CN107709256A - 磁记录介质基板用玻璃、磁记录介质基板和磁记录介质 - Google Patents

磁记录介质基板用玻璃、磁记录介质基板和磁记录介质 Download PDF

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Abstract

以摩尔％表示计，磁记录介质基板用玻璃的SiO2含量为56～75％，Al2O3含量为0.1～10％，Li2O含量为0～2％，Na2O和K2O的总含量为3～15％，MgO、CaO和SrO的总含量为14～35％，Ti氧化物含量为0.20～2.50％，Sn氧化物和Ce氧化物的总含量为0.10～1.55％，Sb氧化物含量为0～0.02％，Li2O含量相对于SiO2和Al2O3的总含量的摩尔比{Li2O/(SiO2+Al2O3)}为0.02以下，且玻璃化转变温度为600℃以上。

Description

磁记录介质基板用玻璃、磁记录介质基板和磁记录介质
关联申请的相互参照
本申请要求2015年6月30日提交的日本特愿2015-132038号的优先权，其全部记载作为特别地以公开的方式援引在本说明书中。
技术领域
本发明涉及磁记录介质基板用玻璃、磁记录介质基板和磁记录介质。
背景技术
以往，作为硬盘等磁记录介质用的基板(磁记录介质基板)，广泛使用铝制的基板。但是，近年来对于硬盘驱动器来说，除了耐冲击性外，还伴随有磁记录介质的高密度记录化与薄型化，提高磁记录介质基板的表面平滑性与薄型化的要求变得愈发严格。因而，用表面硬度、刚性差的铝制基板来应对存在限度。因此，目前的主流是开发玻璃制的磁记录介质基板(例如参见专利文献1～4)。专利文献1～4的全部记载内容特别地以公开的方式援引于此。
专利文献1：日本专利第5658030号
专利文献2：WO2011/019010A1
专利文献3：日本专利第5542953号
专利文献4：日本专利第4691135号
发明内容
近年来，以实现磁记录介质的进一步高密度记录化为目的，正在开发形成了包含磁各向异性能高的磁性材料的磁记录层的玻璃基板。为了形成包含这样的磁性材料的磁记录层，通常在高温下进行成膜、或者在成膜后以高温进行热处理(例如参见专利文献2、3)。因此，对于这样的玻璃基板来说，要求具有可承受高温处理的高耐热性、即高玻璃化转变温度(下文中也记为“Tg”)。
另一方面，对于磁记录介质基板用的玻璃还要求抑制气泡的产生。这基于下述原因。伴随着近年来的高密度记录化的发展，希望使用于数据的写入/读取的磁头(磁头)与磁记录介质表面的距离(称为“飞行高度”)变小。但是，若磁记录介质用的玻璃基板表面存在气泡所引起的凹凸，则该凹凸会被反映到磁记录介质的表面，从而磁记录介质的表面平滑性降低。若使磁头接近表面平滑性差的磁记录介质表面，则磁头接触磁记录介质表面而可能使磁头发生破损，因此为了防止接触而不得不确保一定程度的飞行高度。从上述方面出发，对于磁记录介质基板来说，为了使飞行高度变小，要求减少玻璃基板的气泡以制作具有高表面平滑性的磁记录介质。玻璃中的气泡可以通过使用起到在玻璃熔融中除去气泡的作用的成分(称为“澄清剂”)来减少。以往，作为澄清剂，广泛使用Sb氧化物(例如Sb2O3)，但Sb氧化物是对环境产生负担的成分，因此应控制其使用。作为澄清剂，专利文献1～4中还提出了使用Sn氧化物或Ce氧化物，但为了兼顾耐热性的提高(高Tg化)与气泡减少，要求进一步改善。
本发明的一个方式的目的在于提供一种耐热性高且气泡减少的磁记录介质基板用玻璃。
本发明的一个方式涉及一种磁记录介质基板用玻璃，其中，以摩尔％表示计，
SiO2含量为56～75％，
Al2O3含量为0.1～10％，
Li2O含量为0～2％，
Na2O和K2O的总含量为3～15％，
MgO、CaO和SrO的总含量为14～35％，
Ti氧化物含量为0.20～2.50％，
Sn氧化物和Ce氧化物的总含量为0.10～1.55％，
Sb氧化物含量为0～0.02％，
Li2O含量相对于SiO2和Al2O3的总含量的摩尔比{Li2O/(SiO2+Al2O3)}为0.02以下，并且，
玻璃化转变温度为600℃以上。
上述磁记录介质基板用玻璃通过具有上述组成，能够兼顾玻璃化转变温度为600℃以上的高耐热性与气泡减少。关于这点，本发明人考虑如下。但是，以下内容为推测，不对本发明作出任何限定。
Li2O是即便少量导入时也会降低耐热性(降低玻璃化转变温度)的成分，因此本发明人认为抑制Li2O的导入量、具体而言使Li2O的含量为上述范围并且使摩尔比{Li2O/(SiO2+Al2O3)}为0.02以下有助于玻璃的耐热性提高。但是，另一方面，具有上述组成的玻璃存在熔解性低的倾向，因此认为在玻璃熔融中难以除去气泡。因为Li2O还是起到提高玻璃熔融性的作用的成分。本发明人推测：在这样的组成的玻璃中，以上述量含有的Ti氧化物、以及以上述总含量含有的Sn氧化物和Ce氧化物作为澄清剂发挥出澄清作用，由此能够促进玻璃熔融中的气泡的除去。综上所述，本发明人认为能够兼顾耐热性的提高与气泡的减少。
根据上述一个方式，能够提供一种耐热性优异且气泡减少的磁记录介质基板用玻璃。此外，根据一个方式，还能够提供包含上述磁记录介质基板用玻璃的磁记录介质基板以及包含该基板的磁记录介质。
具体实施方式
[磁记录介质基板用玻璃]
本发明的一个方式涉及一种磁记录介质基板用玻璃，其具有上述玻璃组成，并且玻璃化转变温度为600℃以上(下文中也仅记为“玻璃”)。以下，对上述玻璃进行更详细的说明。
<玻璃组成>
