JP6052936B2 - 情報記録媒体用ガラス基板、情報記録媒体および情報記録装置 - Google Patents
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Description
mol%表示で、
SiO2:63〜70%
Al2O3:4〜10%
B2O3:0〜2%
Li2O:3.5〜10%
Na2O:3〜8%
K2O:0〜2%
MgO:10〜20%
CaO:0〜2%
SrO:0〜2%
BaO:0〜2%
ZnO:0〜2%
TiO2:0.1〜3%
となる含有範囲を満たし、かつ
mol%表示で、
SiO2+Al2O3+B2O3:67〜82%
Li2O+Na2O+K2O:8〜20%
MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO:10〜28%
となる条件を満たし、かつ
0.85≦SiO2/(SiO2+Al2O3+B2O3)≦0.95、
0.3≦Li2O/(Li2O+Na2O+K2O)≦0.7、および
0.8≦MgO/(MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO)≦0.99
という比(「モル比率」を示す)を満たす、ガラス組成からなることを特徴とする。
0.87≦SiO2/(SiO2+Al2O3+B2O3)≦0.95、
0.35≦Li2O/(Li2O+Na2O+K2O)≦0.65、および
0.85≦MgO/(MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO)≦0.99
であることが好ましい。
<情報記録媒体用ガラス基板>
本実施の形態の情報記録媒体用ガラス基板は、ハードディスクドライブ装置等の情報記録装置における情報記録媒体用の基板として用いられるものであり、mol%表示で、
SiO2:63〜70%
Al2O3:4〜10%
B2O3:0〜2%
Li2O:3.5〜10%
Na2O:3〜8%
K2O:0〜2%
MgO:10〜20%
CaO:0〜2%
SrO:0〜2%
BaO:0〜2%
ZnO:0〜2%
TiO2:0.1〜3%
となる含有範囲を満たし、かつ
mol%表示で、
SiO2+Al2O3+B2O3:67〜82%
Li2O+Na2O+K2O:8〜20%
MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO:10〜28%
となる条件を満たし、かつ
0.85≦SiO2/(SiO2+Al2O3+B2O3)≦0.95、
0.3≦Li2O/(Li2O+Na2O+K2O)≦0.7、および
0.8≦MgO/(MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO)≦0.99
という比を満たす、ガラス組成からなることを特徴とする。
本実施の形態のガラス組成を構成する各構成成分について以下説明する。
本実施の形態のガラス組成は、骨格成分としてSiO2を63〜70%、Al2O3を4〜10%、B2O3を0〜2%有し、かつSiO2とAl2O3とB2O3との合計量が67〜82%であることを要する。なお、前述の通り、「SiO2+Al2O3+B2O3:67〜82%」との表記は、SiO2とAl2O3とB2O3との合計量が67〜82%であることを示す(以下、同様の表記において同意とする)。また、mol%表示を、たとえば「63〜70%」というように範囲で示す場合、この範囲は上限および下限の数値を含むものとし、上記の場合「63%以上70%以下」であることを示すものとする。
本実施の形態のガラス組成は、アルカリ成分としてLi2Oを3.5〜10%、Na2Oを3〜8%、K2Oを0〜2%有し、かつLi2OとNa2OとK2Oとの合計量が8〜20%であることを要する。
本実施の形態のガラス組成は、2価金属成分として、MgOを10〜20%、CaOを0〜2%、SrOを0〜2%、BaOを0〜2%、ZnOを0〜2%有し、かつMgOとCaOとSrOとBaOとZnOとの合計量が10〜28%であることを要する。
本実施の形態のガラス組成は、チタン成分としてTiO2を0.1〜3%含有する。TiO2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0.1%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3%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0.5〜2.5%であり、さらに好ましくは1〜2%である。
