JP2001325722A - Method for manufacturing substrate for information recording medium and method for manufacturing information recording medium - Google Patents

Method for manufacturing substrate for information recording medium and method for manufacturing information recording medium

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JP2001325722A
JP2001325722A JP2001065209A JP2001065209A JP2001325722A JP 2001325722 A JP2001325722 A JP 2001325722A JP 2001065209 A JP2001065209 A JP 2001065209A JP 2001065209 A JP2001065209 A JP 2001065209A JP 2001325722 A JP2001325722 A JP 2001325722A
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glass
crystal
substrate
information recording
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Osamu Maruyama
修 丸山
Gakuroku Suu
学禄 鄒
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Hoya Corp
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  • Surface Treatment Of Glass (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a crystallized glass substrate for an information recording medium, excellent in sliding reliability and having surface properties capable of high recording density and high rigidity and to provide a method for manufacturing the information recording medium using the substrate. SOLUTION: In the method for manufacturing glass substrate for the information recording medium, consisting of a crystallized glass in which crystal particles are dispersed in a continuous phase of amorphous glass, the crystallized glass substrate whose principal surface is polished is subjected to surface treatment using an aqueous solution containing fluorosilicic acid to control the surface roughness of a projecting and recessing part contributing to sliding characteristics with a recording and reproducing head and formed on the principal surface of the substrate. The method for manufacturing the information recording medium is also provided, in which at least an information recording layer is formed on the principal surface of the glass substrate for the information recording medium obtained by the method above.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高剛性・高平滑性
の情報記録媒体用ガラス基板の製造方法およびこの基板
を用いた情報記録媒体の製造方法に関する。特に、本発
明の製造方法により得られた結晶化ガラス基板を用いた
磁気ディスクは、磁気ヘッドに対して粘着を起こしにく
く、耐摺動信頼性及びヘッド浮上特性に優れており、さ
らに本発明の基板は低コストな磁気ディスクを製造する
のに好適な基板である。
The present invention relates to a method for manufacturing a glass substrate for an information recording medium having high rigidity and high smoothness, and a method for manufacturing an information recording medium using the substrate. In particular, a magnetic disk using a crystallized glass substrate obtained by the manufacturing method of the present invention is less likely to cause adhesion to a magnetic head, has excellent sliding reliability and head flying characteristics, and further has the characteristics of the present invention. The substrate is a substrate suitable for manufacturing a low-cost magnetic disk.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、薄膜磁気ディスク用基板表面は、
ヘッドとの粘着防止などの要求から鏡面であるよりむし
ろ適度な粗さが必要とされてきた。基板表面に適度な粗
さを付与する方法としては、例えば、Al/NiPのNiP表面
にテクスチャーと呼ぶ同心円状溝を機械加工する方法
や、下地めっき膜中に微粒子を分散させる方法等の様々
な方法が考案されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, the surface of a substrate for a thin film magnetic disk has been
A demand for prevention of adhesion to the head and the like has necessitated an appropriate roughness rather than a mirror surface. Examples of methods for imparting appropriate roughness to the substrate surface include various methods such as a method of machining concentric grooves called texture on the NiP surface of Al / NiP and a method of dispersing fine particles in a base plating film. A method has been devised.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】例えば、Al/NiP基板の
境面研磨表面に下地Cr膜、磁気膜媒体、保護膜、潤滑油
膜を形成した磁気ディスクでは、ヘッドの停止時におい
て、ディスクとヘッドの接触面に潤滑油や水分が集ま
り、ヘッド粘着現象を生じてしまう。そのため、ディス
クの回転不能やヘッドの保持機構部品の破壊や変形を生
じ、問題となる。そこで、Al/NiP研磨表面に同心円状の
溝を加工するテクスチャー加工によりディスクの表面を
粗して、粘着を防ぐ方法が現在広く行われている。しか
し、このようなテクスチャー加工は、微小な砥粒でNiP
表面を研削加工することで施こされるため、本質的に加
工時の材料の塑性流動によるバリや、切粉の再付着によ
り、ヘッドに衝突する突起を生じ易い。
For example, in a magnetic disk in which an underlayer Cr film, a magnetic film medium, a protective film, and a lubricating oil film are formed on a polished boundary surface of an Al / NiP substrate, when the head is stopped, the disk and the head are stopped. The lubricating oil and moisture collect on the contact surface of the head, causing a head sticking phenomenon. For this reason, the rotation of the disk becomes impossible and the components of the head holding mechanism are broken or deformed, which is a problem. Therefore, a method of roughening the surface of the disk by texturing to form concentric grooves on the polished surface of Al / NiP to prevent sticking is now widely used. However, such texture processing uses NiP with fine abrasive grains.
Since the polishing is performed by grinding the surface, burrs due to the plastic flow of the material at the time of processing and re-attachment of chips tend to easily cause projections colliding with the head.

【0004】このようなテクスチャー加工を施した基板
は、ディスク性能、コスト、量産性のすべての点を満足
するものはなく、実際にはいずれかの特性が満足ではな
いまま使用せざるを得ない状況であった。さらに、上記
テクスチャー加工では、ディスク全面にわたって30nm以
下のスペーシングでヘッドを浮上させる表面を形成する
のは難しい。磁気ディスクの記録密度は年々加速度的に
増大し、磁気ディスクの記録密度をさらに著しく増加さ
せるためには、磁気ヘッドの浮上距離を現状よりさらに
低減させる必要が出てくるが、そのとき、上記のような
テクスチャー加工では到底対応できない。
[0004] There is no substrate which has been subjected to such texture processing which satisfies all the points of disk performance, cost and mass productivity, and in fact, it must be used without any of the characteristics being satisfied. It was a situation. Further, it is difficult to form a surface for floating the head with a spacing of 30 nm or less over the entire surface of the disk by the above-described texture processing. The recording density of magnetic disks is increasing at an accelerating rate year by year. In order to further increase the recording density of magnetic disks, it is necessary to further reduce the flying distance of the magnetic head from the current state. Such texture processing cannot be used at all.

【0005】Al/NiP基板以外の基板としてガラス基板が
知られている。特に、磁気ディスク基板としては、化学
強化ガラス基板を用いることが知られている。化学強化
ガラス基板とは、通常のガラスの表面層中にあるリチウ
ムやナトリウムイオンをそれよりイオン半径の大きなカ
リウムイオンなどにイオン交換処理し、ガラスの表面に
圧縮応力を有する強化層を設けることにより、割れにく
くしたガラス基板である。この強化ガラス基板を実際に
用いて、磁気ディスクを形成するときには、その表面に
NiPめっき膜と同様なテクスチャー加工を行って表面を
適当に粗して用いることが必要である。しかし、圧縮応
力が入ったガラス表面をテクスチャー加工すると、周辺
部にかけなどが生じ易く、表面形状が均一な無欠陥なテ
クスチャー加工面を形成するのは難しい。
A glass substrate is known as a substrate other than the Al / NiP substrate. In particular, it is known that a chemically strengthened glass substrate is used as a magnetic disk substrate. A chemically strengthened glass substrate is obtained by subjecting lithium or sodium ions in the surface layer of ordinary glass to ion exchange treatment with potassium ions with a larger ionic radius, etc., and providing a strengthening layer having compressive stress on the surface of the glass. , A glass substrate hardly broken. When actually forming a magnetic disk using this tempered glass substrate,
It is necessary to use the same texture processing as the NiP plating film to appropriately roughen the surface. However, when the glass surface having a compressive stress is textured, it is easy to cause the peripheral portion to be applied, and it is difficult to form a textured surface having a uniform surface shape and no defect.

【0006】特許第3012660号公報 (以下、先行技術1
という)には、結晶化ガラスを用いた、摺動信頼性に優
れ、低コストな磁気ディスク用基板の製造方法が開示さ
れている。この先行技術1には、ガラス中に結晶核を発
生するための結晶核発生熱処理工程と、結晶核を成長さ
せ所定の寸法にするための結晶結晶核成長熱処理工程と
によって形成され、この結晶化ガラスの表面を鏡面研磨
加工処理した後、少なくともフッ化水素を含むフッ化水
素酸水溶液中に浸漬して、ガラス基板表面の結晶相を残
し、非晶質相を選択的に所定の深さまでエッチングし、
ガラス基板表面に凹凸を形成することが開示されてい
る。しかし、この製造方法により得られた結晶化ガラス
基板を用いて可能な磁気ヘッドの最小浮上量は0.08μm
程度すなわち80nm程度であり、近い将来、記録媒体に求
められる高記録密度化に対応可能な30nm以下という磁気
へッドの浮上量を実現する結晶化ガラス基板を得ること
は困難である。この原因としては、以下の点が考えられ
る。ガラス基板として見た場合、磁気ヘッドの低浮上化
の実現は、単に基板表面の平滑性向上だけでは達成でき
ず、媒体を回転させたときに媒体が変形しない、すなわ
ち情報記録層などを支持している基板が変形しないこと
も求められる。さらに、高記録密度化に伴い、記録媒体
の回転数はさらに高速化されることになる。高速回転
時、基板の剛性が低いと媒体が撓み、磁気ヘッドの浮上
量の低減を妨げることになる。しかし、先行技術1で
は、基板の曲げ強度については言及しているものの、高
速回転時の撓みの原因となる剛性の問題については何ら
考慮していない。次に、ガラス基板の製造方法を見た場
合、フッ化水素を含むフッ化水素酸水溶液を用いている
ため、結晶化ガラス基板における非晶質相を選択的にエ
ッチングするエッチング速度が速い。高い摺動信頼性を
得るためには、所望の基板表面粗さに的確に制御するこ
とが必要であるが、エッチング速度が速いために粗さ制
御が難しくなり、また、エッチング速度のバラツキも顕
著になるため、低浮上化した場合の摺動信頼性が悪いと
いう問題がある。また、研磨加工後に、エッチングを行
う場合、エッチング処理後に十分に研磨砥粒を洗浄しき
れず、研磨砥粒が残ってしまい、その結果、ヘッドの低
浮上化に支障が生じるという問題がある。
[0006] Japanese Patent No. 3012660 (hereinafter referred to as prior art 1)
Discloses a method of manufacturing a low-cost magnetic disk substrate using crystallized glass with excellent sliding reliability. This prior art 1 is formed by a crystal nucleus generation heat treatment step for generating crystal nuclei in glass and a crystal nucleus growth heat treatment step for growing crystal nuclei to a predetermined size. After the glass surface is mirror-polished, it is immersed in a hydrofluoric acid aqueous solution containing at least hydrogen fluoride, leaving the crystal phase on the glass substrate surface and selectively etching the amorphous phase to a predetermined depth. And
It is disclosed that irregularities are formed on the surface of a glass substrate. However, the minimum flying height of the magnetic head possible using the crystallized glass substrate obtained by this manufacturing method is 0.08 μm
In the near future, it is difficult to obtain a crystallized glass substrate that realizes a flying height of the magnetic head of 30 nm or less, which can cope with a high recording density required for a recording medium. The following points can be considered as the cause. When viewed as a glass substrate, achieving low flying of the magnetic head cannot be achieved merely by improving the smoothness of the substrate surface, and the medium does not deform when the medium is rotated, that is, it supports the information recording layer etc. It is also required that the substrate is not deformed. Further, as the recording density increases, the rotation speed of the recording medium is further increased. During high-speed rotation, if the rigidity of the substrate is low, the medium bends and hinders a reduction in the flying height of the magnetic head. However, although Prior Art 1 mentions the bending strength of the substrate, it does not consider the problem of rigidity that causes deflection during high-speed rotation. Next, when looking at a method for manufacturing a glass substrate, an etching rate for selectively etching an amorphous phase in a crystallized glass substrate is high because an aqueous hydrofluoric acid solution containing hydrogen fluoride is used. In order to obtain high sliding reliability, it is necessary to precisely control the desired substrate surface roughness. However, the high etching rate makes it difficult to control the roughness, and the etching rate varies significantly. Therefore, there is a problem that the sliding reliability when the flying height is lowered is poor. In addition, when etching is performed after the polishing process, the polishing abrasive grains cannot be sufficiently cleaned after the etching processing, and the polishing abrasive grains remain. As a result, there is a problem in that the low flying height of the head is hindered.

【0007】そこで本発明は、上記の問題に鑑み、摺動
信頼性に優れ、高記録密度化が可能な表面性状を有する
とともに、高剛性を有する情報記録媒体用結晶化ガラス
基板の製造方法を提供すること、及びこの基板を用いた
情報記録媒体の製造方法を提供することを目的とする。
In view of the above problems, the present invention provides a method for manufacturing a crystallized glass substrate for an information recording medium which has excellent sliding reliability, has a surface property enabling high recording density, and has high rigidity. It is another object of the present invention to provide a method for manufacturing an information recording medium using the substrate.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明は、以下の通りである。 (1)非晶質であるガラスの連続相中に結晶粒子が分散
する結晶化ガラスからなる情報記録媒体用ガラス基板の
製造方法であって、主表面を研磨加工した結晶化ガラス
基板を、ケイフッ酸を含む水溶液を用いる表面処理に付
して、記録再生ヘッドとの摺動特性に寄与する基板主表
面に形成される凹凸の表面粗さを制御することを特徴と
する情報記録媒体用ガラス基板の製造方法。 (2)前記表面処理は、前記結晶化ガラス基板に含まれ
る結晶粒子の一部を前記主表面において連続相から部分
的に突出させることを特徴とする(1)に記載の情報記
録媒体用ガラス基板の製造方法。 (3)前記結晶化ガラス基板は、ガラス原料を溶解し、
得られた溶融ガラスを成形してガラス基板とし、得られ
たガラス基板の結晶核発生のための結晶核生成熱処理工
程と、前記結晶核を所定の寸法に成長させるための結晶
核成長熱処理工程に付することにより得られる(1)ま
たは(2)に記載の情報記録媒体用ガラス基板の製造方
法。 (4)前記表面処理は、基板主表面の表面粗さ(最大高
さ)Rmaxが1〜30nmとなる条件で行う(1)〜(3)の
いずれかに記載の情報記録媒体用ガラス基板の製造方
法。 (5)前記ケイフッ酸を含む水溶液は、0.01〜1.0重量%
のケイフッ酸を含むことを特徴とする(1)〜(4)の
いずれかに記載の情報記録媒体用ガラス基板の製造方
法。 (6)前記ケイフッ酸を含む水溶液は、ケイフッ酸とフ
ッ酸とを含むことを特徴とする(1)〜(5)のいずれ
かに記載の情報記録媒体用ガラス基板の製造方法。 (7)ケイフッ酸とフッ酸との割合(重量%比)は、1:1
〜10:1であることを特徴とする(6)に記載の情報記録
媒体用ガラス基板の製造方法。 (8)前記結晶核生成熱処理工程は、基板の主表面に存
在する結晶粒子となる結晶核の面密度が106個/mm2を超
えかつ109個/mm2以下となる条件で行い、かつ前記結晶
核成長熱処理工程は、前記結晶核を粒径が1000nm以下で
ある結晶粒子に成長させる条件で行うことを特徴とする
(1)〜(7)のいずれかに記載の情報記録媒体用ガラ
ス基板の製造方法。 (9)前記研磨加工した結晶化ガラス基板の主表面の表
面粗さRaは、2nm以下であることを特徴とする(1)〜
(8)のいずれかに記載の情報記録媒体用ガラス基板の
製造方法。 (10)前記結晶化ガラスは、少なくともSiO2、A1
2O3、MgO、TiO2を含む結晶化ガラスからなることを特徴
とする(1)〜(9)のいずれかに記載の情報記録媒体
用ガラス基板の製造方法。 (11)前記結晶化ガラスが、SiO2を35〜65モル%、A12
O3を5〜25モル%、MgOを10〜40モル%、TiO2を5〜15モル%
含有し、上記組成の合計が92モル%以上あり、かつ主結
晶がエンスタタイト及び/又はその固溶体である(1
0)に記載の情報記録媒体用ガラス基板の製造方法。 (12)前記結晶化ガラスが、SiO2を42〜65モル%、A12
O3を11〜25モル%、MgOを15〜33モル%、TiO2を5.5〜13モ
ル%含有し、主結晶としてα-石英固溶体並びにエンスタ
タイト及び/又はエンスタタイト固溶体を含む(10)
に記載の情報記録媒体用ガラス基板の製造方法。 (13)(1)〜(12)のいずれかに記載の製造方法
によって得られた情報記録媒体用ガラス基板の主表面に
少なくとも情報記録層を形成することを特徴とする情報
記録媒体の製造方法。
The present invention for solving the above problems is as follows. (1) A method for producing a glass substrate for an information recording medium, comprising a crystallized glass in which crystal particles are dispersed in a continuous phase of an amorphous glass, wherein a crystallized glass substrate having a main surface polished is coated with a silicon oxide. A glass substrate for an information recording medium, which is subjected to a surface treatment using an aqueous solution containing an acid to control the surface roughness of irregularities formed on a main surface of the substrate, which contributes to sliding characteristics with a recording / reproducing head. Manufacturing method. (2) The glass for an information recording medium according to (1), wherein the surface treatment partially causes crystal grains contained in the crystallized glass substrate to partially protrude from a continuous phase on the main surface. Substrate manufacturing method. (3) The crystallized glass substrate melts a glass raw material,
The obtained molten glass is formed into a glass substrate, and a crystal nucleus generation heat treatment step for generating crystal nuclei of the obtained glass substrate and a crystal nucleus growth heat treatment step for growing the crystal nuclei to predetermined dimensions are performed. The method for producing a glass substrate for an information recording medium according to (1) or (2), which is obtained by applying the method. (4) The surface treatment is performed on the glass substrate for an information recording medium according to any one of (1) to (3), wherein the surface roughness (maximum height) Rmax of the main surface of the substrate is 1 to 30 nm. Production method. (5) The aqueous solution containing silicic acid is 0.01 to 1.0% by weight.
The method for producing a glass substrate for an information recording medium according to any one of (1) to (4), comprising: (6) The method for producing a glass substrate for an information recording medium according to any one of (1) to (5), wherein the aqueous solution containing silicic acid contains silicic acid and hydrofluoric acid. (7) The ratio of hydrofluoric acid to hydrofluoric acid (weight% ratio) is 1: 1
(10). The method for producing a glass substrate for an information recording medium according to (6), wherein (8) The crystal nucleation heat treatment step is performed under the condition that the areal density of crystal nuclei to be crystal grains existing on the main surface of the substrate is more than 10 6 / mm 2 and not more than 10 9 / mm 2 , And the crystal nucleus growth heat treatment step is carried out under conditions for growing the crystal nuclei into crystal grains having a grain size of 1000 nm or less, for the information recording medium according to any one of (1) to (7). A method for manufacturing a glass substrate. (9) The main surface of the polished crystallized glass substrate has a surface roughness Ra of 2 nm or less.
(8) The method for producing a glass substrate for an information recording medium according to any one of (8). (10) The crystallized glass is at least SiO 2 , A1
The method for producing a glass substrate for an information recording medium according to any one of (1) to (9), comprising a crystallized glass containing 2 O 3 , MgO, and TiO 2 . (11) said crystallized glass, a SiO 2 35 to 65 mol%, A1 2
O 3 5 to 25 mol%, MgO 10 to 40 mol%, the TiO 2 5 to 15 mol%
And the main crystal is enstatite and / or a solid solution thereof (1).
The method for producing a glass substrate for an information recording medium according to 0). (12) said crystallized glass, a SiO 2 42-65 mol%, A1 2
O 3 and 11 to 25 mol%, including MgO 15-33 mol%, the TiO 2 containing 5.5 to 13 mol%, a main crystal as α- quartz solid solution and enstatite and / or enstatite solid solution (10)
3. The method for producing a glass substrate for an information recording medium according to claim 1. (13) A method for manufacturing an information recording medium, comprising forming at least an information recording layer on a main surface of a glass substrate for an information recording medium obtained by the method according to any one of (1) to (12). .

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。本発明は、非晶質であるガラスの連続相中
に結晶粒子が分散する結晶化ガラスからなる情報記録媒
体用ガラス基板の製造方法である。そして、本発明は、
主表面を研磨加工した結晶化ガラス基板を、ケイフッ酸
を含む水溶液を用いる表面処理に付して、記録再生用ヘ
ッド(書込読込用ヘッド)との摺動特性に寄与する基板
主表面に形成される凹凸の表面粗さを制御することを特
徴とする。ここで、記録再生用ヘッドとの摺動特性に寄
与する凹凸とは、記録再生用ヘッド面と対向することに
なる情報記録層が設けられる基板主表面に形成されるも
のであって、記録再生用ヘッドの情報記録媒体への吸着
防止や、摩擦係数の低減を可能にするものをいう。
Embodiments of the present invention will be described below. The present invention is a method for producing a glass substrate for an information recording medium comprising crystallized glass in which crystal particles are dispersed in a continuous phase of amorphous glass. And the present invention
A crystallized glass substrate whose main surface is polished is subjected to a surface treatment using an aqueous solution containing silica hydrofluoric acid to form a main surface of the substrate that contributes to the sliding characteristics with a recording / reproducing head (write / read head). It is characterized in that the surface roughness of the irregularities to be formed is controlled. Here, the irregularities contributing to the sliding characteristics with the recording / reproducing head are those formed on the main surface of the substrate on which the information recording layer to be opposed to the recording / reproducing head surface is provided. That can prevent the head for use from adsorbing to the information recording medium and reduce the friction coefficient.

【0010】本発明の製造方法に使用する前記結晶化ガ
ラス基板は、主表面を研磨加工した結晶化ガラス基板で
あれば特に限定されるものではない。例えば、ガラス原
料を溶解し、得られた溶融ガラスを成形してガラス基板
とし、得られたガラス基板を結晶核発生のための結晶核
生成熱処理工程と、前記結晶核を所定の寸法に成長させ
るための結晶核成長熱処理工程に付することにより得ら
れる結晶化ガラス基板の主表面を研磨加工したものであ
ることができる。
The crystallized glass substrate used in the manufacturing method of the present invention is not particularly limited as long as the crystallized glass substrate has a main surface polished. For example, a glass material is melted, the obtained molten glass is formed into a glass substrate, and the obtained glass substrate is subjected to a crystal nucleus generation heat treatment step for generating crystal nuclei, and the crystal nuclei are grown to predetermined dimensions. Of a crystallized glass substrate obtained by subjecting the crystallized glass substrate to a crystal nucleus growth heat treatment step for polishing.

【0011】上記主表面を研磨加工した結晶化ガラス基
板は、具体的には、所定の組成割合で原料を調合して所
定の温度(例えば1400-1600℃の温度範囲)で原料溶融
し、溶融したガラスの融液をプレス法やフロート法など
の成形法によりガラス板化し、その後結晶化のための熱
処理(結晶核生成熱処理工程及び結晶核成長熱処理工
程)により、非晶質ガラスの中に部分的に結晶粒子を析
出させ、その後、研削及び研磨を施こすことで得ること
ができる。結晶粒子の粒径とその密度は、ガラスの組成
や熱処理条件により制御できる。
The crystallized glass substrate having the main surface polished is, for example, prepared by mixing raw materials at a predetermined composition ratio and melting the raw materials at a predetermined temperature (for example, a temperature range of 1400 to 1600 ° C.). The melt of the glass thus obtained is formed into a glass plate by a molding method such as a pressing method or a float method. It can be obtained by precipitating crystal grains and then performing grinding and polishing. The particle size and density of the crystal particles can be controlled by the composition of the glass and the heat treatment conditions.

【0012】結晶核生成熱処理工程及び結晶核成長熱処
理工程からなる熱処理方法には特に制限はなく、結晶化
促進剤の含有量やガラスの転移温度、結晶化ピーク温度
などに応じて適宜選択することができる。但し、結晶核
生成熱処理工程で比較的低温度(例えば、700〜85
0℃)で熱処理して多数の結晶核を発せしめ(具体的に
は、好ましくは、結晶核の面密度が106個/mm2を超
えかつ109個/mm2以下)、その後、結晶核成長熱処
理工程において温度を850〜1150℃に上げて結晶
を成長させることが、結晶を微細化するという観点から
は好ましい。結晶核を成長させることにより得られる結
晶粒子の粒径は、1000nm以下(好ましくは500
nm以下、更に好ましくは300nm以下、特に好まし
くは100nm以下)であることが適当である。結晶化
ガラスの製造に際しては、熱処理のスケジュール又はガ
ラス組成を順次に変えることにより、析出結晶サイズや
結晶量を制御することができ、それにより結晶化ガラス
の特性を大幅に調整することができる。また、同じヤン
グ率や同じ結晶粒子の大きさまたは同じ結晶化均質性を
有する結晶化ガラスを作製するための結晶核生成熱処理
及び結晶成長熱処理の許容温度範囲は30℃以上の温度幅
をもつので、結晶化の製造工程を容易に制御することが
できる。
The heat treatment method comprising the crystal nucleation heat treatment step and the crystal nucleus growth heat treatment step is not particularly limited, and may be appropriately selected according to the content of the crystallization promoter, the glass transition temperature, the crystallization peak temperature, and the like. Can be. However, a relatively low temperature (for example, 700 to 85
0 ° C.) to generate a large number of crystal nuclei (specifically, preferably, the areal density of the crystal nuclei exceeds 10 6 / mm 2 and 10 9 / mm 2 or less). It is preferable to increase the temperature to 850 to 1150 ° C. in the nucleus growth heat treatment step to grow the crystal from the viewpoint of miniaturizing the crystal. The particle size of the crystal particles obtained by growing the crystal nucleus is 1000 nm or less (preferably 500 nm).
nm or less, more preferably 300 nm or less, particularly preferably 100 nm or less). In the production of crystallized glass, the size and amount of precipitated crystals can be controlled by sequentially changing the heat treatment schedule or the glass composition, thereby greatly adjusting the properties of the crystallized glass. In addition, the allowable temperature range of crystal nucleation heat treatment and crystal growth heat treatment for producing crystallized glass having the same Young's modulus, the same crystal grain size, or the same crystallization homogeneity has a temperature range of 30 ° C or more. In addition, the production process of crystallization can be easily controlled.

【0013】特に、TiO2を含有するガラスを分相工程及
び結晶化工程を経て結晶化ガラスとする結晶化ガラスの
製造方法においては、前記分相工程が前記ガラスを該ガ
ラスの転移温度Tgから該ガラスの転移温度Tg+60℃まで
の範囲の温度で加熱することで行われることが好まし
い。この製造方法により、主結晶相の結晶粒子の粒径が
10−100nmの範囲であり、波長600nmにおける透過
率が40%以上である情報記録ディスク用基板として適
した結晶化ガラスが得られる。
In particular, in a method for producing crystallized glass in which glass containing TiO 2 is made into crystallized glass through a phase separation step and a crystallization step, the phase separation step converts the glass from the glass transition temperature Tg. The heating is preferably performed by heating at a temperature in the range of the transition temperature Tg of the glass + 60 ° C. By this manufacturing method, the particle size of the crystal particles of the main crystal phase
A crystallized glass suitable for an information recording disk substrate having a transmittance in the range of 10-100 nm and a wavelength of 600 nm of 40% or more is obtained.

【0014】上記TiO2を含有するガラスを分相工程及び
結晶化工程を経て結晶化ガラスとする方法において出発
原料となるガラスに含まれるTiO2は、結晶化ガラスの製
造の過程で結晶核生成剤となる成分である。TiO2の含有
量は、Tg+60℃以下の温度における熱処理(分相工程)
において、ガラスが十分に分相し、結晶化工程において
得られる結晶化ガラスの結晶粒子が所望の比較的小さな
寸法になるという観点から、8モル%以上にすることが
適当である。より小さい結晶粒子をガラスから析出させ
るためには、TiO2の含有量は、8.5モル%以上であるこ
とが好ましい。TiO2の含有量の上限は、15モル%であ
り、製造工程において溶解したガラスには成形可能な安
定性が得られるという観点から12モル%以下である。
[0014] TiO 2 contained in the glass as a starting material in the method of the crystallized glass through a glass phase separation step and a crystallization step of containing the TiO 2, the crystal nucleation in the course of the preparation of the crystallized glass It is a component that becomes an agent. TiO 2 content is Tg + heat treatment at temperature below 60 ° C (phase separation step)
In the above, from the viewpoint that the glass is sufficiently phase-separated and the crystal particles of the crystallized glass obtained in the crystallization step have a desired relatively small size, it is appropriate to set the content to 8 mol% or more. In order to precipitate smaller crystal grains from the glass, the content of TiO 2 is preferably 8.5 mol% or more. The upper limit of the content of TiO 2 is 15 mol%, and is 12 mol% or less from the viewpoint that the glass melted in the production process can obtain moldable stability.

【0015】出発原料となるTiO2を含有するガラスは、
例えば、TiO2を含有し、かつMgO、Al2O3及びSiO2の含有
量の合計が80モル%以上であるMgO−Al2O3−SiO2系ガラ
ス又はMgO−RO−Al2O3−SiO2(R=アルカリ土類金属
(例えば、Ca、Sr、Ba)、Zn及びNiからなる群から選ば
れる少なくとも1種)系ガラスであることができる。こ
れらTiO2を結晶核生成剤とするMgO−Al2O3−SiO2系ガラ
スやMgO−(RO)−Al2O3−SiO2系ガラスは、Tg付近で
非常に分相しやすく、本発明のように、より低い温度で
の微分相を利用した微細な結晶構造をもつ結晶化ガラス
の製造に適している。出発原料となるTiO2を含有するガ
ラスとしては、前記米国特許5476821公報及び米国特許5
491116公報に記載のガラスを挙げることができる。又
は、SiO2:35-65モル%、Al2O3:5-25モル%、MgO:10-
40モル%、SiO2+Al2O3+MgO≦80モル%、TiO2:5-15モ
ル%、RO(R=アルカリ土類金属(Ca,Sr,Ba),Zn及びNi
からなる群から選ばれる少なくとも1種):0-10モル%
を含むガラスを挙げることができる。さらにこの方法
は、少なくとも後述する結晶化ガラス1、2、4〜7に
適用することができる。
The glass containing TiO 2 as a starting material is
For example, containing TiO 2, and MgO, Al 2 O 3 and MgO-Al 2 O 3 -SiO 2 based glass or MgO-RO-Al 2 O 3 total content of SiO 2 is 80 mol% or more —SiO 2 (R = at least one selected from the group consisting of alkaline earth metals (for example, Ca, Sr, Ba), Zn, and Ni) can be used. These TiO 2 crystal nucleating agent MgO-Al 2 O 3 -SiO 2 -based glass to and MgO- (RO) -Al 2 O 3 -SiO 2 based glass is likely very phase separation in the vicinity of Tg, the As in the invention, it is suitable for producing crystallized glass having a fine crystal structure using a differential phase at a lower temperature. Examples of the glass containing TiO 2 as a starting material include the above-mentioned U.S. Pat.
The glass described in 491116 can be mentioned. Or SiO 2 : 35-65 mol%, Al 2 O 3 : 5-25 mol%, MgO: 10-
40 mol%, SiO 2 + Al 2 O 3 + MgO ≦ 80 mol%, TiO 2 : 5-15 mol%, RO (R = alkaline earth metal (Ca, Sr, Ba), Zn and Ni
At least one selected from the group consisting of: 0-10 mol%
Can be cited. Further, this method can be applied to at least crystallized glass 1, 2, 4 to 7 described later.

【0016】出発原料となるTiO2を含有するガラスは、
結晶化ガラスの所望の特性を損なわない範囲で、アルカ
リ金属酸化物(例えば、Li2O、Na2O、K2O等)及び/又は
アルカリ土類金属酸化物(例えば、CaO、SrO、BaO)等の
成分を含んでもよい。出発原料となるTiO2を含有するガ
ラスが上述のTiO2を含有するMgO−Al2O3−SiO2系ガラス
である場合、アルカリ金属酸化物及び/又はアルカリ土
類金属酸化物をさらに含有することができる。また、出
発原料となるTiO2を含有するガラスが上述のTiO2を含有
するMgO−RO−Al2O3−SiO2系ガラスである場合、アルカ
リ金属酸化物をさらに含有することができる。当然のこ
とながら、アルカリ金属酸化物及びアルカリ土類金属酸
化物共に2種以上を併用することもできる。
The glass containing TiO 2 as a starting material is
Alkaline metal oxides (eg, Li 2 O, Na 2 O, K 2 O, etc.) and / or alkaline earth metal oxides (eg, CaO, SrO, BaO) )). When the glass containing TiO 2 as the starting material is the above-mentioned MgO-Al 2 O 3 -SiO 2 glass containing TiO 2 , the glass further contains an alkali metal oxide and / or an alkaline earth metal oxide. be able to. Further, when the glass containing TiO 2 as a starting material is the above-mentioned MgO-RO-Al 2 O 3 -SiO 2 glass containing TiO 2 , an alkali metal oxide can be further contained. As a matter of course, two or more kinds of alkali metal oxides and alkaline earth metal oxides can be used in combination.

【0017】アルカリ金属酸化物及び/又はアルカリ土
類金属酸化物は、ガラス原料として硝酸塩を使用でき
る。ガラス製造の際に脱泡剤としてSb2O3を使用すると
ガラス溶解用白金坩堝からガラスに白金が混入し易く、
ガラス原料として硝酸塩を使用することにより、ガラス
への白金の混入を抑制することができる。アルカリ金属
酸化物及びアルカリ土類金属酸化物の含有量はそれぞれ
0.1モル%以上であることが上記効果を得るという観点か
ら好ましい。但し、アルカリ金属酸化物を含む場合、ア
ルカリ金属酸化物はヤング率を低下させる傾向があるこ
とから、その含有量は5モル%以下とすることが適当であ
る。又、アルカリ土類金属酸化物を含む場合、アルカリ
土類金属酸化物は、結晶粒子を大きくする傾向があるこ
とから、その含有量は5モル%以下であることが適当であ
る。アルカリ金属酸化物を含む場合、特に、0.1〜5モル
%、好ましくは0.1〜2モル%、より好ましくは0.1〜1モル
%のK 2Oが好ましい。アルカリ土類金属酸化物を含む場
合、特に、0.1〜5モル%、好ましくは0.1〜2モル%のSrO
が好ましい。上記方法で製造した結晶化ガラスは、主結
晶相として、例えば、エンスタタイト又はその固溶体及
び/又は石英固溶体であるものを含むことができる。
Alkali metal oxide and / or alkaline earth
Metal oxides can use nitrate as a glass material.
You. Sb as a defoamer during glass productionTwoOThreeWhen you use
Platinum is easily mixed into the glass from the glass melting platinum crucible,
By using nitrate as a glass raw material,
Can be suppressed from being mixed in with platinum. Alkali metal
The contents of oxides and alkaline earth metal oxides are respectively
0.1% by mole or more from the viewpoint of obtaining the above effect
Are preferred. However, when alkali metal oxides are included,
Lucari metal oxides tend to reduce Young's modulus
Therefore, it is appropriate that the content is 5 mol% or less
You. When containing an alkaline earth metal oxide,
Earth metal oxides tend to make the crystal grains larger.
Therefore, it is appropriate that the content is 5 mol% or less.
You. When containing an alkali metal oxide, especially 0.1 to 5 mol
%, Preferably 0.1 to 2 mol%, more preferably 0.1 to 1 mol
% K TwoO is preferred. Sites containing alkaline earth metal oxides
In particular, 0.1-5 mol%, preferably 0.1-2 mol% of SrO
Is preferred. The crystallized glass produced by the above method
As the crystal phase, for example, enstatite or a solid solution thereof
And / or a solid solution of quartz.