本发明中，以氧化物基准表示玻璃的玻璃组成。此处，“氧化物基准的玻璃组成”是指，作为玻璃原料在熔融时全部被分解而以氧化物的形式存在于玻璃中的物质所换算得到的玻璃组成。另外，只要没有特别记载，则玻璃组成以摩尔基准(摩尔％、摩尔比)表示。
本发明中的玻璃组成可以通过例如ICP-AES(Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry，电感耦合等离子体原子发射光谱法)等方法求出。定量分析使用ICP-AES对各元素分别进行。之后，将分析值换算成氧化物表示。由ICP-AES得到的分析值例如有时包含分析值的±5％左右的测定误差。因此，由分析值换算的氧化物表示的值也同样地有时包含±5％左右的误差。
另外，在本说明书和本发明中，构成成分的含量为0％或者不包含或不导入是指实质上不包含该构成成分，是指该构成成分的含量为杂质水平程度以下。杂质水平程度以下例如是指小于0.01％。
下面，对上述玻璃的玻璃组成进行更详细的说明。需要说明的是，上述玻璃优选为非晶性(无定形)的玻璃。
本发明人认为，Ti为过渡金属，作为其氧化物的Ti氧化物在上述玻璃组成的玻璃中是与以上述总含量含有的Sn氧化物和/或Ce氧化物一同发挥澄清作用的成分(作为澄清剂发挥功能的成分)。为了提供耐热性高且气泡减少的磁记录介质基板用玻璃，其含量为0.20～2.50％的范围。从进一步减少玻璃中的气泡的方面出发，Ti氧化物含量优选为0.30％以上、更优选为0.40％以上、进一步优选为0.50％以上、再进一步优选为0.60％以上、更进一步优选为0.70％以上。另一方面，从进一步减少玻璃中的气泡的方面、提高玻璃的熔融性的方面以及抑制玻璃着色的方面出发，Ti氧化物含量优选为2.40％以下、更优选为2.30％以下、进一步优选为2.25％以下、再进一步优选为1.75％以下、更进一步优选为1.50％以下。
上述玻璃在包含上述含量的Ti氧化物的同时，还包含选自由Sn氧化物和Ce氧化物组成的组中的一种以上的氧化物。为了提供耐热性高且气泡减少的磁记录介质基板用玻璃，Sn氧化物和Ce氧化物的总含量为0.10～1.55％的范围。从进一步减少玻璃中的气泡的方面出发，Sn氧化物和Ce氧化物的总含量优选为0.15％以上、更优选为0.20％以上。另外，从同样的方面出发，Sn氧化物和Ce氧化物的总含量优选为1.50％以下、更优选为1.25％以下、进一步优选为1.00％以下。在Sn氧化物和Ce氧化物中，上述玻璃可以仅包含Sn氧化物，也可以仅包含Ce氧化物，还可以包含Sn氧化物和Ce氧化物。从进一步减少气泡的方面出发，上述玻璃优选包含Sn氧化物和Ce氧化物作为必要成分。
从进一步减少气泡的方面出发，Sn氧化物的含量优选为0.10％以上、更优选为0.15％以上、进一步优选为0.20％以上。另外，从同样的方面出发，Sn氧化物的含量优选为1.50％以下、更优选为1.20％以下、进一步优选为1.00％以下、更进一步优选为0.80％以下。
从进一步减少气泡的方面出发，Ce氧化物的含量优选为0.05％以上、更优选为0.10％以上、进一步优选为0.15％以上。另外，从同样的方面出发，Ce氧化物的含量优选为0.70％以下、更优选为0.50％以下、进一步优选为0.40％以下。
关于Ti氧化物、Sn氧化物和Ce氧化物，认为均是构成氧化物的金属原子可取多个价数，因此通过在澄清工序的高温下变化价数、释放出氧(O2)，能够使气泡从熔融玻璃浮起，促进气泡的除去。此外，关于Ti氧化物，本发明人推测：在澄清工序的后半部分的低温区域中Ti氧化物显示出强烈的氧化作用，或许会夺去熔融玻璃中存在的氧，使玻璃中的气泡消失。关于这点，本发明人推测其理由或许在于：通过在含有Sn氧化物和Ce氧化物的同时以上述量含有Ti氧化物，能够从通过用于提高耐热性的组成调整而难以除去气泡的玻璃中除去气泡。其中，Ti氧化物可作为澄清剂发挥功能是以往不为人知的新见解。但是，以上内容为推测，不对本发明作出任何限定。
Ti氧化物、Sn氧化物、Ce氧化物优选为TiO2、SnO2、CeO2，但也可以以其它方式的氧化物的形式含有。
如上所述，从减少环境负担的方面出发，应当控制使用以往被广泛用作澄清剂的Sb氧化物。因此，上述玻璃中的Sb氧化物含量为0～0.02％的范围。Sb氧化物含量优选为0.01％以下。上述玻璃特别优选实质上不包含Sb氧化物。
在上述玻璃中，从进一步减少气泡的方面出发，Ti氧化物、Sn氧化物和Ce氧化物的总含量(Ti氧化物+Sn氧化物+Ce氧化物)优选为0.5％(详细而言为0.50％)以上、更优选为0.8％(详细而言为0.80％)以上、进一步优选为1.1％(详细而言为1.10％)以上。另外，从同样的方面出发，上述总含量(Ti氧化物+Sn氧化物+Ce氧化物)优选为4.0％(详细而言为4.00％)以下、更优选为3.5％(详细而言为3.50％)以下、进一步优选为3.0％(详细而言为3.00％)以下、更进一步优选为2.5％(详细而言为2.50％)以下。此外，从同样的方面出发，Ti氧化物含量相对于Sn氧化物和Ce氧化物的总含量的摩尔比{Ti氧化物/(Sn氧化物+Ce氧化物)}优选为0.4～10.0的范围。从进一步减少气泡的方面出发，摩尔比{Ti氧化物/(Sn氧化物+Ce氧化物)}更优选为0.6以上、进一步优选为0.7以上、再进一步优选为0.8以上、更进一步优选为1.0以上。从同样的方面出发，摩尔比{Ti氧化物/(Sn氧化物+Ce氧化物)}更优选为8.0以下、进一步优选为6.0以下、再进一步优选为5.0以下、更进一步优选为4.0以下。
