JP5529011B2 - ガラス基板成形用金型、ガラス基板の製造方法、情報記録媒体用ガラス基板の製造方法及び情報記録媒体の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、ガラス基板成形用金型、ガラス基板の製造方法、情報記録媒体用ガラス基板の製造方法及び情報記録媒体の製造方法に関する。
磁気、光、光磁気等の性質を利用した記録層を有する情報記録媒体のなかで、代表的なものとして磁気ディスクがある。磁気ディスク用基板として、従来アルミニウム基板が広く用いられていた。しかし、近年、記録密度向上のための磁気ヘッド浮上量の低減の要請に伴い、アルミニウム基板よりも表面の平滑性に優れ、しかも表面欠陥が少ないことから磁気ヘッド浮上量の低減を図ることができるガラス基板を磁気ディスク用基板として用いる割合が増えてきている。また、ガラス基板の製造コストを低減するために基板の厚みを薄くすることが要望されてきている。
このような磁気ディスク等の情報記録媒体用ガラス基板は、ブランク材と呼ばれるガラス基板に研磨加工等を施すことによって製造される。ガラス基板（ブランク材）は、プレス成形によって製造する方法や、フロート法等によって作製された板ガラスを切断して製造する方法等が知られている。これらの方法うち、溶融ガラスを直接プレス成形することによってガラス基板を製造する方法は、特に高い生産性が期待できることから注目されている。
しかし、溶融ガラスをプレス成形してガラス基板を製造する方法においては、プレス成形後、金型の成形面からガラス基板を剥離するときに割れるという問題があった。特にガラス基板の厚さが薄くなると割れやすくなり、生産性が低下するという問題が生じる。
このような問題に対して、特許文献１においては、プレス成形後の型開き工程において、上型に設けられた貫通口から気体を供給することで離型性を良くする方法が提案されている。
しかしながら、本発明者らによる実験によれば、特許文献１の記載に従った方法では、特にガラス基板の厚みが薄くなると、気体による冷却によって局部的に過度に冷やされ、強い歪が残留して成形時に割れやすくなるという問題は解決できなかった。また、貫通穴にガラスが噛み込んでしまい、反って離型性を損なうこともあった。
本発明は上記のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、溶融ガラスをプレス成形してガラス基板を製造する方法において、ガラス基板を金型から離型するときにガラス基板の厚みが薄くなっても割れが発生しないガラス基板成形用金型、ガラス基板の製造方法、情報記録媒体用ガラス基板の製造方法及び情報記録媒体の製造方法を提供することである。
上記の課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有するものである。
１．
上型及び下型を有し、溶融ガラスをプレス成形し情報記録媒体用ガラス基板を製造するガラス基板成形用金型において、
前記下型が、複数の溝又は窪みが略均等に形成されている成形面を有し、
前記溝又は窪みの深さは、０．０２ｍｍ以上０．３ｍｍ以下であることを特徴とするガラス基板成形用金型。
上型及び下型を有し、溶融ガラスをプレス成形し情報記録媒体用ガラス基板を製造するガラス基板成形用金型において、
前記下型が、複数の溝又は窪みが略均等に形成されている成形面を有し、
前記溝又は窪みの深さは、０．０２ｍｍ以上０．３ｍｍ以下であることを特徴とするガラス基板成形用金型。
２．
前記複数の溝又は窪みは、前記成形面の中心を同心とする複数の円を有するパターン、前記成形面の中心を起点とする放射形状を有するパターン及び複数の正６角形を有するパターンのうちの少なくとも１つのパターンが形成されていることを特徴とする１に記載のガラス基板成形用金型。
前記複数の溝又は窪みは、前記成形面の中心を同心とする複数の円を有するパターン、前記成形面の中心を起点とする放射形状を有するパターン及び複数の正６角形を有するパターンのうちの少なくとも１つのパターンが形成されていることを特徴とする１に記載のガラス基板成形用金型。
３．
前記複数の溝又は窪みは、前記成形面の中心を同心とする複数の円を有するパターンに形成されていることを特徴とする１に記載のガラス基板成形用金型。
前記複数の溝又は窪みは、前記成形面の中心を同心とする複数の円を有するパターンに形成されていることを特徴とする１に記載のガラス基板成形用金型。
４．
前記複数の溝又は窪みは、前記成形面の中心を起点とする放射形状を有するパターンに形成されていることを特徴とする１に記載のガラス基板成形用金型。
前記複数の溝又は窪みは、前記成形面の中心を起点とする放射形状を有するパターンに形成されていることを特徴とする１に記載のガラス基板成形用金型。
５．
前記複数の溝又は窪みは、複数の正６角形を有するパターンに形成されていることを特徴とする１に記載のガラス基板成形用金型。
