JP5528907B2 - Glass substrate for heat-assisted recording medium - Google Patents
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Description
本発明は、熱アシスト記録媒体用ガラス基板に関し、特に、ハードディスク（ＨＤＤ）等の情報記録媒体用の基板であって、熱アシスト記録媒体用の基板として適するガラス基板に関する。 The present invention relates to a glass substrate for a heat-assisted recording medium, and more particularly to a glass substrate that is a substrate for an information recording medium such as a hard disk (HDD) and is suitable as a substrate for a heat-assisted recording medium.
従来、ハードディスク（ＨＤＤ）等の情報記録媒体用の基板としては、アルミニウム合金が用いられていた。しかしながら、アルミニウム合金は、変形しやすく、また研磨後の基板表面の平滑性が十分ではない等の問題を有していたため、現在ではガラス基板が広く使用されている（たとえば、下記の特許文献１〜４）。 Conventionally, an aluminum alloy has been used as a substrate for an information recording medium such as a hard disk (HDD). However, since aluminum alloys have problems such as being easily deformed and insufficient smoothness of the substrate surface after polishing, glass substrates are widely used at present (for example, Patent Document 1 below). ~ 4).
昨今、上記のような情報記録媒体においては、その情報記録量の増大に伴って記録密度を超高密度状態とすることが求められている。記録手段としては磁性方式が採用されているため、記録密度を高密度化すると記録の保持力が弱くなり、所謂「熱揺らぎ」として知られるように、記録中に発生する熱の影響により記録が消失してしまうという問題があった。 In recent years, in the information recording medium as described above, it is required to set the recording density to an ultra-high density state as the information recording amount increases. Since the magnetic method is used as the recording means, when the recording density is increased, the holding power of the recording becomes weaker, and the recording due to the influence of heat generated during recording is known as so-called “thermal fluctuation”. There was a problem of disappearing.
このような問題を解決する手段として、熱アシスト記録という方式の情報記録手段が注目されている。この熱アシスト記録は、レーザで記録媒体用の基板を加熱しながら情報記録を行なうことにより、上記のような問題を解決しようとするものである。このような熱アシスト記録方式の記録媒体は、基板としてガラス基板が用いられ、そのガラス基板上に複数の層からなる磁性記録層（以下単に「記録層」という。）を形成した構成を有するが、該記録層を緻密化させることを目的としてその形成時（成膜時）に５５０℃程度の極めて高い温度が適用されるという特殊性を有している。 As a means for solving such a problem, an information recording means of a system called heat assist recording has been attracting attention. This heat-assisted recording is intended to solve the above-described problems by recording information while heating a substrate for a recording medium with a laser. Such a heat-assisted recording type recording medium has a configuration in which a glass substrate is used as a substrate and a magnetic recording layer (hereinafter simply referred to as “recording layer”) composed of a plurality of layers is formed on the glass substrate. For the purpose of densifying the recording layer, it has a special feature that an extremely high temperature of about 550 ° C. is applied during its formation (during film formation).
このため、その成膜時においてガラス基板の割れを防止することに特に注意する必要がある。その中でも、ガラス基板の外周は、工具により把持される部分であるため、割れに対しては特段の注意が必要である。 For this reason, it is necessary to pay particular attention to preventing cracking of the glass substrate during the film formation. Among these, since the outer periphery of the glass substrate is a part that is gripped by a tool, special care is required for cracking.
また、上記とは異なる観点では、上記高温の成膜時において、基板のガラス成分が記録層に化学的な影響を与えることを防止する必要がある。 Also, from a viewpoint different from the above, it is necessary to prevent the glass component of the substrate from chemically affecting the recording layer during the high temperature film formation.
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、熱アシスト記録媒体用ガラス基板の割れを防止するとともに、記録層の成膜時にガラス成分が記録層に与える化学的影響を抑制することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to prevent cracking of a glass substrate for a heat-assisted recording medium and to cause a glass component to be formed in the recording layer when the recording layer is formed. The purpose is to suppress the chemical effects.
本発明に係る熱アシスト記録媒体用ガラス基板は、熱アシスト記録媒体に用いられるものである。 The glass substrate for heat-assisted recording media according to the present invention is used for a heat-assisted recording medium.
１つの局面では、上記ガラス基板は、略円形の外周を有する主面と、主面の外周に隣接し、表面粗さが２．５ｎｍ以下、かつ、最大表面粗さが１５０ｎｍ以下の自由曲面からなる外周端面とを備える。 In one aspect, the glass substrate includes a main surface having a substantially circular outer periphery, a free curved surface adjacent to the outer periphery of the main surface, having a surface roughness of 2.5 nm or less and a maximum surface roughness of 150 nm or less. And an outer peripheral end surface.
他の局面では、上記ガラス基板は、略円形の外周を有する主面と、主面の外周に隣接し、表面粗さが２．５ｎｍ以下、かつ、最大表面粗さが１５０ｎｍ以下の面取り部を含む外周端面とを備える。 In another aspect, the glass substrate includes a main surface having a substantially circular outer periphery, a chamfered portion adjacent to the outer periphery of the main surface, having a surface roughness of 2.5 nm or less and a maximum surface roughness of 150 nm or less. Including an outer peripheral end surface.
１つの実施態様では、上記熱アシスト記録媒体用ガラス基板において、主面は、略円形の内周をさらに有し、ガラス基板は、主面の内周に隣接し、外周端面とは異なる形状を有する内周端面をさらに備え、内周端面の表面粗さは２．５ｎｍ以下、かつ、最大表面粗さは１５０ｎｍ以下である。 In one embodiment, in the glass substrate for a heat-assisted recording medium, the main surface further has a substantially circular inner periphery, and the glass substrate is adjacent to the inner periphery of the main surface and has a shape different from the outer peripheral end surface. An inner peripheral end face having a surface roughness of 2.5 nm or less and a maximum surface roughness of 150 nm or less.
１つの実施態様では、上記熱アシスト記録媒体用ガラス基板において、主面は、略円径の内周をさらに有し、主面の外周は第１の径を有し、主面の内周は第２の径を有し、第２の径に対する第１の径の比は、２．０よりも大きく６５．０よりも小さい。 In one embodiment, in the glass substrate for a heat-assisted recording medium, the main surface further has an inner periphery having a substantially circular diameter, the outer periphery of the main surface has a first diameter, and the inner periphery of the main surface is It has a second diameter and the ratio of the first diameter to the second diameter is greater than 2.0 and less than 65.0.
１つの実施態様では、上記熱アシスト記録媒体用ガラス基板は、
酸化物基準の質量％表示で、
ＳｉＯ2：５８〜６８％
Ａｌ2Ｏ3：０〜５％
Ｂ2Ｏ3：０〜２％
（ただしＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3＋Ｂ2Ｏ3＝５８〜６８％）
Ｎａ2Ｏ：１〜６％
Ｋ2Ｏ：７〜１５％
（ただしＮａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ＝８〜２１％）
ＭｇＯ：２〜７％
ＣａＯ：７〜１５％
ＢａＯ：０〜５％
ＳｒＯ：０〜５％
ＺｎＯ：０〜５％
（ただしＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＢａＯ＋ＳｒＯ＋ＺｎＯ＝９〜２２％）
ＺｒＯ2：６〜１２％
となる組成を有し、かつＬｉ2Ｏを含まない。
In one embodiment, the glass substrate for a heat-assisted recording medium is
In mass% display based on oxide,
SiO 2 : 58 to 68%
Al 2 O 3 : 0 to 5%
B 2 O 3: 0~2%
(However, SiO 2 + Al 2 O 3 + B 2 O 3 = 58 to 68%)
Na 2 O: 1 to 6%
K 2 O: 7 to 15%
(However, Na 2 O + K 2 O = 8-21%)
MgO: 2-7%
CaO: 7-15%
BaO: 0 to 5%
SrO: 0 to 5%
ZnO: 0 to 5%
(However, MgO + CaO + BaO + SrO + ZnO = 9-22%)
ZrO 2 : 6-12%
And does not contain Li 2 O.
１つの実施態様では、上記熱アシスト記録媒体用ガラス基板は、ＴｉＯ2を含まない。
１つの実施態様では、上記熱アシスト記録媒体用ガラス基板は、酸化物基準の質量％表示で、
Ｙ2Ｏ3：０〜５％
Ｌａ2Ｏ3：０〜５％
Ｇｄ2Ｏ3：０〜５％
ＣｅＯ2：０〜２％
ＴｉＯ2：０〜５％
ＨｆＯ2：０〜２％
Ｎｂ2Ｏ5：０〜５％
Ｔａ2Ｏ5：０〜５％
Ｓｂ2Ｏ3：０〜２％
となる任意成分を含む。
In one embodiment, the glass substrate for heat-assisted recording medium does not contain TiO 2 .
In one embodiment, the glass substrate for a heat-assisted recording medium is expressed by mass% based on oxide,
Y 2 O 3 : 0 to 5%
La 2 O 3 : 0 to 5%
Gd 2 O 3 : 0 to 5%
CeO 2 : 0 to 2%
TiO 2: 0~5%
HfO 2 : 0 to 2%
Nb 2 O 5 : 0 to 5%
Ta 2 O 5 : 0 to 5%
Sb 2 O 3 : 0 to 2%
Contains an optional component.
１つの実施態様では、上記熱アシスト記録媒体用ガラス基板は、ガラス転移点が６００℃以上である。 In one embodiment, the glass substrate for a heat-assisted recording medium has a glass transition point of 600 ° C. or higher.
１つの実施態様では、上記熱アシスト記録媒体用ガラス基板は、２５〜１００℃での熱膨張係数αが５０×１０-7〜９０×１０-7／℃である。 In one embodiment, the glass substrate for a heat-assisted recording medium has a thermal expansion coefficient α at 25 to 100 ° C. of 50 × 10 −7 to 90 × 10 −7 / ° C.
１つの実施態様では、上記熱アシスト記録媒体用ガラス基板は、その表面の一部または全部が化学強化され、かつ圧縮応力が１．５〜１０ｋｇ／ｍｍ2である。 In one embodiment, part or all of the surface of the glass substrate for heat-assisted recording medium is chemically strengthened, and the compressive stress is 1.5 to 10 kg / mm 2 .
１つの実施態様では、上記熱アシスト記録媒体用ガラス基板は、その表面粗さＲａが０．１５ｎｍ以下である。 In one embodiment, the glass substrate for heat-assisted recording medium has a surface roughness Ra of 0.15 nm or less.
１つの実施態様では、上記熱アシスト記録媒体用ガラス基板は、ヤング率をＥ、比重をρとする場合、比弾性率Ｅ／ρが２９以上であり、ビッカース硬度Ｈｖが５５０〜６５０であり、アルカリ溶出量Ａが２．５インチディスクあたり２００ｐｐｂ以下であり、かつ破壊靭性値Ｋｃが０．８０ＭＰａ／ｍ1/2以上である。 In one embodiment, when the Young's modulus is E and the specific gravity is ρ, the glass substrate for a heat-assisted recording medium has a specific elastic modulus E / ρ of 29 or more and a Vickers hardness Hv of 550 to 650, The alkali elution amount A is 200 ppb or less per 2.5 inch disk, and the fracture toughness value Kc is 0.80 MPa / m 1/2 or more.
１つの実施態様では、上記熱アシスト記録媒体用ガラス基板は、熱伝導率が１．０〜１．８Ｗ／ｍ・ｋである。 In one embodiment, the glass substrate for a heat-assisted recording medium has a thermal conductivity of 1.0 to 1.8 W / m · k.
