JP4174883B2 - Information recording medium substrate - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、破壊の進行に対する抵抗力が大きい情報記録媒体基板用ガラス、すなわち破壊じん性の大きな情報記録媒体基板用ガラス、特に磁気ディスク基板用ガラスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、情報記録媒体基板、たとえば磁気ディスク（ハードディスク）基板材料としては、アルミニウム、ガラス、セラミックス、カーボンなどが用いられてきた。現在では、サイズや用途に応じて主にアルミニウムおよびガラスが実用化されている。なかでもガラス基板は、表面の平滑性や機械的強度が優れているため、その使用範囲が拡大してきている。
【０００３】
情報記録媒体基板として用いられるガラスとして、窓ガラス等に広く用いられているソーダライムシリカガラス、ガラス表面をイオン交換で強化して用いる化学強化用ガラス（特開平１０−１３２９、等）、結晶化ガラス、等が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ハードディスクドライブにおいては、近年、高記録密度化に加えて読み書き（ｒｅａｄ／ｗｒｉｔｅ）速度の向上が求められており、ディスク回転の高速化が提言されている。現在のディスク回転数は７２００ｒｐｍ程度であるが、将来的には１５０００ｒｐｍ、さらにはそれ以上にすることが予想され、特に大量のデータ処理が必要なサーバー用のハードディスクドライブにはこの要求が強くなると予想される。
【０００５】
ディスク基板材料として従来、アルミニウムが主として使用されているが、耐衝撃性などの機械的強度、または表面平滑性においてガラスなど他の材料に劣り、機械的信頼性が不十分である。これに対しガラスは耐衝撃性などの機械的強度、または表面平滑性において優れているためアルミニウムに代替する材料として注目され、ノートブックパソコン等、特に耐衝撃性が求められる場合に使用されている。そのディスクはいわゆる２．５インチディスクであり、そのディスク基板の外径は６５ｍｍである。
【０００６】
一方、現在サーバー用のディスクとしてはいわゆる３インチディスクまたは３．５インチディスクが用いられている。ディスク基板の外径は、前者においては８４ｍｍ、後者においては９５ｍｍである。サーバーにとってデータの破損は致命的なトラブルとなるため、基板材料には高い機械的信頼性が要求される。先に挙げた化学強化用ガラスまたは結晶化ガラスをディスク基板材料として用いた場合、特に高速回転時にディスクの割れが発生しやすく、サーバー用ディスク基板材料として用いるには機械的信頼性が不十分である。また、結晶化ガラスをディスク基板材料として用いた場合には化学強化用ガラスに比べ表面平滑性が劣り、高記録密度化に対応できない。
【０００７】
サーバー用のディスク基板は、従来よりガラスが使われていた外径２．５インチ相当のディスク基板に比べ大きく、したがって表面積も大きくなるため、ガラスの破壊原因となるキズの存在確率も高い。
【０００８】
また、磁気ディスク用基板としてガラスを用いる場合、円形加工、芯抜き、内外周面面取り（チャンファリング）、等多数のガラス加工処理が必要となる。これらのガラス加工処理中に、ガラスのエッジ部にはガラスの破壊原因となるキズがつくのが通常である。この問題を解決すべく、たとえば特開平９−３０１７３３には、密度が小さく、かつキズがつきにくい基板用ガラスが開示されている。しかしキズがつきにくいという特性は、破壊起点となるキズがガラス加工処理後の製造工程においてキズがつく場合には有効であるが、キズが前記製造工程前の切断等のガラス加工処理中にキズがつく場合には必ずしも有効とはいえない。
【０００９】
キズが多く存在するガラスの破壊を防止するには、本質的に引張応力による破壊の進行に対する抵抗力が高いガラス、すなわち破壊じん性が大きいガラスを提供する必要がある。
本発明は以上の課題を解決する情報記録媒体基板用ガラスおよび情報記録媒体基板の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、外径が６５ｍｍ超のドーナツ盤状の情報記録媒体基板に用いられるガラスであって、２０℃における酸素原子密度が７．９×１０-2モル／ｃｍ3以上である情報記録媒体基板用ガラス（第１の態様）、および、ドーナツ盤状の情報記録媒体基板に用いられるガラスであって、２０℃における酸素原子密度が８．５７×１０-2モル／ｃｍ3以上である情報記録媒体基板用ガラス（第２の態様）、を提供する。
また、外径が６５ｍｍ超のドーナツ盤状の情報記録媒体基板であって、２０℃における酸素原子密度が７．９×１０ -2 モル／ｃｍ 3 以上であり、実質的にモル％表示で、ＳｉＯ 2 ３０〜６０（５０以上を除く）、Ａｌ 2 Ｏ 3 ４〜４０、Ｂ 2 Ｏ 3 ０．５〜２０、ＭｇＯ ０〜４０（１５以上を除く）、ＣａＯ ０〜２０、Ｌｉ 2 Ｏ ０〜１２、ＺｒＯ 2 ０〜１０、ＴｉＯ 2 ０〜２０、Ｙ 2 Ｏ 3 ０〜１５、Ｔａ 2 Ｏ 5 ０〜１０、Ｎｂ 2 Ｏ 5 ０〜１０、Ｌａ 2 Ｏ 5 ０〜１０、からなるガラスからなる情報記録媒体基板を提供する。
