JP2015027932A - Alkali-free glass for magnetic recording medium, and glass substrate for magnetic recording medium prepared using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁気記録媒体用基板ガラスとして好適な、アルカリ金属酸化物を実質上含有せず、高ヤング率および高比弾性率を同時に満たす無アルカリガラスに関する。
また、本発明は、上記の無アルカリガラスを用いた磁気記録媒体用ガラス基板に関する。
The present invention relates to an alkali-free glass which is suitable as a substrate glass for a magnetic recording medium and substantially does not contain an alkali metal oxide and simultaneously satisfies a high Young's modulus and a high specific modulus.
The present invention also relates to a glass substrate for a magnetic recording medium using the above alkali-free glass.
磁気記録媒体の薄板化と記録密度の高密度化が進むにつれ、ハードディスクドライブ回転中の反りやたわみの一層の低減が求められている。また、磁気記録媒体の実用強度に対する要求も増大しており、これに対応するには、基板ガラスの破壊靭性を向上させることが有用である。
このため、磁気記録媒体用基板ガラスは、ハードディスクドライブ回転中の反りやたわみを低減するために高比弾性率であることが求められ、かつ、破壊靭性を向上させるために高ヤング率であることが求められる。
As the magnetic recording medium is made thinner and the recording density is increased, further reduction of warpage and deflection during rotation of the hard disk drive is required. Further, the demand for practical strength of magnetic recording media is increasing, and in order to meet this demand, it is useful to improve the fracture toughness of the substrate glass.
For this reason, the substrate glass for magnetic recording media is required to have a high specific elastic modulus in order to reduce warpage and deflection during rotation of the hard disk drive, and to have a high Young's modulus in order to improve fracture toughness. Is required.
一方、磁気記録媒体用基板ガラス、特に表面に金属ないし酸化物薄膜等を形成するものでは、例えば特許文献１に示されるような以下に示す特性が要求されてきた。
（１）磁気記録媒体用ガラス基板の製造工程では酸化セリウム砥粒を含むスラリーを用いる研磨が行われることが多い。そして、研磨後のスラリー除去の洗浄のためにｐＨが２以下の強酸性あるいはｐＨが１２以上の強アルカリ性の洗浄液が使用され、これらの薬品に対して十分な化学耐久性を有すること。
（２）磁気記録層形成時の昇降温速度を速くして、生産性を上げたり耐熱衝撃性を上げるために、ガラスの線膨張係数の小さいガラスが好ましい。
（３）近年、ハードディスクドライブの記録容量の増大に伴い、高記録密度化がハイペースで進行している。しかし、高記録密度化に伴い、磁性粒子の微細化が熱安定性を損ない、クロストークや再生信号のＳＮ比低下が問題となっている。そこで、光と磁気の融合技術として熱アシスト磁気記録技術が注目されている。これは、磁気記録層にレーザ光や近接場光を照射して局所的に加熱した部分の保磁力を低下させた状態で外部磁界を印加して記録し、ＧＭＲ素子等で記録磁化を読み出す技術であり、高保持力媒体に記録できるため、熱安定性を保ちながら磁性粒子を微細化することが可能となる。しかし、高保持力媒体を多層膜にして成膜するには、基板を十分に加熱する必要があり、耐熱性が求められる。垂直磁気記録方式においても高記録密度化の要求に応えるべく従来のものとは異なる磁気記録層が提案されているが、そのような磁気記録層の成膜は基板を高温にして行う必要があることが多い。このため、磁気記録層の成膜温度の高温度化に対応した耐熱性の向上が求められている。
（４）研磨あるいは洗浄後の基板表面が十分平滑であること。
（５）ハードディスクドライブ回転時のモーター負荷軽減、消費電力低減のために、磁気ディスクの軽量化が要求され、ガラス自身も密度の小さいガラスが望まれる。
（６）割れが発生しないように高強度であること。
On the other hand, substrate glass for magnetic recording media, particularly those in which a metal or oxide thin film is formed on the surface, have been required to have the following characteristics as shown in Patent Document 1, for example.
(1) In the manufacturing process of a glass substrate for a magnetic recording medium, polishing using a slurry containing cerium oxide abrasive grains is often performed. In addition, a strongly acidic cleaning solution having a pH of 2 or less or a strongly alkaline cleaning solution having a pH of 12 or more is used for cleaning removal of the slurry after polishing, and has sufficient chemical durability against these chemicals.
(2) A glass having a small linear expansion coefficient is preferable in order to increase the temperature raising / lowering speed at the time of forming the magnetic recording layer to increase the productivity and the thermal shock resistance.
(3) In recent years, with the increase in recording capacity of hard disk drives, higher recording density is progressing at a high pace. However, with increasing recording density, miniaturization of magnetic particles impairs thermal stability, and crosstalk and a decrease in the S / N ratio of a reproduction signal have become problems. Therefore, heat-assisted magnetic recording technology has attracted attention as a fusion technology of light and magnetism. This is a technique in which a magnetic recording layer is irradiated with a laser beam or near-field light and recorded by applying an external magnetic field in a state where the coercive force is lowered in a locally heated portion, and the recorded magnetization is read by a GMR element or the like. In addition, since recording can be performed on a medium having a high holding force, the magnetic particles can be miniaturized while maintaining thermal stability. However, in order to form a high coercive force medium as a multilayer film, it is necessary to sufficiently heat the substrate, and heat resistance is required. In the perpendicular magnetic recording system, a magnetic recording layer different from the conventional one has been proposed in order to meet the demand for higher recording density, but it is necessary to form such a magnetic recording layer at a high temperature of the substrate. There are many cases. For this reason, improvement in heat resistance corresponding to the increase in the temperature of forming the magnetic recording layer is required.
(4) The substrate surface after polishing or cleaning is sufficiently smooth.
(5) In order to reduce the motor load and power consumption during rotation of the hard disk drive, it is required to reduce the weight of the magnetic disk, and the glass itself is desired to have a low density glass.
(6) High strength so that cracks do not occur.
一方、磁気記録媒体用基板を製造する場合、ガラス基板の主表面を平滑に仕上げるために、該主表面が鏡面研磨される（特許文献２参照）。上記の鏡面研磨では、ガラス基板の主表面に研磨パッドを接触させ、該ガラス基板の主表面に研磨砥粒を含む、酸性（ｐＨ１〜３）の研磨液を供給し、該ガラス基板と前記研磨パッドとを相対的に移動させて該ガラス基板の主表面を研磨する。 On the other hand, when a magnetic recording medium substrate is manufactured, the main surface is mirror-polished in order to finish the main surface of the glass substrate smoothly (see Patent Document 2). In the above mirror polishing, a polishing pad is brought into contact with the main surface of the glass substrate, and an acidic (pH 1 to 3) polishing liquid containing polishing abrasive grains is supplied to the main surface of the glass substrate. The main surface of the glass substrate is polished by relatively moving the pad.
本発明の目的は、磁気記録媒体用基板ガラスとして好適な、高ヤング率および高比弾性率を同時に満たし、化学耐久性が高く、低密度で、高強度である無アルカリガラス、および、それを用いた磁気記録媒体用ガラス基板を提供することにある。
また、本発明の目的は、鏡面研磨実施時におけるガラス基板主表面の表面粗さの悪化が抑制された、磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a non-alkali glass that satisfies a high Young's modulus and a high specific modulus at the same time, has a high chemical durability, a low density and a high strength, and is suitable as a substrate glass for a magnetic recording medium. The object is to provide a glass substrate for a magnetic recording medium used.
