JP2005281055A - 無鉛ガラス及びそれを用いた磁気ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】 特に耐環境性の向上と共に、作業性及び耐久性を向上させた無鉛ガラス及びそれを用いた磁気ヘッドを提供することを目的としている。
【解決手段】 本発明の無鉛ガラスは、ＳｉＯ_２とＺｎＯを主成分とし、さらにＴｅＯ_２とＢｉ_２Ｏ_３を含み、ＴｅＯ_２とＢｉ_２Ｏ_３とを合わせた含有量が１９（ｍｏｌ％）〜２４（ｍｏｌ％）の範囲内で且つ前記ＴｅＯ_２の含有量の方がＢｉ_２Ｏ_３の含有量よりも多いことを特徴とするものである。前記無鉛ガラスは磁気ヘッドの接合ガラスとして使用される。本発明によれば、安定したガラス状態を得ることができ、またガラス転移温度（Ｔｇ）及び屈伏温度（Ａｔ）を所定範囲内に低下できる結果、作業温度を低くでき、コア半体に熱による悪影響を与えることを適切に防止できる。また前記接合ガラスとコア半体との熱膨張係数差も小さくでき、耐久性に優れた磁気ヘッドを製造できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、鉛を含有しない無鉛ガラスに係り、特に耐環境性の向上と共に、作業性及び耐久性を向上させた無鉛ガラス及びそれを用いた磁気ヘッドに関する。

下記特許文献１は、鉛を含有したガラスに関する発明である。鉛が含有されたガラスは環境問題の観点から敬遠される傾向にあり、鉛を含有しないガラスの開発が活発化している。下記特許文献２ないし７はいずれも鉛を含有しないガラスについて開示されている。
特開平５−２１３６２８号公報 特開平６−２６３４７８号公報 特開２００３−１４６６９１号公報 特開平７−６９６７２号公報 特開２０００−１６９１８３号公報 特開２００３−１２８４３０号公報 特開平８−２９０９３６号公報

例えば磁気ヘッド等に使用される無鉛ガラスに用いられる条件の一つには、作業温度を低くできることが挙げられる。作業温度を低くするには、無鉛ガラスのガラス転移温度（Ｔｇ）及び屈伏温度（Ａｔ）を低くすればよいと考えられるが、低くしすぎると、耐久性の劣化が問題となる。またガラス転移温度と屈伏温度間の温度差（Ａｔ−Ｔｇ）が小さいと、粘性が低下し、結晶化しやすいといった問題点もある。

また磁気ヘッドを構成するコア材（例えばフェライト）等の熱膨張係数との関係から、前記無鉛ガラスの熱膨張係数をある所定範囲内に収めることも重要である。コア材との熱膨張係数差が大きいと、製造過程中や使用環境下で、コア材や接合ガラスにひび割れが生じるなど、磁気ヘッドの耐久性の劣化が問題となる。

特許文献２は、Ｖ_２Ｏ_５を無鉛ガラスを構成する組成の主成分としている。しかし特許文献２には無鉛ガラスを磁気ヘッドの接合ガラスとして使用する観点はなく、またこの公報の表１に記載されたガラス転移温度（Ｔｇ）は低く、無鉛ガラスの耐久性に問題がある。また熱膨張係数も磁気ヘッドの接合ガラスとして使用するには高い値を示すものが多い。

特許文献３は、ＳｎＯを無鉛ガラスを構成する組成の主成分としている。しかし特許文献２の公報の表１に記載されたガラス転移温度（Ｔｇ）は低く、特許文献２に記載された無鉛ガラスを磁気ヘッドの接合ガラスとして使用するには耐久性に問題がある。また熱膨張係数も磁気ヘッドの接合ガラスとして使用するには値が低すぎる。

特許文献４には、無鉛ガラスを磁気ヘッドの接合ガラスとして使用する観点はない。またこの文献では、Ｐ_２Ｏ_５及びＳｎＯを無鉛ガラスを構成する組成の主成分としているが、公報の第４頁右欄の［００２７］欄に記載されたガラス転移温度（Ｔｇ）は低く、前記無鉛ガラスを磁気ヘッドの接合ガラスとして使用するには耐久性に問題がある。また公報の第４頁右欄の［００２８］欄に記載された熱膨張係数は、磁気ヘッドの接合ガラスとして使用するには値が高すぎる。

特許文献５は、ＳｎＯ，Ｂ_２Ｏ_３，Ｐ_２Ｏ_５を無鉛ガラスを構成する組成の主成分としている。しかし特許文献５の表１や表２に示されたガラス転移温度（Ｔｇ）は低く、前記無鉛ガラスを磁気ヘッドの接合ガラスとして使用するには耐久性に問題がある。

