JPH07300340A - 情報記録ディスク用結晶化ガラス - Google Patents

情報記録ディスク用結晶化ガラス

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JPH07300340A
JPH07300340A JP6113555A JP11355594A JPH07300340A JP H07300340 A JPH07300340 A JP H07300340A JP 6113555 A JP6113555 A JP 6113555A JP 11355594 A JP11355594 A JP 11355594A JP H07300340 A JPH07300340 A JP H07300340A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、ガラスの溶融、成形性に優れ、磁
気ディスク用および光磁気ディスク用基板材等に適した
結晶構造と研磨による改善された表面特性を有する情報
記録ディスク用結晶化ガラスに関する。 【構成】 原ガラス組成が必須成分で、ＳｉＯ2−Ａｌ2
Ｏ3−ＺｎＯ−ＭｇＯ−ＣａＯ−ＳｒＯ−ＢａＯ−Ｔｉ
Ｏ2系から本質的に成り、１２５０℃での粘性がｌｏｇ
10η＝３．０ポアズ以下の原ガラスを熱処理することに
より得られた結晶化ガラスの主結晶相がガーナイトであ
り、該結晶粒子のサイズが５０〜１０００Åの範囲で、
研磨して成る表面粗度（Ｒａ）が０．５〜９．０Åの範
囲である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はガラスの溶融、成形性に
優れ、磁気ディスク用および光磁気ディスク用基板材等
に適した結晶構造と研磨による改善された表面特性を有
する情報記録ディスク用結晶化ガラスに関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気ディスクおよび光磁気ディスクは、
大型コンピューター、パーソナルコンピューター等の外
部記録媒体として近年需要が増大しているが、さらに高
密度記録の要望が強く、その開発が急速に進んでいる。
例えば、磁気ディスク用基板には次のような特性が要望
されている。すなわち、 （１）磁気ディスクの記録密度向上のため、ヘッド浮上
量が低減化の方向にあり、ディスク表面は平坦、かつ、
平滑であること。 （２）そのディスクの表面粗度（Ｒａ）は１０Å以下、
好ましくは３〜８Åであること。 （３）磁気ディスク用基板材は、材料に結晶異方性、欠
陥がなく、かつ、組織が緻密で均質、微細であること。 （４）高速回転やヘッドの接触等に十分耐える機械的強
度、硬度を有すること。 （５）材料中にＮａ2Ｏ成分を多量に含有すると、Ｎａ+
イオンが成膜工程中に拡散し、膜の特性が悪化するた
め、Ｎａ2Ｏ成分が少量以下であること。 （６）種々の薬品による洗浄やエッチングに耐え得る化
学的耐久性を有すること。 （７）ガラスの溶融成形が容易で、量産性に優れている
こと。
【０００３】従来、磁気ディスク基板材にはアルミニウ
ム合金が使用されているが、アルミニウム合金基板で
は、種々の材料欠陥の影響により、研磨工程において基
板表面の突起またはスポット状の凹凸を生じ、平坦性、
表面粗度の点で十分でなく、高密度記録化に対応できな
い。さらに、アルミニウム合金基板の問題点を解消する
材料として化学強化ガラス等の磁気ディスク用ガラス基
板が各種知られているが、化学強化ガラスはディスクの
薄板化における強化層の不安定要素が高く、また、ガラ
ス中に含まれる多量のＮａ2Ｏ成分のため、成膜特性が
悪化し、表面処理等が必要となる。また、上記アルミニ
ウム合金基板や化学強化ガラス基板に替わる材料とし
て、種々の結晶化ガラスが多数知られている。例えば、
特開昭６２−７２５４７号公報記載のＳｉＯ2−Ｌｉ2Ｏ
系結晶化ガラスは、主結晶として二珪酸リチウムおよび
メタ珪酸リチウムを析出させたものであるが、それらの
結晶粒径が０．３μ以上と大きいため、研磨による表面