Another object of the present invention is to provide a method for producing a glass substrate for a magnetic recording medium, in which deterioration of the surface roughness of the main surface of the glass substrate during mirror polishing is suppressed.
本発明は、酸化物基準の質量％表示で、
ＳｉＯ2 ４０〜６１、
Ａｌ2Ｏ3 １５〜２３．５、
ＭｇＯ ２〜２０、
ＣａＯ ０．１〜４０を含有し、
［ＳｉＯ2］＋０．４３×［Ａｌ2Ｏ3］＋０．５９×［ＣａＯ］−７４．６≦０、かつ、
［ＳｉＯ2］＋０．２１×［ＭｇＯ］＋１．１６×［ＣａＯ］−８３．０≦０
である磁気記録媒体用無アルカリガラスを提供する。
The present invention is expressed in mass% based on oxide,
SiO 2 40-61,
Al 2 O 3 15-23.5,
MgO 2-20,
Containing CaO 0.1-40,
[SiO 2 ] + 0.43 × [Al 2 O 3 ] + 0.59 × [CaO] −74.6 ≦ 0, and
[SiO 2 ] + 0.21 × [MgO] + 1.16 × [CaO] −83.0 ≦ 0
An alkali-free glass for a magnetic recording medium is provided.
また、本発明は、本発明の磁気記録媒体用無アルカリガラスを用いた磁気記録媒体用ガラス基板を提供する。 Moreover, this invention provides the glass substrate for magnetic recording media using the alkali free glass for magnetic recording media of this invention.
また、本発明は、研磨パッドと、研磨砥粒を含むｐＨ７未満の研磨液と、を用いてガラス基板の主表面を鏡面研磨する工程を有する、本発明の磁気記録媒体用無アルカリガラスを用いて、磁気ディスク用ガラス基板を製造する方法であって、
前記鏡面研磨工程において、下記式（１）により導出される、ガラス成分の溶出レートｆ（μｇ・ｃｍ-2・ｍｉｎ-1）が、下記式（２）を満たす条件で鏡面研磨を実施することを特徴とする、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法を提供する。
（式（１）中、ｆ0＝７．９３×１０6であり、α，βは、無アルカリガラスのＳｉＯ2含有量ｗが６０質量％以上の場合、α＝０．０１２１×ｗ−１．４６，β＝−０．０８６８×ｗ＋４．３８であり、無アルカリガラスのＳｉＯ2含有量ｗが６０質量％未満の場合、α＝０．０５６２×ｗ−４．０７，β＝−０．３８１×ｗ＋２１．８であり、ｐＨは研磨液のｐＨ値であり、γ＝５．８１×１０3である。）
１×１０-3≦ｆ≦１ （２）
Moreover, this invention uses the alkali free glass for magnetic recording media of this invention which has the process of carrying out the mirror polishing of the main surface of a glass substrate using the polishing pad and polishing liquid less than pH7 containing an abrasive grain. A method of manufacturing a glass substrate for a magnetic disk,
In the mirror polishing step, mirror polishing is performed under the condition that the elution rate f (μg · cm −2 · min −1 ) of the glass component derived from the following formula (1) satisfies the following formula (2). The manufacturing method of the glass substrate for magnetic discs characterized by these.
(In the formula (1), f 0 = 7.93 × 10 6 , and α and β are α = 0.0121 × w−1 when the SiO 2 content w of the alkali-free glass is 60% by mass or more. .46, β = −0.0868 × w + 4.38, and when the SiO 2 content w of the alkali-free glass is less than 60% by mass, α = 0.0562 × w−4.07, β = −0. (381 × w + 21.8, pH is the pH value of the polishing liquid, and γ = 5.81 × 10 3 )
1 × 10 −3 ≦ f ≦ 1 (2)
本発明の無アルカリガラスは、磁気記録媒体用基板ガラスとして好適である。 The alkali-free glass of the present invention is suitable as a substrate glass for a magnetic recording medium.
次に各成分の組成範囲について説明する。ＳｉＯ2は失透粘性を高くし、かつ、化学耐久性を保つために４０％以上（質量％、以下特記しないかぎり同じ）とする。４５％以上が好ましく、５０％以上がより好ましく、５３％以上であることがさらに好ましく、５５％以上であることが特に好ましい。また、ヤング率を高く保持するために６１％以下とする。６０.５％以下がより好ましく、６０％以下であることがさらに好ましい。 Next, the composition range of each component will be described. SiO 2 is made 40% or more (mass%, the same unless otherwise specified) in order to increase devitrification viscosity and maintain chemical durability. It is preferably 45% or more, more preferably 50% or more, further preferably 53% or more, and particularly preferably 55% or more. Further, in order to keep the Young's modulus high, the content is made 61% or less. 60.5% or less is more preferable, and 60% or less is more preferable.
Ａｌ2Ｏ3の含有によりヤング率と比弾性率が向上するが、失透温度が上昇しないため、溶解性を確保するため、化学的耐久性を確保するために、２３．５％以下とする。２３％以下が好ましく、２２％以下であることがより好ましく、２１％以下であることがさらに好ましく、２０％以下であることが特に好ましい。また、失透温度が上昇しないため、１５％以上とする。１６％以上が好ましく、１７％以上がより好ましく、１８％以上であることがさらに好ましく、１９％以上であることが特に好ましい。 Inclusion of Al 2 O 3 improves the Young's modulus and specific elastic modulus, but since the devitrification temperature does not increase, in order to ensure solubility and to ensure chemical durability, the content is made 23.5% or less. . It is preferably 23% or less, more preferably 22% or less, further preferably 21% or less, and particularly preferably 20% or less. Further, since the devitrification temperature does not increase, the content is made 15% or more. It is preferably 16% or more, more preferably 17% or more, further preferably 18% or more, and particularly preferably 19% or more.
ＭｇＯは、ヤング率と比弾性率の向上に寄与するため２％以上とする。３％以上が好ましく、６％以上がより好ましく、８％以上であることがさらに好ましく、１０％以上であることが特に好ましい。また、失透温度の過度の上昇、化学的耐久性の過度の低下を抑制するために２０％以下とする。１８％以下が好ましく、１７％以下がより好ましく、１６％以下であることがさらに好ましく、１５％以下であることが特に好ましい。 MgO is 2% or more because it contributes to the improvement of Young's modulus and specific elastic modulus. It is preferably 3% or more, more preferably 6% or more, further preferably 8% or more, and particularly preferably 10% or more. Further, in order to suppress an excessive increase in the devitrification temperature and an excessive decrease in the chemical durability, the content is made 20% or less. It is preferably 18% or less, more preferably 17% or less, further preferably 16% or less, and particularly preferably 15% or less.
