JP7103219B2 - 磁気記録媒体用ガラス、磁気記録媒体用ガラス基板および磁気ディスク - Google Patents

Description

本発明は、磁気ディスクまたは光ディスク等の磁気記録媒体に用いられるガラス、該ガラスからなるガラス基板および磁気ディスクに関する。

近年、ハードディスクドライブの記憶容量の増大に伴い、高記録密度化がハイペースで進行している。しかし、高記録密度化に伴い、磁性粒子の微細化が熱安定性を損ない、クロストークや再生信号のＳＮ比低下が問題となっている。そこで、光と磁気の融合技術として熱アシスト磁気記録技術が注目されている。

熱アシスト磁気記録技術は、磁気記録層にレーザ光または近接場光を照射して局所的に加熱した部分の保磁力を低下させた状態で外部磁界を印加して記録し、ＧＭＲ素子等で記録磁化を読み出す技術である。熱アシスト磁気記録技術によれば、高保磁力媒体に記録できるため、熱安定性を保ちながら磁性粒子を微細化することが可能となる。

熱アシスト磁気記録技術により高保磁力媒体を多層膜にして基板上に成膜するには、基板を６００℃超の高温において十分に加熱する必要があり、ガラス基板の温度分布に起因する熱割れを低減するために高い耐熱性および高い耐熱衝撃性を示す基板が求められる。本発明における耐熱衝撃性とは、熱衝撃に対する割れにくさを示す特性である。

高い耐熱衝撃性を示すガラスとして、例えば、特許文献１にはＳｉＯ_２：４５～７５％、Ａｌ_２Ｏ_３：１～２０％、Ｂ_２Ｏ_３：０～８％（ただし、ゼロを含む）、ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３：６０～９０％、Ｒ_２Ｏ（Ｒ＝Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ）の総量：０～２０％（ただし、ゼロを含む）、Ｒ’Ｏ（Ｒ’＝Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ）の総量：０～２０％（ただし、ゼロを含む）、ＴｉＯ_２＋ＺｒＯ_２＋Ｌｎ_ｘＯ_ｙ：０～１２％（ただしゼロを含む、またＬｎ_ｘＯ_ｙはランタノイド金属酸化物及びＹ_２Ｏ_３、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｔａ_２Ｏ_５からなる群より選ばれた少なくとも１つの化合物を意味する）の各ガラス成分を有することを特徴とするガラス組成物を用いて作製されたことを特徴とするガラス基板が開示されている。

日本国特開２００４－３５２５７１号公報

しかし、特許文献１ではヤング率が大きい基板ほど熱衝撃度数が高く、高い耐熱衝撃性を示す、と記載されているが、ヤング率が高い基板であっても基板内の温度分布が大きくなる場合には割れてしまうという問題がある。また、特許文献１に開示されるガラスはガラス転移点が６００℃未満であり、そもそもガラス転移点が６００℃を超える高温での基板の加熱に問題がある。

したがって、本発明は、ガラス転移点を６５０℃以上と高くしたとしても、６００℃超でガラス基板を加熱する工程におけるガラス基板の温度分布に起因する熱割れを低減させることのできる磁気記録媒体用ガラス、該ガラスからなる磁気記録媒体用ガラス基板および磁気ディスクを提供することを目的とする。

本発明者らは、ガラス組成を最適な範囲で制御し、アルカリ土類金属酸化物およびアルカリ金属酸化物の量的関係を特定化することにより上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。

