JP4488555B2 - ガラス組成物およびその製造方法、ならびにそれを用いた情報記録媒体用基板、情報記録媒体および情報記録装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、弾性率の高いガラス組成物、特に表面平滑性に優れた高弾性率かつ低比重を必要とする情報記録媒体用基板に適し、かつ大量生産が容易なガラス組成物に関する。さらには、このようなガラス組成物を用いた情報記録媒体用基板、情報記録媒体および情報記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ディスクなどの情報記録装置には、記録容量の増大、アクセス時間の短縮が要求され続けており、その達成手段の一つとして、情報記録媒体（以下、単に「記録媒体」とする）の回転を高速化することが考えられている。
【０００３】
しかし、記録媒体用基板（以下、単に「基板」とする）は回転によりたわむため、さらに回転数が高くなると、記録媒体の共振が大きくなり、ついには記録媒体と磁気ヘッドが衝突し、読み取りエラーや磁気ヘッドクラッシュの発生が懸念される。したがって、現状の基板では、磁気ヘッドと記録媒体の距離（以下、「フライングハイト」という）をある程度以下にできず、これが記録容量の増加の足枷となっている。
【０００４】
基板のたわみおよび共振を小さくするためには、基板のヤング率で表される弾性率（以下、単に「ヤング率」とする）を高くする必要がある。これまで磁気ディスク用の基板として最も一般的に使用されてきたアルミニウム合金は、ヤング率が７１GPaであり、１０，０００r.p.m以上の高速回転に対応できない。装置のコンパクト化のため基板の薄板化が要求されているが、アルミ基板では高速回転に対応するためこの要求に反してより厚くする必要がある。
【０００５】
アルミ基板よりもヤング率の高い基板として、化学強化ガラスを用いたものがある。例えば、ソーダライムガラスをカリウム溶融塩中でイオン交換したガラス基板が市販されており、そのヤング率は７２GPaである。その他、９０GPaの結晶化ガラスを用いた基板が市販されている。しかし、結晶化ガラスは内部に結晶が析出するため、表面研磨後に結晶が凹凸として残り、化学強化ガラス基板よりも表面平滑性が劣るという欠点がある。
【０００６】
特開平１０−８１５４２号公報には、SiO2-Al2O3-RO(Rは二価金属)系であって、Al2O3を２０mol%以上、MgOを２０mol%以上、Y2O3を０．５〜１７mol%含むガラスが記載されている。また、特開平１０−８１５４０号公報にはガラス転移点温度が７５０℃以上であるガラスが、特開平１０−７９１２２号公報にはSiO2-Al2O3-RO(Rは二価金属)系にTiO2、ZrO2、Y2O3などを添加したガラスが記載されている。しかし、これらのガラスは、基本的にアルカリ成分を含まないためイオン交換による化学強化処理ができず、十分な強度にまで達することができない。
【０００７】
国際公開ＷＯ９８／５５９９３号公報には、ヤング率で示されるヤング率が１００GPa以上で、液相温度が１，３５０℃以下の各種ガラスと、そのガラス組成物を型を用いて成形した基板とが開示されている。しかし、型による成形は瓶やコップの成形のように単品生産が基本であり、大量生産に不向きである。また、液相温度が１，３５０℃のガラス組成物は、ガラス化が困難であり、フロート法などの連続製造法で成形することは極めて困難である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
今後の情報記録装置の改良においては、基板の高速回転化および薄板化がさらに重要視される。また、情報化社会の進展により蓄積情報量は倍増することから、安価で性能の高い基板および記録媒体の提供が社会的要請となっている。そこで、この発明は、連続製造法による大量生産が可能で、容易に高い表面平滑性が得られ、ヤング率が高くかつ密度の低いガラス組成物を提供することを目的とする。さらには、このガラス組成物を用いて、高速回転によってもたわみおよび共振が小さい基板、フライングハイトを小さくできる記録媒体ならびに記録容量の増大およびアクセス時間の短縮された情報記録装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記従来技術の課題および要求に基づいて行われたものである。具体的には、アルミノケイ酸塩系ガラスにおける組成成分の含有率とヤング率などの物性とに関する精力的な研究の結果、組成成分の含有率を調整することにより、後述の特性が現れることを見出した。
【００１０】
請求項１に記載の発明の情報記録媒体用基板は、組成モルパーセントで、二酸化ケイ素(SiO2)：４５〜５５％、酸化アルミニウム(Al2O3)：０．５〜５％、酸化リチウム(Li2O)：１０〜２０％、一酸化ナトリウム(Na2O)：２〜６％、R2O(R2O=Li2O+Na2O)：１５〜２６％、酸化マグネシウム(MgO)：１０〜１７％、酸化カルシウム(CaO)：０〜７％、酸化ストロンチウム(SrO)：２〜８％、RO(RO=MgO+CaO+SrO)：１２〜２４％、二酸化チタン(TiO2)：０．５〜５％、酸化ジルコニウム(ZrO2)：０〜５％を含有し、酸化イットリウム(Y 2 O 3 )および希土類酸化物を実質的に含まないガラス組成物を用いたことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項２に記載の発明の情報記録媒体用基板は、請求項１に記載の発明において、ガラス組成物が組成モルパーセント比で、Li2O／(Li2O+Na2O)＝０．７５〜０．９５であるものである。
【００１３】
請求項３に記載の発明の情報記録媒体用基板は、請求項１または２に記載の発明において、ガラス組成物が組成モルパーセント比で、MgO／(MgO+CaO+SrO)＝０．３５〜０．８５であるものである。
【００１４】
請求項４に記載の発明の情報記録媒体用基板は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明において、ガラス組成物が組成モルパーセント比で、(Li2O+Na2O)／(MgO+CaO+SrO)≧０．９０であるものである。
【００１５】
請求項５に記載の発明の情報記録媒体用基板は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発明において、ガラス組成物が組成モルパーセント比で、Al2O3／(Li2O+Na2O)≦０．２５であるものである。
【００１７】
請求項６に記載の発明の情報記録媒体用基板は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の発明において、ガラス組成物がCaOを実質的に含まないものである。
【００１８】
請求項７に記載の発明の情報記録媒体用基板は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の発明において、ガラス組成物の液相温度が１，２００℃以下であるものである。
【００１９】
請求項８に記載の発明の情報記録媒体用基板は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の発明において、ガラス組成物のヤング率で示される弾性率が９５GPa以上、かつ密度が３．０g/cm3以下であるものである。
【００２０】