【0018】上記結晶化ガラスの製造方法における各熱
処理のプロセスについて以下にさらに説明する。ある程
度の量のTiO2を含有するMgO−(RO)−Al2O3−SiO2(R
=アルカリ土類金属(例えば、Ca、Sr、Ba)、Zn又はN
i)系ガラスは、Tg温度より高い温度で熱処理すると、T
iO2に富むガラス相とSiO2に富む相の二つに分けられ
る。いわゆるガラスが分相となる(分相工程)。このよ
うなガラスの分相は、結晶化ガラスの結晶種及び結晶粒
子の大きさに大きな影響を与える。通常、TiO2に富む相
はSiO2に富むガラス母体相に微粒子の形で分散してい
る。TiO2に富む微粒子の大きさが小さければ小さいほど
この微分相粒子を核とする最終の結晶粒子の大きさが小
さくなる。如何にこのような微分相粒子を小さく析出さ
せるかが微細な結晶化ガラス作成のポイントとなる。上
記方法では、Tg温度乃至Tg+60℃の温度範囲で分
相のための熱処理した結晶化ガラスの表面粗さは0.5nm
以下となる。これはTg温度乃至Tg+60℃の温度範囲で
分相処理したガラス中の結晶粒子の大きさが小さくなっ
たことによるものである。表面粗さの小さい結晶化ガラ
スが得られるという観点から、分相のための熱処理は、
Tg+10℃以上の温度、Tg+50℃以下の温度範囲とす
ることが好ましく、Tg+20℃以上の温度、Tg+40℃
以下の温度範囲とすることがさらに好ましい。この方法
で作成した結晶化ガラスのヤング率や膨張係数は、従来
の熱処理方法で前処理した結晶化ガラスや前処理なしの
結晶化ガラスのそれに比べほとんど変わらず、結晶化ガ
ラスの機械的特性や熱的な特性を変えずに結晶粒子の粒
径だけを小さくすることができる。
The respective heat treatment processes in the method for producing crystallized glass will be further described below. Containing TiO 2 in a certain amount MgO- (RO) -Al 2 O 3 -SiO 2 (R
= Alkaline earth metals (eg, Ca, Sr, Ba), Zn or N
i) When the system glass is heat-treated at a temperature higher than the Tg temperature,
It is divided into two phases: a glass phase rich in iO 2 and a phase rich in SiO 2 . So-called glass becomes a phase separation (phase separation step). Such a phase separation of the glass has a great influence on the crystal seeds and crystal grain size of the crystallized glass. Usually, the TiO 2 -rich phase is dispersed in the form of fine particles in the SiO 2 -rich glass matrix phase. The smaller the size of the fine particles rich in TiO 2 , the smaller the size of the final crystal particle having this differential phase particle as a nucleus. How to precipitate such differential phase particles small is the point of producing fine crystallized glass. In the above method, the surface roughness of the crystallized glass that has been heat-treated for phase separation in a temperature range from Tg temperature to Tg + 60 ° C. is 0.5 nm.
It is as follows. This is because the size of the crystal grains in the glass subjected to the phase separation in the temperature range from Tg temperature to Tg + 60 ° C. became smaller. From the viewpoint that crystallized glass with a small surface roughness can be obtained, the heat treatment for phase separation is
It is preferable that the temperature range is Tg + 10 ° C. or more, and Tg + 50 ° C. or less, Tg + 20 ° C. or more, Tg + 40 ° C.
More preferably, the temperature range is as follows. The Young's modulus and expansion coefficient of the crystallized glass prepared by this method are almost the same as those of the crystallized glass pre-treated by the conventional heat treatment method or the crystallized glass without the pre-treatment, and the mechanical properties and the crystallized glass Only the particle size of the crystal particles can be reduced without changing the thermal characteristics.

【0019】この製造方法では、分相工程で得られたガ
ラスを10℃/分以下(600℃/hr以下)の昇温速度で結晶化
工程における加熱温度に昇温することが好ましい。分相
工程における処理温度から結晶化処理温度への昇温速度
を10℃/分以下に抑えるのはガラスの変形を避けるた
めである。通常の結晶化ガラスはより高い温度で分相の
ための熱処理が行われるので、処理中にガラスがすでに
部分結晶化となっていた。そのため、昇温速度が早くて
も変形し難かった。しかし、この方法で分相のための熱
処理したガラスには結晶粒子を含まず、昇温が速いとガ
ラスが変形してしまう恐れがあるからである。10℃/
分以下の遅い速度で昇温すると、昇温中に結晶粒子が徐
々に析出するので、ガラスの変形を抑えることができ
る。上記昇温速度は、好ましくは、1〜7℃/分(60〜4
20℃/hr)の範囲である。より低い昇温速度は結晶粒子の
均質化にも非常に有利である。結晶化のための加熱は、
ガラス結晶粒子の大きさ、結晶化度、及びヤング率など
の特性を考慮して適宜決定されるが、例えば、900−110
0℃の範囲の温度で約1−10時間行われることができる。
In this production method, it is preferable to raise the temperature of the glass obtained in the phase separation step to a heating temperature in the crystallization step at a rate of 10 ° C./min or less (600 ° C./hr or less). The reason why the rate of temperature rise from the processing temperature to the crystallization processing temperature in the phase separation step is suppressed to 10 ° C./min or less is to avoid deformation of the glass. Since normal crystallized glass is subjected to a heat treatment for phase separation at a higher temperature, the glass was already partially crystallized during the processing. Therefore, it was difficult to deform even if the heating rate was high. However, the glass heat-treated for phase separation by this method does not contain crystal particles, and if the temperature is raised quickly, the glass may be deformed. 10 ° C /
When the temperature is raised at a slow speed of not more than one minute, the crystal particles gradually precipitate during the temperature rise, so that deformation of the glass can be suppressed. The heating rate is preferably 1 to 7 ° C./min (60 to 4
20 ° C / hr). A lower heating rate is also very advantageous for the homogenization of the crystal grains. The heating for crystallization is
The size of the glass crystal particles, crystallinity, and appropriately determined in consideration of properties such as Young's modulus, for example, 900-110
It can be performed at a temperature in the range of 0 ° C. for about 1-10 hours.

【0020】この方法により、結晶粒子の平均粒径が10
〜100nmの範囲である結晶化ガラスを得ることが出来
る。この方法で得られる結晶化ガラスは、結晶粒子の平
均粒径が10〜100nmの範囲であるが、好ましくは結晶粒
子の平均粒径は10〜70nmの範囲である。結晶粒子の
平均粒径は、例えば透過電子顕微鏡(TEM)を用いて測
定することができる。また、この方法で得られる結晶化
ガラスは、波長600nmにおける透過率が40%以
上、さらに好ましくは50%であることができる。即
ち、結晶粒子が小さい程この透過率は大きくなるため、
この透過率は結晶粒子のおおよその大きさを推測するた
めの指標とすることができる。但し、ガラスの組成によ
っては透過率に影響を及ぼす成分が含まれる場合がある
ので、結晶粒子の大きさと透過率の関係はガラスの組成
によって若干異なる。
According to this method, the average particle size of the crystal particles is 10
Crystallized glass in the range of 100100 nm can be obtained. The crystallized glass obtained by this method has an average particle size of crystal particles in the range of 10 to 100 nm, and preferably has an average particle size of 10 to 70 nm. The average particle size of the crystal particles can be measured using, for example, a transmission electron microscope (TEM). The crystallized glass obtained by this method can have a transmittance at a wavelength of 600 nm of 40% or more, more preferably 50%. That is, the smaller the crystal grains, the higher the transmittance,
This transmittance can be used as an index for estimating the approximate size of the crystal grains. However, since a component that affects the transmittance may be included depending on the composition of the glass, the relationship between the crystal grain size and the transmittance slightly differs depending on the composition of the glass.

【0021】熱処理を終えた結晶化ガラス基板は、主表
面を研磨される。研磨方法については特に制限がない。
例えば、合成ダイヤモンド、炭化珪素、酸化アルミニウ
ム、炭化ホウ素などの合成砥粒や、天然ダイヤモンド、
酸化セリウムなどの天然砥粒を用いて、公知の方法によ
り研磨することができる。研磨よって得られる結晶化ガ
ラスの主表面は、AFM(原子間力顕微鏡)で測定した平
均粗さRaで20オングストローム(2nm)以下の表面平滑
性を有することが好ましい。特に本発明の製造方法によ
って得られる結晶化ガラス基板を磁気ディスク基板に用
いる場合、この表面の平均粗さRa(2nm以下)は、磁気
ディスクの記録密度に大きく影響するとともに、次の工
程でケイフッ酸を含む水溶液により表面処理する場合
に、制御性よく表面粗さをコントロールするため及び研
磨加工で使用した研磨砥粒を効果的に除去(洗浄)する
ために必要である。表面粗さが20オングストローム(2n
m)を超えると、高記録密度化を達成しにくくなるとと
もに、ケイフッ酸を含む水溶液により表面処理する場合
に、非晶質相である連続相の均一な侵食(エッチング)
が行われず、制御性よく表面粗さをコントロールするこ
とができなくなる。研磨後の結晶化ガラス基板の表面粗
さは、磁気ディスクの高記録密度化、表面粗さの制御性
を考慮すると、15オングストローム(1.5nm)以下である
ことがより好ましく、10オングストローム(1.0nm)以
下、特に好ましくは5オングストローム(0.5nm)以下で
あることがさらに好ましい。
The main surface of the crystallized glass substrate after the heat treatment is polished. There is no particular limitation on the polishing method.
For example, synthetic diamond, silicon carbide, aluminum oxide, synthetic abrasive grains such as boron carbide, natural diamond,
Polishing can be performed by a known method using natural abrasive grains such as cerium oxide. The main surface of the crystallized glass obtained by polishing preferably has a surface smoothness of 20 Å (2 nm) or less in average roughness Ra measured by AFM (atomic force microscope). In particular, when the crystallized glass substrate obtained by the production method of the present invention is used for a magnetic disk substrate, the average roughness Ra (2 nm or less) of this surface greatly affects the recording density of the magnetic disk, and the next step is to use a silicon wafer. When the surface is treated with an aqueous solution containing an acid, it is necessary to control the surface roughness with good controllability and to effectively remove (clean) the abrasive grains used in the polishing. Surface roughness of 20 angstroms (2n
If m) is exceeded, it becomes difficult to achieve a high recording density, and when the surface is treated with an aqueous solution containing silicic acid, uniform erosion (etching) of the continuous phase, which is an amorphous phase, will occur.
And the surface roughness cannot be controlled with good controllability. The surface roughness of the crystallized glass substrate after polishing is more preferably 15 angstrom (1.5 nm) or less, and 10 angstrom (1.0 nm), in consideration of high recording density of the magnetic disk and controllability of the surface roughness. ), Particularly preferably 5 Å (0.5 nm) or less.

【0022】研磨された基板はケイフッ酸含有水溶液を
用いた表面処理(エッチング作用を利用)に付して、前
記結晶化ガラス基板に含まれる結晶粒子の一部を前記主
表面において連続相から部分的に突出させ、所望の表面
特性を有する基板とされる。ここで、所望の表面特性と
は、例えば、主表面に突出して存在する、粒径が10nm以
上である結晶粒子の面密度が106個/mm2を超えかつ109
/mm2以下であることである。特に、表面処理に付される
結晶化ガラス主表面の表面粗さ及び表面処理の条件は、
表面処理後の主表面のRmaxが1〜60nmの範囲となるよう
に行うことが好ましい。特に、本発明の製造方法により
得られた基板が、ヘッド浮上量を30nm以下とする情報記
録媒体に使用される場合は、主表面のRmaxが1〜30nmの
範囲、好ましくは1〜15nmの範囲、さらに好ましくは1〜
10nmの範囲となるように、表面処理に付される結晶化ガ
ラス主表面の表面粗さ及び表面処理の条件を選択するこ
とが望ましい。
The polished substrate is subjected to a surface treatment (using an etching action) using a hydrofluoric acid-containing aqueous solution to remove a part of the crystal grains contained in the crystallized glass substrate from a continuous phase on the main surface. And has a desired surface characteristic. Here, the desired surface properties are, for example, the areal density of crystal grains having a particle diameter of 10 nm or more, which protrude from the main surface and exceed 10 6 / mm 2 and 10 9
/ mm 2 or less. In particular, the surface roughness of the crystallized glass main surface subjected to the surface treatment and the conditions of the surface treatment,
It is preferable to perform the treatment so that Rmax of the main surface after the surface treatment is in the range of 1 to 60 nm. In particular, when the substrate obtained by the manufacturing method of the present invention is used for an information recording medium having a head flying height of 30 nm or less, Rmax of the main surface is in the range of 1 to 30 nm, preferably in the range of 1 to 15 nm. , More preferably 1 to
It is desirable to select the surface roughness of the crystallized glass main surface to be subjected to the surface treatment and the conditions of the surface treatment so as to be in the range of 10 nm.

【0023】本発明の製造方法における表面処理は、エ
ッチング作用及び/又は研磨剤除去(洗浄)効果を有す
る溶液としてケイフッ酸を含有する水溶液を用いて行
う。ケイフッ酸を含有する水溶液としては、表面粗さの
制御を考慮すると、実施例に挙げるケイフッ酸水溶液
や、フッ酸とケイフッ酸との混合酸水溶液を用いること
が好ましい。また、エッチング速度を制御するため、上
記表面処理用溶液に界面活性剤等を添加しても良い。界
面活性剤としては、通常用いられている界面活性剤を用
いることができ、例えば、陰イオン化合物、陽イオン化
合物、非イオン化合物及び両性化合物を挙げることがで
きる。これらの界面活性剤は単独又は2種以上を併用す
ることができる。表面処理の条件(ケイフッ酸の濃度、
ケイフッ酸以外の酸の種類や濃度、温度、処理時間等)
は、基板の主表面が上記特性を有するようになるように
適宜設設定される。表面処理用溶液がケイフッ酸水溶液
の場合、その濃度は、0.01〜1.0重量%とすることが好
ましい。ケイフッ酸濃度が0.01重量%未満の場合、結晶
化ガラスの連続相(非晶質相)を侵食(エッチング)す
る能力及び研磨剤の洗浄能力が低下し、所望の表面粗さ
に制御するための処理時間が長くなる傾向があり、1.0
重量%を超える場合、エッチング速度が速くなり表面粗
さの制御が難しくなる傾向がある。また、ケイフッ酸水
溶液、上記のようにケイフッ酸以外にフッ酸を含む混合
酸とすることも可能である。この場合、混合酸における
ケイフッ酸とフッ酸との割合(重量%比)は、1:1〜10:
1であることが好ましい。ケイフッ酸よりもフッ酸の重
量%比が多くなると、エッチング速度が速くなり過ぎ、
表面粗さの制御性が悪化する傾向がある。例えば、表面
粗さを3nmに研磨されたガラス基板を0.25%H2SiF6+0.25
%HF水溶液で45℃/5分表面処理すると、処理前に3nmであ
ったガラス基板の表面粗さRmaxは約8nmとなり、同様の
エッチング溶液で45℃/20分表面処理すると、処理前に3
nmであったガラス基板の表面粗さRmaxは約15nmになる。
また、例えば、表面粗さを3nmに研磨されたガラス基板
を0.25%H2SiF6水溶液(超音波印加)で45℃/5分表面処
理すると、処理前に3nmであったガラス基板の表面粗さR
maxは約6nmとなり、同様のエッチング溶液で45℃/20分
表面処理すると、処理前に3nmであったガラス基板の表
面粗さRmaxは約9nmになる。ケイフッ酸を含む水溶液を
エッチング溶液として使用すると、研磨に使用した研磨
剤も効果的に除去でき、異常突起等の表面欠陥も効果的
に抑えることができるという利点もある。
The surface treatment in the production method of the present invention is performed using an aqueous solution containing silicic acid as a solution having an etching action and / or an abrasive removing (cleaning) effect. As the aqueous solution containing hydrofluoric acid, it is preferable to use the aqueous hydrofluoric acid solution described in Examples and the mixed acid aqueous solution of hydrofluoric acid and hydrofluoric acid in consideration of the control of the surface roughness. In order to control the etching rate, a surfactant or the like may be added to the surface treatment solution. As the surfactant, a commonly used surfactant can be used, and examples thereof include an anionic compound, a cationic compound, a nonionic compound, and an amphoteric compound. These surfactants can be used alone or in combination of two or more. Surface treatment conditions (concentration of silica hydrofluoric acid,
Types and concentrations of acids other than hydrofluoric acid, temperature, treatment time, etc.)
Is appropriately set so that the main surface of the substrate has the above characteristics. When the solution for surface treatment is an aqueous solution of hydrofluoric acid, its concentration is preferably 0.01 to 1.0% by weight. When the concentration of silica hydrofluoric acid is less than 0.01% by weight, the ability to corrode (etch) the continuous phase (amorphous phase) of the crystallized glass and the cleaning ability of the abrasive are reduced, and the desired surface roughness is controlled. Processing time tends to be long, 1.0
If the amount exceeds 10% by weight, the etching rate tends to be high and the control of the surface roughness tends to be difficult. It is also possible to use an aqueous solution of hydrofluoric acid or a mixed acid containing hydrofluoric acid in addition to the hydrofluoric acid as described above. In this case, the ratio (weight% ratio) between silicic acid and hydrofluoric acid in the mixed acid is 1: 1 to 10:
It is preferably 1. If the weight percentage of hydrofluoric acid is higher than that of silicic acid, the etching rate becomes too fast,
Controllability of the surface roughness tends to deteriorate. For example, a glass substrate polished to a surface roughness of 3 nm is replaced with 0.25% H 2 SiF 6 +0.25
% HF aqueous solution at 45 ° C for 5 minutes, the surface roughness Rmax of the glass substrate, which was 3 nm before the treatment, becomes about 8 nm.
The surface roughness Rmax of the glass substrate, which was nm, becomes about 15 nm.
For example, when a glass substrate polished to a surface roughness of 3 nm is subjected to a surface treatment at 45 ° C. for 5 minutes with a 0.25% H 2 SiF 6 aqueous solution (ultrasonic application), the surface roughness of the glass substrate was 3 nm before the treatment. Sa R
The max is about 6 nm, and when the surface is treated with the same etching solution at 45 ° C. for 20 minutes, the surface roughness Rmax of the glass substrate, which was 3 nm before the treatment, becomes about 9 nm. When an aqueous solution containing silicic acid is used as an etching solution, the polishing agent used for polishing can be effectively removed, and surface defects such as abnormal projections can be effectively suppressed.

【0024】本発明の製造方法によって得られる情報記
録媒体用基板は、非晶質であるガラスの連続相中に結晶
粒子が分散する結晶化ガラスからなる。さらに、この基
板の少なくとも主表面に前記結晶粒子の一部が、前記連
続相から部分的に突出して存在する。基板の主表面と
は、基板表面のうち情報記録層を形成することになる面
である。微小な結晶粒子の一部がガラスの連続相から露
出し、突起(凸部)を形成する。即ち、上記基板は、非晶
質であるガラスを連続相とし、そのガラス相中に高剛性
・高ヤング率の結晶粒子を分散させた、一種の複合材料
である結晶化ガラスであって、その主表面に微細な突起
を多数形成したものである。
The information recording medium substrate obtained by the manufacturing method of the present invention is made of crystallized glass in which crystal particles are dispersed in a continuous phase of amorphous glass. Further, at least the main surface of the substrate has a part of the crystal grains partially protruding from the continuous phase. The main surface of the substrate is a surface of the substrate surface on which the information recording layer is to be formed. Some of the fine crystal grains are exposed from the continuous phase of the glass to form projections (convex portions). That is, the substrate is a crystallized glass, which is a kind of composite material, in which amorphous glass is used as a continuous phase, and crystal particles having high rigidity and high Young's modulus are dispersed in the glass phase. A large number of fine projections are formed on the main surface.

【0025】結晶粒子の粒径の測定は、基板を試料とし
て透過型電子顕微鏡(TEM)の写真をもとに結晶粒子部分
とガラス部分の濃淡の差から結晶粒子の粒径を求めるこ
とができる。本発明でいう結晶粒子の粒径は基板の主表
面に対して垂直方向から観察したときの粒径を意味す
る。即ち、本発明の製造方法によって得られる基板で
は、透過型電子顕微鏡で主表面に垂直な方向から基板を
拡大観察したときの粒径である、突出して存在する結晶
粒子の粒径が1000nm以下(好ましくは500nm以下、更に
好ましくは300nm以下、特に好ましくは100nm以下)であ
ることが好ましい。但し、主表面に対して垂直方向から
観察したときの結晶粒子の形状が円形でないときには、
長径をもって粒径とする。
The particle size of the crystal particles can be determined from the difference in density between the crystal particle portion and the glass portion based on a transmission electron microscope (TEM) photograph using the substrate as a sample. . The grain size of the crystal grains as referred to in the present invention means the grain size when observed from a direction perpendicular to the main surface of the substrate. That is, in the substrate obtained by the production method of the present invention, the size of the protruding crystal particles, which is the particle size when the substrate is enlarged and observed from a direction perpendicular to the main surface with a transmission electron microscope, is 1000 nm or less ( It is preferably 500 nm or less, more preferably 300 nm or less, particularly preferably 100 nm or less. However, when the shape of the crystal grains when observed from a direction perpendicular to the main surface is not circular,
The longer diameter is defined as the particle diameter.

【0026】結晶粒子の突起は、後に詳細に説明する
が、一般に、研磨により結晶化ガラス表面を平滑化し、
平滑化した表面を表面処理(エッチング)することにより
形成される。結晶化ガラス中に存在する結晶粒子のう
ち、表面に露出しているものや、表面に露出していない
が表面近傍に存在するものは、研磨及びエッチングによ
って一部が表面に露出することになる。粒径が小さい結
晶粒子は、研磨及びエッチング中に表面に露出しても、
研磨及びエッチングが進むと、大きな凸部を形成する前
に表面から脱落する。しかし、粒径が大きい結晶粒子の
場合、研磨及びエッチングが進み、凸部が高くなっても
表面から脱落せず、高い突起となって主表面に残ってし
まう。そのため、粒径が大きい結晶粒子を含む結晶化ガ
ラスの場合、主表面に存在する凸部が高くなり過ぎ、そ
こに情報記録層を形成しても高い平滑性を有する媒体表
面は得られない。そのため、媒体にデータを書込むため
のヘッドや媒体に書込まれているデータを読取るための
読取りヘッドと媒体表面の間隔(ヘッドの浮上距離)を小
さくすることができず、高記録密度化がさらに進む次世
代高密度化情報記録媒体に要求される低浮上(30nm以下)
の阻害要因となる。
As will be described in detail later, the projections of the crystal grains are generally smoothed on the surface of the crystallized glass by polishing.
It is formed by performing a surface treatment (etching) on the smoothed surface. Of the crystal particles present in the crystallized glass, those exposed on the surface and those not exposed on the surface but present near the surface will be partially exposed on the surface by polishing and etching. . Even if crystal grains with a small particle size are exposed on the surface during polishing and etching,
As polishing and etching progress, they fall off the surface before forming large projections. However, in the case of a crystal particle having a large particle size, polishing and etching progress, and even if the convex portion becomes high, it does not fall off the surface but becomes a high protrusion and remains on the main surface. Therefore, in the case of crystallized glass containing crystal grains having a large particle diameter, the convex portions existing on the main surface are too high, and even if an information recording layer is formed there, a medium surface having high smoothness cannot be obtained. As a result, the distance between the head for writing data on the medium and the read head for reading data written on the medium and the surface of the medium (flying distance of the head) cannot be reduced. Low flying height required for next-generation high-density information recording media (30 nm or less)
It becomes a hindrance factor.

【0027】よって、本発明の製造方法で使用する結晶
化ガラス基板では、ヘッドの低浮上化のために、結晶化
ガラスに含まれる結晶粒子の粒径が1000nm以下であるこ
とが好ましい。結晶粒子径が1000nmより大きくなると、
表面処理の方法に係わらず表面突起が大きくなりすぎ
て、ビットエラーも増加する傾向がある。結晶粒子の粒
径を1000nm以下とすることにより、基板の主表面に露出
する凸部の高さを低く抑えることができ、平滑な表面を
有する媒体を得ることができる。好ましい結晶粒子の粒
径は700nm以下、より好ましい結晶粒子の粒径は300nm以
下、さらに好ましくは100nm以下である。結晶粒子の粒
径は磁気記録密度に応じて例えば、10〜300nmの範囲で
あることが好ましいが、磁気記録密度の飛躍的な増大に
伴い磁気ヘッドの浮上距離がますます小さくなるので、
要求される結晶粒子の粒径がますます小さくなる。例え
ば磁気記録密度が20Gb/inch2となると、磁気ヘッドの浮
上距離は15nm程度となるので、基板ガラス中の結晶粒子
が最大でも100nm以下に抑える必要がある。
Therefore, in the crystallized glass substrate used in the manufacturing method of the present invention, it is preferable that the crystal grains contained in the crystallized glass have a particle diameter of 1000 nm or less in order to reduce the flying height of the head. When the crystal particle size is larger than 1000 nm,
Regardless of the surface treatment method, the surface projections become too large, and the bit error tends to increase. By setting the particle size of the crystal particles to 1000 nm or less, the height of the projections exposed on the main surface of the substrate can be kept low, and a medium having a smooth surface can be obtained. A preferred crystal particle size is 700 nm or less, a more preferred crystal particle size is 300 nm or less, and further preferably 100 nm or less. The crystal grain size is preferably, for example, in the range of 10 to 300 nm according to the magnetic recording density.However, the flying distance of the magnetic head becomes smaller with the dramatic increase in the magnetic recording density.
The required crystal grain size is getting smaller and smaller. For example, when the magnetic recording density is 20 Gb / inch 2 , the flying distance of the magnetic head is about 15 nm, so that the crystal grains in the substrate glass must be suppressed to 100 nm or less at the maximum.

【0028】本発明の製造方法では、上述のようにガラ
スを溶解、成形して得たガラス基板中に、熱処理により
結晶核を発生させ、次いで更なる熱処理により結晶核を
成長させ、ガラス基板中に結晶粒子を生成する。前記結
晶粒子の面密度は、106個/mm 2を超えかつ109個/mm2以下
であることが好ましく、粒径は、1000nm以下であること
が好ましい。
In the manufacturing method of the present invention, as described above,
Into a glass substrate obtained by melting and molding
Generate crystal nuclei, and then heat-treat the crystal nuclei
Grow and produce crystal particles in the glass substrate. The result
The areal density of crystal grains is 106Pieces / mm TwoExceeds and 109Pieces / mmTwoLess than
It is preferable that the particle size is 1000 nm or less
Is preferred.

【0029】結晶核が成長することにより生成される結
晶粒子の粒径を、1000nm以下と小さくすることにより、
基板主表面の平滑性を向上することができる。浮上量の
低減には主表面上に突出している結晶粒子の粒径は小さ
いほうが好ましい。しかし、CSS方式の磁気記録媒体等
においては、結晶粒子の粒径を小さくしたことによっ
て、主表面上の凸部の高さが低くなるので、読込書込ヘ
ッドと媒体表面との吸着を防ぐために、上記凸部の面密
度をある程度大きくする(106個/mm2を超える)ことが
適当である。ヘッドの吸着防止効果は、本発明者らの検
討の結果、粒径が10nm以上の結晶粒子が露出した場合に
得られることが分かっているので、ここでは、粒径が10
nm以上である結晶粒子の面密度を規定している。上記粒
径が10nm未満のものは、主表面に露出しても書込読込ヘ
ッド(例えば磁気ヘッド)とこの基板を用いた情報記録媒
体の表面との吸着防止には寄与しない。前記結晶粒子の
粒径は、好ましくは10nm以上500nm以下、更に好ましく
は10nm以上30nm以下、特に好ましくは10nm以上100nm以
下が望ましい。
By reducing the particle size of crystal grains produced by growing crystal nuclei to 1000 nm or less,
The smoothness of the main surface of the substrate can be improved. In order to reduce the flying height, it is preferable that the crystal particles projecting above the main surface have a smaller particle size. However, in a magnetic recording medium of the CSS system, etc., the height of the projections on the main surface is reduced by reducing the particle size of the crystal grains. to some extent to increase the surface density of the convex portion (10 exceeds six / mm 2) is suitable. As a result of investigations by the present inventors, it is known that the effect of preventing the head from adsorbing is obtained when crystal grains having a particle size of 10 nm or more are exposed.
It defines the areal density of crystal grains of nm or more. When the particle size is less than 10 nm, even if it is exposed on the main surface, it does not contribute to prevention of adsorption between a write / read head (for example, a magnetic head) and the surface of an information recording medium using this substrate. The particle size of the crystal particles is preferably 10 nm or more and 500 nm or less, more preferably 10 nm or more and 30 nm or less, and particularly preferably 10 nm or more and 100 nm or less.

【0030】上記理由から、粒径が10nm以上(1000nm以
下)である結晶粒子の面密度は、10 6個/mm2を超えるこ
とが適当である。しかし、上記面密度が大きくなり過ぎ
ると、個々の結晶粒子が融着して大きな結晶粒子を形成
しやすくなり、結晶粒子の粒径を1000nm以下とすること
が困難になる。大きな結晶粒子は、上述したように基板
主表面の平滑性を損なう原因となる。そこで、結晶粒子
の面密度は109個/mm2以下にする。即ち、本発明の製造
方法によって得られる基板において、前記結晶粒子の粒
径が10nm以上(1000nm以下)である結晶粒子の面密度
は、106個/mm2を超えかつ109個/mm2以下、好ましくは10
7個/mm2以上かつ109個/mm2以下とすることが好ましい。
For the above reason, the particle size is 10 nm or more (1000 nm or less).
The area density of the crystal particles below is 10 6Pieces / mmTwoMore than
Is appropriate. However, the surface density is too high
The individual crystal particles fuse to form large crystal particles
The crystal grain size should be 1000 nm or less.
Becomes difficult. Large crystal grains are used on the substrate as described above.
This may cause a loss of the smoothness of the main surface. So, the crystal particles
Isal density of 109Pieces / mmTwoDo the following. That is, the production of the present invention
A substrate obtained by the method, wherein
Area density of crystal grains with a diameter of 10 nm or more (1000 nm or less)
Is 106Pieces / mmTwoExceeds and 109Pieces / mmTwoBelow, preferably 10
7Pieces / mmTwoMore than 109Pieces / mmTwoIt is preferable to set the following.

【0031】また、上記理由とは別に、結晶化ガラス中
に、数多くの結晶粒子を析出させてガラスの結晶化度を
上げ、基板のヤング率や硬度などの特性を向上させ、高
速回転化、低浮上量化に対応した基板の剛性を得るとう
い観点からも、主表面に突出して存在する、粒径が10nm
以上(1000nm以下)である結晶粒子の面密度は、106個/
mm2を超えかつ109個/mm2以下であることが適当である。
基板に一定以上の剛性を与えるためには、基板全体に占
める結晶相の体積の割合を高める必要が有る。しかし、
本発明の製造方法で得られる基板では、結晶粒子の粒径
を1000nm以下とすることが好ましいので、基板全体に占
める結晶相の体積の割合を高めるためには結晶粒子の数
を増やす必要が有る。そのため、本発明のの製造方法で
得られる基板では、上記面密度を106個/mm2より大きく
することが適当である。しかし、上述のように、結晶粒
子を多く析出させると、結晶化のための熱処理中におい
て結晶粒子間の融着が生じ、異常に大きい結晶粒子が形
成されしまい、研磨及びエッチングによって形成された
主表面に異常な突起が生じ、信号ノイズの増加やビット
エラーが生じるといった不具合を生じる恐れがある。こ
のような問題を防ぐため、主表面に露出する結晶粒子密
度を109個/mm2以下とすることが適当である。
Apart from the above-mentioned reason, a large number of crystal grains are precipitated in the crystallized glass to increase the crystallinity of the glass, to improve properties such as Young's modulus and hardness of the substrate, and to increase the rotation speed. From the viewpoint of obtaining the rigidity of the substrate corresponding to the low flying height, from the viewpoint of protruding from the main surface, the particle size is 10 nm
The areal density of crystal grains having a size of 1000 nm or less is 10 6 /
Suitably, it is more than mm 2 and not more than 10 9 pieces / mm 2 .
In order to give the substrate a certain degree of rigidity, it is necessary to increase the ratio of the volume of the crystal phase to the entire substrate. But,
In the substrate obtained by the production method of the present invention, since the particle size of the crystal particles is preferably 1000 nm or less, it is necessary to increase the number of crystal particles in order to increase the ratio of the volume of the crystal phase to the entire substrate. . Therefore, it is appropriate for the substrate obtained by the manufacturing method of the present invention that the above-mentioned surface density is larger than 10 6 pieces / mm 2 . However, as described above, when a large number of crystal grains are precipitated, fusion between crystal grains occurs during the heat treatment for crystallization, and abnormally large crystal grains are formed, and the main grains formed by polishing and etching are formed. Abnormal projections may be formed on the surface, which may cause problems such as an increase in signal noise and a bit error. In order to prevent such a problem, it is appropriate to set the density of crystal grains exposed on the main surface to 10 9 / mm 2 or less.

【0032】なお、粒径が10nm以上の結晶粒子のうち、
主表面に凸部を形成しているものの、主表面における面
密度の測定は、基板の主表面を走査型電子顕微鏡(SEM)
により観察して行われる。面密度は、走査型電子顕微鏡
で観察した面積をもとに1mm2あたりの結晶粒子の個数を
求めることにより得られる。
[0032] Of the crystal particles having a particle size of 10 nm or more,
Despite the protruding parts formed on the main surface, the measurement of the areal density on the main surface is performed by scanning the main surface of the substrate with a scanning electron microscope (SEM).
Observed by The areal density can be obtained by obtaining the number of crystal grains per 1 mm 2 based on the area observed with a scanning electron microscope.

【0033】また、一般に、エッチングして得られる主
表面の凸部(突起)の高さは、平均高さは5〜50nmが好適
な範囲である。主表面の凸部(突起)の高さが50nm以下で
あれば、ビットサイズの短小化による磁気記録密度の向
上が制限されることがない。また、CSS方式の磁気記録
媒体において、主表面の凸部(突起)の高さが5nm以上で
あれば、基板の表面特性が鏡面のそれに近づき過ぎず、
ヘッドとの粘着などの不具合を生じることはない。尚、
LUL(ロードアンロード(ランプロード))方式の磁気
記録媒体において、凸部の平均高さは、5nm未満であっ
ても不具合を生じることはない。LUL方式の磁気記録媒
体の場合、平均高さは0.1〜50nmの広い範囲を好適な範
囲とすることが可能である。但し、ヘッドの低浮上化、
記録密度の点等から、凸部の平均高さは、CSS方式の場
合、5〜10nmとすることが望ましく、LUL方式の場合、0.
1〜10nm、好ましくは0.1〜2nm、更に好ましくは0.1〜1n
mとすることが望ましい。微小突起の凸部の高さは原子
間力顕微鏡(AFM)などにより測定することができる。
原子間力顕微鏡は、非常に小さい突起の高さまで測定す
ることができるので好ましい。尚、主表面において、連
続相であるガラス相がもつ表面粗さの中心位置を基準線
とし、そこからの結晶粒子からなる凸部(突起)の頂上ま
での平均高さを凸部の高さとしている。また、基板主表
面の表面粗さ(最大高さ)Rmaxを、1〜30nmとすること
により、高記録密度化に対応可能な30nm以下というヘッ
ドの浮上量を実現することができることから、本発明の
製造方法では表面処理の条件を上記を満足する様に設定
することが好ましい。尚、表面粗さ(最大高さ)Rmax
は、原子間力顕微鏡で測定したものとする。基板主表面
の平均粗さ(最大高さ)とヘッドの浮上高さには相関が
あり、更なる低浮上化のためには、Rmaxを1〜15nm、よ
り好ましくは1〜10nmとすることが望ましい。
In general, the height of the projections (protrusions) on the main surface obtained by etching is preferably such that the average height is 5 to 50 nm. If the height of the protrusions (projections) on the main surface is 50 nm or less, the improvement in magnetic recording density due to the reduction in bit size is not limited. In addition, in the CSS type magnetic recording medium, if the height of the projections (projections) on the main surface is 5 nm or more, the surface characteristics of the substrate do not approach too close to that of the mirror surface,
There is no problem such as adhesion to the head. still,
In the magnetic recording medium of the LUL (load unload (ramp load)) system, no problem occurs even if the average height of the projections is less than 5 nm. In the case of the LUL type magnetic recording medium, the average height can be set to a wide range of 0.1 to 50 nm as a preferable range. However, low flying of the head,
From the viewpoint of recording density and the like, it is preferable that the average height of the protrusions is 5 to 10 nm in the case of the CSS method, and 0.
1 to 10 nm, preferably 0.1 to 2 nm, more preferably 0.1 to 1 n
m is desirable. The height of the projections of the microprojections can be measured by an atomic force microscope (AFM) or the like.
An atomic force microscope is preferable because it can measure up to the height of a very small protrusion. In addition, on the main surface, the center position of the surface roughness of the glass phase which is a continuous phase is used as a reference line, and the average height from there to the top of the convex portion (projection) made of crystal grains is the height of the convex portion. And Further, by setting the surface roughness (maximum height) Rmax of the main surface of the substrate to 1 to 30 nm, it is possible to realize a head flying height of 30 nm or less, which can support high recording density. In the production method described above, it is preferable to set the conditions of the surface treatment so as to satisfy the above. In addition, surface roughness (maximum height) Rmax
Is measured with an atomic force microscope. There is a correlation between the average roughness (maximum height) of the main surface of the substrate and the flying height of the head. To further reduce the flying height, Rmax should be 1 to 15 nm, more preferably 1 to 10 nm. desirable.

【0034】本発明の製造方法によって得られる基板
は、単位体積中に占める結晶粒子体積の総和の割合が15
〜80%であることが好ましい。単位体積に占める結晶粒
子体積の総和の割合(以下、結晶化度という)を80%以下
とすることで、結晶粒子間が融着して異常に大きな結晶
粒子の形成を抑えることができ、その結果、主表面の異
常突起の発生を防ぐことができる。また、結晶化度を15
%以上とすることで、高剛性、硬度を有する基板を得る
ことができる。結晶化度の測定は、一般に知られている
X線回折法によって求めることができる。好ましい結晶
化度は20〜75%、より好ましくは、20〜30%または45〜75
%である。
The substrate obtained by the production method of the present invention has a ratio of the total crystal grain volume in a unit volume of 15%.
Preferably it is ~ 80%. By setting the ratio of the total of the crystal particle volume to the unit volume (hereinafter, referred to as crystallinity) to 80% or less, it is possible to suppress the formation of abnormally large crystal particles due to fusion between the crystal particles. As a result, occurrence of abnormal projections on the main surface can be prevented. In addition, the crystallinity is 15
%, A substrate having high rigidity and hardness can be obtained. Measurement of crystallinity is generally known
It can be determined by the X-ray diffraction method. Preferred crystallinity is 20-75%, more preferably 20-30% or 45-75.
%.

