JP6084577B2 - Ｈｄｄ用ガラス基板 - Google Patents
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Description
本発明は、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）用ガラス基板に関する。
近年、ＨＤＤの記憶容量が飛躍的に増大することに伴い、１ビットに費やす媒体の記録面積を小さくしていくことが必要不可欠となっている。また、それに比例させて記録用の磁性粒子サイズも微細化しなければならないのだが、微細化により記録した磁化の向きを一方向に保つエネルギーが小さくなり、熱エネルギーの影響を受けやすくなるという問題がある。
そこで、磁化の向きを安定化させるために磁性粒子を磁気異方性エネルギーの高いＦｅ−Ｐｔ系磁性材料に変える必要がある。しかしながら、このＦｅ−Ｐｔ系磁性材料は記録媒体を形成するための製造工程における成膜時において高温熱処理を施すことが必要不可欠とされている。
このため、この磁性材料を保持するためのガラス基板においても、高い耐熱性が要求される。一般に、高い耐熱性を有するガラス基板としては、種々のガラス組成のものが提案されている（特開２００５−０１５３２８号公報（特許文献１）、特開２００５−３１４１５９号公報（特許文献２）、特開平１０−１５８０２８号公報（特許文献３））。
高い耐熱性を有するとして提案される上記のようなガラス組成は、いずれも高比重となって比弾性率（Ｅ／ρ、Ｅ：ヤング率、ρ：比重）が低くなる傾向があり、ＨＤＤのフラッタリング特性に悪影響を及ぼすという問題がある。
本発明は、上記のような現状に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、高い耐熱性と高い比弾性率とを両立させることにより、優れた耐熱性と優れたフラッタリング特性とを兼備したＨＤＤ用ガラス基板を提供することにある。
本発明のＨＤＤ用ガラス基板は、ｍｏｌ％表示で、
ＳｉＯ2：６０〜７５％
Ａｌ2Ｏ3：０．１〜６％
Ｂ2Ｏ3：０〜３％
Ｌｉ2Ｏ：０．１〜５％
Ｎａ2Ｏ：０．１〜６％
Ｋ2Ｏ：０．１〜５％
ＭｇＯ：５〜１８％
ＣａＯ：０．１〜１０％
ＺｎＯ：０〜５％
ＴｉＯ2：０〜５％
ＺｒＯ2：０．１〜５％
となる含有範囲を有し、かつ
０．０１＜（ＺｒＯ2＋ＴｉＯ2）／（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3＋Ｂ2Ｏ3）＜０．１５、
０．１＜Ｌｉ2Ｏ／（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）＜０．８、および
０．３ｍｏｌ％＜（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）＜１５ｍｏｌ％
という条件を満たすガラス組成からなることを特徴とする。
ＳｉＯ2：６０〜７５％
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ＺｎＯ：０〜５％
ＴｉＯ2：０〜５％
ＺｒＯ2：０．１〜５％
となる含有範囲を有し、かつ
０．０１＜（ＺｒＯ2＋ＴｉＯ2）／（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3＋Ｂ2Ｏ3）＜０．１５、
０．１＜Ｌｉ2Ｏ／（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）＜０．８、および
０．３ｍｏｌ％＜（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）＜１５ｍｏｌ％
という条件を満たすガラス組成からなることを特徴とする。
ここで、上記ＨＤＤ用ガラス基板は、熱アシスト記録向けＨＤＤ用ガラス基板であることが好ましい。
また、本発明のＨＤＤ用ガラス基板は、ｍｏｌ％表示で、
ＳｉＯ2：６３〜７２％
Ａｌ2Ｏ3：１〜５％
Ｂ2Ｏ3：０〜２％
Ｌｉ2Ｏ：１〜４％
Ｎａ2Ｏ：１〜５％
Ｋ2Ｏ：０．１〜４％
ＭｇＯ：８〜１５％
ＣａＯ：１〜８％
ＺｎＯ：０〜３％
ＴｉＯ2：０〜３％
ＺｒＯ2：１〜４％
となる含有範囲を有し、かつ
０．０３＜（ＺｒＯ2＋ＴｉＯ2）／（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3＋Ｂ2Ｏ3）＜０．１２、