SiO2是玻璃的网络形成成分，具有提高玻璃稳定性和化学耐久性(例如耐酸性)的效果。为了获得这些效果，上述玻璃含有56～75％的SiO2。SiO2含量优选为57％以上、更优选为58％以上、进一步优选为59％以上、更进一步优选为60％以上。另外，SiO2含量优选为73％以下、更优选为70％以下、进一步优选为68％以下。
Al2O3也是玻璃的网络形成成分，具有提高化学耐久性和耐热性的效果。为了获得这些效果，上述玻璃含有0.1～10％的Al2O3。Al2O3含量优选为9％以下、更优选为8％以下、进一步优选为7％以下、更进一步优选为6％以下。另外，Al2O3含量优选为0.2％以上、更优选为0.3％以上。
从进一步减少气泡的方面出发，在上述玻璃中，Ti氧化物、Sn氧化物和Ce氧化物的总含量相对于SiO2和Al2O3的总含量的摩尔比{(Ti氧化物+Sn氧化物+Ce氧化物)/(SiO2+Al2O3)}优选为0.010～0.070的范围、更优选为0.010～0.050的范围、进一步优选为0.015～0.040的范围。
另外，从进一步减少玻璃中的气泡的方面、或提高玻璃的熔融性的方面出发，Ti氧化物含量相对于SiO2和Al2O3的总含量的摩尔比{Ti氧化物/(SiO2+Al2O3)}优选为0.030以下。此外，摩尔比{Ti氧化物/(SiO2+Al2O3)}更优选为0.003～0.030的范围、进一步优选为0.005～0.030的范围、更进一步优选为0.005～0.025的范围。
Li2O为下述成分：其起到提高玻璃的熔融性和成型性的作用，同时起到增加热膨胀系数的作用，但使玻璃化转变温度降低。因此，为了提高耐热性(高Tg化)，上述玻璃的Li2O含量为0～2％。从进一步提高耐热性的方面出发，Li2O含量的优选的范围为0～1.5％、更优选的范围为0～1.2％、进一步优选的范围为0～1.0％、更进一步优选的范围为0～0.8％、再进一步优选的范围为0～0.5％、再更进一步优选的范围为0～0.2％，特别优选实质上不包含Li2O。
此外，为了提高耐热性(高Tg化)，在上述玻璃中，Li2O含量相对于作为玻璃的网络成分所包含的SiO2和Al2O3的总含量的摩尔比{Li2O/(SiO2+Al2O3)}为0.02以下、优选为0.01以下、进一步优选为0。
如上所述，认为如此进行了用于提高耐热性的组成调整的玻璃难以除去气泡，但通过使Ti氧化物的含量、Sn氧化物和Ce氧化物的总含量为上述范围，能够兼顾耐热性的提高与气泡的减少。
Na2O和K2O为下述成分：起到提高玻璃的熔融性和成型性的作用、在澄清时使玻璃的粘性降低而促进消泡的作用，同时使热膨胀系数增加的作用大。另外，在碱性成分中，与Li2O相比使玻璃化转变温度降低的作用小。在上述玻璃中，从对磁记录介质基板赋予所期望的均质性(不存在未熔解物或残留气泡的状态)或热膨胀特性的方面出发，使Na2O和K2O的总含量为3％以上。另外，从提高耐热性和提高化学耐久性(例如耐酸性)的方面出发，Na2O和K2O的总含量为15％以下。Na2O和K2O的总含量的优选的范围为5～13％、更优选的范围为6～13％、进一步优选的范围为8～11％。在一个方式中，Na2O含量优选为2～11％的范围、更优选为3～10％的范围。另外，在一个方式中，K2O含量优选为0～13％的范围、更优选为2～10％的范围、进一步优选为2.5～8％。
上述玻璃可以不进行离子交换而作为磁记录介质基板使用，也可以在进行离子交换后作为磁记录介质基板使用。在进行离子交换的情况下，Na2O作为担负离子交换的成分为合适的成分。另外，使Na2O和K2O作为玻璃成分共存，通过混合碱效果也能够得到抑制碱溶出效果。从上述方面以及提高耐热性、化学耐久性的方面出发，使Na2O和K2O的总含量为上述范围，并且使Na2O的含量的范围优选为0～5％、更优选为0.1～5％、更优选为1～5％、更优选为2～5％。K2O的含量的范围优选为1～10％、更优选为1～9％、进一步优选为1～8％、再进一步优选为3～8％、更进一步优选为5～8％。
作为碱土金属成分的MgO、CaO、SrO均起到改善玻璃的熔融性、成型性和玻璃稳定性、增大热膨胀系数的作用。为了获得上述作用，上述玻璃中的MgO、CaO和SrO的总含量为14～35％。上述总含量更优选为15～30％的范围、进一步优选为15～25％的范围。
另外，对于用于移动用途的磁记录介质的基板来说，要求可承受搬运时的冲击的高刚性和硬度以及为轻量。因此，用于制造上述基板的玻璃优选为高杨氏模量、高比弹性模量、低比重。在上述碱土金属成分中，MgO、CaO具有在提高刚性和硬度的同时抑制比重增加的作用。因此，从得到高杨氏模量、高比弹性模量、低比重的玻璃的方面出发是非常有用的成分。特别是，MgO是对于高杨氏模量化、低比重化有效的成分，CaO是对高热膨胀化有效的成分。因此，在上述玻璃中，从使玻璃高杨氏模量化、高比弹性模量化、低比重化的方面出发，MgO和CaO的总含量相对于MgO、CaO和SrO的总含量的摩尔比{(MgO+CaO)/(MgO+CaO+SrO)}优选为0.85～1.0的范围、更优选为0.9～1.0的范围。
从高杨氏模量化、高比弹性模量化、低比重化和化学耐久性的维持的方面出发，MgO的含量的优选的范围为1～23％，MgO的含量的优选的下限为2％、更优选的下限为5％，MgO的含量的优选的上限为20％、更优选的上限为18％、进一步优选的上限为15％、更进一步优选的上限为12％。
从高杨氏模量化、高比弹性模量化、低比重化、高热膨胀化和化学耐久性的维持的方面出发，CaO的含量的优选的范围为6～21％、更优选的范围为10～20％、进一步优选的范围为10～18％、更进一步优选的范围为10～15％。