粗度（Ｒａ）が１０Å以上と大きく高密度記録ディスク
基板として不適である。また、特開平２−２４７８２１
号公報にはシート状珪酸塩または鎖状珪酸塩のミクロ構
造を有する結晶相を析出させた結晶化ガラスが提案され
ているが、結晶粒子構造が針状または棒状のため、結晶
の異方性が極端なホールやピットを発生させてしまうた
め十分な表面粗度が得られない。またこれらの結晶は、
Ｎａ2Ｏ成分を多く含有するため、成膜工程におけるＮ
ａイオンの拡散が発生し、膜の特性に悪影響を与える。
【０００４】一方、本発明者の一人は、特開平１−２０
８３４３号公報において、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＺｎＯ
−ＭｇＯ−ＰｂＯ−ＴｉＯ2系の透明結晶化ガラスで、
透明性、高転移温度および低膨張特性を有し、各種ディ
スプレイ、太陽電池およびフォトマスク等の基板に有用
なガラスを開示したが、原ガラスの溶融性および失透性
において十分な改善がされておらず、磁気ディスク基板
の製法に有利な円盤状のプレス成形および板状成形の量
産性に欠点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
の各要望事項を満たしつつ、前記従来技術にみられる諸
欠点を解消し、析出結晶の結晶構造および結晶粒子を制
御することにより、研磨による表面特性に一段と優れた
磁気ディスク用および光磁気ディスク用結晶化ガラスを
提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するために鋭意試験研究を重ねた結果、ＳｉＯ2
−Ａｌ2Ｏ3−ＺｎＯ系において、ＣａＯ、ＳｒＯ、Ｂａ
Ｏ成分を必須成分として含有させた原ガラスを熱処理す
ることにより得られる結晶化ガラスは、乳白、または半
透明で主結晶相がガーナイトから成り、かつ、該結晶粒
子サイズを制御することにより研磨して成る表面特性が
所望の値をとり、さらに、ガラスの溶融、安定性に優
れ、１２５０℃以下の温度で原ガラスの成形が容易であ
ることをみいだし、本発明に至った。
【０００７】本発明の結晶化ガラスの特徴は、重量百分
率で、ＳｉＯ2 ４０〜６０％、Ａｌ2Ｏ3 ７〜２７
％、ＺｎＯ ５〜２５％、ＭｇＯ １〜１５％、ＣａＯ
０〜１５％、ＳｒＯ＋ＢａＯ ０〜５％、ただし、Ｃ
ａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ １〜１５％、ＴｉＯ2 １〜１
０％、Ｂ2Ｏ3 ０〜５％、Ｐ2Ｏ5 ０〜５％、ＺｒＯ2
０〜２％、ＳｎＯ2 ０〜２％、Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2
Ｏ ０〜２％、Ａｓ2Ｏ3＋Ｓｂ2Ｏ3 ０〜３％および上
記金属酸化物の１種または２種以上の金属元素の弗化物
をＦの合計量として０〜５％含有することにある。ま
た、上記結晶化ガラスの主結晶相がガーナイトであっ
て、結晶粒子のサイズが５０〜１０００Åの範囲で、研
磨して成る表面粗度（Ｒａ）が０．５〜９Åの範囲を有
することにある。
【０００８】本発明の結晶化ガラスの組成は、原ガラス
と同様酸化物基準で表示し得るが、原ガラスの組成範囲
を上記のように限定した理由について以下に述べる。す
なわち、ＳｉＯ2成分は、原ガラスの熱処理により主結
晶相としてガーナイトの結晶を生成するきわめて重要な
成分であるが、その量が４０％未満では得られる結晶化
ガラスの析出結晶が不安定で組織が粗大化しやすいう
え、化学的耐久性および硬度が低下する。また６０％を
超えると原ガラスの溶融が困難になる。Ａｌ2Ｏ3成分
は、その量が７％未満では製品の化学的耐久性および硬
度が低下し、また２７％を超えると原ガラスの失透傾向
が増大すると同時に、溶融性が悪化する。
【０００９】ＺｎＯ成分は、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3成分と
ともに原ガラスの熱処理によりガーナイト結晶を生成
し、硬度、耐熱性を向上しつつ透明性を維持させる効果