また、ドーナツ盤状の情報記録媒体基板であって、２０℃における酸素原子密度が８．５７×１０ -2 モル／ｃｍ 3 以上であり、実質的にモル％表示で、ＳｉＯ 2 ３０〜５０（５０を除く）、Ａｌ 2 Ｏ 3 ４〜３０、Ｂ 2 Ｏ 3 ０．５〜１５、ＭｇＯ ４〜４０（１５以上を除く）、ＣａＯ ０〜１５、Ｌｉ 2 Ｏ ０〜６、ＺｒＯ 2 ０〜１０、ＴｉＯ 2 ２〜２０、Ｙ 2 Ｏ 3 ０〜１０、Ｔａ 2 Ｏ 5 ０〜６、Ｎｂ 2 Ｏ 5 ０〜６、Ｌａ 2 Ｏ 5 ０〜６、からなるガラスからなる情報記録媒体基板を提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明でいう情報記録媒体基板用ガラスとは、磁気ディスク、光ディスク、等の情報記録媒体の基板に用いられるガラスである。
【００１２】
本発明において、２０℃における酸素原子密度（以下単に酸素原子密度という。）Ｄは、成分Ａiとそのモル分率Ｃiにより表わされるガラス組成および２０℃におけるガラスの密度（ｄ、単位はｇ／ｃｍ3）から次のようにして算出される。単位はモル／ｃｍ3である。
各成分の分子量をｍi、各成分のモル分率の百分率表示すなわちモル％表示をｃi、各成分の酸素数をｘi、ガラスの平均分子量をｍ、とする。ここで、ｍ＝Σ（ｍi×ｃi／１００）、ｃi＝Ｃi×１００であり、Σはガラスのすべての成分について足し上げることを意味する記号である。
Ｄ＝ｄ×Σ（ｘi×ｃi／１００）／ｍ
前記酸素原子密度とガラスの破壊じん性との間には強い相関がある。すなわち、酸素原子密度増加とともに破壊じん性も大きくなる。この理由は明らかではないが、酸素原子が密に詰まった構造を持つガラスにおいては、破壊の進行に対する抵抗力が高くなる、すなわち破壊じん性が大きくなる、と解釈できる。
【００１３】
本発明の第１の態様は、外径が６５ｍｍ超のドーナツ盤状の情報記録媒体基板に用いられるガラスに関するものである。以下、ドーナツ盤状の情報記録媒体基板を単に情報記録媒体基板という。また、外径が６５ｍｍの情報記録媒体基板は通常２．５インチサイズと呼ばれている基板である。
酸素原子密度が７．９×１０-2モル／ｃｍ3未満では、破壊じん性が小さくなりすぎ、外径が６５ｍｍ超の情報記録媒体基板として使用することが困難になるおそれがある。好ましくは８．０×１０-2モル／ｃｍ3以上、より好ましくは８．２×１０-2モル／ｃｍ3以上である。
【００１４】
本態様のガラスは、実質的にモル％表示で、
ＳｉＯ2 ３０〜６０、
Ａｌ2Ｏ3 ４〜４０、
Ｂ2Ｏ3 ０．５〜２０、
ＭｇＯ ０〜４０、
ＣａＯ ０〜２０、
Ｌｉ2Ｏ ０〜１２、
ＺｒＯ2 ０〜１０、
ＴｉＯ2 ０〜２０、
Ｙ2Ｏ3 ０〜１５、
Ｔａ2Ｏ5 ０〜１０、
Ｎｂ2Ｏ5 ０〜１０、
Ｌａ2Ｏ5 ０〜１０、
からなることが好ましい。上記組成に限定した理由を以下に述べる。
【００１５】
ＳｉＯ2はネットワークフォーマーであり必須である。３０モル％未満ではガラスの安定性が低下する。好ましくは３２モル％以上である。６０モル％超では酸素原子密度が小さくなりすぎる。好ましくは５８モル％以下である。
【００１６】
Ａｌ2Ｏ3は酸素原子密度増大に有効な成分であり必須である。４モル％未満では酸素原子密度が小さくなりすぎる。好ましくは６モル％以上である。４０モル％超ではガラスの溶融状態での粘度が大きくなりすぎ、溶解が困難になる。好ましくは３８モル％以下である。
【００１７】
Ｂ2Ｏ3は酸素原子密度増大に有効な成分であり必須である。０．５モル％未満では酸素原子密度が小さくなりすぎる。好ましくは１モル％以上である。２０モル％超ではガラスの分相化傾向が強くなり、ガラスの安定性および均質性が低下する。好ましくは１８モル％以下である。
【００１８】
ＭｇＯは必須ではないが、酸素原子密度増大のために４０モル％まで含有してもよい。４０モル％超ではガラスの安定性が低下する。好ましくは３８モル％以下である。
【００１９】
ＣａＯは必須ではないが、ガラスの溶融状態での粘度を小さくしガラスの溶解を促進するために２０モル％まで含有してもよい。２０モル％超では酸素原子密度が小さくなりすぎるおそれがある。好ましくは１８モル％以下である。
【００２０】
Ｌｉ2Ｏは必須ではないが、ガラスの溶融状態での粘度を小さくしガラスの溶解を促進するために１２モル％まで含有してもよい。１２モル％超では酸素原子密度が小さくなりすぎるおそれがある。好ましくは１０モル％以下である。
【００２１】
ＺｒＯ2は必須ではないが、酸素原子密度増大のために１０モル％まで含有してもよい。１０モル％超ではガラスの溶融状態での粘度が大きくなりすぎ、溶解が困難になるおそれがある。好ましくは８モル％以下である。
【００２２】
ＴｉＯ2は必須ではないが、酸素原子密度増大のために２０モル％まで含有してもよい。２０モル％超ではガラスの安定性が低下するおそれがある。好ましくは１９モル％以下である。
【００２３】