需要说明的是，从上述方面出发，优选使MgO和CaO的总含量的范围为15～35％，更优选为15～32％、进一步优选为15～30％、再进一步优选为15～25％、更进一步优选为15～20％。
SrO虽然具有上述效果，但过量含有时比重增大。另外，与MgO、CaO相比，原料成本也增大。因此，SrO的含量优选为0～5％的范围、更优选为0～2％的范围、进一步优选为0～1％的范围、更进一步优选为0～0.5％的范围。SrO可以不作为玻璃成分导入，即，上述玻璃可以为实质上不包含SrO的玻璃。
BaO也与上述其它碱土金属成分同样地具有上述效果，但过量含有时具有比重变大、杨氏模量降低、化学耐久性降低、比重增加、原料成本增大等倾向。另外，大量包含BaO的玻璃基板具有在长期使用中玻璃表面容易变质的倾向。认为这是由于玻璃中的Ba与大气中的二氧化碳反应，BaCO3析出到基板表面而成为附着物。为了减少或防止这种附着物的产生，优选不过量含有BaO。从上述方面出发，上述玻璃中的BaO的含量优选为0～5％。BaO的含量的更优选的范围为0～3％、进一步优选的范围为0～2％、再进一步优选的范围为0～1％、更进一步优选的范围为0～0.5％。BaO可以不作为玻璃成分导入，即，上述玻璃可以为实质上不包含BaO的玻璃。
从上述方面出发，SrO和BaO的总含量优选为0～5％、更优选为0～3％、进一步优选为0～2％、再进一步优选为0～1％、更进一步优选为0～0.5％。
如上所述，MgO和CaO具有提高杨氏模量、热膨胀系数的效果。与此相对，Al2O3提高杨氏模量的作用小，发挥减小热膨胀系数的作用。因此，从得到高杨氏模量、高热膨胀的玻璃的方面出发，在上述玻璃中，Al2O3含量相对于MgO和CaO的总含量的摩尔比{Al2O3/(MgO+CaO)}优选为0～0.4的范围、更优选为0.01～0.2的范围、进一步优选为0.01～0.1的范围。
关于ZrO2，提高玻璃化转变温度、改善耐热性的作用、改善化学耐久性(例如耐碱性)的作用大，另外还具有提高杨氏模量、高刚性化的效果。ZrO2的含量的优选的范围为2～9％、更优选的范围为2～8％、进一步优选的范围为2～7％、再进一步优选的范围为2～6％、更进一步优选的范围为2～5％、再更进一步优选的范围为3～5％。
ZnO是具有下述作用的成分：改善玻璃的熔融性、成型性和玻璃稳定性，提高刚性，增大热膨胀系数。上述玻璃中的ZnO的含量优选为0～5％的范围。从将耐热性、化学耐久性维持为良好的状态的方面出发，ZnO的含量的更优选的范围为0～4％、进一步优选的范围为0～3％、再进一步优选的范围为0～2％、更进一步优选的范围为0～1％、再更进一步优选的范围为0～0.5％，也可以实质上不含有ZnO。
La2O3、Y2O3、Yb2O3、Ta2O5、Nb2O5、HfO2提高比重的能力大，因而从抑制比重增大的方面出发，优选使各成分的含量为0～4％的范围，更优选为0～3％的范围、进一步优选为0～2％的范围、再进一步优选为0～1％的范围、更进一步优选为0～0.5％的范围。La2O3、Y2O3、Yb2O3、Ta2O5、Nb2O5、HfO2可以不作为玻璃成分导入。
除此以外，作为可导入的玻璃成分，具有B2O3、P2O5等。
B2O3具有降低脆度、同时提高熔融性的作用，但过量导入会使化学耐久性降低，因此其含量的优选的范围为0～3％、更优选的范围为0～1％、进一步优选的范围为0～0.5％、再进一步优选不导入。
P2O5可以在不损伤本发明的目的的范围内少量导入，由于过量导入会使化学耐久性降低，因而其含量优选为0～1％、更优选为0～0.5％、进一步优选为0～0.3％、再进一步优选不导入。
Pb、Cd、As等是对环境产生不良影响的物质，因而优选避免导入这些物质。
上述玻璃可以通过以下方式制作：按照得到特定的玻璃组成的方式称量氧化物、碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐、氢氧化物等玻璃原料并调合，充分混合，在熔融容器内在例如1400～1600℃的范围加热、熔解，澄清、搅拌而充分消泡，将所得到的均质化的熔融玻璃成型，由此可以制作上述玻璃。例如，优选将玻璃原料在熔解槽中以1400～1550℃加热熔解，将所得到的熔融玻璃在澄清槽中升温并保持于1450～1600℃，之后降温并保持于1200～1400℃，进行澄清。将保持于1450～1600℃的时间设为TH、保持于1200～1400℃的时间设为TL时，TL/TH优选为0.5以下、更优选为0.2以下。另外，TL/TH优选大于0.01，进一步优选大于0.02、再进一步优选大于0.03、更进一步优选大于0.04。从1450～1600℃的范围向1200～1400℃的范围降温时的温度差优选为30℃以上、更优选为50℃以上、进一步优选为80℃以上、再进一步优选为100℃以上、更进一步优选为150℃以上。需要说明的是，温度差的上限例如为400℃。
<玻璃特性>
具有以上说明的组成的上述玻璃具有高耐热性，优选可以还具有高刚性、高热膨胀系数。以下，对上述玻璃所具有的优选的物性依次进行说明。
1.玻璃化转变温度
