JP5837492B2 - 情報記録媒体用ガラス基板 - Google Patents
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Description
SiO2:52〜67%
Al2O3:8〜20%
B2O3:0〜6%(ただし、0を含む)
(ただし、FMO=SiO2+Al2O3+B2O3=70〜85%)
Li2O:0.5〜4%
Na2O:1〜8%
K2O:0〜5%(ただし、0を含む)
(ただし、R2O=Li2O+Na2O+K2O=5〜15%)
MgO:2〜9%
CaO:0.1〜5%
BaO:0〜3%(ただし、0を含む)
SrO:0〜3%(ただし、0を含む)
ZnO:0〜5%(ただし、0を含む)
(ただし、MgO+CaO+BaO+SrO+ZnO=5〜15%)
Y2O3:0〜4%(ただし、0を含む)
La2O3:0〜4%(ただし、0を含む)
Gd2O3:0〜4%(ただし、0を含む)
CeO2:0〜4%(ただし、0を含む)
TiO2:1〜7%
HfO2:0〜2%(ただし、0を含む)
ZrO2:0〜5%(ただし、0を含む)
Nb2O5:0.2〜5%
Ta2O5:0〜5%(ただし、0を含む)
の各ガラス成分を有し、かつ、
Li2O/R2O:0.05〜0.35 ・・・(1)
Li2O/FMO:0.005〜0.035・・・(2)
Li2O/(MgO+ZnO):2未満 ・・・(3)
Nb2O5/SiO2:0.01〜0.075 ・・・(4)
の前記(1)〜(4)の組成関係式を満たすことを特徴とする。
本実施形態における情報記録媒体用ガラス基板は、酸化物基準の重量%表示で、
SiO2:52〜67%
Al2O3:8〜20%
B2O3:0〜6%(ただし、0を含む)
(ただし、FMO=SiO2+Al2O3+B2O3=70〜85%)
Li2O:0.5〜4%
Na2O:1〜8%
K2O:0〜5%(ただし、0を含む)
(ただし、R2O=Li2O+Na2O+K2O=5〜15%)
MgO:2〜9%
CaO:0.1〜5%
BaO:0〜3%(ただし、0を含む)
SrO:0〜3%(ただし、0を含む)
ZnO:0〜5%(ただし、0を含む)
(ただし、MgO+CaO+BaO+SrO+ZnO=5〜15%)
Y2O3:0〜4%(ただし、0を含む)
La2O3:0〜4%(ただし、0を含む)
Gd2O3:0〜4%(ただし、0を含む)
CeO2:0〜4%(ただし、0を含む)
TiO2:1〜7%
HfO2:0〜2%(ただし、0を含む)
ZrO2:0〜5%(ただし、0を含む)
Nb2O5:0.2〜5%
Ta2O5:0〜5%(ただし、0を含む)
の各ガラス成分を有し、かつ、
Li2O/R2O:0.05〜0.35 ・・・(1)
Li2O/FMO:0.005〜0.035・・・(2)
Li2O/(MgO+ZnO):0.2〜2.00・・・(3)
Nb2O5/SiO2:0.010〜0.075・・・(4)
の前記(1)〜(4)の組成関係式を満たすものである。
本実施形態の情報記録媒体用ガラス基板は、骨格成分として、52≦w(SiO2)≦67%の酸化シリコン(SiO2)、8≦w(Al2O3)≦20%の酸化アルミニウム(Al2O3)、含有する場合に0<w(B2O3)≦6%の酸化ホウ素(B2O3)を有し、かつ、SiO2とAl2O3とB2O3との合計量w(FMO)が70≦w(FMO)≦85%であることを要する。なお、本出願書類において「SiO2+Al2O3+B2O3=70〜85%」との表記は、SiO2とAl2O3とB2O3との合計量が70〜85%であることを示す(以下、同様の表記において同意とする)。
本実施形態の情報記録媒体用ガラス基板は、アルカリ成分として、0.5≦w(Li2O)≦4%の酸化リチウム(Li2O)、1≦w(Na2O)≦8%の酸化ナトリウム(Na2O)、含有する場合に0<w(K2O)≦5%の酸化カリウム(K2O)を有し、かつ、Li2OとNa2OとK2Oとの合計量w(R2O)が8〜21%であることを要する。
本実施形態の情報記録媒体用ガラス基板は、2価金属成分として、2≦w(MgO)≦9%の酸化マグネシウム(MgO)、0.1≦w(CaO)≦5%の酸化カルシウム(CaO)、含有する場合に0<w(BaO)≦3%の酸化バリウム(BaO)、含有する場合に0<w(SrO)≦3%の酸化ストロンチウム(SrO)、含有する場合に0<w(ZnO)≦5%の酸化亜鉛(ZnO)を有し、かつ、MgOとCaOとBaOとSrOとZnOとの合計量w(MgO+CaO+BaO+SrO+ZnO)が5〜15%であることを要する。
TiO2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。その添加量が1%未満では充分な剛性の向上および溶融性の改善に対し充分な効果を奏しない。他方、含有量が7%を超えると、ガラスの失透傾向が非常に強くなり、安定した溶融成形ができなくなる。より好ましい範囲は、1.2〜6.5%であり、さらに好ましい範囲は、1.5〜6.0%である。