特許文献６は、Ｂｉ_２Ｏ_３及びＢ_２Ｏ_３を無鉛ガラスを構成する組成の主成分としている。しかし特許文献６は無鉛ガラスを磁気ヘッドの接合ガラスとして使用する観点はなく、また磁気ヘッドの接合ガラスとして使用するには、この公報の表１に示された熱膨張係数では低すぎ、磁気ヘッドの接合ガラスとして使用するには不向きである。またガラス転移温度（Ｔｇ）も磁気ヘッドの接合ガラスとして使用するには比較的高い値を示すものが多い。

特許文献７は、光学ガラスに関する発明であり、磁気ヘッドの接合ガラスとして使用する観点はそもそも無く、またどの程度のガラス転移温度（Ｔｇ）、屈伏温度（Ａｔ）及び熱膨張係数を有するのか具体的記載もない。

そこで本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、特に耐環境性の向上と共に、作業性及び耐久性を向上させた無鉛ガラス及びそれを用いた磁気ヘッドを提供することを目的としている。

本発明の無鉛ガラスは、ＳｉＯ_２とＺｎＯを主成分とし、さらにＴｅＯ_２とＢｉ_２Ｏ_３を含み、ＴｅＯ_２とＢｉ_２Ｏ_３とを合わせた含有量が１９（ｍｏｌ％）〜２４（ｍｏｌ％）の範囲内で且つ前記ＴｅＯ_２の含有量の方がＢｉ_２Ｏ_３の含有量よりも多いことを特徴とするものである。

本発明では後述する実験の結果、ＳｉＯ_２とＺｎＯを主成分とした無鉛ガラスにおいて、ＴｅＯ_２とＢｉ_２Ｏ_３とを合わせた含有量を１９（ｍｏｌ％）〜２４（ｍｏｌ％）の範囲内で且つ前記ＴｅＯ_２の含有量の方をＢｉ_２Ｏ_３の含有量よりも多くすることで、熱膨張係数（α）を９０（１０^−７／℃）〜１１５（１０^−７／℃）の範囲内に収めることができ、またガラス転移温度（Ｔｇ）を３９０℃〜４８０℃の範囲内、屈伏温度（Ａｔ）を４１０℃〜５１０℃の範囲内に適切に収めることが出来る。

ＴｅＯ_２及びＢｉ_２Ｏ_３は共にガラス転移温度（Ｔｇ）及び屈伏温度（Ａｔ）の低下を促進させるために効果的な成分である。しかし、Ｂｉ_２Ｏ_３は少量の添加で低融点化の効果が大きく、前記Ｂｉ_２Ｏ_３を多く入れすぎると、結晶化しやすいことが後述する実験で証明されている。従って、本発明では、ＴｅＯ_２とＢｉ_２Ｏ_３とを合わせた含有量を１９（ｍｏｌ％）〜２４（ｍｏｌ％）の範囲内にすると共に、前記ＴｅＯ_２の含有量の方をＢｉ_２Ｏ_３の含有量よりも多くして、低融点化を図るとともに粘性を高くし、ガラス状態の安定化を図っている。

また本発明では、ＴｅＯ_２とＢｉ_２Ｏ_３とを合わせた含有量の上限値が２１（ｍｏｌ％）であることが好ましい。これにより確実に安定したガラス状態を得ることが出来る。

また本発明では、ＳｉＯ_２とＺｎＯを合わせた含有量が５６（ｍｏｌ％）〜６４（ｍｏｌ％）の範囲内であることが好ましい。

さらにＢ_２Ｏ_３を含み、ＳｉＯ_２とＺｎＯとＢ_２Ｏ_３とを合わせた含有量が６４（ｍｏｌ）〜７０（ｍｏｌ％）の範囲内であることが好ましい。

上記のように主成分であるＳｉＯ_２とＺｎＯの合計した含有量、さらにはＳｉＯ_２とＺｎＯとＢ_２Ｏ_３の合計した含有量を適切に調整することで、低融点化を促進できると共に、安定したガラス状態を得ることが出来る。

また本発明では、ＴｅＯ_２の含有量は、１０（ｍｏｌ％）〜１６（ｍｏｌ％）の範囲内であることが好ましい。ＴｅＯ_２の含有量が上記範囲よりも大きくなると、結晶化が進み安定したガラス状態を得られないことが後述する実験でわかった。

またＢｉ_２Ｏ_３の含有量は、３（ｍｏｌ％）〜９（ｍｏｌ％）の範囲内であることが好ましい。Ｂｉ_２Ｏ_３の含有量は１０（ｍｏｌ％）以上になると結晶化が進み安定したガラス状態を得られないことが後述する実験でわかった。