０．２＜Ｌｉ2Ｏ／（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）＜０．７、および
２．１ｍｏｌ％＜（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）＜１３ｍｏｌ％
という条件を満たすガラス組成からなることが好ましい。
ＳｉＯ2：６３〜７２％
Ａｌ2Ｏ3：１〜５％
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ＴｉＯ2：０〜３％
ＺｒＯ2：１〜４％
となる含有範囲を有し、かつ
０．０３＜（ＺｒＯ2＋ＴｉＯ2）／（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3＋Ｂ2Ｏ3）＜０．１２、
０．２＜Ｌｉ2Ｏ／（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）＜０．７、および
２．１ｍｏｌ％＜（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）＜１３ｍｏｌ％
という条件を満たすガラス組成からなることが好ましい。
また、上記ガラス組成は、ＢａＯを含有しないことが好ましく、上記ＨＤＤ用ガラス基板は、化学強化工程を経て製造されることが好ましい。
本発明のＨＤＤ用ガラス基板は、上記のような構成を有することにより、高い耐熱性と高い比弾性率とを両立し、以って優れた耐熱性と優れたフラッタリング特性とを兼備するという優れた効果を示す。
以下、本発明に係る実施の形態について、さらに詳細に説明する。
＜ＨＤＤ用ガラス基板＞
本発明のＨＤＤ用ガラス基板は、ｍｏｌ％（モル％）表示で、
ＳｉＯ2：６０〜７５％
Ａｌ2Ｏ3：０．１〜６％
Ｂ2Ｏ3：０〜３％
Ｌｉ2Ｏ：０．１〜５％
Ｎａ2Ｏ：０．１〜６％
Ｋ2Ｏ：０．１〜５％
ＭｇＯ：５〜１８％
ＣａＯ：０．１〜１０％
ＺｎＯ：０〜５％
ＴｉＯ2：０〜５％
ＺｒＯ2：０．１〜５％
となる含有範囲を有し、かつ
０．０１＜（ＺｒＯ2＋ＴｉＯ2）／（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3＋Ｂ2Ｏ3）＜０．１５、
０．１＜Ｌｉ2Ｏ／（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）＜０．８、および
０．３ｍｏｌ％＜（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）＜１５ｍｏｌ％
という条件を満たすガラス組成からなることを特徴とする。なお、本発明においては、ガラス組成を示す「％」表示は特に断らない限り「ｍｏｌ％」を示すものとする。また、「ＺｒＯ2＋ＴｉＯ2」等のような化学式の加算表記は、そのような化学式で示される成分の合計量を示すものとする。たとえば、「ＺｒＯ2＋ＴｉＯ2」とはＺｒＯ2とＴｉＯ2との合計量を示す。
＜ＨＤＤ用ガラス基板＞
本発明のＨＤＤ用ガラス基板は、ｍｏｌ％（モル％）表示で、
ＳｉＯ2：６０〜７５％
Ａｌ2Ｏ3：０．１〜６％
Ｂ2Ｏ3：０〜３％
Ｌｉ2Ｏ：０．１〜５％
Ｎａ2Ｏ：０．１〜６％
Ｋ2Ｏ：０．１〜５％
ＭｇＯ：５〜１８％
ＣａＯ：０．１〜１０％
ＺｎＯ：０〜５％
ＴｉＯ2：０〜５％
ＺｒＯ2：０．１〜５％
となる含有範囲を有し、かつ
０．０１＜（ＺｒＯ2＋ＴｉＯ2）／（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3＋Ｂ2Ｏ3）＜０．１５、
０．１＜Ｌｉ2Ｏ／（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）＜０．８、および
０．３ｍｏｌ％＜（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）＜１５ｍｏｌ％
という条件を満たすガラス組成からなることを特徴とする。なお、本発明においては、ガラス組成を示す「％」表示は特に断らない限り「ｍｏｌ％」を示すものとする。また、「ＺｒＯ2＋ＴｉＯ2」等のような化学式の加算表記は、そのような化学式で示される成分の合計量を示すものとする。たとえば、「ＺｒＯ2＋ＴｉＯ2」とはＺｒＯ2とＴｉＯ2との合計量を示す。
本発明のＨＤＤ用ガラス基板は、上記の構成を有することにより、高い耐熱性と高い比弾性率とを示し、以って優れた耐熱性と優れたフラッタリング特性とを兼備するという優れた効果を示す。このような優れた効果は、当該ガラス組成を構成する各成分の以下に説明する作用が相乗的に奏されることにより達成されるものである。