Ｙ2Ｏ3は必須ではないが、酸素原子密度増大のために１５モル％まで含有してもよい。１５モル％超ではガラスの安定性が低下するおそれがある。好ましくは１４モル％以下である。
【００２４】
Ｔａ2Ｏ5は必須ではないが、酸素原子密度増大のために１０モル％まで含有してもよい。１０モル％超ではガラスの安定性が低下するおそれがある。好ましくは９モル％以下である。
【００２５】
Ｎｂ2Ｏ5は必須ではないが、酸素原子密度増大のために１０モル％まで含有してもよい。１０モル％超ではガラスの安定性が低下するおそれがある。好ましくは９モル％以下である。
【００２６】
Ｌａ2Ｏ5は必須ではないが、酸素原子密度増大のために１０モル％まで含有してもよい。１０モル％超ではガラスの安定性が低下するおそれがある。好ましくは９モル％以下である。
【００２７】
本態様のガラスは実質的に上記成分からなるが、以下の各種成分を合量で５モル％まで含有してもよい。
ＳＯ3、Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、等の清澄剤を合量で１モル％まで含有してもよい。
Ｆｅ2Ｏ3、ＮｉＯ、ＣｏＯ、等の着色剤を合量で１モル％まで含有してもよい。
【００２８】
ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯを、ＣａＯと同様の効果を得るために、またＮａ2Ｏ、Ｋ2Ｏを、Ｌｉ2Ｏと同様の効果を得るために、それぞれ１モル％以下、それらの合量が２モル％以下、の範囲で含有してもよい。前記範囲を超えて含有すると酸素原子密度が小さくなりすぎるおそれがある。
Ｐ2Ｏ5、Ｖ2Ｏ5、等を、ガラスの溶融状態での粘度を小さくしガラスの溶解を促進するために、またはガラスの安定性を向上させるために、含有してもよい。
【００２９】
本発明の第２の態様は情報記録媒体基板に用いられるガラスに関するものである。
酸素原子密度が８．５７×１０-2モル／ｃｍ3未満では、破壊じん性が小さくなりすぎ、情報記録媒体基板として使用することが困難になるおそれがある。
【００３０】
本態様のガラスは、実質的にモル％表示で、
ＳｉＯ2 ３０〜５０、
Ａｌ2Ｏ3 ４〜３０、
Ｂ2Ｏ3 ０．５〜１５、
ＭｇＯ ４〜４０、
ＣａＯ ０〜１５、
Ｌｉ2Ｏ ０〜６、
ＺｒＯ2 ０〜１０、
ＴｉＯ2 ２〜２０、
Ｙ2Ｏ3 ０〜１０、
Ｔａ2Ｏ5 ０〜６、
Ｎｂ2Ｏ5 ０〜６、
Ｌａ2Ｏ5 ０〜６、
からなることが好ましい。上記組成に限定した理由を以下に述べる。
【００３１】
ＳｉＯ2はネットワークフォーマーであり必須である。３０モル％未満ではガラスの安定性が低下する。好ましくは３２モル％以上である。５０モル％超では酸素原子密度が小さくなりすぎる。好ましくは４８モル％以下である。
【００３２】
Ａｌ2Ｏ3は酸素原子密度増大に有効な成分であり必須である。４モル％未満では酸素原子密度が小さくなりすぎる。好ましくは６モル％以上である。３０モル％超ではガラスの溶融状態での粘度が大きくなりすぎ、溶解が困難になる。好ましくは２８モル％以下である。
【００３３】
Ｂ2Ｏ3は酸素原子密度増大に有効な成分であり必須である。０．５モル％未満では酸素原子密度が小さくなりすぎる。好ましくは１モル％以上である。１５モル％超ではガラスの分相化傾向が強くなり、ガラスの安定性および均質性が低下する。好ましくは１３モル％以下である。
【００３４】
ＭｇＯは酸素原子密度増大に有効な成分であり必須である。４モル％未満では酸素原子密度が小さくなりすぎる。好ましくは６モル％以上である。４０モル％超ではガラスの安定性が低下する。好ましくは３８モル％以下である。
【００３５】
ＣａＯは必須ではないが、ガラスの溶融状態での粘度を小さくしガラスの溶解を促進するために１５モル％まで含有してもよい。１５モル％超では酸素原子密度が小さくなりすぎるおそれがある。好ましくは１３モル％以下である。
【００３６】
Ｌｉ2Ｏは必須ではないが、ガラスの溶融状態での粘度を小さくしガラスの溶解を促進するために６モル％まで含有してもよい。６モル％超では酸素原子密度が小さくなりすぎるおそれがある。好ましくは４モル％以下である。
【００３７】
ＺｒＯ2は必須ではないが、酸素原子密度増大のために１０モル％まで含有してもよい。１０モル％超ではガラスの溶融状態での粘度が大きくなりすぎ、溶解が困難になるおそれがある。好ましくは８モル％以下である。
【００３８】
ＴｉＯ2は酸素原子密度増大に有効な成分であり必須である。２モル％未満では酸素原子密度が小さくなりすぎる。好ましくは４モル％以上である。２０モル％超ではガラスの安定性が低下するおそれがある。好ましくは１９モル％以下である。
【００３９】
Ｙ2Ｏ3は必須ではないが、酸素原子密度増大のために１０モル％まで含有してもよい。１０モル％超ではガラスの安定性が低下するおそれがある。好ましくは９モル％以下である。
【００４０】
Ｔａ2Ｏ5は必須ではないが、酸素原子密度増大のために６モル％まで含有してもよい。６モル％超ではガラスの安定性が低下するおそれがある。好ましくは５モル％以下である。
【００４１】
Ｎｂ2Ｏ5は必須ではないが、酸素原子密度増大のために６モル％まで含有してもよい。６モル％超ではガラスの安定性が低下するおそれがある。好ましくは５モル％以下である。