請求項９に記載の発明の情報記録媒体用基板は、請求項１〜８に記載の発明において、遊離砥粒を用いた光学研磨処理における研磨の時間あたりの厚さの減少量で示されるガラス組成物の研磨速度が、ソーダライムガラスと比較して同等以上であるものである。
【００２１】
請求項１０に記載の発明の情報記録媒体用基板は、請求項１〜９のいずれか１項に記載の発明において、ガラス組成物をカリウムイオンまたはナトリウムイオンの少なくとも一方を含む溶融塩中でイオン交換処理したものである。
【００２２】
請求項１１に記載の発明のガラス組成物の製造方法は、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の情報記録媒体用基板に用いるガラス組成物をフロート法により成形するものである。
【００２４】
請求項１２に記載の発明の情報記録媒体は、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の情報記録媒体用基板を用いたものである。
【００２５】
請求項１３に記載の発明の情報記録装置は、請求項１２に記載の情報記録媒体を用いたものである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態について詳細に説明する。なお、％はモルパーセント(mol%)を表す。
【００２７】
SiO2は、ガラスの網目構造を構成する必須の成分である。SiO2だけから成るシリカガラスのヤング率は約７０GPaであり、また一般的なソーダライムガラス(SiO2含有率７０％程度)は７２GPaである。ヤング率を高めるにはSiO2の含有率を抑える必要があり、具体的には５５％以下にしなければならない。５５％を越えると、ヤング率が９５GPa未満となる。一方、含有率が低過ぎると、網目構造が維持できなくなり、液相温度が高くなるなど不都合が生じる。SiO2の含有率が４０％未満の場合は、液相温度が上昇し、ガラスの化学的耐久性が悪化する。また、ガラス熔融液の粘性が必要以上に低下することから、連続製造法での成形が困難になる。したがって、SiO2の含有率は、４０〜５５％である必要があり、４５〜５５％がより好ましい。
【００２８】
Al2O3は、ガラスのヤング率を向上させ、イオン交換による圧縮応力層の深さを増大させ、ガラスの耐水性を向上させる成分である。その含有率が０．５％未満の場合は、これらの効果が十分に現れない。一方、６％を越えると、粘度と液相温度が上昇し、熔解性が悪化する。したがって、Al2O3の含有率は０．５〜６％である必要があり、０．５〜５％がより好ましい。
【００２９】
さらに、全アルカリ成分R2O(Li2O+Na2O)に対するAl2O3の比(Al2O3／R2O)が０．２５を越えると液相温度が急上昇し、熔解性が悪化する。したがって、Al2O3／R2Oは０．２５以下が好ましい。
【００３０】
Li2Oは、ガラスの熔解温度を下げ、ヤング率を向上させ、化学強化処理ではイオン交換されガラス強度を向上させる必須成分である。さらには、鏡面研磨の研磨速度を高める成分でもある。したがって、その含有率は高い方が好ましく、具体的には２％以上、さらには１０％以上とすることが好ましい。この含有率が２％未満の場合は、ヤング率が９５GPa未満となり、またイオン交換が十分に行われないためガラス強度の向上が小さい。しかし、Li2OはSiO2などによる網目構造を終端させる成分であり、その含有量が２０％を超えると、液相温度が不必要に上昇し、また基板の耐候性、耐酸性が目に見えて悪化する。したがって、Li2Oの含有率は２〜２０％である必要があり、１０〜２０％がより好ましい。
【００３１】
Na2Oは、ガラスのヤング率を向上させ、熔解温度、液相温度を下げて熔解性を高め、化学強化処理ではイオン交換される成分である。また、Li2Oと同様に、鏡面研磨速度を上げる成分でもある。ただし、ヤング率を向上させる働きがLi2Oより低いため、任意の成分である。その含有率が１０％を超えると、ガラスのヤング率が低下し、耐候性、耐酸性が急激に悪化する。したがって、Na2Oの含有率は１０％以下である必要があり、２〜６％がより好ましい。
【００３２】
また、全アルカリ成分R2O(R2O=Li2O+Na2O)が２％未満の場合は、ガラスの熔解性が悪化し、化学強化処理でのイオン交換が不十分となる。一方、３０％を超えると、ガラスの耐候性、耐酸性が急激に低下する。したがって、R2Oの含有率は２〜３０％である必要があり、１５〜２６％がより好ましい。
【００３３】
さらに限定すれば、全アルカリ成分R2Oに対するLi2Oの比(Li2O／R2O)が０．７５未満ではヤング率が低下し、０．９５を越えると耐候性、耐酸性が急激に悪化する。したがってLi2O／R2Oは０．７５〜０．９５が好ましい。
【００３４】
MgOは、ガラス中において網目修飾酸化物として働く最も重要な必須の成分である。MgOはガラスのヤング率を向上させるのに非常に有効であり、同時にガラスの密度を低下させ、熔解性を高めることができる。MgOの含有率が５％未満ではこれらの効果が小さく、２５％を超えるとガラスの液相温度が上昇し、耐失透性が悪化する。したがって、MgOの含有率は５〜２５％である必要があり、１０〜１７％がより好ましい。
【００３５】
CaOは、MgOと同様にガラスの熔解性を高め、ヤング率を向上させる成分である。しかし、その効果はMgOより低い。CaOの含有率が２５％を越えると、ガラスの耐失透性が劣化する。したがって、CaOの含有率は２５％以下である必要があり、７％以下が好ましい。特に、ガラス中にSrOが存在する場合は、CaOが実質的に含有されないこと、具体的には１％未満であることがより好ましい。
【００３６】
SrOは、MgOやCaOと同様にガラスの熔解性を高める成分である。しかし、MgOやCaOより重い成分であり、多量に含有されると、ガラスの比重が高くなる。したがって、SrOの含有率は１０％以下である必要があり、２〜８％がより好ましい。なお、SrOは、MgOと共存すると、ガラスの失透に対する安定性を向上させるので、少量、具体的には０．１％以上含まれることが好ましい。
【００３７】
また、全アルカリ土類成分RO(RO=MgO+CaO+SrO)の含有率が１０％未満の場合は、ガラスのヤング率が９５GPa未満となり、かつ熔解性が不十分となる。ROの含有率が高くなればヤング率は向上するが、４０％を超えると、ガラスの液相温度が上昇し、ガラス熔融液の冷却固化時に失透が生じ易くなる。そのため、均質なガラスが得られ難くなる。したがって、ROの含有率は１０〜４０％である必要があり、１２〜２４％がより好ましい。
【００３８】
さらに、ROに対するMgOの比(MgO／RO)が０．３５未満の場合はヤング率が低下し、一方０．８５を越えると液相温度が上昇し耐失透性が急激に悪化する。したがって、MgO／RO比は０．３５〜０．８５が好ましい。
【００３９】
ROに対するR2Oの比(R2O／RO)が０．９０未満の場合は、ガラスの液相温度が上昇し、耐失透性が悪化する。したがって、R2O／RO比は０．９０以上が好ましい。
【００４０】
TiO2は、ガラスのヤング率を高め、耐候性を向上させる優れた成分である。そのため、任意成分であるが、０．５％以上含有されることが好ましい。一方、その含有率が高くなると、ガラスが乳濁する問題が生じる。したがって、TiO2の含有率は１０％以下である必要があり、０．５〜５％がより好ましい。
【００４１】
ZrO2は、TiO2と同様にガラスのヤング率を高め、耐候性を向上させる任意成分である。しかし、ZrO2は、結晶化ガラスの核生成剤としてよく用いられるように、ガラスの結晶化を促す効果がある。したがって、ZrO2の含有量は、液相温度の上昇を抑え耐失透性を確保するために、５％以下である必要があり、２％以下にすることが好ましい。