【0035】本発明の製造方法によって得られる結晶化
ガラス基板は、少なくともSiO2、A1 2O3、MgO、TiO2を含
む結晶化ガラスからなることが好ましい。この組成によ
り結晶粒子の数、大きさを容易に制御することができ
る。また、上記結晶粒子によって、研磨と研磨後のエッ
チングにより上記面密度(主表面に突出して存在する結
晶粒子の面密度)が得られる。本発明の製造方法によっ
て得られる結晶化ガラス基板は、例えば、アルカリ金属
酸化物(Li2O、Na2O、K2O)やアルカリ土類金属酸化物(Mg
O、CaO、SrO、BaO)と遷移金属酸化物(NiO、ZnOなど)
や、A12O3、SiO2、TiO2、ZrO2などより選び組み合わせ
た材料よりなるものであることができる。但し、材料の
高剛性を保つため、できるだけアルカリ金属酸化物成分
の含有量を少なく抑えることが重要である。加工特性が
良好であって、結晶粒子径が小さく、高ヤング率が得ら
れる点から、主結晶がエンスタタイト及び/若しくはそ
の固溶体、又はα-石英固溶体並びにエンスタタイト及
び/若しくはその固溶体を含む材料が好ましい。前者の
場合の結晶化ガラスとしては、SiO2を35〜65モル%、Ti
O2を5〜15モル%含有し、上記組成の合計が92モル%以
上であり、主結晶がエンスタタイト及び/又はその固溶
体であるもの、後者の場合の結晶化ガラスとしては、前
記結晶化ガラスとしては、前記結晶化ガラスが、SiO2
42〜65モル%、Al2O3を11〜25モル%、MgOを15〜33モル
%、TiO2を5.5〜13モル%含有し、主結晶としてα-石英
固溶体並びにエンスタタイト及び/又はエンスタタイト
固溶体を含むものがある。本発明の製造方法で得られる
結晶化ガラス基板を構成し得る結晶化ガラスの具体例に
ついてさらに説明する。
Crystallization obtained by the production method of the present invention
The glass substrate is at least SiOTwo, A1 TwoOThree, MgO, TiOTwoIncluding
It is preferable to be made of crystallized glass. Due to this composition
The number and size of crystal grains can be easily controlled.
You. In addition, polishing and post-polishing etching are performed by the crystal grains.
The surface density (the size of the protrusions
(Area density of crystal grains). The manufacturing method of the present invention
The crystallized glass substrate obtained by, for example, alkali metal
Oxide (LiTwoO, NaTwoOKTwoO) and alkaline earth metal oxides (Mg
O, CaO, SrO, BaO) and transition metal oxides (NiO, ZnO, etc.)
Or A1TwoOThree, SiOTwo, TiOTwo, ZrOTwoChoose from combinations etc.
It can be made of a material. However, the material
Alkaline metal oxide components as much as possible to maintain high rigidity
It is important to keep the content of. Processing characteristics
Good, small crystal grain size and high Young's modulus
The main crystal is enstatite and / or
Solid solution, α-quartz solid solution and enstatite
And / or a material containing a solid solution thereof is preferred. Former
In the case of crystallized glass, SiOTwo35-65 mol%, Ti
OTwo5 to 15 mol%, and the total of the above compositions is 92 mol% or less.
The main crystal is enstatite and / or its solid solution
In the latter case, the crystallized glass is
As the crystallized glass, the crystallized glass is SiOTwoTo
42-65 mol%, AlTwoOThree11-25 mol%, MgO 15-33 mol
%, TiOTwoContaining 5.5 to 13 mol% of α-quartz as the main crystal
Solid solution and enstatite and / or enstatite
Some contain solid solutions. Obtained by the production method of the present invention
Specific examples of crystallized glass that can constitute a crystallized glass substrate
This will be further described.

【0036】[結晶化ガラス1]結晶化ガラスとして
は、SiO2を35〜65モル%、A12O3を5〜25モル%、MgOを10
〜40モル%、TiO2を5〜15モル%含み、上記組成の合計が9
2モル%以上あることが好ましく、モル比(A12O3/MgO)
は、0.5未満であることが好ましい。上記組成を有する
結晶化ガラス1は、好適な結晶粒子、面密度、結晶化
度、剛性、優れた化学的な耐性、媒体を回転させるため
の金属製の駆動系(媒体を回転するための軸とこの軸に
媒体を固定するための治具)との熱膨張係数の適合が得
やすい等の利点がある。
Examples of the [crystalline glass 1] crystallized glass, SiO 2 35 to 65 mol%, A1 2 O 3 5 to 25 mol%, the MgO 10
40 mol%, wherein the TiO 2 5 to 15 mol%, the total of the composition 9
Preferably there is at least 2 mol%, the molar ratio (A1 2 O 3 / MgO)
Is preferably less than 0.5. The crystallized glass 1 having the above composition has suitable crystal grains, areal density, crystallinity, rigidity, excellent chemical resistance, and a metal driving system (a shaft for rotating the medium) for rotating the medium. And a jig for fixing the medium to this shaft).

【0037】結晶化ガラス1においてSiO2はガラスの網
目構造の形成物であり、主な析出結晶であるMgO・SiO2
組成を有するエンスタタイト及び(Mg・Al)SiO3の組成を
有するエンスタタイト固溶体の構成成分でもある。SiO2
の含有量が35%未満では溶解したガラスが非常に不安定
なので、高温成形ができなくなるおそれがあるうえ、上
記のような結晶も析出し難しくなる。また、SiO2の含有
量が35%より少なくなると、残存ガラスマトリックス相
の化学耐久性が悪化し、耐熱性も悪化する傾向がある。
一方、SiO2の含有量が65%を超えると、主結晶相として
エンスタタイトが析出しにくくなり、ガラスのヤング率
が急激に小さくなる傾向がある。そのため、SiO2の含有
量は、析出結晶種及びその析出量、化学耐久性、耐熱性
及び成形・生産性を考慮すると、35−65%の範囲である。
より好ましい物性を有する結晶化ガラスが得られるとい
う観点から、SiO2の含有量は、好ましくは、40−60%の
範囲である。
In the crystallized glass 1, SiO 2 is a glass network structure formed, and enstatite having a composition of MgO · SiO 2 and an engine having a composition of (Mg · Al) SiO 3 , which are main precipitated crystals. It is also a constituent of tight solid solutions. SiO 2
If the content of is less than 35%, the melted glass is very unstable, so that high-temperature molding may not be performed, and the above-mentioned crystals may precipitate and become difficult. If the content of SiO 2 is less than 35%, the chemical durability of the remaining glass matrix phase tends to deteriorate, and the heat resistance tends to deteriorate.
On the other hand, when the content of SiO 2 exceeds 65%, enstatite is unlikely to be precipitated as a main crystal phase, and the Young's modulus of the glass tends to rapidly decrease. Therefore, the content of SiO 2 is in the range of 35 to 65% in consideration of the type of precipitated crystal and the amount of the precipitated crystal, chemical durability, heat resistance, and molding / productivity.
From the viewpoint that crystallized glass having more preferable physical properties can be obtained, the content of SiO 2 is preferably in the range of 40 to 60%.

【0038】Al2O3はガラスの中間酸化物であり、ガラ
ス表面硬度の向上に寄与する。しかし、Al2O3の含有量
が 5%未満ではガラスマトリックス相の化学耐久性も低
下し、基板材料に要求される強度が得られにくくなる傾
向がある。一方、Al2O3の含有量が25モル%を超える
と、主結晶相としてのエンスタタイトの析出がしにくく
なるとともに、溶融温度が高くなってガラスが溶けにく
くなるうえ、失透しやすくなって容易に成形しにくくな
る傾向がある。従って、ガラスの溶解性、高温度成形
性、析出結晶種などを考慮して、Al2O3の含有量は5−25
%の範囲、好ましくは7−22%の範囲とすることが適当で
ある。
Al 2 O 3 is an intermediate oxide of glass and contributes to improving the surface hardness of glass. However, when the content of Al 2 O 3 is less than 5%, the chemical durability of the glass matrix phase also decreases, and the strength required for the substrate material tends to be hardly obtained. On the other hand, when the content of Al 2 O 3 exceeds 25 mol%, precipitation of enstatite as a main crystal phase becomes difficult, and the melting temperature becomes high, so that the glass becomes difficult to melt and easily devitrified. Tends to be difficult to mold. Therefore, considering the solubility of glass, high-temperature moldability, crystal seeds and the like, the content of Al 2 O 3 is 5-25.
%, Preferably in the range of 7-22%.

【0039】MgOはガラスの修飾成分であり、MgO・SiO2
の組成を有するエンスタタイト及びその固溶体の結晶の
主成分でもある。MgOの含有量が10%未満では上記のよ
うな結晶が析出しにくく、ガラスの失透傾向及び溶融温
度が高く、かつガラス成形の作業温度幅が狭くなる傾向
がある。一方、MgOの含有量が40モル%を超えると、ガ
ラスの高温粘性が急激に低くなって熱的に不安定とな
り、生産性も悪化し、ヤング率や耐久性も低下する傾向
がある。そこで、MgOの含有量は、ガラスの生産性、化
学耐久性、高温粘性及び強度などを考慮すると、10−40
%の範囲であること、好ましくは12−35%の範囲である
ことが適当である。
MgO is a glass modifying component, and MgO · SiO 2
Is a main component of crystals of enstatite and its solid solution having the following composition. If the content of MgO is less than 10%, the above crystals are unlikely to precipitate, the devitrification tendency and the melting temperature of the glass are high, and the working temperature range of the glass forming tends to be narrow. On the other hand, when the content of MgO exceeds 40 mol%, the high-temperature viscosity of the glass sharply decreases and becomes thermally unstable, so that productivity tends to deteriorate, and Young's modulus and durability tend to decrease. Therefore, the content of MgO is 10-40 in consideration of the productivity, chemical durability, high-temperature viscosity and strength of glass.
%, Preferably in the range of 12-35%.

【0040】但し、モル比(Al2O3/MgO)が0.5未満
となるように、MgO及びAl2O3の含有量を調整することが
好ましい。モル比(Al2O3/MgO)が、0.5以上になる
と、結晶化ガラスのヤング率が急激に低下する傾向があ
るからである。Al2O3/MgO<0.5とすることで、150
GPa以上の高ヤング率を有する結晶化ガラスを得るこ
ともできる。好ましくはAl2O3/MgO<0.45である。
但し、Al2O3/MgOのモル比を小さくし過ぎると、ガラス
の高温粘性が低下する傾向及び結晶粒子が大きくなる恐
れがあるのでAl2O3/MgO比は0.2以上、好ましくは
0.25以上であることが適当である。
However, it is preferable to adjust the contents of MgO and Al 2 O 3 so that the molar ratio (Al 2 O 3 / MgO) is less than 0.5. This is because when the molar ratio (Al 2 O 3 / MgO) is 0.5 or more, the Young's modulus of the crystallized glass tends to sharply decrease. By setting Al 2 O 3 /MgO<0.5, 150
Crystallized glass having a high Young's modulus of GPa or more can also be obtained. Preferably, Al 2 O 3 /MgO<0.45.
However, if the molar ratio of Al 2 O 3 / MgO is too small, the high-temperature viscosity of the glass tends to decrease and the crystal grains may increase, so the Al 2 O 3 / MgO ratio is 0.2 or more, preferably Suitably, it is at least 0.25.

【0041】TiO2はMgO・SiO2の組成を有するエンスタタ
イト及び(Mg・Al)SiO3の組成を有するエンスタタイト固
溶体の結晶相析出の核生成剤である。さらに、TiO2は、
SiO2の含有量が少ない場合に、ガラスの失透を抑える効
果も有する。但し、TiO2の含有量が5%未満の場合、主結
晶の核生成剤としての効果が充分に得られず、ガラスが
表面結晶化してしまい、均質な結晶化ガラスの作製が難
しくなる傾向がある。一方、TiO2の含有量が15%を超え
ると、ガラスの高温粘性が低くなりすぎて分相したり、
失透したりするので、ガラスの生産性が極端に悪化する
傾向がある。そのため、ガラスの生産性、化学耐久性、
高温粘性、結晶核生成などを考慮すると、TiO2の含有量
は5−15%の範囲であること、好ましくは5.5−14%の範
囲であることが適当である。
TiO 2 is a nucleating agent for crystal phase precipitation of enstatite having a composition of MgO · SiO 2 and enstatite solid solution having a composition of (Mg · Al) SiO 3 . In addition, TiO 2
When the content of SiO 2 is small, it also has the effect of suppressing the devitrification of glass. However, when the content of TiO 2 is less than 5%, the effect as a nucleating agent of the main crystal is not sufficiently obtained, the glass is crystallized on the surface, and the production of a homogeneous crystallized glass tends to be difficult. is there. On the other hand, if the content of TiO 2 exceeds 15%, the high-temperature viscosity of the glass becomes too low, causing phase separation,
Glass productivity tends to be extremely deteriorated due to devitrification. Therefore, glass productivity, chemical durability,
Considering high-temperature viscosity, crystal nucleation and the like, the content of TiO 2 is suitably in the range of 5 to 15%, preferably in the range of 5.5 to 14%.

【0042】結晶化ガラス1において、Y2O3は必須の成
分ではないが、例えば、2%のY2O3を導入することによっ
て結晶化ガラスのヤング率を10Gpa程度増大でき、かつ
液相温度を50−100℃程度低減することができる。即
ち、少量のY2O3の導入によってガラスの特性や生産性を
格段に向上させることができ、Y2O3の含有量が0.3%以
上であれば、Y2O3の効果が得られる。Y2O3の含有量は好
ましくは0.5%以上である。但し、Y2O3は前述のガラス
に含まれる主結晶の成長を抑える力をもつ。そのため、
Y2O3の含有量が多過ぎると、ガラスを結晶化させる目的
で行われる熱処理において、表面結晶化が起り易く、目
的とする結晶化ガラスが作れなくなる傾向がある。この
ような観点からY2O3の含有量は、10%以下とすることが
適当である。特に、Y2O3の含有量は、好ましくは8%以
下、より好ましくは3%以下である。
In the crystallized glass 1, Y 2 O 3 is not an essential component, but, for example, by introducing 2% of Y 2 O 3 , the Young's modulus of the crystallized glass can be increased by about 10 GPa and the liquid phase The temperature can be reduced by about 50-100 ° C. That is, by introducing a small amount of Y 2 O 3 , the properties and productivity of the glass can be remarkably improved, and if the content of Y 2 O 3 is 0.3% or more, the effect of Y 2 O 3 can be obtained. . The content of Y 2 O 3 is preferably at least 0.5%. However, Y 2 O 3 has the power to suppress the growth of the main crystal contained in the above-mentioned glass. for that reason,
If the content of Y 2 O 3 is too large, the surface crystallization tends to occur in the heat treatment performed for the purpose of crystallizing the glass, and the target crystallized glass tends not to be produced. From such a viewpoint, the content of Y 2 O 3 is suitably set to 10% or less. In particular, the content of Y 2 O 3 is preferably at most 8%, more preferably at most 3%.

【0043】結晶化ガラス1は、ZrO2を含有するこ
とができる。ZrO2はガラスの安定性を高め、特にM
gOを多く含むガラスの安定性の向上に大きな役割を果
たすことができる。また、核生成剤としても作用し、T
iO2の補佐役として予備処理中のガラス分相を促進し
て結晶粒子の微細化に貢献することができる。しかし、
ZrO2の含有量が6%を超えると、ガラスの高温溶解
性や均質性が悪化するおそれがあるので、その導入量は
6%以下であることが適当である。さらに、ガラスの高
温溶解性や結晶粒子の均質性などを考慮すると、ZrO
2の導入量は5%以下であることが好ましい。
The crystallized glass 1 can contain ZrO 2 . ZrO 2 enhances the stability of the glass,
It can play a large role in improving the stability of glass containing a large amount of gO. It also acts as a nucleating agent,
As an assistant to iO 2 , it can promote glass phase separation during pretreatment and contribute to refinement of crystal grains. But,
If the content of ZrO 2 exceeds 6%, the high-temperature melting property and homogeneity of the glass may be deteriorated. Therefore, the amount of ZrO 2 is suitably 6% or less. Furthermore, considering the high-temperature melting property of glass and the homogeneity of crystal particles, ZrO
The introduction amount of 2 is preferably 5% or less.

【0044】結晶化ガラス1は、高ヤング率などの特性
及び均質な結晶性を保つという観点からSiO2、Al2O3、M
gO、及びTiO2の合計を93%以上とする。SiO2、Al
2O3、MgO、及びTiO2の合計は、好ましくは95%以上で
ある。
The crystallized glass 1 is made of SiO 2 , Al 2 O 3 , M from the viewpoint of maintaining characteristics such as high Young's modulus and uniform crystallinity.
The total of gO and TiO 2 is 93% or more. SiO 2 , Al
The sum of 2 O 3 , MgO and TiO 2 is preferably at least 95%.

【0045】上記範囲内であれば、上記以外の成分とし
て、結晶化ガラスの所望の特性を損なわない範囲で、ア
ルカリ金属酸化物(例えば、Li2O、Na2O、K2O等)及び/
又はアルカリ土類金属酸化物(例えば、CaO、SrO、BaO)
等の成分を含んでもよい。アルカリ金属酸化物及び/又
はアルカリ土類金属酸化物は、ガラス原料として硝酸塩
を使用できる。ガラス製造の際に脱泡剤としてSb2O3
使用するとガラス溶解用白金坩堝からガラスに白金が混
入し易く、ガラス原料として硝酸塩を使用することによ
り、ガラスへの白金の混入を抑制することができる。ア
ルカリ金属酸化物及びアルカリ土類金属酸化物の含有量
はそれぞれ0.1モル%以上であることが上記効果を得ると
いう観点から好ましい。但し、アルカリ金属酸化物を含
む場合、アルカリ金属酸化物はヤング率を低下させる傾
向があることから、その含有量は5モル%以下とすること
が適当である。又、アルカリ土類金属酸化物を含む場
合、アルカリ土類金属酸化物は、結晶粒子を大きくする
傾向があることから、その含有量は5モル%以下であるこ
とが適当である。アルカリ金属酸化物を含む場合、特
に、0.1〜5モル%、好ましくは0.1〜2モル%、より好まし
くは0.1〜1モル%のK2Oが好ましい。アルカリ土類金属酸
化物を含む場合、特に、0.1〜5モル%、好ましくは0.1〜
2モル%のSrOが好ましい。
Within the above range, as other components, alkali metal oxides (for example, Li 2 O, Na 2 O, K 2 O, etc.) and so on as long as the desired properties of the crystallized glass are not impaired. /
Or alkaline earth metal oxides (e.g., CaO, SrO, BaO)
And the like. As the alkali metal oxide and / or the alkaline earth metal oxide, nitrate can be used as a glass raw material. When Sb 2 O 3 is used as a defoaming agent during glass production, platinum is easily mixed into the glass from the glass melting platinum crucible, and nitrate is used as a glass raw material to prevent platinum from being mixed into the glass. Can be. The content of each of the alkali metal oxide and the alkaline earth metal oxide is preferably 0.1 mol% or more from the viewpoint of obtaining the above effects. However, when an alkali metal oxide is contained, the content of the alkali metal oxide is appropriately set to 5 mol% or less since the alkali metal oxide tends to lower the Young's modulus. In the case where an alkaline earth metal oxide is contained, the content of the alkaline earth metal oxide is suitably 5 mol% or less since the crystal grains tend to be large. When containing an alkali metal oxide, K 2 O is particularly preferably 0.1 to 5 mol%, preferably 0.1 to 2 mol%, more preferably 0.1 to 1 mol%. When containing an alkaline earth metal oxide, particularly 0.1 to 5 mol%, preferably 0.1 to 5 mol%
2 mol% SrO is preferred.

【0046】また、ガラスの均質化を図るために脱泡剤
としてAs2O3及び/又はSb2O3を含有させることもでき
る。ガラスの組成により変化するの高温粘性に応じて、
適当量のAs2O3やSb2O3或いはAs2O3+Sb2O3をガラスに添
加することで、より均質なガラスが得られる。但し、脱
泡剤の添加量が多過ぎると、ガラスの比重が上昇してヤ
ング率を低下させる傾向があり、また溶解用白金るつぼ
と反応し、るつぼにダメージを与える場合もある。そこ
で、脱泡剤の添加量は2%以下、好ましくは1.5%以下
とすることが適当である。以上の基本成分の他に原料中
の不純物、例えばガラスの清澄剤となるCl、F、SO3等を
本発明の結晶化ガラスの特性を損ねることのない、それ
ぞれ1%以下であれば含有させることができる。又、結
晶化ガラス1は、ZnO及びNiOを含まないことが望まし
い。ZnOは、硬い結晶であるスピネルを形成し易くさせ
るためである。またNiOは、スピネルを形成し易くさせ
るという観点からも環境に影響する成分であるという観
点からも含有させることが望ましくない。
In order to homogenize the glass, As 2 O 3 and / or Sb 2 O 3 can be contained as a defoaming agent. Depending on the high temperature viscosity, which varies with the composition of the glass,
By adding an appropriate amount of As 2 O 3 , Sb 2 O 3 or As 2 O 3 + Sb 2 O 3 to the glass, a more homogeneous glass can be obtained. However, if the amount of the defoaming agent is too large, the specific gravity of the glass tends to increase and the Young's modulus tends to decrease, and may react with the platinum crucible for melting to damage the crucible. Therefore, it is appropriate that the addition amount of the defoaming agent is 2% or less, preferably 1.5% or less. In addition to the above basic components, impurities in the raw material, for example, Cl, F, SO 3 and the like as glass fining agents are contained if they are 1% or less, respectively, without impairing the properties of the crystallized glass of the present invention. be able to. Further, it is desirable that the crystallized glass 1 does not contain ZnO and NiO. ZnO is used to facilitate formation of spinel, which is a hard crystal. Further, it is not desirable to include NiO from the viewpoint of facilitating the formation of spinel and from the viewpoint of being a component that affects the environment.

【0047】結晶化ガラス1における主結晶相は、例え
ば、MgO・SiO2及び(Mg・Al)SiO3の組成を有するエンスタ
タイト(エンスタタイト固溶体を含む)である。また、
エンスタタイトには、クリノエンスタタイト、プロトエ
ンスタタイト及びエンスタタイトが包含される。さらに
上記の結晶のほかチタン酸塩、ムライト、フォステライ
ト、コージェライトなどその他の結晶を含むこともでき
る。エンスタタイトは、硬度が低いため(モース硬度
5.5)、エンスタタイトを主結晶とする結晶化ガラス
は非常に研磨がしやすく、比較的短い時間で所望の表面
粗さを得ることができるという特徴がある。さらに、エ
ンスタタイトは、その鎖状又は層状の結晶の形状から、
そのすき間にガラス成分が入り込み、粒径が小さくても
高いヤング率が得られると考えられる。また、結晶化ガ
ラス1は、実質的にスピネルを含まない。スピネルは、
エンスタタイトと比較すると硬い結晶である(モース硬
度8)であるため、研磨がしやすいという効果を損ねる
ことが考えられる。また、結晶化ガラス1は、石英固溶
体を実質的には含まない。
The main crystal phase in the crystallized glass 1 is, for example, enstatite (including enstatite solid solution) having a composition of MgO.SiO 2 and (Mg.Al) SiO 3 . Also,
Enstatite includes clinoenstatite, protoenstatite and enstatite. Further, in addition to the above crystals, other crystals such as titanate, mullite, fosterite, cordierite and the like can be contained. Since enstatite has low hardness (Mohs hardness of 5.5), crystallized glass containing enstatite as a main crystal is very easy to polish, and a desired surface roughness can be obtained in a relatively short time. There are features. Furthermore, enstatite, from its chain or layered crystal shape,
It is thought that a high Young's modulus can be obtained even if the particle size is small, with the glass component entering the gap. The crystallized glass 1 does not substantially contain spinel. Spinel
Since it is a hard crystal (Mohs hardness 8) as compared with enstatite, it is conceivable that the effect of easy polishing is impaired. Further, the crystallized glass 1 does not substantially contain a quartz solid solution.

【0048】尚、結晶化ガラス1において主結晶相と
は、ガラス中の結晶(X線回折でその種類が特定可能な
結晶)のうち50体積%以上含有されるものである。結
晶化ガラス1においては、多くの場合は、エンスタタイ
ト及び/又はその固溶体が結晶のうち70体積%以上、
又、場合によっては80体積%以上、さらには90体積
%以上含有されるものである。また、結晶化ガラス1に
おいて、ガラス中の結晶の割合は、おおよそ20〜70
%程度である。さらに、結晶化ガラス1に含まれる結晶
のサイズ(粒径)の平均値は、0.5μm以下であること
が好ましく、0.3μm以下であることがより好まし
く、0.1μm以下であることがさらに好ましい。本発
明の結晶化ガラスに含まれる結晶の粒径の平均値は、最
も好ましくは、50nm以下である。結晶粒径の平均値
は0.5μmを超えると、ガラスの機械強度を低下させ
るだけでなく、研磨加工時に結晶の欠落を引き起こして
ガラスの表面粗度を悪化させるおそれがある。このよう
な結晶粒子の粒径の制御は、主に、含まれる結晶相の種
類及び後述の熱処理条件によって行うことができるが、
結晶化ガラス1における必須成分であるエンスタタイト
及び/又はその固溶体の主結晶相が得られる熱処理条件
において、上記したような微細な結晶粒子を得ることが
可能である。
In the crystallized glass 1, the main crystal phase is a glass phase containing 50% by volume or more of crystals (crystals whose type can be specified by X-ray diffraction). In the crystallized glass 1, in most cases, enstatite and / or a solid solution thereof is 70% by volume or more of the crystal,
In some cases, the content is 80% by volume or more, and more preferably 90% by volume or more. In the crystallized glass 1, the ratio of crystals in the glass is approximately 20 to 70.
%. Furthermore, the average value of the size (particle size) of the crystals contained in the crystallized glass 1 is preferably 0.5 μm or less, more preferably 0.3 μm or less, and preferably 0.1 μm or less. More preferred. The average value of the grain size of the crystals contained in the crystallized glass of the present invention is most preferably 50 nm or less. When the average value of the crystal grain size exceeds 0.5 μm, not only the mechanical strength of the glass is reduced, but also the crystal may be lost during the polishing process, and the surface roughness of the glass may be deteriorated. Control of the particle size of such crystal particles can be mainly performed by the type of the included crystal phase and the heat treatment conditions described below.
The above-mentioned fine crystal particles can be obtained under the heat treatment conditions under which the main crystal phase of enstatite and / or a solid solution thereof, which is an essential component in the crystallized glass 1, is obtained.

【0049】[結晶化ガラス2]結晶化ガラスとして
は、SiO2を42〜65モル%、A12O3を11〜25モル%、MgOを15
〜33モル%、TiO2を5.5〜13モル%を含有することが好ま
しい。結晶化ガラス2は主結晶としてエンスタタイトお
よび/又はその固溶体を含むものであることが好まし
い。結晶化ガラス2は、好適な結晶粒子、面密度、結晶
化度、剛性、優れた化学的な耐性、媒体を回転させるた
めの金属製の駆動系(媒体を回転するための軸とこの軸
に媒体を固定するための治具)との熱膨張係数の適合が
得やすくなるという利点がある。
[0049] As the [crystalline glass 2 crystallized glass, SiO 2 forty-two to sixty-five mol%, A1 2 O 3 and 11 to 25 mol%, the MgO 15
It is preferable to contain 3333 mol% and 5.5-13 mol% of TiO 2 . The crystallized glass 2 preferably contains enstatite and / or a solid solution thereof as a main crystal. The crystallized glass 2 has a suitable crystal particle, surface density, crystallinity, rigidity, excellent chemical resistance, a metal driving system for rotating the medium (an axis for rotating the medium and an axis for rotating the medium. There is an advantage that the thermal expansion coefficient can be easily matched with the jig for fixing the medium.

【0050】上記結晶化ガラス2としては、具体的には
以下の結晶化ガラスを挙げることができる。結晶化ガラス基板2−1 SiO2:42-65モル%、Al2O3:11-25モル%、MgO:15-33
モル%、及びTiO2:5.5-13モル%を含有し、主結晶相が
α−石英固溶体並びにエンスタタイト及び/又はエンス
タタイト固溶体を含む結晶化ガラス。結晶化ガラス2−2 SiO2:42-65モル%、Al2O3:11-25モル%、MgO:15-33
モル%、及びTiO2:5.5-13モル%を含有し、α−石英固
溶体並びにエンスタタイト及び/又はエンスタタイト固
溶体を含み、α−石英固溶体、エンスタタイト及びエン
スタタイト固溶体の合計が50重量%以上である結晶化
ガラス。結晶化ガラス2−3 SiO2:42-65モル%、Al2O3:11-25モル%、MgO:15-33
モル%、及びTiO2:5.5-13モル%を含有し、主結晶相
が、X線回折パターン中に石英に特有の回折パターンと
ほぼ同等の回折パターンが観測される石英系結晶並びに
エンスタタイト及び/又はエンスタタイト固溶体を含
み、かつ比重が2.9以上である結晶化ガラス。結晶化ガラス2−4 SiO2:42-65モル%、Al2O3:11-25モル%、MgO:15-33
モル%、及びTiO2:5.5-13モル%を含有し、結晶相が、
X線回折パターン中に石英に特有の回折パターンとほぼ
同等の回折パターンが観測される石英系結晶並びにエン
スタタイト及び/又はエンスタタイト固溶体を含み、石
英系結晶、エンスタタイト及びエンスタタイト固溶体の
合計が50重量%以上であり、かつ比重が2.9以上であ
る結晶化ガラス。
Specific examples of the above-mentioned crystallized glass 2 include the following crystallized glass. Crystallized glass substrate 2-1 SiO 2 : 42-65 mol%, Al 2 O 3 : 11-25 mol%, MgO: 15-33
A crystallized glass containing, by mol%, and TiO 2 : 5.5-13 mol%, wherein the main crystal phase contains α-quartz solid solution and enstatite and / or enstatite solid solution. Crystallized glass 2-2 SiO 2 : 42-65 mol%, Al 2 O 3 : 11-25 mol%, MgO: 15-33
Mol%, and TiO 2: 5.5-13 containing mol%, alpha-quartz comprises a solid solution and enstatite and / or enstatite solid solution, alpha-quartz solid solution, enstatite and enstatite total solid solution 50 wt% or more Is a crystallized glass. Crystallized glass 2-3 SiO 2 : 42-65 mol%, Al 2 O 3 : 11-25 mol%, MgO: 15-33
And TiO 2 : 5.5-13 mol%, and the main crystal phase is a quartz-based crystal in which a diffraction pattern substantially equivalent to a diffraction pattern specific to quartz is observed in an X-ray diffraction pattern, and enstatite and And / or a crystallized glass containing an enstatite solid solution and having a specific gravity of 2.9 or more. Crystallized glass 2-4 SiO 2: 42-65 mol%, Al 2 O 3: 11-25 mol%, MgO: 15-33
Mol%, and TiO 2 : 5.5-13 mol%, and the crystal phase is
X-ray diffraction patterns include quartz-based crystals and enstatite and / or enstatite solid solution in which a diffraction pattern substantially equivalent to the diffraction pattern specific to quartz is observed, and the total of quartz-based crystals, enstatite and enstatite solid solution is A crystallized glass having 50% by weight or more and a specific gravity of 2.9 or more.

【0051】結晶化ガラス2において、SiO2はガラスの
網目構造の形成物であり、主な析出結晶であるα-石英
固溶体または石英系結晶とエンスタタイトの構成成分で
もある。SiO2の含有量は42%未満ではα−石英固溶体結
晶または石英系結晶の析出が難しくなるので、結果的に
高膨張特性を有する結晶化ガラスが得られない。また、
SiO2の含有量が42%より少なくなると、残存ガラスマト
リックス相の化学耐久性が悪化し、耐熱性も悪化する傾
向がある。一方、SiO2の含有量が65%を超えると、ガラ
スのヤング率が急激に小さくなる恐れがある。従って、
SiO2の含有量は、析出結晶種及びその析出量、化学耐久
性、耐熱性及び成形・生産性を考慮すると、42〜65%の範
囲であることが適当であり、好ましくは44〜60%の範囲
である。
In the crystallized glass 2, SiO 2 is a formation of a network structure of glass, and is also a component of α-quartz solid solution or quartz-based crystal and enstatite, which are main precipitated crystals. When the content of SiO 2 is less than 42%, precipitation of α-quartz solid solution crystals or quartz-based crystals becomes difficult, and as a result, a crystallized glass having high expansion characteristics cannot be obtained. Also,
When the content of SiO 2 is less than 42%, the chemical durability of the remaining glass matrix phase tends to deteriorate, and the heat resistance tends to deteriorate. On the other hand, when the content of SiO 2 exceeds 65%, the Young's modulus of the glass may be sharply reduced. Therefore,
The content of SiO 2 is suitably in the range of 42 to 65%, preferably 44 to 60%, in consideration of the precipitated crystal seeds and the amount of precipitation, chemical durability, heat resistance and molding / productivity. Range.

【0052】MgOはSiO2成分とともに原ガラスの熱処理
によりエンスタタイト結晶を生成し、強度や耐熱性を向
上しつつ高ヤング率を維持させる効果を有するきわめて
重要な成分である。しかし、MgOの含有量が 15%未満で
は上記のような効果が得られないので、その含有量を15
%以上にする。一方、MgOの含有量が33%を超えると、ガ
ラスから高膨張のα−石英固溶体結晶または石英系結晶
が析出し難くく、高膨張特性が得られない。そこで、Mg
Oの導入量は33%以下にする。MgOの含有量は、ガラスの
生産性、化学耐久性、高温粘性及び析出した結晶種など
を考慮すると、15〜33%の範囲であることが適当であ
り、好ましくは17〜32%の範囲である。
MgO is an extremely important component that generates enstatite crystals by heat treatment of the raw glass together with the SiO 2 component and has the effect of maintaining high Young's modulus while improving strength and heat resistance. However, if the content of MgO is less than 15%, the above effects cannot be obtained.
% Or more. On the other hand, when the content of MgO exceeds 33%, a high expansion α-quartz solid solution crystal or a quartz-based crystal hardly precipitates from glass, and high expansion characteristics cannot be obtained. So, Mg
The amount of O introduced should be 33% or less. The content of MgO is suitably in the range of 15 to 33%, and preferably in the range of 17 to 32%, in consideration of productivity of glass, chemical durability, high-temperature viscosity and precipitated crystal seeds. is there.

【0053】Al2O3はガラスの中間酸化物であり、主な
結晶種であるα-石英固溶体または石英系結晶の構成成
分でもある。Al2O3の導入はα−石英固溶体結晶または
石英系結晶の析出を促進し、ガラス表面硬度の向上に寄
与する。Al2O3の含有量が 11%未満では、高膨張のα-
石英固溶体または石英系結晶の析出が難しくなる一方、
得られた結晶化ガラスのヤング率も小さくなる傾向があ
る。しかし、Al2O3の含有量が25%を超えると高ヤング
率のエンスタタイトの析出が難しくなり、ガラスの高温
粘性も高くなったり、高温溶解性も悪化したりして望ま
しくない。従って、Al2O3の含有量は、ガラスの溶解
性、高温粘性、析出結晶種などを考慮して、11〜25%の
範囲であることが適当であり、好ましくは12−22%の範
囲である。
Al 2 O 3 is an intermediate oxide of glass and is also a component of α-quartz solid solution or quartz-based crystal which is a main crystal seed. The introduction of Al 2 O 3 promotes precipitation of α-quartz solid solution crystals or quartz-based crystals, and contributes to improvement of the glass surface hardness. If the content of Al 2 O 3 is less than 11%, the high expansion α-
While precipitation of quartz solid solution or quartz crystal becomes difficult,
Young's modulus of the obtained crystallized glass also tends to be small. However, when the content of Al 2 O 3 exceeds 25%, precipitation of enstatite having a high Young's modulus becomes difficult, and the high-temperature viscosity and high-temperature solubility of the glass are undesirably deteriorated. Therefore, the content of Al 2 O 3 is suitably in the range of 11 to 25%, and preferably in the range of 12 to 22%, in consideration of the solubility of glass, high-temperature viscosity, precipitated crystal seeds, and the like. It is.