ＣａＯの含有により、失透温度を下げ、ヤング率を向上させることが可能であるが、含有量が多すぎると、ＳｉＯ2との過度の置換により密度が上昇し比弾性率が低下する。このため、４０％以下とする。３０％以下が好ましく、２５％以下がより好ましく、２０％以下であることがさらに好ましく、１５％以下であることが特に好ましい。一方、０．１％未満だと、上述したヤング率を向上させる効果を発揮できない。１％以上が好ましく、５％以上がより好ましく、８％以上であることがさらに好ましく、１０％以上であることが特に好ましい。 By containing CaO, it is possible to lower the devitrification temperature and improve the Young's modulus. However, if the content is too large, the density increases due to excessive substitution with SiO 2 and the specific elastic modulus decreases. For this reason, it is 40% or less. It is preferably 30% or less, more preferably 25% or less, further preferably 20% or less, and particularly preferably 15% or less. On the other hand, if it is less than 0.1%, the above-described effect of improving the Young's modulus cannot be exhibited. It is preferably 1% or more, more preferably 5% or more, further preferably 8% or more, and particularly preferably 10% or more.
本願発明者らは、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯおよびＣａＯを主要成分とする無アルカリガラスについて、ガラスの組成と物性の関係を詳細に検討した結果、ヤング率と比弾性率を共に向上させるためには、各成分の寄与度に応じた特定の配合割合とする必要があることを見出した。下記式（３）、（４）を同時に満たす配合割合とすることで、９４．５ＧＰａ以上の高ヤング率と、３４．５ＧＰａ／ｇ・ｃｍ-3以上の高比弾性率を同時に達成できる。
［ＳｉＯ2］＋０．４３×［Ａｌ2Ｏ3］＋０．５９×［ＣａＯ］−７４．６≦０ （３）
［ＳｉＯ2］＋０．２１×［ＭｇＯ］＋１．１６×［ＣａＯ］−８３．０≦０ （４）
上記式（３）はヤング率９４．５ＧＰａ以上を満たすための配合割合、上記式（４）は比弾性率３４．５ＧＰａ／ｇ・ｃｍ-3以上を満たすための配合割合をそれぞれ示している。上式（３）、（４）の範囲を外れると、ヤング率と比弾性率の目標特性を同時に満たさなくなる。
The inventors of the present invention have studied in detail the relationship between glass composition and physical properties of alkali-free glass mainly composed of SiO 2 , Al 2 O 3 , MgO and CaO, and as a result, improved both Young's modulus and specific modulus. In order to achieve this, it has been found that it is necessary to obtain a specific blending ratio according to the contribution of each component. By setting the blending ratio to satisfy the following formulas (3) and (4) simultaneously, a high Young's modulus of 94.5 GPa or more and a high specific modulus of 34.5 GPa / g · cm −3 or more can be achieved simultaneously.
[SiO 2 ] + 0.43 × [Al 2 O 3 ] + 0.59 × [CaO] −74.6 ≦ 0 (3)
[SiO 2 ] + 0.21 × [MgO] + 1.16 × [CaO] −83.0 ≦ 0 (4)
The above formula (3) represents a blending ratio for satisfying a Young's modulus of 94.5 GPa or more, and the above formula (4) represents a blending ratio for satisfying a specific modulus of 34.5 GPa / g · cm −3 or more. If the above formulas (3) and (4) are not satisfied, the target characteristics of Young's modulus and specific modulus will not be satisfied at the same time.
本発明の効果を妨げない範囲で、他の成分、例えば以下の成分を含有してもよい。この場合の他の成分は、ヤング率の低下などを抑えるために、好ましくは５％未満、より好ましくは３％未満、さらに好ましくは１％未満であり、さらにより好ましくは０．５％未満であり、特に好ましくは、実質的に、すなわち不可避的不純物を除き、含有しない。したがって、本発明において、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＣａＯ、および、ＭｇＯの合計含有量が９５％以上であることが好ましく、９６％以上であることがより好ましく、９７％以上であることがより好ましく、９９％以上であることがさらに好ましく、９９．５％以上であることがさらにより好ましい。実質的に、即ち不可避的不純物を除き、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＣａＯ、および、ＭｇＯからなることが特に好ましい。 Other components such as the following components may be contained as long as the effects of the present invention are not hindered. The other component in this case is preferably less than 5%, more preferably less than 3%, still more preferably less than 1%, and even more preferably less than 0.5% in order to suppress a decrease in Young's modulus. Yes, particularly preferably substantially free, i.e. excluding inevitable impurities. Accordingly, in the present invention, the total content of SiO 2 , Al 2 O 3 , CaO, and MgO is preferably 95% or more, more preferably 96% or more, and 97% or more. More preferably, it is 99% or more, more preferably 99.5% or more. It is particularly preferred that it consists essentially of SiO 2 , Al 2 O 3 , CaO and MgO, excluding unavoidable impurities.
Ｂ2Ｏ3は、ガラスの耐薬品性を向上させるため３％未満で含有することが可能である。一方で、含有によりヤング率が低下するため、好ましい含有量は１％未満であり、０．５％未満がより好ましい。実質的に含有しないことが特に好ましい。 B 2 O 3 can be contained in less than 3% in order to improve the chemical resistance of the glass. On the other hand, since the Young's modulus decreases due to inclusion, the preferred content is less than 1%, and more preferably less than 0.5%. It is particularly preferable that it is not substantially contained.
ＺｒＯ2を含有することによりヤング率を向上させることが可能であるが、同時に失透温度が上昇することから、含有量は３％未満とすることが望ましく、１％未満であることがより好ましく、０．５％未満がさらにより好ましい。特に好ましくは実質的に含有しない。 It is possible to improve the Young's modulus by containing ZrO 2 , but at the same time the devitrification temperature rises, so the content is preferably less than 3%, more preferably less than 1%. More preferably, it is less than 0.5%. Especially preferably, it does not contain substantially.
ＳｒＯおよびＢａＯは、熔解性向上のため、力学特性、具体的にはヤング率と比弾性率を損なわない範囲で含有することが可能である。好ましくはそれぞれ１％未満であり、０．５％未満がさらにより好ましい。実質的に含有しないことが特に好ましい。 SrO and BaO can be contained in a range that does not impair the mechanical properties, specifically, Young's modulus and specific modulus for improving meltability. Preferably each is less than 1% and even more preferably less than 0.5%. It is particularly preferable that it is not substantially contained.
なお、本発明のガラスは、磁気記録媒体製造時にガラス表面に設ける金属ないし酸化物薄膜の特性劣化を生じさせないために、アルカリ金属酸化物を不純物レベルを超えて（すなわち実質的に）含有しないのが好ましい。また、ガラスのリサイクルを容易にするため、ＰｂＯ、Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3は実質的に含有しないことが好ましい。
また本発明ではガラスの溶解性、清澄性、成形性を改善するため、ガラス原料にはＺｎＯ、ＳＯ3、Ｆｅ2Ｏ3、Ｆ、Ｃｌ、ＳｎＯ2を総量で１％未満、好ましくは０．５％未満、より好ましくは０．３％未満、さらにより好ましくは０．１％未満含有できる。
The glass of the present invention does not contain an alkali metal oxide exceeding the impurity level (ie substantially) so as not to cause deterioration of the properties of the metal or oxide thin film provided on the glass surface during the production of the magnetic recording medium. Is preferred. In order to facilitate recycling of the glass, it is preferable that PbO, As 2 O 3 and Sb 2 O 3 are not substantially contained.