本実施形態の情報記録媒体用ガラス基板は、その他の任意成分として、含有する場合に0<w(Y2O3)≦4%の酸化イットリウム(Y2O3)、含有する場合に0<w(La2O3)≦4%の酸化ランタン(La2O3)、含有する場合に0<w(Gd2O3)≦4%の酸化ガドリニウム(Gd2O3)、含有する場合に0<w(CeO2)≦4%の酸化セリウム(CeO2)、含有する場合に0<w(HfO2)≦2%の酸化ハフニウム(HfO2)、含有する場合に0<w(ZrO2)≦5%の酸化ジルコニウム(ZrO2)、および、含有する場合に0<w(Ta2O5)≦5%の酸化タンタルを含むことができる。
また、必要に応じて、一般的なケイ酸塩ガラスの添加成分として周知の他の酸化物成分を適量含有させることも可能である。
そして、本実施形態の情報記録媒体用ガラス基板は、上記組成の下、さらに、前記(1)〜(4)の組成関係式を満足することを要する。上記組成の下、さらに、前記(1)〜(4)の組成関係式を満足することで、上述したように、Liを中心としたイオン化傾向エネルギーが低くてガラス構造中でも容易にイオン化するアルカリ元素の挙動を制御することができ、結果的に、情報記録媒体表面でのLiを中心とした、イオン化エネルギーが低くイオン化し易く、さらにイオン半径が小さくい為にガラス構造中でも容易に移動するアルカリ元素の挙動を抑制することができ、雰囲気ガス成分、保護成分および潤滑成分等の周辺成分との反応生成物の発生およびその成長を抑制乃至は防止することが可能となる。この結果、本実施形態の情報記録媒体用ガラス基板は、記録再生の際における情報記録媒体の長期に亘る信頼性をより向上させることができる。
本実施形態の情報記録媒体用ガラス基板の製造方法は、特に限定はなく従来公知の製造方法を用いることができる。例えば、情報記録媒体用ガラス基板を構成する各成分の原料として各々相当する酸化物、炭酸塩、硝酸塩、水酸化物等が使用され、所望の割合に秤量され、粉末で充分に混合して調合原料とされる。この調合原料が、例えば1300〜1550℃に加熱された電気炉中の白金坩堝等に投入され、溶融清澄後、撹拌均質化して予め加熱された鋳型に鋳込まれ、徐冷してガラスブロックとされる。
次に、本実施形態の情報記録媒体用ガラス基板を用いた磁気記録媒体について説明する。
次に、第1〜第40実施例および第A〜第F比較例について説明する。表1〜表9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、混合した後、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分間静置した後、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情報記録媒体用ガラス基板を作製した。この作製した情報記録媒体用ガラス基板について下記物性評価を行なった。その結果も表1〜表9に示す。
加工洗浄した清浄な2.5インチディスクサンプルを150℃に維持したクリーンオーブン内で30時間保持する加速試験を実施した後、清浄な環境下でガラスディスクを超純水30ml中に浸漬し、常温で30分間保持した後、抽出液からディスクを取り出し、抽出操作を行った処理液をICP質量分析装置(商品名:Agilent 7700s アジレントテクノロジー社製)により分析し、ディスク1枚あたりのLi溶出量Aを算出した。
加工洗浄した清浄な2.5インチディスクサンプルをテフロン樹脂製(テフロンは登録商標)の密閉容器内で50mlの超純水に浸漬した後、80℃に維持した恒温槽で24時間保持し溶出処理した、溶出液をICP発光分光分析装置(商品名:SPS7800、セイコーインスツルメンツ社製)により分析処理操作を行い、ディスク一枚あたりのSi溶出量Sを算出した。
示差熱測定装置(商品名:EXSTAR6000、セイコーインスツルメンツ社製)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。
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、自由共振式弾性率測定装置(商品名:JE-RT、日本テクノプラス社製)を用いて、ガラスブロックから80×20×2mmの試験片を作成し、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。
ビッカース硬度試験機(商品名:HM-112、アカシ社製)を用いて、大気中で荷重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。