【0054】結晶化ガラス2においてSiO2とAl2O3 の合
計(SiO2+Al2O3)は58モル%以上であり、80モル%以下
であることが好ましい。(SiO2+Al2O3)が58モル%未満
では、α-石英固溶体または石英系結晶が析出しにくく
なる。(SiO2+Al2O3)が80モル%を超えるとヤング率が
低下する傾向がある。(SiO2+Al2O3)は好ましくは60モ
ル%以上、より好ましくは62モル%以上である。また、
(SiO2+Al2O3)は好ましくは75モル%以下、より好まし
くは73モル%以下である。さらに、結晶化ガラス2にお
いてMgOと(SiO2+Al2O3)のモル比 MgO/(SiO2+Al 2O3)は
0.125以上、0.55以下であることが好ましい。モル比 Mg
O/(SiO2+Al2O3)が0.125未満になるとヤング率が低下す
る傾向がある。モル比 MgO/(SiO2+Al2O3)が0.55を超え
る膨張係数が小さくなる傾向がある。モル比 MgO/(SiO2
+Al2O3)は好ましくは0.2以上、より好ましくは0.3以上
である。また、モル比 MgO/(SiO2+Al2O3)は好ましくは
0.5以下、より好ましくは0.4以下である。
In the crystallized glass 2, SiOTwoAnd AlTwoOThreeIf
Total (SiOTwo+ AlTwoOThree) Is at least 58 mol% and at most 80 mol%
It is preferred that (SiOTwo+ AlTwoOThree) Is less than 58 mol%
Hardly precipitates α-quartz solid solution or quartz-based crystal
Become. (SiOTwo+ AlTwoOThree) Exceeds 80 mol%, the Young's modulus
Tends to decrease. (SiOTwo+ AlTwoOThree) Is preferably 60
%, More preferably at least 62 mol%. Also,
(SiOTwo+ AlTwoOThree) Is preferably 75 mol% or less, more preferably
Or less than 73 mol%. Furthermore, the crystallized glass 2
MgO and (SiOTwo+ AlTwoOThree) Molar ratio MgO / (SiOTwo+ Al TwoOThree) Is
It is preferably 0.125 or more and 0.55 or less. Molar ratio Mg
O / (SiOTwo+ AlTwoOThree) Is less than 0.125, the Young's modulus decreases
Tend to Molar ratio MgO / (SiOTwo+ AlTwoOThree) Exceeds 0.55
Expansion coefficient tends to be small. Molar ratio MgO / (SiOTwo
+ AlTwoOThree) Is preferably 0.2 or more, more preferably 0.3 or more
It is. In addition, the molar ratio MgO / (SiOTwo+ AlTwoOThree) Is preferably
It is 0.5 or less, more preferably 0.4 or less.

【0055】TiO2は結晶核の生成剤としてα-石英固溶
体または石英系結晶やエンスタタイトなどの結晶粒子の
析出に欠かせない成分であり、またSiO2の含有量が少な
い時、ガラスの熱的な安定性を持たせる重要な成分でも
ある。TiO2の含有量が5.5%未満では、主結晶の核生成
剤としての役割を果たせない上、ガラスが表面結晶化と
なり、均質な結晶化ガラスの作製が困難となる。しか
し、TiO2の含有量が13%を超えると、高膨張のα-石英固
溶体または石英系結晶の析出が難しくなる一方、ガラス
の高温粘性が低くなりすぎて分相したり、失透したりす
るので、ガラスの生産性は極端に悪化してしまう傾向が
ある。従って、TiO2の含有量は、ガラスの生産性、高温
粘性、結晶核生成などを考慮すると、5.5〜13%の範囲
であることが適当であり、好ましくは6.5〜12%の範囲
である。
[0055] TiO 2 is a component indispensable to the precipitation of crystal grains, such as α- quartz solid solution or quartz-based crystals and enstatite as formers of crystal nuclei, and when the content of SiO 2 is small, the glass thermal It is also an important component that gives a good stability. If the content of TiO 2 is less than 5.5%, the glass cannot serve as a nucleating agent for the main crystal, and the glass is crystallized on the surface, making it difficult to produce a homogeneous crystallized glass. However, when the content of TiO 2 exceeds 13%, precipitation of a high expansion α-quartz solid solution or quartz-based crystal becomes difficult, but the high temperature viscosity of the glass becomes too low to cause phase separation or devitrification. Therefore, the productivity of the glass tends to be extremely deteriorated. Therefore, the content of TiO 2 is suitably in the range of 5.5 to 13%, and preferably in the range of 6.5 to 12%, in consideration of productivity of glass, high-temperature viscosity, generation of crystal nuclei, and the like.

【0056】結晶化ガラス2は、上記成分以外にZrO2
導入することができる。ZrO2はガラスの高温粘性や安定
性などを調整するために添加される成分である。少量の
ZrO2を導入するとガラスの熱的な安定性を向上させた
り、溶融体の高温粘性を高めたりしてガラスがより容易
に製造できる。しかし、ZrO2の含有量が4%を超えると
ガラスの高温溶解性を悪化したり、主結晶の析出を阻害
したりして望ましくない。そのため、ZrO2の導入量は、
4%以下にすることが適当であり、好ましくは3%以下
である。
In the crystallized glass 2, ZrO 2 can be introduced in addition to the above components. ZrO 2 is a component added for adjusting the high-temperature viscosity and stability of glass. Small amount
When ZrO 2 is introduced, the glass can be more easily manufactured by improving the thermal stability of the glass or increasing the high-temperature viscosity of the melt. However, when the content of ZrO 2 exceeds 4%, the high-temperature melting property of the glass is deteriorated and the precipitation of the main crystal is inhibited, which is not desirable. Therefore, the amount of ZrO 2 introduced is
It is appropriate that the content be 4% or less, and preferably 3% or less.

【0057】結晶化ガラス2は、上記成分以外にY2O3
導入することができる。結晶化ガラス2においては、1
%程度のY2O3を導入することによって結晶化ガラスのヤ
ング率を5Gpa程度増大し、液相温度を50℃程度低減す
ることができる。さらに、Y2O 3の導入により、ガラスの
熱的な安定性を向上させることもできる上、α-石英固
溶体または石英系結晶の析出にも貢献する。しかし、Y2
O3は上記のチタン酸塩の核形成を抑える力をもつので、
Y2O3の導入量が多くなりすぎると、ガラスは熱処理中に
表面結晶化を起こし、目標の結晶化ガラスが作れなくな
る場合がある。従って、Y2O3の含有量は0.1〜5%の範囲
とすることが好ましい。特にY2O3の含有量は0.2-4%の範
囲であることがより好ましい。
The crystallized glass 2 contains Y in addition to the above components.TwoOThreeTo
Can be introduced. In the crystallized glass 2, 1
% YTwoOThreeBy introducing crystallized glass
The liquidus temperature by about 50 ° C.
Can be Furthermore, YTwoO ThreeThe introduction of glass
In addition to improving thermal stability, α-quartz solid
It also contributes to the precipitation of solution or quartz-based crystals. But YTwo
OThreeHas the power to suppress the nucleation of the titanate,
YTwoOThreeIf too much is introduced, the glass will
Surface crystallization occurs and the target crystallized glass cannot be made
In some cases. Therefore, YTwoOThreeContent ranges from 0.1 to 5%
It is preferable that Especially YTwoOThreeContent is in the range of 0.2-4%
More preferably, it is an enclosure.

【0058】なお、上記の成分の他に、所望の特性を損
なわない範囲でLi2O、Na2O、K2O、CaO、SrO、BaO、Fe2O
3、Ga2O3、B2O3、P2O5、Nb2O5、Ta2O5及びLa2O3等の希
土類金属酸化物成分を5%まで、結晶化ガラス2に添加
しうる。しかし、これらの成分は著しくガラスのヤング
率を低下させたり、主結晶の析出を阻害したりするの
で、その導入量を5%以下に抑えることが望ましい。さ
らに、ガラスの生産性のことを考慮すると、その含有量
は4%以下であることがさらに好ましい。
In addition to the above components, Li 2 O, Na 2 O, K 2 O, CaO, SrO, BaO, Fe 2 O, as long as desired properties are not impaired.
3 , up to 5% of rare earth metal oxide components such as Ga 2 O 3 , B 2 O 3 , P 2 O 5 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 and La 2 O 3 are added to the crystallized glass 2. sell. However, since these components significantly lower the Young's modulus of the glass and hinder the precipitation of the main crystal, it is desirable to suppress the amount of the components to 5% or less. Further, considering the productivity of glass, the content is more preferably 4% or less.

【0059】As2O3とSb2O3は元のガラスの均質化を図る
ために脱泡剤として添加される成分である。各ガラスの
高温粘性に応じて適当量のAs2O3やSb2O3或いはAs2O3+S
b2O3をガラスに添加するともっと均質なガラスが得られ
る。しかし、これらの脱泡剤の添加量が多くなり過ぎる
とすると、ガラスの比重が上昇してヤング率を低下させ
る傾向があり、また溶解用白金るつぼと反応して、るつ
ぼにダメージを与える恐れもある。そこで、ので、As2O
3+Sb2O3の添加量は2%以下とすることが好ましい。特
にAs2O3+Sb2O3の添加量は1.5%以下であることが好ま
しい。
As 2 O 3 and Sb 2 O 3 are components added as defoaming agents to homogenize the original glass. Appropriate amount of As 2 O 3 , Sb 2 O 3 or As 2 O 3 + S according to high temperature viscosity of each glass
Adding b 2 O 3 to the glass results in a more homogeneous glass. However, if the amount of these defoamers is too large, the specific gravity of the glass tends to increase and the Young's modulus tends to decrease, and it may react with the melting platinum crucible and damage the crucible. is there. So, as 2 O
It is preferable that the addition amount of 3 + Sb 2 O 3 be 2% or less. In particular, the addition amount of As 2 O 3 + Sb 2 O 3 is preferably 1.5% or less.

【0060】結晶化ガラス2−1における主結晶相は、
例えば、MgO・SiO2及び(Mg・Al )SiO3の組成を有するエン
スタタイト(エンスタタイト固溶体を含む)結晶相、ま
たはα-石英固溶体若しくは石英系結晶を含む。エンス
タタイトは含まず、エンスタタイト固溶体のみを含む場
合もある。また、エンスタタイトには、クリノエンスタ
タイト、プロトエンスタタイト及びエンスタタイトが包
含される。α−石英固溶体は、例えば、2MgO・2 Al2 O3
5SiO2、MgO・ Al2 O3・3SiO2及びMgO・ Al2 O3・3SiO2 から
選ばれることができる。尚、主結晶相とは、ガラス中の
結晶(X線回折でその種類が特定可能な結晶)のうち他
の結晶相に比べて多い結晶である。結晶化ガラス2−1
において、主結晶であるα−石英固溶体及びエンスタタ
イト(エンスタタイト固溶体を含む)の合計は50体積
%以上である。また、結晶化ガラス2−2は、例えば、
MgO・SiO2及び(Mg・Al )SiO3の組成を有するエンスタタイ
ト(エンスタタイト固溶体を含む)結晶相及びα−石英
固溶体を合計で50体積%以上含有する。
The main crystal phase in the crystallized glass 2-1 is:
For example, MgO.SiO 2 and (Mg.Al ) Includes an enstatite (including enstatite solid solution) crystal phase having a composition of SiO 3 , or α-quartz solid solution or quartz-based crystal. In some cases, enstatite is not included and only enstatite solid solution is included. Further, enstatite includes clinoenstatite, protoenstatite and enstatite. α-quartz solid solution is, for example, 2MgO 2 Al 2 O 3
5SiO 2, MgO · Al 2 O 3 · 3SiO 2 and can be selected from MgO · Al 2 O 3 · 3SiO 2. Note that the main crystal phase is a crystal in the glass (a crystal whose type can be specified by X-ray diffraction) which is larger than other crystal phases. Crystallized glass 2-1
In the above, the total of α-quartz solid solution and enstatite (including enstatite solid solution) which are main crystals is 50% by volume or more. The crystallized glass 2-2 is, for example,
MgO ・ SiO 2 and (Mg ・ Al ) It contains an enstatite (including enstatite solid solution) crystal phase having a composition of SiO 3 and α-quartz solid solution in a total of 50% by volume or more.

【0061】本発明の結晶化ガラス2−3及び2−4に
おいては、結晶相として、X線回折パターン中に石英に
特有の回折パターンとほぼ同等の回折パターンが観測さ
れる石英系結晶、並びにエンスタタイト及び/又はエン
スタタイト固溶体を含む。さらにこの結晶化ガラスは、
比重が2.9以上であることができる。結晶化ガラス基板
2−3においては、石英系結晶、並びにエンスタタイト
及び/又はエンスタタイト固溶体を主結晶相として含
む。この場合の主結晶相とは、本発明の効果を得るため
に必須の結晶相であり、ガラス中の結晶(X線回折でそ
の種類が特定可能な結晶)のうち他の結晶相に比べて多
い結晶である。また、結晶化ガラス基板2−4において
は、石英系結晶、並びにエンスタタイト及び/又はエン
スタタイト固溶体を50体積%以上含有する。
In the crystallized glasses 2-3 and 2-4 of the present invention, a quartz-based crystal in which, as a crystal phase, a diffraction pattern substantially equivalent to a diffraction pattern specific to quartz is observed in an X-ray diffraction pattern; Contains enstatite and / or enstatite solid solution. Furthermore, this crystallized glass
The specific gravity can be 2.9 or more. The crystallized glass substrate 2-3 contains a quartz-based crystal and enstatite and / or enstatite solid solution as a main crystal phase. In this case, the main crystal phase is an essential crystal phase for obtaining the effect of the present invention, and compared with other crystal phases in the crystals (crystals whose type can be specified by X-ray diffraction) in the glass. Many crystals. The crystallized glass substrate 2-4 contains quartz-based crystals and enstatite and / or enstatite solid solution in an amount of 50% by volume or more.

【0062】また、結晶化ガラス2−3及び2−4は、
比重が2.9以上である。X線回折パターン中に石英に特
有の回折パターンとほぼ同等の回折パターンが観測され
る石英系結晶は、石英の結晶系をほぼ維持しつつ、その
他の酸化物分子を固溶しているものと考えられ、そのた
め、X線回折パターン中に石英に特有の回折パターンと
ほぼ同等の回折パターンが観測される。また、このた
め、石英系結晶の代わりに石英結晶を含む結晶化ガラス
と比較すると比重が大きい2.9以上である。結晶化ガラ
ス2−3及び2−4の比重の上限は約3.5である。結晶
化ガラス2は、概ね、3.0〜3.2の間の比重を有する。
Further, the crystallized glasses 2-3 and 2-4 are:
Specific gravity is 2.9 or more. A quartz-based crystal in which a diffraction pattern almost equivalent to that specific to quartz is observed in the X-ray diffraction pattern is one in which other oxide molecules are dissolved in a solid solution while almost maintaining the crystal system of quartz. It is conceivable that, for this reason, a diffraction pattern almost equivalent to the diffraction pattern specific to quartz is observed in the X-ray diffraction pattern. For this reason, the specific gravity is 2.9 or more, which is larger than that of crystallized glass containing quartz crystals instead of quartz-based crystals. The upper limit of the specific gravity of the crystallized glasses 2-3 and 2-4 is about 3.5. The crystallized glass 2 generally has a specific gravity of between 3.0 and 3.2.

【0063】さらに上記の主結晶相のほか少量のスピネ
ル、ムライト、フォステライト、コージェライト、チタ
ン酸塩などその他の結晶を含むこともできる。チタン酸
塩はエンスタタイト及びα-石英固溶体または石英系結
晶の結晶核として作用し得る。結晶化ガラス2は、例え
ば、α-石英固溶体または石英系結晶が約40体積%、
エンスタタイト(エンスタタイト固溶体を含む)が約2
5−30体積%、チタン酸塩が約10−15体積%であ
ることができる。結晶化ガラス2において、ガラス中の
結晶の割合は、おおよそ20%以上であることが好まし
い。但し、ガラス中の結晶の割合が80%を超えると結
晶の粒子径が大きくなりやすく好ましくない。ガラス中
の結晶の割合は、40〜80%、特に45〜80%の範
囲であることが好ましい。
Further, in addition to the above-mentioned main crystal phase, a small amount of other crystals such as spinel, mullite, fosterite, cordierite, titanate and the like can be contained. Titanate can act as a crystal nucleus for enstatite and α-quartz solid solutions or quartz-based crystals. The crystallized glass 2 contains, for example, about 40% by volume of α-quartz solid solution or quartz-based crystal,
About 2 enstatite (including enstatite solid solution)
5-30% by volume, the titanate can be about 10-15% by volume. In the crystallized glass 2, the ratio of crystals in the glass is preferably about 20% or more. However, if the proportion of crystals in the glass exceeds 80%, the crystal particle size tends to increase, which is not preferable. The proportion of crystals in the glass is preferably in the range of 40-80%, especially 45-80%.

【0064】結晶化ガラス2に含まれる結晶(エンスタ
タイト、その固溶体及び/またはα-石英固溶体若しく
は石英系結晶)の粒子径は10〜1000nm範囲にあること
が好ましい。より好ましくは10〜700nm、さらに好ま
しくは10〜300nm、特に好ましくは10〜100nmの範囲で
ある。結晶粒子の粒径の平均値が、1000nm(1μm)
以下であることで、ガラスの機械強度を低下させること
なく、かつ研磨加工時に結晶の欠落を引き起こしてガラ
スの表面粗度を悪化させることもない。
The particle diameter of the crystals (enstatite, a solid solution thereof and / or α-quartz solid solution or quartz crystal) contained in the crystallized glass 2 is preferably in the range of 10 to 1000 nm. The range is more preferably from 10 to 700 nm, still more preferably from 10 to 300 nm, and particularly preferably from 10 to 100 nm. The average value of the crystal particle diameter is 1000 nm (1 μm)
By being less than or equal to the above, the mechanical strength of the glass is not reduced, and the surface roughness of the glass is not deteriorated due to the lack of crystals during polishing.

【0065】[結晶化ガラス3]結晶化ガラスとして
は、SiO2:42−65モル%、Al2O3:0−15モル%、MgO:5
−30モル%、Y2O3:0.5−8モル%、Li2O:10モル%を超
え、25モル%以下、を含有し、主結晶相がβ―石英固溶
体及び/又はエンスタタイトである結晶化ガラス3が好
ましい。
[Crystalized Glass 3] As crystallized glass, SiO 2 : 42-65 mol%, Al 2 O 3 : 0-15 mol%, MgO: 5
-30 mol%, Y 2 O 3 : 0.5-8 mol%, Li 2 O: more than 10 mol% and 25 mol% or less, and the main crystal phase is β-quartz solid solution and / or enstatite Crystallized glass 3 is preferred.

【0066】結晶化ガラス3においてSiO2はガラスの網
目構造の形成物であり、主な析出結晶であるβ−石英固
溶体やエンスタタイトの構成成分でもある。また、主結
晶ではないが、β−スポジュメン固溶体の構成成分でも
ある。SiO2の含有量は42%未満では溶解したガラスが不
安定なので、高温成形ができなくなる傾向がある上、上
記のような結晶を主結晶として析出し難しくなる。ま
た、SiO2の含有量が42%より少なくなると、残存ガラス
マトリックス相の化学耐久性が悪化し、耐熱性も悪化す
る傾向もある。一方、SiO2の含有量が65%を超えるとガ
ラスのヤング率が急激に小さくなる傾向がある。このよ
うに、SiO2の含有量は、析出結晶種及びその析出量、ヤ
ング率、化学耐久性、耐熱性及び成形・生産性を考慮す
ると、42〜65%の範囲であり、下限は、好ましく45%以
上、より好ましくは、48%以上であり、上限は好ましく
は62%以下、より好ましくは60%以下である。
In the crystallized glass 3, SiO 2 is a formation of a network structure of glass, and is also a component of β-quartz solid solution and enstatite, which are main precipitated crystals. Although not a main crystal, it is also a component of β-spodumene solid solution. If the content of SiO 2 is less than 42%, the melted glass is unstable, so there is a tendency that high-temperature molding cannot be performed, and it becomes difficult to precipitate the above crystals as main crystals. Further, when the content of SiO 2 is less than 42%, the chemical durability of the remaining glass matrix phase deteriorates, and the heat resistance also tends to deteriorate. On the other hand, when the content of SiO 2 exceeds 65%, the Young's modulus of the glass tends to rapidly decrease. Thus, the content of SiO 2 is in the range of 42 to 65% in consideration of the precipitated crystal seeds and the amount of the precipitated crystal, Young's modulus, chemical durability, heat resistance and molding / productivity, and the lower limit is preferably It is at least 45%, more preferably at least 48%, and the upper limit is preferably at most 62%, more preferably at most 60%.

【0067】Al2O3はガラスの中間酸化物であり、主な
結晶種であるβ−石英固溶体の構成成分でもある。Al2O
3の導入は準安定なβ-石英固溶体結晶の析出を促進し、
ガラス表面硬度の向上に寄与する。しかし、Al2O3の含
有量が 15%を超えると、溶融温度や液相温度が高くな
ってガラスが溶けにくくなるうえ、成形しにくくなる。
そこで、Al2O3の含有量は15%以下とする。ガラスの溶解
性、高温度成形性、析出結晶種などのことを考慮する
と、Al2O3の含有量は0〜15%の範囲とし、下限は好まし
くは1%以上、より好ましくは2%以上であり、上限は好ま
しくは10%以下、より好ましくは7%以下である。さら
に、SiO2+ Al2O3の含有量は、ガラスに成形可能な高温
粘性を持たせるという観点から50%以上であることが好
ましく、より好ましくは55%以上である。
Al 2 O 3 is an intermediate oxide of glass and also a component of β-quartz solid solution, which is a main crystal seed. Al 2 O
The introduction of 3 promotes the precipitation of metastable β-quartz solid solution crystals,
Contributes to improvement of glass surface hardness. However, when the content of Al 2 O 3 exceeds 15%, the melting temperature and the liquidus temperature increase, so that the glass becomes difficult to melt and is difficult to mold.
Therefore, the content of Al 2 O 3 is set to 15% or less. Soluble glass, high temperature moldability, considering that such precipitated crystals species, the content of Al 2 O 3 is in the range from 0 to 15% lower limit is preferably 1% or more, more preferably 2% or more And the upper limit is preferably 10% or less, more preferably 7% or less. Further, the content of SiO 2 + Al 2 O 3 is preferably 50% or more, more preferably 55% or more, from the viewpoint of giving the glass a high-temperature viscosity that can be formed.

【0068】MgOはSiO2成分とともに原ガラスの熱処理
によりβ−石英固溶体やエンスタタイト結晶を生成し、
硬度や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。しかし、MgOの含有量
が 5%未満では上記のような効果が得られない。さら
に、MgOの含有量が少なくなると、ガラスの失透傾向
も、溶融温度も高くなるので、MgOの含有量は5%以上と
する。一方、MgOの含有量が30モル%を超えると、ガラ
スの液相温度が急激に高くなり、生産性や加工性も悪化
する。そこで、MgOの含有量は30%以下とする。MgOの含
有量はガラスの生産性や溶融性及び機械強度などのこと
を考慮すると、5〜30%の範囲であり、下限は、好ましく
は7%以上、より好ましくは10%以上であり、上限は好ま
しくは25%以下、より好ましくは20%以下である。
MgO forms β-quartz solid solution and enstatite crystal by heat treatment of raw glass together with SiO 2 component,
It is a very important component having the effect of maintaining transparency while improving hardness and heat resistance. However, if the content of MgO is less than 5%, the above effects cannot be obtained. Furthermore, when the content of MgO decreases, the tendency of devitrification of the glass and the melting temperature also increase, so the content of MgO is set to 5% or more. On the other hand, when the content of MgO exceeds 30 mol%, the liquidus temperature of the glass rapidly increases, and the productivity and workability also deteriorate. Therefore, the content of MgO is set to 30% or less. The content of MgO is in the range of 5 to 30% in consideration of productivity, melting property and mechanical strength of the glass, and the lower limit is preferably 7% or more, more preferably 10% or more, and the upper limit. Is preferably 25% or less, more preferably 20% or less.

【0069】結晶化ガラス3は、Y2O3を含有する。少な
くとも0.5%のY2O3を導入することによって結晶化ガラス
のヤング率を5Gpa程度増大させ、かつ液相温度を50℃
程度低減することができる。さらに、少なくとも0.5%の
Y2O3を導入することによってガラスの熱的な安定性を向
上させることもできる。このように、少量のY2O3を導入
することによってガラスの特性や生産性を格段に向上さ
せることができる。しかし、Y2O3は上記のガラス主結晶
の核生成を抑制する作用も有するので、Y2O3の導入量が
多くなり過ぎると、ガラスは熱処理中で表面結晶化を起
こし、目標とする表面平滑性を有する結晶化ガラスが得
難くなる傾向がある。そこで、Y2O3の含有量を8%以下
とする。Y2O3の含有量の下限は、好ましくは0.5%であ
り、より好ましくは1%である。Y2O3の含有量の上限は、
好ましくは5%であり、より好ましくは3%である。
The crystallized glass 3 contains Y 2 O 3 . By introducing at least 0.5% of Y 2 O 3 , the Young's modulus of the crystallized glass is increased by about 5 GPa, and the liquidus temperature is raised to 50 ° C.
To some extent. In addition, at least 0.5%
The introduction of Y 2 O 3 can also improve the thermal stability of the glass. Thus, by introducing a small amount of Y 2 O 3 , the properties and productivity of the glass can be remarkably improved. However, since Y 2 O 3 also has the function of suppressing the nucleation of the above glass main crystal, if the introduction amount of Y 2 O 3 becomes too large, the glass undergoes surface crystallization during heat treatment, and the target There is a tendency that it is difficult to obtain crystallized glass having surface smoothness. Therefore, the content of Y 2 O 3 is set to 8% or less. The lower limit of the content of Y 2 O 3 is preferably 0.5%, more preferably 1%. The upper limit of the content of Y 2 O 3 is
Preferably it is 5%, more preferably 3%.

【0070】Li2OはSiO2とともに原ガラスの熱処理によ
りβ−石英固溶体やβ−スポジュメン固溶体等の結晶を
生成し、ガラスの液相温度や結晶化処理温度を低める効
果を有する成分である。Li2Oの含有量は10%以下では上
記のような効果が得られない。さらに、Li2Oの含有量が
10%以下では、ガラスの溶融温度も高くなり、ガラスデ
ィスク成形の作業温度幅も狭くなってしまう。そこで、
Li2Oの含有量は10%を超えることが適当である。一方、L
i2Oの含有量が25%を超えると、ガラスが非常に不安定と
なり、得られた結晶化ガラスのヤング率も大きく低下す
る傾向がある。そこで、Li2Oの含有量は25%以下とす
る。ガラスの生産性、化学耐久性、機械的な特性を考慮
すると、Li2Oの含有量の下限は、好ましくは10.5%以
上、より好ましくは11%以上である。また、Li2Oの含有
量の上限は、好ましくは22%以下、より好ましくは20%以
下である。
Li 2 O is a component that produces a crystal such as β-quartz solid solution or β-spodumene solid solution by heat treatment of the raw glass together with SiO 2 , and has the effect of lowering the liquidus temperature and the crystallization temperature of the glass. If the content of Li 2 O is 10% or less, the above effects cannot be obtained. Furthermore, the content of Li 2 O
If it is less than 10%, the melting temperature of the glass will be high, and the working temperature range of the glass disk molding will be narrow. Therefore,
Suitably, the content of Li 2 O exceeds 10%. On the other hand, L
When the content of i 2 O exceeds 25%, the glass becomes very unstable, and the Young's modulus of the obtained crystallized glass tends to decrease significantly. Therefore, the content of Li 2 O is set to 25% or less. In consideration of productivity, chemical durability and mechanical properties of glass, the lower limit of the content of Li 2 O is preferably 10.5% or more, more preferably 11% or more. Further, the upper limit of the content of Li 2 O is preferably 22% or less, more preferably 20% or less.

【0071】結晶化ガラス3は、主結晶相としてβ―石
英固溶体及びエンスタタイトの一方または両方を含有す
る。β―石英固溶体の結晶相は、2MgO・2Al2O3・5SiO2、M
gO・Al2O3・3SiO2、及びMgO・Al2O3・4SiO2からなる群から
選ばれる1種又は2種以上の組成を有するが準安定なク
オーツ(石英固溶体)である。また、エンスタタイトの
結晶相は、例えば、Mg2Si2O6の組成を有するクリノエン
スタタイト結晶相であることができる。さらに結晶化ガ
ラス3は、上記の結晶の他に、結晶相としてβ−スポジ
ュメン固溶体などその他の結晶を含むこともできる。
The crystallized glass 3 contains one or both of β-quartz solid solution and enstatite as a main crystal phase. The crystal phase of β-quartz solid solution is 2MgO ・ 2Al 2 O 3・ 5SiO 2 , M
gO · Al 2 O 3 · 3SiO 2, and has one or more compositions selected from the group consisting of MgO · Al 2 O 3 · 4SiO 2 is metastable quartz (quartz solid solution). Further, the crystal phase of enstatite can be, for example, a clinoenstatite crystal phase having a composition of Mg 2 Si 2 O 6 . Further, the crystallized glass 3 can also contain other crystals such as a β-spodumene solid solution as a crystal phase in addition to the above crystals.

【0072】結晶化ガラス3に含まれる上記結晶の結晶
粒子粒径は、本発明の結晶化ガラスを表面粗さRaが0.1
−0.9nmの範囲となるように研磨表面を形成できる程度
であることが好ましく、より好ましくは結晶相の結晶粒
子粒径が、表面粗さRaが0.1−0.5nmの範囲となるように
研磨表面を形成できる程度である。結晶化ガラスに含ま
れる結晶相の結晶粒子粒径が上記範囲となることで、優
れた表面平滑性を有する情報記録ディスクを提供するこ
とができる。
The crystal grain size of the above crystals contained in the crystallized glass 3 is such that the crystallized glass of the present invention has a surface roughness Ra of 0.1.
It is preferable that the polished surface can be formed so as to be in the range of −0.9 nm, more preferably the crystal particle diameter of the crystal phase, and the polished surface such that the surface roughness Ra is in the range of 0.1-0.5 nm. Can be formed. When the crystal particle diameter of the crystal phase contained in the crystallized glass falls within the above range, an information recording disk having excellent surface smoothness can be provided.

【0073】結晶化ガラス3において、ガラスの組成
は、原ガラスの液相温度が1200℃以下となるように
選択することが好ましい。より好ましくは、原ガラスの
液相温度が1150℃以下となるように選択する。原ガ
ラスの液相温度が低いことで、結晶化ガラス基板の製造
が容易となる。即ち、ガラス基板を製造する際に行われ
る原料の熔解、成形等の工程において、著しく高い温度
を用いる必要がないため、熔解炉や成形型の材質の採用
範囲が広がる等、製造が容易になると言う利点がある。
In the crystallized glass 3, the composition of the glass is preferably selected so that the liquidus temperature of the raw glass is 1200 ° C. or less. More preferably, it is selected such that the liquidus temperature of the raw glass is 1150 ° C. or less. The low liquidus temperature of the raw glass facilitates the production of a crystallized glass substrate. That is, in the process of melting the raw materials performed when manufacturing the glass substrate, in the steps of molding, etc., it is not necessary to use a remarkably high temperature, so that the range of adoption of the material of the melting furnace and the forming die is widened and the manufacturing becomes easy. There is an advantage to say.

【0074】TiO2、ZrO2、及びP2O5は、いずれも結晶核
の生成剤として作用し、β石英固溶体やエンスタタイト
などの微細結晶粒子の析出を促進する。また、SiO2の含
有量が比較的少ない場合には、ガラスに熱的な安定性を
持たせる成分でもある。従って、結晶化ガラス3は、Ti
O2、ZrO2、及びP2O5の少なくとも1種を含むことが好ま
しい。その場合、TiO2+ZrO2+P2O5の合計含有量が5%未満
では、主結晶の核生成剤としての効果が十分に得られ
ず、ガラスが表面結晶化となり、均質な結晶化ガラスの
作製が難しい傾向がある。そこで、TiO2、ZrO2、及びP2
O5の合計含有量を5%以上にすることが好ましい。一
方、TiO2、ZrO2、及びP2O5の合計含有量が18%を超える
と、ガラスの高温粘性が低くなりすぎて分相したり、失
透したりするので、ガラスの生産性は極端に悪化してし
まう傾向がある。そこで、TiO2+ZrO2+P2O5の合計含有量
は18%以下にすることが好ましい。ガラスの生産性、化
学耐久性、高温粘性、結晶核生成などのことを考慮する
と、TiO2+ZrO2+P2O5の合計含有量は、上述のように5〜1
8%の範囲であることが好ましい。TiO2+ZrO2+P2O5の合計
含有量の下限は、好ましくは6%以上、より好ましい7%
以上であり、上限は好ましくは15%以下、より好ましく
は13%以下である。
TiO 2 , ZrO 2 , and P 2 O 5 all act as crystal nucleus generating agents, and promote the precipitation of fine crystal particles such as β-quartz solid solution and enstatite. Also, when the content of SiO 2 is relatively small, it is a component that imparts thermal stability to the glass. Therefore, the crystallized glass 3 is made of Ti
It preferably contains at least one of O 2 , ZrO 2 , and P 2 O 5 . In that case, if the total content of TiO 2 + ZrO 2 + P 2 O 5 is less than 5%, the effect as a nucleating agent of the main crystal is not sufficiently obtained, the glass is surface crystallized, and homogeneous crystallization is performed. Glass fabrication tends to be difficult. Therefore, TiO 2 , ZrO 2 , and P 2
It is preferable that the total content of O 5 be 5% or more. On the other hand, if the total content of TiO 2 , ZrO 2 , and P 2 O 5 exceeds 18%, the high-temperature viscosity of the glass becomes too low, causing phase separation or devitrification. There is a tendency to be extremely deteriorated. Therefore, the total content of TiO 2 + ZrO 2 + P 2 O 5 is preferably 18% or less. Glass productivity, chemical durability, high temperature viscosity, considering that such crystal nucleation, the total content of TiO 2 + ZrO 2 + P 2 O 5 , as described above 5 to 1
It is preferably in the range of 8%. The lower limit of the total content of TiO 2 + ZrO 2 + P 2 O 5 is preferably 6% or more, more preferably 7%.
The upper limit is preferably 15% or less, more preferably 13% or less.

【0075】Na2O、K2O、CaO、SrO、BaO、ZnO、NiOなど
のアルカリ及びアルカリ土類金属酸化物成分は、主にガ
ラス高温粘性を調整し、失透傾向を抑え、結晶粒子を均
質化することができる成分である。これらの成分の少な
くとも1つをガラスに添加することで、ガラスのヤング
率は多少小さくなるが、ガラスの生産性が向上し、結晶
化粒子の粒径が均質化するなど、ガラスの他の特性を改
善することができる。ガラスのヤング率、生産性、結晶
化ガラスの表面平滑性、強度などの特性を考慮するとNa
2Oの含有量は0〜10%の範囲、K2Oの含有量は0〜10%の
範囲であり、かつNa2O+K2Oの含有量は10%以下であるこ
とが好ましい。Na2O、K2O及びNa2O+K2Oの含有量は、い
ずれも好ましくは8%以下である。また、同様に、CaOの
含有量は0−10%の範囲、SrOの含有量は0−10%の範
囲、BaOの含有量は0−10%の範囲、ZnOの含有量は0−10
%の範囲、NiOの含有量は0−10%の範囲であり、かつCa
O+SrO+BaO+ZnO+NiOの含有量は10モル%以下であること
が好ましい。さらに、CaO、SrO、BaO、ZnO、NiO及びCaO
+SrO+BaO+ZnO+NiOの含有量は、いずれも好ましくは8%以
下である。
Alkali and alkaline earth metal oxide components such as Na 2 O, K 2 O, CaO, SrO, BaO, ZnO, and NiO mainly adjust the high-temperature viscosity of glass, suppress the tendency of devitrification, Is a component that can be homogenized. By adding at least one of these components to the glass, the Young's modulus of the glass is somewhat reduced, but other properties of the glass, such as improving the productivity of the glass and homogenizing the size of the crystallized particles, Can be improved. Considering properties such as Young's modulus of glass, productivity, surface smoothness and strength of crystallized glass, Na
The content of 2 O 0 to 10% of the range, the content of K 2 O is in the range of 0 to 10%, and the content of Na 2 O + K 2 O is preferably 10% or less. The contents of Na 2 O, K 2 O and Na 2 O + K 2 O are all preferably 8% or less. Similarly, the content of CaO is in the range of 0-10%, the content of SrO is in the range of 0-10%, the content of BaO is in the range of 0-10%, and the content of ZnO is 0-10%.
%, The content of NiO is in the range of 0-10%, and
The content of O + SrO + BaO + ZnO + NiO is preferably at most 10 mol%. Furthermore, CaO, SrO, BaO, ZnO, NiO and CaO
The content of + SrO + BaO + ZnO + NiO is preferably at most 8%.