【００４２】
また、着色、熔解時の清澄などを目的として、これらの成分以外に例えばAs2O3、Sb2O3、SO3、SnO2、Fe2O3、CoO、CeO2、ClまたはFなどの成分が合計で３％まで含有されてもよい。ただし、Y2O3および希土類(ランタノイドと総称される原子番号５７〜７１の元素)酸化物は高価であり、またガラス組成物の比重を不必要に高くしてしまうため、実質的に含有されないことが好ましい。
【００４３】
なお、「実質的に含まない」とは、その成分の添加を目的とする意図的な手段を取らないことを意味し、不純物として原材料に通常含有されるものなどによる微量分まで除外する趣旨ではない。
【００４４】
ガラス組成物の成形は、成形性がよいためプレス法、ダウンドロー法またはフロート法などいかなる方法によっても可能である。これらの方法の中でも、大量生産に適しかつ表面平滑性の高い板状ガラスの製造が可能なフロート法が最適である。
【００４５】
また、このガラス組成物は、光学研磨面を得るための研磨が容易であるという特徴を有する。このため、光学研磨処理の時間が短くなり、各用途における生産性が向上する。特に、ガラス板から情報記録媒体用基板（以下、単に「基板」とする）を製造する場合に、その効果が大きく現れる。ここで光学研磨処理とは、例えば酸化セリウム(CeO2)が主成分である研磨剤を水に懸濁した研磨液を滴下して対象物表面をフェルト布で摩擦する処理などをいう。このガラス組成物は、単位時間あたりの厚さの減少量で示される研磨速度が、フロート板ガラスとして一般に市販されているソーダライムガラスと比較して同等またはそれ以上である。
【００４６】
ＷＯ９８／５５９９３号公報には、液相温度が１，３５０℃以下のガラスおよびこのガラスを型でプレス成形したものが記載されている。しかし、液相温度が１，３００℃以上であれば失透が起こり易く、実生産でガラスの品質を安定させることは極めて難しい。特に、型によるプレス成形では、ガラス熔融液に温度分布が生じ易く、失透が一層起こり易い。上記の組成含有率からなるガラス組成物は、液相温度が１，２００℃以下であり、その品質は容易に安定する。また、型によるプレス成形によっても失透を生じ難い。
【００４７】
このガラス組成物は、Li2OおよびNa2Oを含むので、カリウムイオンまたはナトリウムイオンの少なくとも一方を含有する溶融塩に浸漬されると、容易にイオン交換を起こす。イオン交換が行われることにより、ガラス組成物の表面に圧縮応力が発生し、破壊強度が高まる。したがって、ガラス組成物にさらに強度を求める場合は、化学強化処理を施すことが好ましい。
【００４８】
このガラス組成物は、ヤング率が９５GPa以上、かつ密度が３．０g/cm3以下である。したがって、硬くかつ軽いという特徴があり、各用途で有効に利用される。このガラス組成物の使用用途は特に限定されるものではなく、建築用や基板など現存する全ての用途に利用可能である。特に、基板として用いられる場合には、たわみおよび共振を生じ難いという優れた効果を発揮する。
【００４９】
現在、情報記録装置として広く用いられているハードディスクでは、基板は４，０００〜１０，０００r.p.mで回転し、磁気ヘッドと基板表面との距離（フライングハイト）は１０ナノメートルオーダーに設定されている。今後基板の回転数はさらに高くなり、またフライングハイトが小さくなることは必至であるから、基板のヤング率および剛性を高めることは次世代の要求品質に対応するという点において極めて重要な意義を有する。ここで、剛性は「ヤング率／密度」で表される値であり、剛性が高いほど基板の駆動装置に負担を掛けず、また消費電力が軽減されるという効果がある。ヤング率が９５GPa以上、かつ密度が３．０g/cm3以下の基板であれば、１０，０００r.p.m以上でも現状と同じフライングハイトを維持できる。
【００５０】
なお、ガラス組成物を基板に加工するには、従来のガラス製基板の製造方法がそのまま流用できる。したがって、このガラス組成物を用いれば、新たな設備投資を必要としないので、高性能な基板を容易かつ安価に製造することができる。また、基板を情報記録媒体に加工するにも、従来の製造方法をそのまま流用可能である。
【００５１】
【実施例】
以下、実施例および比較例により、この発明をさらに詳細に説明する。
【００５２】
（実施例１〜１５）
下記「表１」に示した組成含有率となるように、通常のガラス原料であるシリカ、アルミナ、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、塩基性炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸カリウム、炭酸ストロンチウム、チタニアおよびジルコニアなどを用いてバッチを調合した。調合したバッチを白金ルツボを用いて１，３５０℃で４時間保持し、鉄板上に流し出した。このガラスを電気炉中、５５０℃で３０分保持した後、炉の電源を切り、室温まで放冷して試料ガラスとした。
【００５３】
つぎに、試料ガラスの密度、ヤング率および液相温度を以下のようにして測定または算出した。その結果を「表１」に示す。
【００５４】
〔密度およびヤング率の測定〕
試料ガラスを切断し、各面を鏡面研磨して１０×３０×３０mmの板状サンプルを作製し、アルキメデス法により、各サンプルの「密度」を測定した。さらに、シングアラウンド発信器を用い、超音波パルス法(JIS R 1602-1986)により各サンプルの「ヤング率」を算出した。
【００５５】
〔液相温度の測定〕
上記試料ガラスを粉砕し、温度傾斜電気炉中で２時間保持し、炉から取り出したガラス内部に失透が観察された最高温度を液相温度とした。
【００５６】
〔研磨速度の測定〕
上記の板状サンプルの鏡面研磨面に対して、酸化セリウムを主成分とする研磨剤（新日本金属化学(株)製：製品名Cerico、グレードSG）を水に懸濁させた研磨液を用いて、オスカー式研磨装置で一定時間研磨を行ない、重量の減少量から単位時間当たりの研磨量を求めた。また、フロート法により製造された一般的なソーダライムガラスで同様の板状サンプルを作成し、同一条件で研磨を行ない、その値を基準として相対値で各実施例の「研磨速度」を求めた。その結果を、「表１」に示す。なお、基準としたソーダライムガラスは、後述の比較例３に該当する。
【００５７】
【表１】
【００５８】
実施例１〜１５の試料ガラスを、３８０℃に加熱したKNO3：NaNO3＝８０：２０の混合溶融塩に３時間浸漬して化学強化し、偏光顕微鏡により圧縮応力層の厚さを観察した。その結果、実施例１〜１５の試料ガラスにはいずれも厚さ５０μm以上の圧縮応力層が入っており、これらが化学強化に適した組成含有率であることが判った。
（比較例１〜４）
下記「表２」に示した組成含有率となるように、実施例と同様の方法で試料ガラスを作製した。
【００５９】
ただし、比較例４では、調合したバッチを白金ルツボを用いて１，６００℃で１６時間保持した後、鉄板上に流し出した。このガラスを電気炉中、６５０℃で３０分保持した後、炉の電源を切り、室温まで放冷して試料ガラスとした。
【００６０】
これらの試料ガラスを用いて、実施例と同様に密度、ヤング率および液相温度を測定または算出した。その結果を「表２」に示す。
【００６１】
ただし、比較例３では、化学強化処理において試料ガラスを３８０℃に加熱したKNO3溶融塩中に３時間浸漬した。また、比較例４のガラスには、アルカリ成分が存在しないため、化学強化処理を施さなかった。