１つの実施態様では、上記熱アシスト記録媒体用ガラス基板は、表面抵抗が１０×１０13〜５００×１０13Ω／□である。 In one embodiment, the glass substrate for a heat-assisted recording medium has a surface resistance of 10 × 10 13 to 500 × 10 13 Ω / □.
１つの実施態様では、上記熱アシスト記録媒体用ガラス基板は、液相温度が１３５０℃以下であり、液相温度における粘性が０．５〜１０ポアズである。 In one embodiment, the glass substrate for heat-assisted recording medium has a liquidus temperature of 1350 ° C. or lower and a viscosity at the liquidus temperature of 0.5 to 10 poise.
本発明によれば、熱アシスト記録媒体用ガラス基板の割れを防止することができる。さらに、記録層の成膜時にガラス成分が記録層に与える化学的影響を抑制することもできる。 According to the present invention, it is possible to prevent the heat-assisted recording medium glass substrate from cracking. Furthermore, it is possible to suppress the chemical influence of the glass component on the recording layer when the recording layer is formed.
以下に、本発明の実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。 Embodiments of the present invention will be described below. Note that the same or corresponding portions are denoted by the same reference numerals, and the description thereof may not be repeated.
なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。 Note that in the embodiments described below, when referring to the number, amount, and the like, the scope of the present invention is not necessarily limited to the number, amount, and the like unless otherwise specified. In the following embodiments, each component is not necessarily essential for the present invention unless otherwise specified.
＜熱アシスト磁気記録装置＞
図１および図２を参照して、熱アシスト磁気記録装置２の概略構成の一例について説明する。なお、図１は、熱アシスト磁気記録装置２の概略構成を示す平面図、図２は、熱アシスト磁気記録装置２の概略構成を示す側面図である。
<Heat-assisted magnetic recording device>
An example of a schematic configuration of the heat-assisted
図１に示すように、熱アシスト磁気記録装置２は、矢印ＤＲ１方向に回転駆動される記録媒体である熱アシスト磁気記録用の磁気ディスク１に対して、磁気記録ヘッド２Ｄが対向配置されている。
As shown in FIG. 1, in the heat-assisted
磁気記録ヘッド２Ｄは、サスペンション２Ｃの先端部に搭載されている。サスペンション２Ｃは、支軸２Ａを支点として矢印ＤＲ２方向（トラッキング方向）に回動可能に設けられている。支軸２Ａには、トラッキング用アクチュエータ２Ｂが取り付けられている。
The
図２に示すように、磁気ディスク１を挟んで、磁気記録ヘッド２Ｄが対向する側には、レーザ光ＬＢが照射される。磁気ディスク１上に記録する部分をレーザ光ＬＢで瞬間的に加熱し、磁気ヘッド１５で磁気ディスク１にデータを記録する。
As shown in FIG. 2, the laser beam LB is irradiated on the side facing the
磁気ディスク１に形成された記録層の磁気粒子は、その温度が上昇すると保持力が低くなる。レーザ光ＬＢで記録層を加熱することで、常温では高い保持力を有する記録層でも、通常の磁気記録ヘッド２Ｄでの記録が可能となり、超高密度記録の実現を可能とする。
The magnetic particles of the recording layer formed on the magnetic disk 1 have a lower holding force as the temperature rises. By heating the recording layer with the laser beam LB, recording can be performed with the normal
＜ガラス基板＞
本実施の形態のガラス基板は、円盤状の形状を有することが好ましく、これにより熱アシスト記録媒体用の基板として適したものとなる。なお、円盤状の形状とする場合、その大きさは特に限定されず、たとえば３．５インチ、２．５インチ、１．８インチ、あるいはそれ以下の小径ディスクとすることもでき、またその厚みは２ｍｍ、１ｍｍ、０．６３ｍｍ、あるいはそれ以下といった薄型とすることもできる。
<Glass substrate>
The glass substrate of the present embodiment preferably has a disk shape, which makes it suitable as a substrate for a heat-assisted recording medium. In the case of a disk-like shape, the size is not particularly limited. For example, it can be a small-diameter disk of 3.5 inches, 2.5 inches, 1.8 inches, or less, and its thickness. Can be as thin as 2 mm, 1 mm, 0.63 mm, or less.
＜熱アシスト記録媒体＞
次に、図３および図４を参照して、磁気ディスク１の構成について説明する。なお、図３は、磁気ディスク１に用いられるガラス基板１Ｇを示す斜視図、図４は、磁気ディスク１を示す斜視図である。
<Heat assist recording medium>
Next, the configuration of the magnetic disk 1 will be described with reference to FIGS. 3 is a perspective view showing a
図３に示すように、磁気ディスク１に用いられるガラス基板１Ｇは、中心に孔５が形成された環状の円板形状を呈している。ガラス基板１Ｇは、外周端面１２、内周端面１３、表主表面１４、および裏主表面１５を有している。
As shown in FIG. 3, the
図４に示すように、磁気ディスク１は、上記したガラス基板１Ｇの表主表面１４上に記録層２３が形成されている。図示では、表主表面１４上にのみ記録層２３が形成されているが、裏主表面１４上に記録層２３を設けることも可能である。
As shown in FIG. 4, the magnetic disk 1 has a
図５に、他の磁気ディスク１Ａの構成の一例を示す。図５は、他の磁気ディスク１Ａの部分拡大断面図である。この磁気ディスク１Ａは、ガラス基板１Ｇの上に複数層を有する記録層２０が形成されている。
FIG. 5 shows an example of the configuration of another magnetic disk 1A. FIG. 5 is a partially enlarged cross-sectional view of another magnetic disk 1A. In this magnetic disk 1A, a
記録層２０は、ガラス基板１Ｇの表主表面１４上に直接形成されるＡｌＮ等からなるシード（凹凸制御）層２１、シード（凹凸制御）層２１の上に形成される厚さ約６０ｎｍの下地層２２、下地層２２の上に形成される厚さ約３０ｎｍの記録層２３、記録層２３の上に形成される厚さ約１０ｎｍの保護層２４、および、保護層２４の上に形成される厚さ約０．８ｎｍの潤滑層２５を含んでいる。
The
なお、上記磁気ディスク１Ａの構成はあくまでも一例であり、磁気ディスク１Ａに要求される性能に応じて、ガラス基板１Ｇの大きさ、記録層２０の構成は適宜変更される。
The configuration of the magnetic disk 1A is merely an example, and the size of the
ところで、熱アシスト記録媒体においては、記録層２０（磁性膜）を緻密化させる必要があることから、その形成温度は５５０℃程度の高温となる。すなわち、そのような高温におけるスパッタリングおよびアニーリングにより、５〜１００ｎｍ程度の磁性膜が形成される。 By the way, in the heat-assisted recording medium, since the recording layer 20 (magnetic film) needs to be densified, its formation temperature is as high as about 550 ° C. That is, a magnetic film of about 5 to 100 nm is formed by sputtering and annealing at such a high temperature.
磁性膜に用いる磁性材料としては、特に限定はされないが高い保持力を得るためにＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ系膜、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｐｔ系膜またはＦｅ−Ｐｔ系膜を用いることが好ましい。 The magnetic material used for the magnetic film is not particularly limited, but it is preferable to use a Tb—Fe—Co film, an Fe—Ni—Pt film, or an Fe—Pt film in order to obtain a high coercive force.
なお、磁気ヘッドの滑りをよくするために磁性膜の表面に潤滑剤を薄く（１ｎｍ程度）コーティングすることもできる。潤滑剤としては、たとえば液体潤滑剤であるパーフロロポリエーテル（ＰＦＰＥ）をフレオン系などの溶媒で希釈したものが挙げられる。 In order to improve the sliding of the magnetic head, the surface of the magnetic film can be coated with a thin lubricant (about 1 nm). Examples of the lubricant include those obtained by diluting perfluoropolyether (PFPE), which is a liquid lubricant, with a solvent such as Freon.
さらに必要により、磁性膜に対して下地層や保護層を設けることもできる。下地層は磁性膜の種類に応じて選択される。下地層の材料としては、たとえば、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、Ｖ、Ｂ、Ａｌ、Ｎｉ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が挙げられる。また、下地層は単層とは限らず、同一または異種の層を積層した複数層構造としてもよい。たとえば、Ｃｒ／Ｃｒ、Ｃｒ／ＣｒＭｏ、Ｃｒ／ＣｒＶ、ＮｉＡｌ／Ｃｒ、ＮｉＡｌ／ＣｒＭｏ、ＮｉＡｌ／ＣｒＶ等の多層下地層としてもよい。 Further, if necessary, an underlayer and a protective layer can be provided for the magnetic film. The underlayer is selected according to the type of magnetic film. Examples of the material for the underlayer include at least one material selected from nonmagnetic metals such as Cr, Mo, Ta, Ti, W, V, B, Al, and Ni. Further, the underlayer is not limited to a single layer, and may have a multi-layer structure in which the same or different layers are stacked. For example, a multilayer underlayer such as Cr / Cr, Cr / CrMo, Cr / CrV, NiAl / Cr, NiAl / CrMo, or NiAl / CrV may be used.
また、磁性膜の摩耗や腐食を防止する保護層としては、たとえば、Ｃｒ層、Ｃｒ合金層、カーボン層、水素化カーボン層、ジルコニア層、シリカ層などが挙げられる。これらの保護層は、下地層、磁性膜などとともにインライン型スパッタ装置で連続して形成できる。また、これらの保護層は、単層としてもよく、あるいは、同一または異種の層からなる多層構成としてもよい。なお、上記保護層上に、または上記保護層に替えて、他の保護層を形成してもよい。たとえば、上記保護層に替えて、Ｃｒ層の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）層を形成してもよい。 Examples of the protective layer that prevents wear and corrosion of the magnetic film include a Cr layer, a Cr alloy layer, a carbon layer, a hydrogenated carbon layer, a zirconia layer, and a silica layer. These protective layers can be continuously formed together with an underlayer, a magnetic film and the like by an in-line type sputtering apparatus. In addition, these protective layers may be a single layer, or may have a multilayer structure including the same or different layers. Note that another protective layer may be formed on the protective layer or instead of the protective layer. For example, in place of the protective layer, tetraalkoxylane is diluted with an alcohol-based solvent on a Cr layer, and colloidal silica fine particles are dispersed and applied, and then baked to form a silicon oxide (SiO 2 ) layer. It may be formed.
上記の下地層は、３〜１０ｎｍ程度の厚みとすることができ、保護層は、３〜１０ｎｍ程度の厚みとすることができる。 The underlayer can have a thickness of about 3 to 10 nm, and the protective layer can have a thickness of about 3 to 10 nm.
＜熱アシスト記録媒体の製造方法＞
次に、図６のフローチャートおよび図７、図８を用いて、本実施の形態に係るガラス基板を含むハードディスク用基板（磁気ディスク１，１Ａ）の製造方法を説明する。
<Method for producing heat-assisted recording medium>
Next, a method of manufacturing a hard disk substrate (magnetic disk 1, 1A) including the glass substrate according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. 6 and FIGS.