なお、当該ガラス組成は、不可避不純物を除き上記に示された成分のみで構成されることが好ましい。この点、本発明のガラス組成は、ＢａＯを含有していないことを特徴の一つとしている。ＢａＯを含有すると耐熱性が大きく低下するとともに、比弾性率の低下をも招き、このためフラッタリング特性をも悪化させるためである。
なお、フラッタリング特性と比弾性率とは、次のような関係を有する。
すなわち、まずＨＤＤ用ガラス基板（ディスク）のフラッタリング量は、ディスクの固有振動がドライブ内の気流によって働く力Ｆの周波数に一致するときに増加する。強制振動の１次元モデルより考察すると、共鳴した時のフラッタリング量Ｘは、
すなわち、まずＨＤＤ用ガラス基板（ディスク）のフラッタリング量は、ディスクの固有振動がドライブ内の気流によって働く力Ｆの周波数に一致するときに増加する。強制振動の１次元モデルより考察すると、共鳴した時のフラッタリング量Ｘは、
で表わされる。さらに固有振動数ωnは比弾性率の１／２乗に比例するのが一般的に知られており、下記の式で表わされる。
よって、比弾性率Ｅ／ρが高い方がディスクのフラッタリング量Ｘを低減できることがわかる。なお、フラッタリング特性に優れるとは、このフラッタリング量が小さくなることをいう。
上記のような特性を示す本発明のＨＤＤ用ガラス基板は、特に熱アシスト記録向けＨＤＤ用ガラス基板として好適である。熱アシスト記録は、磁気記録媒体を局所的に加熱しながら情報記録を行なうものであるが、特に高密度記録を実現するために上記のようなＦｅ−Ｐｔ系磁性材料の使用が要求されることから、ガラス基板に対しても特に高い耐熱性が要求されるためである。
なお、本発明のＨＤＤ用ガラス基板は、円盤状の形状を有することが好ましく、これによりＨＤＤに組み付けられるのに適したものとなる。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、０．８ｍｍ、０．６３５ｍｍ、あるいはそれ以下といった薄型とすることもできる。
＜ガラス組成＞
本発明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。
本発明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。
本発明のガラス組成を構成するＳｉＯ2は、ガラスの網目構造を形成する重要な成分である。本発明のガラス組成では、このようなＳｉＯ2を６０〜７５％（本発明におけるこのような数値範囲の表記は下限値および上限値がその範囲に含まれることを意味する。よって「６０〜７５％」とは「６０％以上７５％以下」を示す）の範囲で含有する。
ＳｉＯ2の含有量が６０％未満ではガラス形成が困難となり、化学的耐久性が悪化する恐れがある。逆に７５％を超えると溶融温度が高くなりすぎてしまう。ＳｉＯ2のより好ましい含有範囲は、６３〜７２％である。
Ａｌ2Ｏ3は、ＳｉＯ2と共に網目構造を形成する重要な成分であり、耐熱性を向上させるだけではなく、イオン交換性能を向上させる働きを有している。Ａｌ2Ｏ3の含有量が０．１％未満では、化学的耐久性やイオン交換性能が低下する恐れがある。逆に６％を超えると、イオン交換性能が低下し、更に液相温度と溶融温度の上昇を招き成形性が低下してしまう。このためＡｌ2Ｏ3のガラス組成中における含有範囲（含有量）は０．１〜６％の範囲とすることが必要である。その中でも好ましくは１〜５％の範囲である。
Ｂ2Ｏ3は、ＳｉＯ2と共に網目構造を形成する重要な成分であり、溶融温度を低下させる働きを有しているので必要に応じて含有させる。その含有量が３％を超えると、耐熱性の指標となるＴｇ（ガラス転移点）が低下してしまう。このため、高いＴｇを有し優れた耐熱性を具備するためにはＢ2Ｏ3の含有範囲は０〜３％の範囲とすることが必要である。その中でも好ましくは０〜２％の範囲である。
Ｌｉ2Ｏは、ヤング率を向上させ、以って比重も低いため比弾性率を向上させる作用を有し、更にイオン交換による化学強化処理を施すために必要な成分である。化学強化処理においては、ガラス組成中のＬｉ+イオンが、化学強化処理液中のＮａ+イオンやＫ+イオンとイオン交換されることによってガラス基板が強化される。Ｌｉ2Ｏの含有量が０．１％より少ないと、ヤング率を向上させる効果が十分に得られず、更にイオン交換性能が低下してしまう。逆に５％を超えると、Ｔｇが低下してしまう。そのため、Ｌｉ2Ｏの含有範囲は０．１〜５％の範囲とすることが必要である。その中でも好ましくは１〜４％の範囲である。