【００６２】
【表２】
【００６３】
〔基板の製造および評価〕
上記実施例１〜１５の試料ガラスを外径９５mm×内径２５mmのドーナツ状に切り出し、これを研削、研磨した後、上記実施例の条件で化学強化処理を行った。さらに、鏡面研磨処理（表面粗さＲａ：１nm以下；JIS B 0601-1994）により厚さ１．０mmにして、基板とした。
【００６４】
この基板に、下地層としてCrを、記録層としてCo-Cr-Taを、保護層としてCを、それぞれスパッタリング法で成膜した。さらに、この上に潤滑層を成形して、記録媒体とした。
【００６５】
このようにして得た各実施例の記録媒体を、密閉型の磁気ディスクドライブに装着し、１０，０００および１２，０００r.p.mでそれぞれ連続稼動させた。その結果、どの記録媒体も、基板の振動による磁気ヘッドクラッシュなどの問題を起こさなかった。
【００６６】
実施例１〜１４の研磨速度は、一般的なソーダライムガラス（比較例３）と比べて同等以上である。この結果から、この発明のガラス組成物は、鏡面研磨が容易であることが判る。さらに詳細に検討すると、アルカリ分が研磨速度の向上に寄与しており、特にLi2Oの影響が大きいと考えられる。
【００６７】
実施例１〜１５では、「表１」に示されたようにいずれもヤング率が９５GPaを超えており、かつ密度が３．０g/cm3未満であった。また液相温度については、そのほとんどが成形が容易に行える１，２００℃以下であった。
【００６８】
比較例１〜３では、いずれもヤング率が９０GPa以下であった。また比較例３では、実施例より高温、長時間の条件で化学強化処理を行ったにもかかわらず、圧縮応力層の厚さが１１μmであった。なお、比較例４は、特開平１０−８１５４２号公報の実施例１に該当するものである。
【００６９】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば次のような効果が奏せられる。
【００７０】
請求項１に記載の発明によれば、組成含有率が好適であるので、連続製造法による大量生産が可能で、容易に高い表面平滑性が得られ、ヤング率が高くかつ密度の低いガラス組成物が得られる。
【００７１】
請求項２に記載の発明によれば、組成含有率が特に好適であるので、ヤング率が高く、かつ耐失透性、耐候性および耐酸性のよいガラス組成物が確実に得られる。
【００７２】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２の発明の効果に加えて、Li2O／(Li2O+Na2O)＝０．７５〜０．９５であるので、特にガラス組成物のヤング率、耐酸性および耐候性を高めることができる。
【００７３】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３の発明の効果に加えて、MgO／(MgO+CaO+SrO)＝０．３５〜０．８５であるので、ヤング率と耐失透性が向上し、かつ液相温度が下がり熔解性に優れた製造し易いガラス組成物が得られる。
【００７４】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１〜４の発明の効果に加えて、(Li2O+Na2O)／(MgO+CaO+SrO)≧０．９０であるので、ヤング率が高く、かつ耐失透性と耐候性がよい、製造しやすいガラス組成物が得られる。
【００７５】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１〜５の発明の効果に加えて、Al2O3／(Li2O+Na2O)≦０．２５であるので、ヤング率が高く、耐失透性と耐候性がよく、かつ熔解性に優れた製造し易いガラス組成物が得られる。
【００７６】
請求項７に記載の発明によれば、請求項１〜６の発明の効果に加えて、Y2O3および希土類酸化物を実質的に含まないので、製造原価が抑えられ、また密度の低いガラス組成物が得られる。このガラス組成物は、高速回転される次世代の基板に適する。
【００７７】
請求項８に記載の発明によれば、請求項１〜７の発明の効果に加えて、CaOを実質的に含まないので、他の組成含有率を低下させることがなく、ガラス組成物の熔解性とヤング率を確実に向上させることができる。
【００７８】
請求項９に記載の発明によれば、請求項１〜８の発明の効果に加えて、液相温度が１，２００℃以下であるので、製造が容易で品質の安定した、ヤング率、耐失透性および耐候性の高いガラス組成物が得られる。
【００７９】
請求項１０に記載の発明によれば、請求項１〜９の発明の効果に加えて、ヤング率が９５GPa以上、かつ密度が３．０g/cm3以下であるので、剛性の高いガラス組成物が得られる。このガラス組成物は、特に基板に適しており、従来のガラスやアルミニウム合金製の基板と比べて高速回転においてもたわみや共振を起こし難く、さらに回転駆動装置に負担を掛けない。
【００８０】
請求項１１に記載の発明によれば、請求項１〜１０に記載の発明の効果に加えて、遊離砥粒を用いた光学研磨処理の速度がソーダライムガラスと比較して同等以上であるので、研磨加工の生産性の高いガラス組成物が得られる。
【００８１】
請求項１２に記載の発明によれば、請求項１〜１１の発明の効果に加えて、カリウムイオンまたはナトリウムイオンの少なくとも一方を含む溶融塩中でイオン交換処理するので、表面圧縮層が深く形成されたガラス組成物が得られる。
【００８２】
請求項１３に記載の発明によれば、ガラス組成物をフロート法により成形するので、平坦性に優れた高品質なガラス板が安定して大量に生産される。
【００８３】
請求項１４に記載の発明によれば、請求項１〜１２の発明のガラス組成物を用いるので、次世代の要求品質に十分に応えられる基板を提供することができる。
【００８４】
請求項１５に記載の発明によれば、請求項１４に記載の情報記録媒体用基板を用いるので、フライングハイトを小さくできる記録媒体が得られる。
【００８５】
請求項１６に記載の発明によれば、請求項１５に記載の情報記録媒体を用いるので、記憶容量の増大およびアクセス時間の短縮された記録装置が得られる。
【発明の属する技術分野】
この発明は、弾性率の高いガラス組成物、特に表面平滑性に優れた高弾性率かつ低比重を必要とする情報記録媒体用基板に適し、かつ大量生産が容易なガラス組成物に関する。さらには、このようなガラス組成物を用いた情報記録媒体用基板、情報記録媒体および情報記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ディスクなどの情報記録装置には、記録容量の増大、アクセス時間の短縮が要求され続けており、その達成手段の一つとして、情報記録媒体（以下、単に「記録媒体」とする）の回転を高速化することが考えられている。
【０００３】
しかし、記録媒体用基板（以下、単に「基板」とする）は回転によりたわむため、さらに回転数が高くなると、記録媒体の共振が大きくなり、ついには記録媒体と磁気ヘッドが衝突し、読み取りエラーや磁気ヘッドクラッシュの発生が懸念される。したがって、現状の基板では、磁気ヘッドと記録媒体の距離（以下、「フライングハイト」という）をある程度以下にできず、これが記録容量の増加の足枷となっている。
【０００４】