まず、ステップ１０（以下、「Ｓ１０」と略す。ステップ２０以降も同様。）の「ガラス溶融工程」において、基板を構成するガラス素材を溶融する。次に、Ｓ２０の「プレス成形工程」において、溶融ガラス１Ｇ０を下型２００上に流し込み（図７参照）、上型１００によってプレス成形してガラス基板１Ｇを成形する（図８参照）。Ｓ３０の「粗研磨工程」において、プレス成形されたガラス基板の表面が研磨加工され、ガラス基板の平坦度などが予備調整される。さらに、Ｓ４０の「精密研磨工程」において、ガラス基板に研磨加工が再度施され、平坦度などが微調整される。次に、Ｓ５０の「洗浄工程」において、ガラス基板は洗浄される。以上の工程により、ハードディスク用基板に適用可能なガラス基板が得られる。
First, in the “glass melting step” of step 10 (hereinafter abbreviated as “S10”, the same applies to step 20 and subsequent steps), the glass material constituting the substrate is melted. Next, in the “press molding step” of S20, the molten glass 1G0 is poured onto the lower mold 200 (see FIG. 7), and is press molded with the
さらに、Ｓ６０の「成膜工程」において、上記のガラス基板上に、記録層となる膜が形成される。最後に、Ｓ７０の「後熱処理工程」において、記録層が形成されたガラス基板に熱処理が施されることにより、ハードディスク用の基板が完成する。 Further, in the “film formation step” of S60, a film to be a recording layer is formed on the glass substrate. Finally, in the “post heat treatment step” of S70, the glass substrate on which the recording layer is formed is subjected to heat treatment, thereby completing the hard disk substrate.
＜ガラス基板の外周端面の形状＞
ガラス基板１Ｇは、略円形の外周を有する主面１０Ａと、主面１０Ａの外周に隣接する外周端面１０Ｂとを有する。
<Shape of outer peripheral end surface of glass substrate>
図９に示す例では、外周端面１２は、自由曲面とされている。ここでいう「自由曲面」とは、図８に示すプレス加工が施された状態のままの曲面であって、その後に加工が施されていないものを意味する。
In the example shown in FIG. 9, the outer
図１０に示す例では、外周端面１２における表主表面１４および裏主表面１５に隣接する部分に、曲面状の面取り部１２Ａが形成されている。
In the example shown in FIG. 10, a curved chamfered
図１１に示す例では、外周端面１２における表主表面１４および裏主表面１５に隣接する部分に、平面状の面取り部１２Ｂが形成されている。なお、面取りの角度（α）は、１０度以上８０度以下であることが好ましい。
In the example shown in FIG. 11, a planar chamfered
図９の例において、自由曲面の表面粗さ（Ｒａ）は２．５ｎｍ以下であり、最大表面粗さ（Ｒｚ）は１５０ｎｍ以下である。 In the example of FIG. 9, the surface roughness (Ra) of the free-form surface is 2.5 nm or less, and the maximum surface roughness (Rz) is 150 nm or less.
図１０、図１１の例において、面取り部１２Ａ，１２Ｂの表面粗さ（Ｒａ）は２．５ｎｍ以下であり、最大表面粗さ（Ｒｚ）は１５０ｎｍ以下である。
10 and FIG. 11, the
なお、上記「表面粗さ（Ｒａ）」は、ＪＩＳ Ｂ０６０１−２００１に基づく「算術平均粗さ」であり、「最大表面粗さ（Ｒｚ）」は、ＪＩＳ Ｂ０６０１−２００１に基づく「最大高さ」である。 The “surface roughness (Ra)” is “arithmetic average roughness” based on JIS B0601-2001, and the “maximum surface roughness (Rz)” is “maximum height” based on JIS B0601-2001. It is.
＜ガラス基板の内周端面の形状＞
上述のとおり、ガラス基板１は、内周端面１３を有する。内周端面１２についても、外周端面１２と同様に、表主表面１４および裏主表面１５に隣接する部分に面取り部を有するように構成され、その面取り部の表面粗さ（Ｒａ）は２．５ｎｍ以下であり、最大表面粗さ（Ｒｚ）は１５０ｎｍ以下である。
<Shape of inner peripheral end surface of glass substrate>
As described above, the glass substrate 1 has the inner
内周端面１３の形状は、外周端面１２と異なっていてもよい。すなわち、内周端面１３は面取り形状を有し、外周端面１２は自由曲面であってもよい。
The shape of the inner
＜外周径と内周径との比＞
１つの例として、ガラス基板１Ｇの内周の径に対する外周の径の比は、２．０よりも大きく６５．０よりも小さい。このようにすることで、比較的広い面積を記録面（記録層を形成する面）として利用することが可能である。
<Ratio of outer diameter to inner diameter>
As one example, the ratio of the outer peripheral diameter to the inner peripheral diameter of the
＜外周端面の形状による作用効果＞
上記のように、外周端面１２の表面粗さ（Ｒａ）を２．５ｎｍ以下に設定し、最大表面粗さ（Ｒｚ）を１５０ｎｍ以下に設定することにより、ガラス基板１Ｇをキャッチングする時に、基板の割れを発生を抑制することが可能である。
<Effects of the shape of the outer peripheral surface>
As described above, by setting the surface roughness (Ra) of the outer
さらに、本発明者は、上記のように、外周端面１２の表面粗さ（Ｒａ）を２．５ｎｍ以下に設定し、最大表面粗さ（Ｒｚ）を１５０ｎｍ以下に設定することにより、成膜時に５５０℃程度の高温が適用されても、ガラス基板１Ｇ中のガラス成分（特にアルカリ成分）が表主表面１４および裏主表面１５上に拡散しにくくなるという知見を得た。
Furthermore, as described above, the inventor sets the surface roughness (Ra) of the outer
他方、後述のとおり、本発明者の研究により、成膜時に適用される高温により記録層が劣化するのは、ガラス成分が記録層に拡散することに起因しているとの知見も得られた。 On the other hand, as will be described later, the inventors' research has also revealed that the deterioration of the recording layer due to the high temperature applied during film formation is due to the glass component diffusing into the recording layer. .
本実施の形態は、外周端面１２の形状を上記のとおりとすることで、上述の「割れ防止」効果に加えて、ガラス成分が表主表面１４および裏主表面１５上に拡散することを抑制し、その結果、成膜時に適用される高温により記録層が劣化することを抑制するという効果も示す。
In the present embodiment, the shape of the outer
＜ガラス基板の組成＞
本実施の形態のガラス基板は、酸化物基準の質量％表示で、
ＳｉＯ2：５８〜６８％
Ａｌ2Ｏ3：０〜５％
Ｂ2Ｏ3：０〜２％
（ただしＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3＋Ｂ2Ｏ3＝５８〜６８％）
Ｎａ2Ｏ：１〜６％
Ｋ2Ｏ：７〜１５％
（ただしＮａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ＝８〜２１％）
ＭｇＯ：２〜７％
ＣａＯ：７〜１５％
ＢａＯ：０〜５％
ＳｒＯ：０〜５％
ＺｎＯ：０〜５％
（ただしＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＢａＯ＋ＳｒＯ＋ＺｎＯ＝９〜２２％）
ＺｒＯ2：６〜１２％
となる組成を有し、かつＬｉ2Ｏを含まない、ことを特徴とする。なお、本実施の形態においては、ガラス組成に関し特に断らない限り「％」表示は「質量％」を示すものとする。また、便宜上、上記組成中、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｂ2Ｏ3を「骨格成分」といい、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏを「アルカリ成分」といい、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＺｎＯを「２価金属成分」といい、ＺｒＯ2を「ジルコニウム成分」というものとする。
<Composition of glass substrate>
The glass substrate of the present embodiment is expressed in mass% based on oxide,
SiO 2 : 58 to 68%
Al 2 O 3 : 0 to 5%
B 2 O 3: 0~2%
(However, SiO 2 + Al 2 O 3 + B 2 O 3 = 58 to 68%)
Na 2 O: 1 to 6%
K 2 O: 7 to 15%
(However, Na 2 O + K 2 O = 8-21%)
MgO: 2-7%
CaO: 7-15%
BaO: 0 to 5%
SrO: 0 to 5%
ZnO: 0 to 5%
(However, MgO + CaO + BaO + SrO + ZnO = 9-22%)
ZrO 2 : 6-12%
And having no composition, Li 2 O is not included. In the present embodiment, “%” indicates “mass%” unless otherwise specified regarding the glass composition. For convenience, in the above composition, SiO 2 , Al 2 O 3 , B 2 O 3 are referred to as “skeleton components”, Na 2 O, K 2 O are referred to as “alkali components”, and MgO, CaO, BaO, SrO. ZnO is referred to as a “divalent metal component”, and ZrO 2 is referred to as a “zirconium component”.
本実施の形態のガラス基板は、上記の通り、Ｌｉ2Ｏを含まないことを特徴とする。従来のガラス基板は、その溶融温度を低下させることを目的として上記アルカリ成分とともにＬｉ2Ｏを含んでいた。本発明者の研究によれば、熱アシスト記録媒体用の基板となるガラス基板において、成膜時に適用される高温により記録層が劣化するのは、溶融温度を低下させる目的で添加される成分がガラス基板から記録層中に拡散（侵食）することに起因しているとの知見が得られ、中でもＬｉ2Ｏが最も大きく影響していることが明らかとなった。本実施の形態は、この研究結果に基づき、Ｌｉ2Ｏを含まないことを特徴とするものである。しかも、本実施の形態のガラス基板は、Ｌｉ2Ｏを含まないことから、Ｌｉ2Ｏに起因して生成する炭酸リチウムの発生を防止することができるという利点をも有している。この炭酸リチウムは、ガラス基板の表面に突起状に形成されることが多いため、磁気ヘッドを破損する原因となっていたが、本実施の形態のガラス基板は、この点をも解決したものである。また、Ｌｉ2Ｏは、ガラス基板のガラス転移点（Ｔｇ）を低くする作用を有するが、本実施の形態のガラス基板においては、Ｌｉ2Ｏを含まないことからガラス転移点を高くすることができ、耐熱性にも優れるという効果を示す。 As described above, the glass substrate of the present embodiment is characterized by not containing Li 2 O. A conventional glass substrate contains Li 2 O together with the alkali component for the purpose of lowering its melting temperature. According to the inventor's research, in a glass substrate serving as a substrate for a heat-assisted recording medium, the recording layer deteriorates due to the high temperature applied during film formation because the component added for the purpose of lowering the melting temperature is used. The knowledge that it is caused by diffusion (erosion) from the glass substrate into the recording layer was obtained, and it became clear that Li 2 O had the greatest influence. The present embodiment is characterized in that it does not contain Li 2 O based on the research results. Moreover, the glass substrate of the present embodiment, since it does not contain Li 2 O, also has the advantage of being able to prevent the occurrence of lithium carbonate to produce due to the Li 2 O. This lithium carbonate is often formed in a protruding shape on the surface of the glass substrate, causing damage to the magnetic head. However, the glass substrate of the present embodiment has also solved this problem. is there. In addition, Li 2 O has an action of lowering the glass transition point (Tg) of the glass substrate, but the glass substrate of the present embodiment does not contain Li 2 O, so that the glass transition point can be increased. It is effective and has excellent heat resistance.