如上所述，在通过导入磁各向异性能高的磁性材料等而实现磁记录介质的高记录密度化的情况下，在磁性材料的高温处理等中，磁记录介质基板暴露于高温下。此时，为了不使基板的平坦性受损，要求磁记录介质基板用玻璃具有优异的耐热性。作为耐热性的指标，可以使用玻璃化转变温度，上述磁记录介质基板用玻璃通过以上所记载的组成调整而具有600℃以上的玻璃化转变温度。由此，在高温处理后也能够维持优异的平坦性。因此，通过上述玻璃，能够提供适合于制作具有包含磁各向异性能高的磁性材料的磁记录层的磁记录介质的基板。但是，上述玻璃不限定于具有包含磁各向异性能高的磁性材料的磁记录层的磁记录介质的基板用玻璃，可以用于具备各种磁性材料的磁记录介质的制作。
玻璃化转变温度的优选的范围为620℃以上、更优选的范围为630℃以上、进一步优选的范围为650℃以上、再进一步优选的范围为660℃以上、更进一步优选的范围为670℃以上、再更进一步优选的范围为675℃以上、再更进一步优选的范围为680℃以上。玻璃化转变温度的上限例如为750℃左右，从耐热性的方面出发，玻璃化转变温度越高越优选，因而没有特别限定。
2.气泡密度
上述玻璃通过以上所记载的组成而能够兼顾高耐热性与气泡的减少。关于作为耐热性的指标的玻璃化转变温度，如上所述。关于玻璃中的气泡，每单位质量的气泡的密度以利用光学显微镜(倍率40～100倍)所观察的直径超过0.03mm的气泡的密度计，优选小于50个/kg、更优选小于20个/kg、进一步优选小于10个/kg、再进一步优选为2个/kg以下、最优选为0个/kg。
3.热膨胀系数
另外，组装有磁记录介质的HDD(硬盘驱动器)通常为用主轴电机的主轴挤压中央部分、使磁记录介质本身旋转的构造。因此，若磁记录介质基板与构成主轴部分的主轴材料各自的热膨胀系数存在较大差异，则使用时对于周围的温度变化而使主轴的热膨胀/热收缩与磁记录介质基板的热膨胀/热收缩产生偏差，结果有时会发生磁记录介质变形的现象。若发生这种现象，则磁头无法读出所写入的信息，会导致记录再生的可靠性受损。因此，为了提高磁记录介质的可靠性，要求玻璃基板具有与主轴材料(例如不锈钢等)相同程度的高热膨胀系数。通常，HDD的主轴材料在100～300℃的温度范围具有70×10-7/℃以上的平均线性膨胀系数(热膨胀系数)，通过上述磁记录介质基板用玻璃，能够使100～300℃的温度范围的平均线性膨胀系数为60×10-7/℃以上，能够提高上述可靠性。上述平均线性膨胀系数的优选的范围为64×10-7/℃以上、更优选的范围为67×10-7/℃以上、进一步优选的范围为70×10-7/℃以上、再进一步优选的范围为73×10-7/℃以上。若考虑主轴材料的热膨胀特性，则上述平均线性膨胀系数的上限例如优选为120×10-7/℃左右、更优选为100×10-7/℃、进一步优选为88×10-7/℃。
4.杨氏模量
作为磁记录介质的变形，除了HDD的温度变化导致的变形以外，还有高速旋转导致的变形。从抑制高速旋转时的变形的方面出发，优选提高磁记录介质基板用玻璃的杨氏模量。通过上述磁记录介质基板用玻璃，能够使杨氏模量为75GPa以上，能够抑制高速旋转时的基板变形，在具备磁各向异性能比较高的磁性材料的经高记录密度化的磁记录介质中，也能够准确地进行数据的读取、写入。
杨氏模量的优选的范围为75GPa以上、更优选的范围为78GPa以上、进一步优选的范围为80GPa以上。杨氏模量的上限例如为95GPa左右，没有特别限定。
5.比弹性模量/比重
从提供在使磁记录介质高速旋转时难以变形的基板的方面出发，磁记录介质基板用玻璃的比弹性模量优选为28MNm/kg以上、更优选为30MNm/kg以上。其上限例如为35MNm/kg左右，没有特别限定。比弹性模量是将玻璃的杨氏模量除以密度而得到的值。此处，密度认为是对玻璃的比重带有单位g/cm3而得到的量即可。通过玻璃的低比重化，能够增大比弹性模量，此外还能够使基板轻量化。通过基板的轻量化，使得磁记录介质轻量化，能够减少磁记录介质的旋转所需的电力，能够抑制HDD的耗电量。磁记录介质基板用玻璃的比重的优选范围小于3.0、更优选的范围为2.9以下、进一步优选的范围为2.85以下、再进一步优选的范围为2.80以下。
[磁记录介质基板]
本发明的一个方式的磁记录介质基板包含上述磁记录介质基板用玻璃。上述磁记录介质基板能够为耐热性优异(即，玻璃化转变温度为600℃以上)且气泡减少的磁记录介质基板。
上述磁记录介质基板可以经以下工序进行制造：将玻璃原料加热而制备熔融玻璃，利用压制成型法、下拉法或浮法中的任一方法将该熔融玻璃成型为板状，对所得到的板状的玻璃进行加工。例如，在压制成型方法中，将从玻璃流出管流出的熔融玻璃切割成特定体积，得到所需要的熔融玻璃块，利用压制成型模具对其进行压制成型，制作薄壁圆盘状的基板坯料。接着，对所得到的基板坯料设置中心孔，或者实施内外周加工、对两主表面实施磨光、抛光。接着，经过包括酸清洗和碱清洗的清洗工序，可以得到盘状的基板。
在一个方式中，上述磁记录介质基板的表面和内部的组成是均质的。此处，表面和内部的组成均质是指未进行离子交换(即，不具有离子交换层)。例如，在组装有磁记录介质的HDD(硬盘驱动器)难以受到外部冲击的环境下使用时等，可以使用不具有离子交换层的磁记录介质基板。然而，上述磁记录介质基板的耐热性高且气泡减少，因此，即便不具有离子交换层也可应用于各种HDD。需要说明的是，不具有离子交换层的磁记录介质基板由于未实施离子交换处理，因此能够大幅减少制造成本。
另外，在一个方式中，上述磁记录介质基板在表面的一部分或全部具有离子交换层。离子交换层显示出压缩应力，因此离子交换层的有无可以如下确认：与主表面垂直地切割基板，在断裂面利用Babinet法得到应力廓线。“主表面”是指基板的要设置或设有磁记录层的面。这种面是磁记录介质基板的表面中面积最大的面，因而被称为主表面，在盘状磁记录介质的情况下，相当于盘的圆形表面(有中心孔的情况下除去中心孔)。另外，离子交换层的有无也可以利用从基板表面测定碱金属离子的深度方向的浓度分布的方法等来确认。