【0076】結晶化ガラス3は、上記の成分の他に、所
望の特性を損なわない範囲でB2O3、Nb2O5、Ta2O5、及び
La2O3等の希土類金属酸化物成分を含有することができ
る。しかし、これらの成分は著しくガラスのヤング率を
低下させる。そこで、B2O3の含有量は0−5%の範囲、R2
O3の含有量は0−5%の範囲(但し、Rは希土類金属イオ
ン(例えば、Nd3+、Pr3+、Pm3+、Sm3+、Eu3+、Gd3+、Tb
3+、Dy3+、Ho3+、Er3+、Tm3+、Yb3+)である)、CeO2
含有量は0−5%の範囲、N2O5の含有量は0−5%の範囲
(但し、NはNbまたはTaである)とし、かつB2O3+R2O3+
CeO2+N2O5≦5モル%であることが好ましい。さらに、
ガラスの生産性を考慮すると、上記各成分の含有量及び
合計の含有量は4%以下にすることがさらに好ましい。
In addition to the above components, the crystallized glass 3 contains B 2 O 3 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 and
A rare earth metal oxide component such as La 2 O 3 can be contained. However, these components significantly reduce the Young's modulus of the glass. Accordingly, B 2 content of O 3 in the range of 0-5%, R 2
The content of O 3 is in the range of 0-5% (where R is a rare earth metal ion (for example, Nd 3+ , Pr 3+ , Pm 3+ , Sm 3+ , Eu 3+ , Gd 3+ , Tb 3
3+ , Dy 3+ , Ho 3+ , Er 3+ , Tm 3+ , Yb 3+ )), the content of CeO 2 is in the range of 0-5%, and the content of N 2 O 5 is 0- 5% (where N is Nb or Ta), and B 2 O 3 + R 2 O 3 +
Preferably, CeO 2 + N 2 O 5 ≦ 5 mol%. further,
In consideration of the productivity of glass, the content of each of the above components and the total content are more preferably 4% or less.

【0077】As2O3とSb2O3は、結晶化ガラスの原料とな
るガラスの均質化を図るために脱泡剤として添加される
成分である。各ガラスの高温粘性に応じて適当量のAs2O
3及びSb2O3の一方又は両方をガラスに添加することで、
より均質なガラスが得られる。しかし、これら脱泡剤の
添加量が多くなり過ぎると、ガラスの比重が上昇してヤ
ング率を低下させる傾向があり、また溶解用白金るつぼ
と反応し、るつぼにダメージを与える恐れもある。そこ
で、As2O3の含有量は0−2%の範囲、Sb2O3の含有量は0
−2%の範囲とし、かつAs2O3+Sb2O3≦2モル%とするこ
とが好ましい。特に、As2O3、Sb2O3及びAs2O3+Sb2O3
含有量は、いずれも1.5%以下であることが好ましい。
As 2 O 3 and Sb 2 O 3 are components added as defoaming agents in order to homogenize glass as a raw material of crystallized glass. An appropriate amount of As 2 O according to the high temperature viscosity of each glass
By adding one or both of 3 and Sb 2 O 3 to the glass,
A more homogeneous glass is obtained. However, when the amount of the defoamer added is too large, the specific gravity of the glass tends to increase and the Young's modulus tends to decrease, and the glass may react with the melting platinum crucible and damage the crucible. Therefore, the content of As 2 O 3 is in the range of 0 to 2 %, and the content of Sb 2 O 3 is 0%.
It is preferred that the content be in the range of −2% and that As 2 O 3 + Sb 2 O 3 ≦ 2 mol%. In particular, the content of each of As 2 O 3 , Sb 2 O 3 and As 2 O 3 + Sb 2 O 3 is preferably 1.5% or less.

【0078】[結晶化ガラス4]結晶化ガラスとして
は、SiO2:35−55モル%、Al2O3:0モル%以上、
5モル%未満、但し、SiO2+Al2O3≧40モル%、MgO:2
5−45モル%、Y2O3:0.5−8モル%、ZrO2:0−
10モル%、TiO2:0−12モル% 但し、ZrO2+TiO2:4.5−18モル%を含有し、主結
晶相がエンスタタイト及び/又はβ−石英固溶体である
結晶化ガラス4であることが好ましい。
[Crystallized glass 4] As crystallized glass, SiO 2 : 35-55 mol%, Al 2 O 3 : 0 mol% or more,
Less than 5 mol%, provided that SiO 2 + Al 2 O 3 ≧ 40 mol%, MgO: 2
5-45 mol%, Y 2 O 3: 0.5-8 mol%, ZrO 2: 0-
Crystallized glass 4 containing 10 mol%, TiO 2 : 0-12 mol%, wherein ZrO 2 + TiO 2 : 4.5-18 mol%, and the main crystal phase is enstatite and / or β-quartz solid solution It is preferable that

【0079】結晶化ガラス4においてSiO2はガラスの網
目構造の形成物であり、主な析出結晶であるエンスタタ
イトやβ−石英固溶体の構成成分でもある。SiO2の含有
量が35%未満では溶解したガラスが非常に不安定なの
で、高温成形ができなくなる傾向があるうえ、上記のよ
うな結晶も析出し難しくなる。また、SiO2の含有量が35
%より少なくなると、残存ガラスマトリックス相の化学
耐久性が悪化し、耐熱性も悪化する場合もある。一方、
SiO2の含有量が55%を超えると、ガラスのヤング率が急
激に小さくなる傾向がある。そこで、析出結晶種及びそ
の析出量、化学耐久性、耐熱性及び成形・生産性を考慮
すると、SiO2の含有量の下限は35%であり、上限は55%で
ある。SiO2の含有量の下限は、好ましくは37%であり、
より好ましくは40%である。また、SiO2の含有量の上限
は、好ましくは54%であり、より好ましくは53%である。
In the crystallized glass 4, SiO 2 is a formed product of a glass network structure, and is also a constituent component of enstatite and β-quartz solid solution, which are main precipitated crystals. If the content of SiO 2 is less than 35%, the melted glass is very unstable, so that high-temperature molding tends to be impossible, and the above-mentioned crystals also become difficult to precipitate. In addition, the content of SiO 2 is 35
If the amount is less than 10%, the chemical durability of the remaining glass matrix phase deteriorates, and the heat resistance may also deteriorate. on the other hand,
When the content of SiO 2 exceeds 55%, the Young's modulus of the glass tends to sharply decrease. Therefore, in consideration of the precipitated crystal seeds and the amount of precipitation, chemical durability, heat resistance, and molding / productivity, the lower limit of the content of SiO 2 is 35%, and the upper limit is 55%. The lower limit of the content of SiO 2 is preferably 37%,
More preferably, it is 40%. Further, the upper limit of the content of SiO 2 is preferably 54%, more preferably 53%.

【0080】Al2O3はガラスの中間酸化物であり、主な
結晶種のβ−石英固溶体の構成成分でもある。Al2O3
導入は準安定なβ−石英固溶体結晶の析出を促進し、ガ
ラス表面硬度の向上に寄与する。しかし、Al2O3の含有
量が 5%以上であると、溶融温度や液相温度が高くなっ
てガラスが溶けにくくなるうえ、成形しにくくなる。そ
こで、Al2O3の含有量は5%未満とする。ガラスの溶解
性、高温度成形性、析出結晶種などのことを考慮する
と、Al2O3の含有量の下限は、好ましくは0%であり、よ
り好ましくは1%である。Al2O3の含有量の上限は、好ま
しくは4.5%であり、より好ましくは4%である。尚、上記
のようにAl2O3は必ずしも含有されなくても良いが、ガ
ラスに十分な化学耐久性、量産可能な熱的安定性を付与
するという観点から、SiO2とAl2O3との合計含有量(SiO2
+Al2O3)は40モル%以上とする。そのため、Al2O3が含有
されない場合、SiO2の含有量は40モル%以上とする。ま
た、SiO2とAl2O3との合計含有量は、好ましくは42モル
%以上である。
Al 2 O 3 is an intermediate oxide of glass and is also a component of β-quartz solid solution of the main crystal seed. The introduction of Al 2 O 3 promotes the precipitation of metastable β-quartz solid solution crystals and contributes to the improvement of the glass surface hardness. However, when the content of Al 2 O 3 is 5% or more, the melting temperature and the liquidus temperature are increased, so that the glass is hardly melted and the glass is hardly formed. Therefore, the content of Al 2 O 3 is set to less than 5%. In consideration of the solubility of glass, high-temperature moldability, crystal seeds, and the like, the lower limit of the Al 2 O 3 content is preferably 0%, and more preferably 1%. The upper limit of the content of Al 2 O 3 is preferably 4.5%, more preferably 4%. As described above, Al 2 O 3 may not necessarily be contained, but from the viewpoint of imparting sufficient chemical durability to glass and thermal stability that can be mass-produced, SiO 2 and Al 2 O 3 are used. Total content (SiO 2
+ Al 2 O 3 ) is at least 40 mol%. Therefore, when Al 2 O 3 is not contained, the content of SiO 2 is set to 40 mol% or more. Further, the total content of SiO 2 and Al 2 O 3 is preferably at least 42 mol%.

【0081】MgOはSiO2成分とともに原ガラスの熱処理
によりエンスタタイト結晶を生成し、硬度や耐熱性を向
上しつつ透明性を維持させる効果を有する成分である。
MgOの含有量が 25%未満では上記のような効果は得られ
ない。そこで、MgOの含有量は25%以上とする。一方、Mg
Oの含有量が45モル%を超えると、ガラスの高温粘性が
急激に低くなって熱的に不安定となり、生産性や加工性
も悪化する傾向がある。そこで、MgOの含有量は45%以
下とする。MgOの含有量は、ガラスの生産性、化学耐久
性、高温粘性及び強度などのことを考慮すると、下限は
25%であり、上限は45%である。下限は、好ましくは28
%、より好ましくは32%であり、上限は好ましくは43%、
より好ましくは42%である。
MgO is a component having an effect of generating enstatite crystals by heat treatment of the raw glass together with the SiO 2 component and maintaining transparency while improving hardness and heat resistance.
If the MgO content is less than 25%, the above effects cannot be obtained. Therefore, the content of MgO is set to 25% or more. On the other hand, Mg
If the O content exceeds 45 mol%, the high-temperature viscosity of the glass rapidly decreases, becomes thermally unstable, and the productivity and workability tend to deteriorate. Therefore, the content of MgO is set to 45% or less. The lower limit of the content of MgO is given in consideration of glass productivity, chemical durability, high temperature viscosity and strength, etc.
25%, with an upper limit of 45%. The lower limit is preferably 28
%, More preferably 32%, the upper limit is preferably 43%,
More preferably, it is 42%.

【0082】結晶化ガラス4は、Y2O3を含有する。少な
くとも0.5%のY2O3を導入することによって結晶化ガラス
のヤング率を5Gpa程度増大させ、かつ液相温度を50℃
程度低減することができる。さらに、少なくとも0.5%の
Y2O3を導入することによってガラスの熱的な安定性を向
上させることもできる。このように、少量のY2O3を導入
することによってガラスの特性や生産性を格段に向上さ
せることができる。しかし、Y2O3は上記のガラス主結晶
の核生成を抑制する作用も有するので、Y2O3の導入量が
多くなり過ぎると、ガラスは熱処理中で表面結晶化を起
こし、目標とする表面平滑性を有する結晶化ガラスが得
難くなる傾向がある。そこで、Y2O3の含有量を8%以下
とする。Y2O3の含有量の下限は、好ましくは0.5%であ
り、より好ましくは1%である。Y2O3の含有量の上限は、
好ましくは5%であり、より好ましくは3%である。
The crystallized glass 4 contains Y 2 O 3 . By introducing at least 0.5% of Y 2 O 3 , the Young's modulus of the crystallized glass is increased by about 5 GPa, and the liquidus temperature is raised to 50 ° C.
To some extent. In addition, at least 0.5%
The introduction of Y 2 O 3 can also improve the thermal stability of the glass. Thus, by introducing a small amount of Y 2 O 3 , the properties and productivity of the glass can be remarkably improved. However, since Y 2 O 3 also has the function of suppressing the nucleation of the above glass main crystal, if the introduction amount of Y 2 O 3 becomes too large, the glass undergoes surface crystallization during heat treatment, and the target There is a tendency that it is difficult to obtain crystallized glass having surface smoothness. Therefore, the content of Y 2 O 3 is set to 8% or less. The lower limit of the content of Y 2 O 3 is preferably 0.5%, more preferably 1%. The upper limit of the content of Y 2 O 3 is
Preferably it is 5%, more preferably 3%.

【0083】TiO2とZrO2は結晶核の生成剤としてβ−石
英固溶体やエンスタタイトなどの結晶粒子の析出に欠か
せない成分であり、また、SiO2の含有量が少ない時、ガ
ラスの熱的な安定性を持たせる成分でもある。TiO2とZr
O2の合計含有量が4.5%未満では、主結晶の核生成剤とし
て十分に作用しないため、ガラスが表面結晶化を起こ
し、均質な結晶化ガラスの作製が困難となる。そこで、
TiO2とZrO2の合計含有量は4.5%以上とする。しかし、T
iO2とZrO2の合計含有量が18%を超えると、ガラスの高温
粘性が低くなりすぎて分相したり、失透したりするの
で、ガラスの生産性は極端に悪化してしまう傾向があ
る。そこで、TiO2とZrO2の合計含有量は18%以下にす
る。ガラスの生産性、化学耐久性、高温粘性、結晶核生
成などのことを考慮すると、TiO2とZrO2の合計含有量の
下限は4.5%であり、上限は18%である。TiO 2とZrO2の合
計含有量の下限は、好ましくは5%であり、上限は、好ま
しくは15%である。但し、ガラスの高温溶融性や熱的な
安定性を考慮すると、ZrO2の含有量は0〜10モル%の
範囲とし、TiO2の含有量は0〜12モル%の範囲とする
ことが適当である。
TiOTwoAnd ZrOTwoIs β-stone as a nucleating agent
Indispensable for precipitation of crystal particles such as British solid solution and enstatite
It is a component that does notTwoWhen the content of
It is also a component that gives the lath thermal stability. TiOTwoAnd Zr
OTwoIf the total content of is less than 4.5%,
Does not work well, causing glass crystallization.
However, it becomes difficult to produce a homogeneous crystallized glass. Therefore,
TiOTwoAnd ZrOTwoTotal content is 4.5% or more. But T
iOTwoAnd ZrOTwoIf the total content of
The viscosity is too low and the phases are separated or devitrified
Therefore, the productivity of glass tends to be extremely deteriorated.
You. Therefore, TiOTwoAnd ZrOTwoThe total content of
You. Glass productivity, chemical durability, high temperature viscosity, crystal nucleation
Considering the composition, TiOTwoAnd ZrOTwoOf the total content of
The lower limit is 4.5% and the upper limit is 18%. TiO TwoAnd ZrOTwoIf
The lower limit of the total content is preferably 5%, and the upper limit is preferably
Or 15%. However, high-temperature melting property of glass and thermal
Considering stability, ZrOTwoContent of 0 to 10 mol%
Range and then TiOTwoContent is in the range of 0 to 12 mol%
Is appropriate.

【0084】結晶化ガラス4は、主結晶相としてβ−石
英固溶体及びエンスタタイトの一方または両方を含有す
る。β−石英固溶体の結晶相は、2MgO・2Al2O3・5SiO2、M
gO・Al2O3・3SiO2、及びMgO・Al2O3・4SiO2からなる群から
選ばれる1種又は2種以上の組成を有するが準安定なク
オーツ(石英固溶体)である。また、エンスタタイトの
結晶相は、例えば、Mg2Si2O6の組成を有するクリノエン
スタタイト結晶相であることができる。
The crystallized glass 4 contains β-quartz solid solution and / or enstatite as a main crystal phase. crystal phase of β- quartz solid solution, 2MgO · 2Al 2 O 3 · 5SiO 2, M
gO · Al 2 O 3 · 3SiO 2, and has one or more compositions selected from the group consisting of MgO · Al 2 O 3 · 4SiO 2 is metastable quartz (quartz solid solution). Further, the crystal phase of enstatite can be, for example, a clinoenstatite crystal phase having a composition of Mg 2 Si 2 O 6 .

【0085】結晶化ガラス4に含まれる上記結晶の結晶
粒子粒径は、本発明の結晶化ガラスを表面粗さRaが0.1
−1.0nmの範囲となるように研磨表面を形成できる程度
であることが好ましく、より好ましくは結晶相の結晶粒
子粒径が、表面粗さRaが0.1−0.5nmの範囲となるように
研磨表面を形成できる程度である。結晶化ガラスに含ま
れる結晶相の結晶粒子粒径が上記範囲となることで、優
れた表面平滑性を有する情報記録ディスクを提供するこ
とができる。
The crystal grain size of the above crystals contained in the crystallized glass 4 is such that the crystallized glass of the present invention has a surface roughness Ra of 0.1.
It is preferable that the polishing surface can be formed so as to be in the range of −1.0 nm, more preferably the crystal particle diameter of the crystal phase, the surface roughness Ra is such that the surface roughness Ra is in the range of 0.1-0.5 nm. Can be formed. When the crystal particle diameter of the crystal phase contained in the crystallized glass falls within the above range, an information recording disk having excellent surface smoothness can be provided.

【0086】Li2O、Na2O、K2Oなどのアルカリ金属酸化
物はガラスの液相温度を下げ、結晶粒子をより細かく析
出させるために添加される成分である。例えば約2%程度
のLi 2OをMgO−Al2O3−SiO2−TiO2ガラスに導入すると、
ガラスのヤング率がほとんど変わらないのに対し、結晶
粒子の大きさはLi2Oを添加しないガラスと比べ約半分以
下となる。また、Li2O、Na2O、K2Oはガラスの液相温度
を下げる役割も大きく、2%程度のアルカリ金属酸化物の
導入でガラスの液相温度を約50℃程度下げることができ
る。しかし、Li2Oなどのアルカリ成分の含有量が多過ぎ
ると、ガラスのヤング率は下がり、失透傾向が大きくる
など、ガラスの生産性を著しく悪化させる傾向がある。
そのため、Li2O、Na2O及びK2Oの合計導入量は5%以下
とする。Li2O、Na2O及びK2Oの合計導入量は、より好ま
しくは4%以下である。
LiTwoO, NaTwoOKTwoOxidation of alkali metals such as O
The substance lowers the liquidus temperature of the glass and precipitates crystal particles more finely.
It is a component that is added in order to take out. For example, about 2%
Li TwoO for MgO-AlTwoOThree−SiOTwo-TiOTwoWhen introduced into glass,
While the Young's modulus of glass hardly changes, the crystal
Particle size is LiTwoAbout half or less compared to glass without O
Below. Also, LiTwoO, NaTwoOKTwoO is the liquidus temperature of the glass
Also plays a major role in reducing
By introduction, the liquidus temperature of glass can be reduced by about 50 ° C.
You. But LiTwoContent of alkaline components such as O is too large
Then, the Young's modulus of the glass decreases and the tendency to devitrify increases
For example, there is a tendency that productivity of glass is remarkably deteriorated.
Therefore, LiTwoO, NaTwoO and KTwoThe total amount of O introduced is 5% or less
And LiTwoO, NaTwoO and KTwoO total introduction is more favorable
Or less than 4%.

【0087】CaO、SrO、BaO、ZnO、NiOなどのアルカリ
土類金属酸化物成分は、主にガラス高温粘性を調整し、
失透傾向を抑え、結晶粒子を均質化することができる成
分である。これらの成分の少なくとも1つをガラスに添
加することで、ガラスのヤング率は多少小さくなるが、
ガラスの生産性が向上し、結晶化粒子の粒径が均質化す
るなど、ガラスの他の特性を改善することができる。ガ
ラスのヤング率、生産性、結晶化ガラスの表面平滑性、
強度などの特性を考慮するとCaOの含有量は0−10%の範
囲、SrOの含有量は0−10%の範囲、BaOの含有量は0−10
%の範囲、ZnOの含有量は0−10%の範囲、NiOの含有量
は0−10%の範囲であり、かつCaO+SrO+BaO+ZnO+NiOの含
有量は10モル%以下であることが好ましい。さらに、Ca
O、SrO、BaO、ZnO、NiO及びCaO+SrO+BaO+ZnO+NiOの含有
量は、いずれも好ましくは8%以下である。
The alkaline earth metal oxide components such as CaO, SrO, BaO, ZnO and NiO mainly adjust the high temperature viscosity of the glass,
It is a component that can suppress the tendency to devitrify and homogenize crystal grains. By adding at least one of these components to the glass, the Young's modulus of the glass is slightly reduced,
Other properties of the glass can be improved, such as increasing the productivity of the glass and homogenizing the size of the crystallized particles. Young's modulus of glass, productivity, surface smoothness of crystallized glass,
Considering properties such as strength, the content of CaO is in the range of 0-10%, the content of SrO is in the range of 0-10%, and the content of BaO is 0-10%.
%, The content of ZnO is in the range of 0-10%, the content of NiO is in the range of 0-10%, and the content of CaO + SrO + BaO + ZnO + NiO is 10 mol% or less. Is preferred. In addition, Ca
The contents of O, SrO, BaO, ZnO, NiO and CaO + SrO + BaO + ZnO + NiO are all preferably 8% or less.

【0088】結晶化ガラス4は、上記の成分の他に、所
望の特性を損なわない範囲でB2O3、P2O5、Nb2O5、Ta
2O5、及びLa2O3等の希土類金属酸化物成分を含有するこ
とができる。しかし、これらの成分は著しくガラスのヤ
ング率を低下させる。そこで、B2O3の含有量は0−5%の
範囲、P2O5の含有量は0−5%の範囲、R2O3の含有量は0
−5%の範囲(但し、Rは希土類金属イオン(例えば、Nd
3+、Pr3+、Pm3+、Sm3+、Eu3+、Gd3+、Tb3+、Dy3+、H
o3+、Er3+、Tm3+、Yb3+)である)、CeO2の含有量は0−5
%の範囲、N2O5の含有量は0−5%の範囲(但し、NはNb
またはTaである)とし、かつB2O3+P2O5+R2O3+CeO2+N2O5
≦5モル%であることが好ましい。さらに、ガラスの生
産性を考慮すると、上記各成分の含有量及び合計の含有
量は4%以下にすることがさらに好ましい。
In addition to the above components, the crystallized glass 4 contains B 2 O 3 , P 2 O 5 , Nb 2 O 5 , and Ta as long as desired properties are not impaired.
Rare earth metal oxide components such as 2 O 5 and La 2 O 3 can be contained. However, these components significantly reduce the Young's modulus of the glass. Therefore, the content of B 2 O 3 is in the range of 0-5%, the content of P 2 O 5 is in the range of 0-5%, and the content of R 2 O 3 is 0%.
-5% (where R is a rare earth metal ion (eg, Nd
3+ , Pr 3+ , Pm 3+ , Sm 3+ , Eu 3+ , Gd 3+ , Tb 3+ , Dy 3+ , H
o 3+ , Er 3+ , Tm 3+ , Yb 3+ )), and the content of CeO 2 is 0-5.
% And the content of N 2 O 5 is in the range of 0-5% (where N is Nb
Or Ta)), and B 2 O 3 + P 2 O 5 + R 2 O 3 + CeO 2 + N 2 O 5
It is preferred that ≦ 5 mol%. Further, in consideration of the productivity of glass, the content of each of the above components and the total content are more preferably 4% or less.

【0089】As2O3とSb2O3は、結晶化ガラスの原料とな
るガラスの均質化を図るために脱泡剤として添加される
成分である。各ガラスの高温粘性に応じて適当量のAs2O
3及びSb2O3の一方又は両方をガラスに添加することで、
より均質なガラスが得られる。しかし、これら脱泡剤の
添加量が多くなり過ぎると、ガラスの比重が上昇してヤ
ング率を低下させる傾向があり、また溶解用白金るつぼ
と反応し、るつぼにダメージを与える恐れもある。そこ
で、As2O3の含有量は0−2%の範囲、Sb2O3の含有量は0
−2%の範囲とし、かつAs2O3+Sb2O3≦2モル%とするこ
とが好ましい。特に、As2O3、Sb2O3及びAs2O3+Sb2O3
含有量は、いずれも1.5%以下であることが好ましい。
As 2 O 3 and Sb 2 O 3 are components added as defoaming agents in order to homogenize glass as a raw material for crystallized glass. An appropriate amount of As 2 O according to the high temperature viscosity of each glass
By adding one or both of 3 and Sb 2 O 3 to the glass,
A more homogeneous glass is obtained. However, when the amount of the defoamer added is too large, the specific gravity of the glass tends to increase and the Young's modulus tends to decrease, and the glass may react with the melting platinum crucible and damage the crucible. Therefore, the content of As 2 O 3 is in the range of 0 to 2 %, and the content of Sb 2 O 3 is 0%.
It is preferred that the content be in the range of −2% and that As 2 O 3 + Sb 2 O 3 ≦ 2 mol%. In particular, the content of each of As 2 O 3 , Sb 2 O 3 and As 2 O 3 + Sb 2 O 3 is preferably 1.5% or less.

【0090】[結晶化ガラス5]結晶化ガラスとして
は、SiO2:35−65モル%、Al2O3: 5−25モル%、MgO:
10−40モル%、TiO2:5−15 モル%、Y2O3:0.8−10モ
ル%を含有する組成を有することを特徴とする結晶化ガ
ラス5であることが好ましい。結晶化ガラス5において
SiO2はガラスの網目構造の形成物であり、主な析出結晶
である2MgO・2Al2O3・5SiO2、MgO・Al2O3・3SiO2及びMgO・Al
2O3・4SiO2のような準安定な石英固溶体、MgO・SiO2の組
成を有するエンスタタイト及び(Mg・Al )SiO3の組成を有
するエンスタタイト固溶体を構成成分でもある。SiO2
含有量が35%未満では溶解したガラスが非常に不安定な
ので、高温成形ができなくなるおそれがあるうえ、上記
のような結晶も析出し難しくなる。また、SiO2の含有量
が35%より少なくなると、残存ガラスマトリックス相の
化学耐久性が悪化し、耐熱性も悪化する傾向がある。一
方、SiO2の含有量が65%を超えると、主結晶相として準
安定な石英固溶体及びエンスタタイトが析出しにくくな
り、ガラスのヤング率が急激に小さくなる傾向がある。
そのため、SiO2の含有量は、析出結晶種及びその析出
量、化学耐久性、耐熱性及び成形・生産性を考慮する
と、35−65%の範囲である。より好ましい物性を有する
結晶化ガラスが得られるという観点から、SiO2の含有量
は、好ましくは、37−60%の範囲である。
[Crystalized Glass 5] As crystallized glass, SiO 2 : 35-65 mol%, Al 2 O 3 : 5-25 mol%, MgO:
It is preferable that the crystallized glass 5 has a composition containing 10 to 40 mol%, TiO 2 : 5 to 15 mol%, and Y 2 O 3 : 0.8 to 10 mol%. In crystallized glass 5
SiO 2 is a formation of a glass network structure, and the main precipitated crystals are 2MgO ・ 2Al 2 O 3・ 5SiO 2 , MgO ・ Al 2 O 3・ 3SiO 2 and MgO ・ Al
2 O 3 · metastable quartz solid solution as 4SiO 2, enstatite and (Mg · Al having a composition of MgO · SiO 2 ) Enstatite solid solution having the composition of SiO 3 is also a constituent component. If the content of SiO 2 is less than 35%, the melted glass is very unstable, so that high-temperature molding may not be possible, and the above crystals may be difficult to precipitate. If the content of SiO 2 is less than 35%, the chemical durability of the remaining glass matrix phase tends to deteriorate, and the heat resistance tends to deteriorate. On the other hand, when the content of SiO 2 exceeds 65%, a metastable quartz solid solution and enstatite are less likely to be precipitated as a main crystal phase, and the Young's modulus of the glass tends to rapidly decrease.
Therefore, the content of SiO 2 is in the range of 35 to 65% in consideration of the type of precipitated crystal and the amount of the precipitated crystal, chemical durability, heat resistance, and molding / productivity. From the viewpoint that crystallized glass having more preferable physical properties can be obtained, the content of SiO 2 is preferably in the range of 37 to 60%.

【0091】Al2O3はガラスの中間酸化物であり、主な
結晶種である2MgO・2Al2O3・5SiO2、MgO・Al2O3・3SiO2、及
びMgO・Al2O3・4SiO2等の準安定な石英固溶体結晶の構成
成分である。Al2O3の導入は準安定な石英固溶体結晶の
析出を促進し、ガラス表面硬度の向上に寄与する。しか
し、Al2O3の含有量が 5%未満では上記のような高ヤン
グ率結晶が析出しにくくなり、ガラスマトリックス相の
化学耐久性も低下し、基板材料に要求される強度が得ら
れにくくなる傾向がある。一方、Al2O3の含有量が25モ
ル%を超えると、エンスタタイトのような高ヤング率結
晶相が析出しにくくなくとともに、溶融温度が高くなっ
てガラスが溶けにくくなるうえ、失透しやすくなって容
易に成形しにくくなる傾向がある。従って、ガラスの溶
解性、高温度成形性、析出結晶種などを考慮して、Al2O
3の含有量は5−25%の範囲、好ましくは7−22%の範囲と
することが適当である。MgOはガラスの修飾成分であ
り、エンスタタイト結晶や準安定な石英固溶体の結晶構
造をもち、2MgO・2Al2O3・5SiO2、MgO・Al2O3・3SiO2、及び
MgO・Al2O3・4SiO2のような組成を有する結晶種の主成分
でもある。MgOの含有量が10%未満では上記のような結
晶が析出しにくく、ガラスの失透傾向及び溶融温度が高
く、かつガラス成形の作業温度幅が狭くなる傾向があ
る。一方、MgOの含有量が40モル%を超えると、ガラス
の高温粘性が急激に低くなって熱的に不安定となり、生
産性も悪化し、ヤング率や耐久性も低下する傾向があ
る。そこで、MgOの含有量は、ガラスの生産性、化学耐
久性、高温粘性及び強度などを考慮すると、10−40%の
範囲であること、好ましくは12−38%の範囲であること
が適当である。
Al 2 O 3 is an intermediate oxide of glass, and is mainly composed of 2MgO.2Al 2 O 3 .5SiO 2 , MgO.Al 2 O 3 .3SiO 2 , and MgO.Al 2 O 3. 4SiO metastable constituents of quartz solid solution crystals 2. The introduction of Al 2 O 3 promotes the precipitation of metastable quartz solid solution crystals and contributes to the improvement of the glass surface hardness. However, when the content of Al 2 O 3 is less than 5%, it is difficult to precipitate crystals having a high Young's modulus as described above, the chemical durability of the glass matrix phase is reduced, and it is difficult to obtain the strength required for the substrate material. Tend to be. On the other hand, when the content of Al 2 O 3 exceeds 25 mol%, a high Young's modulus crystal phase such as enstatite is not easily precipitated, and the melting temperature becomes high, so that the glass becomes difficult to melt and devitrification occurs. It tends to be difficult to mold easily. Therefore, considering the melting property of glass, high-temperature moldability, and seeds of precipitated crystals, Al 2 O
The content of 3 is suitably in the range of 5-25%, preferably in the range of 7-22%. MgO is a modifying component of glass, and has a crystal structure of enstatite crystal and metastable quartz solid solution, 2MgO ・ 2Al 2 O 3・ 5SiO 2 , MgO ・ Al 2 O 3・ 3SiO 2 , and
It is also the main component of a crystal seed having a composition such as MgO.Al 2 O 3 .4SiO 2 . If the content of MgO is less than 10%, the above crystals are unlikely to precipitate, the devitrification tendency and the melting temperature of the glass are high, and the working temperature range of the glass forming tends to be narrow. On the other hand, when the content of MgO exceeds 40 mol%, the high-temperature viscosity of the glass sharply decreases and becomes thermally unstable, so that productivity tends to deteriorate, and Young's modulus and durability tend to decrease. Therefore, the content of MgO is suitably in the range of 10-40%, preferably in the range of 12-38%, in consideration of productivity, chemical durability, high-temperature viscosity and strength of glass. is there.

【0092】TiO2はエンスタタイト結晶相や準安定な石
英固溶体の結晶構造をもつ2MgO・2Al 2O3・5SiO2、MgO・Al2
O3・3SiO2、及びMgO・Al2O3・4SiO2結晶相析出の核生成剤
である。さらに、TiO2は、SiO2の含有量が少ない場合
に、ガラスの失透を抑える効果も有する。但し、TiO2
含有量が5%未満の場合、主結晶の核生成剤としての効果
が充分に得られず、ガラスが表面結晶化してしまい、均
質な結晶化ガラスの作製が難しくなる傾向がある。一
方、TiO2の含有量が15%を超えると、ガラスの高温粘性
が低くなりすぎて分相したり、失透したりするので、ガ
ラスの生産性が極端に悪化する傾向がある。そのため、
ガラスの生産性、化学耐久性、高温粘性、結晶核生成な
どを考慮すると、TiO2の含有量は5−15%の範囲であるこ
と、好ましくは5.5−14%の範囲であることが適当であ
る。
TiOTwoIs enstatite crystal phase or metastable stone
2MgO ・ 2Al with crystal structure of British solid solution TwoOThree・ 5SiOTwo, MgO ・ AlTwo
OThree・ 3SiOTwo, And MgO ・ AlTwoOThree・ 4SiOTwoNucleating agent for crystal phase precipitation
It is. In addition, TiOTwoIs SiOTwoWhen the content of is low
In addition, it also has the effect of suppressing the devitrification of glass. However, TiOTwoof
When the content is less than 5%, the effect as a nucleating agent of the main crystal
Was not sufficiently obtained, and the glass was crystallized on the surface.
It tends to be difficult to produce high quality crystallized glass. one
One, TiOTwoIf the content exceeds 15%, the high-temperature viscosity of the glass
Is too low, causing phase separation or devitrification.
Lass productivity tends to be extremely poor. for that reason,
Glass productivity, chemical durability, high temperature viscosity, crystal nucleation
ConsideringTwoContent should be in the range of 5-15%.
And preferably in the range of 5.5-14%.
You.

【0093】結晶化ガラス5において、Y2O3は重要な働
きをする。例えば、2%のY2O3を導入することによって結
晶化ガラスのヤング率を10Gpa程度増大でき、かつ液相
温度を50−100℃程度低減することができる。即ち、少
量のY2O3の導入によってガラスの特性や生産性を格段に
向上させることができる。但し、Y2O3の含有量が0.8%
よりも少ないと、このようなY2O3の効果が充分に得られ
ない。また、Y2O3は前述のガラスに含まれる主結晶の成
長を抑える力をもつ。そのため、Y2O3の含有量が多過ぎ
ると、ガラスを結晶化させる目的で行われる熱処理にお
いて、表面結晶化が起り易く、目的とする結晶化ガラス
が作れなくなる傾向がある。このような観点からY2O3
含有量は、10%以下とすることが適当である。特に、Y2O
3の含有量は、8%以下であることが好ましい。
In the crystallized glass 5, Y 2 O 3 plays an important role. For example, by introducing 2% of Y 2 O 3 , the Young's modulus of the crystallized glass can be increased by about 10 Gpa, and the liquidus temperature can be reduced by about 50-100 ° C. That is, the characteristics and productivity of the glass can be remarkably improved by introducing a small amount of Y 2 O 3 . However, the content of Y 2 O 3 is 0.8%
If it is less than this, the effect of such Y 2 O 3 cannot be sufficiently obtained. Further, Y 2 O 3 has a power to suppress the growth of the main crystal contained in the above-mentioned glass. Therefore, if the content of Y 2 O 3 is too large, the surface crystallization tends to occur in the heat treatment performed for the purpose of crystallizing the glass, and the target crystallized glass tends not to be produced. From such a viewpoint, the content of Y 2 O 3 is suitably set to 10% or less. In particular, Y 2 O
The content of 3 is preferably 8% or less.