さらに、本実施の形態のガラス基板は、骨格成分となるＡｌ2Ｏ3が従来のガラス基板中の含有量に比し極めて少量であるか、あるいはそもそも含まれないという特徴を有する。このＡｌ2Ｏ3は、ガラス基板の硬度を高めるという作用を有するものであるが、Ａｌ2Ｏ3を多量に含有すると硬度が高くなりすぎることから表面研磨加工により表面粗さＲａを小さくすることが困難となり、以ってガラス基板の表面平滑性を悪化させることになる。したがって、本実施の形態のガラス基板は、Ａｌ2Ｏ3の含有量を上記の範囲とすることにより、ガラス基板の表面平滑性を極めて向上させたものである。これにより、熱アシスト記録のようにガラス基板と磁気ヘッドの距離が極めて近接する場合においても磁気ヘッドを破損することが抑制できるという極めて優れた効果を示す。 Furthermore, the glass substrate of the present embodiment has a feature that Al 2 O 3 serving as a skeleton component is very little or not contained in the first place compared to the content in the conventional glass substrate. This Al 2 O 3 has the effect of increasing the hardness of the glass substrate. However, if Al 2 O 3 is contained in a large amount, the hardness becomes too high, so that the surface roughness Ra is reduced by surface polishing. Thus, the surface smoothness of the glass substrate is deteriorated. Therefore, the glass substrate of the present embodiment is obtained by greatly improving the surface smoothness of the glass substrate by setting the Al 2 O 3 content in the above range. Thereby, even when the distance between the glass substrate and the magnetic head is extremely close to each other as in heat-assisted recording, it is possible to suppress the breakage of the magnetic head.
このように、本実施の形態のガラス基板は、上記の構成中、特にＬｉ2Ｏを含まないこと、およびＡｌ2Ｏ3の含有量を所定範囲としたことにより、記録層の劣化を防止するとともに表面平滑性を飛躍的に向上させ、以って情報のエラー発生率を低下させるとともに磁気ヘッドの破損を抑制することができるという優れた効果を有する。 As described above, the glass substrate according to the present embodiment prevents deterioration of the recording layer by not including Li 2 O and making the content of Al 2 O 3 in a predetermined range in the above configuration. At the same time, the surface smoothness is remarkably improved, thereby reducing the information error occurrence rate and suppressing the breakage of the magnetic head.
また、本実施の形態のガラス基板は、成分にフッ素、塩素などのハロゲンおよびＳＯ3などの有害ガス成分や、また砒素、鉛などの有害成分を含んでいないため環境対応ガラスである。以下、本実施の形態のガラス基板の各成分についてさらに詳述する。 The glass substrate of this embodiment is an environmentally friendly glass because it does not contain harmful gas components such as halogen and fluorine such as chlorine and SO 3 and harmful components such as arsenic and lead. Hereinafter, each component of the glass substrate of this Embodiment is further explained in full detail.
＜骨格成分＞
本実施の形態のガラス基板は、骨格成分としてＳｉＯ2を５８〜６８％、Ａｌ2Ｏ3を０〜５％、Ｂ2Ｏ3を０〜２％有し、かつＳｉＯ2とＡｌ2Ｏ3とＢ2Ｏ3との合計量が５８〜６８％であることを要する。なお、本実施の形態において「ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3＋Ｂ2Ｏ3＝５８〜６８％」との表記は、ＳｉＯ2とＡｌ2Ｏ3とＢ2Ｏ3との合計量が５８〜６８％であることを示す（以下、同様の表記において同意とする）。
<Skeleton component>
The glass substrate of the present embodiment has 58 to 68% of SiO 2 , 0 to 5% of Al 2 O 3 and 0 to 2% of B 2 O 3 as skeleton components, and SiO 2 and Al 2 O 3. And the total amount of B 2 O 3 are required to be 58 to 68%. In the present embodiment, the expression “SiO 2 + Al 2 O 3 + B 2 O 3 = 58 to 68%” means that the total amount of SiO 2 , Al 2 O 3 and B 2 O 3 is 58 to 68%. (Hereafter, the same notation shall be agreed).
まず、ＳｉＯ2はガラスの骨格（マトリックス）を形成する成分である。その含有量が５８％未満では、ガラスの構造が不安定となり化学的耐久性が劣化するとともに、溶融時の粘性特性が悪くなり成形性に支障を来す。一方含有量が６８％を超えると、溶融性が悪くなり生産性が低下するとともに、十分な剛性が得られなくなる。そこで含有量を５８〜６８％の範囲とした。より好ましい範囲は５９〜６７％であり、さらに好ましい範囲は５９〜６６％である。 First, SiO 2 is a component that forms a glass skeleton (matrix). If its content is less than 58%, the structure of the glass becomes unstable and the chemical durability deteriorates, and the viscosity characteristics at the time of melting deteriorate, which impairs the moldability. On the other hand, if the content exceeds 68%, the meltability is deteriorated, the productivity is lowered, and sufficient rigidity cannot be obtained. Therefore, the content is set in the range of 58 to 68%. A more preferable range is 59 to 67%, and a further preferable range is 59 to 66%.
また、Ａｌ2Ｏ3もガラスの骨格を形成する成分であり、ガラスの耐久性向上や強度および表面硬度の向上に資するものである。しかし、それゆえガラス基板を表面研磨加工して表面粗さＲａを小さくする場合において、それを困難にする傾向を示す。このため、その含有量を５％以下にする必要があり、好ましくは３％以下である。また、Ａｌ2Ｏ3を含まない組成とすることも可能である。上記において、Ａｌ2Ｏ3の含有量０〜５％における０％とは、Ａｌ2Ｏ3を含まない態様を含み得ることを意味する。なお、本実施の形態のガラス組成における「０％」の表記は、これと同意であり、その成分を含まない態様を含み得ることを意味する。 Al 2 O 3 is also a component that forms a glass skeleton, and contributes to improving the durability and strength and surface hardness of the glass. However, when the surface roughness Ra is reduced by polishing the surface of the glass substrate, it tends to be difficult. For this reason, the content needs to be 5% or less, preferably 3% or less. It is also possible to a composition not containing Al 2 O 3. In the above, 0% in the content of Al 2 O 3 of 0 to 5% means that an embodiment not containing Al 2 O 3 can be included. In addition, the notation of “0%” in the glass composition of the present embodiment is in agreement with this, and means that an aspect not including the component may be included.
また、Ｂ2Ｏ3は溶融性を改善し生産性を向上させるとともに、ガラスの骨格中に入りガラス構造を安定化させ、化学的耐久性を向上させる効果を奏する。しかしながら、Ｂ2Ｏ3は溶融時に揮発しやすく、ガラス成分比率が不安定になりやすい。また、強度を低下させるため硬度が低くなり、ガラス基板に傷が入りやすくなるとともに、破壊靭性値が小さくなり、基板が破損しやすい傾向を示す。このため、Ｂ2Ｏ3の含有量は、２％以下にする必要があり、好ましくは１．８％以下である。また、Ｂ2Ｏ3を含まない組成とすることもできる。 In addition, B 2 O 3 has the effect of improving meltability and improving productivity, stabilizing the glass structure by entering the glass skeleton, and improving chemical durability. However, B 2 O 3 tends to volatilize when melted, and the glass component ratio tends to become unstable. Further, since the strength is lowered, the hardness is lowered, the glass substrate is easily damaged, the fracture toughness value is reduced, and the substrate tends to be damaged. For this reason, the content of B 2 O 3 needs to be 2% or less, preferably 1.8% or less. It is also possible to compositions containing no B 2 O 3.
そして、ＳｉＯ2とＡｌ2Ｏ3とＢ2Ｏ3との合計量が５８〜６８％であることを要する。これは、ガラスの構造を安定化させるためである。この合計量が５８％未満では、ガラス構造が不安定化し、また６８％を超えると、溶融時の粘性特性が悪化し生産性が低下する。より好ましい合計量は５９〜６７％の範囲であり、さらに好ましい範囲は６０〜６６％である。 Then, it requires that the total amount of SiO 2 and Al 2 O 3 and B 2 O 3 is 58 to 68%. This is to stabilize the glass structure. If the total amount is less than 58%, the glass structure becomes unstable, and if it exceeds 68%, the viscosity characteristics at the time of melting deteriorate and the productivity decreases. A more preferred total amount is in the range of 59 to 67%, and a further preferred range is 60 to 66%.
＜アルカリ成分＞
本実施の形態のガラス基板は、アルカリ成分としてＮａ2Ｏを１〜６％、Ｋ2Ｏを７〜１５％有し、かつＮａ2ＯとＫ2Ｏとの合計量が８〜２１％であることを要する。
<Alkali component>
Glass substrate of the present embodiment, 1-6% of Na 2 O as alkali components, K 2 O to have 7-15%, and total amount of Na 2 O and K 2 O is at 8-21% It needs to be.
Ｎａ2Ｏは、ガラスの溶融温度を低下させる作用を有し、線膨張係数を増大させる効果を奏する。その含有量が１％未満では十分に溶融温度を低下させることができず、６％を超えると、その溶出量が増大し記録層に悪影響を及ぼす。より好ましい含有量は、１〜５％であり、さらに好ましくは１．１〜４．８％である。 Na 2 O has an effect of lowering the melting temperature of the glass, the effect of increasing the coefficient of linear expansion. If the content is less than 1%, the melting temperature cannot be lowered sufficiently. If the content exceeds 6%, the elution amount increases and the recording layer is adversely affected. The more preferable content is 1 to 5%, and still more preferably 1.1 to 4.8%.
Ｋ2Ｏは、上記Ｎａ2Ｏと同様の作用効果を有し、その含有量が７％未満では十分に溶融温度を低下させることができず、１５％を超えると、その溶出量が増大し記録層に悪影響を及ぼす。より好ましい含有量は、７〜１４％であり、さらに好ましくは７．２〜１３％である。 K 2 O has the same effect as Na 2 O, and if its content is less than 7%, the melting temperature cannot be lowered sufficiently, and if it exceeds 15%, its elution amount increases. It adversely affects the recording layer. A more preferable content is 7 to 14%, and still more preferably 7.2 to 13%.
また、Ｎａ2ＯとＫ2Ｏとの合計量は８〜２１％であることを要する。その含有量が８％未満では十分に溶融温度を低下させることができず、２１％を超えると、その溶出量が増大し記録層に悪影響を及ぼす。より好ましい含有量は、８〜１９％であり、さらに好ましくは８．２〜１８％である。 Further, the total amount of Na 2 O and K 2 O needs to be 8 to 21%. If the content is less than 8%, the melting temperature cannot be lowered sufficiently. If the content exceeds 21%, the elution amount increases and adversely affects the recording layer. The more preferable content is 8 to 19%, and still more preferably 8.2 to 18%.
＜２価金属成分＞
本実施の形態のガラス基板は、２価金属成分として、ＭｇＯを２〜７％、ＣａＯを７〜１５％、ＢａＯを０〜５％、ＳｒＯを０〜５％、ＺｎＯを０〜５％有し、かつＭｇＯとＣａＯとＢａＯとＳｒＯとＺｎＯとの合計量が９〜２２％であることを要する。
<Divalent metal component>
The glass substrate of this embodiment has 2 to 7% MgO, 7 to 15% CaO, 0 to 5% BaO, 0 to 5% SrO, and 0 to 5% ZnO as divalent metal components. In addition, the total amount of MgO, CaO, BaO, SrO, and ZnO is required to be 9 to 22%.
ＭｇＯは、剛性を上げるとともに溶融性を改善する効果を奏する。その含有量が２％未満では剛性の向上および溶融性の改善に対し十分な効果が奏されない。他方、含有量が７％を超えるとガラス構造が不安定となり、溶融生産性が低下するとともに化学的耐久性が低下する。より好ましい範囲は２〜６％であり、さらに好ましくは２．２〜５．８％である。 MgO has the effect of increasing the rigidity and improving the meltability. If the content is less than 2%, sufficient effects cannot be obtained for improvement of rigidity and improvement of meltability. On the other hand, if the content exceeds 7%, the glass structure becomes unstable, and the melt productivity is lowered and the chemical durability is lowered. A more preferred range is 2 to 6%, and even more preferred is 2.2 to 5.8%.