基板のたわみおよび共振を小さくするためには、基板のヤング率で表される弾性率（以下、単に「ヤング率」とする）を高くする必要がある。これまで磁気ディスク用の基板として最も一般的に使用されてきたアルミニウム合金は、ヤング率が７１GPaであり、１０，０００r.p.m以上の高速回転に対応できない。装置のコンパクト化のため基板の薄板化が要求されているが、アルミ基板では高速回転に対応するためこの要求に反してより厚くする必要がある。
【０００５】
アルミ基板よりもヤング率の高い基板として、化学強化ガラスを用いたものがある。例えば、ソーダライムガラスをカリウム溶融塩中でイオン交換したガラス基板が市販されており、そのヤング率は７２GPaである。その他、９０GPaの結晶化ガラスを用いた基板が市販されている。しかし、結晶化ガラスは内部に結晶が析出するため、表面研磨後に結晶が凹凸として残り、化学強化ガラス基板よりも表面平滑性が劣るという欠点がある。
【０００６】
特開平１０−８１５４２号公報には、SiO2-Al2O3-RO(Rは二価金属)系であって、Al2O3を２０mol%以上、MgOを２０mol%以上、Y2O3を０．５〜１７mol%含むガラスが記載されている。また、特開平１０−８１５４０号公報にはガラス転移点温度が７５０℃以上であるガラスが、特開平１０−７９１２２号公報にはSiO2-Al2O3-RO(Rは二価金属)系にTiO2、ZrO2、Y2O3などを添加したガラスが記載されている。しかし、これらのガラスは、基本的にアルカリ成分を含まないためイオン交換による化学強化処理ができず、十分な強度にまで達することができない。
【０００７】
国際公開ＷＯ９８／５５９９３号公報には、ヤング率で示されるヤング率が１００GPa以上で、液相温度が１，３５０℃以下の各種ガラスと、そのガラス組成物を型を用いて成形した基板とが開示されている。しかし、型による成形は瓶やコップの成形のように単品生産が基本であり、大量生産に不向きである。また、液相温度が１，３５０℃のガラス組成物は、ガラス化が困難であり、フロート法などの連続製造法で成形することは極めて困難である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
今後の情報記録装置の改良においては、基板の高速回転化および薄板化がさらに重要視される。また、情報化社会の進展により蓄積情報量は倍増することから、安価で性能の高い基板および記録媒体の提供が社会的要請となっている。そこで、この発明は、連続製造法による大量生産が可能で、容易に高い表面平滑性が得られ、ヤング率が高くかつ密度の低いガラス組成物を提供することを目的とする。さらには、このガラス組成物を用いて、高速回転によってもたわみおよび共振が小さい基板、フライングハイトを小さくできる記録媒体ならびに記録容量の増大およびアクセス時間の短縮された情報記録装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記従来技術の課題および要求に基づいて行われたものである。具体的には、アルミノケイ酸塩系ガラスにおける組成成分の含有率とヤング率などの物性とに関する精力的な研究の結果、組成成分の含有率を調整することにより、後述の特性が現れることを見出した。
【００１０】
請求項１に記載の発明の情報記録媒体用基板は、組成モルパーセントで、二酸化ケイ素(SiO2)：４５〜５５％、酸化アルミニウム(Al2O3)：０．５〜５％、酸化リチウム(Li2O)：１０〜２０％、一酸化ナトリウム(Na2O)：２〜６％、R2O(R2O=Li2O+Na2O)：１５〜２６％、酸化マグネシウム(MgO)：１０〜１７％、酸化カルシウム(CaO)：０〜７％、酸化ストロンチウム(SrO)：２〜８％、RO(RO=MgO+CaO+SrO)：１２〜２４％、二酸化チタン(TiO2)：０．５〜５％、酸化ジルコニウム(ZrO2)：０〜５％を含有し、酸化イットリウム(Y 2 O 3 )および希土類酸化物を実質的に含まないガラス組成物を用いたことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項２に記載の発明の情報記録媒体用基板は、請求項１に記載の発明において、ガラス組成物が組成モルパーセント比で、Li2O／(Li2O+Na2O)＝０．７５〜０．９５であるものである。
【００１３】
請求項３に記載の発明の情報記録媒体用基板は、請求項１または２に記載の発明において、ガラス組成物が組成モルパーセント比で、MgO／(MgO+CaO+SrO)＝０．３５〜０．８５であるものである。
【００１４】
請求項４に記載の発明の情報記録媒体用基板は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明において、ガラス組成物が組成モルパーセント比で、(Li2O+Na2O)／(MgO+CaO+SrO)≧０．９０であるものである。
【００１５】
請求項５に記載の発明の情報記録媒体用基板は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発明において、ガラス組成物が組成モルパーセント比で、Al2O3／(Li2O+Na2O)≦０．２５であるものである。
【００１７】
請求項６に記載の発明の情報記録媒体用基板は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の発明において、ガラス組成物がCaOを実質的に含まないものである。
【００１８】
請求項７に記載の発明の情報記録媒体用基板は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の発明において、ガラス組成物の液相温度が１，２００℃以下であるものである。
【００１９】
請求項８に記載の発明の情報記録媒体用基板は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の発明において、ガラス組成物のヤング率で示される弾性率が９５GPa以上、かつ密度が３．０g/cm3以下であるものである。
【００２０】
請求項９に記載の発明の情報記録媒体用基板は、請求項１〜８に記載の発明において、遊離砥粒を用いた光学研磨処理における研磨の時間あたりの厚さの減少量で示されるガラス組成物の研磨速度が、ソーダライムガラスと比較して同等以上であるものである。
【００２１】
請求項１０に記載の発明の情報記録媒体用基板は、請求項１〜９のいずれか１項に記載の発明において、ガラス組成物をカリウムイオンまたはナトリウムイオンの少なくとも一方を含む溶融塩中でイオン交換処理したものである。
【００２２】
請求項１１に記載の発明のガラス組成物の製造方法は、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の情報記録媒体用基板に用いるガラス組成物をフロート法により成形するものである。
【００２４】
請求項１２に記載の発明の情報記録媒体は、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の情報記録媒体用基板を用いたものである。
【００２５】
請求項１３に記載の発明の情報記録装置は、請求項１２に記載の情報記録媒体を用いたものである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態について詳細に説明する。なお、％はモルパーセント(mol%)を表す。
【００２７】