In the present invention, in order to improve the solubility, clarity and formability of the glass, the total amount of ZnO, SO 3 , Fe 2 O 3 , F, Cl and SnO 2 is less than 1%, preferably 0.8%. It can be contained less than 5%, more preferably less than 0.3%, and even more preferably less than 0.1%.
本発明の無アルカリガラスは、ヤング率が９４．５ＧＰａ以上であるため、破壊靭性が向上しており、ガラス板の薄板化が求められる磁気記録媒体用基板ガラスに好適である。 Since the non-alkali glass of the present invention has a Young's modulus of 94.5 GPa or more, it has improved fracture toughness and is suitable for a substrate glass for a magnetic recording medium that requires a thin glass plate.
また、本発明の無アルカリガラスは、比弾性率が３４．５ＧＰａ／ｇ・ｃｍ-3以上であるため、ハードディスクドライブの回転時の反りやたわみが低減されている。このため、磁気記録媒体の高密度化に対応できる。 Further, since the alkali-free glass of the present invention has a specific modulus of 34.5 GPa / g · cm −3 or more, warpage and deflection during rotation of the hard disk drive are reduced. For this reason, it is possible to cope with higher density of the magnetic recording medium.
本発明の無アルカリガラスは、例えば次のような方法で製造できる。通常使用される各成分の原料を目標成分になるように調合し、これを溶解炉に連続的に投入し、１５５０〜１６５０℃に加熱して熔融する。この熔融ガラスをフロート法により所定の板厚に成形し、徐冷後切断することによって板ガラスを得ることができる。 The alkali-free glass of the present invention can be produced, for example, by the following method. The raw materials of each component normally used are mixed so as to become target components, which are continuously charged into a melting furnace and heated to 1550 to 1650 ° C. for melting. The molten glass is formed into a predetermined plate thickness by the float method, and the plate glass can be obtained by slow cooling and cutting.
本発明の無アルカリガラスを用いて磁気ディスク用ガラス基板を製造する場合、上記の手順で得られた板ガラスを所定の形状のガラス基板に加工した後、該ガラス基板の主表面を、研磨パッドと、研磨砥粒を含むｐＨ７未満の研磨液と、を用いて鏡面研磨する。
本発明では、下記式（１）により導出される、ガラス成分の溶出レートｆ（μｇ・ｃｍ-2・ｍｉｎ-1）が、下記式（２）を満たす条件で鏡面研磨を実施する。
（式（１）中、ｆ0＝７．９３×１０6であり、α，βは、無アルカリガラスのＳｉＯ2含有量ｗが６０質量％以上の場合、α＝０．０１２１×ｗ−１．４６，β＝−０．０８６８×ｗ＋４．３８であり、無アルカリガラスのＳｉＯ2含有量ｗが６０質量％未満の場合、α＝０．０５６２×ｗ−４．０７，β＝−０．３８１×ｗ＋２１．８であり、ｐＨは研磨液のｐＨ値であり、γ＝５．８１×１０3である。）
１×１０-3≦ｆ≦１ （２）
When producing a glass substrate for a magnetic disk using the alkali-free glass of the present invention, after processing the plate glass obtained by the above procedure into a glass substrate having a predetermined shape, the main surface of the glass substrate is used as a polishing pad. Then, mirror polishing is performed using a polishing liquid containing polishing abrasive grains having a pH of less than 7.
In the present invention, mirror polishing is performed under the condition that the elution rate f (μg · cm −2 · min −1 ) of the glass component derived by the following formula (1) satisfies the following formula (2).
(In the formula (1), f 0 = 7.93 × 10 6 , and α and β are α = 0.0121 × w−1 when the SiO 2 content w of the alkali-free glass is 60% by mass or more. .46, β = −0.0868 × w + 4.38, and when the SiO 2 content w of the alkali-free glass is less than 60% by mass, α = 0.0562 × w−4.07, β = −0. (381 × w + 21.8, pH is the pH value of the polishing liquid, and γ = 5.81 × 10 3 )
1 × 10 −3 ≦ f ≦ 1 (2)
上記式（１）は、本発明の無アルカリガラス、すなわち、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、および、ＣａＯを主成分とする無アルカリガラスについて、ｐＨ７未満の研磨液に対するガラス成分の溶出レートｆに及ぼす因子を、無アルカリガラスのＳｉＯ2含有量（ｗ）、研磨液の温度（Ｔ）、および、研磨液のｐＨ値（ｐＨ）の３つの因子に特定し、これら特定した因子によるガラス成分の溶出レートｆへの影響を定量し、定式化したものである。
上記式（１）により導出されるガラス成分の溶出レートｆが、上記式（２）を満たす条件で鏡面研磨を実施することにより、ガラス基板の主表面の表面粗さの悪化を抑制できる。また、ガラス成分の溶出による、研磨液のｐＨ値に変動を抑制し、安定した研磨加工速度が確保される。
ｆが、１μｇ・ｃｍ-2・ｍｉｎ-1より大きいと、ガラス基板の主表面の表面粗さが悪化する。また、ガラス成分の溶出により、研磨液のｐＨ値に変動が生じ、安定した研磨加工速度が確保できなくなる。
一方、ｆが、１×１０-3μｇ・ｃｍ-2・ｍｉｎ-1未満の場合、研磨加工速度が著しく低下するため生産性が低下する。
本発明では、下記式（１）により導出される、ガラス成分の溶出レートｆ（μｇ・ｃｍ-2・ｍｉｎ-1）が、下記式（２）を満たす条件で鏡面研磨を実施することにより、本発明に属する任意の組成の無アルカリガラスを用いて、極めて平坦度が高い磁気ディスク用ガラス基板を製造することができる。
The above formula (1) is for the alkali-free glass of the present invention, that is, the alkali-free glass mainly composed of SiO 2 , Al 2 O 3 , MgO, and CaO. Factors affecting f are specified as three factors: SiO 2 content (w) of alkali-free glass, polishing liquid temperature (T), and polishing liquid pH value (pH). The effect of the component on the elution rate f is quantified and formulated.
The glass surface elution rate f derived from the above formula (1) performs mirror polishing under the condition satisfying the above formula (2), thereby suppressing the deterioration of the surface roughness of the main surface of the glass substrate. Moreover, the fluctuation | variation to the pH value of polishing liquid by elution of a glass component is suppressed, and the stable grinding | polishing processing speed is ensured.
When f is larger than 1 μg · cm −2 · min −1 , the surface roughness of the main surface of the glass substrate is deteriorated. Further, the elution of the glass component causes a change in the pH value of the polishing liquid, making it impossible to secure a stable polishing processing speed.
On the other hand, when f is less than 1 × 10 −3 μg · cm −2 · min −1 , the polishing speed is remarkably reduced, so that productivity is lowered.
In the present invention, the glass component elution rate f (μg · cm −2 · min −1 ) derived by the following formula (1) is mirror-polished under the condition satisfying the following formula (2): Using a non-alkali glass having any composition belonging to the present invention, a glass substrate for a magnetic disk having extremely high flatness can be produced.