ＣａＯは、熱膨張係数および剛性を上げるとともに溶融性を改善する効果を奏する。その含有量が７％未満では熱膨張係数と剛性の向上および溶融性の改善に対し十分な効果が奏されない。他方、含有量が１５％を超えると、ガラス構造が不安定となり溶融生産性が低下するとともに化学的耐久性が低下する。より好ましい範囲は７〜１４％であり、さらに好ましくは７．２〜１３．２％である。 CaO has the effect of increasing the thermal expansion coefficient and rigidity and improving the meltability. If the content is less than 7%, sufficient effects are not exerted for improving the thermal expansion coefficient and rigidity and improving the meltability. On the other hand, if the content exceeds 15%, the glass structure becomes unstable, the melt productivity is lowered, and the chemical durability is lowered. A more preferable range is 7 to 14%, and further preferably 7.2 to 13.2%.
ＢａＯ、ＳｒＯ、ＺｎＯは、それぞれ主として溶融性を向上させる作用を奏するが、多量に含有するとガラス構造を不安定化させる。このため、その含有量は各々５％以下とすることを要し、より好ましくは各々４％以下である。これらを含まない組成とすることも可能である。 BaO, SrO, and ZnO each mainly have an effect of improving the meltability, but if contained in a large amount, the glass structure is destabilized. For this reason, the content of each needs to be 5% or less, more preferably 4% or less. It is also possible to have a composition that does not contain these.
そして、ＭｇＯとＣａＯとＢａＯとＳｒＯとＺｎＯとの合計量が９〜２２％であることを要する。この合計量が９％未満では剛性を上げると共に溶融性を改善する効果が不十分となり、他方２２％を超えるとガラス構造が不安定となり溶融生産性が低下するとともに化学的耐久性が低下するからである。より好ましい合計量は９〜２０％である。 And it is required that the total amount of MgO, CaO, BaO, SrO and ZnO is 9 to 22%. If the total amount is less than 9%, the effect of increasing the rigidity and improving the meltability is insufficient. On the other hand, if it exceeds 22%, the glass structure becomes unstable and the melt productivity is lowered and the chemical durability is lowered. It is. A more preferable total amount is 9 to 20%.
＜ジルコニウム成分＞
本実施の形態のガラス基板は、ジルコニウム成分としてＺｒＯ2を６〜１２％含有する。ＺｒＯ2は、ガラスの構造を強固にし剛性を向上させるとともに化学的耐久性を向上させる効果を奏する。その含有量が６％未満では剛性の向上および化学的耐久性の向上に対し十分な効果が奏されない。他方、含有量が１２％を超えると溶融性が低下し生産性を向上させることができない。より好ましい範囲は６〜１１％であり、さらに好ましくは６．２〜１０．１％である。
<Zirconium component>
The glass substrate of the present embodiment contains 6 to 12% ZrO 2 as a zirconium component. ZrO 2 has an effect of strengthening the glass structure and improving the rigidity and chemical durability. If the content is less than 6%, sufficient effects cannot be obtained for improvement of rigidity and improvement of chemical durability. On the other hand, if the content exceeds 12%, the meltability is lowered and the productivity cannot be improved. A more preferable range is 6 to 11%, and a further preferable range is 6.2 to 10.1%.
＜好適な組成＞
本実施の形態のガラス基板は、上記で説明したとおり、酸化物基準の質量％表示で、
ＳｉＯ2：５９〜６７％
Ａｌ2Ｏ3：０〜３％
Ｂ2Ｏ3：０〜２％
（ただしＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3＋Ｂ2Ｏ3＝５９〜６７％）
Ｎａ2Ｏ：１〜５％
Ｋ2Ｏ：７〜１４％
（ただしＮａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ＝８〜１９％）
ＭｇＯ：２〜６％
ＣａＯ：７〜１４％
ＢａＯ：０〜５％
ＳｒＯ：０〜５％
ＺｎＯ：０〜５％
（ただしＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＢａＯ＋ＳｒＯ＋ＺｎＯ＝９〜２０％）
ＺｒＯ2：６〜１１％
となる組成を有し、かつＬｉ2Ｏを含まない組成とすることがより好ましく、本発明の好適な実施態様とすることができる。
<Preferred composition>
As explained above, the glass substrate of the present embodiment is expressed in mass% based on oxide,
SiO 2 : 59 to 67%
Al 2 O 3 : 0 to 3%
B 2 O 3: 0~2%
(However, SiO 2 + Al 2 O 3 + B 2 O 3 = 59 to 67%)
Na 2 O: 1 to 5%
K 2 O: 7 to 14%
(However, Na 2 O + K 2 O = 8-19%)
MgO: 2-6%
CaO: 7-14%
BaO: 0 to 5%
SrO: 0 to 5%
ZnO: 0 to 5%
(However, MgO + CaO + BaO + SrO + ZnO = 9-20%)
ZrO 2 : 6 to 11%
It is more preferable to use a composition that does not contain Li 2 O and can be a suitable embodiment of the present invention.
＜任意成分＞
本実施の形態のガラス基板は、酸化物基準の質量％表示で、
Ｙ2Ｏ3：０〜５％
Ｌａ2Ｏ3：０〜５％
Ｇｄ2Ｏ3：０〜５％
ＣｅＯ2：０〜２％
ＴｉＯ2：０〜５％
ＨｆＯ2：０〜２％
Ｎｂ2Ｏ5：０〜５％
Ｔａ2Ｏ5：０〜５％
Ｓｂ2Ｏ3：０〜２％
となる任意成分を含むことができる。これらの任意成分は、主としてガラスの構造を堅固にし剛性を向上させる効果を奏する。これらの任意成分は、各単独であるいは２種以上のものを使用できるが、２種以上のものを使用する場合は、特に限定はされないがその合計量を５．４％以下とすることが好ましい。５．４％を超えると、表面硬度が上昇し、表面粗さＲａを小さくすることが困難になるという不都合や、ガラス溶融時における液相温度の上昇を招くという不都合を生じる場合があるからである。なお、ＣｅＯ2およびＳｂ2Ｏ3は、ガラス溶融時において脱泡または消泡の効果を奏するため、上記の含有量の範囲内で含有することが好ましい。
<Optional component>
The glass substrate of the present embodiment is expressed in mass% based on oxide,
Y 2 O 3 : 0 to 5%
La 2 O 3 : 0 to 5%
Gd 2 O 3 : 0 to 5%
CeO 2 : 0 to 2%
TiO 2: 0~5%
HfO 2 : 0 to 2%
Nb 2 O 5 : 0 to 5%
Ta 2 O 5 : 0 to 5%
Sb 2 O 3 : 0 to 2%
Can be included. These optional components mainly have the effect of improving the rigidity by making the glass structure firm. These optional components can be used alone or in combination of two or more, but when two or more are used, there is no particular limitation, but the total amount is preferably 5.4% or less. . If it exceeds 5.4%, the surface hardness is increased, and it may be difficult to reduce the surface roughness Ra, or the liquid phase temperature may be increased during glass melting. is there. In addition, CeO 2 and Sb 2 O 3 are preferably contained within the above-described content range in order to exert an effect of defoaming or defoaming when the glass is melted.
なお、本実施の形態のガラス基板は、ＴｉＯ2を含まないことが好ましい。ＴｉＯ2は、一般にはガラス強度または硬度を向上させる作用を有するが、それゆえ研磨加工により表面粗さＲａを低くすることが困難となり、その結果としてガラス基板の表面平滑性を害する傾向を示すためである。 The glass substrate of the present embodiment is preferably free of TiO 2. TiO 2 generally has an effect of improving the glass strength or hardness, but it is therefore difficult to reduce the surface roughness Ra by polishing, and as a result, tends to impair the surface smoothness of the glass substrate. It is.
＜物性＞
本実施の形態のガラス基板は、以下のような所定のガラス物性を有していることが好ましい。
<Physical properties>
The glass substrate of the present embodiment preferably has the following predetermined glass properties.
＜ガラス転移点＞
本実施の形態のガラス基板は、ガラス転移点（Ｔｇ）が６００℃以上であることが好ましい。熱アシスト記録媒体用の基板では、その記録層（たとえばＦｅ−Ｐｔ系記録膜）の成膜プロセスにおいて、膜の緻密化のために５５０℃程度の高温処理（アニーリング）が必要とされ、その際に基板形状が変化しないことを要するためである。このため、ガラス転移点は、より好ましくは６１０℃以上、さらに好ましくは６２０℃以上である。一方、その上限は特に限定されないが、ガラス溶融・形成における量産性、特に金型の高寿命化という観点から、７１０℃以下とすることが好ましい。
<Glass transition point>
The glass substrate of the present embodiment preferably has a glass transition point (Tg) of 600 ° C. or higher. In a substrate for a heat-assisted recording medium, a high-temperature treatment (annealing) of about 550 ° C. is required for densification of the film in the film forming process of the recording layer (for example, Fe—Pt recording film). This is because it is necessary that the substrate shape does not change. For this reason, a glass transition point becomes like this. More preferably, it is 610 degreeC or more, More preferably, it is 620 degreeC or more. On the other hand, the upper limit is not particularly limited, but is preferably set to 710 ° C. or less from the viewpoint of mass productivity in glass melting and forming, particularly in terms of extending the life of the mold.
＜熱膨張係数＞
本実施の形態のガラス基板は、２５〜１００℃での熱膨張係数αが５０×１０-7〜９０×１０-7／℃であることが好ましい。熱膨張係数αをこの範囲と規定することにより、上記のような記録層の成膜時の加熱または冷却過程で生ずる熱応力を小さくすることができ、ガラス基板または記録層が割れにくくなるとともに記録層の剥離を抑制することができる。熱膨張係数αのより好ましい範囲は、５１×１０-7〜８６×１０-7／℃である。熱膨張係数αが５０×１０-7／℃未満では、ガラス基板と記録層が剥離する現象を示す場合が有り、９０×１０-7／℃を超えると、成膜時においてガラス基板が割れる現象を示す場合がある。
<Coefficient of thermal expansion>
The glass substrate of the present embodiment preferably has a thermal expansion coefficient α at 25 to 100 ° C. of 50 × 10 −7 to 90 × 10 −7 / ° C. By defining the thermal expansion coefficient α within this range, the thermal stress generated during the heating or cooling process during the formation of the recording layer as described above can be reduced, and the glass substrate or the recording layer is difficult to break and recording is performed. Layer peeling can be suppressed. A more preferable range of the thermal expansion coefficient α is 51 × 10 −7 to 86 × 10 −7 / ° C. When the thermal expansion coefficient α is less than 50 × 10 −7 / ° C., the glass substrate and the recording layer may be peeled off. When the thermal expansion coefficient α exceeds 90 × 10 −7 / ° C., the glass substrate breaks during film formation. May be indicated.
＜化学強化および圧縮応力＞
本実施の形態のガラス基板は、その表面の一部または全部が化学強化され、かつ圧縮応力が１．５〜１０ｋｇ／ｍｍ2であることが好ましい。ここで、化学強化とは、ガラス基板に含まれるナトリウムイオンやカリウムイオンなどの１価の金属イオンを、これらに対してイオン半径がより大きな１価の金属イオンに置き換える処理をいう。この処理は、ガラス基板を２００〜４００℃においてイオン半径がより大きな１価の金属イオンを含む処理液に浸漬することにより実行することができる。この化学強化処理により、ガラス基板の機械的強度向上という効果が奏される。
<Chemical strengthening and compressive stress>
As for the glass substrate of this Embodiment, it is preferable that a part or all of the surface is chemically strengthened and a compressive stress is 1.5-10 kg / mm < 2 >. Here, chemical strengthening refers to a process of replacing monovalent metal ions such as sodium ions and potassium ions contained in a glass substrate with monovalent metal ions having a larger ion radius. This treatment can be performed by immersing the glass substrate in a treatment solution containing monovalent metal ions having a larger ion radius at 200 to 400 ° C. This chemical strengthening treatment produces an effect of improving the mechanical strength of the glass substrate.