Ｎａ2Ｏは、イオン交換による化学強化処理を施すために必要な成分である。化学強化処理においては、ガラス組成中のＮａ+イオンが、化学強化処理液中のＫ+イオンとイオン交換されることによってガラス基板が強化される。Ｎａ2Ｏの含有量が０．１％より少ないと、このイオン交換性能が低下すると共に、溶融性および耐失透性が悪化する。逆に６％を超えると、化学的耐久性が低下してしまう。そのためＮａ2Ｏの含有範囲は０．１〜６％の範囲とすることが必要である。その中でも好ましくは１〜５％の範囲である。
Ｋ2Ｏは、溶融性を改善する効果を持っている。Ｋ2Ｏの含有量が０．１％未満では溶融性を改善する効果が得られず、逆に５％を超えるとＴｇが低下し、ヤング率も低下してしまう。そのためＫ2Ｏの含有範囲は０．１〜５％の範囲とした。その中でも好ましくは０．１〜４％の範囲である。
そして、本発明においては、Ｌｉ2ＯとＮａ2ＯとＫ2Ｏとの合計量（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）を、０．３ｍｏｌ％を超え１５ｍｏｌ％未満となる範囲とすることを要する。この合計量が０．３％以下であると十分な溶融性の改善効果が得られず、またアルカリ混合効果も得られないため化学的耐久性も低下する。逆に合計量が１５％以上になるとＴｇが低下し十分な耐熱性が得られない。より好ましくは２．１％を超え１３％未満となる範囲である。
ＭｇＯは、ヤング率を上げると共に溶融性を改善する効果を持っている。ＭｇＯの含有量が５％未満では、ヤング率を上げる効果と溶融性を改善する効果が得られず、逆に含有量が１８％を超えるとガラス構造が不安定となり、耐失透性が悪化してしまう。そのためＭｇＯの含有範囲は５〜１８％の範囲とした。その中でも好ましくは８〜１５％の範囲である。
ＣａＯは、線熱膨張係数およびヤング率を上げると共に溶融性を改善する効果を持つ。ＣａＯの含有量が０．１％未満では線熱膨張係数およびヤング率を上げる効果が十分に得られず、逆に含有量が１０％を超えるとガラス構造が不安定となり、耐失透性が悪化してしまう。そのためＣａＯの含有範囲は０．１〜１０％の範囲とした。その中でも好ましくは１〜８％の範囲である。
ＺｎＯは、ヤング率を上げると共に溶融性を改善する効果を持つので必要に応じて含有させる。ＺｎＯの含有量が５％を超えるとガラス構造が不安定となり、耐失透性が悪化してしまう。そのためＺｎＯの含有範囲は０〜５％の範囲とした。その中でも好ましくは０〜３％の範囲である。
ＴｉＯ2は、高温粘性を軟化させると共に剛性を上げる効果を持つので、必要に応じて含有させる。しかし、ＴｉＯ2の含有量が５％を超えると、耐失透性が悪化してしまう。そのためＴｉＯ2の含有範囲は０〜５％の範囲とした。その中でも好ましくは０〜３％の範囲である。
ＺｒＯ2は、耐熱性を向上させると共にヤング率を向上させる効果を持つ。ＺｒＯ2の含有量が０．１％未満では、耐熱性を向上させる効果と、ヤング率を向上させる効果が十分に得られず、５％を超えると、耐失透性が悪化してしまう。そのため、ＺｒＯ2の含有量は０．１〜５％の範囲とした。その中でも好ましくは１〜４％の範囲である。
そして、本発明においては、ＺｒＯ2とＴｉＯ2との合計量と、ＳｉＯ2とＡｌ2Ｏ3とＢ2Ｏ3との合計量との比（（ＺｒＯ2＋ＴｉＯ2）／（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3＋Ｂ2Ｏ3））を０．０１を超え０．１５未満となる範囲とすることが重要である。この比は、ガラスの骨格成分に対するガラスの剛性と耐熱性を向上させる成分の比を示し、この比が０．０１以下であると、十分な剛性と耐熱性が得られなくなる。また、この比が０．１５以上であると比重が大きくなり過ぎ、比弾性率が低下するとともにガラス構造が不安定化して化学的耐久性や破壊靭性の低下を招く。この比は、より好ましくは０．０３を超え０．１２未満となる範囲である。
さらに本発明においては、Ｌｉ2ＯとＮａ2ＯとＫ2Ｏとの合計量に対するＬｉ2Ｏの比（Ｌｉ2Ｏ／（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ））を、０．１を超え０．８未満となる範囲とすることを要する。この比は、アルカリ成分の合計量に対するＬｉ2Ｏの比であり、この比が０．１以下であると、十分な比弾性率が得られない。またこの比が０．８以上であると十分な耐熱性が得られない。この比は、より好ましくは０．２を超え０．７未満となる範囲である。