上記式（２）を満たす条件で鏡面研磨を実施するには、磁気ディスク用ガラス基板の製造に使用する無アルカリガラスのＳｉＯ2含有量（ｗ）に応じて、研磨液の温度（Ｔ）、および／または、研磨液のｐＨ値（ｐＨ）を適宜調節すればよい。
図１は、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、および、ＣａＯを主成分とする無アルカリガラスについて、無アルカリガラスのＳｉＯ2含有量（ｗ）と、ガラス成分の溶出レートｆと、の関係を示したグラフである。図１中のプロット（点）は、下記手順で求めた溶出レートの実測値である。
ガラス成分の溶出レートｆは、縦および横４０ｍｍ、厚さ１ｍｍの両面を鏡面研磨したガラス基板を作製し、これを塩酸に５時間から４５時間浸漬し、浸漬前後の質量差を測定することにより算出した。
なお、（模擬）研磨液としては、ｐＨ値が１の塩酸を使用した。（模擬）研磨液の温度（Ｔ）は、５０℃、７０℃、９０℃の３通りで実施した。
図２は、図１と同じく、無アルカリガラスのＳｉＯ2含有量（ｗ）と、ガラス成分の溶出レートｆと、の関係を示したグラフである。但し、（模擬）研磨液の温度（Ｔ）は９０℃のみとし、（模擬）研磨液のｐＨ値は１、２、３の３通りで実施した。図２中のプロット（点）は、上記手順で求めた溶出レートの実測値である。
In order to carry out mirror polishing under the condition satisfying the above formula (2), the temperature (T) of the polishing liquid, depending on the SiO 2 content (w) of the alkali-free glass used for the production of the glass substrate for magnetic disk, And / or the pH value (pH) of the polishing liquid may be appropriately adjusted.
FIG. 1 shows the relationship between the SiO 2 content (w) of the alkali-free glass and the elution rate f of the glass component for the alkali-free glass mainly composed of SiO 2 , Al 2 O 3 , MgO, and CaO. It is the graph which showed. The plot (point) in FIG. 1 is an actual measurement value of the elution rate obtained by the following procedure.
The elution rate f of the glass component is obtained by preparing a glass substrate having both the length and width of 40 mm and thickness of 1 mm mirror-polished and immersing this in hydrochloric acid for 5 to 45 hours, and measuring the mass difference before and after the immersion. Calculated.
As the (simulated) polishing liquid, hydrochloric acid having a pH value of 1 was used. (Simulation) The temperature (T) of the polishing liquid was 50 ° C, 70 ° C, and 90 ° C.
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the SiO 2 content (w) of the alkali-free glass and the elution rate f of the glass component, as in FIG. However, the temperature (T) of the (simulated) polishing liquid was 90 ° C., and the pH value of the (simulated) polishing liquid was 1, 2, and 3 types. Plots (points) in FIG. 2 are measured values of the elution rate determined by the above procedure.
上記したガラス基板の所定の形状は、特に限定されないが、一例をあげると、中央部に円孔を有する円盤形状である。
所定の形状のガラス基板に加工した後、ガラス基板の主表面を鏡面研磨する前に、通常は、ガラス基板の上下両主平面に、遊離砥粒または固定砥粒工具を用いて研削（ラッピング）加工する。また、ガラス基板の形状が、中央部に円孔を有する円盤形状の場合、ガラス基板の内周端面および外周端面を研磨する。
The predetermined shape of the glass substrate described above is not particularly limited, but as an example, it is a disk shape having a circular hole in the center.
After processing into a glass substrate of a predetermined shape, before mirror polishing the main surface of the glass substrate, it is usually ground (lapping) on both the upper and lower main surfaces of the glass substrate using loose abrasives or fixed abrasive tools Process. Moreover, when the shape of a glass substrate is a disk shape which has a circular hole in the center part, the inner peripheral end surface and outer peripheral end surface of a glass substrate are grind | polished.
ガラス基板の主表面の鏡面研磨には、たとえば、図３に示す両面研磨装置を使用できる。この両面研磨装置２０は、上下に対向して配置された上定盤２０１と下定盤２０２、およびこれらの間に配設されたキャリア３０を有する。キャリア３０は、その保持部に複数枚のガラス基板１０を保持している。上定盤２０１と下定盤２０２のガラス基板１０と対向する面には、それぞれ樹脂等からなる研磨パッド４０、５０が装着されている。 For the mirror polishing of the main surface of the glass substrate, for example, a double-side polishing apparatus shown in FIG. 3 can be used. The double-side polishing apparatus 20 includes an upper surface plate 201 and a lower surface plate 202 disposed so as to be opposed to each other in the vertical direction, and a carrier 30 disposed therebetween. The carrier 30 holds a plurality of glass substrates 10 in its holding part. Polishing pads 40 and 50 made of resin or the like are mounted on the surfaces of the upper surface plate 201 and the lower surface plate 202 facing the glass substrate 10, respectively.
図３に示す両面研磨装置２０を用いたガラス基板の主表面の鏡面研磨は以下の手順で実施される。
キャリア３０の保持部にガラス基板１０が保持された状態で、上側の研磨パッド４０の研磨面と、下側の研磨パッド５０の研磨面との間にガラス基板１０を狭持する。研磨パッド４０、５０の研磨面は、研磨対象物であるガラス基板１０に接する面をいう。
上側および下側の研磨パッド４０、５０の研磨面を、それぞれガラス基板１０の両主表面に押し付けた状態で、ガラス基板１０の両主表面に、研磨砥粒を含むｐＨ７未満の研磨液を供給するとともに、キャリア３０を自転させながらサンギア２０３の周りを公転させ、かつ上定盤２０１と下定盤２０２をそれぞれ所定の回転数で回転させることで、ガラス基板１０の両主表面が同時に鏡面研磨される。
Mirror polishing of the main surface of the glass substrate using the double-side polishing apparatus 20 shown in FIG. 3 is performed according to the following procedure.
The glass substrate 10 is held between the polishing surface of the upper polishing pad 40 and the polishing surface of the lower polishing pad 50 in a state where the glass substrate 10 is held by the holding portion of the carrier 30. The polishing surfaces of the polishing pads 40 and 50 are surfaces that are in contact with the glass substrate 10 that is an object to be polished.
In a state where the polishing surfaces of the upper and lower polishing pads 40 and 50 are pressed against both main surfaces of the glass substrate 10, respectively, a polishing liquid having a pH of less than 7 containing abrasive grains is supplied to both main surfaces of the glass substrate 10. In addition, both the main surfaces of the glass substrate 10 are mirror-polished at the same time by rotating around the sun gear 203 while rotating the carrier 30 and rotating the upper surface plate 201 and the lower surface plate 202 at a predetermined rotational speed. The
研磨パッドとしては、軟質または硬質の発泡樹脂からなるものが好ましく、特に軟質発泡ウレタン樹脂からなる研磨パッドが好ましい。 As a polishing pad, what consists of a soft or hard foamed resin is preferable, and especially the polishing pad which consists of a soft foaming urethane resin is preferable.
