JP2000293844A - 情報記録媒体用ガラス基板の製造方法 - Google Patents
情報記録媒体用ガラス基板の製造方法Info
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Abstract
属イオンの溶出を抑制した情報記録媒体用ガラス基板及
びこのガラス基板を用いた耐候性に優れた情報記録媒体
を提供する。 【解決手段】情報記録媒体用ガラス基板の製造方法にお
いて、イオン交換による化学強化処理を行った後、強化
液にガラス中のアルカリ金属イオンよりイオン半径の大
きい第三の硝酸塩を添加した溶融塩に浸漬して化学強化
より低い温度で浸漬することで脱アルカリ処理ができ
る。
Description
ス基板の製造方法、並びにこのガラス基板を用いた情報
記録媒体に関するものである。
記録密度向上のために平滑性、平面度の優れた情報記録
媒体用基板が必要とされ、中でもガラス基板材料は他の
情報記録媒体用基板材料としてのアルミニウム合金やプ
ラスチック材料に比較して非常に有利であることが一般
的である。しかし、ガラスは脆性材料であることから表
層に化学強化層を形成することで機械的な強度を上げて
使用している場合が多い。
の化学強化処理後の基板表面に強化層のアルカリ金属、
特にカリウム原子、またはナトリウム原子のリッチな層
がディスク主表面に現れることである。この層からアル
カリ金属イオンのマイグレーションにより、ディスクの
保存状態や、その後の情報記録媒体成膜後の経時変化と
してディスク端部、主表面にアルカリ金属の炭酸塩や塩
化物が析出することで、読み取り誤作動を引き起こす危
険性が有る。また、アルカリ金属が金属合金の記録媒体
と反応して、装置の誤作動を引き起こすことも考えられ
る。
理した後、溶出し易い最表面層のアルカリ金属イオンを
除去し、耐化学性を上げるための脱アルカリ処理やアル
カリ金属イオンの封止対策が行われている。例えば、特
許公開番号、特開平10−226539に示される製造
方法のように、加熱した濃硫酸と接触させる方法のよう
に酸、特に強酸を用いる方法がある。また特許公開番
号、特開平8−180402に示される製造方法のよう
に、80〜100℃の温水中に、イオン交換処理後のガ
ラス基板を2〜10時間程度浸漬処理することで脱アル
カリ金属イオン処理する温水処理方法もあり、この場合
更に、脱アルカリ金属イオン処理後ガラス基板の最表面
層に対して2価金属イオンの注入処理をして、アルカリ
金属イオンの封止対策が加えられている。
ルカリ金属イオン処理では、熱濃硫酸(例えば、100
℃超で濃度96%以上の熱濃硫酸)等の強酸を使用する
ことの安全性や、温水処理では少なくとも2時間以上の
浸漬時間が必要であり、また処理効果が少ないため後処
理として2価金属イオンの注入処理が必要であるが、そ
のアルカリ金属イオン封止効果は、アルカリ溶出量が
0.3〜0.5μg/cm2で、実用上耐化学性充分と
は言えない等の問題がある。
造方法において、化学強化処理後のガラス表面のアルカ
リ金属リッチな層からのアルカリマイグレーションを抑
制するため、化学強化後ガラス基板表面のアルカリ金属
イオンを効率良く除去し、耐化学性に優れたガラス基板
を効率良く生産できる製造方法及びこのガラス基板を用
いた耐候性に優れた情報記録媒体を提供することを課題
としている。
について鋭意検討した結果、情報記録媒体用ガラス基板
の製造方法に関し、通常の方法で例えば1段強化の場合
は硝酸カリウムを、2段強化の場合は硝酸カリウムと硝
酸ナトリウムを混合した無機化合物塩の化学強化液を用
いてガラスの転移点以下の温度でイオン交換による化学
強化処理を行ったガラス基板を、再びガラス中のアルカ
リ金属イオン(ナトリウムイオンあるいはリチウムイオ
ン)よりイオン半径の大きい無機化合物塩、例えばカリ
ウム塩、セシウム塩、あるいはルビジウム塩等を少量添
加した前記無機化合物塩の化学強化液、該化学強化液の
溶融温度は最初の化学強化時の液温よりも低い温度に設
定してある、に浸漬すると、ガラス基板表面のアルカリ
金属は該化学強化塩浴中に熱拡散する。この時化学強化
塩浴中少量添加されているカリウムイオン、セシウムイ
オン、あるいはルビジウムイオンはイオン半径が大きい
ため、ガラスのネットワーク中には導入されにくい。つ
まり、容易にガラス基板表面層に存在しているアルカリ
金属が抜け取れ、耐化学性に優れたガラス表面層が形成
されることで、上記の課題が達成されることを見出し、
本発明を完成させた。
の製造方法は、情報記録媒体用ガラス基板の製造方法に
おいて、ガラス基板を通常の方法で無機化合物塩の化学
強化処理した後、ガラス基板を室温〜400℃に加熱
し、そのガラス基板を先に使用した化学強化液にガラス
中のアルカリ金属イオンよりイオン半径の大きい無機化
合物塩を少量添加した無機化合物塩の化学強化塩浴、該