また本発明における磁気ヘッドは、上記のいずれかに記載された無鉛ガラスが、一対のコア半体を接合するための接合ガラスとして使用されることを特徴するものである。

上記した本発明における無鉛ガラスは、ガラス転移温度（Ｔｇ）を３９０℃〜４８０℃の範囲内、屈伏温度（Ａｔ）を４１０℃〜５１０℃の範囲内にでき、従来、鉛を含有したガラスと同程度のガラス転移温度（Ｔｇ）及び屈伏温度（Ａｔ）を得ることが出来る。このため作業温度を、従来と同程度にでき、磁気ヘッドを構成するフェライトコア等に熱による損傷を与えることを極力抑制できる。

また本発明における無鉛ガラスの熱膨張係数は９０（１０^−７／℃）〜１１５（１０^−７／℃）程度である。一方、フェライトコアの熱膨張係数は約１１５（１０^−７／℃）であり、前記無鉛ガラスとフェライトコアの熱膨張係数差を小さく出来る。これにより製造過程中や環境温度によりフェライトコアや接合ガラスにひび割れ等の損傷が生じるのを適切に抑制することが出来る。

本発明の無鉛ガラスは、ＳｉＯ_２とＺｎＯを主成分とし、さらにＴｅＯ_２とＢｉ_２Ｏ_３を含み、ＴｅＯ_２とＢｉ_２Ｏ_３とを合わせた含有量が１９（ｍｏｌ％）〜２４（ｍｏｌ％）の範囲内で且つ前記ＴｅＯ_２の含有量の方がＢｉ_２Ｏ_３の含有量よりも多いことを特徴とするものである。

本発明ではＳｉＯ_２とＺｎＯを主成分とした無鉛ガラスにおいて、ＴｅＯ_２とＢｉ_２Ｏ_３とを合わせた含有量を１９（ｍｏｌ％）〜２４（ｍｏｌ％）の範囲内で且つ前記ＴｅＯ_２の含有量の方をＢｉ_２Ｏ_３の含有量よりも多くすることで、熱膨張係数（α）を９０（１０^−７／℃）〜１１５（１０^−７／℃）の範囲内に収めることができ、またガラス転移温度（Ｔｇ）を３９０℃〜４８０℃の範囲内、屈伏温度（Ａｔ）を４１０℃〜５１０℃の範囲内に適切に収めることが出来る。

また本発明では、前記無鉛ガラスを、磁気ヘッドを構成する一対のコア半体を接合するための接合ガラスとして使用することが出来る。

上記のように本発明では、ガラス転移温度（Ｔｇ）及び屈伏温度（Ａｔ）を上記範囲内に収めることが出来る結果、作業温度を低くでき、前記コア半体に熱による悪影響を与えることを適切に防止できる。

また前記接合ガラスとコア半体との熱膨張係数差も小さくでき、製造過程中や使用環境下で前記接合ガラス及びコア半体にひび割れ等の損傷が生じることを適切に抑制でき耐久性に優れた磁気ヘッドを製造できる。

図１は磁気ヘッドを示す斜視図であり、図２は図１に示された磁気ヘッドの磁気ギャップＧ付近の部分平面図である。

図１に示す磁気ヘッドは、コア半体１と２とが接合されて形成されている。両コア半体１，２は、例えばＭｎ−Ｚｎフェライトの単結晶材料などで形成されている。

図１に示すように、両コア半体１，２の対向面には金属磁性膜５が被覆形成されており、磁気ギャップＧの部分では、接合面１ｂと２ｂに現れる金属磁性膜５が接合ガラス３を介して接合されて磁気ギャップＧが形成されており、いわゆるＭＩＧ（Metal In Gap）構造の磁気ヘッドとなっている。金属磁性膜５には、例えばセンダストなどが使用される。なお金属磁性膜５は形成されていなくても良い。

また両コア半体１，２には、接合面に対して傾斜する傾斜面（トラック幅規制面）１ａ，２ａが形成されており、この傾斜面１ａ，２ａ間には、接合ガラス３が充填されている。

また磁気ヘッドには、その中央に窓４が形成されており、窓４から、コア半体１，２に記録あるいは再生用のコイル（図示しない）が巻かれる。

図１に示される磁気ヘッドでは、磁気ヘッドのテープ摺動面６に接合ガラス３が露出している。

なお図１，図２に示す磁気ヘッドの構造は例示であり本発明において磁気ヘッドの構造が図１，図２の構造のものに限定されるわけではない。

本発明では前記接合ガラス３として無鉛ガラスを用いる。本発明における無鉛ガラスは次の特徴点を有している。

（１） 主成分がＳｉＯ_２とＺｎＯである。
（２） ＴｅＯ_２とＢｉ_２Ｏ_３を含み、ＴｅＯ_２とＢｉ_２Ｏ_３とを合わせた含有量が１９（ｍｏｌ％）〜２４（ｍｏｌ％）の範囲内で且つ前記ＴｅＯ_２の含有量の方がＢｉ_２Ｏ_３の含有量よりも多い。