前記複数の溝又は窪みは、複数の正６角形を有するパターンに形成されていることを特徴とする１に記載のガラス基板成形用金型。
６．
前記複数の溝又は窪みは、前記成形面の中心に対して回転対称であるパターンに形成されていることを特徴とする１から５の何れか１項に記載のガラス基板成形用金型。
前記複数の溝又は窪みは、前記成形面の中心に対して回転対称であるパターンに形成されていることを特徴とする１から５の何れか１項に記載のガラス基板成形用金型。
７．
前記溝又は窪みの断面形状は、角形状、逆台形状、Ｖ形状、Ｒ形状、多角形状の何れかの形状であることを特徴とする１から６の何れか１項に記載のガラス基板成形用金型。
前記溝又は窪みの断面形状は、角形状、逆台形状、Ｖ形状、Ｒ形状、多角形状の何れかの形状であることを特徴とする１から６の何れか１項に記載のガラス基板成形用金型。
８．
前記溝又は窪みの幅は、０．２ｍｍ以上５ｍｍ以下であることを特徴とする１から７の何れか１項に記載のガラス基板成形用金型。
前記溝又は窪みの幅は、０．２ｍｍ以上５ｍｍ以下であることを特徴とする１から７の何れか１項に記載のガラス基板成形用金型。
９．
前記成形面が前記溶融ガラスと接触する面における前記複数の溝又は窪みが占める面積は、前記成形面が前記溶融ガラスと接触する面の１％以上３０％以下であることを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載のガラス基板成形用金型。
前記成形面が前記溶融ガラスと接触する面における前記複数の溝又は窪みが占める面積は、前記成形面が前記溶融ガラスと接触する面の１％以上３０％以下であることを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載のガラス基板成形用金型。
１０．
前記上型が、複数の溝又は窪みが略均等に形成されている成形面を有することを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載のガラス基板成形用金型。
前記上型が、複数の溝又は窪みが略均等に形成されている成形面を有することを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載のガラス基板成形用金型。
１１．
１から１０の何れか１項に記載のガラス基板成形用金型を用いてガラス基板を製造するガラス基板の製造方法であって、
前記ガラス基板成形用金型の下型の成形面に溶融ガラスを供給する溶融ガラス供給工程と、
前記下型の成形面に供給された前記溶融ガラスを、前記ガラス基板成形用金型の上型の成形面で加圧しながら冷却してガラス基板を得る加圧工程と、
を有することを特徴とするガラス基板の製造方法。
１から１０の何れか１項に記載のガラス基板成形用金型を用いてガラス基板を製造するガラス基板の製造方法であって、
前記ガラス基板成形用金型の下型の成形面に溶融ガラスを供給する溶融ガラス供給工程と、
前記下型の成形面に供給された前記溶融ガラスを、前記ガラス基板成形用金型の上型の成形面で加圧しながら冷却してガラス基板を得る加圧工程と、
を有することを特徴とするガラス基板の製造方法。
１２．
前記ガラス基板は、情報記録媒体用ガラス基板を製造するためのガラス基板であることを特徴とする１１に記載のガラス基板の製造方法。
前記ガラス基板は、情報記録媒体用ガラス基板を製造するためのガラス基板であることを特徴とする１１に記載のガラス基板の製造方法。
１３．
１２に記載のガラス基板の製造方法により製造されたガラス基板を研磨し、情報記録媒体用ガラス基板を製造することを特徴とする情報記録媒体用ガラス基板の製造方法。
１２に記載のガラス基板の製造方法により製造されたガラス基板を研磨し、情報記録媒体用ガラス基板を製造することを特徴とする情報記録媒体用ガラス基板の製造方法。
１４．
１３に記載の情報記録媒体用ガラス基板の製造方法により製造された情報記録媒体用ガラス基板に記録層を形成し、情報記録媒体を製造することを特徴とする情報記録媒体の製造方法。
１３に記載の情報記録媒体用ガラス基板の製造方法により製造された情報記録媒体用ガラス基板に記録層を形成し、情報記録媒体を製造することを特徴とする情報記録媒体の製造方法。
本発明によれば、ガラス基板の厚みが薄くなってもガラス基板を金型から離型するときに、割れが発生しないガラス基板成形用金型を提供することができる。よって、該金型を用いた生産性の高いガラス基板の製造方法、該製造方法で製造したガラス基板を用いた情報記録媒体用ガラス基板の製造方法及び情報記録媒体の製造方法を提供することができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
（ガラス基板成形用金型）