上記の各構成成分の説明から明らかなように、本発明のガラス組成は、各構成成分の含有範囲を特定の範囲としかつそのうちの特定の構成成分の含有比率を特定範囲としたことにより、耐熱性と比弾性率とをバランスよく向上させたことを特徴とするものである。したがって、本発明のガラス組成は、Ｔｇが６５０℃以上となり、比弾性率が３２．０ＧＰａ・ｃｍ3／ｇ以上となる特性を示すことができる。したがって、本発明のガラス組成で構成されるＨＤＤ用ガラス基板は、優れた耐熱性と優れたフラッタリング特性を示したものとなる。
＜好適な組成＞
本発明のＨＤＤ用ガラス基板は、上記で説明したとおり、ｍｏｌ％表示で、
ＳｉＯ2：６３〜７２％
Ａｌ2Ｏ3：１〜５％
Ｂ2Ｏ3：０〜２％
Ｌｉ2Ｏ：１〜４％
Ｎａ2Ｏ：１〜５％
Ｋ2Ｏ：０．１〜４％
ＭｇＯ：８〜１５％
ＣａＯ：１〜８％
ＺｎＯ：０〜３％
ＴｉＯ2：０〜３％
ＺｒＯ2：１〜４％
となる含有範囲を有し、かつ
０．０３＜（ＺｒＯ2＋ＴｉＯ2）／（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3＋Ｂ2Ｏ3）＜０．１２、
０．２＜Ｌｉ2Ｏ／（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）＜０．７、および
２．１ｍｏｌ％＜（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）＜１３ｍｏｌ％
という条件を満たすガラス組成からなることが好ましく、本発明の好適な実施態様とすることができる。
本発明のＨＤＤ用ガラス基板は、上記で説明したとおり、ｍｏｌ％表示で、
ＳｉＯ2：６３〜７２％
Ａｌ2Ｏ3：１〜５％
Ｂ2Ｏ3：０〜２％
Ｌｉ2Ｏ：１〜４％
Ｎａ2Ｏ：１〜５％
Ｋ2Ｏ：０．１〜４％
ＭｇＯ：８〜１５％
ＣａＯ：１〜８％
ＺｎＯ：０〜３％
ＴｉＯ2：０〜３％
ＺｒＯ2：１〜４％
となる含有範囲を有し、かつ
０．０３＜（ＺｒＯ2＋ＴｉＯ2）／（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3＋Ｂ2Ｏ3）＜０．１２、
０．２＜Ｌｉ2Ｏ／（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）＜０．７、および
２．１ｍｏｌ％＜（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）＜１３ｍｏｌ％
という条件を満たすガラス組成からなることが好ましく、本発明の好適な実施態様とすることができる。
＜製造方法＞
本発明のＨＤＤ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、ＨＤＤ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。
本発明のＨＤＤ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、ＨＤＤ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。
そして、この調合原料が、たとえば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、ガラス転移点付近の温度で１〜３時間保持された後に、徐冷して歪み取りが行なわれる。
続いて、この得られたガラスブロックは、円盤形状にスライスされて、内周および外周を同心円としてコアドリルを用いて切り出される。あるいは、溶融ガラスをプレス成形して円盤状に成形される。そして、このようにして得られた円盤状のガラス基板は、さらにその両面を粗研磨および精密研磨された後、水、酸、アルカリの少なくとも１つの液で洗浄されて最終的なＨＤＤ用ガラス基板とされる。
なお、上記過程において、両面に対し粗研磨および精密研磨を行なった後に、硝酸カリウム（５０ｗｔ％）と硝酸ナトリウム（５０ｗｔ％）との混合溶液に浸漬させることによりガラス基板の表面に対し化学強化を行なうことができる。あるいは、粗研磨または精密研磨の前に化学強化を行ない、その後、いずれかの研磨過程においてイオン交換層を除去してもよい（しかし、この場合でも端面には引続きイオン交換層は残存する）。