上記（１）に示すＳｉＯ_２とＺｎＯを主成分として用いた無鉛ガラスにおいて、従来、鉛を含有していたガラスと同程度の熱膨張係数（α）、ガラス転移温度（Ｔｇ）及び屈伏温度（Ａｔ）を有するには、上記（２）の構成を有すればよいことが後述する実験でわかった。

本発明では、無鉛ガラスの熱膨張係数（α）が、９０（１０^−７／℃）〜１１５（１０^−７／℃）の範囲内、ガラス転移温度（Ｔｇ）が３９０℃〜４８０℃の範囲内、屈伏温度（Ａｔ）が４１０℃〜５１０℃の範囲内となるように、前記無鉛ガラスを構成する各成分の組成比を調整する。

ここでＴｅＯ_２とＢｉ_２Ｏ_３は共に酸化鉛に変る添加成分で、低融点化を促進させるために重要な成分である。ＴｅＯ_２とＢｉ_２Ｏ_３のそれぞれの含有量を増やしていくと、ガラス転移温度（Ｔｇ）及び屈伏温度（Ａｔ）は低温化していく傾向にある。

しかし含有量の増量により低融点化がより大きく促進されるのはＢｉ_２Ｏ_３である。そしてＢｉ_２Ｏ_３の含有量を大きくしすぎると、ガラス転移温度（Ｔｇ）と屈伏温度（Ａｔ）の温度差（Ａｔ−Ｔｇ）が小さくなりすぎ粘性が低下して、結晶化し、あるいは不安定なガラスしか得られない。

後述する実験では、ＴｅＯ_２とＢｉ_２Ｏ_３とを合わせた含有量を１９（ｍｏｌ％）〜２４（ｍｏｌ％）の範囲内にするだけでなく、前記ＴｅＯ_２の含有量の方をＢｉ_２Ｏ_３の含有量よりも多くする（すなわちＢｉ_２Ｏ_３の含有量をＴｅＯ_２の含有量よりも小さくする）ことが、低融点化と共に、ガラス転移温度（Ｔｇ）と屈伏温度（Ａｔ）の温度差（Ａｔ−Ｔｇ）を適度に保ち、安定したガラスを得られることがわかった。

ここで「安定したガラス」とは、様々な状況下においても結晶化せず常にガラス状態を保つことを意味する。例えば無鉛ガラスを溶融し急冷した時、最初はガラス状態であったが徐々に結晶化状態が進行したり、あるいはガラス状態から再度加熱・冷却したときに今度は結晶化状態が促進されるような場合は、不安定なガラス状態である。

本発明では、上記（１）の主成分を有した無鉛ガラスを形成するとき、上記（２）のように、ＴｅＯ_２とＢｉ_２Ｏ_３とを合わせた含有量を１９（ｍｏｌ％）〜２４（ｍｏｌ％）の範囲内で且つ前記ＴｅＯ_２の含有量の方をＢｉ_２Ｏ_３の含有量よりも多くすることで、前記無鉛ガラスの熱膨張係数（α）を、９０（１０^−７／℃）〜１１５（１０^−７／℃）の範囲内、ガラス転移温度（Ｔｇ）を３９０℃〜４８０℃の範囲内、屈伏温度（Ａｔ）を４１０℃〜５１０℃の範囲内に適切に制御することが出来る。

ここでＭｎ−Ｚｎフェライト等で形成される両コア半体１，２の熱膨張係数（α）は、１０５（１０^−７／℃）〜１２５（１０^−７／℃）程度の範囲内である。また前記両コア半体１，２の熱膨張係数は温度によって変化しやすく、例えば１００℃と３００℃では前記両コア半体１，２の熱膨張係数は異なる値を示す。

一方、前記接合ガラス３に、上記（１）（２）の条件を有する無鉛ガラスを用いることで前記接合ガラス３の熱膨張係数（α）は９０（１０^−７／℃）〜１１５（１０^−７／℃）の範囲内になる。また温度変化によっても接合ガラス３の熱膨張係数はあまり変化しない。

なお前記金属磁性膜５の熱膨張係数は例えば１８０（１０^−７／℃）〜２００（１０^−７／℃）程度である。

本発明では、前記両コア半体１，２と前記接合ガラス３との熱膨張係数差を小さく出来る。特に前記接合ガラス３の熱膨張係数は前記両コア半体１，２の熱膨張係数よりも小さいことが好ましい。

これにより、接合ガラス３を両コア半体１，２間に充填していく最中や、使用環境の温度変化によっても、前記接合ガラス３や両コア半体１，２にひび割れ等の損傷が生じにくく、耐久性に優れた磁気ヘッドを製造できる。