本発明のガラス基板成形用金型は、下型が、複数の溝又は窪みが略均等に形成された成形面を有し、上型及び前記下型を用いて溶融ガラスをプレス成形してガラス基板を製造するものである。また、より好ましくは、上型も複数の溝又は窪みが略均等に形成された成形面を有することが好ましい。この略均等に形成された複数の溝又は窪みを金型の成形面に形成することにより、上型及び下型を用いて溶融ガラスをプレス成形した後、金型から成形されたガラス基板を離型させるときに、金型とガラスの接着性が弱まり、即ち、離型性が向上し、割れが発生しない。これは、複数の溝又は窪みの部分には成形時に溶融ガラスが完全に入らず、空気（気体）層が金型と溶融ガラスの間に介在し、部分的に断熱層として作用するため、金型表面の焼き付きによる離型不良を防ぐことができると共に、金型とガラスとの接触部分が少なくなり、離型性を高める作用をしていると考えられる。ここで略均等とは、成形面の中心を通る直線で成形面を４等分したときに、各４等分に分割された成形面にある溝又は窪みの面積のバラツキが±１０％以内であることをいう。
本発明のガラス基板成形用金型は、下型が、複数の溝又は窪みが略均等に形成された成形面を有し、上型及び前記下型を用いて溶融ガラスをプレス成形してガラス基板を製造するものである。また、より好ましくは、上型も複数の溝又は窪みが略均等に形成された成形面を有することが好ましい。この略均等に形成された複数の溝又は窪みを金型の成形面に形成することにより、上型及び下型を用いて溶融ガラスをプレス成形した後、金型から成形されたガラス基板を離型させるときに、金型とガラスの接着性が弱まり、即ち、離型性が向上し、割れが発生しない。これは、複数の溝又は窪みの部分には成形時に溶融ガラスが完全に入らず、空気（気体）層が金型と溶融ガラスの間に介在し、部分的に断熱層として作用するため、金型表面の焼き付きによる離型不良を防ぐことができると共に、金型とガラスとの接触部分が少なくなり、離型性を高める作用をしていると考えられる。ここで略均等とは、成形面の中心を通る直線で成形面を４等分したときに、各４等分に分割された成形面にある溝又は窪みの面積のバラツキが±１０％以内であることをいう。
また、略均等に形成された複数の溝又は窪みは、成形面の中心を同心とする複数の円を有するパターン、成形面の中心を起点とする放射形状を有するパターン及び複数の正６角形を有するパターンのうちの少なくとも１つのパターンが形成されていることが好ましい。
また、この略均等に形成された複数の溝又は窪みは、成形面の中心に対して回転対称であるパターンに形成されていることが好ましい。
このように複数の溝又は窪みが形成するパターンとして、成形面の中心を同心とする複数の円からなる形状や、成形面の中心を起点とする放射状の形状、正６角形からなる形状のうち少なくとも１つの形状を有すること、また、成形面の中心に対して回転対称である形状を有することにより、ガラス基板の成形時に均等な成形応力を発生させる為、金型からガラス基板を離型させる工程での割れを大幅に抑制する効果を持つ。
溝又は窪みの断面形状としては、角形状、逆台形状、Ｖ形状、Ｒ形状、多角形状の何れかの形状であることが好ましい。このような断面形状にすることで、上型と下型からガラス基板を離型するときに、より離型しやすくなり、更に割れの発生を抑えることができる。
また、溝又は窪みの深さは、０．０２ｍｍ以上０．３ｍｍ以下であることが好ましい。０．０２ｍｍ未満であると、溝又は窪みを形成したことによる離型性向上の効果が小さい。また、０．３ｍｍを越えると溝又は窪みの部分に入る溶融ガラスの量が多くなってしまい、溝又は窪みの部分が過度に加熱され、断熱層による効果が不十分となって、溶融ガラスと溝又は窪みとの接着力が強くなるため離型性が低下し好ましくない。
また、溝又は窪みの幅は、０．２ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましい。０．２ｍｍ未満であっても、また５ｍｍを越えても、ガラス基板の離型性が悪くなり、好ましくない。
また、成形面のうち溶融ガラスと接触する面において、該面の複数の溝又は窪みが占める面積は、成形面のうち溶融ガラスと接触する面の１％以上３０％以下であることが好ましい。この時の複数の溝又は窪みの面積とは、成形面と同一の平面内における複数の溝又は窪みの占める面積である。この面積が１％未満又は３０％越えであるとガラス基板の離型性が悪くなり、好ましくない。
また、本発明に用いる溶融ガラスは、下型に供給される温度が１０００〜１４００℃であって、その時の溶融ガラスの粘性係数η（Ｐａ・ｓ）は、０．５≦ｌｏｇη≦４．０が好ましく、より好ましくは、下型に供給される温度が１１００〜１３００℃であって、その時の溶融ガラスの粘性係数ηは、１．８≦ｌｏｇη≦３．５がより好ましい。
図１は、本発明のガラス基板成形用金型の第１の実施形態の模式図である。ガラス基板成形用金型１０は、溶融ガラスが供給され、供給された該溶融ガラスを加圧するための第１の成形面１３を備える下型１１と、下型１１の第１の成形面１３との間で溶融ガラスを加圧するための第２の成形面１４を備える上型１２とを有している。