在高温下使碱盐与基板表面接触，使该碱盐中的碱金属离子与基板中的碱金属离子进行交换，由此可以形成离子交换层。离子交换(也称为“强化处理”、“化学强化”)可以应用公知技术，作为一例，可以参照WO2011/019010A1的0068～0069段。
上述磁记录介质基板例如厚度为1.5mm以下、优选为1.2mm以下、更优选为1mm以下，厚度的下限优选为0.3mm。另外，上述磁记录介质基板优选为具有中心孔的盘形。
[磁记录介质]
本发明的一个方式涉及一种在上述磁记录介质基板上具有磁记录层的磁记录介质。
磁记录介质被称为磁盘、硬盘等，适合于台式电脑、服务器用计算机、笔记本型电脑、移动型电脑等的内部存储装置(固定磁盘等)；记录再生图像和/或语音的移动记录再生装置的内部存储装置；车载音响的记录再生装置等。
磁记录介质例如为下述构成：在磁记录介质基板的主表面上，从接近主表面的一侧起至少层叠有附着层、基底层、磁性层(磁记录层)、保护层、润滑层。
例如，将磁记录介质基板导入进行了抽真空的成膜装置内，利用DC(直流)磁控溅射法在Ar气氛中在磁记录介质基板的主表面上从附着层至磁性层依次成膜。作为附着层，例如可以使用CrTi，作为基底层，例如可以使用CrRu。上述成膜后，例如通过CVD(化学气相沉积)法使用C2H4成膜出保护层，在同一腔室内进行向表面导入氮的氮化处理，由此可以形成磁记录介质。之后，例如通过浸涂法在保护层上涂布PFPE(多氟聚醚)，由此可以形成润滑层。
如之前所说明的那样，为了磁记录介质的更进一步的高密度记录化，磁记录层优选包含磁各向异性能高的磁性材料。从这方面出发，作为优选的磁性材料，可以举出Fe-Pt系磁性材料或Co-Pt系磁性材料。需要说明的是，此处“系”是指含有。即，上述磁记录介质优选具有包含Fe和Pt、或Co和Pt的磁记录层来作为磁记录层。关于包含该磁性材料的磁记录层及其成膜方法，可以参照WO2011/019010A1的0074段和该公报的实施例的记载。另外，具有这种磁记录层的磁记录介质优选应用于基于被称为能量辅助记录方式的记录方式的磁记录装置。在能量辅助记录方式中，通过激光的照射来辅助磁化反转的记录方式被称为热辅助记录方式，通过微波进行辅助的记录方式被称为微波辅助记录方式。关于这些方式的详细情况，可以参照WO2011/019010A1的0075段。
另外，近年来，通过在磁头搭载DFH(动态飞行高度)机构，可实现磁头的记录再生元件部与磁记录介质表面的间隙的大幅变小(低悬浮量化)，实现进一步的高记录密度化。DFH机构是指在磁头的记录再生元件部的附近设置极小的加热器等加热部，仅使元件部周边向介质表面方向突出的功能。这样，磁头与介质的磁记录层的距离(飞行高度)接近，因此能够拾取更小的磁性颗粒的信号，能够实现进一步的高记录密度化。但是，另一方面，磁头的元件部与介质表面的间隙(飞行高度)变得极小。上述磁记录介质由于基板的气泡减少，因而能够具有高表面平滑性。因此，还适合于搭载有飞行高度极小化的DFH机构的磁记录装置。
上述磁记录介质基板(例如磁盘基板)、磁记录介质(例如磁盘)的尺寸均没有特别限制，例如由于能够实现高记录密度化，因此还能使介质和基板小型化。例如，当然可以形成公称直径2.5英寸的尺寸，进而还可以形成小径(例如1英寸、1.8英寸)、或3英寸、3.5英寸等的尺寸。
实施例
下面，通过实施例对本发明进行更详细的说明。但是，本发明不限定于实施例所示的方式。
[实施例No.1～No.15]
按照得到表1所示的组成的玻璃的方式，对氧化物、碳酸盐、硝酸盐、氢氧化物等原料进行称量、混合，制成调合原料。将该调合原料投入熔融槽，在1400～1600℃的范围加热、熔解而得到熔融玻璃，将该熔融玻璃在澄清槽中于1400～1550℃保持6小时后，降低温度(降温)，在1200～1400℃的范围保持1小时，进行澄清，得到熔融玻璃。
(1)气泡密度等级
从由上述得到的熔融玻璃制作厚度约1.2mm的玻璃板(基板坯料)。将该玻璃板的表面研磨得平坦且平滑，利用光学显微镜从研磨面对玻璃内部进行放大观察(倍率40～100倍)，计数出直径超过0.03mm的气泡(下文中仅记为“气泡”)的个数。用计数出的气泡的个数除以与放大观察的区域相对应的玻璃的质量，将所得到的值作为气泡的密度。
根据利用上述方法求出的气泡的密度，以S级～F级对气泡密度等级进行评价。具体而言，将气泡密度为0个/kg的情况评价为S级；将气泡存在、气泡密度为2个/kg以下的情况评价为A级；将气泡密度超过2个/kg且小于10个/kg的情况评价为B级；将气泡密度为10个/kg以上且小于20个/kg的情况评价为C级；将气泡密度为20个/kg以上且小于50个/kg的情况评价为D级；将气泡密度为50个/kg以上且小于80个的情况评价为E级；将气泡密度为80个/kg以上的情况评价为F级。
(2)玻璃化转变温度Tg、热膨胀系数
利用热机械分析装置(TMA；Thermomechanical Analysis)测定了各玻璃的玻璃化转变温度Tg和100～300℃的平均线性膨胀系数α。
(3)杨氏模量
利用超声波法测定了各玻璃的杨氏模量。
(4)比重
利用阿基米德法测定了各玻璃的比重。
(5)比弹性模量
由上述(3)中得到的杨氏模量和(4)中得到的比重计算出比弹性模量。
将上述结果示于表1。
[表1]
如表1所示，实施例的磁记录介质基板用玻璃均是玻璃化转变温度(Tg)为600℃以上且气泡密度等级为B以上(气泡密度小于10个/kg)。即，确认到这些磁记录介质基板用玻璃为耐热性高、气泡极少的磁记录介质基板用玻璃。