すなわち本発明は、以下の通りである。
１．ガラス組成が、酸化物基準のモル百分率表示で、ＳｉＯ_２を５５～８０％、Ｂ_２Ｏ_３を０～１２％、Ａｌ_２Ｏ_３を６～１８％、ＭｇＯを０～１８％、ＣａＯを０％～１２％、ＳｒＯを０～１２％、ＢａＯを０～９％、ＺｒＯ_２を０～４％、Ｌｉ_２Ｏを０～４％、Ｎａ_２Ｏを０～１０％、Ｋ_２Ｏを０％～４％含み、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏの含有量合計（Ｒ_２Ｏ）が０～１２％であって、下記で規定されるＣが３２０以上であることを特徴とする磁気記録媒体用ガラス。
Ｃ＝２８５９－２４１ＲＯ－１２７Ｒ_２Ｏ＋（５．４ＲＯ×Ｒ_２Ｏ）＋６．７（ＲＯ）^２＋（０．６Ｒ_２Ｏ）^２［式中、ＲＯは、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの含有量（酸化物基準のモル百分率）の合計を意味し、Ｒ_２Ｏは、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏの含有量（酸化物基準のモル百分率）の合計を意味する。］
２．歪点－５０℃～歪点における平均線膨張係数α_ｔ１（×１０^－７／Ｋ）を、歪点－１００℃～歪点－５０℃での平均線膨張係数α_ｔ２で除したα_ｔ１／α_ｔ２が０．４以上１．０５以下である前記１に記載の磁気記録媒体用ガラス。
３．歪点－５０℃～歪点における平均線膨張係数α_ｔ１（×１０^－７／Ｋ）と、ヤング率Ｅ（ＧＰａ）との積α_ｔ１Ｅ（×１０^－７／Ｋ×ＧＰａ）が５００以上６５００以下である、前記１または２に記載の磁気記録媒体用ガラス。
４．ガラス基板の５０～３５０℃での平均線膨張係数α_{５０－３５０}（×１０^－７／Ｋ）が３０以上７０以下、ヤング率が７５ＧＰａ以上である前記１～３のいずれか１に記載の磁気記録媒体用ガラス。
５．前記１～４のいずれか１に記載の磁気記録媒体用ガラスからなり、互いに平行な２つの主表面と、これらを接続する内周および外周とを有する磁気記録媒体用ガラス基板。
６．前記主表面に垂直かつ内周および外周の中心軸を含む断面による外周端面における接線と前記中心軸とのなす角が１０°以下の部分を、前記中心軸に投影した基板の厚み方向における直線の長さＬを、基板厚さｔで除したＬ／ｔが０．９以下である、前記５に記載の磁気記録媒体用ガラス基板。
７．前記Ｃを前記Ｌ／ｔで除したＣ／（Ｌ／ｔ）が７５０以上である前記５または６に記載の磁気記録媒体用ガラス基板。
８．外周端面において、ガラス基板の径方向における外周接続面の幅Ｗ２が０．０３ｍｍ以上０．２ｍｍ以下である前記５～７のいずれか１に記載の磁気記録媒体用ガラス基板。
９．前記５～８のいずれか１に記載の磁気記録媒体用ガラス基板上に磁気記録層が形成されている磁気ディスク。

本発明の磁気記録媒体用ガラスは、最適な組成であるとともに、上記で規定されるＣを３２０以上とすることで、ガラス転移点を６５０℃以上と高くしたとしても、６００℃超でガラス基板を加熱する工程におけるガラス基板の温度分布に起因する熱割れを低減でき、生産性を顕著に向上できるという効果を奏する。

図１は、本発明のガラス基板の概略断面図を示す。 図２は、本発明のガラス基板の拡大概略断面図を示す。 図３Ａおよび図３Ｂは、本発明のガラス基板の外周の破壊荷重を特定する方法に関する模式図である。 図４は、円環曲げ試験機の模式図である。

本発明の磁気記録媒体用ガラス（以下、単に本発明のガラスということがある。）は、磁気ディスクまたは光ディスク等の磁気記録媒体用の基板に用いられる。なお、特に言及しない限り、組成は酸化物基準のモル百分率で表記する。

又、本明細書において数値範囲を示す「～」とは、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含む意味で使用され、特段の定めがない限り、以下本明細書において「～」は、同様の意味をもって使用される。

本発明のガラスは、下記式で規定されるＣが３２０以上であることを特徴とする。
Ｃ＝２８５９－２４１ＲＯ－１２７Ｒ_２Ｏ＋（５．４ＲＯ×Ｒ_２Ｏ）＋６．７（ＲＯ）^２＋０．６（Ｒ_２Ｏ）^２［式中、ＲＯは、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの含有量（酸化物基準のモル百分率）の合計を意味し、Ｒ_２Ｏは、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏの含有量（酸化物基準のモル百分率）の合計を意味する。］

ガラス基板に温度差が発生したとき、熱膨張係数が大きいと温度差による熱応力が発生し、割れの引き金となる。また、応力下、特に歪点付近の温度域では、ガラス基板を構成するガラスの分子構造に緩和が起こり、発生する熱応力の緩和に繋がる可能性もある。一方でガラスは冷却過程によりその分子構造が変化しうるため、その影響もガラスの熱処理時には現れると考えられる。例えばガラス作製における冷却過程により、ガラス転移点Ｔｇやコンパクションと呼ばれる特性が変わることが知られている。