本発明では、例えば、無鉛ガラスの組成物を白金ルツボ中において１１００℃で９０分間溶融した後、前記溶融物を前記両コア半体１，２間に充填し急冷して前記溶融物をガラス状態にし、前記両コア半体１，２間を接合するか、あるいは前記溶融物を一旦、急冷して所定形状のガラス加工物を形成した後、このガラス加工物を再度、例えば６００℃で４５分間加熱して軟化させたガラス加工物を前記両コア半体１，２間に充填し、その後冷却して前記両コア半体１，２間を接合する。

また接合ガラス工程は一度のガラス充填で終わらず、数回、両コア半体１，２間にガラスを充填する場合もある。

本発明では、上記のように前記無鉛ガラスのガラス転移温度（Ｔｇ）を３９０℃〜４８０℃の範囲内、屈伏温度（Ａｔ）を４１０℃〜５１０℃の範囲内に出来るので、上記した溶融時や充填時での作業温度を低くでき、前記両コア半体１，２への加熱による悪影響を抑制することが出来る。またガラス転移温度（Ｔｇ）及び屈伏温度（Ａｔ）は低すぎても耐久性が劣化するため好ましくない。図１，２のように磁気ヘッドの摺動面６には接合ガラス３が露出するが、記録媒体の摺動により前記接合ガラス３のガラス転移温度（Ｔｇ）及び屈伏温度（Ａｔ）が低いと耐久性が悪く割れやすい傾向にある。

本発明では、前記ガラス転移温度（Ｔｇ）を３９０℃以上にでき、屈伏温度（Ａｔ）を４１０℃以上にできることで前記接合ガラス３の耐久性を向上させることが出来る。

また本発明では、接合ガラス３として使用される無鉛ガラスは流動性にも優れ、作業性を向上させることができる。

また安定したガラス状態を保ち得るには、ガラス転移温度（Ｔｇ）と屈伏温度（Ａｔ）との温度差（Ａｔ−Ｔｇ）も重要であるものと考えられる。前記温度差が小さいと、粘性が低下し結晶化しやすい。本発明の無鉛ガラスは前記温度差を３５℃〜４５℃程度の範囲に収めることができ粘性を高くでき安定したガラス状態を保ち得る。

以下では、本発明の無鉛ガラスを構成する各成分について説明する。
ＳｉＯ_２ 組成比（ｍｏｌ％）；１６〜４０ 本発明の無鉛ガラスを構成する必須成分の一つ。ＳｉＯ_２はガラスの基本骨格を成すものである。

ＺｎＯ 組成比（ｍｏｌ％）；１６〜４０ 本発明の無鉛ガラスを構成する必須成分の一つ。ＺｎＯは、Ｓｉ−Ｏ結合の一部を切断する役割を有し、結合の切断によってガラス転移温度（Ｔｇ）は低下する。

Ｂ_２Ｏ_３ 組成比（ｍｏｌ％）；５〜３５ Ｂ_２Ｏ_３は、低融点化する役割を有し、Ｂ_２Ｏ_３の含有量が小さいと屈伏温度（Ａｔ）が高くなる傾向にある。

Ｎａ_２Ｏ 組成比（ｍｏｌ％）；１〜１８ Ｎａ_２Ｏは、熱膨張係数や低融点化の調整のために使用される。

ｋ_２Ｏ 組成比（ｍｏｌ％）；１〜１０ Ｎａ_２Ｏは、熱膨張係数や低融点化の調整のために使用される。

Ａｌ_２Ｏ_３ 組成比（ｍｏｌ％）；０〜４ 粘性を高める役割を有し、少量入れることでガラス状態を得やすくなる。

Ｎｂ_２Ｏ_５ 組成比（ｍｏｌ％）；０．６〜８ 粘性を高める役割を有し、少量入れることでガラス状態を得やすくなる。

ＴｅＯ_２ 組成比（ｍｏｌ％）；１０〜１６ 本発明の無鉛ガラスを構成する必須成分の一つであり酸化鉛に代わる成分。ＴｅＯ_２は低融点化のために必要な成分であるが、多く含有させるぎると、結晶化しやすい傾向にある。

Ｂｉ_２Ｏ_３ 組成比（ｍｏｌ％）；３〜９ 本発明の無鉛ガラスを構成する必須成分の一つであり酸化鉛に代わる成分。Ｂｉ_２Ｏ_３はＴｅＯ_２と同様に低融点化のために必要な成分であるが、ＴｅＯ_２に比べて、少量でも低融点化に効果的に貢献する。しかし多く含有させるぎると、結晶化しやすい傾向にあり、特にＴｅＯ_２の含有量よりも多く含有させてはいけない。