SiO2は、ガラスの網目構造を構成する必須の成分である。SiO2だけから成るシリカガラスのヤング率は約７０GPaであり、また一般的なソーダライムガラス(SiO2含有率７０％程度)は７２GPaである。ヤング率を高めるにはSiO2の含有率を抑える必要があり、具体的には５５％以下にしなければならない。５５％を越えると、ヤング率が９５GPa未満となる。一方、含有率が低過ぎると、網目構造が維持できなくなり、液相温度が高くなるなど不都合が生じる。SiO2の含有率が４０％未満の場合は、液相温度が上昇し、ガラスの化学的耐久性が悪化する。また、ガラス熔融液の粘性が必要以上に低下することから、連続製造法での成形が困難になる。したがって、SiO2の含有率は、４０〜５５％である必要があり、４５〜５５％がより好ましい。
【００２８】
Al2O3は、ガラスのヤング率を向上させ、イオン交換による圧縮応力層の深さを増大させ、ガラスの耐水性を向上させる成分である。その含有率が０．５％未満の場合は、これらの効果が十分に現れない。一方、６％を越えると、粘度と液相温度が上昇し、熔解性が悪化する。したがって、Al2O3の含有率は０．５〜６％である必要があり、０．５〜５％がより好ましい。
【００２９】
さらに、全アルカリ成分R2O(Li2O+Na2O)に対するAl2O3の比(Al2O3／R2O)が０．２５を越えると液相温度が急上昇し、熔解性が悪化する。したがって、Al2O3／R2Oは０．２５以下が好ましい。
【００３０】
Li2Oは、ガラスの熔解温度を下げ、ヤング率を向上させ、化学強化処理ではイオン交換されガラス強度を向上させる必須成分である。さらには、鏡面研磨の研磨速度を高める成分でもある。したがって、その含有率は高い方が好ましく、具体的には２％以上、さらには１０％以上とすることが好ましい。この含有率が２％未満の場合は、ヤング率が９５GPa未満となり、またイオン交換が十分に行われないためガラス強度の向上が小さい。しかし、Li2OはSiO2などによる網目構造を終端させる成分であり、その含有量が２０％を超えると、液相温度が不必要に上昇し、また基板の耐候性、耐酸性が目に見えて悪化する。したがって、Li2Oの含有率は２〜２０％である必要があり、１０〜２０％がより好ましい。
【００３１】
Na2Oは、ガラスのヤング率を向上させ、熔解温度、液相温度を下げて熔解性を高め、化学強化処理ではイオン交換される成分である。また、Li2Oと同様に、鏡面研磨速度を上げる成分でもある。ただし、ヤング率を向上させる働きがLi2Oより低いため、任意の成分である。その含有率が１０％を超えると、ガラスのヤング率が低下し、耐候性、耐酸性が急激に悪化する。したがって、Na2Oの含有率は１０％以下である必要があり、２〜６％がより好ましい。
【００３２】
また、全アルカリ成分R2O(R2O=Li2O+Na2O)が２％未満の場合は、ガラスの熔解性が悪化し、化学強化処理でのイオン交換が不十分となる。一方、３０％を超えると、ガラスの耐候性、耐酸性が急激に低下する。したがって、R2Oの含有率は２〜３０％である必要があり、１５〜２６％がより好ましい。
【００３３】
さらに限定すれば、全アルカリ成分R2Oに対するLi2Oの比(Li2O／R2O)が０．７５未満ではヤング率が低下し、０．９５を越えると耐候性、耐酸性が急激に悪化する。したがってLi2O／R2Oは０．７５〜０．９５が好ましい。
【００３４】
MgOは、ガラス中において網目修飾酸化物として働く最も重要な必須の成分である。MgOはガラスのヤング率を向上させるのに非常に有効であり、同時にガラスの密度を低下させ、熔解性を高めることができる。MgOの含有率が５％未満ではこれらの効果が小さく、２５％を超えるとガラスの液相温度が上昇し、耐失透性が悪化する。したがって、MgOの含有率は５〜２５％である必要があり、１０〜１７％がより好ましい。
【００３５】
CaOは、MgOと同様にガラスの熔解性を高め、ヤング率を向上させる成分である。しかし、その効果はMgOより低い。CaOの含有率が２５％を越えると、ガラスの耐失透性が劣化する。したがって、CaOの含有率は２５％以下である必要があり、７％以下が好ましい。特に、ガラス中にSrOが存在する場合は、CaOが実質的に含有されないこと、具体的には１％未満であることがより好ましい。
【００３６】
SrOは、MgOやCaOと同様にガラスの熔解性を高める成分である。しかし、MgOやCaOより重い成分であり、多量に含有されると、ガラスの比重が高くなる。したがって、SrOの含有率は１０％以下である必要があり、２〜８％がより好ましい。なお、SrOは、MgOと共存すると、ガラスの失透に対する安定性を向上させるので、少量、具体的には０．１％以上含まれることが好ましい。
【００３７】
また、全アルカリ土類成分RO(RO=MgO+CaO+SrO)の含有率が１０％未満の場合は、ガラスのヤング率が９５GPa未満となり、かつ熔解性が不十分となる。ROの含有率が高くなればヤング率は向上するが、４０％を超えると、ガラスの液相温度が上昇し、ガラス熔融液の冷却固化時に失透が生じ易くなる。そのため、均質なガラスが得られ難くなる。したがって、ROの含有率は１０〜４０％である必要があり、１２〜２４％がより好ましい。
【００３８】
さらに、ROに対するMgOの比(MgO／RO)が０．３５未満の場合はヤング率が低下し、一方０．８５を越えると液相温度が上昇し耐失透性が急激に悪化する。したがって、MgO／RO比は０．３５〜０．８５が好ましい。
【００３９】
ROに対するR2Oの比(R2O／RO)が０．９０未満の場合は、ガラスの液相温度が上昇し、耐失透性が悪化する。したがって、R2O／RO比は０．９０以上が好ましい。
【００４０】
TiO2は、ガラスのヤング率を高め、耐候性を向上させる優れた成分である。そのため、任意成分であるが、０．５％以上含有されることが好ましい。一方、その含有率が高くなると、ガラスが乳濁する問題が生じる。したがって、TiO2の含有率は１０％以下である必要があり、０．５〜５％がより好ましい。
【００４１】
ZrO2は、TiO2と同様にガラスのヤング率を高め、耐候性を向上させる任意成分である。しかし、ZrO2は、結晶化ガラスの核生成剤としてよく用いられるように、ガラスの結晶化を促す効果がある。したがって、ZrO2の含有量は、液相温度の上昇を抑え耐失透性を確保するために、５％以下である必要があり、２％以下にすることが好ましい。
【００４２】
また、着色、熔解時の清澄などを目的として、これらの成分以外に例えばAs2O3、Sb2O3、SO3、SnO2、Fe2O3、CoO、CeO2、ClまたはFなどの成分が合計で３％まで含有されてもよい。ただし、Y2O3および希土類(ランタノイドと総称される原子番号５７〜７１の元素)酸化物は高価であり、またガラス組成物の比重を不必要に高くしてしまうため、実質的に含有されないことが好ましい。
【００４３】
なお、「実質的に含まない」とは、その成分の添加を目的とする意図的な手段を取らないことを意味し、不純物として原材料に通常含有されるものなどによる微量分まで除外する趣旨ではない。
【００４４】
ガラス組成物の成形は、成形性がよいためプレス法、ダウンドロー法またはフロート法などいかなる方法によっても可能である。これらの方法の中でも、大量生産に適しかつ表面平滑性の高い板状ガラスの製造が可能なフロート法が最適である。
【００４５】
また、このガラス組成物は、光学研磨面を得るための研磨が容易であるという特徴を有する。このため、光学研磨処理の時間が短くなり、各用途における生産性が向上する。特に、ガラス板から情報記録媒体用基板（以下、単に「基板」とする）を製造する場合に、その効果が大きく現れる。ここで光学研磨処理とは、例えば酸化セリウム(CeO2)が主成分である研磨剤を水に懸濁した研磨液を滴下して対象物表面をフェルト布で摩擦する処理などをいう。このガラス組成物は、単位時間あたりの厚さの減少量で示される研磨速度が、フロート板ガラスとして一般に市販されているソーダライムガラスと比較して同等またはそれ以上である。
