CN104291681A - 磁记录介质用无碱玻璃及使用该无碱玻璃的磁记录介质用玻璃基板 - Google Patents

磁记录介质用无碱玻璃及使用该无碱玻璃的磁记录介质用玻璃基板 Download PDF

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Abstract

本发明提供比弹性模量高且杨氏模量高、玻璃化转变温度高、化学耐久性高、密度低、强度高并且容易浮法成形的磁记录介质用无碱玻璃及使用该无碱玻璃的磁记录介质用玻璃基板。本发明为一种磁记录介质用无碱玻璃，其中，杨氏模量为87GPa以上，以基于氧化物的质量％计含有SiO261～68.5、Al2O317～23.5、MgO6.5～15和CaO3～13，MgO和CaO的含量满足0.42＜MgO/(MgO+CaO)≤0.68。

Description

磁记录介质用无碱玻璃及使用该无碱玻璃的磁记录介质用玻璃基板
技术领域
本发明涉及适合作为磁记录介质用基板玻璃、实质上不含有碱金属氧化物并且能够浮法成形的无碱玻璃。
另外，本发明涉及使用上述无碱玻璃的磁记录介质用玻璃基板。
背景技术
以往，对于磁记录介质用基板玻璃、特别是在表面上形成金属或氧化物薄膜等的磁记录介质用基板玻璃，要求例如专利文献1示出的以下所示的特性。
(1)含有碱金属氧化物时，会与空气中的水、二氧化碳反应而在基板表面生成反应产物，所谓的耐候性降低，从而使磁记录层劣化，因此，优选碱金属离子要少。
(2)在薄膜形成工序中暴露于高温时，为了将玻璃的变形和玻璃的结构稳定化所伴随的收缩(热收缩)抑制在最小限度，玻璃化转变温度要高。
另外，近年来，伴随着硬盘驱动器的记录容量的增大，高记录密度化正在快速发展。但是，伴随着高记录密度化，磁性粒子的微细化会损害热稳定性，串扰、再生信号的SN比降低成为问题。因此，作为光与磁的融合技术，热辅助磁记录技术受到关注。该技术是在使对磁记录层照射激光或近场光而局部加热后的部分的矫顽力降低的状态下施加外部磁场来进行记录、并利用GMR元件等读取记录磁化的技术，由于能够在高保持力介质上进行记录，因此，能够在保持热稳定性的同时使磁性粒子微细化。但是，为了将高保持力介质成膜为多层膜，需要将基板充分加热，从而要求耐热性。在垂直磁记录方式中，为了应对高记录密度化的要求，也提出了与以往不同的磁记录层，但这种磁记录层的成膜大多需要使基板达到高温来进行。基于上述理由，也要求玻璃化转变温度高。
(3)磁记录介质用玻璃基板的制造工序中，大多使用含有二氧化铈磨粒的浆料进行研磨。并且，为了清洗除去研磨后的浆料而使用pH为2以下的强酸性洗涤液或pH为12以上的强碱性洗涤液，对这些化学品要具有充分的化学耐久性。
(4)研磨或清洗后的基板表面要足够平滑。
(5)为了不产生硬盘驱动器的旋转中的翘曲、挠曲，比弹性模量要高。
(6)为了不发生破裂，强度要高。
(7)内部和表面要没有缺陷(气泡、波筋、夹杂物、麻坑、伤痕等)。
在上述要求的基础上，近年来还出现了如下所述的状况。
(8)为了减轻硬盘驱动器旋转时的电动机负荷、降低耗电量，要求磁盘的轻量化，玻璃本身也期望为密度小的玻璃。
(9)基于磁记录介质的轻量化的要求，期望基板玻璃的薄板化。
(10)为了加快磁记录层成膜时的升温和降温速度而提高生产率或者提高耐热冲击性，要求线膨胀系数小的玻璃。
另一方面，在制造磁记录介质用基板时，为了将玻璃基板的主表面精加工至平滑，对该主表面进行镜面研磨(参考专利文献2)。上述镜面研磨中，使研磨垫与玻璃基板的主表面接触，向该玻璃基板的主表面供给含有研磨磨粒的酸性(pH1～3)的研磨液，并使该玻璃基板与上述研磨垫相对移动而对该玻璃基板的主表面进行研磨。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-106908号公报
专利文献2：日本特开2007-257810号公报
发明内容
发明所要解决的问题
随着磁记录介质的薄板化和记录密度的高密度化的发展，要求进一步减小硬盘驱动器旋转中的翘曲、挠曲，进一步提高研磨、清洗后的表面平滑性，并提高应对磁记录层的成膜温度的高温化的耐热性。另外，对磁记录介质的实用强度的要求也提高，为了应对该要求，提高基板玻璃的断裂韧性是有用的。