化学強化塩浴の液温は最初の化学強化時の液温よりも2
0〜100℃低目に設定してある、に浸漬して、ガラス
表面のアルカリ金属イオンのみ該化学強化塩浴中に拡散
させることを特徴とし、ガラス基板表面のアルカリ金属
イオンを効率良く除去する脱アルカリ処理方法である。
方法においては、ガラス基板を加熱した化学強化塩浴中
に浸漬し、ガラス表面のイオンを化学強化塩浴中のイオ
ンとイオン交換をして、ガラス基板を化学強化する。そ
の化学強化したガラス基板を本発明の処理を行い、脱ア
ルカリ処理を行うことを特徴とする。
板を予め室温〜400℃にし、そのガラス基板を、先に
使用した無機化合物塩の化学強化塩浴中にガラス中のア
ルカリ金属イオンよりイオン半径の大きい無機化合物塩
を少量添加した無機化合物塩の化学強化塩浴、該化学強
化塩浴の液温は最初の化学強化時の液温よりも20〜1
00℃低目に設定してある、該化学強化塩浴に30秒以
上好ましくは5〜30分間浸漬する。該化学強化塩浴に
浸漬時のガラス基板温度は、室温以上であれば良い。好
ましくは、ガラス基板の温度が100℃以上であると、
ガラス基板との反応が早くなり、処理時間が短時間で済
み、生産効率が良化する。また、浸漬温度500℃以上
ではガラス基板の変形が発生するため、生産効率上良く
ない。また処理時間が30秒以下では充分な脱アルカリ
効果が得られにくい。このように該化学強化塩浴で処理
されたガラス基板は、そのガラス表面付近のナトリウム
イオン、カリウムイオン、あるいはリチウムイオンが熱
拡散により、該化学強化塩浴中に放出し、高温脱アルカ
リ処理となる。また、処理後基板表面に付着した該化学
強化塩結晶物は蒸留水で容易に溶解することができ、清
浄な基板表面が得られる。
化学強化処理で強化層を形成することのできるものとし
て、例えばアルミノシリケート系ガラス、ソーダライム
ガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス
等を用いることができる。
は、溶融塩中の金属イオンとガラス中のアルカリ金属イ
オンの濃度差による、イオン拡散である。初めに通常の
温度条件でイオン交換処理を行い、その後イオン交換処
理に用いた化学強化液にガラス中のアルカリ金属イオン
よりイオン半径が大きい第三の無機塩化合物としての硝
酸塩を添加し、初めのイオン交換処理温度より少し低い
温度条件にした溶融塩浴に浸漬すると、ガラス中のアル
カリ金属イオンはガラス中からイオン拡散して抜け出す
が、その時溶融塩のイオン(カリウムイオン、リチウム
イオン、セシウムイオン、ルビジウムイオン等)はガラ
ス中にイオン拡散していくに必要な熱エネルギーが少な
いため、ガラス中にイオン拡散して入り込み難く、相互
のイオンの収支バランスは一方的にガラス中から抜け出
てくるアルカリ金属イオン(ナトリウムイオン、リチウ
ムイオン)の方が多く、結果的にガラス表面の脱アルカ
リ現象が行われていることになる。この原理は幾多の実
験や理論的考察に基づき発見できたものであり、この発
明の完成に到ったものである。この原理から言えば、用
いる第三の無機塩化合物としての硝酸塩は、ガラス中の
アルカリ金属よりイオン半径の大きい金属であれば良
く、リチウムやカリウムを含まないガラスに対しては硝
酸カリウムのような塩でも良い。また、硝酸銀のような
金属塩でもよい。
を420℃の硝酸カリウムの溶融塩浴中で4時間化学強
化処理し、付着している析出塩を水で洗い落とした後、
そのアルミノシリケートガラス基板を350℃の硝酸カ
リウムの溶融塩浴中に10%硝酸ルビジウムを添加した
塩浴に所定時間浸漬し、その後塩浴から取りだし、放冷
した。放冷後、蒸留水で洗浄し、このサンプルをガラス
基板の耐水性試験を行い、ガラスから溶出したアルカリ
金属(Na、Li、K)濃度の測定を原子吸光分析装置
にて測定した。なお耐水性試験は、ガラス基板を50m
lの蒸留水で満たしたテフロンビーカー中に浸漬し、そ
のガラス基板の入ったテフロンビーカーを80℃に保っ
た恒温水槽に移し、80℃の温水中に24時間保持して
ガラス基板から溶出したアルカリ金属量を原子吸光法で
定量分析した。その結果は表1に示す通りであった。
理時間5分で未処理の1/4に減少し、短時間で脱アル
カリ処理が行なわれていることが確認された。
基板を同様に化学強化処理し、付着している析出塩を水
で洗い落とした後、そのガラス基板を380℃の硝酸カ
リウムの溶融塩浴中に10%硝酸銀を添加した塩浴に所
定時間浸漬し、その後塩浴から取りだし、放冷した。放
冷後、蒸留水で洗浄し、このサンプルをガラス基板の耐
水性試験を行い、ガラスから溶出したアルカリ金属イオ
ン(Na、Li、K)濃度の測定を原子吸光分析装置に
て測定した。その結果は表2に示す通りになった。
酸銀を添加した場合でも、ガラス基板のアルカリ溶出量
は処理時間30秒で未処理の1/3に減少し、極めて短