本発明の第１の実施形態のガラス基板成形用金型１０は、上型１２及び下型１１の両成形面１３、１４に、同じ形状の、溝からなるパターンを有している。
図２（ａ）は下型１１を上方からみた平面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるＡ−Ａの断面図である。下型１１の第１の成形面１３は、断面が四角状の角溝２０が、中心Ｐから放射状に８本形成され、溝と溝との間の角度θがそれぞれ４５度となるパターンを有している。このパターンは、成形面１１の中心に対して対称性を有している。
パターンとしては、図２（ａ）の他に、図３の成形面の中心Ｐを同心とする溝間隔Ｌの複数の円を有するパターンや、図４の中心からの放射状の直線と同心円とからなるパターン、図５の複数の正６角形からなる形状を有するパターン、図６の複数の三角形を組み合わせたパターン、図７の中心から伸びる複数の曲線が成形面の中心に対して対称性を有するように配置されたパターンなどを用いることができる。パターンは、これらに限らず、成形面の中心に対して対称性を有するパターンであれば、好ましく用いることができる。
また、溝の断面形状としては、図２（ｂ）の角溝の他に、図８の（ａ）逆台形溝や（ｂ）Ｖ溝、（ｃ）Ｒ溝、（ｄ）多角形溝などの形状のものを好ましく用いることができる。
次にこのガラス基板成形用金型を用いてガラス基板を製造する方法について説明する。
（ガラス基板の製造方法）
本発明におけるガラス基板の製造方法は、溶融ガラスをプレス成形してガラス基板を製造する方法であり、下型１１に形成された第１の成形面１３に溶融ガラスを供給する溶融ガラス供給工程と、第１の成形面１３、及び上型１２に形成された第２の成形面１４で、第１の成形面１３に供給された溶融ガラスを加圧しながら冷却してガラス基板を得る加圧工程とを有している。金型は、前述した本発明のガラス基板成形用金型１０を使用する。
本発明におけるガラス基板の製造方法は、溶融ガラスをプレス成形してガラス基板を製造する方法であり、下型１１に形成された第１の成形面１３に溶融ガラスを供給する溶融ガラス供給工程と、第１の成形面１３、及び上型１２に形成された第２の成形面１４で、第１の成形面１３に供給された溶融ガラスを加圧しながら冷却してガラス基板を得る加圧工程とを有している。金型は、前述した本発明のガラス基板成形用金型１０を使用する。
（溶融ガラス供給工程）
溶融ガラス供給工程は、下型に形成された第１の成形面に溶融ガラスを供給する工程である。図９は、溶融ガラス供給工程における下型１１と溶融ガラス２３等を示す模式図である。先ず、流出ノズル２１から溶融ガラス２３を流出して下型１１に供給する（図９（ａ））。その後、溶融ガラスが所定量に達するとブレード２２によって溶融ガラス２３を切断し、溶融ガラス２３を分離する（図９（ｂ））。溶融ガラス供給工程において供給された溶融ガラス２３は第１の成形面１３の中心部と接触し、主にそこからの放熱によって冷却が始まる。
溶融ガラス供給工程は、下型に形成された第１の成形面に溶融ガラスを供給する工程である。図９は、溶融ガラス供給工程における下型１１と溶融ガラス２３等を示す模式図である。先ず、流出ノズル２１から溶融ガラス２３を流出して下型１１に供給する（図９（ａ））。その後、溶融ガラスが所定量に達するとブレード２２によって溶融ガラス２３を切断し、溶融ガラス２３を分離する（図９（ｂ））。溶融ガラス供給工程において供給された溶融ガラス２３は第１の成形面１３の中心部と接触し、主にそこからの放熱によって冷却が始まる。
下型１１は予め所定温度に加熱しておく。下型１１の温度に特に制限はなく、ガラスの種類やガラス基板のサイズ等によって適宜決定すればよい。下型１１の温度が低すぎるとガラス基板の平面度が悪化したり、転写面へのしわの発生、熱衝撃による破損等の問題が起こる。逆に、必要以上に温度を高くしすぎると、ガラスとの融着が発生したり、金型の劣化が著しくなることから好ましくない。通常は、成形するガラスのＴｇ（ガラス転移点）−２００℃からＴｇ＋１００℃程度の温度範囲とすることが好ましい。
下型１１の加熱手段にも特に制限はなく、公知の加熱手段の中から適宜選択して用いることができる。例えば、下型１１の内部に埋め込んで使用するカートリッジヒーターや、下型１１の外側に接触させて使用するシート状のヒーターなどを用いることができる。また、赤外線加熱装置や、高周波誘導加熱装置を用いて加熱することもできる。
（加圧工程）
加圧工程は、第１の成形面１３、及び上型１２に形成された第２の成形面１４で、第１の成形面１３に供給された溶融ガラスを加圧しながら冷却してガラス基板２４を得る工程である。
加圧工程は、第１の成形面１３、及び上型１２に形成された第２の成形面１４で、第１の成形面１３に供給された溶融ガラスを加圧しながら冷却してガラス基板２４を得る工程である。