因此，磁记录介质用基板玻璃要求具有高比弹性模量、高杨氏模量、高耐热性、高化学耐久性、低密度和高强度。
本发明的目的在于提供比弹性模量高且杨氏模量高、玻璃化转变温度高、化学耐久性高、密度低、强度高并且容易浮法成形的磁记录介质用无碱玻璃及使用该无碱玻璃的磁记录介质用玻璃基板。
另外，本发明的目的在于提供在实施镜面研磨时玻璃基板主表面的表面粗糙度的劣化得到抑制的磁记录介质用玻璃基板的制造方法。
用于解决问题的手段
本发明提供一种磁记录介质用无碱玻璃，其中，
杨氏模量为87GPa以上，
以基于氧化物的质量％计含有：
MgO和CaO的含量满足0.42＜MgO/(MgO+CaO)≤0.68。
另外，本发明提供一种磁记录介质用玻璃基板，其使用本发明的无碱玻璃制成。
另外，本发明提供一种磁盘用玻璃基板的制造方法，包括使用研磨垫和含有研磨磨粒的pH小于7的研磨液对玻璃基板的主表面进行镜面研磨的镜面研磨工序，并且使用本发明的磁记录介质用无碱玻璃来制造磁盘用玻璃基板，所述制造方法的特征在于，
所述镜面研磨工序中，在由下述式(1)导出的玻璃成分的溶出速率f(μg·cm-2·分钟-1)满足下述式(2)的条件下实施镜面研磨，
f＝f0·10α·pH+β·exp(-γ/T)  (1)
式(1)中，f0＝7.93×106，关于α、β，在所述无碱玻璃的SiO2含量w为60质量％以上时，α＝0.0121×w-1.46、β＝-0.0868×w+4.38，在所述无碱玻璃的SiO2含量w小于60质量％时，α＝0.0562×w-4.07、β＝-0.381×w+21.8，pH为研磨液的pH值，γ＝5.81×103，
1×10-3≤f≤1  (2)。
发明效果
本发明的无碱玻璃适合作为磁记录介质用基板玻璃。
附图说明
图1是对于以SiO2、Al2O3、MgO和CaO为主要成分的无碱玻璃，示出了无碱玻璃的SiO2含量(w)与玻璃成分的溶出速率f的关系的图，在(模拟)研磨液的温度为50℃、70℃、90℃这3种条件下实施而得到。
图2是对于以SiO2、Al2O3、MgO和CaO为主要成分的无碱玻璃，示出了无碱玻璃的SiO2含量(w)与玻璃成分的溶出速率f的关系的图，在(模拟)研磨液的pH值为1、2、3这3种条件下实施而得到。
图3是表示玻璃基板的主平面的镜面研磨中使用的双面研磨装置的概略的局部截面立体图。
具体实施方式
接着，对各成分的组成范围进行说明。为了使杨氏模量保持较高，将SiO2设定为68.5％(质量％，以下只要没有特别说明则相同)以下。另外，为了提高失透粘性而使T4-TL保持较大、并且为了保持化学耐久性，设定为61％以上。优选为61.5～68％，进一步优选为62～67.5％。
为了抑制玻璃的分相性、降低平均热膨胀系数、提高比弹性模量、升高玻璃化转变温度，将Al2O3设定为17％以上。另外，为了不使失透温度升高、为了确保熔化性、并且为了确保化学耐久性，设定为23.5％以下。优选为17～23％，进一步优选为19～22.5％。
为了提高熔化性、提高杨氏模量，需要含有6.5％的MgO。但是，为了抑制失透温度的过度升高、化学耐久性的过度降低，另外，由于可能会使SiO2的量相对减少、失透粘性降低而使T4-TL过度减小，因此设定为15％以下。优选为7～14.5％，进一步优选为8％～14％。
为了提高熔化性、并且能够通过与MgO一同含有而抑制失透的发生，需要含有3％以上的CaO。但是，超过13％时，平均热膨胀系数增大。另外，SiO2的量相对减少，失透粘性降低而使T4-TL过度减小。优选为3.5～12.5％，进一步优选为4～12％である。
MgO/(CaO+MgO)大于0.68时，失透温度升高。另外，如果为0.42以下，则杨氏模量降低，比弹性模量也降低。更优选为0.44～0.66，进一步优选为0.46～0.64。