を有するきわめて重要な成分である。その量が５％未満
では上記効果が得られず、また２５％を超えると、原ガ
ラスの析出結晶が不安定になり粗大化する。ＭｇＯ成分
は、その量が１％未満では原ガラスが不安定になるとと
もに溶融性が悪化し、さらに製品の硬度が低下する。ま
た１５％を超えると、結晶粒子が粗大になって透明性を
失い、亀裂等を生じやすい。
【００１０】ＣａＯ成分は、その量が１５％を超えると
原ガラスが安定化しすぎて所望の結晶相が生成し難くな
る。ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ成分は、原ガラスの溶融性
および結晶性を改善する効果があり、その１種または２
種以上の成分の合計量が１％未満では上記効果が得られ
ず、また１５％を超えると所望の結晶が析出しにくくな
る。さらに、上記効果を高めるため、ＣａＯ、ＳｒＯ、
ＢａＯ成分を共存させることがより好ましい。ＴｉＯ2
成分は、核形成剤として不可欠であるが、その合計量が
１％未満では所望の結晶を生成させることができず、ま
た１０％を超えると、原ガラスが不安定になる。
【００１１】なお、上記の成分の他に、所望の特性を損
なわない範囲内でＢ2Ｏ3およびＰ2Ｏ5は５％まで、Ｚｒ
Ｏ2およびＳｎＯは２％まで、さらにＬｉ2Ｏ、Ｎａ
2Ｏ、Ｋ2Ｏ成分の１種または２種以上の合計量が２％ま
でそれぞれ添加し得る。Ａｓ2Ｏ3およびＳｂ2Ｏ3成分
は、原ガラスの溶融の際、清澄剤として添加し得える
が、これらの１種または２種の合計量は３％以下で十分
である。また、上記金属酸化物の１種または２種以上の
金属元素の弗化物を含有させると結晶化の調整等に有効
であるが、その量がＦの合計量として５％を超えるとガ
ラスが不安定になり、所望の結晶が得られない。
【００１２】さらに、情報記録ディスク用結晶化ガラス
として溶融性および結晶性の優れたより好ましい組成範
囲は、重量百分率で以下のとおりである。ＳｉＯ2 ４
０〜６０％、Ａｌ2Ｏ3 ７〜２７％、ＺｎＯ ５〜２５
％、ＭｇＯ １〜１５％、ＣａＯ １〜１５％、ＳｒＯ
＋ＢａＯ ０．５〜５％、ただし、ＣａＯ＋ＳｒＯ＋Ｂ
ａＯ ２〜１５％、ＴｉＯ2 １〜１０％、Ｂ2Ｏ3 ０
〜５％、Ｐ2Ｏ5 ０〜５％、ＺｒＯ2 ０〜２％、Ｓｎ
Ｏ2 ０〜２％、Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ ０〜２％、
Ａｓ2Ｏ3＋Ｓｂ2Ｏ3 ０〜３％および上記金属酸化物の
１種または２種以上の金属元素の弗化物をＦの合計量と
して０〜５％含有することにある。また、上記ガラスを
溶融し、円盤状のディスクにプレス成形後、冷却したの
ち、昇温速度８０〜１２０℃／ｈｒで昇温させ、６００
〜７４０℃で３〜１５ｈ保持して核形成を施した後、昇
温速度５〜１５℃／ｈｒで昇温させ、７５０〜９００℃
で１〜１０ｈ保持して結晶化させることにより、結晶粒
子のサイズが５０〜１０００Åの範囲のガーナイトを含
む結晶化ガラスが得られる。さらに、研磨加工において
通常の研磨方法および装置でラッピングおよび酸化セリ
ュームにてポリシング加工することによって、表面粗度
（Ｒａ）を０．５〜９Åの範囲にすることができる。
【００１３】
【実施例】つぎに本発明にかかる好適な実施例につき説
明する。表１は、本発明の磁気ディスクおよび光磁気デ
ィスク用結晶化ガラスの実施組成例をそれぞれの原ガラ
スのガラス粘性、失透性および得られた結晶化ガラスの
研磨後の表面粗度（Ｒａ）の測定結果とともに示したも
のである。表１の上記実施例の原ガラス試料は、いずれ
も酸化物、炭酸塩、硝酸塩等の原料を混合し、これを１
３５０〜１４５０℃の温度範囲で溶融し、脱泡させ、つ
いで攪拌均質化して清澄化させた後、所望の形状に成形
し、冷却して得られる。ついでこれらの試料を二段階熱
処理、すなわち結晶核形成のための一次熱処理と結晶析
出のための二次熱処理の各熱処理条件を与えることによ
り、ガーナイトを主結晶相とする所望の結晶化ガラスが
得られる。なお、表１の実施例には記載していないが、