[实施例No.A1～A11、比较例1～5]
按照得到表2所示的组成的玻璃的方式，对氧化物、碳酸盐、硝酸盐、氢氧化物等原料进行称量、混合，制成调合原料。将该调合原料投入熔融槽，在1400～1600℃的范围加热、熔解而得到熔融玻璃，将该熔融玻璃在澄清槽中于1400～1550℃保持6小时后，降低温度(降温)，在1200～1400℃的范围保持1小时，进行澄清，得到熔融玻璃。表2所示的组成是将除Ti氧化物(TiO2)、Sn氧化物(SnO2)和Ce氧化物(CeO2)以外的成分量固定而改变Ti氧化物、Sn氧化物和Ce氧化物的量的组成。通过压制成型，由如此得到的熔融玻璃制作厚度约1.2mm的玻璃板(基板坯料)，对这些玻璃板进行磨削/研磨加工，得到多个平坦且平滑、透明的玻璃基板。
对于各玻璃，利用以上所述的方法进行气泡密度等级的评价和玻璃化转变温度的测定。将结果示于表2。
[表2]
如表2所示，实施例No.A1～A11的磁记录介质基板用玻璃均是玻璃化转变温度(Tg)为600℃以上、且气泡密度等级为B以上(气泡密度小于10个/kg)。即，确认到这些磁记录介质基板用玻璃为耐热性高、气泡极少的磁记录介质基板用玻璃。
与此相对，比较例1～5中确认到：除Ti氧化物(TiO2)、Sn氧化物(SnO2)和Ce氧化物(CeO2)以外的成分量与实施例No.A1～No.A11同等，因此虽然玻璃化转变温度(Tg)高达600℃以上，但气泡密度等级为E级以下(气泡密度为50个/kg以上)，气泡的个数未减少，不适合实际使用。特别是确认到：不含有Ti氧化物(TiO2)的比较例1与其它比较例2～5相比气泡密度大，气泡密度等级为F级。
[实施例No.B1～B11、比较例6～10]
按照得到表3所示的组成的玻璃的方式，对氧化物、碳酸盐、硝酸盐、氢氧化物等原料进行称量、混合，制成调合原料。将该调合原料投入熔融槽，在1400～1600℃的范围加热、熔解而得到熔融玻璃，将该熔融玻璃在澄清槽中于1400～1550℃保持6小时后，降低温度(降温)，在1200～1400℃的范围保持1小时，进行澄清，得到熔融玻璃。表3所示的组成是将除Ti氧化物(TiO2)、Sn氧化物(SnO2)和Ce氧化物(CeO2)以外的成分量固定而改变Ti氧化物、Sn氧化物和Ce氧化物的量的组成。通过压制成型，由如此得到的熔融玻璃制作厚度约1.2mm的玻璃板(基板坯料)，对这些玻璃板进行磨削/研磨加工，得到多个平坦且平滑、透明的玻璃基板。
对于各玻璃，利用以上所述的方法进行气泡密度等级的评价和玻璃化转变温度的测定。将结果示于表3。
[表3]
如表3所示，实施例No.B1～B11的磁记录介质基板用玻璃均是玻璃化转变温度(Tg)为600℃以上、且气泡密度等级为B以上(气泡密度小于10个/kg)。即，确认到这些磁记录介质基板用玻璃为耐热性高、气泡极少的磁记录介质基板用玻璃。
与此相对，比较例6～10中确认到：除Ti氧化物(TiO2)、Sn氧化物(SnO2)和Ce氧化物(CeO2)以外的成分量与实施例No.B1～No.B11同等，因此虽然玻璃化转变温度(Tg)高达600℃以上，但气泡密度等级为E级以下(气泡密度为50个/kg以上)，气泡的个数未减少，不适合实际使用。特别是确认到：不含有Ti氧化物(TiO2)的比较例6与其它比较例7～10相比气泡密度大，气泡密度等级为F级。
[磁记录介质基板的制作]
(1)基板坯料的制作
接着，利用下述方法A或B制作圆盘状的基板坯料。
(方法A)
使澄清、均质化后的上述实施例的熔融玻璃以一定流量从流出管流出，同时用压制成型用的下模接住，在下模上用切割刀片将熔融玻璃进行切割，以获得特定量的熔融玻璃块。然后，将放有熔融玻璃块的下模立即从管下方运出，使用与下模对置的上模和筒形模具，压制成型为直径66mm、厚度1.2mm的薄壁圆盘状。将压制成型品冷却至不变形的温度后，从模具取出，进行退火，得到基板坯料。需要说明的是，在上述成型中，使用多个下模将流出的熔融玻璃陆续成型为圆盘形状的基板坯料。
(方法B)
将澄清、均质化后的上述实施例的熔融玻璃从上部连续浇注到设有圆筒状的贯通孔的耐热性铸模的贯通孔，成型为圆柱状，从贯通孔的下侧取出。将取出的玻璃退火后，使用多线切割机在与圆柱轴垂直的方向上以一定间隔对玻璃进行切片加工，制作出圆盘状的基板坯料。
需要说明的是，本实施例中采用了上述方法A、B，但作为圆盘状的基板坯料的制造方法，下述方法C、D也合适。
(方法C)
将上述实施例的熔融玻璃流出到浮抛窑上，成型为板状的玻璃(利用浮法成型)，接着进行退火，之后由平板玻璃挖穿出圆盘状的玻璃，从而也可以得到基板坯料。
(方法D)
利用溢流下拉法(熔融法)将上述实施例的熔融玻璃成型为板状的玻璃，进行退火，接着由平板玻璃挖穿出圆盘状的玻璃，从而也可以得到基板坯料。
(2)玻璃基板的制作
在利用上述各方法得到的基板坯料的中心形成贯通孔，进行外周、内周的磨削加工，对圆盘的主表面进行磨光、抛光(镜面研磨加工)，加工成直径65mm、厚度0.8mm的磁盘用玻璃基板。对于所得到的玻璃基板，使用1.7质量％的氟硅酸(H2SiF)水溶液清洗，接着使用1质量％的氢氧化钾水溶液清洗，接着用纯水冲洗后使其干燥。对由实施例的玻璃制作的基板的表面进行放大观察，结果未确认到表面粗糙等，是平滑的表面。
[磁记录介质(磁盘)的制作]
通过下述方法，在由实施例的玻璃得到的玻璃基板的主表面上依次形成附着层、基底层、磁记录层、保护层、润滑层，得到磁盘。