そのため、ガラスの組成や構造により、熱衝撃を与えた際の割れやすさが変わるものと考えられる。そこで本発明者らは、種々の組成のガラスを作製し後述の熱衝撃試験を実施して、熱衝撃に対する割れやすさを調べた。

ガラスは主要な構成酸化物として、ネットワークフォーマーであるＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２およびＢ_２Ｏ_３と、アルカリ金属酸化物（Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、Ｌｉ_２Ｏ）およびアルカリ土類金属酸化物（ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ）とによって成り立っている。アルカリ金属酸化物およびアルカリ土類金属酸化物の量が決まればネットワークフォーマー量が決まるので、熱衝撃試験において、ガラスが割れなかった温度の最大値Ｃ_ｍａｘと、アルカリ金属酸化物の合量［Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏの含有量（酸化物基準のモル百分率）の合計］およびアルカリ土類金属酸化物の合量［ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの含有量（酸化物基準のモル百分率）の合計］との相関を実験的に検討した。

その結果、下記式で表されるＣと熱衝撃試験でガラスが割れなかった温度の最大値Ｃ_ｍａｘとの相関が高いことがわかった。
Ｃ＝２８５９－２４１ＲＯ－１２７Ｒ_２Ｏ＋（５．４ＲＯ×Ｒ_２Ｏ）＋６．７（ＲＯ）^２＋０．６（Ｒ_２Ｏ）^２［式中、ＲＯは、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの含有量（酸化物基準のモル百分率）の合計を意味し、Ｒ_２Ｏは、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏの含有量（酸化物基準のモル百分率）の合計を意味する。］

Ｃは、Ｒ_２ＯとＲＯとの積を含む２次の多項式となっており、これらのバランスでＣが決まる。また、２乗の項の係数についてはＲＯのほうがＲ_２Ｏよりも大きいので、熱衝撃に対する前述の抑制効果はＲＯの寄与のほうが大きいことを示している。

Ｃが３２０以上であれば、下記試験法による本発明のガラス基板の外周の破壊荷重の最小値が２５Ｎ以上を満たすとき、４００℃に加熱したガラス基板の一部を室温（約２０℃）の水に接触させても熱割れが起きない。

Ｃは好ましくは４００以上、より好ましくは５００以上、さらに好ましくは６００以上、特に好ましくは６５０以上、一層好ましくは６８０以上、最も好ましくは７００以上である。ガラスの溶解性、高いヤング率および高いＴｇを同時に維持する場合、Ｃは典型的には９００以下である。

本発明のガラスは、５０～３５０℃での平均線膨張係数α_{５０－３５０}（×１０^－７／Ｋ）が好ましくは３０以上、より好ましくは３４以上、さらに好ましくは３６以上である。平均線膨張係数α_{５０－３５０}が３０以上であると、ガラスの溶解性、高いヤング率および高いＴｇを同時に満たし易い。平均線膨張係数α_{５０－３５０}（×１０^－７／Ｋ）は好ましくは７０以下であり、より好ましくは６５以下、さらに好ましくは６０以下、特に好ましくは５５以下、一層好ましくは５０以下、最も好ましくは４５以下である。平均線膨張係数α_{５０－３５０}（×１０^－７／Ｋ）が７０以下であると、Ｃの値を大きくすることができる。

本発明のガラスは、ヤング率Ｅ（Ｇｐａ）が好ましくは７５以上、より好ましくは８０以上、さらに好ましくは８２以上、特に好ましくは８３以上、一層好ましくは８４以上、最も好ましくは８５以上である。ガラスの溶解性および高いＴｇを同時に維持する場合、ヤング率Ｅ（Ｇｐａ）は典型的には９２以下である。

本発明のガラスは、ガラス転移点Ｔｇが好ましくは６５０℃以上であり、より好ましくは７００℃以上、さらに好ましくは７３０℃以上、特に好ましくは７５０℃、一層好ましくは７６０℃以上、より一層好ましくは７７０℃以上、最も好ましくは７８０℃以上である。