在不妨碍本发明的效果的范围内，可以含有其他成分、例如以下的成分。这种情况下，为了抑制杨氏模量的降低等，其他成分优选低于5％，更优选低于3％，进一步优选低于1％，进一步更优选低于0.5％，特别优选实质上不含有，即除不可避免的杂质以外不含有。因此，本发明中，SiO2、Al2O3、CaO和MgO的合计含量优选为95％以上，更优选为96％以上，更优选为97％以上，进一步优选为99％以上，进一步更优选为99.5％以上。特别优选实质上、即除不可避免的杂质以外由SiO2、Al2O3、CaO和MgO构成。
为了使玻璃的熔化反应性良好、并且使失透温度降低，可以含有低于5％的B2O3。但是，过多时，杨氏模量降低。因此，优选低于3％，进一步优选低于1％，进一步更优选低于0.5％，特别优选实质上不含有。
为了不使玻璃的失透温度升高而提高熔化性，可以含有低于1.5％的SrO。但是，过多时，平均热膨胀系数增加。因此，优选低于1％，进一步优选低于0.5％，特别优选实质上不含有。
为了提高玻璃的熔化性，可以含有低于5％的BaO。但是，过多时，平均热膨胀系数增大。因此，优选低于3％，进一步优选低于1％，进一步更优选低于0.5％，特别优选实质上不含有。
为了提高玻璃的杨氏模量，可以含有低于3％的ZrO2。但是，过多时，失透温度升高。因此，优选低于2％，进一步优选低于1％，进一步更优选低于0.5％，特别优选实质上不含有。
另外，为了不使制造磁记录介质时设置在玻璃表面的金属或氧化物薄膜产生特性劣化，优选本发明的玻璃不含有超过杂质水平的(即实质上不含有)碱金属氧化物。另外，为了使玻璃容易再利用，优选实质上不含有PbO、As2O3、Sb2O3。
另外，本发明中，为了改善玻璃的熔化性、澄清性、成形性，可以在玻璃原料中含有以总量计低于1％、优选低于0.5％、更优选低于0.3％、进一步更优选低于0.1％的ZnO、SO3、Fe2O3、F、Cl、SnO2。
本发明的无碱玻璃的杨氏模量为87GPa以上，因此断裂韧性提高，适合于要求玻璃板的薄板化的磁记录介质用基板玻璃。更优选88GPa以上，进一步优选89GPa以上。
本发明的无碱玻璃的玻璃化转变温度优选为760℃以上，能够抑制磁记录介质制造时的热变形。
本发明的无碱玻璃的玻璃化转变温度优选为760℃以上，适合于制造工艺中玻璃的假想温度容易升高的用途(例如，板厚0.7mm以下、优选0.5mm以下、更优选0.3mm以下、进一步优选0.1mm以下的磁记录介质用玻璃基板)。
在板厚为0.7mm以下、进一步为0.5mm以下、进一步为0.3mm以下、进一步为0.1mm以下的平板玻璃的成形中，存在成形时的拉出速度变快的倾向，因此，玻璃的假想温度升高，玻璃的热变形容易增大。这种情况下，如果是玻璃化转变温度高的玻璃，则能够抑制热变形。
另外，本发明的无碱玻璃在50～350℃下的平均热膨胀系数优选为48×10-7/℃以下，耐热冲击性大，能够提高磁记录层成膜时的生产率。更优选为46×10-7/℃以下，进一步优选为44×10-7/℃以下。
另外，本发明的无碱玻璃的粘度η达到102泊(dPa·s)时的温度T2优选为1720℃以下，更优选为1700℃以下，进一步优选为1680℃以下，因此比较容易熔化。
另外，本发明的无碱玻璃的粘度η达到104泊(dPa·s)时的温度T4优选为1320℃以下，更优选为1300℃以下，进一步优选为1280℃以下，因此，能够通过浮法进行成形。
此外，本发明的无碱玻璃的玻璃粘度η达到104泊时的温度T4与失透温度TL之差(T4-TL)优选为-100℃以上，在本发明中能够通过浮法进行成形。更优选-70℃以上，进一步优选-50℃以上。
本说明书中的失透温度是指在铂制的器皿中放入粉碎的玻璃粒子、在控制于一定温度的电炉中进行17小时的热处理并在热处理后通过光学显微镜观察而得到的在玻璃的表面和内部析出结晶的最高温度与不析出结晶的最低温度的平均值。
另外，本发明的无碱玻璃的比弹性模量(杨氏模量/密度)优选为34.5GPa·cm3/g以上，能够减小硬盘驱动器的旋转时的翘曲、挠曲。因此，能够应对磁记录介质的高密度化。更优选34.7GPa·cm3/g以上，进一步优选34.9GPa·cm3/g以上。
本发明的无碱玻璃例如可以通过如下方法制造。将通常使用的各成分的原料以达到目标成分的方式进行调配，将其连续投入到熔炼炉中，加热至1550～1650℃使其熔融。将该熔融玻璃通过浮法成形为预定的板厚，退火后进行切割，由此能够得到平板玻璃。
