JP2001287932A - ガラス組成 - Google Patents

ガラス組成

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヤング率の高いガラスを提供する。 【解決手段】 ガラス組成において、主成分の組成範囲
を、ＳｉＯ2が３５ｗｔ％以上で且つ ５０ｗｔ％以
下、Ａｌ2Ｏ3が５ｗｔ％以上で且つ ２０ｗｔ％以下、
ＭｇＯが９ｗｔ％以上で且つ ２５ｗｔ％以下、ＴｉＯ
2が０．１ｗｔ％以上で且つ １２ｗｔ％以下、Ｌｉ2Ｏ
が０．１ｗｔ％以上で且つ １２ｗｔ％以下、ＺｎＯが
５ｗｔ％以上で且つ ２２ｗｔ％以下、とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はガラス組成、特に結
晶化ガラスに適したガラス組成に関する。さらに詳しく
は、結晶化ガラス磁気ディスクの組成に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、磁気ディスク用の基板としては、
アルミニウム基板、ガラス基板等が実用化されている。
中でもガラス基板は、表面の平滑性や機械的強度が優れ
ていることから、最も注目されている。そのようなガラ
ス基板としては、ガラス基板表面をイオン交換で強化し
た化学強化ガラス基板や、基板に結晶成分を析出させて
結合の強化を図る結晶化ガラス基板が知られている。
【０００３】ところで最近の基板に対する性能の要求
は、日に日に厳しくなってきており、とくに高速回転時
のたわみやそりに直接的に関わる強度に対する性能の向
上が求められている。これは基板材料のヤング率によっ
て表すことができ、数値が高ければ高いほど望ましい。
【０００４】例えば特開平１１−３２２３６２に示され
る組成においては、ヤング率は１３０以上を達成してい
る。しかし、上記先行技術においては熱処理温度が１次
処理温度で８００度、２次処理温度で１０００度と非常
に高く、製造が困難である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】したがって最近は高い
ヤング率を達成しながら、生産性の向上が求めらること
になる。そこで本発明は、ガラスのヤング率が向上し、
さらに生産性の高いを組成を提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に記載された発明は、主成分の組成範囲を、
ＳｉＯ2が３５ｗｔ％以上で且つ ５０ｗｔ％以下、Ａ
ｌ2Ｏ3が５ｗｔ％以上で且つ ２０ｗｔ％以下、ＭｇＯ
が９ｗｔ％以上で且つ ２５ｗｔ％以下、ＴｉＯ2が
０．１ｗｔ％以上で且つ １２ｗｔ％以下、Ｌｉ2Ｏが
０．１ｗｔ％以上で且つ １２ｗｔ％以下、ＺｎＯが５
ｗｔ％以上で且つ ２２ｗｔ％以下、にしたことを特徴
とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。本発明に係る実施形態のガラス基板は、主成
分の組成範囲が、ＳｉＯ2が３５ｗｔ％以上で且つ５０
ｗｔ％以下、Ａｌ2Ｏ3が５ｗｔ％以上で且つ２０ｗｔ％
以下、ＭｇＯが９ｗｔ％以上で且つ２５ｗｔ％以下、Ｔ
ｉＯ2が０．１ｗｔ％以上で且つ１２ｗｔ％以下、Ｌｉ2
Ｏが０．１ｗｔ％以上で且つ１２ｗｔ％以下、ＺｎＯが
５ｗｔ％以上で且つ２２ｗｔ％以下、であることを特徴
としている。
【０００８】ＳｉＯ2はガラス形成酸化物のため組成比
が３５ｗｔ％より少ないと、溶融性が悪くなり、５０ｗ
ｔ％を越えるとガラスとして安定状態になるため、結晶
が析出しにくくなる。
【０００９】Ａｌ2Ｏ3はガラス中間酸化物であり、熱処
理によって析出する結晶相であるマグネシウムアルミニ
ウム系結晶の構成成分である。組成比が５ｗｔ％より少
ないと析出結晶が少なく、強度が得られず、２０ｗｔ％
を越えると溶融温度が高くなり失透しやすくなる。
【００１０】ＭｇＯは融剤であり、それを加えているた
め粒状の結晶を凝集させ結晶粒子塊を形成する。ただ
し、組成比が９ｗｔ％より少ないと作業温度幅が狭くな
りう、ガラスマトリクス相の化学的耐久性が向上しな
い。２５ｗｔ％を越えると、他の結晶相が析出して求め
る強度を得ることが難しくなる。
【００１１】ＴｉＯは結晶核剤としてマグネシウムシリ
ケート系結晶析出には不可欠な成分である。また融剤と