研磨液としては、研磨砥粒として平均一次粒子径が１〜８０ｎｍのシリカ粒子を含有することが好ましい。シリカ粒子の平均一次粒子径は研磨速度を維持するために１ｎｍ以上が好ましい。シリカ粒子の平均一次粒子径は、研磨により得られる主平面の表面粗さを小さく適正な値とするために８０ｎｍ以下が好ましい。シリカ粒子の平均一次粒子径は、１〜６０ｎｍの範囲がより好ましく、１〜５０ｎｍの範囲がさらに好ましく、１〜４０ｎｍの範囲が特に好ましい。なお、この平均一次粒子径は、レーザー回折・散乱式の粒度分布計、動的光散乱方式の粒度分布測定装置、または電子顕微鏡を用いて測定できる。 The polishing liquid preferably contains silica particles having an average primary particle diameter of 1 to 80 nm as abrasive grains. The average primary particle diameter of the silica particles is preferably 1 nm or more in order to maintain the polishing rate. The average primary particle diameter of the silica particles is preferably 80 nm or less in order to reduce the surface roughness of the main plane obtained by polishing to an appropriate value. The average primary particle diameter of the silica particles is more preferably in the range of 1 to 60 nm, further preferably in the range of 1 to 50 nm, and particularly preferably in the range of 1 to 40 nm. The average primary particle size can be measured using a laser diffraction / scattering particle size distribution meter, a dynamic light scattering particle size distribution measuring device, or an electron microscope.
研磨液に含有されるシリカ粒子は、一部が凝集粒子（二次あるいは三次粒子）として存在してもよい。研磨液中のシリカ粒子の平均粒子径は、動的光散乱方式の粒度分布測定機（例えば、日機装株式会社製、製品名：ＵＰＡ−ＥＸ１５０）を用いて測定することができるが、こうして測定されたシリカ粒子の平均粒子径（Ｄ50）は、一次粒子径と二次以上の粒子径を測定したものとなる。こうして測定される研磨液中のシリカ粒子の平均粒子径（Ｄ50）は、１０〜４０ｎｍの範囲であることが好ましい。なお、Ｄ50は、体積基準累積５０％粒径である。すなわち、体積基準で粒度分布を求め、全体積を１００％とした累積曲線において、累積値が５０％となる点の粒径である。 Part of the silica particles contained in the polishing liquid may be present as aggregated particles (secondary or tertiary particles). The average particle size of the silica particles in the polishing liquid can be measured using a dynamic light scattering type particle size distribution analyzer (for example, product name: UPA-EX150 manufactured by Nikkiso Co., Ltd.). The average particle diameter (D 50 ) of the silica particles is obtained by measuring the primary particle diameter and the secondary or larger particle diameter. The average particle diameter (D 50 ) of the silica particles in the polishing liquid thus measured is preferably in the range of 10 to 40 nm. D 50 is a volume-based cumulative 50% particle size. That is, it is the particle size at which the cumulative value becomes 50% in the cumulative curve in which the particle size distribution is obtained on a volume basis and the total volume is 100%.
研磨液には、研磨砥粒の分散媒として水が含有される。水については特に制限はないが、後述する他の成分に対する影響、不純物の混入、ｐＨ等への影響の少なさの点から、純水、超純水、イオン交換水等を使用することが好ましい。そして、研磨砥粒がシリカ粒子の場合、研磨液におけるシリカ粒子の含有割合（濃度）は、３〜３０質量％とすることが好ましい。シリカ粒子の含有割合が３質量％未満の場合には、十分な研磨速度を得ることが難しい。また、含有割合が３０質量％を超えると、後述する手順で研磨液のｐＨ値を７未満に調整した際に、シリカ粒子が凝集しやすくなる。シリカ粒子の含有割合は、５〜２５質量％がより好ましく、７〜２０質量％がさらに好ましく、１０〜１８質量％が特に好ましい。 The polishing liquid contains water as a dispersion medium for the abrasive grains. Although there is no particular limitation on water, it is preferable to use pure water, ultrapure water, ion-exchanged water, etc. from the viewpoint of influence on other components described later, contamination of impurities, and less influence on pH and the like. . And when an abrasive grain is a silica particle, it is preferable that the content rate (concentration) of the silica particle in polishing liquid shall be 3-30 mass%. When the content ratio of the silica particles is less than 3% by mass, it is difficult to obtain a sufficient polishing rate. Moreover, when a content rate exceeds 30 mass%, when adjusting the pH value of polishing liquid to less than 7 in the procedure mentioned later, it will become easy to aggregate a silica particle. As for the content rate of a silica particle, 5-25 mass% is more preferable, 7-20 mass% is further more preferable, and 10-18 mass% is especially preferable.
本発明において、ｐＨ値が７未満の研磨液を使用する理由は、ｐＨ値が７以上の研磨液を使用した場合には、研磨速度が低くなり、十分な生産性を上げることができないからである。研磨液のｐＨ値は、上述したように、上記式（２）を満たす条件で鏡面研磨を実施するために適宜調整されるが、ｐＨ値が０．５〜６の範囲が好ましく、ｐＨ値が０．５〜５の範囲がより好ましく、ｐＨ値が１〜４．５の範囲が特に好ましい。 In the present invention, the reason why a polishing liquid having a pH value of less than 7 is used is that when a polishing liquid having a pH value of 7 or more is used, the polishing rate becomes low and sufficient productivity cannot be increased. is there. As described above, the pH value of the polishing liquid is appropriately adjusted in order to perform mirror polishing under the condition satisfying the above formula (2), but the pH value is preferably in the range of 0.5 to 6, and the pH value is A range of 0.5 to 5 is more preferable, and a pH value of 1 to 4.5 is particularly preferable.
研磨液のｐＨ値を７未満とするため、研磨砥粒の分散媒としての水は、無機酸または有機酸を含有する。
無機酸としては、塩酸、硝酸、リン酸、フッ酸等が挙げられる。なかでも、硫酸または塩酸は入手が容易であり、使用者、環境等への影響が少ないため好ましい。
有機酸としては、アスコルビン酸、クエン酸、コハク酸、リンゴ酸、酒石酸、フマル酸、マレイン酸およびフタル酸等を挙げることができる。また、有機酸としては、カルボン酸基を有するカルボン酸を好ましく使用することができる。カルボン酸基を２以上有する２価以上の多価カルボン酸がより好ましい。２価以上の多価カルボン酸は、錯形成作用により、研磨速度を向上させるとともに、砥粒の凝集を抑制して研磨キズの発生を抑える働きをする。すなわち、２価以上の多価カルボン酸は、ガラス基板の鏡面研磨の際に発生する金属イオンを捕捉して錯体（キレート）を形成することで、研磨速度の上昇に寄与するとともに、シリカ粒子の凝集を抑制する働きをする。
２価以上の多価カルボン酸として具体的には、クエン酸、コハク酸、リンゴ酸、酒石酸、フマル酸、マレイン酸およびフタル酸等が挙げられる。特に、クエン酸が好ましい。
In order to make the pH value of the polishing liquid less than 7, water as a dispersion medium for the polishing abrasive grains contains an inorganic acid or an organic acid.
Examples of inorganic acids include hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, and hydrofluoric acid. Of these, sulfuric acid or hydrochloric acid is preferable because it is easily available and has little influence on the user, the environment, and the like.
Examples of the organic acid include ascorbic acid, citric acid, succinic acid, malic acid, tartaric acid, fumaric acid, maleic acid and phthalic acid. As the organic acid, a carboxylic acid having a carboxylic acid group can be preferably used. A divalent or higher polyvalent carboxylic acid having two or more carboxylic acid groups is more preferable. The polyvalent carboxylic acid having a valence of 2 or more functions to improve the polishing rate by a complex forming action and to suppress the occurrence of polishing scratches by suppressing the aggregation of abrasive grains. That is, the polyvalent carboxylic acid having a valence of 2 or more contributes to an increase in the polishing rate by capturing metal ions generated during mirror polishing of the glass substrate to form a complex (chelate), and the silica particles. It works to suppress aggregation.