【００４６】
ＷＯ９８／５５９９３号公報には、液相温度が１，３５０℃以下のガラスおよびこのガラスを型でプレス成形したものが記載されている。しかし、液相温度が１，３００℃以上であれば失透が起こり易く、実生産でガラスの品質を安定させることは極めて難しい。特に、型によるプレス成形では、ガラス熔融液に温度分布が生じ易く、失透が一層起こり易い。上記の組成含有率からなるガラス組成物は、液相温度が１，２００℃以下であり、その品質は容易に安定する。また、型によるプレス成形によっても失透を生じ難い。
【００４７】
このガラス組成物は、Li2OおよびNa2Oを含むので、カリウムイオンまたはナトリウムイオンの少なくとも一方を含有する溶融塩に浸漬されると、容易にイオン交換を起こす。イオン交換が行われることにより、ガラス組成物の表面に圧縮応力が発生し、破壊強度が高まる。したがって、ガラス組成物にさらに強度を求める場合は、化学強化処理を施すことが好ましい。
【００４８】
このガラス組成物は、ヤング率が９５GPa以上、かつ密度が３．０g/cm3以下である。したがって、硬くかつ軽いという特徴があり、各用途で有効に利用される。このガラス組成物の使用用途は特に限定されるものではなく、建築用や基板など現存する全ての用途に利用可能である。特に、基板として用いられる場合には、たわみおよび共振を生じ難いという優れた効果を発揮する。
【００４９】
現在、情報記録装置として広く用いられているハードディスクでは、基板は４，０００〜１０，０００r.p.mで回転し、磁気ヘッドと基板表面との距離（フライングハイト）は１０ナノメートルオーダーに設定されている。今後基板の回転数はさらに高くなり、またフライングハイトが小さくなることは必至であるから、基板のヤング率および剛性を高めることは次世代の要求品質に対応するという点において極めて重要な意義を有する。ここで、剛性は「ヤング率／密度」で表される値であり、剛性が高いほど基板の駆動装置に負担を掛けず、また消費電力が軽減されるという効果がある。ヤング率が９５GPa以上、かつ密度が３．０g/cm3以下の基板であれば、１０，０００r.p.m以上でも現状と同じフライングハイトを維持できる。
【００５０】
なお、ガラス組成物を基板に加工するには、従来のガラス製基板の製造方法がそのまま流用できる。したがって、このガラス組成物を用いれば、新たな設備投資を必要としないので、高性能な基板を容易かつ安価に製造することができる。また、基板を情報記録媒体に加工するにも、従来の製造方法をそのまま流用可能である。
【００５１】
【実施例】
以下、実施例および比較例により、この発明をさらに詳細に説明する。
【００５２】
（実施例１〜１５）
下記「表１」に示した組成含有率となるように、通常のガラス原料であるシリカ、アルミナ、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、塩基性炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸カリウム、炭酸ストロンチウム、チタニアおよびジルコニアなどを用いてバッチを調合した。調合したバッチを白金ルツボを用いて１，３５０℃で４時間保持し、鉄板上に流し出した。このガラスを電気炉中、５５０℃で３０分保持した後、炉の電源を切り、室温まで放冷して試料ガラスとした。
【００５３】
つぎに、試料ガラスの密度、ヤング率および液相温度を以下のようにして測定または算出した。その結果を「表１」に示す。
【００５４】
〔密度およびヤング率の測定〕
試料ガラスを切断し、各面を鏡面研磨して１０×３０×３０mmの板状サンプルを作製し、アルキメデス法により、各サンプルの「密度」を測定した。さらに、シングアラウンド発信器を用い、超音波パルス法(JIS R 1602-1986)により各サンプルの「ヤング率」を算出した。
【００５５】
〔液相温度の測定〕
上記試料ガラスを粉砕し、温度傾斜電気炉中で２時間保持し、炉から取り出したガラス内部に失透が観察された最高温度を液相温度とした。
【００５６】
〔研磨速度の測定〕
上記の板状サンプルの鏡面研磨面に対して、酸化セリウムを主成分とする研磨剤（新日本金属化学(株)製：製品名Cerico、グレードSG）を水に懸濁させた研磨液を用いて、オスカー式研磨装置で一定時間研磨を行ない、重量の減少量から単位時間当たりの研磨量を求めた。また、フロート法により製造された一般的なソーダライムガラスで同様の板状サンプルを作成し、同一条件で研磨を行ない、その値を基準として相対値で各実施例の「研磨速度」を求めた。その結果を、「表１」に示す。なお、基準としたソーダライムガラスは、後述の比較例３に該当する。
【００５７】
【表１】
実施例１〜１５の試料ガラスを、３８０℃に加熱したKNO3：NaNO3＝８０：２０の混合溶融塩に３時間浸漬して化学強化し、偏光顕微鏡により圧縮応力層の厚さを観察した。その結果、実施例１〜１５の試料ガラスにはいずれも厚さ５０μm以上の圧縮応力層が入っており、これらが化学強化に適した組成含有率であることが判った。
（比較例１〜４）
下記「表２」に示した組成含有率となるように、実施例と同様の方法で試料ガラスを作製した。
【００５９】
ただし、比較例４では、調合したバッチを白金ルツボを用いて１，６００℃で１６時間保持した後、鉄板上に流し出した。このガラスを電気炉中、６５０℃で３０分保持した後、炉の電源を切り、室温まで放冷して試料ガラスとした。
【００６０】
これらの試料ガラスを用いて、実施例と同様に密度、ヤング率および液相温度を測定または算出した。その結果を「表２」に示す。
【００６１】
ただし、比較例３では、化学強化処理において試料ガラスを３８０℃に加熱したKNO3溶融塩中に３時間浸漬した。また、比較例４のガラスには、アルカリ成分が存在しないため、化学強化処理を施さなかった。
【００６２】
【表２】
〔基板の製造および評価〕
上記実施例１〜１５の試料ガラスを外径９５mm×内径２５mmのドーナツ状に切り出し、これを研削、研磨した後、上記実施例の条件で化学強化処理を行った。さらに、鏡面研磨処理（表面粗さＲａ：１nm以下；JIS B 0601-1994）により厚さ１．０mmにして、基板とした。
【００６４】
この基板に、下地層としてCrを、記録層としてCo-Cr-Taを、保護層としてCを、それぞれスパッタリング法で成膜した。さらに、この上に潤滑層を成形して、記録媒体とした。
【００６５】
このようにして得た各実施例の記録媒体を、密閉型の磁気ディスクドライブに装着し、１０，０００および１２，０００r.p.mでそれぞれ連続稼動させた。その結果、どの記録媒体も、基板の振動による磁気ヘッドクラッシュなどの問題を起こさなかった。
【００６６】
実施例１〜１４の研磨速度は、一般的なソーダライムガラス（比較例３）と比べて同等以上である。この結果から、この発明のガラス組成物は、鏡面研磨が容易であることが判る。さらに詳細に検討すると、アルカリ分が研磨速度の向上に寄与しており、特にLi2Oの影響が大きいと考えられる。
【００６７】
実施例１〜１５では、「表１」に示されたようにいずれもヤング率が９５GPaを超えており、かつ密度が３．０g/cm3未満であった。また液相温度については、そのほとんどが成形が容易に行える１，２００℃以下であった。
【００６８】