このようにアルカリを含む溶液にガラス基板（前駆体）を浸漬する操作は、一般に化学強化工程と呼ばれ、ガラス基板前駆体に含まれるリチウムイオンやナトリウムイオン等のアルカリ金属イオンをそれよりイオン半径の大きなカリウムイオン等のアルカリ金属イオンに置換するイオン交換工程である。イオン半径の違いによって生じる歪みにより、イオン交換された領域を中心に圧縮応力が発生し、その領域においてガラス基板前駆体の表面が強化される。このような化学強化処理液としては、たとえば、上記のような硝酸塩を含む溶液が挙げられる。
本発明のＨＤＤ用ガラス基板は、このような化学強化工程を経て製造されるものであることが好ましい。なお、上記の説明では、化学強化工程は粗研磨および精密研磨工程と前後して行なわれているが、製造工程のいずれの段階において化学強化工程を行なうかは特に限定されない。また、上記のように化学強化工程により形成されるイオン交換層は、最終のガラス基板に残存するものであっても良いし、除去されていても良い。イオン交換層が残存する場合、該層の組成は本発明のガラス組成とは異なる場合が生じ得るが、本発明のガラス組成はイオン交換層以外の部分を基準とするものとする。
なお、本発明のＨＤＤ用ガラス基板は、上記のような製造方法により製造された後、記録層としての磁性層（磁性膜）が形成され、情報記録媒体（磁気記録媒体）とされる。この情報記録媒体は、ＨＤＤに組み込んで使用することができる。
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。
＜実施例１〜１０および比較例１〜７＞
以下の表１および表２に記載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。
以下の表１および表２に記載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、治具にそのガラス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（Ｔｇ）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。
次に、このようにして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、両面に対し粗研磨および精密研磨を行ない、その後洗浄を行なうことにより実施例および比較例のＨＤＤ用ガラス基板を作製した。なお、比較例のＨＤＤ用ガラス基板は、本発明のガラス組成を有さないものである。
このようにして作製したＨＤＤ用ガラス基板について下記物性評価を行なうとともに、以下の試験（耐熱テストおよびドライブテスト）を行なった。これらの結果を以下の表１および表２に示す。
＜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。
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。
＜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。
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。
＜耐熱テスト＞
各実施例および各比較例のＨＤＤ用ガラス基板に対して、大気中で６５０℃で１時間の熱処理を施した後、各ＨＤＤ用ガラス基板に変形が発生しているか否かを確認した。
各実施例および各比較例のＨＤＤ用ガラス基板に対して、大気中で６５０℃で１時間の熱処理を施した後、各ＨＤＤ用ガラス基板に変形が発生しているか否かを確認した。
変形発生の有無の確認は、白色光干渉式表面形状測定機（商品名：「Optiflat」、Phase Shift Technology社製)を用いてガラス基板の平坦度を測定することにより行なった。そして、平坦度が５μｍ以下の場合を「Ａ」、５μｍを超え５０μｍ未満の場合を「Ｂ」、５０μｍ以上の場合を「Ｃ」として評価した。平坦度の数値が小さいものほど平坦であることを示しており、耐熱性に優れていることを示す。
なお、本テストで採用した熱処理の条件は、磁気異方性エネルギーの高いＦｅ−Ｐｔ系磁性材料を成膜する条件を想定したものである。
＜ドライブテスト＞
各実施例および各比較例のＨＤＤ用ガラス基板に対して、常法に基づきＣｏ−Ｃｒの磁性層を形成することにより磁気記録媒体（磁気ディスク）を作製した。そして、この磁気ディスクをＨＤＤに搭載して１５０００ｒｐｍの高速回転で５分間回転させた場合に、磁気ディスクのたわみにより磁気ヘッドが読み取り信号位置から外れるＴＭＲ(Track MisRegistration)による読み取りエラーが発生するか否かを確認した。