首先，使用进行了抽真空的成膜装置，利用DC磁控溅射法在Ar气氛中依次将附着层、基底层和磁记录层成膜。
此时，关于附着层，按照形成厚度20nm的无定形CrTi层的方式，使用CrTi靶材进行成膜。接着，使用单叶/静止对置型成膜装置，在Ar气氛中利用DC磁控溅射法形成作为基底层的由CrRu构成的厚10nm的层。另外，关于磁记录层，按照形成厚度10nm的FePt或CoPt层的方式，使用FePt或CoPt靶材以成膜温度400℃进行成膜。
将完成了至磁记录层为止的成膜的磁盘从成膜装置移至加热炉内，进行退火。退火时的加热炉内的温度设为650～700℃的范围。
接着，利用以乙烯为材料气体的CVD法，形成由氢化碳构成的3nm的保护层。之后，通过浸涂法形成使用PFPE(全氟聚醚)而成的润滑层。润滑层的膜厚为1nm。
通过上述制造工序而得到磁盘。将所得到的磁盘搭载于具备DFH机构的硬盘驱动器(飞行高度：8nm)，在磁盘的主表面上的记录用区域，以每1平方英寸为20千兆字节的记录密度来记录磁信号，结果未确认到磁头与磁盘表面碰撞的现象(碰撞障碍)。
根据本发明的一个方式，可以提供最适合于高密度记录化的磁记录介质。
最后，对上述各方式进行总结。
根据一个方式，提供一种磁记录介质基板用玻璃，其中，以摩尔％表示计，SiO2含量为56～75％，Al2O3含量为0.1～10％，Li2O含量为0～2％，Na2O和K2O的总含量为3～15％，MgO、CaO和SrO的总含量为14～35％，Ti氧化物含量为0.20～2.50％，Sn氧化物和Ce氧化物的总含量为0.10～1.55％，Sb氧化物含量为0～0.02％，Li2O含量相对于SiO2和Al2O3的总含量的摩尔比Li2O/(SiO2+Al2O3)为0.02以下，并且，玻璃化转变温度为600℃以上。
在一个方式中，对于上述磁记录介质基板用玻璃来说，每单位质量的气泡的密度以利用光学显微镜(倍率40～100倍)观察的直径超过0.03mm的气泡的密度计，优选小于50个/kg、更优选小于20个/kg、进一步优选小于10个/kg、再进一步优选为2个/kg以下、最优选为0个/kg。
在一个方式中，上述磁记录介质基板用玻璃的Sn氧化物的含量为0.10～1.50摩尔％。
在一个方式中，上述磁记录介质基板用玻璃的Ce氧化物的含量为0.05～0.70摩尔％。
在一个方式中，上述磁记录介质基板用玻璃的Ti氧化物、Sn氧化物和Ce氧化物的总含量为0.50～4.00％。
在一个方式中，对于上述磁记录介质基板用玻璃来说，Ti氧化物的含量相对于Sn氧化物和Ce氧化物的总含量的摩尔比{Ti氧化物/(Sn氧化物+Ce氧化物)}为0.4～10.0。
在一个方式中，上述磁记录介质基板用玻璃包含Sn氧化物和Ce氧化物作为必要成分。
在一个方式中，对于上述磁记录介质基板用玻璃来说，TiO2含量相对于SiO2和Al2O3的总含量的摩尔比TiO2/(SiO2+Al2O3)为0.030以下。
根据本发明的一个方式，提供一种包含上述磁记录介质的磁记录介质基板。
在一个方式中，上述磁记录介质基板的表面和内部的组成是均质的。
在一个方式中，上述磁记录介质基板在表面的一部分或全部具有离子交换层。
根据本发明的一个方式，提供一种磁记录介质，其在上述磁记录介质基板上具有磁记录层。
本次公开的实施方式在所有方面均为例示，应当认为并无限制。本发明的范围并非由上述说明示出，而是由权利要求书示出，包括与权利要求书均等的含义和范围内的所有变更。
例如，通过对上述所例示的玻璃组成进行说明书中记载的组成调整，能够制作本发明的一个方式的磁记录介质基板用玻璃。
另外，当然可以对说明书中例示的或作为优选范围所记载的两个以上的事项进行任意组合。

Claims (9)

1.一种磁记录介质基板用玻璃，其中，以摩尔％表示计，
SiO2含量为56～75％，
Al2O3含量为0.1～10％，
Li2O含量为0～2％，
Na2O和K2O的总含量为3～15％，
MgO、CaO和SrO的总含量为14～35％，
Ti氧化物含量为0.20～2.50％，
Sn氧化物和Ce氧化物的总含量为0.10～1.55％，
Sb氧化物含量为0～0.02％，
Li2O含量相对于SiO2和Al2O3的总含量的摩尔比、即Li2O/(SiO2+Al2O3)为0.02以下，并且，
玻璃化转变温度为600℃以上。
2.如权利要求1所述的磁记录介质基板用玻璃，其中，Sn氧化物的含量为0.10～1.50摩尔％。
3.如权利要求1或2所述的磁记录介质基板用玻璃，其中，Ce氧化物的含量为0.05～0.70摩尔％。
4.如权利要求1～3中任一项所述的磁记录介质基板用玻璃，其中，Ti氧化物、Sn氧化物和Ce氧化物的总含量为0.50～4.00％。
5.如权利要求1～4中任一项所述的磁记录介质基板用玻璃，其中，Ti氧化物的含量相对于Sn氧化物和Ce氧化物的总含量的摩尔比、即Ti氧化物/(Sn氧化物+Ce氧化物)为0.4～10.0。
6.如权利要求1～5中任一项所述的磁记录介质基板用玻璃，其中，TiO2含量相对于SiO2和Al2O3的总含量的摩尔比、即TiO2/(SiO2+Al2O3)为0.030以下。
7.如权利要求1～6中任一项所述的磁记录介质基板用玻璃，其中，包含Sn氧化物和Ce氧化物作为必要成分。
8.一种磁记录介质基板，其包含权利要求1～7中任一项所述的磁记录介质基板用玻璃。
9.一种磁记录介质，其在权利要求8所述的磁记录介质基板上具有磁记录层。
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