該結晶粒子のサイズは７０〜５５０Å範囲にあった。
【００１４】
【表１】
【表１】
【表１】
【表１】
【表１】
【００１５】表１にみられるとおり、本発明の実施組成
例の結晶化ガラスは比較例に対して以下の点で優れてい
る。すなわち、比較例Ａ、Ｂに対して低粘性でガラスが
成形しやすく、またガラスの失透性が良好であり量産性
に優れている。比較例Ｃに対しては、表面粗度（Ｒａ）
が小さく、高密度の磁気ディスクおよび光磁気ディスク
用基板材として優れている。なお、本発明の組成はアル
カリ成分が基本的に２％以下であるため、薬品洗浄に耐
え得る化学的耐久性を有している。さらに原ガラスの溶
融条件は、１３５０〜１４５０℃の温度範囲で２〜５時
間で清澄、均質化できるため、ガラスの溶融性が良く、
量産性に適している。
【００１６】
【発明の効果】以上、述べたとおり、本発明の磁気ディ
スクおよび光磁気ディスク等の情報記録ディスク用結晶
化ガラスは、特定組成域のＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＺｎＯ
−ＭｇＯ−ＣａＯ−ＳｒＯ−ＢａＯ−ＴｉＯ2系から成
り、研磨して成る表面粗度（Ｒａ）が所望の範囲の値を
有している。さらに溶融性、失透性について従来のガラ
スより大幅に改善されたため、磁気ディスク基板および
光磁気ディスク基板の製法に有利な円盤状のプレス成形
および板状成形が容易であり、工業的規模においても良
好に製造できるものである。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 重量百分率で、ＳｉＯ2 ４０〜６０
    ％、Ａｌ2Ｏ3 ７〜２７％、ＺｎＯ ５〜２５％、Ｍｇ
    Ｏ １〜１５％、ＣａＯ ０〜１５％、ＳｒＯ＋ＢａＯ
    ０〜５％、ただし、ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ １〜１
    ５％、ＴｉＯ2１〜１０％、Ｂ2Ｏ3 ０〜５％、Ｐ2Ｏ5
    ０〜５％、ＺｒＯ2 ０〜２％、ＳｎＯ2 ０〜２％、
    Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ ０〜２％、Ａｓ2Ｏ3＋Ｓｂ2
    Ｏ3０〜３％および上記各金属酸化物の１種または２種
    以上の金属元素の弗化物をＦの合計量として０〜５％か
    ら本質的に成り、かつ、１２５０℃での粘性がｌｏｇ10
    η＝３．０ポアズ以下の原ガラスを熱処理することによ
    り得られ、主結晶相がガーナイトであることを特徴とす
    る情報記録ディスク用結晶化ガラス。
  2. 【請求項２】 前記原ガラス組成が、重量百分率で、Ｓ
    ｉＯ2 ４０〜６０％、Ａｌ2Ｏ3 ７〜２７％、ＺｎＯ
    ５〜２５％、ＭｇＯ １〜１５％、ＣａＯ１〜１５
    ％、ＳｒＯ＋ＢａＯ ０．５〜５％、ただし、ＣａＯ＋
    ＳｒＯ＋ＢａＯ ２〜１５％、ＴｉＯ2 １〜１０％、
    Ｂ2Ｏ3 ０〜５％、Ｐ2Ｏ5 ０〜５％、ＺｒＯ2 ０〜
    ２％、ＳｎＯ2 ０〜２％、Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ
    ０〜２％、Ａｓ2Ｏ3＋Ｓｂ2Ｏ3 ０〜３％および上記各
    金属酸化物の１種または２種以上の金属元素の弗化物を
    Ｆの合計量として０〜５％から本質的に成ることを特徴
    とする請求項１記載の情報記録ディスク用結晶化ガラ
    ス。
  3. 【請求項３】 前記主結晶相の結晶粒子のサイズが５０
    〜１０００Åの範囲で、研磨して成る表面粗度（Ｒａ）
    が０．５〜９．０Åの範囲であることを特徴とする請求
    項１または２記載の情報記録ディスク用結晶化ガラス。
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Cited By (13)

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