本実施の形態のガラス組成は、mol%表示で、
Y2O3:0〜1%
ZrO2:0〜2%
La2O3:0〜1%
Nb2O5:0〜1%
Ta2O5:0〜1%
CeO2:0〜1%
SnO2:0〜1%
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り、また、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。
本実施の形態の情報記録媒体用ガラス基板は、以下のような諸特性を有していることが好ましい。
本実施の形態の情報記録媒体用ガラス基板は、記録密度が600Gbit/inch2以上であることが好ましい。高い記録密度が要請されることに応えたものであるが、このように高い記録密度が可能となったのは、上述のように本実施の形態の情報記録媒体用ガラス基板のアルカリ耐久性が向上したことによるものである。
<Si溶出量>
本実施の形態の情報記録媒体用ガラス基板は、40℃のpH11のNaOH水溶液50ml中に30分間浸漬させた場合、Si溶出量が150ppb以下であることが好ましい。Siの溶出量をこのように規定することにより、その表面に磁性層が形成される前にアルカリ溶液を用いてガラス基板の表面がエッチングされる場合においても、表面粗さが悪化することがなく、極めて優れたアルカリ耐久性を示したものとなる。したがって、Si溶出量をこのように規定することにより、シグナルノイズ比の低下を防止することができ、高い記録密度を達成することが可能となる。
本実施の形態の情報記録媒体用ガラス基板は、40℃のpH11のNaOH水溶液に30分間浸漬させた場合、その浸漬の前後における算術平均粗さRaの変化量が0.5Å以下であり、かつ算術平均粗さRaの変化率が30%以下であることが好ましい。情報記録媒体用ガラス基板の表面の算術平均粗さRaの変化量および変化率をこのように規定することにより、その表面に磁性層が形成される前にアルカリ溶液を用いてガラス基板の表面がエッチングされる場合においても、表面粗さが悪化することがなく、極めて優れたアルカリ耐久性を示したものとなる。したがって、算術平均粗さRaの変化量および変化率をこのように規定することにより、シグナルノイズ比の低下を防止することができ、高い記録密度を達成することが可能となる。
本実施の形態の情報記録媒体用ガラス基板は、ヤング率が86GPa以上であり、かつ比重が2.55以下であることが好ましい。ヤング率をこのように規定することにより、フラッタリング特性を良好なものとすることができ、また比重をこのように規定したことにより、情報記録装置においてガラス基板を回転させるモーター(スピンドルモーター)の負荷を低減させることができる。
本実施の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。たとえば、情報記録媒体用ガラス基板を構成するガラス組成の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。
表1〜表2に示したガラス組成(構成成分および比)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後、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。
各実施例および各比較例の情報記録媒体用ガラス基板のヤング率は、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測定した。フラッタリング特性はヤング率と相関がみられ、ヤング率を向上させるとフラッタリング特性は向上した。
各実施例および各比較例の情報記録媒体用ガラス基板の比重は、アルキメデス法により測定した。
各実施例および各比較例の情報記録媒体用ガラス基板を、40℃のpH11のNaOH水溶液50ml中に30分間浸漬させた後、誘導結合プラズマ発光分光分析装置(ICP−AES)(商品名:「SPS3520UV」、エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製)を用いて、溶出液中のSi溶出量を測定した。Si溶出量が少ないものほど、アルカリ耐久性に優れていることを示す。
各実施例および各比較例の情報記録媒体用ガラス基板について、40℃のpH11のNaOH水溶液に30分間浸漬させる前後の算術平均粗さRaを測定し、Raの変化量および変化率を測定した。なお、算術平均粗さRaは、JIS B0601:2001に基づき、原子間力顕微鏡(AFM)(商品名:「Dimension 3100」、Veeco社製)により測定した。