【００４２】
Ｌａ2Ｏ5は必須ではないが、酸素原子密度増大のために６モル％まで含有してもよい。６モル％超ではガラスの安定性が低下するおそれがある。好ましくは５モル％以下である。
【００４３】
本態様のガラスは実質的に上記成分からなるが、以下の各種成分を合量で５モル％まで含有してもよい。
ＳＯ3、Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、等の清澄剤を合量で１モル％まで含有してもよい。
Ｆｅ2Ｏ3、ＮｉＯ、ＣｏＯ、等の着色剤を合量で１モル％まで含有してもよい。
【００４４】
ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯをＣａＯと同様の効果を得るために、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2ＯをＬｉ2Ｏと同様の効果を得るために、それぞれ１モル％以下、それらの合量が２モル％以下、の範囲で含有してもよい。前記範囲を超えて含有すると酸素原子密度が小さくなりすぎるおそれがある。
Ｐ2Ｏ5、Ｖ2Ｏ5等を、ガラスの溶融状態での粘度を小さくしガラスの溶解を促進するために、またはガラスの安定性を向上させるために、含有してもよい。
【００４５】
本発明の第１および第２の態様の情報記録媒体基板用ガラスは、分相現象が起こっていないガラスであることが好ましい。分相現象が起ると破壊じん性が小さくなるおそれがあるためである。
【００４６】
本発明の情報記録媒体基板用ガラスの製造方法は特に限定されず、各種のガラス製造方法を採用できる。たとえば、通常使用される各成分の原料を目標組成となるように調合し、これを溶解炉中で加熱溶融する。バブリング、清澄剤添加、撹拌、等によってガラスの均質化を行い、周知のプレス法、ダウンドロー法、フロート法などの方法により所定の板厚に成形する。
以上のようにして得られたガラスを徐冷後研削、研磨などの加工を行い、所定のサイズ・形状の情報記録媒体基板を得る。
【実施例】
表１にモル％表示で示した目標組成となるように原料を調合し、白金ルツボを用いて１５５０〜１６５０℃で３〜５時間溶解後、溶融ガラスを流し出して板状に成形し、徐冷した。このようにして得られたガラスの破壊じん性（単位：ＭＰａ・ｍ1/2）、密度（単位：ｇ／ｃｍ3）および酸素原子密度（単位：１０-2モル／ｃｍ3）を、同じく表１に示す。例１、２は実施例、例３は比較例である。なお、破壊じん性および密度は以下の方法により測定した。
【００４７】
破壊じん性：シェブロンノッチ法により測定した。まず、厚み８ｍｍ、幅８ｍｍ、長さ８０ｍｍの試験片の中央部にシェブロン型ノッチを形成した。次にテンシロン型強度試験装置を用いて、スパン６４ｍｍに支持した試験片のノッチ先端から安定破壊が起こるようにクロスヘッド速度０．００５ｍｍ／分で４点曲げ試験を行い、破壊じん性を求めた。水分によるガラスの疲労効果を避けるため、乾燥Ｎ2雰囲気中で測定を行った。
密度：約２０ｇの試料について、アルキメデス法により測定した。
【００４８】
【表１】
【発明の効果】
本発明によれば、破壊じん性が大きい情報記録媒体基板用ガラスを提供できる。このガラスを用いた磁気ディスク基板は機械的信頼性においても優れ、特にサーバー用に好適である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a glass for an information recording medium substrate having a high resistance to the progress of destruction, that is, a glass for an information recording medium substrate having a high fracture toughness, particularly a glass for a magnetic disk substrate.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, aluminum, glass, ceramics, carbon, and the like have been used as information recording medium substrates, for example, magnetic disk (hard disk) substrate materials. Currently, aluminum and glass are mainly put into practical use according to size and application. In particular, glass substrates have been used in a wider range because of their excellent surface smoothness and mechanical strength.