ガラスの転移点Ｔｇが６５０℃以上であることにより、熱アシスト磁気記録技術における６００℃超の高温においても、ガラスの粘性を高く維持することが可能となり、熱処理中のガラス基板の変形を抑制できる。その結果、少なくとも６００℃超の高温に加熱する工程に耐えうる高耐熱性を発揮できる。ガラスの溶解性および高いヤング率を同時に維持する場合、ガラス転移点Ｔｇは典型的には８１０℃以下である。

図１に本発明のガラス基板の概略図を示す。本発明のガラス基板１１は、ドーナツ状の形状であり、表面として、両主表面１１ａ、１１ｂ、内周接続面１１ｃ、および外周接続面１１ｄを有する。両主表面１１ａ、１１ｂは、互いに平行とされる。以下、内周接続面、外周接続面は単に内周、外周ともいい、内周と外周とをまとめて内外周ともいう。内周の中心と外周の中心とは、一致する。

内周接続面１１ｃは、両主表面１１ａ、１１ｂの内周縁同士をつなぐ。内周接続面１１ｃは、例えば図１に示すように、両主表面１１ａ、１１ｂに対して垂直な垂直面を有し、その垂直面と各主表面１１ａ、１１ｂとの間に各主表面１１ａ、１１ｂに対し傾斜した傾斜面をさらに有する。

尚、内周接続面１１ｃは、傾斜面と主表面１１ａ、１１ｂとの間、および傾斜面と垂直面との間のそれぞれに、湾曲面を有してもよい。また、内周接続面１１ｃは、垂直面や傾斜面を有しなくてもよく、全体的に断面円弧状の湾曲面を有してもよい。幅Ｗ１は、ガラス基板１１の径方向（図１の左右方向）における内周接続面１１ｃの幅を表す。

外周接続面１１ｄは、両主表面１１ａ、１１ｂの外周縁同士をつなぐ。外周接続面１１ｄは、例えば図１に示すように、両主表面１１ａ、１１ｂに対して垂直な垂直面を有し、その垂直面と各主表面１１ａ、１１ｂとの間に各主表面１１ａ、１１ｂに対し傾斜した傾斜面をさらに有する。

尚、外周接続面１１ｄは、傾斜面と主表面１１ａ、１１ｂとの間、および傾斜面と垂直面との間のそれぞれに、湾曲面を有してもよい。また、外周接続面１１ｄは、垂直面や傾斜面を有しなくてもよく、全体的に断面円弧状の湾曲面を有してもよい。外周接続面１１ｄの幅Ｗ２は、ガラス基板１１の径方向（図１の左右方向）における外周接続面１１ｄの幅を表す。

図２に本発明のガラス基板の拡大概略断面図を示す。図２は本発明のガラス基板１１で、主表面に垂直かつ内外周の中心を通る軸１１ｈ（以下、中心軸１１ｈともいう）を含む面による外周接続面１１ｄ付近の断面を示している。該断面の外周端面１１ｆは、ドーナツ形状の外側へ向かって凸形状である。外周端面１１ｆにおける接線と中心軸１１ｈとのなす角が１０°以下の部分を、前記中心軸１１ｈに投影した基板の厚み方向における長さＬの直線（以下単にＬともいう）とする。ここで外周端面１１ｆは凸形状であるため、外周端面１１ｆにおける接線と中心軸１１ｈとのなす角が１０°以下の部分が２つ以上に分かれることは無いものとする。長さＬは端面の平坦部の長さに相当する。

長さＬを求めるには、ガラス基板の一部を、主表面に垂直で中心軸１１ｈを含む異なる２つの平面で切り出し、外周端面１１ｆを光学顕微鏡で撮影すればよい。より具体的には、外周端面１１ｆにおける接線と中心軸１１ｈとのなす角が１０°以下となる部分を、前記中心軸１１ｈに投影した部分の長さを求める。

なお、長さＬは、外周端面１１ｆを触針式の輪郭形状測定器や、探針による接触式もしくはレーザによる非接触式の三次元形状測定器により測定することでも求めることが可能である。

長さＬは好ましくは０．６ｍｍ以下、より好ましくは０．５５ｍｍ以下、さらに好ましくは０．５ｍｍ以下、特に好ましくは０．４５ｍｍ以下、一層好ましくは０．４ｍｍ以下、最も好ましくは０．３５ｍｍ以下である。