【0094】上記以外の成分としては、結晶化ガラスの
所望の特性を損なわない範囲で、Li 2O、Na2O、K2O、Ca
O、SrO、BaO、ZnO、NiOなどのアルカリ金属及びアルカ
リ土類金属の酸化物成分の一種又は二種以上を0−10モ
ル%、 B2O3、P2O5、R2O3(R:Yを除く希土類金属イ
オン)、ZrO2、CeO2、N2O5(N:Nb、Ta)を0−5モル%
含有させることができる。また、ガラスの均質化を図る
ために脱泡剤としてAs2O3及び/又はSb2O3を含有させる
こともできる。ガラスの組成により変化するの高温粘性
に応じて、適当量のAs2O3やSb2O3或いはAs2O3+Sb2O3
ガラスに添加することで、より均質なガラスが得られ
る。但し、脱泡剤の添加量が多過ぎると、ガラスの比重
が上昇してヤング率を低下させる傾向があり、また溶解
用白金るつぼと反応し、るつぼにダメージを与える場合
もある。そこで、脱泡剤の添加量は2%以下、好ましく
は1.5%以下とすることが適当である。以上の基本成分
の他に原料中の不純物、例えばガラスの清澄剤となるC
l、F、SO3等を本発明の結晶化ガラスの特性を損ねるこ
とのない、それぞれ1%以下であれば含有させることが
できる。
[0094] Components other than the above include those of crystallized glass.
As long as the desired properties are not impaired, Li TwoO, NaTwoOKTwoO, Ca
Alkali metals and alkalis such as O, SrO, BaO, ZnO, NiO
One or two or more of the oxide components of the earth metal
%, BTwoOThree, PTwoOFive, RTwoOThree(R: Rare earth metal excluding Y
ON), ZrOTwo, CeOTwo, NTwoOFive(N: Nb, Ta) 0-5 mol%
It can be contained. Also, try to homogenize the glass
As a defoamer forTwoOThreeAnd / or SbTwoOThreeTo contain
You can also. High temperature viscosity changes with glass composition
Appropriate amount of AsTwoOThreeAnd SbTwoOThreeOr AsTwoOThree+ SbTwoOThreeTo
By adding to glass, more homogeneous glass can be obtained
You. However, if the amount of the defoamer is too large, the specific gravity of the glass
Tends to increase and decrease the Young's modulus,
Reacts with the platinum crucible and damages the crucible
There is also. Therefore, the addition amount of the defoaming agent is preferably 2% or less.
Is suitably 1.5% or less. The above basic components
In addition, impurities in the raw material, for example, C, which becomes a fining agent for glass
l, F, SOThreeThis may impair the properties of the crystallized glass of the present invention.
It can be contained if it is 1% or less respectively.
it can.

【0095】結晶化ガラス5における主結晶相は、例え
ば、MgO・SiO2及び(Mg・Al )SiO3の組成を有するエンスタ
タイト(エンスタタイト固溶体を含む)結晶相、または
2MgO・2Al2O3・5SiO2、MgO・Al2O3・3SiO2、及びMgO・Al2O3
4SiO2からなる群から選ばれる1種又は2種以上の組成
有するが準安定なクオーツ(石英固溶体)であることが
できる。石英固溶体としては、特にβ−石英固溶体を挙
げることが出来る。また、エンスタタイトには、クリノ
エンスタタイト、プロトエンスタタイト及びエンスタタ
イトが包含される。さらに上記の結晶のほかスピネル、
ムライト、2MgO・SiO2、MgO・SiO2などその他の結晶を含
むこともできる。さらに、結晶化ガラス5に含まれる結
晶の粒径は、1μm以下であることが好ましく、0.5μm
以下であることがより好ましい。結晶粒子の粒径が1μ
mを超えると、ガラスの機械強度を低下させるだけでな
く、研磨加工時に結晶の欠落を引き起こしてガラスの表
面欠陥が多くなるおそれがある。
The main crystal phases in the crystallized glass 5 are, for example, MgO.SiO 2 and (Mg.Al ) An enstatite (including enstatite solid solution) crystal phase having a composition of SiO 3 , or
2MgO ・ 2Al 2 O 3・ 5SiO 2 , MgO ・ Al 2 O 3・ 3SiO 2 , and MgO ・ Al 2 O 3
Having one or more compositions selected from the group consisting of 4SiO 2 may be is a metastable quartz (quartz solid solution). As the quartz solid solution, β-quartz solid solution can be particularly mentioned. Further, enstatite includes clinoenstatite, protoenstatite and enstatite. In addition to the above crystals, spinel,
Mullite, it is also possible to include a 2MgO · SiO 2, MgO · SiO 2 and other crystal. Further, the grain size of the crystals contained in the crystallized glass 5 is preferably 1 μm or less, and 0.5 μm
It is more preferred that: Crystal particle size is 1μ
If it exceeds m, not only may the mechanical strength of the glass be reduced, but also crystals may be lost during polishing, resulting in an increase in glass surface defects.

【0096】[結晶化ガラス6]結晶化ガラスとして
は、SiO2:35−65モル%、Al2O3: 5−25モル%、MgO:
10−40モル%、TiO2:5−15 モル%、Li2O:0.2−10モ
ル%を含有し、主結晶相がエンスタタイト及び準安定な
石英固溶体であり、かつ結晶粒子の平均粒径が1μm以下
である結晶化ガラス6が好ましい。結晶化ガラス6にお
いて、SiO2はガラスの網目構造の形成物であり、主な析
出結晶である2MgO・2Al2O3・5SiO2、MgO・Al2O3・3SiO2、及
びMgO・Al2O3・4SiO2のような準安定な石英固溶体及びMgO
・SiO2の組成を有するエンスタタイト及び(Mg・Al )SiO3
の組成を有するエンスタタイト固溶体の構成成分でもあ
る。SiO2の含有量が35%未満では溶解したガラスが非常
に不安定なので、高温成形ができなくなるおそれがある
うえ、上記のような結晶も析出し難しくなる。また、Si
O2の含有量が35%より少なくなると、残存ガラスマトリ
ックス相の化学耐久性が悪化し、耐熱性も悪化する傾向
がある。一方、SiO2の含有量が65%を超えると、主結晶
相として準安定な石英固溶体やエンスタタイトが析出し
にくくなり、ガラスのヤング率が急激に小さくなる傾向
がある。そのため、SiO2の含有量は、析出結晶種及びそ
の析出量、化学耐久性、耐熱性及び成形・生産性を考慮
すると、35−65%の範囲である。より好ましい物性を有
する結晶化ガラスが得られるという観点から、SiO2の含
有量は、好ましくは、37−60%の範囲である。
[Crystallized Glass 6] As the crystallized glass, SiO 2 : 35-65 mol%, Al 2 O 3 : 5-25 mol%, MgO:
10-40 mol%, TiO 2: 5-15 mol%, Li 2 O: contains 0.2 to 10 mol%, the predominant crystal phase is enstatite and metastable quartz solid solution, and the average particle size of the crystal grains Is preferably 1 μm or less. In the crystallized glass 6, SiO 2 is the formation of a network structure of the glass, the main deposited crystals 2MgO · 2Al 2 O 3 · 5SiO 2, MgO · Al 2 O 3 · 3SiO 2, and MgO · Al 2 quasi-stable quartz solid solution and MgO, such as O 3 · 4SiO 2
Enstatite having a composition of SiO 2 and (MgAl ) SiO 3
It is also a component of the enstatite solid solution having the following composition. If the content of SiO 2 is less than 35%, the melted glass is very unstable, so that high-temperature molding may not be possible, and the above crystals may be difficult to precipitate. Also, Si
If the O 2 content is less than 35%, the chemical durability of the remaining glass matrix phase tends to deteriorate, and the heat resistance tends to deteriorate. On the other hand, when the content of SiO 2 exceeds 65%, a metastable quartz solid solution or enstatite is unlikely to be precipitated as a main crystal phase, and the Young's modulus of the glass tends to rapidly decrease. Therefore, the content of SiO 2 is in the range of 35 to 65% in consideration of the type of precipitated crystal and the amount of the precipitated crystal, chemical durability, heat resistance, and molding / productivity. From the viewpoint that crystallized glass having more preferable physical properties can be obtained, the content of SiO 2 is preferably in the range of 37 to 60%.

【0097】Al2O3はガラスの中間酸化物であり、主な
結晶種である:2MgO・2Al2O3・5SiO2、MgO・Al2O3・3SiO2
及びMgO・Al2O3・4SiO2等の準安定な石英固溶体結晶の構
成成分である。Al2O3の導入は準安定な石英固溶体結晶
の析出を促進し、ガラス表面硬度の向上に寄与する。し
かし、Al2O3の含有量が 5%未満では上記のような高ヤ
ング率結晶が析出しにくくなり、ガラスマトリックス相
の化学耐久性も低下し、基板材料に要求される強度が得
られにくくなる傾向がある。一方、Al2O3の含有量が25
モル%を超えると、主結晶相としてのエンスタタイトの
析出がしにくくなるとともに、溶融温度が高くなってガ
ラスが溶けにくくなるうえ、失透しやすくなって容易に
成形しにくくなる傾向がある。従って、ガラスの溶解
性、高温度成形性、析出結晶種などを考慮して、Al2O3
の含有量は5−25%の範囲、好ましくは7−22%の範囲と
することが適当である。
Al 2 O 3 is an intermediate oxide of glass and is a main crystal seed: 2MgO.2Al 2 O 3 .5SiO 2 , MgO.Al 2 O 3 .3SiO 2 ,
And metastable quartz solid solution crystals such as MgO.Al 2 O 3 .4SiO 2 . The introduction of Al 2 O 3 promotes the precipitation of metastable quartz solid solution crystals and contributes to the improvement of the glass surface hardness. However, when the content of Al 2 O 3 is less than 5%, it is difficult to precipitate crystals having a high Young's modulus as described above, the chemical durability of the glass matrix phase is reduced, and it is difficult to obtain the strength required for the substrate material. Tend to be. On the other hand, when the content of Al 2 O 3 is 25
If it exceeds mol%, precipitation of enstatite as a main crystal phase becomes difficult, and the melting temperature becomes high, so that the glass becomes difficult to melt. Therefore, considering the solubility of glass, high-temperature moldability, crystal seeds, etc., Al 2 O 3
Is suitably in the range of 5-25%, preferably in the range of 7-22%.

【0098】MgOはガラスの修飾成分であり、MgO・SiO2
の組成を有するエンスタタイト及び(Mg・Al )SiO3の組成
を有するエンスタタイト固溶体の結晶や準安定な石英固
溶体の結晶構造をもち、2MgO・2Al2O3・5SiO2、MgO・Al2O3
・3SiO2、及びMgO・Al2O3・4SiO 2のような組成を有する結
晶種の主成分でもある。MgOの含有量が10%未満では上
記のような結晶が析出しにくく、ガラスの失透傾向及び
溶融温度が高く、かつガラス成形の作業温度幅が狭くな
る傾向がある。一方、MgOの含有量が40モル%を超える
と、ガラスの高温粘性が急激に低くなって熱的に不安定
となり、生産性も悪化し、ヤング率や耐久性も低下する
傾向がある。そこで、MgOの含有量は、ガラスの生産
性、化学耐久性、高温粘性及び強度などを考慮すると、
10−40%の範囲であること、好ましくは12−37%の範囲
であることが適当である。
MgO is a glass modifying component, and MgO · SiOTwo
Enstatite and (MgAl ) SiOThreeComposition of
Crystals of enstatite solid solution and metastable quartz solid
Has the crystal structure of the solution, 2MgO.2AlTwoOThree・ 5SiOTwo, MgO ・ AlTwoOThree
・ 3SiOTwo, And MgO ・ AlTwoOThree・ 4SiO TwoHaving a composition like
It is also the main component of the crystal seed. Above if MgO content is less than 10%
It is difficult to precipitate such crystals as described above,
High melting temperature and narrow working temperature range for glass forming
Tend to On the other hand, the content of MgO exceeds 40 mol%
And the high-temperature viscosity of the glass drops sharply, causing thermal instability
, The productivity also worsens, and the Young's modulus and durability decrease.
Tend. So, the content of MgO, the production of glass
Considering properties, chemical durability, high temperature viscosity and strength,
In the range of 10-40%, preferably in the range of 12-37%
It is appropriate that

【0099】但し、モル比(Al2O3/MgO)は0.9未満
となるように、MgO及びAl2O3の含有量は調整することが
好ましい。モル比(Al2O3/MgO)が、0.9以上になる
と、結晶化ガラスのヤング率が低下する傾向があるから
である。Al2O3/MgO<0.9とすることで、150GPa以
上の高ヤング率を有する結晶化ガラスを得ることもでき
る。好ましくはAl2O3/MgO<0.5、より好ましくはAl
2O3/MgO<0.45である。但し、Al2O3/MgOのモル比
を小さくし過ぎると、ガラスの高温粘性が低下する傾向
があるのでAl2O3/MgO比は0.2以上、好ましくは0.
25以上であることが適当である。
However, it is preferable to adjust the contents of MgO and Al 2 O 3 so that the molar ratio (Al 2 O 3 / MgO) is less than 0.9. When the molar ratio (Al 2 O 3 / MgO) is 0.9 or more, the Young's modulus of the crystallized glass tends to decrease. By setting Al 2 O 3 /MgO<0.9, a crystallized glass having a high Young's modulus of 150 GPa or more can be obtained. Preferably Al 2 O 3 /MgO<0.5, more preferably Al
2 O 3 /MgO<0.45. However, too small a molar ratio of Al 2 O 3 / MgO, since the high temperature viscosity of the glass tends to decrease Al 2 O 3 / MgO ratio is 0.2 or more, preferably 0.
Suitably, it is at least 25.

【0100】TiO2は、MgO・SiO2の組成を有するエンスタ
タイト及び(Mg・Al )SiO3の組成を有するエンスタタイト
固溶体の結晶、または準安定な石英固溶体の結晶構造を
もつ2MgO・2Al2O3・5SiO2、MgO・Al2O3・3SiO2、及びMgO・Al
2O3・4SiO2結晶相析出の核生成剤である。さらに、TiO2
は、SiO2の含有量が少ない場合に、ガラスの失透を抑え
る効果も有する。但し、TiO2の含有量が5%未満の場合、
主結晶の核生成剤としての効果が充分に得られず、ガラ
スが表面結晶化してしまい、均質な結晶化ガラスの作製
が難しくなる傾向がある。一方、TiO2の含有量が15%を
超えると、ガラスの高温粘性が低くなりすぎて分相した
り、失透したりするので、ガラスの生産性が極端に悪化
する傾向がある。そのため、ガラスの生産性、化学耐久
性、高温粘性、結晶核生成などを考慮すると、TiO2の含
有量は5−15%の範囲であること、好ましくは5.5−14%
の範囲であることが適当である。
TiO 2 is composed of enstatite having a composition of MgO · SiO 2 and (Mg · Al 2 ) Crystals of enstatite solid solution having a composition of SiO 3, or metastable 2MgO · 2Al having a crystal structure of quartz solid solution 2 O 3 · 5SiO 2, MgO · Al 2 O 3 · 3SiO 2, and MgO · Al
It is a nucleating agent for the precipitation of 2 O 3 · 4SiO 2 crystal phase. In addition, TiO 2
Has an effect of suppressing the devitrification of glass when the content of SiO 2 is small. However, when the content of TiO 2 is less than 5%,
The effect of the main crystal as a nucleating agent cannot be sufficiently obtained, and the glass is crystallized on the surface, which tends to make it difficult to produce a homogeneous crystallized glass. On the other hand, when the content of TiO 2 exceeds 15%, the high-temperature viscosity of the glass becomes too low, causing phase separation or devitrification, so that the productivity of the glass tends to be extremely deteriorated. Therefore, considering the productivity of glass, chemical durability, high-temperature viscosity, crystal nucleation and the like, the content of TiO 2 is in the range of 5 to 15%, preferably 5.5 to 14%.
Is suitably within the range.

【0101】結晶化ガラス6においてLi2Oは必須の成分
である。Li2Oはガラスの液相温度を下げ、より細かい結
晶粒子の析出を促進する成分である。例えば、約2%程度
のLi 2OをMgO−Al2O3−SiO2−TiO2ガラスに導入すると、
ガラスのヤング率がほとんど変わらないのに対し、結晶
粒子の大きさはLi2Oを添加しないガラスと比べ約半分以
下となる。また、Li2Oはガラスの液相温度を下げる役割
も大きく、2%程度のLi 2Oの導入でガラスの液相温度を約
50℃程度下げることができる。しかし、Li2Oの含有量含
有量が多くなり過ぎるとガラスの高温分相が顕著とな
り、失透傾向が大きくなったりするなど、ガラスの生産
性を著しく悪化させる傾向がある。そこで、Li2Oの含有
量は0.2−10%の範囲であることが適当である。より好ま
しくはLi2Oの含有量は0.5−8%の範囲である。
In the crystallized glass 6, LiTwoO is an essential ingredient
It is. LiTwoO lowers the liquidus temperature of the glass,
It is a component that promotes precipitation of crystal grains. For example, about 2%
Li TwoO for MgO-AlTwoOThree−SiOTwo-TiOTwoWhen introduced into glass,
While the Young's modulus of glass hardly changes, the crystal
Particle size is LiTwoAbout half or less compared to glass without O
Below. Also, LiTwoO plays a role in lowering the liquidus temperature of glass
Large, about 2% Li TwoReduce the liquidus temperature of the glass by introducing O
Can be reduced by about 50 ° C. But LiTwoO content included
If the content is too large, the high-temperature phase separation of the glass
Glass production,
Tends to significantly deteriorate the properties. So LiTwoO content
Suitably the amount is in the range of 0.2-10%. More preferred
Or LiTwoO content is in the range of 0.5-8%.

【0102】結晶化ガラス6において、Y2O3は必須の成
分ではないが、例えば、2%のY2O3を導入することによっ
て結晶化ガラスのヤング率を10Gpa程度増大でき、かつ
液相温度を50−100℃程度低減することができる。即
ち、少量のY2O3の導入によってガラスの特性や生産性を
格段に向上させることができ、Y2O3の含有量が0.8%以
上であれば、Y2O3の効果が得られる。但し、Y2O3は前述
のガラスに含まれる主結晶の成長を抑える力をもつ。そ
のため、Y2O3の含有量が多過ぎると、ガラスを結晶化さ
せる目的で行われる熱処理において、表面結晶化が起り
易く、目的とする結晶化ガラスが作れなくなる傾向があ
る。このような観点からY2O3の含有量は、10%以下とす
ることが適当である。特に、Y2O3の含有量は、8%以下で
あることが好ましい。
In the crystallized glass 6, Y 2 O 3 is not an essential component. For example, by introducing 2% of Y 2 O 3 , the Young's modulus of the crystallized glass can be increased by about 10 GPa, and The temperature can be reduced by about 50-100 ° C. That is, by introducing a small amount of Y 2 O 3 , the properties and productivity of the glass can be remarkably improved, and when the content of Y 2 O 3 is 0.8% or more, the effect of Y 2 O 3 can be obtained. . However, Y 2 O 3 has the power to suppress the growth of the main crystal contained in the above-mentioned glass. Therefore, if the content of Y 2 O 3 is too large, the surface crystallization tends to occur in the heat treatment performed for the purpose of crystallizing the glass, and the target crystallized glass tends not to be produced. From such a viewpoint, the content of Y 2 O 3 is suitably set to 10% or less. In particular, the content of Y 2 O 3 is preferably 8% or less.

【0103】上記以外の成分として、結晶化ガラス6に
は、任意成分として、Na2O:0−10モル%、K2O:0−10
モル%、CaO:0−10モル%、SrO:0−10モル%、BaO:0
−10モル%、ZnO:0−10モル%、NiO:0−10モル%、R2
O3:0−5モル%(R:Bイオン、希土類金属イオン)、C
eO2:0−5モル%、ZrO2:0−5モル%、N2O5:0−5モル
%(N:Pイオン、Nbイオン、Taイオン)、As2O3:0-2
モル%、Sb2O3:0-2モル%を含有させることもできる。
As components other than the above, in the crystallized glass 6, as optional components, Na 2 O: 0-10 mol%, K 2 O: 0-10
Mol%, CaO: 0-10 mol%, SrO: 0-10 mol%, BaO: 0
-10 mol%, ZnO: 0-10 mol%, NiO: 0-10 mol%, R 2
O 3 : 0-5 mol% (R: B ion, rare earth metal ion), C
eO 2: 0-5 mol%, ZrO 2: 0-5 mol%, N 2 O 5: 0-5 mol% (N: P ions, Nb ions, Ta ions), As 2 O 3: 0-2
Mol%, Sb 2 O 3 : 0-2 mol%.

【0104】Na2O、K2O、CaO、SrO、BaO、ZnO、NiOなど
のアルカリ及びアルカリ土類金属酸化物成分を含有させ
ることで、主にガラス高温粘性を調整し、失透傾向を抑
え、結晶粒子の均質化を図ることができる。例えば、上
記の成分を本発明の結晶化ガラス6に2−5%程度導入す
ると、ヤング率が多少小さくなるが、ガラスの生産性が
向上し、結晶化粒子の粒径が均質化するなど、ガラスの
他の特性を改善することができる。但し、ガラスのヤン
グ率、生産性、結晶化ガラスの表面平滑性、強度などの
特性を総合的に考慮すると、Na2O、K2O、CaO、SrO、Ba
O、ZnO、NiOなどのアルカリ及びアルカリ土類金属酸化
物成分の含有量は10%以下であることが好ましく、より
好ましくは7%以下である。
By containing alkali and alkaline earth metal oxide components such as Na 2 O, K 2 O, CaO, SrO, BaO, ZnO, and NiO, the viscosity at high temperature of the glass is mainly adjusted to reduce the tendency to devitrify. And crystal grains can be homogenized. For example, when the above components are introduced into the crystallized glass 6 of the present invention by about 2 to 5%, the Young's modulus is slightly reduced, but the productivity of the glass is improved, and the particle size of the crystallized particles is homogenized. Other properties of the glass can be improved. However, considering the properties of glass such as Young's modulus, productivity, surface smoothness and strength of crystallized glass, Na 2 O, K 2 O, CaO, SrO, Ba
The content of alkali and alkaline earth metal oxide components such as O, ZnO and NiO is preferably 10% or less, more preferably 7% or less.

【0105】結晶化ガラス6にB2O3、P2O5を含有させる
ことで、主にガラス成形温度範囲での失透を抑制するこ
とができる。但し、これらの成分は著しくガラスのヤン
グ率を低下させるため、含有量は5%以下とすることが
望ましい。さらに、ガラスの生産性を考慮すると、その
含有量は4%以下とすることがさらに好ましい。
By including B 2 O 3 and P 2 O 5 in the crystallized glass 6, devitrification mainly in the glass forming temperature range can be suppressed. However, since these components significantly lower the Young's modulus of the glass, the content is desirably 5% or less. Further, considering the productivity of glass, the content is more preferably 4% or less.

【0106】結晶化ガラス6にR2O3(R:希土類金属イ
オン)、CeO2、N2O5(N:Nb、Ta)を含有させること
で、ガラスの熱的な安定性や生産性及びヤング率などを
向上させることができる。さらにこれらの成分は、結晶
粒子の成長を抑える働きもあることから、表面平滑性に
より優れたガラスの作製を可能にする成分である。しか
し、これらの酸化物はいずれも高価なものであるうえ、
導入量が多くなり過ぎると、ガラスの液相温度を悪化さ
せたり、ガラスの比重を急激に増加したりする。そのた
め、その含有量は5%以下とすることが適当である。R2O
3の導入量は、このようにガラスの生産性、比重、液相
温度などを考慮して5%以下、好ましくは4%以下とする
ことが適当である。
By making the crystallized glass 6 contain R 2 O 3 (R: rare earth metal ion), CeO 2 , and N 2 O 5 (N: Nb, Ta), the thermal stability and productivity of the glass can be improved. And the Young's modulus can be improved. Further, since these components also have a function of suppressing the growth of crystal grains, they are components that enable the production of glass having more excellent surface smoothness. However, all of these oxides are expensive and
If the amount is too large, the liquidus temperature of the glass is deteriorated or the specific gravity of the glass is sharply increased. Therefore, it is appropriate that the content is 5% or less. R 2 O
The introduction amount of 3 is appropriately 5% or less, preferably 4% or less in consideration of the productivity of glass, specific gravity, liquidus temperature and the like.

【0107】結晶化ガラス6には、ガラスの均質化を図
るために脱泡剤としてAs2O3及び/又はSb2O3を含有させ
ることもできる。ガラスの組成により変化するの高温粘
性に応じて、適当量のAs2O3やSb2O3或いはAs2O3+Sb2O3
をガラスに添加することで、より均質なガラスが得られ
る。但し、脱泡剤の添加量が多過ぎると、ガラスの比重
が上昇してヤング率を低下させる傾向があり、また溶解
用白金るつぼと反応し、るつぼにダメージを与える場合
もある。そこで、脱泡剤の添加量は2%以下、好ましく
は1.5%以下とすることが適当である。以上の基本成分
の他に原料中の不純物、例えばガラスの清澄剤となるC
l、F、SO3等を結晶化ガラス6の特性を損ねることのな
い、それぞれ1%以下であれば含有させることができ
る。
The crystallized glass 6 may contain As 2 O 3 and / or Sb 2 O 3 as a defoaming agent in order to homogenize the glass. Depending on the high temperature viscosity, which changes depending on the glass composition, an appropriate amount of As 2 O 3 , Sb 2 O 3 or As 2 O 3 + Sb 2 O 3
Is added to the glass to obtain a more homogeneous glass. However, if the amount of the defoaming agent is too large, the specific gravity of the glass tends to increase and the Young's modulus tends to decrease, and may react with the platinum crucible for melting to damage the crucible. Therefore, it is appropriate that the addition amount of the defoaming agent is 2% or less, preferably 1.5% or less. In addition to the above basic components, impurities in the raw material, for example, C which becomes a fining agent for glass
l, F, SO 3 and the like can be contained as long as they are 1% or less, respectively, without impairing the properties of the crystallized glass 6.

【0108】結晶化ガラス6における主結晶相は、例え
ば、MgO・SiO2及び(Mg・Al )SiO3の組成を有するエンスタ
タイト(エンスタタイト固溶体を含む)、並びに2MgO・2
Al2O 3・5SiO2、MgO・Al2O3・3SiO2、及びMgO・Al2O3・4SiO2
からなる群から選ばれる1種又は2種以上の組成を有す
る準安定なクオーツ(石英固溶体)である。石英固溶体
としては、特にβ−石英固溶体を挙げることが出来る。
また、エンスタタイトには、クリノエンスタタイト、プ
ロトエンスタタイト及びエンスタタイトが包含される。
結晶化ガラス6は、エンスタタイト及び準安定な石英固
溶体を主結晶相として含有することで、優れたヤング
率、強度及び耐熱性を有することができる。但し、上記
の結晶のほかスピネル、ムライト、2MgO・SiO2、MgO・Si
O2、チタン酸塩などその他の結晶を含むこともできる。
The main crystal phase in the crystallized glass 6 is, for example,
For example, MgO ・ SiOTwoAnd (MgAl ) SiOThreeHaving the composition of
Tight (including enstatite solid solution) and 2MgO · 2
AlTwoO Three・ 5SiOTwo, MgO ・ AlTwoOThree・ 3SiOTwo, And MgO ・ AlTwoOThree・ 4SiOTwo
Having one or more compositions selected from the group consisting of
It is a metastable quartz (quartz solid solution). Quartz solid solution
Particularly, a β-quartz solid solution can be mentioned.
In addition, enstatite includes clinoenstatite,
Lotoenstatite and enstatite are included.
Crystallized glass 6 consists of enstatite and metastable quartz solids.
Excellent Young by containing solution as main crystal phase
Rate, strength and heat resistance. However,
Crystal, spinel, mullite, 2MgO ・ SiOTwo, MgO ・ Si
OTwo, Titanates, and other crystals.

【0109】結晶化ガラス6に含まれるエンスタタイト
や準安定な石英固溶体などの結晶の平均粒子径は1μm
以下である。結晶粒子の粒子径が1μm以下であること
で、強度及び表面平滑性に優れた結晶化ガラスとするこ
とができる。結晶の均粒子径が1μmを超えると、ガラ
スの機械強度を低下させるだけでなく、研磨加工時に結
晶の欠落を引き起こしてガラスの表面粗度を悪化させ
る。上記結晶粒子の粒子径は、好ましくは0.5μm以下で
ある。
The average particle size of crystals such as enstatite and metastable quartz solid solution contained in the crystallized glass 6 is 1 μm.
It is as follows. When the crystal particle diameter is 1 μm or less, a crystallized glass having excellent strength and surface smoothness can be obtained. When the uniform particle diameter of the crystal exceeds 1 μm, not only the mechanical strength of the glass is reduced, but also the crystal is lost during polishing to deteriorate the surface roughness of the glass. The particle size of the crystal particles is preferably 0.5 μm or less.

【0110】[結晶化ガラス7]結晶化ガラスとして
は、SiO2:35−65モル%、Al2O3: 5−25モル%、MgO:
10−40モル%、及びTiO2:5−15 モル%を含有し、か
つモル比(Al23/MgO)が0.5未満である組成
を有する結晶化ガラス7が好ましい。結晶化ガラス7に
おけるSiO2はガラスの網目構造の形成物であり、主な析
出結晶である2MgO・2Al2O3・5SiO2、MgO・Al2O3・3SiO2、及
びMgO・Al2O3・4SiO2のような準安定な石英固溶体及びMgO
・SiO2の組成を有するエンスタタイト及び(Mg・Al )SiO3
の組成を有するエンスタタイト固溶体の構成成分でもあ
る。SiO2の含有量が35%未満では溶解したガラスが非常
に不安定なので、高温成形ができなくなるおそれがある
うえ、上記のような結晶も析出し難しくなる。また、Si
O2の含有量が35%より少なくなると、残存ガラスマトリ
ックス相の化学耐久性が悪化し、耐熱性も悪化する傾向
がある。一方、SiO2の含有量が65%を超えると、主結晶
相として準安定な石英固溶体やエンスタタイトが析出し
にくくなり、ガラスのヤング率が急激に小さくなる傾向
がある。そのため、SiO2の含有量は、析出結晶種及びそ
の析出量、化学耐久性、耐熱性及び成形・生産性を考慮
すると、35−65%の範囲である。より好ましい物性を有
する結晶化ガラスが得られるという観点から、SiO2の含
有量は、好ましくは、40−60%の範囲である。
[Crystalized Glass 7] As crystallized glass, SiO 2 : 35-65 mol%, Al 2 O 3 : 5-25 mol%, MgO:
Crystallized glass 7 having a composition containing 10-40 mol% and TiO 2 : 5-15 mol% and having a molar ratio (Al 2 O 3 / MgO) of less than 0.5 is preferred. SiO 2 in the crystallized glass 7 is forms the network structure of the glass, the main deposited crystals 2MgO · 2Al 2 O 3 · 5SiO 2, MgO · Al 2 O 3 · 3SiO 2, and MgO · Al 2 O quasi-stable quartz solid solution and MgO, such as the 3 · 4SiO 2
Enstatite having a composition of SiO 2 and (MgAl ) SiO 3
It is also a component of the enstatite solid solution having the following composition. If the content of SiO 2 is less than 35%, the melted glass is very unstable, so that high-temperature molding may not be possible, and the above crystals may be difficult to precipitate. Also, Si
If the O 2 content is less than 35%, the chemical durability of the remaining glass matrix phase tends to deteriorate, and the heat resistance tends to deteriorate. On the other hand, when the content of SiO 2 exceeds 65%, a metastable quartz solid solution or enstatite is unlikely to be precipitated as a main crystal phase, and the Young's modulus of the glass tends to rapidly decrease. Therefore, the content of SiO 2 is in the range of 35 to 65% in consideration of the type of precipitated crystal and the amount of the precipitated crystal, chemical durability, heat resistance, and molding / productivity. From the viewpoint that a crystallized glass having more preferable physical properties can be obtained, the content of SiO 2 is preferably in the range of 40 to 60%.

【0111】Al2O3はガラスの中間酸化物であり、主な
結晶種である:2MgO・2Al2O3・5SiO2、MgO・Al2O3・3SiO2
及びMgO・Al2O3・4SiO2等の準安定な石英固溶体結晶の構
成成分である。Al2O3の導入は準安定な石英固溶体結晶
の析出を促進し、ガラス表面硬度の向上に寄与する。し
かし、Al2O3の含有量が 5%未満では上記のような高ヤ
ング率結晶が析出しにくくなり、ガラスマトリックス相
の化学耐久性も低下し、基板材料に要求される強度が得
られにくくなる傾向がある。一方、Al2O3の含有量が25
モル%を超えると、主結晶相としてのエンスタタイトの
析出がしにくくなるとともに、溶融温度が高くなってガ
ラスが溶けにくくなるうえ、失透しやすくなって容易に
成形しにくくなる傾向がある。従って、ガラスの溶解
性、高温度成形性、析出結晶種などを考慮して、Al2O3
の含有量は5−25%の範囲、好ましくは7−22%の範囲と
することが適当である。
Al 2 O 3 is an intermediate oxide of glass and is a main crystal seed: 2MgO.2Al 2 O 3 .5SiO 2 , MgO.Al 2 O 3 .3SiO 2 ,
And metastable quartz solid solution crystals such as MgO.Al 2 O 3 .4SiO 2 . The introduction of Al 2 O 3 promotes the precipitation of metastable quartz solid solution crystals and contributes to the improvement of the glass surface hardness. However, when the content of Al 2 O 3 is less than 5%, it is difficult to precipitate crystals having a high Young's modulus as described above, the chemical durability of the glass matrix phase is reduced, and it is difficult to obtain the strength required for the substrate material. Tend to be. On the other hand, when the content of Al 2 O 3 is 25
If it exceeds mol%, precipitation of enstatite as a main crystal phase becomes difficult, and the melting temperature becomes high, so that the glass becomes difficult to melt. Therefore, considering the solubility of glass, high-temperature moldability, crystal seeds, etc., Al 2 O 3
Is suitably in the range of 5-25%, preferably in the range of 7-22%.

【0112】MgOはガラスの修飾成分であり、MgO・SiO2
の組成を有するエンスタタイト及び(Mg・Al )SiO3の組成
を有するエンスタタイト固溶体の結晶や準安定な石英固
溶体の結晶構造をもち、2MgO・2Al2O3・5SiO2、MgO・Al2O3
・3SiO2、及びMgO・Al2O3・4SiO 2のような組成を有する結
晶種の主成分でもある。MgOの含有量が10%未満では上
記のような結晶が析出しにくく、ガラスの失透傾向及び
溶融温度が高く、かつガラス成形の作業温度幅が狭くな
る傾向がある。一方、MgOの含有量が40モル%を超える
と、ガラスの高温粘性が急激に低くなって熱的に不安定
となり、生産性も悪化し、ヤング率や耐久性も低下する
傾向がある。そこで、MgOの含有量は、ガラスの生産
性、化学耐久性、高温粘性及び強度などを考慮すると、
10−40%の範囲であること、好ましくは12−38%の範囲
であることが適当である。
MgO is a glass modifying component, and MgO · SiOTwo
Enstatite and (MgAl ) SiOThreeComposition of
Crystals of enstatite solid solution and metastable quartz solid
Has the crystal structure of the solution, 2MgO.2AlTwoOThree・ 5SiOTwo, MgO ・ AlTwoOThree
・ 3SiOTwo, And MgO ・ AlTwoOThree・ 4SiO TwoHaving a composition like
It is also the main component of the crystal seed. Above if MgO content is less than 10%
It is difficult to precipitate such crystals as described above,
High melting temperature and narrow working temperature range for glass forming
Tend to On the other hand, the content of MgO exceeds 40 mol%
And the high-temperature viscosity of the glass drops sharply, causing thermal instability
, The productivity also worsens, and the Young's modulus and durability decrease.
Tend. So, the content of MgO, the production of glass
Considering properties, chemical durability, high temperature viscosity and strength,
In the range of 10-40%, preferably in the range of 12-38%
It is appropriate that

【0113】但し、モル比(Al2O3/MgO)は0.5未満
となるように、MgO及びAl2O3の含有量は調整する。モル
比(Al2O3/MgO)が、0.5以上になると、結晶化ガラ
スのヤング率が急激に低下する傾向があるからである。
Al2O3/MgO<0.5とすることで、150GPa以上の高
ヤング率を有する結晶化ガラスを得ることもできる。好
ましくはAl2O3/MgO<0.45である。但し、Al2O3/M
gOのモル比を小さくし過ぎると、ガラスの高温粘性が低
下する傾向があるのでAl2O3/MgO比は0.2以上、好ま
しくは0.25以上であることが適当である。
However, the contents of MgO and Al 2 O 3 are adjusted so that the molar ratio (Al 2 O 3 / MgO) is less than 0.5. This is because when the molar ratio (Al 2 O 3 / MgO) is 0.5 or more, the Young's modulus of the crystallized glass tends to sharply decrease.
By setting Al 2 O 3 /MgO<0.5, a crystallized glass having a high Young's modulus of 150 GPa or more can be obtained. Preferably, Al 2 O 3 /MgO<0.45. However, Al 2 O 3 / M
If the molar ratio of gO is too small, the high temperature viscosity of the glass tends to decrease. Therefore, the Al 2 O 3 / MgO ratio is suitably 0.2 or more, preferably 0.25 or more.