して働くため生産時の安定性が向上している。組成比が
０．１ｗｔ％より少ないと溶融性が悪くなると共に、結
晶成長がしにくくなり、１２ｗｔ％を越えると結晶化が
急激に促進され、結晶化状態の制御が困難となり析出結
晶の粗大化、結晶相の不均質が発生し、微細で均質な結
晶構造が得られなくなり、研磨加工においてディスク基
板として必要な平滑面が得られなくなる。さらに溶融成
形時に失透しやすくなり、生産性が低下する。
【００１２】Ｌｉ2Ｏは融剤として働くため生産時の安
定性が向上している。組成比が０．１ｗｔ％より少ない
と溶融性が悪くなり、１２ｗｔ％を越えると、また研磨
−洗浄工程における安定性が悪くなる。
【００１３】ＺｎＯは融剤として働くため均一な結晶析
出を補助する。ただし、組成比が５ｗｔ％より少ないと
十分な結晶均質化の改善がなされない。２２ｗｔ％を越
えると、ガラスが安定となり結晶化が抑制され、求める
強度が得られにくくなる。
【００１４】以下製造方法を説明する。最終的に生成さ
れるガラス基板の主成分の組成を含む原料を所定の割合
にて充分に混合し、これを白金るつぼに入れ溶融を行
う。溶融後金型に流し概略の形状を形成する。これを室
温までアニールする。続いて、５００〜６８０度の１次
熱処理温度と１次処理時間により保持し（熱処理）、結
晶核生成が行われる。引き続き、６８０〜８００度の２
次熱処理温度と２次処理時間により保持し結晶核成長を
行う。これを除冷することにより目的とする結晶化ガラ
スが得られる。
【００１５】さらにこれを所望の形状、厚さに研磨等の
加工を施すことにより、ディスク基板として利用でき
る。
【００１６】以上の製造方法によって得られたガラス基
板は、主成分の組成範囲が、ＳｉＯ 2が３５ｗｔ％以上
で且つ５０ｗｔ％以下、Ａｌ2Ｏ3が５ｗｔ％以上で且つ
２０ｗｔ％以下、ＭｇＯが９ｗｔ％以上で且つ２５ｗｔ
％以下、ＴｉＯ2が０．１ｗｔ％以上で且つ１２ｗｔ％
以下、Ｌｉ2Ｏが０．１ｗｔ％以上で且つ１２ｗｔ％以
下、ＺｎＯが５ｗｔ％以上で且つ２２ｗｔ％以下、とす
るために、非常に高いヤング率と高い生産性を得ること
が可能となった。
【００１７】また以下の組成を適正な範囲において加え
ることにより、よりよい性能が得られる。
【００１８】融剤として働くＰ2Ｏ５は、シリケート系
結晶を析出させる核形成剤であり、ガラス全体に結晶を
均一に析出させるために重要な成分である。組成比が
０．１ｗｔ％より少ないと十分な結晶核が形成されにく
くなり、結晶粒子が粗大化したり結晶が不均質に析出
し、微細で均質な結晶構造が得られにくくなり、研磨加
工においてディスク基板として必要な平滑面が得られな
くなる。５．０ｗｔ％を越えると、溶融時の炉剤に対す
る反応性が増し、また失透性も強くなることから溶融成
形時の生産性が低下する。また化学的耐久性が低下し、
磁気膜に影響を与える恐れがあると共に、研磨−洗浄工
程における安定性が悪くなる。
【００１９】ガラス修飾酸化物として働くＺｒＯ2を加
えているためガラスの結晶核剤が有効に機能する。組成
比が０．１ｗｔ％より少ないと十分な結晶核が形成され
なくにくくなり、結晶粒子が粗大化したり結晶が不均質
に析出し、微細で均質な結晶構造が得られなくなり、研
磨加工においてディスク基板として必要な平滑面が得ら
れなくなる。また化学的耐久性および耐マイグレーショ
ンが低下し、磁気膜に影響を与える恐れがあるととも
に、研磨−洗浄工程において安定性が悪くなる。また１
２ｗｔ％を越えると溶融温度が高くなり、また失透しや
すくなり溶融成形が困難となる。また析出結晶相が変化
し求める特性が得られにくくなる。
【００２０】融剤として働くＣaＯを加えているため均
一な結晶析出を補助する。ただし、組成比が０．１ｗｔ
％より少ないと十分な結晶均質化の改善がなされない。
９ｗｔ％を越えると、化学的耐久性を向上させることが
できなくなる。
【００２１】融剤として働くＮｂ2Ｏ５を加えているた
め結晶核剤物質が増加することになる。ただし、組成比
が０．１ｗｔ％より少ないと十分な剛性の向上がなされ
ない。９ｗｔ％を越えると、ガラスの結晶化が不安定と
なり、析出結晶相を制御できなくなり、求める特性が得
られにくくなる。
【００２２】融剤として働くＴａ2Ｏ５を加えているた
め溶融性、強度を向上させ、またガラスマトリクス相の
化学的耐久性を向上させる。ただし、組成比が０．１ｗ