在使用本发明的无碱玻璃制造磁盘用玻璃基板的情况下，将通过上述步骤得到的平板玻璃加工为预定形状的玻璃基板后，使用研磨垫和含有研磨磨粒的pH小于7的研磨液对该玻璃基板的主表面进行镜面研磨。
本发明中，在由下述式(1)导出的玻璃成分的溶出速率f(μg·cm-2·分钟-1)满足下述式(2)的条件下实施镜面研磨。
f＝f0·10α·pH+β·exp(-γ/T)  (1)
(式(1)中，f0＝7.93×106，关于α、β，在无碱玻璃的SiO2含量w为60质量％以上时，α＝0.0121×w-1.46、β＝-0.0868×w+4.38，在无碱玻璃的SiO2含量w小于60质量％时，α＝0.0562×w-4.07、β＝-0.381×w+21.8，pH为研磨液的pH值，γ＝5.81×103)
1×10-3≤f≤1  (2)
上述式(1)是对于本发明的无碱玻璃、即以SiO2、Al2O3、MgO和CaO为主要成分的无碱玻璃，将给玻璃成分在pH小于7的研磨液中的溶出速率f带来影响的因子特定为无碱玻璃的SiO2含量(w)、研磨液的温度(T)和研磨液的pH值(pH)这3个因子并对这些特定的因子给玻璃成分的溶出速率f带来的影响进行定量、公式化而得到的式子。
通过在由上述式(1)导出的玻璃成分的溶出速率f满足上述式(2)的条件下实施镜面研磨，能够抑制玻璃基板的主表面的表面粗糙度的劣化。另外，抑制玻璃成分的溶出给研磨液的pH值带来的变动，从而确保稳定的研磨加工速度。
f大于1μg·cm-2·分钟-1时，玻璃基板的主表面的表面粗糙度劣化。另外，由于玻璃成分的溶出而使研磨液的pH值产生变动，无法确保稳定的研磨加工速度。
另一方面，f小于1×10-3μg·cm-2·分钟-1时，研磨加工速度显著降低，因此生产率降低。
本发明中，通过在由下述式(1)导出的玻璃成分的溶出速率f(μg·cm-2·分钟-1)满足下述式(2)的条件下实施镜面研磨，能够使用属于本发明的任意组成的无碱玻璃制造平坦度极高的磁盘用玻璃基板。
为了在满足上述式(2)的条件下实施镜面研磨，根据磁盘用玻璃基板的制造中使用的无碱玻璃的SiO2含量(w)来适当调节研磨液的温度(T)和/或研磨液的pH值(pH)即可。
图1是对于以SiO2、Al2O3、MgO和CaO为主要成分的无碱玻璃，示出了无碱玻璃的SiO2含量(w)与玻璃成分的溶出速率f的关系的图。图1中的块(点)为通过下述步骤求出的溶出速率的实测值。
玻璃成分的溶出速率f通过如下步骤算出：制作纵和横为40mm、厚度为1mm的双面进行了镜面研磨的玻璃基板，将其在盐酸中浸渍5小时至45小时，测定浸渍前后的质量差。
另外，作为(模拟)研磨液，使用pH值为1的盐酸。在(模拟)研磨液的温度(T)为50℃、70℃、90℃这3种条件下实施。
图2与图1相同，是表示无碱玻璃的SiO2含量(w)与玻璃成分的溶出速率f的关系的图。其中，(模拟)研磨液的温度(T)仅设定为90℃，在(模拟)研磨液的pH值为1、2、3这3种条件下实施。图2中的块(点)为通过上述步骤求出的溶出速率的实测值。
上述玻璃基板的预定形状没有特别限定，若列举一例，则为中央部具有圆孔的圆盘形状。
在加工为预定形状的玻璃基板后，在对玻璃基板的主表面进行镜面研磨之前，通常，使用游离磨粒或固定磨粒工具对玻璃基板的上下两主平面进行磨削(lapping)加工。另外，在玻璃基板的形状为中央部具有圆孔的圆盘形状的情况下，对玻璃基板的内周端面和外周端面进行研磨。
玻璃基板的主表面的镜面研磨可以使用例如图3所示的双面研磨装置。该双面研磨装置20具有以上下相对的方式配置的上平台201和下平台202、以及配设在它们之间的托板30。托板30在其保持部上保持有多片玻璃基板10。在上平台201和下平台202的与玻璃基板10相对的面上各自安装有由树脂等构成的研磨垫40、50。
使用图3所示的双面研磨装置20的玻璃基板的主表面的镜面研磨通过以下的步骤实施。
在托板30的保持部上保持有玻璃基板10的状态下，将玻璃基板10夹持在上侧的研磨垫40的研磨面与下侧的研磨垫50的研磨面之间。研磨垫40、50的研磨面是指与作为研磨对象物的玻璃基板10接触的面。