Ｓｂ_２Ｏ_３ 組成比（ｍｏｌ％）；約０．２ 消泡剤である。
本発明では、無鉛ガラスの主成分を構成するＳｉＯ_２とＺｎＯとを足した含有量が５６（ｍｏｌ％）〜６４（ｍｏｌ％）の範囲内であることが好ましい。ＳｉＯ_２とＺｎＯとを足した含有量が少なすぎると、結晶化しやすい傾向にある。

また本発明では、ＳｉＯ_２とＺｎＯとＢ_２Ｏ_３とを合わせた含有量が６４（ｍｏｌ）〜７０（ｍｏｌ％）の範囲内であることが好ましい。この範囲内であると、後述する実験によれば、安定したガラスを得られることがわかっている。

また本発明では、上記（２）で、ＴｅＯ_２とＢｉ_２Ｏ_３とを合わせた含有量が１９（ｍｏｌ％）〜２４（ｍｏｌ％）の範囲内であると説明したが、下限値は２１（ｍｏｌ％）であることが好ましい。

ＴｅＯ_２とＢｉ_２Ｏ_３は他の成分に比べて少量でも低融点化に大きく作用する。後述する実験では、ＴｅＯ_２とＢｉ_２Ｏ_３とを合わせた含有量が２５（ｍｏｌ％）以上になると結晶化される傾向にあったため、ＴｅＯ_２とＢｉ_２Ｏ_３とを合わせた含有量の下限値を２４（ｍｏｌ％）と設定したが、より安定したガラス状態を得るには、もう少しＴｅＯ_２とＢｉ_２Ｏ_３とを合わせた含有量を小さくしたほうが良く、そこでＴｅＯ_２とＢｉ_２Ｏ_３とを合わせた含有量の下限値のより好ましい値を２１（ｍｏｌ％）と設定した。

上記した本発明の無鉛ガラスは、ＳｉＯ_２とＺｎＯを主成分とし、さらにＴｅＯ_２とＢｉ_２Ｏ_３を含み、ＴｅＯ_２とＢｉ_２Ｏ_３とを合わせた含有量が１９（ｍｏｌ％）〜２４（ｍｏｌ％）の範囲内で且つ前記ＴｅＯ_２の含有量の方がＢｉ_２Ｏ_３の含有量よりも多いことを特徴とするものである。

従来、ガラスの成分に鉛が使用されていたが、鉛は環境問題の観点から敬遠される傾向にあり、本発明では、無鉛ガラスとしてＳｉＯ_２とＺｎＯを主成分としたとき、ＴｅＯ_２とＢｉ_２Ｏ_３とを合わせた含有量を１９（ｍｏｌ％）〜２４（ｍｏｌ％）の範囲内で且つ前記ＴｅＯ_２の含有量の方をＢｉ_２Ｏ_３の含有量よりも多くすることで、低融点化を促進できると共に熱膨張係数も所定範囲内に収めることが出来ることがわかった。

本発明では、一例として前記無鉛ガラスを磁気ヘッドを構成するコア半体１，２間を接合するための接合ガラス３として使用するが、作業温度を低下でき、前記コア半体１，２の材質である例えばフェライトの熱による劣化を適切に抑制できる。

しかも前記無鉛ガラスは耐久性にも優れ、使用環境下においてひび割れ等の劣化を抑制できる。

また本発明ではコア半体１，２と接合ガラスの熱膨張係数差も小さくでき、製造過程中や使用環境下において、コア半体１，２及び接合ガラスにストレスによって損傷が生じるのを適切に抑制できる。

本発明における無鉛ガラスは安定したガラス状態を保ち得る。このため例えばガラス状態から再び加熱し冷却した時に、再度ガラス状態に戻すことが出来る。接合ガラス３の充填は、数回にわけて行われることがある。このとき、一度、充填させた無鉛ガラスが、次の無鉛ガラスの充填時に、加熱によって一部軟化する可能性があるが、その後の冷却によって再びガラス状態に戻るので、前記接合ガラス３内に結晶化した部分が存在するなどの不具合は生じにくく、前記接合ガラス３全体を安定したガラス状態として保ち得るのである。

また本発明では各成分の含有量を上記した範囲内で変化させる結果、熱膨張係数はほぼ同じ値であるが、ガラス転移温度（Ｔｇ）や屈伏温度（Ａｔ）が異なる無鉛ガラスを得ることが出来る。このため上記したような複数回、無鉛ガラスを充填するような場合に、組成の異なる無鉛ガラスを用いることで作業温度を変化させながら（徐々に作業温度を低くしながら）、接合ガラス３の充填を行うことが可能になる。

なお上記では、無鉛ガラスの磁気ヘッドの適用について説明したが、本発明における無鉛ガラスは、低融点封着ガラスとして、例えばＩＣ，ディスプレイ，光ファイバーの接合用など他の適用も可能である。