[0003]
As a glass used as an information recording medium substrate, soda lime silica glass widely used for window glass, etc., glass for chemical strengthening using glass surface strengthened by ion exchange (JP-A-10-1329, etc.), crystallization Glass, etc. are known.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, hard disk drives have been demanded to improve read / write speed in addition to high recording density, and high speed disk rotation has been proposed. Although the current disk rotation speed is about 7200 rpm, it is expected to increase to 15000 rpm and more in the future, and this requirement is expected to increase especially for hard disk drives for servers that require a large amount of data processing. Is done.
[0005]
Conventionally, aluminum is mainly used as a disk substrate material, but it is inferior to other materials such as glass in mechanical strength such as impact resistance or surface smoothness, and mechanical reliability is insufficient. On the other hand, glass is attracting attention as a material that replaces aluminum because it is excellent in mechanical strength such as impact resistance or surface smoothness, and is used when notebook computers are particularly required to have impact resistance. . The disk is a so-called 2.5 inch disk, and the outer diameter of the disk substrate is 65 mm.
[0006]
On the other hand, a so-called 3 inch disk or 3.5 inch disk is currently used as a server disk. The outer diameter of the disk substrate is 84 mm in the former and 95 mm in the latter. Since data corruption is a fatal trouble for the server, the substrate material is required to have high mechanical reliability. When the glass for chemical strengthening or crystallized glass mentioned above is used as a disk substrate material, the disk is likely to be cracked especially at high speed rotation, and the mechanical reliability is insufficient for use as a disk substrate material for a server. is there. Further, when crystallized glass is used as a disk substrate material, the surface smoothness is inferior to that of chemically strengthened glass, and it is not possible to cope with high recording density.
[0007]
The disk substrate for the server is larger than the disk substrate corresponding to 2.5 inches in outer diameter, which has conventionally used glass, and therefore has a large surface area, so that there is a high probability of flaws that cause glass breakage.
[0008]
In addition, when glass is used as the magnetic disk substrate, many glass processing processes such as circular processing, centering, and chamfering of inner and outer peripheral surfaces are required. During these glass processing treatments, it is normal that the edge portion of the glass is scratched causing glass breakage. In order to solve this problem, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-301733 discloses a glass for a substrate that has a low density and is hardly scratched. However, the property of being hard to be scratched is effective when the scratch that is the starting point of fracture is scratched in the manufacturing process after glass processing, but the scratch is scratched during glass processing such as cutting before the manufacturing process. It is not always effective when it is distorted.
[0009]
In order to prevent breakage of a glass having many scratches, it is necessary to provide a glass having a high resistance to the progress of breakage due to tensile stress, that is, a glass having high fracture toughness.
The present invention aims to provide a glass and an information recording medium substrate for information recording medium substrate to solve the above problems.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a glass used for a donut disk-shaped information recording medium substrate having an outer diameter of more than 65 mm, and has an oxygen atom density at 20 ° C. of 7.9 × 10 −2 mol / cm 3 or more. Glass for substrate (first embodiment) and glass used for donut disk-shaped information recording medium substrate, information having oxygen atom density at 20 ° C. of 8.57 × 10 −2 mol / cm 3 or more A glass for a recording medium substrate (second embodiment) is provided.
Further, the information recording medium substrate has a donut disk shape with an outer diameter of more than 65 mm, and the oxygen atom density at 20 ° C. is 7.9 × 10 −2 mol / cm 3 or more, substantially in terms of mol%. SiO 2 30 to 60 (excluding 50 or more), Al 2 O 3 4~40, B 2 O 3 0.5~20, ( except 15 or more) MgO 0~40, CaO 0~20, Li 2 O 0 ~12, ZrO 2 0~10, TiO 2 0~20, Y 2 O 3 0~15, Ta 2 O 5 0~10, Nb 2 O 5 0~10, glass consisting of La 2 O 5 0~10, An information recording medium substrate is provided.
Further, it is a donut disk-shaped information recording medium substrate having an oxygen atom density of not less than 8.57 × 10 −2 mol / cm 3 at 20 ° C. and substantially expressed as mol%, and SiO 2 30-50 ( 50), Al 2 O 3 4-30, B 2 O 3 0.5-15, MgO 4-40 (excluding 15 or more), CaO 0-15, Li 2 O 0-6, ZrO 2 0 10, an information recording medium substrate made of glass composed of TiO 2 2 to 20, Y 2 O 3 0 to 10, Ta 2 O 5 0 to 6, Nb 2 O 5 0 to 6 and La 2 O 5 0 to 6 provide.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The glass for an information recording medium substrate referred to in the present invention is a glass used for a substrate of an information recording medium such as a magnetic disk or an optical disk.
[0012]
In the present invention, the oxygen atom density at 20 ° C. (hereinafter simply referred to as oxygen atom density) D is the glass composition represented by the component A i and its molar fraction C i and the glass density at 20 ° C. (d, unit is g / Cm 3 ) as follows. The unit is mol / cm 3 .