Specific examples of the divalent or higher polyvalent carboxylic acid include citric acid, succinic acid, malic acid, tartaric acid, fumaric acid, maleic acid and phthalic acid. In particular, citric acid is preferred.
ガラス基板の主表面の表面粗さが所定値に達した時点で鏡面研磨を終了する。
目標とする表面粗さは、例えば、算術平均粗さ（Ｒａ）が０．４ｎｍ以下であり、最大山高さ（Ｒｐ）が２ｎｍ以下である。算術平均粗さ（Ｒａ）は、好ましくは０．２ｎｍ未満である。最大山高さ（Ｒｐ）は、好ましくは１．５ｎｍ以下である。
When the surface roughness of the main surface of the glass substrate reaches a predetermined value, the mirror polishing is finished.
The target surface roughness has, for example, an arithmetic average roughness (Ra) of 0.4 nm or less and a maximum peak height (Rp) of 2 nm or less. The arithmetic average roughness (Ra) is preferably less than 0.2 nm. The maximum peak height (Rp) is preferably 1.5 nm or less.
鏡面研磨後のガラス基板の洗浄（例えば、精密洗浄）を行い、磁気ディスク用ガラス基板を得る。鏡面研磨後のガラス基板の洗浄では、例えば、洗剤を用いたスクラブ洗浄を行った後、洗剤溶液へ浸漬した状態での超音波洗浄、純水に浸漬した状態での超音波洗浄を順次行う。洗浄後の乾燥は、例えば、イソプロピルアルコール蒸気による蒸気乾燥により行う。こうして得られた磁気ディスク用ガラス基板の主表面上に、磁性層などの薄膜を形成し、磁気ディスクを製造する。 The glass substrate after mirror polishing is cleaned (for example, precision cleaning) to obtain a magnetic disk glass substrate. In the cleaning of the glass substrate after mirror polishing, for example, after scrub cleaning using a detergent, ultrasonic cleaning in a state immersed in a detergent solution and ultrasonic cleaning in a state immersed in pure water are sequentially performed. Drying after washing is performed, for example, by vapor drying with isopropyl alcohol vapor. A magnetic disk is manufactured by forming a thin film such as a magnetic layer on the main surface of the glass substrate for magnetic disk thus obtained.
以下において例１〜５０は実施例、例５１〜５４は比較例である。各成分の原料を目標組成になるように調合し、白金坩堝を用いて１５５０〜１６５０℃の温度で溶解した。次いで溶解ガラスを流し出し、板状に成形後徐冷した。 In the following, Examples 1 to 50 are Examples, and Examples 51 to 54 are Comparative Examples. The raw material of each component was prepared so that it might become a target composition, and it melt | dissolved at the temperature of 1550-1650 degreeC using the platinum crucible. Next, the molten glass was poured out, formed into a plate shape, and then slowly cooled.
表１〜１０には、式（３），（４）の数値を含めたガラス組成（単位：質量％）と、密度ρ（ｇ／ｃｍ3）、ヤング率Ｅ（ＧＰａ）（超音波法により測定）、比弾性率Ｅ／ρ（ＧＰａ・ｃｍ3／ｇ）、ビッカース硬度Ｈｖ、ガラス粘度ηが１０2ポイズとなる温度Ｔ2（単位：℃）、ガラス転移点Ｔｇ（単位：℃）、および、５０〜３５０℃での平均熱膨脹係数（単位：×１０-7／℃）を示す。
なお、表１〜１０中、括弧書で示した値は計算値である。
In Tables 1 to 10, values shown in parentheses are calculated values.
表から明らかなように、実施例のガラスはいずれも、ヤング率が９４．５ＧＰａ以上と高く、かつ、比弾性率が３４．５ＧＰａ・ｃｍ3／ｇ以上と高い。 As is apparent from the table, the glasses of the examples all have a high Young's modulus of 94.5 GPa or more and a specific modulus of 34.5 GPa · cm 3 / g or more.
例２２については、段落［００２７］に記載する手順でガラス成分の溶出レートを測定した。なお、（模擬）研磨液のｐＨ値、（模擬）研磨液の温度（Ｔ）、および、ガラス成分の溶出レートの測定値はそれぞれ以下の通り。なお、これらの場合の無アルカリガラスのＳｉＯ2含有量（ｗ）、研磨液の温度（Ｔ）および研磨液のｐＨ値（ｐＨ）を式（１）に適用して導出されるガラス成分の溶出レートｆも示す。
例２２−１
（模擬）研磨液のｐＨ値：１
研磨液の温度：５０℃
ガラス成分の溶出レート：３．７×１０-2μｇ・ｃｍ-2・ｍｉｎ-1
ｆ：４．３×１０-2μｇ・ｃｍ-2・ｍｉｎ-1
例２２−２
（模擬）研磨液のｐＨ値：１
研磨液の温度：７０℃
ガラス成分の溶出レート：６．８×１０-2μｇ・ｃｍ-2・ｍｉｎ-1
ｆ：１．２×１０-１μｇ・ｃｍ-2・ｍｉｎ-1
例２２−３
（模擬）研磨液のｐＨ値：１
研磨液の温度：９０℃
ガラス成分の溶出レート：０．１２μｇ・ｃｍ-2・ｍｉｎ-1
ｆ：０．３１μｇ・ｃｍ-2・ｍｉｎ-1
For Example 22, the elution rate of the glass component was measured by the procedure described in paragraph [0027]. The measured values of the pH value of the (simulated) polishing liquid, the temperature (T) of the (simulated) polishing liquid, and the elution rate of the glass component are as follows. In addition, the elution of the glass component derived by applying the SiO 2 content (w) of the alkali-free glass in this case, the temperature (T) of the polishing liquid, and the pH value (pH) of the polishing liquid to Equation (1) The rate f is also shown.