時間で脱アルカリ処理が行なわれていることが確認され
た。
媒体用ガラス基板の製造方法に従って脱アルカリ処理を
して製造されたガラス基板は、ガラス基板表面のアルカ
リマイグレーションを著しく抑制し、ガラス基板上に成
膜される情報記録媒体に悪影響を及ぼさないガラス基板
を提供できることで、情報記録媒体の信頼性を飛躍的に
向上させることができるものである。
Claims (4)
- 【請求項1】情報記録媒体用ガラス基板の製造方法にお
いて、イオン交換による化学強化処理されたガラス基板
を、無機化合物塩浴に浸漬することにより、基板表面の
イオン交換層の中、最外表面近傍のアルカリイオンを除
去する工程を有する情報記録媒体用ガラス基板の製造方
法および情報記録媒体用ガラス基板。 - 【請求項2】アルカリイオンを除去する工程において、
無機化合物塩浴として硝酸塩の溶融塩を用いることを特
徴とする請求項1記載の情報記録媒体用ガラス基板の製
造方法。 - 【請求項3】アルカリイオンを除去する工程において、
無機化合物塩としてナトリウムよりイオン半径の大きい
金属の硝酸塩を用いることを特徴とする請求項1記載の
情報記録媒体用ガラス基板の製造方法。 - 【請求項4】アルカリイオンを除去する工程において、
硝酸塩に浸漬する際のガラス基板の温度が室温〜400
℃であり、浸漬時間が30秒以上であることを特徴とす
る請求項1又は請求項2記載の情報記録媒体用ガラス基
板の製造方法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP09737899A JP4163809B2 (ja) | 1999-04-05 | 1999-04-05 | 情報記録媒体用ガラス基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP (1) | JP4163809B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003102928A1 (fr) * | 2002-06-03 | 2003-12-11 | Hoya Corporation | Substrat pour support d'enregistrement d'information, support d'enregistrement d'information et procede de production de ce dernier |
WO2007111149A1 (ja) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Hoya Corporation | 磁気ディスク用ガラス基板の製造方法及び磁気ディスクの製造方法 |
-
1999
- 1999-04-05 JP JP09737899A patent/JP4163809B2/ja not_active Expired - Fee Related
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WO2003102928A1 (fr) * | 2002-06-03 | 2003-12-11 | Hoya Corporation | Substrat pour support d'enregistrement d'information, support d'enregistrement d'information et procede de production de ce dernier |
CN100373462C (zh) * | 2002-06-03 | 2008-03-05 | Hoya株式会社 | 信息记录介质用衬底和信息记录介质及其制造方法 |
US7462411B2 (en) | 2002-06-03 | 2008-12-09 | Hoya Corporation | Substrate for information recording medium, information recording medium and process for producing the same |
WO2007111149A1 (ja) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Hoya Corporation | 磁気ディスク用ガラス基板の製造方法及び磁気ディスクの製造方法 |
US8613206B2 (en) | 2006-03-24 | 2013-12-24 | Hoya Corporation | Method for manufacturing glass substrate for magnetic disk and method for manufacturing magnetic disk |
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