また、圧縮応力は、上記の範囲とすることが好ましく、より好ましくは１．６〜９．１ｋｇ／ｍｍ2である。圧縮応力が１．５ｋｇ／ｍｍ2より小さい（ただし絶対値基準）とガラス基板の強度を保つことができない場合があり、一方、圧縮応力が１０ｋｇ／ｍｍ2より大きくなる（ただし絶対値基準）と、ガラス基板の平面度が悪化するとともに成膜プロセスにおける高温処理時にガラス基板の反りの原因となる。 Moreover, it is preferable to make compressive stress into said range, More preferably, it is 1.6-9.1 kg / mm < 2 >. When the compressive stress is less than 1.5 kg / mm 2 (however, based on absolute value), the strength of the glass substrate may not be maintained. On the other hand, when the compressive stress is greater than 10 kg / mm 2 (based on absolute value) In addition, the flatness of the glass substrate is deteriorated and the glass substrate is warped during high-temperature processing in the film forming process.
＜表面粗さＲａ＞
本実施の形態のガラス基板は、その表面粗さＲａが０．１５ｎｍ以下であることが好ましい。熱アシスト記録の場合、磁気ヘッドとガラス基板との距離が従来より接近するため、表面粗さＲａを小さくすることにより磁気ヘッドの破損を防止することができる。この観点から、該表面粗さＲａは０．１３ｎｍ以下とすることがより好ましく、０．１２ｎｍ以下とすることがさらに好ましい。また、該表面粗さＲａは小さくなればなるほど好ましいため、あえて下限値を規定する必要はない。
<Surface roughness Ra>
The glass substrate of the present embodiment preferably has a surface roughness Ra of 0.15 nm or less. In the case of heat-assisted recording, since the distance between the magnetic head and the glass substrate is closer than before, damage to the magnetic head can be prevented by reducing the surface roughness Ra. From this viewpoint, the surface roughness Ra is more preferably 0.13 nm or less, and further preferably 0.12 nm or less. Further, since the surface roughness Ra is preferably as small as possible, it is not necessary to define a lower limit value.
＜比弾性率、ビッカース硬度、アルカリ溶出量、破壊靭性値＞
本実施の形態のガラス基板は、ヤング率をＥ、比重をρとする場合、比弾性率Ｅ／ρが２９以上であり、ビッカース硬度Ｈｖが５５０〜６５０であり、アルカリ溶出量Ａが２．５インチディスクあたり２００ｐｐｂ以下であり、かつ破壊靭性値Ｋｃが０．８０ＭＰａ／ｍ1/2以上であることが好ましい。
<Specific elastic modulus, Vickers hardness, alkali elution amount, fracture toughness value>
When the Young's modulus is E and the specific gravity is ρ, the glass substrate of the present embodiment has a specific modulus E / ρ of 29 or more, a Vickers hardness Hv of 550 to 650, and an alkali elution amount A of 2. It is preferably 200 ppb or less per 5-inch disk and the fracture toughness value Kc is 0.80 MPa / m 1/2 or more.
比弾性率Ｅ／ρが２９未満では、フラッタリング特性が悪化する。このため比弾性率Ｅ／ρは、２９．６以上がより好ましく、２９．９以上がさらに好ましい。また、上限は特に限定されないが、ヤング率が高いガラス組成は低Ｒａ化（表面粗さの低減）が困難になる可能性があるという観点から３５．１以下とすることが好適である。 When the specific modulus E / ρ is less than 29, fluttering characteristics deteriorate. Therefore, the specific elastic modulus E / ρ is more preferably 29.6 or more, and further preferably 29.9 or more. Moreover, although an upper limit is not specifically limited, It is suitable to set it as 35.1 or less from a viewpoint that low Ra (reduction of surface roughness) may become difficult for the glass composition with a high Young's modulus.
ビッカース硬度Ｈｖが５５０未満の場合、ガラス基板表面に傷が入りやすく、また６５０を超えると、硬くなりすぎることから加工効率が低下し経済的に不利となる。この観点から、ビッカース硬度Ｈｖは、より好ましくは５５５〜６４５、さらに好ましくは５６０〜６４０である。 When the Vickers hardness Hv is less than 550, the glass substrate surface is easily scratched. When the Vickers hardness Hv is more than 650, the processing efficiency is lowered because it becomes too hard, which is economically disadvantageous. In this respect, the Vickers hardness Hv is more preferably 555 to 645, still more preferably 560 to 640.
アルカリ溶出量Ａが２．５インチディスクあたり２００ｐｐｂを超えると、アルカリ成分が記録層に対して悪影響を及ぼすことが顕著になる。このため、アルカリ溶出量Ａは、より好ましくは７０ｐｐｂ以下、さらに好ましくは４５ｐｐｂ以下である。また、該アルカリ溶出量Ａは小さくなればなるほど好ましいため、あえて下限値を規定する必要はない。 When the alkali elution amount A exceeds 200 ppb per 2.5 inch disk, it is remarkable that the alkali component adversely affects the recording layer. For this reason, the alkali elution amount A is more preferably 70 ppb or less, and still more preferably 45 ppb or less. Further, since the alkali elution amount A is preferably as small as possible, it is not necessary to define a lower limit value.
破壊靭性値Ｋｃが０．８０ＭＰａ／ｍ1/2未満の場合、ガラス基板の加工中に割れてしまったり、耐衝撃性が悪化する傾向を示す。このため、破壊靭性値Ｋｃは０．８１ＭＰａ／ｍ1/2以上とすることがより好ましく、０．８４ＭＰａ／ｍ1/2以上とすることがさらに好ましい。また、上限は特に限定されないが、ガラスの研磨加工効率という観点から１．２０ＭＰａ／ｍ1/2以下とすることが好適である。 When the fracture toughness value Kc is less than 0.80 MPa / m 1/2 , the glass substrate tends to be broken during processing or the impact resistance tends to deteriorate. Therefore, fracture toughness value Kc is more preferably set to 0.81MPa / m 1/2 or more, and even more preferably to a 0.84 MPa / m 1/2 or more. The upper limit is not particularly limited, but is preferably 1.20 MPa / m 1/2 or less from the viewpoint of glass polishing efficiency.
＜熱伝導率＞
本実施の形態のガラス基板は、熱伝導率が１．０〜１．８Ｗ／（ｍ・ｋ）（単に「Ｗ／ｍ・ｋ」と記す）であることが好ましい。熱伝導率が１．０Ｗ／ｍ・ｋ未満であると、ガラス基板の高温処理時に熱が伝わりにくく不都合を生じる場合がある。また１．８Ｗ／ｍ・ｋを超えると、記録層の特性に悪影響を及ぼす場合がある。このため、熱伝導率のより好ましい範囲は１．１〜１．８Ｗ／ｍ・ｋであり、さらに好ましくは１．１〜１．６Ｗ／ｍ・ｋである。
<Thermal conductivity>
The glass substrate of the present embodiment preferably has a thermal conductivity of 1.0 to 1.8 W / (m · k) (simply referred to as “W / m · k”). When the thermal conductivity is less than 1.0 W / m · k, heat may not be easily transmitted during high temperature processing of the glass substrate, which may cause inconvenience. If it exceeds 1.8 W / m · k, the characteristics of the recording layer may be adversely affected. For this reason, the more preferable range of heat conductivity is 1.1-1.8 W / m * k, More preferably, it is 1.1-1.6 W / m * k.
＜表面抵抗＞
本実施の形態のガラス基板は、表面抵抗が１０×１０13〜５００×１０13Ω／□であることが好ましい。表面抵抗が１０×１０13Ω／□未満の場合、アルカリ成分が記録層へ拡散しやすくなり、記録層に悪影響を及ぼす場合がある。また５００×１０13Ω／□を超えると、記録層をスパッタリングにより形成する場合にチャージアップの原因となり、記録層が不均一になる場合がある。このため、表面抵抗のより好ましい範囲は１５×１０13〜４８０×１０13Ω／□であり、さらに好ましくは２００×１０13〜４００×１０13Ω／□である。
<Surface resistance>
The glass substrate of the present embodiment preferably has a surface resistance of 10 × 10 13 to 500 × 10 13 Ω / □. When the surface resistance is less than 10 × 10 13 Ω / □, the alkali component easily diffuses into the recording layer, which may adversely affect the recording layer. On the other hand, if it exceeds 500 × 10 13 Ω / □, it may cause charge-up when the recording layer is formed by sputtering, and the recording layer may become non-uniform. For this reason, the more preferable range of the surface resistance is 15 × 10 13 to 480 × 10 13 Ω / □, and more preferably 200 × 10 13 to 400 × 10 13 Ω / □.
＜液相温度および粘性＞
本実施の形態のガラス基板は、液相温度が１３５０℃以下であり、液相温度における粘性が０．５〜１０ポアズであることが好ましい。液相温度が１３５０℃を超えると、ガラス基板の製造が困難となる場合がある。このため、液相温度は１３４０℃以下とすることが好ましく、１３００℃以下とすることがより好ましい。一方、液相温度の下限値は特に限定されないが、ガラスを安定化させる成分を適当量含有している、あるいは化学的耐久性がある程度保たれているという観点から１０５０℃以上とすることが好ましい。
<Liquid phase temperature and viscosity>
The glass substrate of the present embodiment preferably has a liquidus temperature of 1350 ° C. or lower and a viscosity at the liquidus temperature of 0.5 to 10 poise. When the liquidus temperature exceeds 1350 ° C., it may be difficult to produce a glass substrate. For this reason, the liquidus temperature is preferably 1340 ° C. or lower, more preferably 1300 ° C. or lower. On the other hand, the lower limit value of the liquidus temperature is not particularly limited, but it is preferably set to 1050 ° C. or higher from the viewpoint of containing an appropriate amount of a component that stabilizes glass or maintaining chemical durability to some extent. .
また、液相温度における粘性が０．５ポアズ未満であると、ガラス基板を成形する際に適度なガラス滴とすることが困難となりガラス基板の成形に支障をきたす場合がある。また、１０ポアズを超えると、ガラス基板を成形する際にガラスが適度に流動せず、これまたガラス基板の成形に支障をきたす場合がある。このため、液相温度における粘性は、好ましくは０．６〜９．８ポアズであり、より好ましくは１．０〜９．０ポアズである。 Further, if the viscosity at the liquidus temperature is less than 0.5 poise, it is difficult to form an appropriate glass droplet when molding the glass substrate, which may hinder the molding of the glass substrate. On the other hand, if it exceeds 10 poise, the glass does not flow properly when the glass substrate is formed, which may also hinder the formation of the glass substrate. For this reason, the viscosity at the liquidus temperature is preferably 0.6 to 9.8 poise, more preferably 1.0 to 9.0 poise.
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated in detail, this invention is not limited to these.