実験では表１に示す各成分を表１の組成比（ｍｏｌ％）にて配合し、白金ルツボに入れ１１００℃程度の電気炉中で９０分加熱して溶融させた後、急冷して各ガラス組成物（実施例１〜７）を得た。各ガラス組成物の特性も表１に掲載した。

表１に示すように、各実施例１〜７のガラス組成物は、全て熱膨張係数（α）が９０（１０^−７／℃）〜１１５（１０^−７／℃）の範囲内に収まることがわかった。またガラス転移温度（Ｔｇ）は全て３９０℃〜４８０℃の範囲内、さらに屈伏温度（Ａｔ）は全て４１０℃〜５１０℃の範囲内であることがわかった。

また屈伏温度（Ａｔ）とガラス転移温度（Ｔｇ）との温度差（Ａｔ−Ｔｇ）は全て３５〜４５の範囲内にあることもわかった。

実施例１〜７全てのガラス組成物は、再度、加熱して冷却した後も、ガラス状態を保ち結晶化しなかった。このように実施例１〜７のガラス組成物は安定したガラス状態を保ち得ることがわかった。

実施例１〜７のガラス組成物は、従来、鉛を含有していたガラス組成物と比較して屈伏温度（Ａｔ）及びガラス転移温度（Ｔｇ）が同程度かあるいはそれよりも低くでき、ガラスの溶融時や充填時の作業温度を低い温度にすることが出来る。これにより磁気ヘッドを構成する両コア半体に熱による悪影響を与えることを抑制することが出来る。

また実施例１〜７のガラス組成物は、ガラス転移温度（Ｔｇ）が最低でも３９０℃以上、屈伏温度（Ａｔ）が最低でも４１０℃以上あるので、ガラスの耐久性を良好に保つことが出来る。

次に表２に示す各成分を表２の組成比（ｍｏｌ％）にて配合し、白金ルツボに入れ１１００℃程度の電気炉中で９０分加熱して溶融させた後、急冷して各組成物（比較例１〜８）を得た。各組成物の特性も表２に掲載した。

比較例１〜８の組成物は、全て結晶化した。溶融後、急冷中に全くガラス質にならず結晶化したものや、一旦はガラス状態になったがその後、時間を置くと結晶化したものなど結晶化への変態の態様は様々であったが、いずれにしても比較例１〜８の組成物はガラス状態を保ち得ず、最終的に結晶化状態となった。

表２に示すように、比較例１〜８の組成物は、屈伏温度（Ａｔ）とガラス転移温度（Ｔｇ）との温度差（Ａｔ−Ｔｇ）が表１の実施例１〜７のガラス組成物に比べて小さい。前記温度差（Ａｔ−Ｔｇ）は大きいほど粘性が高くガラス状態になりやすい一つの指標と考えられており、表２の結果からも比較例１〜８の組成物がガラス状態になりにくく結晶化しやすいことがわかった。

表２に示すように比較例２〜８の組成物は、いずれもＴｅＯ_２とＢｉ_２Ｏ_３を足した含有量が表１の実施例１〜７のガラス組成物に比べて高い数値を示し、また比較例１の組成物は、Ｂｉ_２Ｏ_３の含有量の方がＴｅＯ_２の含有量に比べて大きくなっていた。

表１に示す実施例１〜７のガラス組成物と、表２に示す比較例１〜８の組成物とのＴｅＯ_２とＢｉ_２Ｏ_３を足した含有量の違い等に着目し、それらを表３にまとめた。

表３の右欄に示すように、実施例１〜７のＴｅＯ_２＋Ｂｉ_２Ｏ_３含有量は、１９（ｍｏｌ％）〜２４（ｍｏｌ％）の範囲内に収まっているのに対し、比較例２〜８のＴｅＯ_２＋Ｂｉ_２Ｏ_３含有量は２４（ｍｏｌ％）よりも多くなっていることがわかった。

比較例１のＴｅＯ_２＋Ｂｉ_２Ｏ_３含有量は２０（ｍｏｌ％）であったが、表２に示すように、Ｂｉ_２Ｏ_３の含有量が１２（ｍｏｌ％）で、ＴｅＯ_２の含有量が８（ｍｏｌ％）となっており、Ｂｉ_２Ｏ_３の含有量がＴｅＯ_２の含有量を上回っていた。

表１に示すように、実施例１〜７のガラス組成物は、全てＢｉ_２Ｏ_３の含有量がＴｅＯ_２の含有量を下回っていた。

表１に示すように、Ｂｉ_２Ｏ_３の含有量が８（ｍｏｌ％）である実施例１では、ＴｅＯ_２の含有量がほぼ同じで、Ｂｉ_２Ｏ_３の含有量が８よりも小さい例えば実施例６に比べて低いガラス転移温度（Ｔｇ）及び屈伏温度（Ａｔ）を示すことがわかった。