長さＬを０．６ｍｍ以下とすることにより、外周接続面の研磨により残存するクラックの影響を受けにくくなり、後述の外周における最小の破壊荷重Ｆｍｉｎを向上し、その結果、耐熱衝撃性が向上する。

また、長さＬは好ましくは０．０１ｍｍ以上である。長さＬが０．０１ｍｍ以上であれば、後述の外周接続面の幅Ｗ２を小さく調整して記憶容量を一定以上確保できる。また、長さＬが０．０１ｍｍ以上であることにより主表面と外周接続面のとの面取りを十分に行うことができ、外周接続面に残存するクラックを抑制できる。長さＬは、より好ましくは０．０５ｍｍ以上、さらに好ましくは０．１ｍｍ以上、特に好ましくは０．１５ｍｍ以上、一層好ましくは０．２ｍｍ以上、最も好ましくは０．２５ｍｍ以上である。

また、ガラス基板の厚さｔと前記長さＬとの関係において、両者の比Ｌ／ｔは０．９以下であることが好ましい。この比を満たすことにより、後述の外周における最小の破壊荷重Ｆｍｉｎを向上し、その結果耐熱衝撃性が向上する。Ｌ／ｔはより好ましくは０．８以下、さらに好ましくは０．７以下、特に好ましくは０．６５以下、一層好ましくは０．６以下、より一層好ましくは０．５５以下、最も好ましくは０．５以下である。また、Ｌ／ｔは好ましくは０．０５以上、より好ましくは０．１以上、さらに好ましくは０．１５以上、特に好ましくは０．２以上、一層好ましくは０．２５以上、最も好ましくは０．３以上である。

本発明のガラス基板は、基板内で生じる温度差であるΔＴが好ましくは３８０℃以上、より好ましくは４８０℃以上、さらに好ましくは５８０℃、特に好ましくは６８０℃、一層好ましくは７３０℃である。

ΔＴは一様な温度に加熱されたガラス基板を、当該ガラス基板よりも低温の熱浴に接触させるときの、接触直前のガラス基板の温度と熱浴の温度との温度差であって、ガラス基板を加熱する工程において基板に発生しうる温度分布を反映する指標である。

実際の磁気記録層の成膜工程では、ガラス基板の冷却速度にムラがあるとガラス基板上に製膜される磁性膜の品質も変わるおそれがある。このため、６００℃超に加熱したガラス基板を冷却する場合であっても、ガラス基板の冷却速度を均一にするため、実効的にはガラス基板内の温度分布はおよそ３００℃以下である。そのため、割れに対する高い信頼性を確保するためにΔＴを３８０℃以上にすることにより、熱割れに対する耐性を向上できる。

本発明のガラス基板は、ΔＴを上記Ｃで除したΔＴ／Ｃが１．０以下であることが好ましい。ΔＴ／Ｃは、ガラス基板内の温度差に起因して外周に沿って引っ張り応力が発生する際の割れやすさの指標となる。本発明者らの検討によれば、ΔＴ／Ｃを１．０以下とすることで、ガラス基板の外周の破壊荷重の最小値が２５Ｎ以上を満たす基板を、４００℃に加熱後、そのガラス基板の一部を室温（約２０℃）の水に接触させたときの熱割れを防止できることを見出した。ΔＴが大きく、かつΔＴ／Ｃが小さい基板のほうがより熱割れに強くなる。

ΔＴ／Ｃは、より好ましくは０．９以下、さらに好ましくは０．８以下、特に好ましくは０．７以下、一層好ましくは０．６以下、最も好ましくは０．５以下であり、典型的には０．０１以上である。

本発明のガラス基板は、ガラス基板の径方向における外周接続面の幅Ｗ２が好ましくは０．０３ｍｍ以上、より好ましくは０．０５ｍｍ以上、さらに好ましくは０．０６ｍｍ以上である。また、Ｗ２が短すぎると端面の平坦部の長さＬが長くなりすぎて外周の端面強度が低下する。

Ｗ２は好ましくは０．２ｍｍ以下、より好ましくは０．１８ｍｍ以下、さらに好ましくは０．１６ｍｍ以下、特に好ましくは０．１４ｍｍ以下、一層好ましくは０．１２ｍｍ以下、最も好ましくは０．１ｍｍ以下である。Ｗ２が長すぎると主表面の面積が減少し記録容量が低下する。