It is assumed that the molecular weight of each component is m i , the percentage display of the mole fraction of each component, that is, the mol% display is c i , the oxygen number of each component is x i , and the average molecular weight of the glass is m. Here, m = Σ (m i × c i / 100), c i = C i × 100, and Σ is a symbol that means adding up all the components of the glass.
D = d × Σ (x i × c i / 100) / m
There is a strong correlation between the oxygen atom density and the fracture toughness of the glass. That is, the fracture toughness increases as the oxygen atom density increases. The reason for this is not clear, but in a glass having a structure in which oxygen atoms are densely packed, it can be interpreted that resistance to the progress of fracture increases, that is, fracture toughness increases.
[0013]
A first aspect of the present invention relates to glass used for a donut-shaped information recording medium substrate having an outer diameter of more than 65 mm. Hereinafter, an information recording medium substrate having a donut disk shape is simply referred to as an information recording medium substrate. An information recording medium substrate having an outer diameter of 65 mm is a substrate generally called a 2.5 inch size.
If the oxygen atom density is less than 7.9 × 10 −2 mol / cm 3 , the fracture toughness becomes too small and it may be difficult to use as an information recording medium substrate having an outer diameter of more than 65 mm. Preferably it is 8.0 × 10 −2 mol / cm 3 or more, more preferably 8.2 × 10 −2 mol / cm 3 or more.
[0014]
The glass of this embodiment is substantially expressed in mol%,
SiO 2 30-60,
Al 2 O 3 4-40,
B 2 O 3 0.5-20,
MgO 0-40,
CaO 0-20,
Li 2 O 0-12,
ZrO 2 0-10,
TiO 2 0-20,
Y 2 O 3 0-15,
Ta 2 O 5 0-10,
Nb 2 O 5 0-10,
La 2 O 5 0-10,
Preferably it consists of. The reason for limiting to the above composition will be described below.
[0015]
SiO 2 is a network former and essential. If it is less than 30 mol%, the stability of the glass is lowered. Preferably it is 32 mol% or more. If it exceeds 60 mol%, the oxygen atom density becomes too small. Preferably it is 58 mol% or less.
[0016]
Al 2 O 3 is an effective component and essential for increasing the oxygen atom density. If it is less than 4 mol%, the oxygen atom density becomes too small. Preferably it is 6 mol% or more. If it exceeds 40 mol%, the viscosity of the glass in the molten state becomes too large and melting becomes difficult. Preferably it is 38 mol% or less.
[0017]
B 2 O 3 is an effective component and essential for increasing the oxygen atom density. If it is less than 0.5 mol%, the oxygen atom density becomes too small. Preferably it is 1 mol% or more. If it exceeds 20 mol%, the tendency of phase separation of the glass becomes strong, and the stability and homogeneity of the glass deteriorate. Preferably it is 18 mol% or less.
[0018]
MgO is not essential, but may be contained up to 40 mol% in order to increase the oxygen atom density. If it exceeds 40 mol%, the stability of the glass is lowered. Preferably it is 38 mol% or less.
[0019]
CaO is not essential, but may be contained up to 20 mol% in order to reduce the viscosity of the glass in the molten state and promote the melting of the glass. If it exceeds 20 mol%, the oxygen atom density may be too small. Preferably it is 18 mol% or less.
[0020]
Li 2 O is not essential, but may be contained up to 12 mol% in order to reduce the viscosity of the glass in the molten state and promote the melting of the glass. If it exceeds 12 mol%, the oxygen atom density may be too small. Preferably it is 10 mol% or less.
[0021]
ZrO 2 is not essential, but may be contained up to 10 mol% in order to increase the oxygen atom density. If it exceeds 10 mol%, the viscosity of the glass in the molten state becomes too large, which may make it difficult to melt. Preferably it is 8 mol% or less.
[0022]
TiO 2 is not essential, but may be contained up to 20 mol% in order to increase the oxygen atom density. If it exceeds 20 mol%, the stability of the glass may be reduced. Preferably it is 19 mol% or less.
[0023]
Y 2 O 3 is not essential, but may be contained up to 15 mol% in order to increase the oxygen atom density. If it exceeds 15 mol%, the stability of the glass may be reduced. Preferably it is 14 mol% or less.
[0024]
Ta 2 O 5 is not essential, but may be contained up to 10 mol% in order to increase the oxygen atom density. If it exceeds 10 mol%, the stability of the glass may be reduced. Preferably it is 9 mol% or less.
[0025]
Nb 2 O 5 is not essential, but may be contained up to 10 mol% in order to increase the oxygen atom density. If it exceeds 10 mol%, the stability of the glass may be reduced. Preferably it is 9 mol% or less.
[0026]
La 2 O 5 is not essential, but may be contained up to 10 mol% in order to increase the oxygen atom density. If it exceeds 10 mol%, the stability of the glass may be reduced. Preferably it is 9 mol% or less.
[0027]
The glass of this embodiment is substantially composed of the above components, but may contain the following various components in a total amount of up to 5 mol%.
SO 3, As 2 O 3, Sb 2 O 3, may contain a refining agent equal to 1 mol% in total.
Colorants such as Fe 2 O 3 , NiO, and CoO may be contained up to 1 mol% in total.