図１０は、加圧工程におけるガラス基板成形用金型１０とガラス基板２４を示す模式図である。溶融ガラス供給工程において溶融ガラス２３が供給された下型１１は、上型１２と対向する位置まで水平移動する。その後、下型１１の第１の成形面１３と、上型１２の第２の成形面１４とで溶融ガラスを加圧する。溶融ガラスは、加圧によって広がって第１の成形面１３の周辺部にも接触する。溶融ガラスは第１の成形面１３及び第２の成形面１４との接触面から放熱することによって冷却・固化し、ガラス基板２４となる。
なお、上型１２は、下型１１と同様に所定温度に加熱されている。加熱温度や加熱手段については上述の下型１１の場合と同様である。加熱温度は下型１１と同じであっても良いし異なっていても良い。
下型１１と上型１２に荷重を負荷して溶融ガラスを加圧するための加圧手段は、公知の加圧手段を適宜選択して用いることができる。例えば、エアシリンダ、油圧シリンダ、サーボモータを用いた電動シリンダ等が挙げられる。
次に上型１２をガラス基板２４から離間させ、吸着部材等で下型１１からガラス基板を取り出す。
上述のように、本発明のガラス基板の製造方法においては、第１の成形面１３に図２（ａ）に示すように、溝状のパターンが形成されている。よって、下型１１からガラス基板２４を離型させるのが容易となり、割れやキズの発生を抑制することができる。また、ガラス基板２４の厚みが薄くなると上型の離型時にも割れやすくなる傾向がある。本発明の実施形態においては、上型１２の第２の成形面１４にも同様に溝状のパターンが形成されているので、上型１２を離間させるときにも、割れやキズの発生を抑制することができ、好ましい。
（情報記録媒体用ガラス基板の製造方法）
上述の製造方法によって製造されたガラス基板（ブランク材）に、少なくとも研磨工程を加えることにより情報記録媒体用ガラス基板を製造することができる。図１１は、本発明の情報記録媒体用ガラス基板の製造方法によって製造した情報記録媒体用ガラス基板の１例を示す図である。図１１（ａ）は斜視図、図１１（ｂ）は断面図である。情報記録媒体用ガラス基板３０は中心穴３３が形成された円板状のガラス基板であって、主表面３１、外周端面３４、内周端面３５を有している。外周端面３４と内周端面３５には、それぞれ面取り部３６、３７が形成されている。
上述の製造方法によって製造されたガラス基板（ブランク材）に、少なくとも研磨工程を加えることにより情報記録媒体用ガラス基板を製造することができる。図１１は、本発明の情報記録媒体用ガラス基板の製造方法によって製造した情報記録媒体用ガラス基板の１例を示す図である。図１１（ａ）は斜視図、図１１（ｂ）は断面図である。情報記録媒体用ガラス基板３０は中心穴３３が形成された円板状のガラス基板であって、主表面３１、外周端面３４、内周端面３５を有している。外周端面３４と内周端面３５には、それぞれ面取り部３６、３７が形成されている。
研磨工程は、製造されたガラス基板（ブランク材）の主表面を研磨する工程であり、最終的に情報記録媒体用ガラス基板として要求される平滑性に仕上げる工程である。研磨の方法は、情報記録媒体用ガラス基板の製造方法として用いられる公知の方法をそのまま用いることができる。例えば、対向配置した２つの回転可能な定盤の対向する面にパッドを貼り付け、２つのパッド間にガラス基板を配置し、ガラス基板表面にパッドを接触させながら回転させると同時に、ガラス基板表面に研磨剤を供給する方法で行うことができる。また、研磨剤の粒度やパッドの種類を変えて、粗研磨工程、精密研磨工程といったように複数の工程に分けて研磨を行うことも好ましい。
研磨剤としては、例えば、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化マンガン、コロイダルシリカ、ダイヤモンドなどが挙げられる。この中でも、ガラスとの反応性が高く、短時間で平滑な研磨面が得られる酸化セリウムを用いることが好ましい。
パッドは硬質パッドと軟質パッドとに分けられるが、必要に応じて適宜選択して用いることができる。硬質パッドとしては、硬質ベロア、ウレタン発泡、ピッチ含有スウェード等を素材とするパッドが挙げられ、軟質パッドとしては、スウェードやベロア等を素材とするパッドが挙げられる。
また、本発明の情報記録媒体用ガラス基板の製造方法においては、ガラス基板（ブランク材）の主表面を研磨する研磨工程の他、内外周加工工程やラッピング工程を行うことが好ましい。内外周加工工程は、中心孔の穿孔加工、外周端面や内周端面の形状や寸法精度確保のための研削加工、内外周端面の研磨加工等を行う工程であり、ラッピング工程は、記録層が形成される面の平面度、厚み、平行度等を満足させるため、研磨工程の前にラッピング加工を行う工程である。更に、ガラス基板の材料として化学強化ガラスや結晶化ガラスを用いる場合には、加熱された化学強化処理液にガラス基板を浸漬してイオン交換を行う化学強化工程や、熱処理によって結晶化を行う結晶化工程等を必要に応じて適宜行うことができる。これらの内外周加工工程、ラッピング工程、化学強化工程、結晶化工程等の各工程は、情報記録媒体用ガラス基板の製造方法として通常用いられている方法により行うことができる。