在将上侧和下侧的研磨垫40、50的研磨面分别按压到玻璃基板10的两主表面上的状态下，向玻璃基板10的两主表面供给含有研磨磨粒的pH小于7的研磨液，并且，使托板30在自转的同时围绕太阳齿轮203的周围公转，且使上平台201和下平台202分别以预定的转速旋转，由此，对玻璃基板10的两主表面同时进行镜面研磨。
作为研磨垫，优选由软质或硬质的发泡树脂构成的研磨垫，特别优选由软质发泡聚氨酯树脂构成的研磨垫。
作为研磨液，优选含有平均一次粒径为1～80nm的二氧化硅粒子作为研磨磨粒。为了维持研磨速度，二氧化硅粒子的平均一次粒径优选为1nm以上。为了使通过研磨得到的主平面的表面粗糙度为较小的适当值，二氧化硅粒子的平均一次粒径优选为80nm以下。二氧化硅粒子的平均一次粒径更优选为1～60nm的范围，进一步优选1～50nm的范围，特别优选1～40nm的范围。另外，该平均一次粒径可以使用激光衍射/散射式的粒度分布仪、动态光散射方式的粒度分布测定装置或电子显微镜来测定。
研磨液中含有的二氧化硅粒子的一部分可以以凝聚粒子(二次或三次粒子)的形式存在。研磨液中的二氧化硅粒子的平均粒径可以使用动态光散射方式的粒度分布测定仪(例如，日机装株式会社制造，产品名：UPA-EX150)来测定，这样测定的二氧化硅粒子的平均粒径(D50)测定的是一次粒径和二次以上的粒径。这样测定的研磨液中的二氧化硅粒子的平均粒径(D50)优选为10～40nm的范围。另外，D50是以体积为基准的累积50％粒径。即，在以体积为基准求出粒度分布并将总体积设为100％的累积曲线中累积值为50％的点的粒径。
研磨液中含有水作为研磨磨粒的分散介质。对于水没有特别限制，从对后述的其他成分的影响小、杂质的混入少、对pH等的影响小的观点出发，优选使用纯水、超纯水、离子交换水等。并且，在研磨磨粒为二氧化硅粒子的情况下，研磨液中的二氧化硅粒子的含有比例(浓度)优选设定为3～30质量％。在二氧化硅粒子的含有比例低于3质量％的情况下，难以得到充分的研磨速度。另外，如果含有比例超过30质量％，则在通过后述的步骤将研磨液的pH值调节为小于7时，二氧化硅粒子容易发生凝聚。二氧化硅粒子的含有比例更优选为5～25质量％，进一步优选7～20质量％，特别优选10～18质量％。
本发明中，使用pH值小于7的研磨液的理由在于，在使用pH值为7以上的研磨液的情况下，研磨速度降低，无法充分地提高生产率。如上所述，研磨液的pH值为了在满足上述式(2)的条件下实施镜面研磨而进行适当调节，优选pH值为0.5～6的范围，更优选pH值为0.5～5的范围，特别优选pH值为1～4.5的范围。
为了使研磨液的pH值小于7，作为研磨磨粒的分散介质的水含有无机酸或有机酸。
作为无机酸，可以列举：盐酸、硝酸、磷酸、氢氟酸等。其中，硫酸或盐酸容易获得，且对使用者、环境等的影响小，因此优选。
作为有机酸，可以列举：抗坏血酸、柠檬酸、琥珀酸、苹果酸、酒石酸、富马酸、马来酸和邻苯二甲酸等。另外，作为有机酸，可以优选使用具有羧基的羧酸。更优选具有2个以上羧基的2元以上的多元羧酸。2元以上的多元羧酸通过络合形成作用使研磨速度提高，并且具有抑制磨粒的凝聚从而抑制研磨伤痕的产生的作用。即，2元以上的多元羧酸通过捕捉玻璃基板的镜面研磨时产生的金属离子并形成络合物(螯合物)而有助于研磨速度的提高，并且具有抑制二氧化硅粒子的凝聚的作用。
作为2元以上的多元羧酸，具体而言，可以列举：柠檬酸、琥珀酸、苹果酸、酒石酸、富马酸、马来酸和邻苯二甲酸等。特别优选柠檬酸。
在玻璃基板的主表面的表面粗糙度达到预定值的时刻结束镜面研磨。
对于作为目标的表面粗糙度而言，例如算术平均粗糙度(Ra)为0.4nm以下、最大峰高(Rp)为2nm以下。算术平均粗糙度(Ra)优选小于0.2nm。最大峰高(Rp)优选为1.5nm以下。
对镜面研磨后的玻璃基板进行清洗(例如，精密清洗)，得到磁盘用玻璃基板。镜面研磨后的玻璃基板的清洗中，例如，在使用洗涤剂进行擦洗后，依次进行在浸渍于洗涤剂溶液中的状态下的超声波清洗、在浸渍于纯水中的状态下的超声波清洗。清洗后的干燥例如通过利用异丙醇蒸气的蒸气干燥来进行。在这样得到的磁盘用玻璃基板的主表面上形成磁性层等薄膜，从而制造磁盘。