ｔ％より少ないと十分な剛性の向上がなされない。９ｗ
ｔ％を越えると、ガラスの結晶化が不安定となり、析出
結晶相を制御できなくなり、求める特性が得られにくく
なる。
【００２３】融剤として働くＫ2Ｏを加えているため生
産時の安定性が向上している。ただし、組成比が０．１
ｗｔ％より少ないと十分な溶融性改善がなされない。９
ｗｔ％を越えると、ガラスが安定となり結晶化が抑制さ
れ、また化学的耐久性が低下し、磁気膜に影響を与える
恐れがあると共に、研磨−洗浄工程における安定性が悪
くなる。
【００２４】フォーマーとして働くＢ2Ｏ３を加えてい
るためガラスの分相を促し、結晶析出および成長を促進
させる。ただし、組成比が０．１ｗｔ％より少ないと十
分な溶融性改善がなされない。９ｗｔ％を越えると、ガ
ラスが失透しやすくなり成形が困難になると共に、結晶
が粗大化し微細な結晶が得られなくなる。
【００２５】融剤として働くＹ2Ｏ３を加えているため
剛性が向上している。ただし、組成比が０．１ｗｔ％よ
り少ないと十分な剛性向上が得られない。９ｗｔ％を越
えると、結晶析出が抑制され、十分な結晶化度が得られ
ず、所望の特性が達成されない。
【００２６】清澄剤として働くＳｂ2Ｏ３を加えている
ため生産時の安定性が向上している。ただし、組成比が
０．１ｗｔ％より少ないと十分な清澄効果が得られなく
なり、生産性が低下する。９ｗｔ％を越えると、ガラス
の結晶化が不安定となり析出結晶相を制御できなくな
り、求める特性が得られにくくなる。
【００２７】清澄剤として働くＡｓ2Ｏ３を加えている
ため生産時の安定性が向上している。ただし、組成比が
０．１ｗｔ％より少ないと十分な清澄効果が得られなく
なり、生産性が低下する。９ｗｔ％を越えると、ガラス
の結晶化が不安定となり析出結晶相を制御できなくな
り、求める特性が得られにくくなる。
【００２８】
【実施例】以下に実施例をあげて本発明を詳細に説明す
るが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。表１〜４には実施例１〜３２のガラス組成を重量％
で示した。これらの数値に従って、先述した製造方法に
よりガラス基板を得た。
【００２９】
【表１】
【００３０】
【００３１】
【表２】
【００３２】
【００３３】
【表３】
【００３４】
【００３５】
【表４】
【００３６】
【００３７】
【発明の効果】本発明によると、ヤング率が１１０以上
かつ生産性の高いガラス基板を得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河合 秀樹 大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 石丸 和彦 大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内 Ｆターム(参考） 4G062 AA11 BB01 CC04 DA05 DB03 DB04 DC01 DD01 DE03 DE04 DF01 EA02 EA03 EA04 EB01 EC01 ED03 ED04 EE01 EF01 EG01 FA01 FB02 FB03 FB04 FC01 FD01 FE01 FF01 FG01 FH01 FJ01 FK01 FL01 GA01 GA10 GB01 GC01 GD01 GE01 HH01 HH03 HH05 HH07 HH09 HH11 HH13 HH15 HH17 HH20 JJ01 JJ03 JJ05 JJ07 JJ10 KK01 KK03 KK05 KK07 KK10 MM27 NN33 QQ06 QQ15 QQ20

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 主成分の組成範囲を、 ＳｉＯ2が３５ｗｔ％以上で且つ ５０ｗｔ％以下、 Ａｌ2Ｏ3が５ｗｔ％以上で且つ ２０ｗｔ％以下、 ＭｇＯが９ｗｔ％以上で且つ ２５ｗｔ％以下、 ＴｉＯ2が０．１ｗｔ％以上で且つ １２ｗｔ％以下、 Ｌｉ2Ｏが０．１ｗｔ％以上で且つ １２ｗｔ％以下、 ＺｎＯが５ｗｔ％以上で且つ ２２ｗｔ％以下、とした
    ことを特徴とするガラス組成。
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