本発明のガラス基板は、下記試験法によるガラス基板外周の破壊荷重の最小値Ｆｍｉｎが好ましくは２５Ｎ以上、より好ましくは３０Ｎ以上、さらに好ましくは３５Ｎ以上、特に好ましくは４０Ｎ以上、一層好ましくは４５Ｎ以上、最も好ましくは４８Ｎ以上であり、典型的には２００Ｎ以下である。Ｆｍｉｎは以下の方法により測定可能である。

試験法
ガラス基板外周の破壊荷重の測定方法を以下に説明する（図３Ａに示す平面図および図３ＡのＸＸ’の位置での断面図である図３Ｂを参照）。

まず、ガラス基板を主表面に垂直かつ異なる２つの半径方向であるＡＡ’およびＢＢ’を含む面で切断して試験片のガラス基板３０とする。典型的には、ＡＡ’とＢＢ’とが略直交するようにして、もとの大きさの１／４程度とする。試験片は外周の一部と内周の一部とを含む。以下では、試験片の外周の一部の両端部を単に外周の両端部ともいう。上記のように試験片の大きさをある程度そろえることで、異なる試験片であっても、測定の前提条件としての外周部分にかかる荷重分布をそろえることができる。

上リング４１はステンレス製で、ガラス基板３０を設置する平面（図３Ｂ中ＹＹ’）に向かって、ＹＹ’に垂直な方向に突き出した筒状部を有する。筒状部のＹＹ’側の端部はＹＹ’側に凸の曲面（以下、凸曲面ともいう）であり、ＹＹ’に最も近い先端部４１１を有する。上リングの先端部４１１がガラス基板３０と接触する接触部４４は、平面視では半径５ｍｍの円形の一部である。

下リング４２はステンレス製で、ＹＹ’に垂直な方向に突き出した筒状部を有する。筒状部のＹＹ’側の端部はＹＹ’側に凸曲面であり、ＹＹ’に最も近い先端部４２１を有する。下リングの先端部４２１がガラス基板３０と接触する接触部４５は、平面視では半径１５ｍｍの円形の一部である。図３Ａでは、接触部４４、４５を平面視により同一平面上に記載されており、同心円状である。図３Ａにおける接触部４４、４５の中心を４０とする。

図３Ａにおいて、試験片の外周のうち、同心円の中心４０に最も近い部分が、試験片３０と上リングとの接触部４４の中心より２ｍｍ以内であり、かつ、ガラス基板外周の両端部が、ガラス基板３０と下リングとの接触部４５との交点からの外周に沿った距離で２ｍｍ以上２５ｍｍ以下の位置になるように試験片を配置して、上リング４１との接触部４４で囲まれる領域および下リング４２との接触部４５で囲まれる領域の所定範囲内にガラス基板の外周がはさまれるようにする。このようにすることで、異なる試験片であっても、測定条件をほぼそろえることが可能である。

上リングとの先端部４１１および下リングとの先端部４１２とによりガラス基板３０を略平行に保った状態とし、ロード４３により上リング４１に垂直方向に荷重をかけると、試験片の上リング４１との接触部４４を通じて試験片に荷重がかかるとともに、下リング４２との接触部４５にもそれに対応する逆向きの荷重がかかる。このようにしてガラスが破断する荷重を破壊荷重とする。なお、ロード４３の押し込み速度は０．５ｍｍ／分とする。

試験片のＮ数を２０以上として、測定された最小の破壊荷重をＦｍｉｎとする。

破壊荷重の最小値Ｆｍｉｎは外周端研磨の仕上がりを反映するものであり、Ｆｍｉｎが大きいほど、端面研磨によるクラック残存の影響が少なくなる。その結果ガラス外周に基板の温度分布による引っ張り応力が発生する際にも熱割れしにくくなる。

本発明のガラス基板は、ガラス基板内で生じる温度差ΔＴ（℃）、上記値Ｃ、破壊荷重の最小値Ｆｍｉｎの相関関係式であるΔＴ／Ｃ／Ｆｍｉｎ（１／Ｎ）の値が０．０１９以下であることが好ましい。ΔＴ／Ｃ／Ｆｍｉｎは、ガラス基板の温度差に起因して外周に沿って引っ張り応力が発生する際の割れやすさの指標であり、加工された基板の実効的な熱割れに対する強さを示す指標である。ΔＴ／Ｃ／Ｆｍｉｎを０．０１９以下とすることで、ΔＴ／Ｃに対しＦｍｉｎが大きくなり、大きな熱衝撃に対しても基板が割れにくくなる。