[0028]
In order to obtain the same effect as CaO for SrO, BaO and ZnO, and to obtain the same effect as Li 2 O for Na 2 O and K 2 O, the total amount thereof is 1 mol% or less, respectively. You may contain in 2 mol% or less of range. If the content exceeds the above range, the oxygen atom density may be too small.
P 2 O 5 , V 2 O 5 , etc. may be contained in order to reduce the viscosity of the glass in the molten state and promote the melting of the glass, or to improve the stability of the glass.
[0029]
A second aspect of the present invention relates to glass used for an information recording medium substrate.
If the oxygen atom density is less than 8.57 × 10 −2 mol / cm 3 , the fracture toughness becomes too small and it may be difficult to use as an information recording medium substrate.
[0030]
The glass of this embodiment is substantially expressed in mol%,
SiO 2 30~50,
Al 2 O 3 4-30,
B 2 O 3 0.5-15,
MgO 4-40,
CaO 0-15,
Li 2 O 0-6,
ZrO 2 0-10,
TiO 2 2-20,
Y 2 O 3 0-10,
Ta 2 O 5 0-6,
Nb 2 O 5 0-6,
La 2 O 5 0-6,
Preferably it consists of. The reason for limiting to the above composition will be described below.
[0031]
SiO 2 is a network former and essential. If it is less than 30 mol%, the stability of the glass is lowered. Preferably it is 32 mol% or more. If it exceeds 50 mol%, the oxygen atom density becomes too small. Preferably it is 48 mol% or less.
[0032]
Al 2 O 3 is an effective component and essential for increasing the oxygen atom density. If it is less than 4 mol%, the oxygen atom density becomes too small. Preferably it is 6 mol% or more. If it exceeds 30 mol%, the viscosity of the glass in the molten state becomes too large and melting becomes difficult. Preferably it is 28 mol% or less.
[0033]
B 2 O 3 is an effective component and essential for increasing the oxygen atom density. If it is less than 0.5 mol%, the oxygen atom density becomes too small. Preferably it is 1 mol% or more. If it exceeds 15 mol%, the tendency of phase separation of the glass becomes strong, and the stability and homogeneity of the glass deteriorate. Preferably it is 13 mol% or less.
[0034]
MgO is an effective component and essential for increasing the oxygen atom density. If it is less than 4 mol%, the oxygen atom density becomes too small. Preferably it is 6 mol% or more. If it exceeds 40 mol%, the stability of the glass is lowered. Preferably it is 38 mol% or less.
[0035]
CaO is not essential, but may be contained up to 15 mol% in order to reduce the viscosity of the glass in the molten state and promote the melting of the glass. If it exceeds 15 mol%, the oxygen atom density may be too small. Preferably it is 13 mol% or less.
[0036]
Li 2 O is not essential, but may be contained up to 6 mol% in order to reduce the viscosity of the glass in the molten state and promote the melting of the glass. If it exceeds 6 mol%, the oxygen atom density may be too small. Preferably it is 4 mol% or less.
[0037]
ZrO 2 is not essential, but may be contained up to 10 mol% in order to increase the oxygen atom density. If it exceeds 10 mol%, the viscosity of the glass in the molten state becomes too large, which may make it difficult to melt. Preferably it is 8 mol% or less.
[0038]
TiO 2 is an effective component and essential for increasing the oxygen atom density. If it is less than 2 mol%, the oxygen atom density becomes too small. Preferably it is 4 mol% or more. If it exceeds 20 mol%, the stability of the glass may be reduced. Preferably it is 19 mol% or less.
[0039]
Y 2 O 3 is not essential, but may be contained up to 10 mol% in order to increase the oxygen atom density. If it exceeds 10 mol%, the stability of the glass may be reduced. Preferably it is 9 mol% or less.
[0040]
Ta 2 O 5 is not essential, but may be contained up to 6 mol% in order to increase the oxygen atom density. If it exceeds 6 mol%, the stability of the glass may be lowered. Preferably it is 5 mol% or less.
[0041]
Nb 2 O 5 is not essential, but may be contained up to 6 mol% in order to increase the oxygen atom density. If it exceeds 6 mol%, the stability of the glass may be lowered. Preferably it is 5 mol% or less.
[0042]
La 2 O 5 is not essential, but may be contained up to 6 mol% in order to increase the oxygen atom density. If it exceeds 6 mol%, the stability of the glass may be lowered. Preferably it is 5 mol% or less.
[0043]
The glass of this embodiment is substantially composed of the above components, but may contain the following various components in a total amount of up to 5 mol%.
SO 3, As 2 O 3, Sb 2 O 3, may contain a refining agent equal to 1 mol% in total.
Colorants such as Fe 2 O 3 , NiO, and CoO may be contained up to 1 mol% in total.
[0044]
In order to obtain the same effect as CaO for SrO, BaO and ZnO, in order to obtain the same effect as Na 2 O and K 2 O for Li 2 O, each 1 mol% or less and the total amount thereof is 2 mol%. You may contain in the following ranges. If the content exceeds the above range, the oxygen atom density may be too small.
P 2 O 5 , V 2 O 5, etc. may be contained in order to reduce the viscosity of the glass in the molten state and promote the melting of the glass, or to improve the stability of the glass.