实施例
以下，例1～22为实施例，例23～25为比较例。将各成分的原料以达到目标组成的方式进行调配，使用铂坩埚在1550～1650℃的温度下熔化。熔化时，使用铂搅拌器搅拌来进行玻璃的均质化。接着，使熔化玻璃流出，成形为板状后进行退火。
表1～3中示出了玻璃组成(单位：质量％)、密度ρ(g/cm3)、杨氏模量E(GPa)(通过超声波法测定)、比弹性模量E/ρ(GPa·cm3/g)、玻璃化转变温度Tg(单位：℃)、50～350℃下的平均热膨胀系数α(单位：×10-7/℃)、玻璃粘度η达到102泊时的温度T2(单位：℃)、玻璃粘度η达到104泊时的温度T4(单位：℃)、失透温度TL(单位：℃)和T4-TL。
另外，表1～3中，用括号示出的值为计算值。
表1
质量％ 例1 例2 例3 例4 例5 例6 例7 例8 例9
SiO2 64 62 65 62 65 63 63 64 64
Al2O3 20 20 20 20 19 21 19 21 22
MgO 8.5 8.5 8.5 11 8.5 8.5 8.5 8 7.5
CaO 7.5 9.5 6.5 7 7.5 7.5 9.5 7 6.5
B2O3 0 0 0 0 0 0 0 0 0
BaO 0 0 0 0 0 0 0 0 0
SrO 0 0 0 0 0 0 0 0 0
ZrO2 0 0 0 0 0 0 0 0 0
MgO/(CaO+MgO) 0.53 0.47 0.57 0.61 0.53 0.53 0.47 0.53 0.54
密度ρ(g/cm3) 2.54 2.56 2.52 2.57 2.53 2.54 2.56 2.52 2.53
杨氏模量E(GPa) 94.1 92.7 91.2 94.2 91.4 92.5 92.1 91.9 92.1
比弹性模量E/ρ(GPa·cm3/g) 37.0 36.2 36.2 36.7 36.2 36.4 36.0 36.4 36.4
玻璃化转变温度Tg(℃) 793 (788) 788 776 783 787 782 795 802
平均热膨胀系数α(×10-7/℃) 40 (42) 38 41 39 39 42 38 37
T2(℃) 1622 1575 (1621) (1552) (1612) (1598) (1580) (1618) (1632)
T4(℃) 1273 1250 (1274) (1227) (1265) (1263) (1246) (1277) (1289)
失透温度TL(℃) 1285 1235 1345 1295 1345 1305 1285 1315 1350
T4-TL -12 15 (-71) (-68) (-80) (-42) (-39) (-38) (-61)
表2
质量％ 例10 例11 例12 例13 例14 例15 例16 例17 例18
SiO2 64 61 61 61 67 63.6 64 63 63.4
Al2O3 21 17 23 23 23 20 20 20 19.8
MgO 8.5 9.4 7 10.5 6.5 7 8.5 8.5 8.4
CaO 6.5 12.6 9 5.5 3.5 9.4 7.2 7.5 7.4
B2O3 0 0 0 0 0 0 0 0 0
BaO 0 0 0 0 0 0 0 0 1
SrO 0 0 0 0 0 0 0.3 0 0
ZrO2 0 0 0 0 0 0 0 1 0
MgO/(CaO+MgO) 0.57 0.43 0.44 0.66 0.65 0.43 0.54 0.53 0.53
密度ρ(g/cm3) 2.53 2.60 2.56 2.57 2.47 2.55 2.54 2.56 2.55
杨氏模量E(GPa) 92.2 92.7 92.3 95.7 91.0 90.9 92.0 92.9 91.7
比弹性模量E/ρ(GPa·cm3/g) 36.4 35.6 36.1 37.3 36.8 35.7 36.3 36.3 35.9