示差膨張測定装置(商品名:EXSTAR6000、セイコーインスツルメンツ社製)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1〜5において、表1〜5中の数値αに10−7を乗じた数値が測定値である。
レーザーフラッシュ法を用いて、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。
SiO2:52〜67%
Al2O3:8〜20%
B2O3:0〜6%(ただし、0を含む)
(ただし、FMO=SiO2+Al2O3+B2O3=70〜85%)
Li2O:0.5〜4%
Na2O:1〜8%
K2O:0〜5%(ただし、0を含む)
(ただし、R2O=Li2O+Na2O+K2O=5〜15%)
MgO:2〜9%
CaO:0.1〜5%
BaO:0〜3%(ただし、0を含む)
SrO:0〜3%(ただし、0を含む)
ZnO:0〜5%(ただし、0を含む)
(ただし、MgO+CaO+BaO+SrO+ZnO=5〜15%)
Y2O3:0〜4%(ただし、0を含む)
La2O3:0〜4%(ただし、0を含む)
Gd2O3:0〜4%(ただし、0を含む)
CeO2:0〜4%(ただし、0を含む)
TiO2:1〜7%
HfO2:0〜2%(ただし、0を含む)
ZrO2:0〜5%(ただし、0を含む)
Nb2O5:0.2〜5%
Ta2O5:0〜5%(ただし、0を含む)
の各ガラス成分を有し、かつ、
Li2O/R2O:0.05〜0.35 ・・・(1)
Li2O/FMO:0.005〜0.035・・・(2)
Li2O/(MgO+ZnO):2未満 ・・・(3)
Nb2O5/SiO2:0.01〜0.075 ・・・(4)
の前記(1)〜(4)の組成関係式を満たすことを特徴とする。
Claims (7)
- 重量%表示で、
SiO2:52〜67%
Al2O3:8〜20%
B2O3:0〜6%(ただし、0を含む)
(ただし、FMO=SiO2+Al2O3+B2O3=70〜85%)
Li2O:0.5〜4%
Na2O:1〜8%
K2O:0〜5%(ただし、0を含む)
(ただし、R2O=Li2O+Na2O+K2O=5〜15%)
MgO:2〜9%
CaO:0.1〜5%
BaO:0〜3%(ただし、0を含む)
SrO:0〜3%(ただし、0を含む)
ZnO:0〜5%(ただし、0を含む)
(ただし、MgO+CaO+BaO+SrO+ZnO=5〜15%)
Y2O3:0〜4%(ただし、0を含む)
La2O3:0〜4%(ただし、0を含む)
Gd2O3:0〜4%(ただし、0を含む)
CeO2:0〜4%(ただし、0を含む)
TiO2:1〜7%
HfO2:0〜2%(ただし、0を含む)
ZrO2:0〜5%(ただし、0を含む)
Nb2O5:0.2〜5%
Ta2O5:0〜5%(ただし、0を含む)
の各ガラス成分を有し、かつ、
Li2O/R2O:0.05〜0.35 ・・・(1)
Li2O/FMO:0.005〜0.035・・・(2)
Li2O/(MgO+ZnO):2未満・・・(3)
Nb2O5/SiO2:0.01〜0.075・・・(4)
の前記(1)〜(4)の組成関係式を満たし、
アンチモン及びスズを含まないこと
を特徴とする情報記録媒体用ガラス基板。 - ヤング率Eが82GPa以上かつ90GPa未満であり、
比重をρとする場合に、比弾性率E/ρが31以上であり、
ビッカース硬度Hvが550〜650であり、
加工洗浄した前記情報記録媒体用ガラス基板を、150℃で30時間保持する加速試験後におけるLi抽出量Aが2.5インチディスクあたり6ppb以下であり、
加工洗浄した前記情報記録媒体用ガラス基板を50mlの超純水に浸漬したものを、80℃で24時間保持する溶出試験におけるSi溶出量が2.5インチディスクあたり300ppb未満であること
を特徴とする請求項1に記載の情報記録媒体用ガラス基板。 - ガラス転移点Tgが550℃以上650℃未満であること
を特徴とする請求項1または請求項2に記載の情報記録媒体用ガラス基板。 - 25〜100℃での熱膨張係数αが45×10−7〜75×10−7/℃であること
を特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の情報記録媒体用ガラス基板。 - 主表面における応力状態が略均質であること
を特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の情報記録媒体用ガラス基板。 - 熱伝導率βが1〜1.8W/(mK)であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の情報記録媒体用ガラス基板。
- Li 2 O:0.8〜3.5%であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の情報記録媒体用ガラス基板。
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