Example 22-1
(Simulation) pH value of polishing liquid: 1
Polishing liquid temperature: 50 ° C
Elution rate of glass component: 3.7 × 10 −2 μg · cm −2 · min −1
f: 4.3 × 10 −2 μg · cm −2 · min −1
Example 22-2
(Simulation) pH value of polishing liquid: 1
Polishing liquid temperature: 70 ° C
Elution rate of glass component: 6.8 × 10 −2 μg · cm −2 · min −1
f: 1.2 × 10 −1 μg · cm −2 · min −1
Example 22-3
(Simulation) pH value of polishing liquid: 1
Polishing liquid temperature: 90 ° C
Elution rate of glass component: 0.12 μg · cm −2 · min −1
f: 0.31 μg · cm −2 · min −1
例２２のガラスを用いて作製されるガラス基板について、図３に示す両面研磨装置２０を用いて、ガラス基板の両主表面を鏡面研磨する。研磨砥粒として、平均一次粒子径が３０ｎｍのシリカ粒子を使用し、分散剤として、ｐＨ値が１の塩酸を使用する。研磨液におけるシリカ粒子の含有割合（濃度）は、１０質量％であり、研磨液の温度（Ｔ）は９０℃である。軟質発泡ウレタン樹脂からなる研磨パッドを使用し、ガラス基板の両主表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が０．４ｎｍ以下、最大山高さ（Ｒｐ）が２ｎｍ以下となるまで鏡面研磨する。
例２２のガラスを用いて作製されるガラス基板について、上記と同様の手順でガラス基板の両主表面を鏡面研磨する。但し、研磨液のｐＨ値および温度（Ｔ）は、例２２−２、例２２−３の条件とする。例２２−２、例２２−３の条件とした場合は、鏡面研磨後のガラス基板の両主表面は、算術平均粗さ（Ｒａ）が０．４ｎｍ以下、かつ、最大山高さ（Ｒｐ）が２ｎｍ以下となる。
例２２のガラスを用いて作製されるガラス基板について、上記と同様の手順でガラス基板の両主表面を鏡面研磨する。但し、シリカ粒子の分散剤として、ｐＨ値が１の塩酸を使用し、研磨液の温度（Ｔ）は５０℃とする。この場合の無アルカリガラスのＳｉＯ2含有量（ｗ）、研磨液の温度（Ｔ）および研磨液のｐＨ値（ｐＨ）を式（１）に適用すると、導出されるガラス成分の溶出レートは、０．２９（μｇ・ｃｍ-2・ｍｉｎ-1）となる。
シリカ粒子の分散剤として、ｐＨ値が０．１の塩酸を使用し、研磨液の温度（Ｔ）は９０℃とする点を除いて、上記と同じ条件でガラス基板の両主表面を鏡面研磨する。鏡面研磨後のガラス基板は両主表面の表面粗さが悪化し、算術平均粗さ（Ｒａ）が０．４ｎｍ超、最大山高さ（Ｒｐ）が２ｎｍ超となる。
About the glass substrate produced using the glass of Example 22, both the main surfaces of a glass substrate are mirror-polished using the double-side polish apparatus 20 shown in FIG. Silica particles having an average primary particle diameter of 30 nm are used as abrasive grains, and hydrochloric acid having a pH value of 1 is used as a dispersant. The content rate (concentration) of silica particles in the polishing liquid is 10% by mass, and the temperature (T) of the polishing liquid is 90 ° C. Using a polishing pad made of a soft foamed urethane resin, mirror polishing is performed until the arithmetic average roughness (Ra) of both main surfaces of the glass substrate is 0.4 nm or less and the maximum peak height (Rp) is 2 nm or less.
About the glass substrate produced using the glass of Example 22, both main surfaces of a glass substrate are mirror-polished in the same procedure as the above. However, the pH value and temperature (T) of the polishing liquid are the conditions of Example 22-2 and Example 22-3. When the conditions of Example 22-2 and Example 22-3 are satisfied, both main surfaces of the glass substrate after mirror polishing have an arithmetic average roughness (Ra) of 0.4 nm or less and a maximum peak height (Rp). 2 nm or less.
About the glass substrate produced using the glass of Example 22, both main surfaces of a glass substrate are mirror-polished in the same procedure as the above. However, hydrochloric acid having a pH value of 1 is used as a dispersant for silica particles, and the temperature (T) of the polishing liquid is 50 ° C. When the SiO 2 content (w) of the alkali-free glass in this case, the temperature (T) of the polishing liquid, and the pH value (pH) of the polishing liquid are applied to the equation (1), the elution rate of the derived glass component is 0.29 (μg · cm −2 · min −1 ).
Both main surfaces of the glass substrate are mirror-polished under the same conditions as above except that hydrochloric acid having a pH value of 0.1 is used as a dispersant for silica particles and the polishing liquid temperature (T) is 90 ° C. To do. In the glass substrate after mirror polishing, the surface roughness of both main surfaces deteriorates, the arithmetic average roughness (Ra) exceeds 0.4 nm, and the maximum peak height (Rp) exceeds 2 nm.
本発明の無アルカリガラスは、磁気記録媒体用基板ガラスとして好適である。 The alkali-free glass of the present invention is suitable as a substrate glass for a magnetic recording medium.
１０ ガラス基板
２０ 両面研磨装置
３０ キャリア
４０ 上側研磨パッド
５０ 下側研磨パッド
２０１ 上定盤
２０２ 下定盤
２０３ サンギア
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Glass substrate 20 Double-side polish apparatus 30 Carrier 40 Upper side polishing pad 50 Lower side polishing pad 201 Upper surface plate 202 Lower surface plate 203 Sungear
Claims (4)
ＳｉＯ2 ４０〜６１、
Ａｌ2Ｏ3 １５〜２３．５、
ＭｇＯ ２〜２０、
ＣａＯ ０．１〜４０を含有し、
［ＳｉＯ2］＋０．４３×［Ａｌ2Ｏ3］＋０．５９×［ＣａＯ］−７４．６≦０、かつ、
［ＳｉＯ2］＋０．２１×［ＭｇＯ］＋１．１６×［ＣａＯ］−８３．０≦０
である磁気記録媒体用無アルカリガラス。 In mass% display based on oxide,
SiO 2 40-61,
Al 2 O 3 15-23.5,
MgO 2-20,
Containing CaO 0.1-40,
[SiO 2 ] + 0.43 × [Al 2 O 3 ] + 0.59 × [CaO] −74.6 ≦ 0, and
[SiO 2 ] + 0.21 × [MgO] + 1.16 × [CaO] −83.0 ≦ 0
Alkali-free glass for magnetic recording media.
前記鏡面研磨工程において、下記式（１）により導出される、ガラス成分の溶出レートｆ（μｇ・ｃｍ-2・ｍｉｎ-1）が、下記式（２）を満たす条件で鏡面研磨を実施することを特徴とする、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
（式（１）中、ｆ0＝７．９３×１０6であり、α，βは、無アルカリガラスのＳｉＯ2含有量ｗが６０質量％以上の場合、α＝０．０１２１×ｗ−１．４６，β＝−０．０８６８×ｗ＋４．３８であり、無アルカリガラスのＳｉＯ2含有量ｗが６０質量％未満の場合、α＝０．０５６２×ｗ−４．０７，β＝−０．３８１×ｗ＋２１．８であり、ｐＨは研磨液のｐＨ値であり、γ＝５．８１×１０3である。）
１×１０-3≦ｆ≦１ （２） The alkali-free glass for a magnetic recording medium according to claim 1, further comprising a step of mirror-polishing the main surface of the glass substrate using a polishing pad and a polishing solution containing polishing abrasives and having a pH of less than 7. A method for producing a glass substrate for a magnetic disk, comprising:
In the mirror polishing step, mirror polishing is performed under the condition that the elution rate f (μg · cm −2 · min −1 ) of the glass component derived from the following formula (1) satisfies the following formula (2). A method for producing a glass substrate for a magnetic disk.
(In the formula (1), f 0 = 7.93 × 10 6 , and α and β are α = 0.0121 × w−1 when the SiO 2 content w of the alkali-free glass is 60% by mass or more. .46, β = −0.0868 × w + 4.38, and when the SiO 2 content w of the alkali-free glass is less than 60% by mass, α = 0.0562 × w−4.07, β = −0. (381 × w + 21.8, pH is the pH value of the polishing liquid, and γ = 5.81 × 10 3 )
1 × 10 −3 ≦ f ≦ 1 (2)
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