玻璃化转变温度Tg(℃) 794 764 795 793 814 792 784 788 784
平均热膨胀系数α(×10-7/℃) 37 47 38 39 30 40 38 39 40
T2(℃) (1614) (1523) (1596) (1567) (1701) 1622 - - -
T4(℃) (1273) (1205) (1273) (1247) (1335) 1281 - - -
失透温度TL(℃) 1315 1210 1270 1343 1410 1255 1310 1285 1285
T4-TL (-42) (-5) (3) (-96) (-75) 26 - - -
表3
质量％ 例19 例20 例21 例22 例23 例24 例25
SiO2 63 64 62.5 63 59.6 62.9 58
Al2O3 20 20 20 20 17.2 20.6 20
MgO 7 7.5 7 6.5 3.1 5.1 14
CaO 7 7.5 7.5 7 3.8 7.6 8
B2O3 0 1 3 0 8.1 0 0
BaO 0 0 0 1.5 0 0 0
SrO 0 0 0 3 8.2 3.8 0
ZrO2 3 0 0 0 0 0 0
MgO/(CaO+MgO) 0.50 0.50 0.48 0.48 0.45 0.40 0.64
密度ρ(g/cm3) 2.57 2.52 2.50 2.59 2.51 2.57 2.64
杨氏模量E(GPa) 91.6 90.4 89.3 89.7 76.0 86.7 97.6
比弹性模量E/ρ(GPa·cm3/g) 35.7 35.8 35.7 34.7 30.3 33.7 37.0
玻璃化转变温度Tg(℃) - - - - 720 797 762
平均热膨胀系数α(×10-7/℃) - - - - 38 40 48
T2(℃) 1627 - - - 1669 1670 1458
T4(℃) 1292 - - - 1284 1309 1168
失透温度TL(℃) 1360 1270 1350 1250 1270 1287 1295
T4-TL (-68) - - - 14 22 -127
由表可知，实施例的玻璃的杨氏模量均高达87GPa以上，玻璃化转变温度Tg均为760℃以上，比弹性模量均为34.5GPa·cm3/g以上。另外，50～350℃下的平均热膨胀系数为48×10-7/℃以下，T2为1720℃以下，T4-TL为-100℃以上。
对于例11、15，通过上述步骤测定了玻璃成分的溶出速率。另外，(模拟)研磨液的pH值、(模拟)研磨液的温度(T)和玻璃成分的溶出速率的测定值分别如下所述。另外，还示出了将这些情况下的无碱玻璃的SiO2含量(w)、研磨液的温度(T)和研磨液的pH值(pH)应用于式(1)而导出的玻璃成分的溶出速率f。
例11-1
(模拟)研磨液的pH值：1
研磨液的温度：90℃
玻璃成分的溶出速率：1.3×10-2μg·cm-2·分钟-1
f：2.1×10-2μg·cm-2·分钟-1
例11-2
(模拟)研磨液的pH值：2
研磨液的温度：90℃
玻璃成分的溶出速率：8.7×10-3μg·cm-2·分钟-1
f：3.9×10-3μg·cm-2·分钟-1
例15-1
(模拟)研磨液的pH值：1
研磨液的温度：90℃
玻璃成分的溶出速率：1.4×10-2μg·cm-2·分钟-1
f：1.3×10-3μg·cm-2·分钟-1
例15-2
(模拟)研磨液的pH值：1
研磨液的温度：70℃
玻璃成分的溶出速率：2.5×10-3μg·cm-2·分钟-1
f：4.8×10-3μg·cm-2·分钟-1
例15-3
(模拟)研磨液的pH值：1
研磨液的温度：50℃
玻璃成分的溶出速率：7.0×10-4μg·cm-2·分钟-1
f：1.8×10-3μg·cm-2·分钟-1
对于使用例11的玻璃制作的玻璃基板，使用图3所示的双面研磨装置20对玻璃基板的两主表面进行镜面研磨。使用平均一次粒径为30nm的二氧化硅粒子作为研磨磨粒，使用pH值为1的盐酸作为分散剂。研磨液中的二氧化硅粒子的含有比例(浓度)为10质量％，研磨液的温度(T)为90℃。使用由软质发泡聚氨酯树脂构成的研磨垫进行镜面研磨，直至玻璃基板的两主表面的算术平均粗糙度(Ra)为0.4nm以下且最大峰高(Rp)为2nm以下。