＜実施例１〜２５および比較例１〜１０＞
表１〜４のガラス組成となるように、所定量の原料粉末を白金るつぼに秤量して入れ、混合したのち、電気炉中で１５５０℃で溶解した。原料が充分に溶解したのち、白金製の撹拌羽をガラス融液に挿入し、１時間撹拌した。その後、撹拌羽を取り出し、３０分間静置したのち、治具に融液を流しこむことによってガラスブロックを得た。その後、各ガラスのガラス転移点付近までガラスブロックを２時間保持した後、徐冷して歪取りを行なった。得られたガラスブロックを厚み約１.５ｍｍの２．５インチの円盤形状にスライスし、内周、外周を同心円としてカッターを用いて切り出した。そして、両面を粗研磨および研磨を行なうとともに、３００℃の硝酸カリウム（５０ｗｔ％）と硝酸ナトリウム（５０ｗｔ％）の混合溶液に１５分浸漬させることにより化学強化を行ない、その後洗浄を行なうことにより実施例および比較例のガラス基板を作製した。作製したガラス基板について下記物性評価を行なった。その結果を表５〜表８に示す。
<Examples 1 to 25 and Comparative Examples 1 to 10>
A predetermined amount of raw material powder was weighed into a platinum crucible so as to have the glass composition shown in Tables 1 to 4, mixed, and then melted at 1550 ° C. in an electric furnace. After the raw materials were sufficiently dissolved, a platinum stirring blade was inserted into the glass melt and stirred for 1 hour. Thereafter, the stirring blade was taken out and allowed to stand for 30 minutes, and then the melt was poured into a jig to obtain a glass block. Then, after hold | maintaining a glass block for 2 hours to the glass transition point vicinity of each glass, it annealed and performed distortion removal. The obtained glass block was sliced into a 2.5-inch disk shape having a thickness of about 1.5 mm, and the inner and outer circumferences were concentrically cut out using a cutter. Then, both surfaces are roughly polished and polished, and chemical strengthening is performed by immersing in a mixed solution of potassium nitrate (50 wt%) and sodium nitrate (50 wt%) at 300 ° C. for 15 minutes, followed by cleaning. And the glass substrate of the comparative example was produced. The following physical property evaluation was performed about the produced glass substrate. The results are shown in Tables 5 to 8.
＜外周端面表面粗さＲａ＞
ＡＦＭ（原子間力顕微鏡、商品名：Ｄ３１００システム、デジタルインスツルメント社製）を用いて、測定領域を１０μｍ×１０μｍの視野で、測定点数は１サンプル当たり５個観察することにより、外周端面表面粗さを測定した。
<Outer peripheral surface roughness Ra>
Using an AFM (Atomic Force Microscope, trade name: D3100 system, manufactured by Digital Instruments), observe the measurement area in a 10 μm × 10 μm field of view, and measure the number of measurement points per sample, so that the outer peripheral end surface Roughness was measured.
＜外周端面最大粗さＲｚ＞
ＡＦＭ（原子間力顕微鏡、商品名：Ｄ３１００システム、デジタルインスツルメント社製）を用いて、測定領域を１０μｍ×１０μｍの視野で、測定点数は１サンプル当たり５個観察することにより、外周端面最大粗さを測定した。
<Maximum roughness Rz of outer peripheral end face>
Using an AFM (Atomic Force Microscope, trade name: D3100 system, manufactured by Digital Instruments), observe the measurement area in a field of 10 μm × 10 μm and observe five measurement points per sample. Roughness was measured.
＜ガラス転移点（Ｔｇ）＞
示差熱測定装置（商品名：ＥＸＳＴＡＲ６０００、セイコーインストルメンツ社製）を用いて、室温〜９００℃の温度範囲を１０℃／ｍｉｎの昇温速度で、粉末状に調整したガラス試料を加熱し測定することにより、ガラス転移点を測定した。
<Glass transition point (Tg)>
Using a differential heat measuring device (trade name: EXSTAR6000, manufactured by Seiko Instruments Inc.), a glass sample adjusted to a powder is heated and measured at a temperature rising rate of 10 ° C./min. Thus, the glass transition point was measured.
＜熱膨張係数α＞
示差膨張測定装置（商品名：ＥＸＳＴＡＲ６０００、セイコーインストルメンツ社製）を用いて、荷重：５ｇ、温度範囲：２５〜１００℃、昇温速度：５℃／ｍｉｎの条件で測定することにより、熱膨張係数αを測定した。なお、表５〜８中、「α×１０-7」とは、各記載の数値に１０-7を乗じた数値が測定値であることを示す。
<Thermal expansion coefficient α>
Thermal expansion was measured by using a differential expansion measuring device (trade name: EXSTAR6000, manufactured by Seiko Instruments Inc.) under the conditions of load: 5 g, temperature range: 25 to 100 ° C., heating rate: 5 ° C./min. The coefficient α was measured. In Tables 5 to 8, “α × 10 −7 ” indicates that a numerical value obtained by multiplying each described numerical value by 10 −7 is a measured value.
＜圧縮応力＞
ハビネ補償板法を用いて、圧縮層の位相差を測定することにより、圧縮応力を測定した。
<Compressive stress>
The compressive stress was measured by measuring the phase difference of the compression layer using the Habinet compensator method.
＜表面粗さＲａ＞
研磨材として酸化セリウムを用いるとともに研磨パッドとして硬質ウレタンを用いて、サンプル表面を１時間研磨した。次に研磨後のサンプルをウエット状態のまま純水で超音波洗浄した。そしてサンプル表面をＡＦＭ（原子間力顕微鏡、商品名：Ｄ３１００システム、デジタルインスツルメント社製）を用いて観察し研磨工程後の表面粗さＲａを測定した。測定領域は１０μｍ×１０μｍの視野で、測定点数は１サンプル当たり５個とした。
<Surface roughness Ra>
The sample surface was polished for 1 hour using cerium oxide as an abrasive and using hard urethane as a polishing pad. Next, the polished sample was subjected to ultrasonic cleaning with pure water in a wet state. The sample surface was observed using an AFM (atomic force microscope, trade name: D3100 system, manufactured by Digital Instruments), and the surface roughness Ra after the polishing step was measured. The measurement area was a visual field of 10 μm × 10 μm, and the number of measurement points was 5 per sample.
＜比弾性率Ｅ／ρ＞
ＪＩＳ Ｒ １６０２ファインセラミックスの弾性試験方法の動的弾性率試験方法に準じて、ヤング率Ｅを測定した。一方、アルキメデス法により、比重ρを測定した。そして、これらの測定値から、比弾性率Ｅ／ρを算出した。
<Specific elastic modulus E / ρ>
The Young's modulus E was measured according to the dynamic elastic modulus test method of the elastic test method of JIS R 1602 fine ceramics. On the other hand, the specific gravity ρ was measured by the Archimedes method. And the specific elastic modulus E / ρ was calculated from these measured values.
＜ビッカース硬度Ｈｖ＞
ビッカース硬度試験機（商品名：ＨＭ−１１２、アカシ社製）を用い荷重１００ｇ、負荷時間１５ｓｅｃの条件下にて、ビッカース硬度Ｈｖを測定した。
<Vickers hardness Hv>
Using a Vickers hardness tester (trade name: HM-112, manufactured by Akashi), Vickers hardness Hv was measured under the conditions of a load of 100 g and a load time of 15 sec.
＜アルカリ溶出量Ａ＞
ガラス基板（２．５インチディスク）の表面を酸化セリウムで研磨して、Ｒａ値が２ｎｍ以下の平滑面とした後その表面を洗浄し、８０℃の逆浸透膜水５０ｍｌ中に２４時間浸漬した後、ＩＣＰ発光分光分析装置（商品名：ＳＰＳ７８００、セイコーインストルメンツ社製）により溶出液を分析することにより、アルカリ溶出量Ａを算出した。
<Alkali elution amount A>
The surface of the glass substrate (2.5 inch disk) was polished with cerium oxide to obtain a smooth surface with an Ra value of 2 nm or less, and then the surface was washed and immersed in 50 ml of reverse osmosis membrane water at 80 ° C. for 24 hours. Thereafter, the eluate was analyzed with an ICP emission spectroscopic analyzer (trade name: SPS7800, manufactured by Seiko Instruments Inc.) to calculate the alkali elution amount A.
＜破壊靭性値ｋｃ＞
ＪＩＳ Ｒ １６０７ ファインセラミックスの破壊靭性試験法を用いて、ビッカース硬度、圧痕のクラック長を測定することにより、破壊靭性値Ｋｃを測定した。
<Fracture toughness value kc>
The fracture toughness value Kc was measured by measuring the Vickers hardness and the crack length of the indentation using the JIS R 1607 fine toughness test method.
＜熱伝導率＞
レーザーフレッシュ法を用いて、測定試料の片面にパルスレーザーを照射し、裏面の温度変化を測定することにより、熱伝導率を測定した。
<Thermal conductivity>
Using a laser fresh method, the thermal conductivity was measured by irradiating one side of the measurement sample with a pulse laser and measuring the temperature change on the back side.
＜表面抵抗＞
３端子法を用いて、金を蒸着した測定試料の表裏面に電圧を印加し漏れ電流を測定することにより、表面抵抗を測定した。なお、表５〜８中、「×１０13」とは、各記載の数値に１０13を乗じた数値が測定値であることを示す。
<Surface resistance>
The surface resistance was measured by applying a voltage to the front and back surfaces of a measurement sample on which gold was vapor-deposited and measuring the leakage current using the three-terminal method. In Tables 5 to 8, “× 10 13 ” indicates that a numerical value obtained by multiplying each described numerical value by 10 13 is a measured value.
＜液相温度ＴＬ＞
測定試料を電気炉を用いて、１５５０℃で２時間溶融保持後、１３００℃で１０時間保持し、その後急冷した後、ガラスの表面および内部に失透物の発生の有無を観察し、失透物が観察されなかった温度を液相温度ＴＬとした。
<Liquid phase temperature TL>
The measurement sample was melted and held at 1550 ° C. for 2 hours using an electric furnace, then held at 1300 ° C. for 10 hours, and then rapidly cooled, and then the presence or absence of devitrified substances was observed on the surface and inside of the glass. The temperature at which no product was observed was defined as the liquidus temperature TL.
＜ＴＬにおける粘性＞
撹拌式粘性測定機（商品名：TVB-20H型粘度計、アドバンテスト社製）を用いて、溶融したガラスの粘性を測定し、液相温度ＴＬにおける粘性（ｌｏｇη）を測定した。
<Viscosity at TL>
The viscosity of the molten glass was measured using a stirring type viscosity measuring machine (trade name: TVB-20H type viscometer, manufactured by Advantest), and the viscosity (log η) at the liquidus temperature TL was measured.
上記において、アルカリ溶出量Ａはガラス基板から拡散されるアルカリ金属の量に相当すると考えられ、該数値が大きくなるほど、記録層を劣化する傾向（すなわち記録情報のエラー発生率が高まる傾向）が高まる。表５〜８より明らかなように、実施例１〜２５は、Ｌｉ2Ｏを含む比較例１、４〜６に比し、アルカリ溶出量が飛躍的に低下しており、記録層の劣化が防止されていることが分かる。 In the above, the alkali elution amount A is considered to correspond to the amount of alkali metal diffused from the glass substrate, and as the numerical value increases, the tendency to deteriorate the recording layer (that is, the tendency to increase the error occurrence rate of recorded information) increases. . As is clear from Tables 5 to 8, in Examples 1 to 25, the amount of alkali elution was drastically reduced compared to Comparative Examples 1 and 4 to 6 containing Li 2 O, and the recording layer was deteriorated. It turns out that it is prevented.