【0114】TiO2はMgO・SiO2の組成を有するエンスタタ
イト及び(Mg・Al )SiO3の組成を有するエンスタタイト固
溶体の結晶、または準安定な石英固溶体の結晶構造をも
つ2MgO・2Al2O3・5SiO2、MgO・Al2O3・3SiO2、及びMgO・Al2O
3・4SiO2結晶相析出の核生成剤である。さらに、TiO
2は、SiO2の含有量が少ない場合に、ガラスの失透を抑
える効果も有する。但し、TiO2の含有量が5%未満の場
合、主結晶の核生成剤としての効果が充分に得られず、
ガラスが表面結晶化してしまい、均質な結晶化ガラスの
作製が難しくなる傾向がある。一方、TiO2の含有量が15
%を超えると、ガラスの高温粘性が低くなりすぎて分相
したり、失透したりするので、ガラスの生産性が極端に
悪化する傾向がある。そのため、ガラスの生産性、化学
耐久性、高温粘性、結晶核生成などを考慮すると、TiO2
の含有量は5−15%の範囲であること、好ましくは5.5−1
4%の範囲であることが適当である。
TiO 2 is composed of enstatite having a composition of MgO · SiO 2 and (Mg · Al 2 ) 2MgO · 2Al 2 O 3 · 5SiO 2, MgO · Al 2 O 3 · 3SiO 2 having a crystal or metastable quartz crystal structure of the solid solution of enstatite solid solution having a composition of SiO 3, and MgO · Al 2 O
3 · 4SiO 2 is a nucleating agent of crystal phase precipitation. In addition, TiO
2, when the content of SiO 2 is small, also it has an effect of suppressing the devitrification of the glass. However, if the content of TiO 2 is less than 5%, the effect as a nucleating agent of the main crystal is not sufficiently obtained,
The glass is crystallized on the surface, and it tends to be difficult to produce a homogeneous crystallized glass. On the other hand, when the content of TiO2 is 15
%, The high-temperature viscosity of the glass becomes too low, causing phase separation or devitrification, so that the productivity of the glass tends to be extremely deteriorated. Therefore, considering the productivity of glass, chemical durability, high temperature viscosity, crystal nucleation, etc., TiO 2
Is in the range of 5-15%, preferably 5.5-1.
Suitably, it is in the range of 4%.

【0115】結晶化ガラス7において、Y2O3は必須の成
分ではないが、例えば、2%のY2O3を導入することによっ
て結晶化ガラスのヤング率を10Gpa程度増大でき、かつ
液相温度を50−100℃程度低減することができる。即
ち、少量のY2O3の導入によってガラスの特性や生産性を
格段に向上させることができ、Y2O3の含有量が0.8%以
上であれば、Y2O3の効果が得られる。但し、Y2O3は前述
のガラスに含まれる主結晶の成長を抑える力をもつ。そ
のため、Y2O3の含有量が多過ぎると、ガラスを結晶化さ
せる目的で行われる熱処理において、表面結晶化が起り
易く、目的とする結晶化ガラスが作れなくなる傾向があ
る。このような観点からY2O3の含有量は、10%以下とす
ることが適当である。特に、Y2O3の含有量は、8%以下で
あることが好ましい。
In the crystallized glass 7, Y 2 O 3 is not an essential component, but, for example, by introducing 2% of Y 2 O 3 , the Young's modulus of the crystallized glass can be increased by about 10 GPa and the liquid phase The temperature can be reduced by about 50-100 ° C. That is, by introducing a small amount of Y 2 O 3 , the properties and productivity of the glass can be remarkably improved, and when the content of Y 2 O 3 is 0.8% or more, the effect of Y 2 O 3 can be obtained. . However, Y 2 O 3 has the power to suppress the growth of the main crystal contained in the above-mentioned glass. Therefore, if the content of Y 2 O 3 is too large, the surface crystallization tends to occur in the heat treatment performed for the purpose of crystallizing the glass, and the target crystallized glass tends not to be produced. From such a viewpoint, the content of Y 2 O 3 is suitably set to 10% or less. In particular, the content of Y 2 O 3 is preferably 8% or less.

【0116】上記以外の成分としては、結晶化ガラスの
所望の特性を損なわない範囲で、Li 2O、Na2O、K2O、Ca
O、SrO、BaO、ZnO、NiOなどのアルカリ金属及びアルカ
リ土類金属の酸化物成分の一種又は二種以上を0−10モ
ル%、 B2O3、P2O5、R2O3(R:Yを除く希土類金属イ
オン)、ZrO2、CeO2、N2O5(N:Nb、Ta)を0−5モル%
含有させることができる。また、ガラスの均質化を図る
ために脱泡剤としてAs2O3及び/又はSb2O3を含有させる
こともできる。ガラスの組成により変化するの高温粘性
に応じて、適当量のAs2O3やSb2O3或いはAs2O3+Sb2O3
ガラスに添加することで、より均質なガラスが得られ
る。但し、脱泡剤の添加量が多過ぎると、ガラスの比重
が上昇してヤング率を低下させる傾向があり、また溶解
用白金るつぼと反応してるつぼにダメージを与える場合
もある。そこで、脱泡剤の添加量は2%以下、好ましく
は1.5%以下とすることが適当である。以上の基本成分
の他に原料中の不純物、例えばガラスの清澄剤となるC
l、F、SO3等を本発明の結晶化ガラスの特性を損ねるこ
とのない、それぞれ1%以下であれば含有させることが
できる。
[0116] Components other than the above include those of crystallized glass.
As long as the desired properties are not impaired, Li TwoO, NaTwoOKTwoO, Ca
Alkali metals and alkalis such as O, SrO, BaO, ZnO, NiO
One or two or more of the oxide components of the earth metal
%, BTwoOThree, PTwoOFive, RTwoOThree(R: Rare earth metal excluding Y
ON), ZrOTwo, CeOTwo, NTwoOFive(N: Nb, Ta) 0-5 mol%
It can be contained. Also, try to homogenize the glass
As a defoamer forTwoOThreeAnd / or SbTwoOThreeTo contain
You can also. High temperature viscosity changes with glass composition
Appropriate amount of AsTwoOThreeAnd SbTwoOThreeOr AsTwoOThree+ SbTwoOThreeTo
By adding to glass, more homogeneous glass can be obtained
You. However, if the amount of the defoamer is too large, the specific gravity of the glass
Tends to increase and decrease the Young's modulus,
When reacting with a platinum crucible and damaging the crucible
There is also. Therefore, the addition amount of the defoaming agent is preferably 2% or less.
Is suitably 1.5% or less. The above basic components
In addition, impurities in the raw material, for example, C, which becomes a fining agent for glass
l, F, SOThreeThis may impair the properties of the crystallized glass of the present invention.
It can be contained if it is 1% or less respectively.
it can.

【0117】結晶化ガラス7における主結晶相は、例え
ば、MgO・SiO2及び(Mg・Al )SiO3の組成を有するエンスタ
タイト(エンスタタイト固溶体を含む)、並びに2MgO・2
Al2O 3・5SiO2、MgO・Al2O3・3SiO2、及びMgO・Al2O3・4SiO2
からなる群から選ばれる1種又は2種以上の組成を有す
る準安定なクオーツ(石英固溶体)であることができ
る。石英固溶体としては、特にβ−石英固溶体を挙げる
ことが出来る。また、エンスタタイトには、クリノエン
スタタイト、プロトエンスタタイト及びエンスタタイト
が包含される。さらに上記の結晶のほかスピネル、ムラ
イト、2MgO・SiO2、MgO・SiO2などその他の結晶を含むこ
ともできる。さらに、結晶化ガラス7に含まれる結晶粒
子の粒径は、1μm以下であることが好ましく、0.5μm
以下であることがより好ましい。結晶粒子の粒径が1μ
mを超えると、ガラスの機械強度を低下させるだけでな
く、研磨加工時に結晶の欠落を引き起こしてガラスの表
面粗度を悪化させるおそれがある。
The main crystal phase in the crystallized glass 7 is, for example,
For example, MgO ・ SiOTwoAnd (MgAl ) SiOThreeHaving the composition of
Tight (including enstatite solid solution) and 2MgO · 2
AlTwoO Three・ 5SiOTwo, MgO ・ AlTwoOThree・ 3SiOTwo, And MgO ・ AlTwoOThree・ 4SiOTwo
Having one or more compositions selected from the group consisting of
Can be metastable quartz (quartz solid solution)
You. As the quartz solid solution, β-quartz solid solution is particularly exemplified.
I can do it. In addition, enstatite includes
Statite, protoenstatite and enstatite
Is included. In addition to the above crystals, spinel and unevenness
Site, 2MgO ・ SiOTwo, MgO ・ SiOTwoIncluding other crystals
Can also be. Further, the crystal grains contained in the crystallized glass 7
The particle size of the particles is preferably 1 μm or less, 0.5 μm
It is more preferred that: Crystal particle size is 1μ
Exceeding m will not only reduce the mechanical strength of the glass,
Cause crystal loss during polishing,
The surface roughness may be deteriorated.

【0118】本発明の基板は、ヤング率が110GPa以上で
あることが好ましい。ヤング率が110GPa以上であること
で、高剛性の基板が得られる。具体的にはヤング率110G
Pa以上の基板が得られる。ヤング率110GPa以上の基板を
用いることにより、高速回転時の媒体の変形を低減する
ことができ、低浮上化してもヘッドがクラッシュするな
どの問題の発生を防ぐことができる。ヤング率の好まし
い範囲は110GPa以上、より好ましい範囲は140GPa以上で
ある。ヤング率が110Gpa以上であることで、ガラス基板
が高速回転しても、基板に反りやブレが生じにくく、よ
り基板の薄型化にも対応できる。
The substrate of the present invention preferably has a Young's modulus of 110 GPa or more. When the Young's modulus is 110 GPa or more, a highly rigid substrate can be obtained. Specifically, Young's modulus 110G
A substrate of Pa or more can be obtained. By using a substrate having a Young's modulus of 110 GPa or more, deformation of the medium during high-speed rotation can be reduced, and problems such as a head crash even when the flying height is reduced can be prevented. A preferred range of the Young's modulus is 110 GPa or more, and a more preferred range is 140 GPa or more. When the Young's modulus is 110 GPa or more, even if the glass substrate rotates at a high speed, the substrate is unlikely to be warped or blurred, and the substrate can be made thinner.

【0119】本発明の基板は、熱膨張係数が60×10-7/
℃以上であることが好ましい。基板の熱膨張係数を上記
の範囲にすることにより、基板をドライブに取付ける際
の金属製(例えばステンレス)の取付け具や回転軸との熱
膨張係数のマッチングが得やすくなる。これらの結晶化
ガラスの熱膨張係数は90(10-7/℃)以上に大きく、ハ
ードディスクのステンレス部品との相性がよくなるので
高密度化に要求される精密設計がたやすくなる。
The substrate of the present invention has a coefficient of thermal expansion of 60 × 10 -7 /
It is preferable that the temperature is not lower than ° C. By setting the thermal expansion coefficient of the substrate in the above range, it becomes easy to match the thermal expansion coefficient with a metal (for example, stainless steel) mounting tool or a rotating shaft when the substrate is mounted on the drive. The thermal expansion coefficient of these crystallized glasses is as large as 90 (10 −7 / ° C.) or more, and the compatibility with the stainless steel parts of the hard disk is improved, so that precision design required for high density is facilitated.

【0120】本発明の製造方法によって得られる結晶化
ガラス基板を構成する結晶化ガラスの結晶化部の組成は
ベースガラスの組成によって異なるが、硬度や耐酸性が
高く、かつヤング率も大きい準安定な石英固溶体である
2MgO・2Al2O3・5SiO2、MgO・Al2O3・3SiO2及びMgO・Al2
O34SiO2・エンスタタイトであるMgO・SiO2とその固溶
体、スピネルであるMgO・A2O3、ZnO・A12O3及びその固
溶体、MgO・CaO・2SiO2、CaO・Al2O3・2SiO2、BaO・Al2
O3・2SiO2などであることが好ましい。結晶化部は、一
般にマトリックス層より硬く、化学的にも安定であるた
め、加工方法や条件を適切に選択することによって基板
表面に均一に分散する微小突起となる。この微小突起は
磁気ヘッドの点状接触点となるため、潤滑油や水を原因
とするヘッドとの粘着現象を防ぐ効果を持っており、デ
ィスク高速回転時に間歌的に接触する磁気ヘッドとの衝
突による磁気膜の損傷を防ぐ役目もする。さらに、この
微小の突起は磁気ヘッドのスライダー面に堆積する汚れ
をクリーニングする作用をも有する。このため、磁気ヘ
ッドの墜落や衝突を防ぎ、ディスク装置の信頼性寿命を
飛躍的に増加させることができる。このようなガラス表
面にある微小突起は従来広く使用されているテクスチャ
ー加工表面が有する作用・効果以上の特性を持ってい
る。
The composition of the crystallized portion of the crystallized glass constituting the crystallized glass substrate obtained by the production method of the present invention depends on the composition of the base glass, but is metastable with high hardness and acid resistance and a large Young's modulus. Quartz solid solution
2MgO ・ 2Al 2 O 3・ 5SiO 2 , MgO ・ Al 2 O 3・ 3SiO 2 and MgO ・ Al 2
O 3 4SiO 2 · enstatite MgO · SiO 2 and a solid solution thereof is tight, MgO · A 2 O 3 spinel, ZnO · A1 2 O 3 and solid solutions thereof, MgO · CaO · 2SiO 2, CaO · Al 2 O 3・ 2SiO 2 , BaO ・ Al 2
It is preferably O 3 .2SiO 2 or the like. Since the crystallized portion is generally harder than the matrix layer and chemically stable, it becomes fine projections uniformly dispersed on the substrate surface by appropriately selecting a processing method and conditions. Since these minute projections serve as point-like contact points of the magnetic head, they have the effect of preventing the sticking phenomenon with the head caused by lubricating oil or water. It also serves to prevent damage to the magnetic film due to collision. Further, the minute projections also have a function of cleaning dirt deposited on the slider surface of the magnetic head. For this reason, the fall and collision of the magnetic head can be prevented, and the reliability life of the disk device can be drastically increased. Such fine protrusions on the glass surface have properties and effects that are higher than those of the conventionally used textured surface.

【0121】上記の微結晶は、本質的には非晶質ガラス
から安定な結晶へと相変ずることにより生じ、突起は母
体ガラス部と結晶部との硬度や耐酸性などの材料物性の
差を用いて形成している。そのため、従来のテクスチャ
ー加工で問題となるバリやチッピングや切粉の再付着と
いう問題がない。さらに、結晶粒子の粒径や密度をガラ
ス組成の調整や熱処理条件の調整で最適化することによ
り突起の高さを制御でき、その結果基板全面において磁
気ヘッドの浮上特性が非常に優れた面を形成できる。ま
た、結晶粒子はガラス連続層に生じるミクロクラックの
終点になるため、クラックの成長や拡大を抑制する作用
もある。このため、結晶化ガラスの機械的強度や硬度が
増加し割れにくくなり、磁気ディスク基板として十分な
機械強度を実現する作用効果も有する。また、結晶化ガ
ラス材料そのものが非磁性なので、加熱などにより磁化
する心配がなく、材料的にも単一基板材料であるため、
工程数が少なくてすみ製造コストを低くすることができ
る。さらに同材料は溶融過程を経てガラス化して形成す
るため、焼結材料で問題となるボイドや空隙がない。
The above-mentioned microcrystals are essentially produced by changing the phase from amorphous glass to stable crystals, and the projections cause differences in the material properties such as hardness and acid resistance between the base glass part and the crystal part. It is formed using. Therefore, there is no problem of burrs, chipping, and reattachment of chips, which are problems in conventional texture processing. Furthermore, the height of the protrusions can be controlled by optimizing the particle size and density of the crystal grains by adjusting the glass composition and the heat treatment conditions. As a result, the surface of the magnetic head that has extremely excellent flying characteristics over the entire substrate can be obtained. Can be formed. In addition, since the crystal particles serve as an end point of microcracks generated in the continuous glass layer, they also have the effect of suppressing the growth and expansion of cracks. For this reason, the mechanical strength and hardness of the crystallized glass are increased, so that the glass is less likely to be broken, and has the effect of realizing sufficient mechanical strength as a magnetic disk substrate. In addition, since the crystallized glass material itself is non-magnetic, there is no need to worry about magnetization due to heating, etc., and since it is a single substrate material,
Since the number of steps is small, the manufacturing cost can be reduced. Further, since the same material is formed by vitrification through a melting process, there is no void or void which is a problem in the sintered material.

【0122】以上に示したように結晶化ガラスは析出結
晶層とマトリックスガラス層がそれぞれの長所を出し合
い、また、その相互作用により優れた物性を有す観従っ
て、本発明の結晶化ガラスは磁気ディスク用高性能基板
として好適な複合材料である。
As described above, the crystallized glass has the advantage that the precipitated crystal layer and the matrix glass layer have the advantages of each other, and that the crystallized glass of the present invention has excellent physical properties due to the interaction. It is a composite material suitable as a high-performance substrate for disks.

【0123】本発明は、前記本発明の製造方法によって
得られる結晶化ガラス基板の主表面に少なくとも情報記
録層が形成されている情報記録媒体の製造方法を包含す
る。前記本発明の製造方法によって得られる基板は、高
速回転時の変形が小さく、書込読取ヘッドを情報記録媒
体の表面に極めて近い距離にまで安定した状態で近づけ
ることができる。そのため、信頼性の高い高記録密度の
媒体を得ることができる。
The present invention includes a method for producing an information recording medium in which at least an information recording layer is formed on the main surface of a crystallized glass substrate obtained by the production method of the present invention. The substrate obtained by the manufacturing method of the present invention has a small deformation at the time of high-speed rotation, and the write / read head can be stably approached to a distance very close to the surface of the information recording medium. Therefore, a highly reliable medium with a high recording density can be obtained.

【0124】本発明の製造方法によって得られる情報記
録媒体は、磁気記録媒体であることができる。磁気ヘッ
ドと媒体表面の粘着の問題を防ぎ、磁気ヘッドの低浮上
化を図ることができる。その結果、信頼性の高い高記録
密度の磁気記録媒体を得ることができる。 〔磁気ディスクの説明〕本発明の製造方法によって得ら
れる情報記録媒体は、本発明の製造方法により得られた
基板と、該基板上に形成された記録層とを有することを
特徴とする。以下、本発明の製造方法によって得られる
結晶化ガラスからなる基板の主表面に、少なくとも磁性
層を形成した磁気ディスク(ハードディスク)について
説明する。磁性層以外の層としては、機能面から、下地
層、保護層、潤滑層、凹凸制御層などが挙げられ、必要
に応じて形成される。これらの各層の形成には各種薄膜
形成技術が利用される。磁性層の材料は特に制限されな
い。磁性層としては、例えば、Co系の他、フェライト
系、鉄−希土類系などが挙げられる。磁性層は、水平磁
気記録、垂直磁気記録のいずれの磁性層でもよい。磁性
層としては、具体的には、例えば、Coを主成分とするCo
Pt、CoCr、CoNi、CoNiCr、CoCrTa、CoPtCrやCoNiCrPt、
CoNiCrTa、CoCrPtTa、CoCrPtSiO などの磁性薄膜が挙げ
られる。また、磁性層を非磁性層で分割してノイズ低減
を図った多層構成としてもよい。
The information recording medium obtained by the manufacturing method of the present invention can be a magnetic recording medium. The problem of adhesion between the magnetic head and the medium surface can be prevented, and the flying height of the magnetic head can be reduced. As a result, a highly reliable magnetic recording medium with a high recording density can be obtained. [Description of Magnetic Disk] An information recording medium obtained by the manufacturing method of the present invention is characterized by having a substrate obtained by the manufacturing method of the present invention and a recording layer formed on the substrate. Hereinafter, a magnetic disk (hard disk) having at least a magnetic layer formed on a main surface of a substrate made of crystallized glass obtained by the manufacturing method of the present invention will be described. The layers other than the magnetic layer include an underlayer, a protective layer, a lubricating layer, an unevenness control layer, and the like from the functional aspect, and are formed as necessary. Various thin film forming techniques are used to form these layers. The material of the magnetic layer is not particularly limited. Examples of the magnetic layer include, in addition to Co-based, ferrite-based and iron-rare-earth-based. The magnetic layer may be any of horizontal magnetic recording and perpendicular magnetic recording. As the magnetic layer, specifically, for example, Co
Pt, CoCr, CoNi, CoNiCr, CoCrTa, CoPtCr and CoNiCrPt,
Magnetic thin films such as CoNiCrTa, CoCrPtTa, and CoCrPtSiO are exemplified. Further, the magnetic layer may be divided by a non-magnetic layer to have a multilayer structure in which noise is reduced.

【0125】磁性層における下地層は、磁性層に応じて
選択される。下地層としては、例えば、Cr、Mo、Ta、T
i、W、V、B、Alなどの非磁性金属から選ばれる少な
くとも一種以上の材料、又はそれらの金属の酸化物、窒
化物、炭化物等からなる下地層等が挙げられる。Coを主
成分とする磁性層の場合には、磁気特性向上の観点から
Cr単体やCr合金であることが好ましい。下地層は単層と
は限らず、同一又は異種の層を積層した複数層構造とす
ることもできる。例えば、Al/Cr/CrMo、Al/Cr/Cr等
の多層下地層等が挙げられる。また、基板と磁性層の間
又は磁性層の上部に、磁気ヘッドと磁気ディスクが吸着
することを防止するための凹凸制御層を設けてもよい。
この凹凸制御層を設けることによって、磁気ディスクの
表面粗さは適度に調整されるので、磁気ヘッドと磁気デ
ィスクが吸着することがなくなり、信頼性の高い磁気デ
ィスクが得られる。凹凸制御層の材料及び形成方法は多
種知られており、特に制限されない。例えば、凹凸制御
層の材料としては、Al、Ag、Ti、Nb、Ta、Bi、Si、Zr、
Cr、Cu、Au、Sn、Pd、Sb、Ge、Mgなどから選ばれる少な
くとも一種以上の金属、又はそれらの合金、あるいは、
それらの酸化物、窒化物、炭化物等からなる下地層等が
挙げられる。形成が容易であるという観点からは、Al単
体やAl合金、酸化Al、窒化AlといったAlを主成分とする
金属であることが望ましい。
The underlayer in the magnetic layer is selected according to the magnetic layer. As the underlayer, for example, Cr, Mo, Ta, T
Examples include at least one or more materials selected from nonmagnetic metals such as i, W, V, B, and Al, and an underlayer made of an oxide, nitride, carbide, or the like of those metals. In the case of a magnetic layer containing Co as a main component, from the viewpoint of improving the magnetic properties,
Preferably, it is Cr alone or a Cr alloy. The underlayer is not limited to a single layer, and may have a multilayer structure in which the same or different layers are stacked. For example, a multilayer base layer of Al / Cr / CrMo, Al / Cr / Cr, or the like can be given. Further, an unevenness control layer may be provided between the substrate and the magnetic layer or above the magnetic layer to prevent the magnetic head and the magnetic disk from being attracted to each other.
By providing the unevenness control layer, the surface roughness of the magnetic disk is appropriately adjusted, so that the magnetic head and the magnetic disk do not stick to each other, and a highly reliable magnetic disk can be obtained. There are various known materials and methods for forming the unevenness control layer, and there is no particular limitation. For example, as the material of the unevenness control layer, Al, Ag, Ti, Nb, Ta, Bi, Si, Zr,
Cr, Cu, Au, Sn, Pd, Sb, Ge, at least one or more metals selected from Mg, or alloys thereof, or
An underlayer made of such oxides, nitrides, carbides, and the like can be given. From the viewpoint of easy formation, it is desirable to use a metal containing Al as a main component, such as Al alone, an Al alloy, Al oxide, or Al nitride.

【0126】また、ヘッドスティクションを考慮する
と、凹凸形成層の表面粗さは、Rmax=5〜30nmであ
ることが好ましい。より好ましい範囲は、Rmax=10〜
20nmである。Rmaxが5nm未満の場合、磁気ディス
ク表面が平坦に近いため、磁気ヘッドと磁気ディスクが
吸着し、磁気ヘッドや磁気ディスクが吸着し、磁気ヘッ
ドや磁気ディスクが傷ついてしまったり、吸着によるヘ
ッドクラッシュを起こすので好ましくない。また、Rmax
が30nmを超える場合、グライド高さ(グライドハイ
ト)が大きくなり記録密度の低下を招くので好ましくな
い。尚、凹凸制御層を設けずに、ガラス基板表面に、エ
ッチング処理やレーザー光の照射等の手段で凹凸を付
け、テクスチャリング処理を施してもよい。
In consideration of head stiction, the surface roughness of the unevenness forming layer is preferably Rmax = 5 to 30 nm. A more preferred range is Rmax = 10
20 nm. When Rmax is less than 5 nm, the surface of the magnetic disk is almost flat, so that the magnetic head and the magnetic disk are attracted, the magnetic head and the magnetic disk are attracted, and the magnetic head and the magnetic disk are damaged, or the head crashes due to the attracting. It is not preferable because it causes it. Also, Rmax
Is more than 30 nm, the glide height (glide height) is increased, and the recording density is undesirably reduced. Note that, without providing the unevenness control layer, the surface of the glass substrate may be subjected to texturing by providing an unevenness by means of etching treatment, laser light irradiation, or the like.

【0127】保護層としては、例えば、Cr膜、Cr合金
膜、炭素膜、ジルコニア膜、シリカ膜等が挙げられる。
これらの保護膜は、下地層、磁性層等とともにインライ
ン型スパッタ装置等で連続して形成できる。また、これ
らの保護膜は、単層としてもよく、あるいは、同一又は
異種の膜からなる多層構成としてもよい。上記保護層上
に、あるいは上記保護膜に替えて、他の保護層を形成し
てもよい。例えば、上記保護層上にテトラアルコキシラ
ンをアルコール系の溶媒で希釈した中に、コロイダルシ
リカ微粒子を分散して塗布し、さらに焼成して酸化ケイ
素(SiO2)膜を形成してもよい。この場合、保護膜と凹
凸制御層の両方の機能を果たす。潤滑層としては多種多
様な提案がなされているが、一般的には、液体潤滑剤で
あるパーフルオロポリエーテルをフレオン系などの溶媒
で希釈し、媒体表面にディッピング法、スピンコート
法、スプレイ法によって塗布し、必要に応じて加熱処理
を行って形成する。
Examples of the protective layer include a Cr film, a Cr alloy film, a carbon film, a zirconia film and a silica film.
These protective films can be continuously formed with an underlayer, a magnetic layer, and the like by an in-line type sputtering apparatus or the like. Further, these protective films may have a single-layer structure or a multi-layer structure composed of the same or different films. Another protective layer may be formed on the protective layer or in place of the protective film. For example, colloidal silica fine particles may be dispersed and applied while diluting tetraalkoxylan with an alcohol-based solvent on the protective layer, followed by firing to form a silicon oxide (SiO 2 ) film. In this case, it functions as both the protective film and the unevenness control layer. Various proposals have been made for the lubricating layer, but generally, a liquid lubricant, perfluoropolyether, is diluted with a solvent such as Freon, and the medium surface is dipped, spin-coated, or sprayed. And heat-treating as necessary.

【0128】[0128]

【実施例】以下、磁気記録媒体用基板および磁気記録媒
体に関する実施例について説明する。結晶化ガラスを用
いた磁気ディスク基板の製造工程は所定組成に応じて材
料調合から出発し、以下加熱溶融、攪拌清澄、プレス法
などによる高温成形、アニール処理、円板形状加工、核
生成熱処理、核成長熱処理、表面研削・研磨・洗浄の順
序で行うのは基本である。製造工程は、上記に限ったも
のではなく、例えば表面研磨加工の代わりにスパッタエ
ッチングや化学的エッチングヤレーザーテクスチャなど
を行ってもよい。また結晶化のための熱処理は一段で済
ませることもできる。さらに、技術内容、材料特性に応
じて工程の順序や工程の内容を変更することは本発明の
主旨に反するものではない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a magnetic recording medium substrate and a magnetic recording medium will be described below. The manufacturing process of a magnetic disk substrate using crystallized glass starts from material preparation according to a predetermined composition, and then is performed by heating and melting, stirring and fining, high-temperature molding by a press method, annealing, disk shape processing, nucleation heat treatment, Basically, the nucleus growth heat treatment and the surface grinding, polishing, and cleaning are performed in this order. The manufacturing process is not limited to the above. For example, instead of surface polishing, sputter etching or chemical etching may be performed. Further, the heat treatment for crystallization can be completed in one step. Further, changing the order of the steps and the contents of the steps in accordance with the technical contents and the material characteristics is not against the gist of the present invention.

【0129】以下、代表的な製造工程手順を実施例で説
明する。本実施例において使用される材料はMgO-Al2O3-
SiO2-TiO2系結晶化ガラスである。具体的な組成は、MgO
成分が30.5モル%、Al2O3成分が10.5モル%、SiO2成分が4
6モル%、TiO2成分が10.0モル%、ZrO2成分を2.0モル%に
なるように、原料粉末であるMgO、N2O3、SiO2、TiO2、Z
rO2を300kg秤量し、ガラスの溶解性を向上させるために
0.5モル%のY2O3と0.5モル%のK2OになるようにK2CO3とY2
O3を導入し、十分混合して調合バッチ(組成1)とした。
また、MgO成分が26.0モル%、A12O3成分が14.0モル%、Si
O2成分が50.0モル%、TiO2成分が9.0モル%になるよう
に、原料粉末であるMgO、Al2O3、SiO2、TiO2、を300kg
秤量し、ガラスの溶解性を向上させるために1.0モル%の
Y2O3とになるようにY2O3を導入し、十分混合して調合バ
ッチ(組成2)とした。次いでに組成1の調合バッチを白金
柑禍に入れ、ガラス溶解炉において1600℃で撹拝しなが
ら12時間溶解した後、溶解炉の温度を1300℃までに下げ
て、同温度で約10-30分間保持した。その後、直径7mmの
白金パイプを通してガラスの融液をステンレス金型に流
しだし、プレス法で直径90mm、厚み2mmの円板を作っ
た。
Hereinafter, typical production process procedures will be described with reference to Examples. The material used in this example is MgO-Al 2 O 3-
A SiO 2 -TiO 2 based crystallized glass. The specific composition is MgO
Component 30.5 mol%, Al 2 O 3 component is 10.5 mole%, SiO 2 component 4
Raw material powders such as MgO, N 2 O 3 , SiO 2 , TiO 2 , Z, so that 6 mol%, TiO 2 component is 10.0 mol%, and ZrO 2 component is 2.0 mol%
To weigh 300 kg of rO 2 and improve the solubility of glass
K 2 CO 3 and Y 2 to be 0.5 mol% of Y 2 O 3 and 0.5 mol% of K 2 O
O 3 was introduced and mixed well to obtain a prepared batch (composition 1).
Further, MgO component is 26.0 mole%, A1 2 O 3 component is 14.0 mole%, Si
300 kg of the raw material powders MgO, Al 2 O 3 , SiO 2 , TiO 2 so that the O 2 component is 50.0 mol% and the TiO 2 component is 9.0 mol%
Weigh and add 1.0 mol% to improve the solubility of the glass
Y 2 O 3 introduced Y 2 O 3 so that the, was thoroughly mixed and blended batch (composition 2). Next, the prepared batch of composition 1 was placed in a platinum crush, and melted for 12 hours while stirring at 1600 ° C. in a glass melting furnace, and then the temperature of the melting furnace was lowered to 1300 ° C., and the temperature was lowered to about 10-30 at the same temperature. Hold for minutes. Thereafter, the glass melt was poured into a stainless steel mold through a platinum pipe having a diameter of 7 mm, and a disc having a diameter of 90 mm and a thickness of 2 mm was formed by a press method.

【0130】上記作製したガラス円板を200cm固定砥粒
のダイヤモンドペレットで厚み1.1mmに研削した後、結
晶化処理炉に入れ、毎分間10℃の昇温速度で770℃まで
に加熱し、同温度下で60分間程度核生成熱処理を行った
後、直ちに毎分間5℃の昇温速度で1000℃までに加熱
し、同温度下で3時間結晶化熱処理を行った。熱処理し
たガラス円板を毎分間5℃の降温速度で室温まで冷却
し、結晶化ガラス円板を得た。上記核生成処理温度と時
間及び結晶化処理温度と時間は、結晶粒子の密度と粒径
を決定することができる。従って、本実施例で示した条
件以外にも必要に応じてと時間を変えることができる。
一般的には核生成処理温度はガラスの転移温度Tgより少
し高い温度(例えばTg温度からTg+60℃までの温度範囲)
が好ましく、ガラスの軟化点温度より低いほうがよい。
より大きな結晶粒子が必要な場合結晶化処理温度を高
め、結晶化処理時間を延長することによって実現でき駈
逆により小さな結晶粒子が必要な場合、結晶化処理温度
を低め、結晶化処理時間を短縮することによって実現で
きる。結晶粒子の大きさは磁気記録の面記録密度や磁気
ディスクとしての表面特性に応じて決定される。上記の
製造工程で作成した実施例1-1の結晶化ガラスの各特性
を表1に示す。
The above-prepared glass disk was ground to a thickness of 1.1 mm with diamond pellets of 200 cm fixed abrasive grains, then placed in a crystallization furnace, and heated to 770 ° C. at a rate of 10 ° C./min. After a nucleation heat treatment at a temperature of about 60 minutes, the mixture was immediately heated to 1000 ° C. at a rate of 5 ° C. every minute, and a crystallization heat treatment was performed at the same temperature for 3 hours. The heat-treated glass disk was cooled to room temperature at a rate of 5 ° C./min to obtain a crystallized glass disk. The nucleation processing temperature and time and the crystallization processing temperature and time can determine the density and particle size of the crystal grains. Therefore, the time can be changed as needed other than the conditions described in the present embodiment.
Generally, the nucleation temperature is slightly higher than the glass transition temperature Tg (for example, the temperature range from Tg to Tg + 60 ℃)
It is preferable that the temperature is lower than the softening point temperature of the glass.
If larger crystal grains are required, this can be achieved by increasing the crystallization temperature and extending the crystallization time.If smaller crystal grains are required, the crystallization temperature is lowered and the crystallization time is reduced. It can be realized by doing. The size of the crystal grains is determined according to the surface recording density of magnetic recording and the surface characteristics of the magnetic disk. Table 1 shows each property of the crystallized glass of Example 1-1 produced in the above manufacturing process.

【0131】組成2についても同様の工程で結晶化ガラ
スを得たが、熱処理条件は表1の右欄に示した条件とし
て実施例2-1の結晶化ガラスを得た。次に熱処理冷却後
の結晶化ガラス基板(実施例1-1、2-1ともに)を固定砥粒
のダイヤモンド研削機で研削し、流動研磨材(例えばコ
ロイダルシリカ、酸化セリウム、アルミナ)を用いた研
磨機で両面研磨する。研削機は固定砥粒を装備している
研削定盤を上下に2枚設けたもので、加工するガラス基
板を、治具を用いてその中間にはさみ、定盤を回転する
ことにより研削する。両面研磨機も同様な方式で結晶化
ガラス円板を研磨する。本研磨加工の目的は、結晶化ガ
ラスの表面に微細な突起をつくるためである。結晶化ガ
ラス中のガラスの部分は結晶化部と比較して硬度が低い
ため比較的にすみやかに研磨加工され、結果としてガラ
スの表面には微細な突起を形成できる。この場合は結晶
化部が当然突起となる。万が一表面に異常ほど突起があ
る場合、定盤加圧力がその点に集中するため、このよう
な異常な突起がすみやかに除去される。従って、このよ
うな加工方法を用いれば、基板面内突起の高さがよく揃
った加工表面を得ることができる。よって、磁気ヘッド
に衝突する異常に高い突起がなく、かつ摺動信頼性や粘
着を防止するには必要十分な微細で均一な突起を有する
表面が得られる。もちろん、当研磨加工の定盤加圧力、
定盤の回転速度、時間や研磨材質は、加工面の微細突起
形状を支配する重要な要素である。
Crystallized glass was obtained in the same manner as for composition 2, but the heat treatment was carried out under the conditions shown in the right column of Table 1 to obtain the crystallized glass of Example 2-1. Next, the crystallized glass substrate after heat treatment and cooling (both Examples 1-1 and 2-1) was ground with a fixed abrasive diamond grinder, and a fluid abrasive (eg, colloidal silica, cerium oxide, alumina) was used. Polish both sides with a grinder. The grinding machine is equipped with two upper and lower grinding plates equipped with fixed abrasives. The glass substrate to be processed is sandwiched between jigs using a jig, and the platen is rotated by rotating the platen. A double-side polishing machine also grinds a crystallized glass disk in a similar manner. The purpose of this polishing is to form fine projections on the surface of the crystallized glass. Since the glass portion in the crystallized glass has a lower hardness than the crystallized portion, it is relatively quickly polished, and as a result, fine projections can be formed on the surface of the glass. In this case, the crystallized portion naturally becomes a projection. If the surface has abnormal protrusions, the pressing force of the platen is concentrated at that point, and such abnormal protrusions are promptly removed. Therefore, by using such a processing method, it is possible to obtain a processed surface in which the heights of the protrusions in the substrate surface are uniform. Accordingly, a surface having no abnormally high projections colliding with the magnetic head and having fine and uniform projections necessary and sufficient to prevent sliding reliability and adhesion can be obtained. Of course, the surface pressure of this polishing process,
The rotation speed, time and polishing material of the surface plate are important factors that govern the shape of the fine projections on the processed surface.