对于使用例11的玻璃制作的玻璃基板，通过与上述同样的步骤对玻璃基板的两主表面进行镜面研磨。其中，研磨液的pH值和温度(T)设定为例11-2的条件。镜面研磨后的玻璃基板的两主表面的算术平均粗糙度(Ra)为0.4nm以下且最大峰高(Rp)为2nm以下。
对于使用例11的玻璃制作的玻璃基板，通过与上述同样的步骤对玻璃基板的两主表面进行镜面研磨。其中，使用pH值为1的盐酸作为二氧化硅粒子的分散剂，并将研磨液的温度(T)设定为40℃。将此时的无碱玻璃的SiO2含量(w)、研磨液的温度(T)和研磨液的pH值(pH)应用于式(1)时，所导出的玻璃成分的溶出速率为1.6×10-3(μg·cm-2·分钟-1)。
使用pH值为3的盐酸作为二氧化硅粒子的分散剂，并将研磨液的温度(T)设定为50℃，除此以外，在与上述相同的条件下对玻璃基板的两主表面进行镜面研磨。在本条件下，研磨速度显著降低。
对于使用例15的玻璃制作的玻璃基板，通过与上述同样的步骤对玻璃基板的两主表面进行镜面研磨，直至该两主表面的算术平均粗糙度(Ra)为0.4nm以下且最大峰高(Rp)为2nm以下。另外，研磨液的pH值和温度(T)为例15-1的条件。
对于使用例15的玻璃制作的玻璃基板，通过与上述同样的步骤对玻璃基板的两主表面进行镜面研磨。其中，研磨液的pH值和温度(T)设定为例15-2、例15-3的条件。在设定为例15-2的条件的情况下，镜面研磨后的玻璃基板的两主表面的算术平均粗糙度(Ra)为0.4nm以下且最大峰高(Rp)为2nm以下。在设定为例15-3的条件的情况下，研磨速度显著降低。
本申请基于2013年6月27日提出的日本专利申请2013-134880和2014年6月19日提出的日本专利申请2014-126447，其内容作为参考并入本说明书中。
产业上的可利用性
本发明的无碱玻璃适合作为磁记录介质用基板玻璃。
标号说明
10  玻璃基板
20  双面研磨装置
30  托板
40  上侧研磨垫
50  下侧研磨垫
201 上平台
202 下平台
203 太阳齿轮

Claims (7)

1.一种磁记录介质用无碱玻璃，其中，
杨氏模量为87GPa以上，
以基于氧化物的质量％计含有：
MgO和CaO的含量满足0.42＜MgO/(MgO+CaO)≤0.68。
2.如权利要求1所述的磁记录介质用无碱玻璃，其中，比弹性模量为34.5GPa·cm3/g以上。
3.如权利要求1或2所述的磁记录介质用无碱玻璃，其中，玻璃化转变温度为760℃以上。
4.如权利要求1～3中任一项所述的磁记录介质用无碱玻璃，其中，50～350℃下的平均热膨胀系数为48×10-7/℃以下。
5.如权利要求1～4中任一项所述的磁记录介质用无碱玻璃，其中，粘度η达到104泊时的温度T4与失透温度TL之差T4-TL为-100℃以上。
6.一种磁记录介质用玻璃基板，其使用权利要求1～5中任一项所述的无碱玻璃制成。
7.一种磁盘用玻璃基板的制造方法，包括使用研磨垫和含有研磨磨粒的pH小于7的研磨液对玻璃基板的主表面进行镜面研磨的镜面研磨工序，并且使用权利要求1～5中任一项所述的磁记录介质用无碱玻璃来制造磁盘用玻璃基板，所述制造方法的特征在于，
所述镜面研磨工序中，在由下述式(1)导出的玻璃成分的溶出速率f(μg·cm-2·分钟-1)满足下述式(2)的条件下实施镜面研磨，
f＝f0·10α·pH+β·exp(-γ/T)  (1)
式(1)中，f0＝7.93×106，关于α、β，在所述无碱玻璃的SiO2含量w为60质量％以上时，α＝0.0121×w-1.46、β＝-0.0868×w+4.38，在所述无碱玻璃的SiO2含量w小于60质量％时，α＝0.0562×w-4.07、β＝-0.381×w+21.8，pH为研磨液的pH值，γ＝5.81×103，
1×10-3≤f≤1  (2)。
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