Ｂｉ_２Ｏ_３はＴｅＯ_２よりもわずかな含有量の違いで大きくガラス転移温度（Ｔｇ）及び屈伏温度（Ａｔ）を変える作用があるものと考えられる。そしてＢｉ_２Ｏ_３の含有量を大きくすれば、ガラス転移温度（Ｔｇ）及び屈伏温度（Ａｔ）を急激に低下させることが出来ると考えられるが、表２に示すように、Ｂｉ_２Ｏ_３の含有量を大きくすると温度差（Ａｔ−Ｔｇ）が小さくなり粘性が低下する結果、不安定なガラス状態になり結晶化しやすくなることがわかった。

そこで本発明では、ＴｅＯ_２とＢｉ_２Ｏ_３とを合わせた含有量を１９（ｍｏｌ％）〜２４（ｍｏｌ％）の範囲内にし且つ前記ＴｅＯ_２の含有量の方をＢｉ_２Ｏ_３の含有量よりも多くすることとした。

また表１に示す結果から、ＴｅＯ_２とＢｉ_２Ｏ_３とを合わせた含有量のより好ましい範囲を１９〜２１（ｍｏｌ％）の範囲内と規定した。

また表３には、実施例１〜７及び比較例１〜８のそれぞれのＳｉＯ_２＋ＺｎＯ含有量及びＳｉＯ_２＋ＺｎＯ＋Ｂ_２Ｏ_３含有量もまとめた。

表３に示すように、実施例１〜７では、ＳｉＯ_２＋ＺｎＯ含有量が５６〜６４（ｍｏｌ％）の範囲内に収まっていることがわかった。一方、比較例１〜３及び５もＳｉＯ_２＋ＺｎＯ含有量は５６〜６４（ｍｏｌ％）の範囲内であったが、他の比較例では、ＳｉＯ_２＋ＺｎＯ含有量が５６（ｍｏｌ％）を下回っていた。

また表３に示すように、実施例１〜７では、ＳｉＯ_２＋ＺｎＯ＋Ｂ_２Ｏ_３含有量が６４〜７０（ｍｏｌ％）の範囲内に収まっていることがわかった。一方、比較例１〜３及び５もＳｉＯ_２＋ＺｎＯ＋Ｂ_２Ｏ_３含有量は６４〜７０（ｍｏｌ％）の範囲内であったが、他の比較例では、ＳｉＯ_２＋ＺｎＯ＋Ｂ_２Ｏ_３含有量が６４（ｍｏｌ％）を下回っていた。

表３の結果から、ＳｉＯ_２＋ＺｎＯ含有量を５６〜６４（ｍｏｌ％）の範囲内に規定し、ＳｉＯ_２＋ＺｎＯ＋Ｂ_２Ｏ_３含有量を６４〜７０（ｍｏｌ％）の範囲内に規定した。

磁気ヘッドの形態を示す斜視図、 図１に示された磁気ヘッドの磁気ギャップＧ付近の部分平面図、

符号の説明

１、２ コア半体
３ 接合ガラス
５ 金属磁性膜
６ 摺動面
Ｇ 磁気ギャップ

Claims (7)

1. ＳｉＯ_２とＺｎＯを主成分とし、さらにＴｅＯ_２とＢｉ_２Ｏ_３を含み、ＴｅＯ_２とＢｉ_２Ｏ_３とを合わせた含有量が１９（ｍｏｌ％）〜２４（ｍｏｌ％）の範囲内で且つ前記ＴｅＯ_２の含有量の方がＢｉ_２Ｏ_３の含有量よりも多いことを特徴とする無鉛ガラス。
2. ＴｅＯ_２とＢｉ_２Ｏ_３とを合わせた含有量の上限値が２１（ｍｏｌ％）である請求項１記載の無鉛ガラス。
3. ＳｉＯ_２とＺｎＯを合わせた含有量が５６（ｍｏｌ％）〜６４（ｍｏｌ％）の範囲内である請求項１または２に記載の無鉛ガラス。
4. さらにＢ_２Ｏ_３を含み、ＳｉＯ_２とＺｎＯとＢ_２Ｏ_３とを合わせた含有量が６４（ｍｏｌ）〜７０（ｍｏｌ％）の範囲内である請求項１ないし３のいずれかに記載の無鉛ガラス。
5. ＴｅＯ_２の含有量は、１０（ｍｏｌ％）〜１６（ｍｏｌ％）の範囲内である請求項１ないし４のいずれかに記載の無鉛ガラス。
6. Ｂｉ_２Ｏ_３の含有量は、３（ｍｏｌ％）〜９（ｍｏｌ％）の範囲内である請求項１ないし５のいずれかに記載の無鉛ガラス。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載された無鉛ガラスが、一対のコア半体を接合するための接合ガラスとして使用されることを特徴とする磁気ヘッド。

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