[0045]
The glass for an information recording medium substrate according to the first and second aspects of the present invention is preferably a glass in which no phase separation phenomenon occurs. This is because when the phase separation phenomenon occurs, the fracture toughness may be reduced.
[0046]
The manufacturing method of the glass for information recording medium substrates of this invention is not specifically limited, Various glass manufacturing methods are employable. For example, normally used raw materials for each component are prepared so as to have a target composition, and this is heated and melted in a melting furnace. The glass is homogenized by bubbling, clarifier addition, stirring, etc., and formed into a predetermined plate thickness by a known press method, down draw method, float method or the like.
The glass obtained as described above is slowly cooled and then subjected to processing such as grinding and polishing to obtain an information recording medium substrate having a predetermined size and shape.
【Example】
The raw materials were prepared so as to have the target composition shown in mol% in Table 1, and melted at 1550 to 1650 ° C. for 3 to 5 hours using a platinum crucible, and then the molten glass was poured out and formed into a plate shape. Chilled. The fracture toughness (unit: MPa · m 1/2 ), density (unit: g / cm 3 ) and oxygen atom density (unit: 10 −2 mol / cm 3 ) of the glass thus obtained were Table 1 shows. Examples 1 and 2 are examples, and example 3 is a comparative example. The fracture toughness and density were measured by the following methods.
[0047]
Fracture toughness: measured by the chevron notch method. First, a chevron-type notch was formed at the center of a test piece having a thickness of 8 mm, a width of 8 mm, and a length of 80 mm. Next, using a Tensilon-type strength tester, a four-point bending test was performed at a crosshead speed of 0.005 mm / min so as to cause stable fracture from the notch tip of the test piece supported at a span of 64 mm, and fracture toughness was obtained. . In order to avoid the fatigue effect of the glass due to moisture, the measurement was performed in a dry N 2 atmosphere.
Density: A sample of about 20 g was measured by Archimedes method.
[0048]
[Table 1]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the glass for information recording media substrates with a large fracture toughness can be provided. A magnetic disk substrate using this glass is excellent in mechanical reliability and is particularly suitable for a server.
Claims (4)
ＳｉＯ 2 ３０〜６０（５０以上を除く）、
Ａｌ 2 Ｏ 3 ４〜４０、
Ｂ 2 Ｏ 3 ０．５〜２０、
ＭｇＯ ０〜４０（１５以上を除く）、
ＣａＯ ０〜２０、
Ｌｉ 2 Ｏ ０〜１２、
ＺｒＯ 2 ０〜１０、
ＴｉＯ 2 ０〜２０、
Ｙ 2 Ｏ 3 ０〜１５、
Ｔａ 2 Ｏ 5 ０〜１０、
Ｎｂ 2 Ｏ 5 ０〜１０、
Ｌａ 2 Ｏ 5 ０〜１０、
からなるガラス（Ｔａ 2 Ｏ 5 を１質量％以上含有するものを除く）からなる情報記録媒体基板。 Outer diameter a donut-shaped information recording medium board of 65mm greater state, and are oxygen atom density at 20 ° C. is 7.9 × 10 -2 mol / cm 3 or more, substantially mol%,
SiO 2 30-60 (excluding 50 or more),
Al 2 O 3 4-40,
B 2 O 3 0.5-20,
MgO 0-40 (except 15 or more),
CaO 0-20,
Li 2 O 0-12,
ZrO 2 0-10,
TiO 2 0-20,
Y 2 O 3 0-15,
Ta 2 O 5 0-10,
Nb 2 O 5 0-10,
La 2 O 5 0-10,
Made of glass (a Ta 2 O 5 excluding those containing more than 1 wt%) consisting of the information recording medium board.
ＳｉＯ 2 ３０〜５０（５０を除く）、
Ａｌ 2 Ｏ 3 ４〜３０、
Ｂ 2 Ｏ 3 ０．５〜１５、
ＭｇＯ ４〜４０（１５以上を除く）、
ＣａＯ ０〜１５、
Ｌｉ 2 Ｏ ０〜６、
ＺｒＯ 2 ０〜１０、
ＴｉＯ 2 ２〜２０、
Ｙ 2 Ｏ 3 ０〜１０、
Ｔａ 2 Ｏ 5 ０〜６、
Ｎｂ 2 Ｏ 5 ０〜６、
Ｌａ 2 Ｏ 5 ０〜６、
からなるガラス（Ｔａ 2 Ｏ 5 を１質量％以上含有するものを除く）からなる情報記録媒体基板。 A donut-shaped information recording medium board state, and are oxygen atom density at 20 ° C. is 8.57 × 10 -2 mol / cm 3 or more, substantially mol%,
SiO 2 30-50 (excluding 50),
Al 2 O 3 4-30,
B 2 O 3 0.5-15,
MgO 4-40 (except 15 or more),
CaO 0-15,
Li 2 O 0-6,
ZrO 2 0-10,
TiO 2 2-20,
Y 2 O 3 0-10,
Ta 2 O 5 0-6,
Nb 2 O 5 0-6,
La 2 O 5 0-6,
Made of glass (a Ta 2 O 5 excluding those containing more than 1 wt%) consisting of the information recording medium board.
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