【0132】研磨表面よりさらに高い突起を有し、異常
突起のない高さの揃った突起を有する基板表面を得るた
めには、上記研磨した結晶化ガラスをさらにケイ弗酸(H
2SiF 6)またはケイ弗酸(H2SiF6)と弗酸(HF)の混合酸溶液
でエッチングすることによって必要サイズの表面突起を
得ることもできる。例えば、図1に0.25%の弗酸と0.25%
のケイ弗酸の混合酸でエッチングした実施例1の結晶化
ガラスの表面粗さRmaxとエッチング時間との関係を示
す。エッチング前の結晶化ガラスの表面粗さはRmaxで約
5.0nmであるが、弗酸とケイ弗酸の混合溶液でエッチン
グすると表面粗さRmaxはエッチング時間の増加とともに
徐々に大きくなり、要求される表面突起の高さとなるよ
うエッチング時間を設定すれば基板面内で突起の高さが
よく揃った、研磨剤が残存した異常突起のない加工表面
を得ることができる。
[0132] It has projections higher than the polished surface,
To obtain a substrate surface with protrusions of uniform height without protrusions
For this purpose, the polished crystallized glass is further treated with silicofluoric acid (H
TwoSiF 6) Or silicofluoric acid (HTwoSiF6) And hydrofluoric acid (HF) mixed acid solution
Surface projections of the required size by etching with
You can also get. For example, Figure 1 shows 0.25% hydrofluoric acid and 0.25%
Of Example 1 etched with mixed acid of silicofluoric acid
Shows the relationship between glass surface roughness Rmax and etching time
You. The surface roughness of the crystallized glass before etching is about Rmax
5.0 nm, but etch with mixed solution of hydrofluoric acid and silicic hydrofluoric acid
Surface roughness Rmax increases with etching time
It will gradually increase to the required height of the surface protrusions
By setting the etching time, the height of the protrusions in the substrate
Well-processed surface with no abnormal protrusions with abrasive remaining
Can be obtained.

【0133】得られた実施例1-1、2-1の基板の主表面を
観察したところ、結晶粒子の粒径は100nm以下(粒径の平
均値は20〜30nm)であった。尚、結晶粒子の粒径の測定
は、基板を試料として透過型電子顕微鏡(TEM)の写真を
もとに結晶粒子部分とガラス部分の濃淡の差から結晶粒
子の粒径を求めた。実施例1-1の基板のTEM写真を図2に
示す。粒径10nm以上の結晶粒子で主表面に露出したもの
の面密度、結晶化度、ヤング率、その他の物性値を測定
した結果を表1に示す。尚、表1中の面密度の値は、ガラ
ス基板の主表面における任意の4箇所の面密度を測定し
たときに平均値を示す。4箇所の面密度は、107個/mm2
109個/mm2の範囲内であった。また、実施例1-1、2-1の
基板のヤング率も140GPa以上と高い値を示し、AFMによ
り測定した表面粗さ(最大高さ)Rmaxは、10nm以下であ
った。
Observation of the main surfaces of the obtained substrates of Examples 1-1 and 2-1 revealed that the crystal grains had a grain size of 100 nm or less (average grain size was 20 to 30 nm). The particle size of the crystal particles was measured based on a transmission electron microscope (TEM) photograph using the substrate as a sample, and the particle size of the crystal particles was determined from the difference in density between the crystal particle portion and the glass portion. FIG. 2 shows a TEM photograph of the substrate of Example 1-1. Table 1 shows the results of measuring the areal density, crystallinity, Young's modulus, and other physical properties of crystal grains having a particle diameter of 10 nm or more and exposed on the main surface. The values of the areal density in Table 1 indicate average values when the areal densities at four arbitrary positions on the main surface of the glass substrate were measured. The area density of 4 places is 10 7 pieces / mm 2 ~
It was 10 9 cells / mm 2 range. The Young's modulus of the substrates of Examples 1-1 and 2-1 also showed a high value of 140 GPa or more, and the surface roughness (maximum height) Rmax measured by AFM was 10 nm or less.

【0134】[0134]

【表1】 [Table 1]

【0135】その後、真空スパッタ装置内にて約300℃
程度の温度下で真空べ一クした後、クロム下地層、磁気
膜層、及びカーボン保護膜を順次形成する。最後に大気
中で表面に弗素系炭化水素よりなる潤滑剤を塗布して磁
気ディスクとして完成する。本実施例係わる磁気ディス
クの性能(グライドハイトテスト)を試験したところ、そ
の最小浮上距離は10nmであった。磁気記録の高密度化に
好適する基板として認めた。
Thereafter, about 300 ° C. in a vacuum sputtering apparatus.
After vacuum vacuuming at about the temperature, a chromium underlayer, a magnetic film layer, and a carbon protective film are sequentially formed. Finally, a lubricant made of fluorine-based hydrocarbon is applied to the surface in the atmosphere to complete the magnetic disk. When the performance (glide height test) of the magnetic disk according to the present embodiment was tested, the minimum flying distance was 10 nm. It was recognized as a substrate suitable for increasing the density of magnetic recording.

【0136】表1に示す組成を有する実施例3の結晶化ガ
ラスを実施例1-1と同様にして作成し、粒径10nm以上の
結晶粒子で主表面に露出したものの面密度、結晶化度、
ヤング率、その他の物性値を測定した結果を表1に示
す。尚、表1中の面密度の値は、ガラス基板の主表面に
おける任意の4箇所の面密度を測定したときの平均値を
示す。4箇所の面密度は、107個/mm2〜109個/mm2の範囲
内であった。また、表2及び3に組成を示す実施例1-2〜1
-15を実施例1-1と同様にして作成し、粒径10nm以上の結
晶粒子で主表面に露出(突出)したものの面密度、結晶
化度、ヤング率、その他の物性値を測定した結果を表2
及び3に示す。同様に、表4及び5に組成を示す実施例2-2
〜2-23を実施例2-1と同様にして作成し、粒径10nm以上
の結晶粒子で主表面に露出(突出)したものの面密度、
結晶化度、ヤング率、その他の物性値を測定した結果を
表4及び5に示す。これらの実施例1-2〜1-15、実施例2-2
〜2-23のガラス基板の主表面における任意の4箇所の面
密度を測定したところ、表2〜5に示すように、何れも10
7個/mm2〜109個/mm2の範囲内であった。実施例2-2〜2-2
3の結晶化ガラスは、主結晶または50重量%以上含ま
れる結晶が、α−石英固溶体又は石英系結晶及びエンス
タタイト(その固溶体を含む)であった。
The crystallized glass of Example 3 having the composition shown in Table 1 was prepared in the same manner as in Example 1-1, and the surface density and crystallinity of crystal grains having a particle diameter of 10 nm or more exposed on the main surface were prepared. ,
Table 1 shows the results of measuring the Young's modulus and other physical properties. Note that the values of the areal density in Table 1 indicate average values obtained by measuring the areal densities at four arbitrary positions on the main surface of the glass substrate. The areal density at four locations was in the range of 10 7 / mm 2 to 10 9 / mm 2 . Examples 1-2 to 1 showing the compositions in Tables 2 and 3
-15 was prepared in the same manner as in Example 1-1, and the results of measuring the surface density, crystallinity, Young's modulus, and other physical properties of the crystal particles having a particle diameter of 10 nm or more exposed (projected) on the main surface were measured. Table 2
And 3. Similarly, Example 2-2 whose composition is shown in Tables 4 and 5
~ 2-23 were prepared in the same manner as in Example 2-1, and the surface density of crystal grains having a particle diameter of 10 nm or more exposed (projected) on the main surface,
Tables 4 and 5 show the results of measuring the crystallinity, Young's modulus, and other physical properties. These Examples 1-2 to 1-15 and Example 2-2
When the areal densities at any four locations on the main surface of the glass substrate of ~ 2-23 were measured, as shown in Tables 2-5, all 10
It was in the range of 7 / mm 2 to 10 9 / mm 2 . Examples 2-2 to 2-2
In the crystallized glass of No. 3, the main crystal or the crystal containing 50% by weight or more was an α-quartz solid solution or a quartz crystal and enstatite (including the solid solution).

【0137】[0137]

【表2】 [Table 2]

【0138】[0138]

【表3】 [Table 3]

【0139】[0139]

【表4】 [Table 4]

【0140】[0140]

【表5】 [Table 5]

【0141】上記実施例1〜3においてはMgO-A12O3-SiO
2-TiO2系結晶化ガラスを用いたが、結晶化ガラス材料と
してはこれに限るものではなく、以下の材料系にも好適
なディスク用結晶化ガラス基板を提供できる。 MgO-A12O3-SiO2; Li2O-MgO-A12O3-SiO2; MgO-ZnO-A12O3-SiO2; MgO-SrO-A12O3-SiO2; MgO-A12O3-SiO2-ZrO2; BaO-A12O3-SiO2; CaO-A12O3-SiO2; MgO-CaO-Al2O3-SiO2;
[0141] In the above Examples 1-3 MgO-A1 2 O 3 -SiO
Although a 2- TiO 2 -based crystallized glass was used, the crystallized glass material is not limited to this, and a crystallized glass substrate for a disk suitable for the following material systems can be provided. MgO-A1 2 O 3 -SiO 2 ; Li 2 O-MgO-A1 2 O 3 -SiO 2 ; MgO-ZnO-A1 2 O 3 -SiO 2 ; MgO-SrO-A1 2 O 3 -SiO 2 ; MgO- A1 2 O 3 -SiO 2 -ZrO 2 ; BaO-A1 2 O 3 -SiO 2 ; CaO-A1 2 O 3 -SiO 2 ; MgO-CaO-Al 2 O 3 -SiO 2 ;

【0142】また、上記の材料系より得られる結晶相と
しては、次のものがある。 MgO・SiO2及びその固溶体(例えば、(Mg,Al)O・SiO2); 各種石英固溶体(MgO・A12O3・3SiO2、2MgO・2Al2O3・5S
iO2、MgO・Al2O3・4SiO2); MgO・Al2O3及びその固溶体(例えば、ZnO・Al2O3など) Li2O・A12O3・2SiO2 SiO2 これらの結晶相は出発材料、熱処理条件及び核生成剤の
種類とその含有量によって決定されるもので、さまざま
な組合せで析出するものであり、決して一義的に決まる
ものではない。特に好ましい結晶化ガラスとしては、上
述の結晶化ガラス1と2が挙げられる。
The following are the crystal phases obtained from the above-mentioned material systems. MgO · SiO 2 and a solid solution thereof (e.g., (Mg, Al) O · SiO 2); various quartz solid solution (MgO · A1 2 O 3 · 3SiO 2, 2MgO · 2Al 2 O 3 · 5S
iO 2, MgO · Al 2 O 3 · 4SiO 2); MgO · Al 2 O 3 and solid solutions thereof (e.g., ZnO · Al 2 O 3) Li 2 O · A1 2 O 3 · 2SiO 2 SiO 2 These crystals The phase is determined by the starting material, heat treatment conditions, and the type and content of the nucleating agent, and is precipitated in various combinations, and is not uniquely determined. Particularly preferred crystallized glasses include the above-described crystallized glasses 1 and 2.

【0143】一般に結晶化ガラスを作成するのみ核生成
剤の添加が必要である。例えば、金や銀や銅とセリウム
との組合せで生じる金属コロイドを用いる方法がある。
一方、TiO2、ZrO2、P2O5のような上記ガラスの分相を促
進することのできる酸化物も核生成促進剤としてしばし
ば使用される。これ以外にNb、Ta、Mo、Wなどの重金属
元素などを用いてもよい。また、ガラスの種類によって
核生成剤を添加しなくてもよいものもある。析出結晶相
の出発原料が同一の場合には、結晶粒子の平均密度と粒
子径は二段階熱処理温度と時間によって決定され、得ら
れる析出結晶相の密度と寸法が重要なファクターであ
る。上記の実施例1-2〜1-15の種々の結晶化ガラス基板
についても、結晶粒子の粒径の平均値は10〜300nmの範
囲であり、突出して存在する結晶粒子の粒径が100nm以
下であり、その面密度は106個/mm2を超えかつ109個/mm2
以下の範囲の情報記録媒体用基板として好適な範囲の基
板が得られる。また、ヤング率も140GPa以上と高い値を
示し、AFMにより測定した表面粗さ(最大粗さ)Rmax
は、10nm以下であった。実施例1-1、2-1と同様の成膜を
行い、磁気記録媒体を得た。また、上記の実施例2-2〜2
-23の種々の結晶化ガラスについても、表4や5にあるよ
うに、結晶粒子の粒径の平均値(平均粒径)は0.5μm(5
00nm)未満であり、突出して存在する結晶粒子の粒径が3
00nm以下であり、その面密度は106個/mm2を超えかつ109
個/mm2以下の範囲の情報記録媒体用基板として好適な範
囲の基板が得られる。また、ヤング率も130GPa以上と高
い値を示し、AFMにより測定した表面粗さ(最大高さ)R
maxは30nm以下であった。実施例1-1、2-1と同様の成膜
を行い、磁気記録媒体を得た。上記実施例1-2〜1-15及
び2-2〜2-23の各媒体をグライドハイトテストした結
果、いずれの結果も30nm以下(実施例1-2〜1-15につい
ては10nm以下、実施例2-2〜2-23については30nm以下)
の低浮上量を安定して実現でき、吸着の発生も見られ
ず、優れた摺動性が得られた。
In general, it is necessary to add a nucleating agent only for preparing crystallized glass. For example, there is a method using a metal colloid produced by a combination of gold, silver, copper and cerium.
On the other hand, oxides such as TiO 2 , ZrO 2 , and P 2 O 5 that can promote the phase separation of the glass are often used as nucleation promoters. In addition, heavy metal elements such as Nb, Ta, Mo, and W may be used. In some cases, the nucleating agent may not be added depending on the type of glass. When the starting material of the precipitated crystal phase is the same, the average density and particle size of the crystal grains are determined by the two-step heat treatment temperature and time, and the density and size of the obtained precipitated crystal phase are important factors. Also for the various crystallized glass substrates of the above Examples 1-2 to 1-15, the average value of the crystal particle diameter is in the range of 10 to 300 nm, and the particle diameter of the protruding crystal particles is 100 nm or less. And the areal density exceeds 10 6 / mm 2 and 10 9 / mm 2
A substrate in a range suitable for an information recording medium in the following range can be obtained. In addition, the Young's modulus is as high as 140 GPa or more, and the surface roughness (maximum roughness) Rmax measured by AFM
Was 10 nm or less. Film formation was performed in the same manner as in Examples 1-1 and 2-1 to obtain a magnetic recording medium. Further, the above Examples 2-2 to 2
-23, as shown in Tables 4 and 5, the average value (average particle size) of the crystal particles is 0.5 μm (5 μm).
00 nm) and the size of the protruding crystal particles is 3
00 nm or less, and the areal density exceeds 10 6 / mm 2 and 10 9
Substrates in a range suitable for an information recording medium substrate in a range of pieces / mm 2 or less are obtained. In addition, the Young's modulus is as high as 130 GPa or more, and the surface roughness (maximum height) R measured by AFM
max was less than 30 nm. Film formation was performed in the same manner as in Examples 1-1 and 2-1 to obtain a magnetic recording medium. As a result of the glide height test of each medium of Examples 1-2 to 1-15 and 2-2 to 2-23, each result was 30 nm or less (10 nm or less for Examples 1-2 to 1-15, and 30 nm or less for Examples 2-2 to 2-23)
Low flying height can be stably realized, no occurrence of adsorption is observed, and excellent slidability is obtained.

【0144】(比較例1〜2)次に、ガラスの組成、結
晶核成長のための熱処理条件(熱処理温度、時間)を適
宜調整して、表6のような特性値を有する結晶化ガラス
基板を作製した。その後、実施例1-1、2-1と同様の成膜
を行い、磁気記録媒体を得た。
(Comparative Examples 1-2) Next, the composition of the glass and the heat treatment conditions (heat treatment temperature and time) for crystal nucleus growth were appropriately adjusted to obtain a crystallized glass substrate having the characteristic values shown in Table 6. Was prepared. Thereafter, a film was formed in the same manner as in Examples 1-1 and 2-1 to obtain a magnetic recording medium.

【0145】[0145]

【表6】 [Table 6]

【0146】比較例1の結晶化ガラス基板の場合、粒径
10nm以上の結晶粒子の面密度が5×104〜1×106個/mm
2と、106個/mm2以下になっており、磁気ヘッドとの摺動
特性が悪く(吸着現象、摩擦係数大)、結晶化度が14%
と小さく、ヤング率も90〜100GPaと実施例と比較して小
さいため、表面朝らRmaxで想定されるヘッド浮上量より
も高い値を示し、摺動信頼性、低浮上化(30nm以下)と
もに満足するものとは言えなかった。一方、比較例2の
結晶化ガラス基板の場合、粒径10nm以上の結晶粒子の面
密度が2×109〜5×1010個/mm2と、109個/mm2を超えてお
り、結晶化度が70〜80%と高く、ヤング率も165〜180GPa
と高い値を示し、剛性の面では良好であった。しかし、
面密度が大きくなり過ぎたことにより、個々の結晶粒子
が融着して大きな結晶粒子が形成している箇所ができ、
その結果、基板の表面粗さRmaxが45nmと悪化する結果と
なった。そのため、磁気ヘッドとの摺動特性(吸着現
象、摩擦係数大)は良好であったものの、ヘッド浮上量
30nm以下を満足することができなかった。
In the case of the crystallized glass substrate of Comparative Example 1, the particle size
The areal density of crystal grains of 10 nm or more is 5 × 10 4 to 1 × 10 6 / mm
2 and 10 6 / mm 2 or less, poor sliding characteristics with magnetic head (adsorption phenomenon, large friction coefficient), crystallinity 14%
And the Young's modulus is 90 to 100 GPa, which is smaller than that of the embodiment. Therefore, it shows a higher value than the head flying height assumed by Rmax on the surface, and both sliding reliability and low flying height (30 nm or less) I was not satisfied. On the other hand, if the crystallized glass substrate of Comparative Example 2, the surface density of the particle size 10nm or more crystal grains 2 × 10 9 to 5 × 10 10 pieces / mm 2, and more than 10 9 / mm 2, High crystallinity of 70-80% and Young's modulus of 165-180GPa
And a high value, which was good in terms of rigidity. But,
Due to the areal density becoming too large, there are places where individual crystal grains are fused to form large crystal grains,
As a result, the surface roughness Rmax of the substrate deteriorated to 45 nm. Therefore, although the sliding characteristics with the magnetic head (adhesion phenomenon, large friction coefficient) were good, the head flying height
30 nm or less could not be satisfied.

【0147】(実施例4〜8、参考例1)次に、実施例1-1
の結晶化ガラス基板を用いて、研磨後のケイフッ酸を含
む酸(ケイフッ酸のみ)による表面処理工程におけるケ
イフッ酸濃度を0.01重量%(実施例4)、0.1重量%(実
施例5)、0.25重量%(実施例6)、0.5重量%(実施例
7)、1.0重量%(実施例8)、2重量%(参考例1)にし
た他は、上記実施例と同様にして情報記録媒体用結晶化
ガラス基板、情報記録媒体(磁気ディスク)をそれぞれ
10枚ずつ作製した。以下にその結果を示す。尚、ファイ
ナル研磨後の結晶化ガラス基板の主表面の表面粗さは、
Ra=0.3nm、Rmax=3.2nm、ケイフッ酸処理温度は45℃、処
理時間は60秒とした。
(Examples 4 to 8, Reference Example 1) Next, Example 1-1
In the surface treatment step using an acid containing silicic acid (only silicic acid) after polishing using the crystallized glass substrate of 0.01 wt% (Example 4), 0.1 wt% (Example 5), 0.25 % By weight (Example 6), 0.5% by weight (Example
7), a crystallized glass substrate for an information recording medium and an information recording medium (magnetic disk) were respectively formed in the same manner as in the above example, except that the amounts were 1.0% by weight (Example 8) and 2% by weight (Reference Example 1).
Ten sheets were produced at a time. The results are shown below. Incidentally, the surface roughness of the main surface of the crystallized glass substrate after final polishing,
Ra = 0.3 nm, Rmax = 3.2 nm, silicic acid treatment temperature was 45 ° C., and treatment time was 60 seconds.

【0148】[0148]

【表7】 [Table 7]

【0149】このように、ケイフッ酸濃度が高くなるに
従って、表面粗さRmaxが大きくなることがわかる。ま
た、ケイフッ酸濃度が1.0重量%を超える場合(実施例
6、7及び参考例1)、処理した結晶化ガラス基板10枚の
表面粗さの標準偏差が高くなり、0.01〜1.0重量%の場
合と比べてばらついてくることがわかる。これは、ケイ
フッ酸濃度が高くなったために表面粗さの制御性が悪く
なっていることを示している。尚、上記実施例4〜8及び
参考例1の結晶化ガラスの突出して存在する結晶粒子の
粒径は100nm以下であり、粒径10nm以上の結晶粒子の面
密度は107〜109個/mm2の範囲内であって、平均値は5.5
×108個/mm2であった。また、ヤング率、結晶化度等の
その他の測定値は実施例1-1と変わっていなかった。ま
た、実施例4〜8及び参考例1の各媒体をグライドハイト
テストした結果、いずれの結果も30nm以下(実施例4〜8
については10nm以下、参考例1については30nm以下)の
低浮上量を安定して実現でき、吸着の発生も見られず、
優れた摺動性が得られた。
Thus, it can be seen that the surface roughness Rmax increases as the concentration of silicic acid increases. When the concentration of silicic acid exceeds 1.0% by weight (Example
6, 7 and Reference Example 1), it can be seen that the standard deviation of the surface roughness of the 10 treated crystallized glass substrates is increased, which is more variable than in the case of 0.01 to 1.0% by weight. This indicates that the controllability of the surface roughness was deteriorated due to the increase in the concentration of silicic acid. Note that the crystal grains of the crystallized glass of Examples 4 to 8 and Reference Example 1 have a particle diameter of 100 nm or less, and the areal density of crystal particles having a particle diameter of 10 nm or more is 10 7 to 10 9 pieces /. mm 2 and the average is 5.5
× 10 8 pieces / mm 2 . Other measured values such as Young's modulus and crystallinity were not different from those in Example 1-1. Further, as a result of glide height test of each medium of Examples 4 to 8 and Reference Example 1, each result was 30 nm or less (Examples 4 to 8).
About 10 nm or less for Reference Example 1 and 30 nm or less for Reference Example 1).
Excellent slidability was obtained.

【0150】(実施例9〜11、参考例2)次に、実施例1-
1の結晶化ガラス基板を用いて、研磨後のケイフッ酸を
含む混合酸を、0.25重量%ケイフッ酸+0.03重量%フッ
酸(実施例9)、0.25重量%ケイフッ酸+0.1重量%フッ
酸(実施例10)、0.25重量%ケイフッ酸+0.25重量%フ
ッ酸(実施例11)、0.25重量%ケイフッ酸+0.5重量%
フッ酸(参考例2)とした他は、上記実施例と同様にし
て情報記録媒体用結晶化ガラス基板及び情報記録媒体
(磁気ディスク)をそれぞれ10枚ずつ作製した。以下に
その結果を示す。尚、ファイナル研磨後の結晶化ガラス
基板の主表面の表面粗さはRa=0.3nm、Rmax=3.2nm、ケイ
フッ酸処理温度は45℃、処理時間は60秒とした。
(Examples 9 to 11, Reference Example 2)
Using the crystallized glass substrate of No. 1, the mixed acid containing silicic hydrofluoric acid after polishing was mixed with 0.25% by weight hydrofluoric acid + 0.03% by weight hydrofluoric acid (Example 9), 0.25% by weight of hydrofluoric acid + 0.1% by weight of hydrofluoric acid. Acid (Example 10), 0.25% by weight hydrofluoric acid + 0.25% by weight hydrofluoric acid (Example 11), 0.25% by weight hydrofluoric acid + 0.5% by weight
Except for using hydrofluoric acid (Reference Example 2), 10 pieces of a crystallized glass substrate for an information recording medium and 10 pieces of an information recording medium (magnetic disk) were produced in the same manner as in the above Examples. The results are shown below. In addition, the surface roughness of the main surface of the crystallized glass substrate after final polishing was Ra = 0.3 nm, Rmax = 3.2 nm, the silicic acid treatment temperature was 45 ° C., and the treatment time was 60 seconds.

【0151】[0151]

【表8】 [Table 8]

【0152】このように、混合酸に占めるフッ酸濃度が
高くなるに従って、表面粗さRmaxが大きくなることがわ
かる。また、ケイフッ酸とフッ酸との割合(重量%比)
が1:1を超える場合(参考例2)、処理した結晶化ガラス
基板10枚の表面粗さの標準偏差が高くなり、1:1〜1:10
の場合と比べてばらついていることがわかる。これは、
混合酸に占めるフッ酸濃度が高くなったために、表面粗
さの制御性が悪くなっていることを示している。尚、上
記実施例9〜11及び参考例2の結晶化ガラス基板の突出し
て存在する結晶粒子の粒径は100nm以下であり、粒径10n
m以上の結晶粒子の面密度は107〜109個/mm2の範囲内で
あって、平均値は5.5×108個/mm2であった。ヤング率や
結晶化度等のその他の測定値は、実施例1-1と変わって
いなかった。また、実施例9〜11及び参考例1の各媒体を
グライドハイトテストした結果、いずれの結果も30nm以
下(実施例9〜11については10nm以下、参考例2について
は30nm以下)の低浮上量を安定して実現でき、吸着の発
生も見られず優れた摺動性が得られた。
Thus, it can be seen that as the concentration of hydrofluoric acid in the mixed acid increases, the surface roughness Rmax increases. The ratio of hydrofluoric acid to hydrofluoric acid (weight% ratio)
Exceeds 1: 1 (Reference Example 2), the standard deviation of the surface roughness of the 10 treated crystallized glass substrates is increased, and 1: 1 to 1:10
It can be seen that there is variation compared to the case of. this is,
This indicates that the controllability of the surface roughness is deteriorated because the concentration of hydrofluoric acid in the mixed acid is increased. Note that the crystal grains of the crystallized glass substrates of Examples 9 to 11 and Reference Example 2 had a particle diameter of 100 nm or less, and a particle diameter of 10 n.
The areal density of crystal grains of m or more was in the range of 10 7 to 10 9 grains / mm 2 , and the average value was 5.5 × 10 8 grains / mm 2 . Other measured values such as Young's modulus and crystallinity were not different from those in Example 1-1. In addition, as a result of the glide height test of each medium of Examples 9 to 11 and Reference Example 1, each result showed a low flying height of 30 nm or less (10 nm or less for Examples 9 to 11 and 30 nm or less for Reference Example 2). Was stably realized, and excellent slidability was obtained without generation of adsorption.

【0153】実施例1をはじめとする上記実施例におい
て結晶核成長のための熱処理後に研磨加工を実施し、結
晶相とガラス相(連続相)の硬度差を利用して表面に突
起(連続相から部分的に突出して存在する結晶粒子)を
形成した。この研磨加工はただ一つの応用例であり、そ
れ以外にも、ガラス基板を真空中にセットしてArイオン
を高速で衝突させてエッチングする、いわゆるスパッタ
エッチング法によっても代替可能である。また、A12O3
やSiCの微粒子を空気とともに吹き付けて加工する、い
わゆるサンドブラスト処理と言われている方法によって
も可能である。
In the above Examples including Example 1, polishing was performed after heat treatment for crystal nucleus growth, and protrusions (continuous phase) were formed on the surface by utilizing the difference in hardness between the crystal phase and the glass phase (continuous phase). Crystal grains which partially protrude from the crystal grains). This polishing is only one applied example, and it can be replaced by a so-called sputter etching method in which a glass substrate is set in a vacuum and bombarded with Ar ions at a high speed to perform etching. Also, A1 2 O 3
It is also possible to apply a method called so-called sandblasting, in which fine particles of SiC or SiC are sprayed together with air.

【0154】[0154]

【発明の効果】以上のように、本発明のよれば、摺動信
頼性に優れ、高記録密度化が可能な表面性状を有すると
ともに、高剛性を有する情報記録媒体用結晶化ガラス基
板を提供すること、及びこの基板を用いた情報記録媒体
を提供することができる。本発明によれば、書込み読込
みヘッドと情報記録媒体表面との吸着が防止されるとと
もに、書込み読込みヘッドと情報記録媒体表面との距離
の低減を妨げる大きな突起がなく、高速回転時にも変形
が極めて小さい高剛性の情報記録媒体用基板が得られ、
また書込み読込みヘッドと情報記録媒体表面との吸着が
防止されるとともに、書込み読込みヘッドと情報記録媒
体表面との距離の低減を妨げる大きな突起がなく、高速
回転時にも変形が極めて小さい高剛性で、高記録密度の
情報記録媒体が得られる。
As described above, according to the present invention, there is provided a crystallized glass substrate for an information recording medium which has excellent sliding reliability, has a surface property enabling high recording density, and has high rigidity. And an information recording medium using the substrate can be provided. According to the present invention, the suction between the write / read head and the surface of the information recording medium is prevented, and there is no large projection that hinders the reduction of the distance between the write / read head and the surface of the information recording medium. A small and highly rigid information recording medium substrate is obtained,
In addition, the suction between the write / read head and the surface of the information recording medium is prevented, and there is no large projection that hinders the reduction of the distance between the write / read head and the surface of the information recording medium. An information recording medium with a high recording density can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 0.25%の弗酸と0.25%のケイ弗酸の混合酸でエ
ッチングした実施例1の結晶化ガラスの表面粗さRmaxと
エッチング時間との関係を示す。
FIG. 1 shows the relationship between the surface roughness Rmax and the etching time of the crystallized glass of Example 1 etched with a mixed acid of 0.25% hydrofluoric acid and 0.25% silicofluoric acid.

【図2】 実施例1-1の結晶化ガラス基板の透過型電子
顕微鏡(TEM)を図2に示す。
FIG. 2 shows a transmission electron microscope (TEM) of the crystallized glass substrate of Example 1-1.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4G059 AA09 AC01 BB04 BB15 BB16 4G062 AA11 BB01 CC01 CC09 CC10 DA05 DA06 DB03 DB04 DC01 DD01 DE01 DF01 EA01 EA02 EA03 EB01 EB02 EB03 EC01 EC02 EC03 ED04 ED05 EE01 EE02 EE03 EF01 EF02 EF03 EG01 EG02 EG03 FA01 FB03 FB04 FC01 FC02 FC03 FD01 FE01 FF01 FG01 FH01 FJ01 FJ02 FJ03 FK01 FL01 GA01 GB01 GB02 GC01 GD01 GE01 GE02 HH01 HH03 HH05 HH07 HH09 HH11 HH13 HH15 HH17 HH20 JJ01 JJ03 JJ04 JJ05 JJ06 JJ07 JJ10 KK01 KK03 KK05 KK07 KK10 MM27 NN40 QQ06 5D112 AA02 BA03 BA09  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4G059 AA09 AC01 BB04 BB15 BB16 4G062 AA11 BB01 CC01 CC09 CC10 DA05 DA06 DB03 DB04 DC01 DD01 DE01 DF01 EA01 EA02 EA03 EB01 EB02 EB03 EC01 EC02 EC03 ED04 EE05 EE03 EF03 EG02 EG03 FA01 FB03 FB04 FC01 FC02 FC03 FD01 FE01 FF01 FG01 FH01 FJ01 FJ02 FJ03 FK01 FL01 GA01 GB01 GB02 GC01 GD01 GE01 GE02 HH01 HH03 HH05 HH07 HH09 HH11 HH13 HH15 KK01 JJ01 JJ01 JJ01 5D112 AA02 BA03 BA09

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】非晶質であるガラスの連続相中に結晶粒子
が分散する結晶化ガラスからなる情報記録媒体用ガラス
基板の製造方法であって、主表面を研磨加工した結晶化
ガラス基板を、ケイフッ酸を含む水溶液を用いる表面処
理に付して、記録再生ヘッドとの摺動特性に寄与する基
板主表面に形成される凹凸の表面粗さを制御することを
特徴とする情報記録媒体用ガラス基板の製造方法。
1. A method for producing a glass substrate for an information recording medium comprising crystallized glass in which crystal particles are dispersed in a continuous phase of amorphous glass, wherein the crystallized glass substrate whose main surface is polished is used. For an information recording medium, which is subjected to a surface treatment using an aqueous solution containing silica hydrofluoric acid to control the surface roughness of irregularities formed on a main surface of a substrate which contributes to sliding characteristics with a recording / reproducing head. A method for manufacturing a glass substrate.
【請求項2】前記表面処理は、前記結晶化ガラス基板に
含まれる結晶粒子の一部を前記主表面において連続相か
ら部分的に突出させることを特徴とする請求項1に記載
の情報記録媒体用ガラス基板の製造方法。
2. The information recording medium according to claim 1, wherein the surface treatment causes a part of crystal grains contained in the crystallized glass substrate to partially protrude from a continuous phase on the main surface. Of manufacturing glass substrates for use.
【請求項3】前記結晶化ガラス基板は、ガラス原料を溶
解し、得られた溶融ガラスを成形してガラス基板とし、
得られたガラス基板の結晶核発生のための結晶核生成熱
処理工程と、前記結晶核を所定の寸法に成長させるため
の結晶核成長熱処理工程に付することにより得られる請
求項1または2に記載の情報記録媒体用ガラス基板の製
造方法。
3. The crystallized glass substrate is obtained by melting a glass raw material and forming the obtained molten glass into a glass substrate.
3. A crystal nucleus generation heat treatment step for generating crystal nuclei of the obtained glass substrate, and a crystal nucleus growth heat treatment step for growing the crystal nuclei to a predetermined size. Of manufacturing a glass substrate for an information recording medium.
【請求項4】前記表面処理は、基板主表面の表面粗さ
(最大高さ)Rmaxが1〜30nmとなる条件で行う請求項1
〜3のいずれか1項に記載の情報記録媒体用ガラス基板
の製造方法。
4. The surface treatment is performed under the condition that the surface roughness (maximum height) Rmax of the main surface of the substrate is 1 to 30 nm.
4. The method for producing a glass substrate for an information recording medium according to any one of items 3 to 3.
【請求項5】前記ケイフッ酸を含む水溶液は、0.01〜1.
0重量%のケイフッ酸を含むことを特徴とする請求項1〜
4のいずれか1項に記載の情報記録媒体用ガラス基板の
製造方法。
5. The aqueous solution containing silica hydrofluoric acid is 0.01 to 1.
It comprises 0% by weight of silicic acid.
5. The method for producing a glass substrate for an information recording medium according to any one of 4.
【請求項6】前記ケイフッ酸を含む水溶液は、ケイフッ
酸とフッ酸とを含むことを特徴とする請求項1〜5のい
ずれか1項に記載の情報記録媒体用ガラス基板の製造方
法。
6. The method for producing a glass substrate for an information recording medium according to claim 1, wherein the aqueous solution containing hydrofluoric acid contains hydrofluoric acid and hydrofluoric acid.
【請求項7】ケイフッ酸とフッ酸との割合(重量%比)
は、1:1〜10:1であることを特徴とする請求項6に記載
の情報記録媒体用ガラス基板の製造方法。
7. Ratio of silicic acid and hydrofluoric acid (weight% ratio)
The method according to claim 6, wherein the ratio is 1: 1 to 10: 1.
【請求項8】前記結晶核生成熱処理工程は、基板の主表
面に存在する結晶粒子となる結晶核の面密度が106個/mm
2を超えかつ109個/mm2以下となる条件で行い、かつ前記
結晶核成長熱処理工程は、前記結晶核を粒径が1000nm以
下である結晶粒子に成長させる条件で行うことを特徴と
する請求項1〜7のいずれか1項に記載の情報記録媒体
用ガラス基板の製造方法。
Wherein said nucleation heat treatment process, the surface density of the crystal nuclei serving as the crystal grains present in the main surface of the substrate 106 / mm
2 and 10 9 / mm 2 or less, and the crystal nucleus growth heat treatment step is performed under the condition that the crystal nuclei are grown to crystal grains having a grain size of 1000 nm or less. A method for manufacturing a glass substrate for an information recording medium according to claim 1.
【請求項9】前記研磨加工した結晶化ガラス基板の主表
面の表面粗さRaは、2nm以下であることを特徴とする請
求項1〜8のいずれか1項に記載の情報記録媒体用ガラ
ス基板の製造方法。
9. The glass for an information recording medium according to claim 1, wherein a surface roughness Ra of a main surface of the polished crystallized glass substrate is 2 nm or less. Substrate manufacturing method.
【請求項10】請求項1〜9のいずれか1項に記載の製
造方法によって得られた情報記録媒体用ガラス基板の主
表面に少なくとも情報記録層を形成することを特徴とす
る情報記録媒体の製造方法。
10. An information recording medium characterized by comprising at least an information recording layer formed on a main surface of a glass substrate for an information recording medium obtained by the production method according to claim 1. Production method.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011251872A (en) * 2010-06-01 2011-12-15 Canon Inc Production method of porous glass
JP2012256389A (en) * 2011-06-08 2012-12-27 Asahi Glass Co Ltd Method of manufacturing glass substrate for magnetic recording medium

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