なお、本発明の情報記録媒体用ガラス基板の製造方法においては、上記以外の種々の工程を有していても良い。例えば、ガラス基板の内部歪みを緩和するための熱処理を行うアニール工程、ガラス基板の強度の信頼性確認のためのヒートショック工程、ガラス基板の表面に残った研磨剤や化学強化処理液等の異物を除去する洗浄工程、種々の検査・評価工程等を有していても良い。
ガラス基板の材料に特に制限はなく、情報記録媒体用ガラス基板の材料として用いられる材料を適宜選択して用いることができる。中でも、化学強化ガラスや結晶化ガラスは、耐衝撃性や耐振動性に優れるため好ましい。化学強化が可能なガラス材料としては、例えば、ＳｉＯ２、Ｎａ２Ｏ、ＣａＯを主成分としたソーダライムガラス；ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｒ２Ｏ（Ｒ＝Ｋ、Ｎａ、Ｌｉ）を主成分としたアルミノシリケートガラス；ボロシリケートガラス；Ｌｉ２Ｏ−ＳｉＯ２系ガラス；Ｌｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系ガラス；Ｒ’Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系ガラス（Ｒ’＝Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ）などが挙げられる。
ガラス基板の大きさにも特に制限はない。例えば、外径が２．５インチ、１．８インチ、１インチ、０．８インチ等種々の大きさのガラス基板を用いることができる。また、ガラス基板の厚みにも制限はない。例えば、１ｍｍ、０．６４ｍｍ、０．４ｍｍ等種々の厚みのガラス基板を用いることができる。
（情報記録媒体の製造方法）
本発明の情報記録媒体用ガラス基板に、少なくとも記録層を形成することで情報記録媒体を製造することができる。図１３に情報記録媒体用ガラス基板３０の主表面３１に記録層５１を形成した情報記録媒体５０の断面図を示す。記録層５１は特に限定されず、磁気、光、光磁気等の性質を利用した種々の記録層を用いることができるが、特に磁性層を記録層として用いた情報記録媒体（磁気ディスク）の製造に好適である。
本発明の情報記録媒体用ガラス基板に、少なくとも記録層を形成することで情報記録媒体を製造することができる。図１３に情報記録媒体用ガラス基板３０の主表面３１に記録層５１を形成した情報記録媒体５０の断面図を示す。記録層５１は特に限定されず、磁気、光、光磁気等の性質を利用した種々の記録層を用いることができるが、特に磁性層を記録層として用いた情報記録媒体（磁気ディスク）の製造に好適である。
磁性層に用いる磁性材料としては、特に制限はなく公知の材料を適宜選択して用いることができる。例えば、Ｃｏを主成分とするＣｏＰｔ、ＣｏＣｒ、ＣｏＮｉ、ＣｏＮｉＣｒ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＰｔＣｒ、ＣｏＮｉＰｔ、ＣｏＮｉＣｒＰｔ、ＣｏＮｉＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔＴａ、ＣｏＣｒＰｔＳｉＯなどが挙げられる。また、磁性層を非磁性膜（例えば、Ｃｒ、ＣｒＭｏ、ＣｒＶなど）で分割してノイズの低減を図った多層構成としてもよい。
磁性層として、上記のＣｏ系材料の他、フェライト系や鉄−希土類系の材料や、ＳｉＯ２、ＢＮなどからなる非磁性膜中にＦｅ、Ｃｏ、ＣｏＦｅ、ＣｏＮｉＰｔ等の磁性粒子が分散された構造のグラニュラーなどを用いることもできる。磁性層は、面内型、垂直型の何れであっても良い。
磁性膜の形成方法としては、公知の方法を用いることができる。例えば、スパッタリング法、無電解メッキ法、スピンコート法などが挙げられる。
磁気ディスクには、更に必要により下地層、保護層、潤滑層等を設けても良い。これらの層はいずれも公知の材料を適宜選択して用いることができる。下地層の材料としては、例えば、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、Ｖ、Ｂ、Ａｌ、Ｎｉなどが挙げられる。保護層の材料としては、例えば、Ｃｒ、Ｃｒ合金、Ｃ、ＺｒＯ２、ＳｉＯ２などが挙げられる。また、潤滑層としては、例えば、パーフロロポリエーテル（ＰＦＰＥ）等からなる液体潤滑剤を塗布し、必要に応じ加熱処理を行ったものなどが挙げられる。
（実施例１〜２２）
ガラス基板成形用金型のタイプ１の実施例１〜１３として、上型及び下型の成形面に、図２に示すような成形面の中心を起点とする複数の放射状の溝を有するものを用いた。実施例１〜１３の金型における各溝と溝との間の角度θ、溝の幅Ｈ、溝の深さｄ、溝の断面形状、成形面のうち溶融ガラスと接触する面における溝が占有する面積の比率である面積率Ｓを表１に示す。