各実施例および各比較例の情報記録媒体用ガラス基板を用いて、レーザードップラー振動計(商品名:「OFV552」、Polytec社製)により回転数を4200rpm〜15000rpmに変えながら面振れの振幅を測定した。測定位置は、各ガラス基板の最外周から内側に1.5mm離れた地点とした。振幅が小さいものほど、フラッタリング特性が良好であることを示す。表3中の「フラッタリング」は、このフラッタリング評価を示している。理論式通り、ヤング率の高いものは、フラッタリング特性も良好であった。
上記で得た各実施例の情報記録媒体用ガラス基板および各比較例の情報記録媒体用ガラス基板に対して、同じ磁性層を以下のようにして形成した。
基板回転数:7200回転/分
測定位置:半径22.4mm
評価ヘッド:熱式浮上量可変素子内蔵型MRヘッド
ヘッド浮上高さの可変量:1nm/10mW
そして該評価は、SNR(シグナルノイズ比)の基準値に対する相対比較量の多寡で評価を行なった。ここで、基準値は以下のものとした。
基準値:以下の組成で実施例および比較例と同様の方法でガラス基板を作製し、かつ磁性層を形成することにより情報記録媒体を得た。
SiO2:67%
Al2O3:9%
MgO:4%
K2O:0.7%
Na2O:11.3%
Li2O:8%
(モル%表示)
そして、このようして作製された情報記録媒体100枚のSNR(シグナルノイズ比)を上記の条件で測定し、その平均値を基準値とした。
Claims (12)
- mol%表示で、
SiO2:63〜70%
Al2O3:4〜10%
B2O3:0.7〜2%
Li2O:3.5〜10%
Na2O:3〜8%
K2O:0.2〜2%
MgO:10〜20%
CaO:0〜2%
SrO:0〜2%
BaO:0〜2%
ZnO:0〜2%
TiO2:0.1〜3%
となる含有範囲を満たし、かつ
mol%表示で、
SiO2+Al2O3+B2O3:67〜82%
Li2O+Na2O+K2O:8〜20%
MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO:10〜28%
となる条件を満たし、かつ
0.85≦SiO2/(SiO2+Al2O3+B2O3)≦0.95、
0.3≦Li2O/(Li2O+Na2O+K2O)≦0.7、および
0.8≦MgO/(MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO)≦0.99
という比を満たす、ガラス組成からなる情報記録媒体用ガラス基板。 - 前記比は、
0.87≦SiO2/(SiO2+Al2O3+B2O3)≦0.95
である、請求項1に記載の情報記録媒体用ガラス基板。 - 前記比は、
0.35≦Li2O/(Li2O+Na2O+K2O)≦0.65
である、請求項1または2に記載の情報記録媒体用ガラス基板。 - 前記比は、
0.85≦MgO/(MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO)≦0.99
である、請求項1〜3のいずれかに記載の情報記録媒体用ガラス基板。 - 前記情報記録媒体用ガラス基板は、その厚みが0.635mm以下である、請求項1〜4のいずれかに記載の情報記録媒体用ガラス基板。
- 前記情報記録媒体用ガラス基板は、40℃のpH11のNaOH水溶液50ml中に30分間浸漬させた場合、Si溶出量が150ppb以下である、請求項1〜5のいずれかに記載の情報記録媒体用ガラス基板。
- 前記情報記録媒体用ガラス基板は、40℃のpH11のNaOH水溶液に30分間浸漬させた場合、その浸漬の前後における算術平均粗さRaの変化量が0.5Å以下であり、かつ算術平均粗さRaの変化率が30%以下である、請求項1〜6のいずれかに記載の情報記録媒体用ガラス基板。
- 前記情報記録媒体用ガラス基板は、ヤング率が86GPa以上である、請求項1〜7のいずれかに記載の情報記録媒体用ガラス基板。
- 前記情報記録媒体用ガラス基板は、比重が2.55以下である、請求項1〜8のいずれかに記載の情報記録媒体用ガラス基板。
- 請求項1〜9のいずれかに記載の情報記録媒体用ガラス基板の表面に少なくとも磁性膜が形成されている情報記録媒体。
- 前記情報記録媒体の記録密度は600Gbit/inch2以上である、請求項10に記載の情報記録媒体。
- 請求項10または11に記載の情報記録媒体が搭載された情報記録装置。
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