比較例１〜３では、いずれもヤング率が９０GPa以下であった。また比較例３では、実施例より高温、長時間の条件で化学強化処理を行ったにもかかわらず、圧縮応力層の厚さが１１μmであった。なお、比較例４は、特開平１０−８１５４２号公報の実施例１に該当するものである。
【００６９】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば次のような効果が奏せられる。
【００７０】
請求項１に記載の発明によれば、組成含有率が好適であるので、連続製造法による大量生産が可能で、容易に高い表面平滑性が得られ、ヤング率が高くかつ密度の低いガラス組成物が得られる。
【００７１】
請求項２に記載の発明によれば、組成含有率が特に好適であるので、ヤング率が高く、かつ耐失透性、耐候性および耐酸性のよいガラス組成物が確実に得られる。
【００７２】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２の発明の効果に加えて、Li2O／(Li2O+Na2O)＝０．７５〜０．９５であるので、特にガラス組成物のヤング率、耐酸性および耐候性を高めることができる。
【００７３】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３の発明の効果に加えて、MgO／(MgO+CaO+SrO)＝０．３５〜０．８５であるので、ヤング率と耐失透性が向上し、かつ液相温度が下がり熔解性に優れた製造し易いガラス組成物が得られる。
【００７４】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１〜４の発明の効果に加えて、(Li2O+Na2O)／(MgO+CaO+SrO)≧０．９０であるので、ヤング率が高く、かつ耐失透性と耐候性がよい、製造しやすいガラス組成物が得られる。
【００７５】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１〜５の発明の効果に加えて、Al2O3／(Li2O+Na2O)≦０．２５であるので、ヤング率が高く、耐失透性と耐候性がよく、かつ熔解性に優れた製造し易いガラス組成物が得られる。
【００７６】
請求項７に記載の発明によれば、請求項１〜６の発明の効果に加えて、Y2O3および希土類酸化物を実質的に含まないので、製造原価が抑えられ、また密度の低いガラス組成物が得られる。このガラス組成物は、高速回転される次世代の基板に適する。
【００７７】
請求項８に記載の発明によれば、請求項１〜７の発明の効果に加えて、CaOを実質的に含まないので、他の組成含有率を低下させることがなく、ガラス組成物の熔解性とヤング率を確実に向上させることができる。
【００７８】
請求項９に記載の発明によれば、請求項１〜８の発明の効果に加えて、液相温度が１，２００℃以下であるので、製造が容易で品質の安定した、ヤング率、耐失透性および耐候性の高いガラス組成物が得られる。
【００７９】
請求項１０に記載の発明によれば、請求項１〜９の発明の効果に加えて、ヤング率が９５GPa以上、かつ密度が３．０g/cm3以下であるので、剛性の高いガラス組成物が得られる。このガラス組成物は、特に基板に適しており、従来のガラスやアルミニウム合金製の基板と比べて高速回転においてもたわみや共振を起こし難く、さらに回転駆動装置に負担を掛けない。
【００８０】
請求項１１に記載の発明によれば、請求項１〜１０に記載の発明の効果に加えて、遊離砥粒を用いた光学研磨処理の速度がソーダライムガラスと比較して同等以上であるので、研磨加工の生産性の高いガラス組成物が得られる。
【００８１】
請求項１２に記載の発明によれば、請求項１〜１１の発明の効果に加えて、カリウムイオンまたはナトリウムイオンの少なくとも一方を含む溶融塩中でイオン交換処理するので、表面圧縮層が深く形成されたガラス組成物が得られる。
【００８２】
請求項１３に記載の発明によれば、ガラス組成物をフロート法により成形するので、平坦性に優れた高品質なガラス板が安定して大量に生産される。
【００８３】
請求項１４に記載の発明によれば、請求項１〜１２の発明のガラス組成物を用いるので、次世代の要求品質に十分に応えられる基板を提供することができる。
【００８４】
請求項１５に記載の発明によれば、請求項１４に記載の情報記録媒体用基板を用いるので、フライングハイトを小さくできる記録媒体が得られる。
【００８５】
請求項１６に記載の発明によれば、請求項１５に記載の情報記録媒体を用いるので、記憶容量の増大およびアクセス時間の短縮された記録装置が得られる。
Claims (13)
- 組成モルパーセントで、
二酸化ケイ素(SiO2) ４５〜５５％、
酸化アルミニウム(Al2O3) ０．５〜５％、
酸化リチウム(Li2O) １０〜２０％、
一酸化ナトリウム(Na2O) ２〜６％、
R2O(R2O=Li2O+Na2O) １５〜２６％、
酸化マグネシウム(MgO) １０〜１７％、
酸化カルシウム(CaO) ０〜７％、
酸化ストロンチウム(SrO) ２〜８％、
RO(RO=MgO+CaO+SrO) １２〜２４％、
二酸化チタン(TiO2) ０．５〜５％、
酸化ジルコニウム(ZrO2) ０〜２％
を含有し、酸化イットリウム(Y 2 O 3 )および希土類酸化物を実質的に含まないガラス組成物を用いたことを特徴とする情報記録媒体用基板。 - ガラス組成物において、組成モルパーセント比で、
Li2O／(Li2O+Na2O)＝０．７５〜０．９５
である請求項１に記載の情報記録媒体用基板。 - ガラス組成物において、組成モルパーセント比で、
MgO／(MgO+CaO+SrO)＝０．３５〜０．８５
である請求項１または２に記載の情報記録媒体用基板。 - ガラス組成物において、組成モルパーセント比で、
(Li2O+Na2O)／(MgO+CaO+SrO)≧０．９０
である請求項１〜３のいずれか１項に記載の情報記録媒体用基板。 - ガラス組成物において、組成モルパーセント比で、
Al2O3／(Li2O+Na2O)≦０．２５
である請求項１〜４のいずれか１項に記載の情報記録媒体用基板。 - ガラス組成物がCaOを実質的に含まない請求項１〜５のいずれか１項に記載の情報記録媒体用基板。
- ガラス組成物の液相温度が１，２００℃以下である請求項１〜６のいずれか１項に記載の情報記録媒体用基板。
- ガラス組成物のヤング率で示される弾性率が９５GPa以上、かつ密度が３．０g/cm3以下である請求項１〜７のいずれか１項に記載の情報記録媒体用基板。
- ガラス組成物は、遊離砥粒を用いた光学研磨処理において、研磨による時間あたりの厚さの減少量で示される研磨速度が、ソーダライムガラスと比較して同等以上である請求項１〜８のいずれか１項に記載の情報記録媒体用基板。
- ガラス組成物は、カリウムイオンまたはナトリウムイオンの少なくとも一方を含む溶融塩中でイオン交換処理したものである請求項１〜９のいずれか１項に記載の情報記録媒体用基板。
- 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の情報記録媒体用基板に用いるガラス組成物をフロート法により成形するガラス組成物の製造方法。
- 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の情報記録媒体用基板を用いた情報記録媒体。
- 請求項１２に記載の情報記録媒体を用いた情報記録装置。
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