ガラス基板成形用金型のタイプ１の実施例１〜１３として、上型及び下型の成形面に、図２に示すような成形面の中心を起点とする複数の放射状の溝を有するものを用いた。実施例１〜１３の金型における各溝と溝との間の角度θ、溝の幅Ｈ、溝の深さｄ、溝の断面形状、成形面のうち溶融ガラスと接触する面における溝が占有する面積の比率である面積率Ｓを表１に示す。
また、ガラス基板成形用金型のタイプ２の実施例１４〜１６として、上型及び下型の成形面に、図３に示すような成形面の中心を同心とする複数の円形状を描く溝を有するものを用いた。実施例１４〜１６の金型における、中心Ｐと最も内側の溝の中心との間隔及び各隣り合う溝同士の間隔Ｌ、溝の幅Ｈ、溝の深さｄ、溝の断面形状、成形面のうち溶融ガラスと接触する面における溝が占有する面積の比率である面積率Ｓを表２に示す。
また、ガラス基板成形用金型のタイプ３の実施例１７〜２２として、上型及び下型の成形面に、図１２に示すような円形の窪み２０が成形面の中心に対して対照的に配置されたパターンのものを用いた。実施例１４〜１６の金型における、円形の窪み２０の直径ｄ１、成形面の中心からの距離Ｌ１、隣り合う円形の窪みとの角度θ１、窪み２０の深さｄ２、成形面のうち溶融ガラスと接触する面における窪みが占有する面積の比率である面積率Ｓを表３に示す。なお、円形の窪みの断面形状は、角溝の形状とした。
上型及び下型の材質はＳＵＳ３１０Ｓを用い、上型及び下型ともに同じ溝又は窪みのパターンを有する成形面とした。
下型と上型を共に４００℃に加熱し、溶融ガラスを下型の第１の成形面に供給した後、上型の第２の成形面との間でプレス成形を行った。ガラス材料はボロシリケートガラスを用いた。上下の金型で５秒間加圧した後、上型を離間させ、ガラス基板を取り出した。ガラス基板の外径は約７０ｍｍ、ガラス基板の厚みは約１ｍｍであった。
（実施例２３）
実施例２３においては、実施例３における上型の成形面の溝を形成しなかった他は実施例３と同様にガラス基板を製造した。
（実施例２４）
実施例２４においては、実施例８における上型の成形面の溝を形成しなかった他は実施例８と同様にガラス基板を製造した。
（実施例２５）
実施例２５においては、実施例１２における上型の成形面の溝を形成しなかった他は実施例１２と同様にガラス基板を製造した。
（比較例１）
比較例１においては、実施例１における下型の成形面の溝を形成しなかった他は実施例１と同様にガラス基板を製造した。
（比較例２）
比較例２として、実施例１における上型及び下型の成形面の溝を形成しなかった他は実施例１と同様にガラス基板を製造した。
（比較例３）
比較例３として、実施例１７のように円形の窪みを複数、成形面の中心に対して対照的に配置せずに、中心位置に直径１．５ｍｍ、深さ０．１ｍｍの窪み１つを形成し、上型の成形面には溝を形成しなかった他は、実施例１７と同様にガラス基板を製造した。
（評価）
上型を離間させたときのガラス基板との離型性、下型から取り出すときのガラス基板の離型性の評価を取り出した後のガラス基板に発生する割れ、欠け、クラック等の成形欠陥の有無で行った。ガラス基板１００枚を製造し、成形欠陥の全く発生しなかったものを◎、１カ所の成形欠陥の発生したものを○、成形欠陥が２カ所以上発生したものを×とした。評価結果を表１〜表３に示す。
（実施例２３）
実施例２３においては、実施例３における上型の成形面の溝を形成しなかった他は実施例３と同様にガラス基板を製造した。
（実施例２４）
実施例２４においては、実施例８における上型の成形面の溝を形成しなかった他は実施例８と同様にガラス基板を製造した。
（実施例２５）
実施例２５においては、実施例１２における上型の成形面の溝を形成しなかった他は実施例１２と同様にガラス基板を製造した。
（比較例１）
比較例１においては、実施例１における下型の成形面の溝を形成しなかった他は実施例１と同様にガラス基板を製造した。
（比較例２）
比較例２として、実施例１における上型及び下型の成形面の溝を形成しなかった他は実施例１と同様にガラス基板を製造した。
（比較例３）
比較例３として、実施例１７のように円形の窪みを複数、成形面の中心に対して対照的に配置せずに、中心位置に直径１．５ｍｍ、深さ０．１ｍｍの窪み１つを形成し、上型の成形面には溝を形成しなかった他は、実施例１７と同様にガラス基板を製造した。
（評価）
上型を離間させたときのガラス基板との離型性、下型から取り出すときのガラス基板の離型性の評価を取り出した後のガラス基板に発生する割れ、欠け、クラック等の成形欠陥の有無で行った。ガラス基板１００枚を製造し、成形欠陥の全く発生しなかったものを◎、１カ所の成形欠陥の発生したものを○、成形欠陥が２カ所以上発生したものを×とした。評価結果を表１〜表３に示す。