また、主表面の表面粗さＲａが小さいものほど、磁気ヘッドの破損は防止される。表５〜８より明らかなように、実施例１〜２５は、Ａｌ2Ｏ3を上記実施の形態の数値を超えて含有する比較例１〜３、７、８に比し、主表面の表面粗さＲａが小さくなっており、磁気ヘッドの破損が防止されていることが分かる。 Further, the smaller the surface roughness Ra of the main surface, the more the magnetic head is prevented from being damaged. As is clear from Tables 5 to 8, Examples 1 to 25 are the surface of the main surface as compared with Comparative Examples 1 to 3, 7, and 8 that contain Al 2 O 3 in excess of the numerical values of the above embodiments. It can be seen that the roughness Ra is small and damage to the magnetic head is prevented.
同様に、外周端面の表面粗さＲａおよび外周端面の最大表面粗さＲｚが小さいものほど、ガラス基板外周面の割れは防止される。表５〜８より明らかなように、実施例１〜２５は、Ａｌ2Ｏ3を上記実施の形態の数値を超えて含有する比較例１〜３、７、８に比し、外周端面の表面粗さＲａおよび外周端面の最大表面粗さＲｚが小さくなっており、ガラス基板外周面の割れが防止されていることが分かる。 Similarly, the smaller the surface roughness Ra of the outer peripheral end face and the maximum surface roughness Rz of the outer peripheral end face, the more the glass substrate outer peripheral face is prevented from cracking. As is clear from Tables 5 to 8, Examples 1 to 25 are compared with Comparative Examples 1 to 3, 7, and 8 that contain Al 2 O 3 in excess of the numerical value of the above embodiment, and the surface of the outer peripheral end face. It can be seen that the roughness Ra and the maximum surface roughness Rz of the outer peripheral end surface are small, and cracking of the outer peripheral surface of the glass substrate is prevented.
また、破壊靭性値Ｋｃは、該数値が大きくなるほど、ガラス基板の強度が高くなることを示す。表５〜８より明らかなように、実施例１〜２５は、Ｂ2Ｏ3を上記実施の形態の数値を超えて含有する比較例９、１０に比し、破壊靭性値Ｋｃが大きくなっており、ガラス基板の強度が強化されていることが分かる。 Further, the fracture toughness value Kc indicates that the strength of the glass substrate increases as the numerical value increases. As is clear from Tables 5 to 8, Examples 1 to 25 are larger in fracture toughness value Kc than Comparative Examples 9 and 10 containing B 2 O 3 in excess of the numerical values of the above embodiments. It can be seen that the strength of the glass substrate is enhanced.
以上要するに、本発明のガラス基板が、情報のエラー発生率を低下させ、かつ磁気ヘッドの破損を抑制することができるという優れた効果を有していることは明らかである。 In short, it is clear that the glass substrate of the present invention has an excellent effect of reducing the error rate of information and suppressing damage to the magnetic head.
なお、比較例１、比較例２、比較例３は、それぞれ特許文献１、特許文献２、特許文献３の追試に相当する。
Note that Comparative Example 1, Comparative Example 2, and Comparative Example 3 correspond to the supplementary tests of Patent Document 1,
以上、本発明の実施の形態および実施例について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 As mentioned above, although embodiment and the Example of this invention were described, it should be thought that embodiment disclosed this time is an illustration and restrictive at no points. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
１ 磁気ディスク、１Ｇ ガラス基板、１Ｇ０ 溶融ガラス、２ 熱アシスト磁気記録装置、２Ａ 支軸、２Ｂ トラッキング用アクチュエータ、２Ｃ サスペンション、２Ｄ 磁気記録ヘッド、５ 孔、１２ 外周端面、１２Ａ，１２Ｂ 面取り部、１３ 内周端面、１４ 表主表面、１５ 裏主表面、１００ 上型、２００ 下型。 1 magnetic disk, 1G glass substrate, 1G0 molten glass, 2 heat-assisted magnetic recording device, 2A support shaft, 2B tracking actuator, 2C suspension, 2D magnetic recording head, 5 holes, 12 outer peripheral end face, 12A, 12B chamfered portion, 13 Inner peripheral end face, 14 front main surface, 15 back main surface, 100 upper mold, 200 lower mold.
Claims (12)
略円形の外周を有する主面と、
前記主面の外周に隣接し、表面粗さが２．５ｎｍ以下、かつ、最大表面粗さが１５０ｎｍ以下の自由曲面からなる外周端面とを備え、
前記主面は、略円形の内周をさらに有し、
前記ガラス基板は、前記主面の内周に隣接し、前記外周端面とは異なる形状を有する内周端面をさらに備え、
前記内周端面の表面粗さは２．５ｎｍ以下、かつ、最大表面粗さは１５０ｎｍ以下であり、
前記主面の外周は第１の径を有し、前記主面の内周は第２の径を有し、
前記第２の径に対する前記第１の径の比は、２．０よりも大きく６５．０よりも小さく、
前記ガラス基板は、酸化物基準の質量％表示で、
ＳｉＯ ２ ：５８〜６８％
Ａｌ ２ Ｏ ３ ：０〜５％
Ｂ ２ Ｏ ３ ：０〜２％
（ただしＳｉＯ ２ ＋Ａｌ ２ Ｏ ３ ＋Ｂ ２ Ｏ ３ ＝５８〜６８％）
Ｎａ ２ Ｏ：１〜６％
Ｋ ２ Ｏ：７〜１５％
（ただしＮａ ２ Ｏ＋Ｋ ２ Ｏ＝８〜２１％）
ＭｇＯ：２〜７％
ＣａＯ：７〜１５％
ＢａＯ：０〜５％
ＳｒＯ：０〜５％
ＺｎＯ：０〜５％
（ただしＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＢａＯ＋ＳｒＯ＋ＺｎＯ＝９〜２２％）
ＺｒＯ ２ ：６〜１２％
となる組成を有し、かつＬｉ ２ Ｏを含まない、熱アシスト記録媒体用ガラス基板。 A glass substrate used for a heat-assisted recording medium,
A main surface having a substantially circular outer periphery;
An outer peripheral end surface made of a free curved surface adjacent to the outer periphery of the main surface, having a surface roughness of 2.5 nm or less and a maximum surface roughness of 150 nm or less ,
The main surface further has a substantially circular inner periphery,
The glass substrate further includes an inner peripheral end surface adjacent to the inner periphery of the main surface and having a shape different from the outer peripheral end surface;
The inner peripheral end surface has a surface roughness of 2.5 nm or less, and a maximum surface roughness of 150 nm or less.
The outer periphery of the main surface has a first diameter, the inner periphery of the main surface has a second diameter,
The ratio of the first diameter to the second diameter is greater than 2.0 and less than 65.0;
The glass substrate is expressed by mass% based on oxide,
SiO 2: 58~68%
Al 2 O 3: 0~5%
B 2 O 3: 0~2%
(However, SiO 2 + Al 2 O 3 + B 2 O 3 = 58 to 68%)
Na 2 O: 1 to 6%
K 2 O: 7 to 15%
(However, Na 2 O + K 2 O = 8 to 21%)
MgO: 2-7%
CaO: 7-15%
BaO: 0 to 5%
SrO: 0 to 5%
ZnO: 0 to 5%
(However, MgO + CaO + BaO + SrO + ZnO = 9-22%)
ZrO 2 : 6 to 12%
And a glass substrate for a heat-assisted recording medium that does not contain Li 2 O.
略円形の外周を有する主面と、
前記主面の外周に隣接し、表面粗さが２．５ｎｍ以下、かつ、最大表面粗さが１５０ｎｍ以下の面取り部を含む外周端面とを備え、
前記主面は、略円形の内周をさらに有し、
前記ガラス基板は、前記主面の内周に隣接し、前記外周端面とは異なる形状を有する内周端面をさらに備え、
前記内周端面の表面粗さは２．５ｎｍ以下、かつ、最大表面粗さは１５０ｎｍ以下であり、
前記主面の外周は第１の径を有し、前記主面の内周は第２の径を有し、
前記第２の径に対する前記第１の径の比は、２．０よりも大きく６５．０よりも小さく、
前記ガラス基板は、酸化物基準の質量％表示で、
ＳｉＯ ２ ：５８〜６８％
Ａｌ ２ Ｏ ３ ：０〜５％
Ｂ ２ Ｏ ３ ：０〜２％
（ただしＳｉＯ ２ ＋Ａｌ ２ Ｏ ３ ＋Ｂ ２ Ｏ ３ ＝５８〜６８％）
Ｎａ ２ Ｏ：１〜６％
Ｋ ２ Ｏ：７〜１５％
（ただしＮａ ２ Ｏ＋Ｋ ２ Ｏ＝８〜２１％）
ＭｇＯ：２〜７％
ＣａＯ：７〜１５％
ＢａＯ：０〜５％
ＳｒＯ：０〜５％
ＺｎＯ：０〜５％
（ただしＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＢａＯ＋ＳｒＯ＋ＺｎＯ＝９〜２２％）
ＺｒＯ ２ ：６〜１２％
となる組成を有し、かつＬｉ ２ Ｏを含まない、熱アシスト記録媒体用ガラス基板。 A glass substrate used for a heat-assisted recording medium,
A main surface having a substantially circular outer periphery;
An outer peripheral end surface including a chamfered portion adjacent to the outer periphery of the main surface, having a surface roughness of 2.5 nm or less and a maximum surface roughness of 150 nm or less ;
The main surface further has a substantially circular inner periphery,
The glass substrate further includes an inner peripheral end surface adjacent to the inner periphery of the main surface and having a shape different from the outer peripheral end surface;
The inner peripheral end surface has a surface roughness of 2.5 nm or less, and a maximum surface roughness of 150 nm or less.
The outer periphery of the main surface has a first diameter, the inner periphery of the main surface has a second diameter,
The ratio of the first diameter to the second diameter is greater than 2.0 and less than 65.0;
The glass substrate is expressed by mass% based on oxide,
SiO 2: 58~68%
Al 2 O 3: 0~5%
B 2 O 3: 0~2%
(However, SiO 2 + Al 2 O 3 + B 2 O 3 = 58 to 68%)
Na 2 O: 1 to 6%
K 2 O: 7 to 15%
(However, Na 2 O + K 2 O = 8 to 21%)
MgO: 2-7%
CaO: 7-15%
BaO: 0 to 5%
SrO: 0 to 5%
ZnO: 0 to 5%
(However, MgO + CaO + BaO + SrO + ZnO = 9-22%)
ZrO 2 : 6 to 12%
And a glass substrate for a heat-assisted recording medium that does not contain Li 2 O.
Ｙ２Ｏ３：０〜５％
Ｌａ２Ｏ３：０〜５％
Ｇｄ２Ｏ３：０〜５％
ＣｅＯ２：０〜２％
ＴｉＯ２：０〜５％
ＨｆＯ２：０〜２％
Ｎｂ２Ｏ５：０〜５％
Ｔａ２Ｏ５：０〜５％
Ｓｂ２Ｏ３：０〜２％
となる任意成分を含む、請求項１または請求項２に記載の熱アシスト記録媒体用ガラス基板。 The glass substrate is expressed by mass% based on oxide,
Y 2 O 3: 0~5%
La 2 O 3: 0~5%
Gd 2 O 3: 0~5%
CeO 2: 0~2%
TiO 2: 0~5%
HfO 2 : 0 to 2%
Nb 2 O 5: 0~5%
Ta 2 O 5: 0~5%
Sb 2 O 3: 0~2%
The glass substrate for heat-assisted recording media according to claim 1 , wherein the glass substrate contains an optional component.
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