各実施例および各比較例のＨＤＤ用ガラス基板に対して、常法に基づきＣｏ−Ｃｒの磁性層を形成することにより磁気記録媒体（磁気ディスク）を作製した。そして、この磁気ディスクをＨＤＤに搭載して１５０００ｒｐｍの高速回転で５分間回転させた場合に、磁気ディスクのたわみにより磁気ヘッドが読み取り信号位置から外れるＴＭＲ(Track MisRegistration)による読み取りエラーが発生するか否かを確認した。
そして、エラーが発生しなかったものを「Ａ」、エラーが１回以上５回未満発生したものを「Ｂ」、エラーが５回以上発生したものを「Ｃ」として評価した。エラーが発生しないものほど、フラッタリング特性に優れていることを示す。
なお、表２中、比較例６の耐熱テストおよびドライブテスト等の項が空欄となっているのは、ガラス組成中に占めるＡｌ2Ｏ3の含有量が高いため、溶融温度が高くなり溶融時の粘度が上昇することからガラス基板を成形できず、以って各テストを実施できなかったことを示す。
表１および表２より明らかなように、各実施例のＨＤＤ用ガラス基板は、各比較例のＨＤＤ用ガラス基板に比し、耐熱テストおよびドライブテストの両者で優れた結果を示した。よって、本発明のＨＤＤ用ガラス基板が優れた耐熱性と優れたフラッタリング特性とを兼備していることが確認できた。
以上のように本発明の実施の形態および実施例について説明を行なったが、上述の各実施の形態および実施例の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。
今回開示された実施の形態および実施例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。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、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。
Claims (6)
- ｍｏｌ％表示で、
ＳｉＯ2：６０〜７５％
Ａｌ2Ｏ3：０．１〜６％
Ｂ2Ｏ3：０〜３％
Ｌｉ2Ｏ：０．１〜５％
Ｎａ2Ｏ：０．１〜６％
Ｋ2Ｏ：０．１〜５％
ＭｇＯ：５〜１８％
ＣａＯ：０．１〜１０％
ＺｎＯ：０〜５％
ＴｉＯ2：０〜３％
ＺｒＯ2：０．１〜５％
となる含有範囲を有し、かつ
０．０１＜（ＺｒＯ2＋ＴｉＯ2）／（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3＋Ｂ2Ｏ3）＜０．１５、
０．１＜Ｌｉ2Ｏ／（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）＜０．８、および
０．３ｍｏｌ％＜（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）＜１５ｍｏｌ％
という条件を満たし、かつＴｇ≧６５０℃であるガラス組成からなる、ＨＤＤ用ガラス基板。 - 前記ＨＤＤ用ガラス基板は、熱アシスト記録向けＨＤＤ用ガラス基板である、請求項１記載のＨＤＤ用ガラス基板。
- ｍｏｌ％表示で、
ＳｉＯ2：６３〜７２％
Ａｌ2Ｏ3：１〜５％
Ｂ2Ｏ3：０〜２％
Ｌｉ2Ｏ：１〜４％
Ｎａ2Ｏ：１〜５％
Ｋ2Ｏ：０．１〜４％
ＭｇＯ：８〜１５％
ＣａＯ：１〜８％
ＺｎＯ：０〜３％
ＴｉＯ2：０〜３％
ＺｒＯ2：１〜４％
となる含有範囲を有し、かつ
０．０３＜（ＺｒＯ2＋ＴｉＯ2）／（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3＋Ｂ2Ｏ3）＜０．１２、
０．２＜Ｌｉ2Ｏ／（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）＜０．７、および
２．１ｍｏｌ％＜（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）＜１３ｍｏｌ％
という条件を満たすガラス組成からなる、請求項１または２に記載のＨＤＤ用ガラス基板。 - 前記ガラス組成は、ＢａＯを含有しない、請求項１〜３のいずれかに記載のＨＤＤ用ガラス基板。
- 前記ＨＤＤ用ガラス基板の少なくとも端面に圧縮応力が発生している、請求項１〜４のいずれかに記載のＨＤＤ用ガラス基板。
- 請求項１〜５のいずれかに記載のＨＤＤ用ガラス基板の表面に少なくとも磁性膜を有する、磁気ディスク。
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