表１〜表３の実施例１〜２５及び比較例１〜３の結果から、ガラス基板成形用金型の下型の成形面に複数の溝又は窪みを有することにより、プレス成形後のガラス基板の剥離性が向上し、剥離時の割れやキズの発生を抑制できることが分かる。また、実施例３、８、１１と実施例２３、２４、２５とを比較すると、上型の成形面も複数の溝又は窪みを有することが好ましいことがわかる。また、実施例１〜実施例５を比較すると、溝又は窪みの深さは、０．０２ｍｍ以上０．３ｍｍ以下であることが好ましいといえる。更に、実施例６〜実施例１０を比較すると、溝又は窪みの幅は、０．２ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましいといえる。また、実施例１１〜１６の結果から溝の断面形状として角形状、逆台形状、Ｖ形状、Ｒ形状、多角形状の何れであっても好ましい結果であった。また、実施例１７〜２２の結果から成形面のうち溶融ガラスと接触する面における複数の溝又は窪みの占有する面積率Ｓは、１％〜３０％がより好ましいことがわかる。
１０ ガラス基板成形用金型
１１ 下型
１２ 上型
１３ 第１の成形面
１４ 第２の成形面
２０ 溝
２３ 溶融ガラス
２４ ガラス基板
３０ 情報記録媒体用ガラス基板
５０ 情報記録媒体
１１ 下型
１２ 上型
１３ 第１の成形面
１４ 第２の成形面
２０ 溝
２３ 溶融ガラス
２４ ガラス基板
３０ 情報記録媒体用ガラス基板
５０ 情報記録媒体
Claims (14)
- 上型及び下型を有し、溶融ガラスをプレス成形し情報記録媒体用ガラス基板を製造するガラス基板成形用金型において、
前記下型が、複数の溝又は窪みが略均等に形成されている成形面を有し、
前記溝又は窪みの深さは、０．０２ｍｍ以上０．３ｍｍ以下であることを特徴とするガラス基板成形用金型。 - 前記複数の溝又は窪みは、前記成形面の中心を同心とする複数の円を有するパターン、前記成形面の中心を起点する放射形状を有するパターン及び複数の正６角形を有するパターンのうちの少なくとも１つのパターンが形成されていることを特徴とする請求項１に記載のガラス基板成形用金型。
- 前記複数の溝又は窪みは、前記成形面の中心を同心とする複数の円を有するパターンに形成されていることを特徴とする請求項１に記載のガラス基板成形用金型。
- 前記複数の溝又は窪みは、前記成形面の中心を起点とする放射形状を有するパターンに形成されていることを特徴とする請求項１に記載のガラス基板成形用金型。
- 前記複数の溝又は窪みは、複数の正６角形を有するパターンに形成されていることを特徴とする請求項１に記載のガラス基板成形用金型。
- 前記複数の溝又は窪みは、前記成形面の中心に対して回転対称であるパターンに形成されていることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載のガラス基板成形用金型。
- 前記複数の溝又は窪みの断面形状は、角形状、逆台形状、Ｖ形状、Ｒ形状、多角形状の何れかの形状であることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載のガラス基板成形用金型。
- 前記溝又は窪みの幅は、０．２ｍｍ以上５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載のガラス基板成形用金型。
- 前記成形面のうち前記溶融ガラスと接触する面における前記複数の溝又は窪みが占める面積は、前記成形面のうち前記溶融ガラスと接触する面の１％以上３０％以下であることを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載のガラス基板成形用金型。
- 前記上型が、複数の溝又は窪みが略均等に形成されている成形面を有することを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載のガラス基板成形用金型。
- 請求項１から１０の何れか１項に記載のガラス基板成形用金型を用いてガラス基板を製造するガラス基板の製造方法であって、
前記ガラス基板成形用金型の下型の成形面に溶融ガラスを供給する溶融ガラス供給工程と、
前記下型の成形面に供給された前記溶融ガラスを、前記ガラス基板成形用金型の上型の成形面で加圧しながら冷却してガラス基板を得る加圧工程と、
を有することを特徴とするガラス基板の製造方法。 - 前記ガラス基板は、情報記録媒体用ガラス基板を製造するためのガラス基板であることを特徴とする請求項１１に記載のガラス基板の製造方法。
- 請求項１２に記載のガラス基板の製造方法により製造されたガラス基板を研磨し、情報記録媒体用ガラス基板を製造することを特徴とする情報記録媒体用ガラス基板の製造方法。
- 請求項１３に記載の情報記録媒体用ガラス基板の製造方法により製造された情報記録媒体用ガラス基板に記録層を形成し、情報記録媒体を製造することを特徴とする情報記録媒体の製造方法。
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