ΔＴ／Ｃ／Ｆｍｉｎ（１／Ｎ）は、好ましくは０．０１８以下であり、より好ましくは０．０１７以下、さらに好ましくは０．０１６以下、特に好ましくは０．０１５以下、一層好ましくは０．０１４以下、最も好ましくは０．０１３以下であり、典型的には０．０００５以上である。

本発明のガラス基板のβ－ＯＨ値は、０．０５ｍｍ^－１以上であることが好ましく、より好ましくは０．１ｍｍ^－１以上、さらに好ましくは０．１５ｍｍ^－１以上である。β－ＯＨ値が０．０５ｍｍ^－１以上であると、ガラスの応力緩和が起きやすくなるため、基板の熱処理時の温度分布に発生する熱応力が低減されやすくなる。その結果、耐熱衝撃性の向上に寄与する。一方で大きくなりすぎると、ガラス粘性低下の影響が大きくなるため歪点が低下し、高温での熱処理時に基板が変形しやすくなるおそれがある。好ましくは０．６ｍｍ^－１以下、より好ましくは０．５ｍｍ^－１以下、さらに好ましくは０．４ｍｍ^－１以下である。

なお、本発明でいうβ－ＯＨ値とはガラス中の水酸基含有量の尺度であり、例えばガラス基板等を製造する際の溶融炉内の水分量を制御することで、その量を調整できる。β－ＯＨ値は、ＦＴ－ＩＲ（フーリエ変換赤外分光法）により測定される透過率をもとに次式により算出される。
β－ＯＨ値＝（１／Ｘ）ｌｏｇ_１０（Ｔ１／Ｔ２）

ここで、Ｘはサンプルの厚さ（ｍｍ）、Ｔ１は参照波数４０００ｃｍ^－１における透過率（％）、Ｔ２は水酸基吸収波数３５００ｃｍ^－１付近（３２００ｃｍ^－１～３８００ｃｍ^－１の範囲）における透過率の最小値（％）である。β－ＯＨ値が高いほどガラス中の水酸基含有量が高いこととなる。

本発明のガラスは、歪点－５０℃～歪点における平均線膨張係数α_ｔ１を、歪点－１００℃～歪点－５０℃での平均線膨張係数α_ｔ２で除したα_ｔ１／α_ｔ２が好ましくは０．４以上１．０５以下、より好ましくは０．５以上１．００以下である。このようにα_ｔ１およびα_ｔ２の関係を定めることにより、ガラスの熱衝撃に対する割れにくさを向上できる。

平均線膨張係数α_{５０－３５０}、α_ｔ１、α_ｔ２は、ガラスの組成、β－ＯＨ値、ガラスの製造方法、特にガラスの熱履歴によって変わりうるものであり、ガラスの分子構造を反映して変化するものである。特にα_ｔ１、α_ｔ２は、これらの影響が大きい。本発明者らは、ガラスの分子構造を反映するα_ｔ１、α_ｔ２と熱割れのしやすさとの関係とを調べた結果、α_ｔ１／α_ｔ２および後述のα_ｔ１Ｅとの相関を見出した。

前記α_ｔ１／α_ｔ２は、さらに好ましくは０．６以上、特に好ましくは０．７以上、一層好ましくは０．８以上、最も好ましくは０．９以上である。α_ｔ１／α_ｔ２を０．４以上とすることにより、基板が熱割れしにくくなる。また、ガラスを急激に冷却しなくてもよいため、ガラス基板の反りを抑制できる。ガラスを急激に冷却するその際に均一に冷却することは困難であり、その結果残留応力がガラス内に発生し、ガラス基板の加工時に反りを生じさせる場合がある。さらに、その結果、磁気記録媒体作製時にガラス基板の反りに繋がる場合がある。またα_ｔ１／α_ｔ２を１．０５以下とすることにより急冷の効果が十分に得られ、基板が熱割れしにくくなる。さらに好ましくは０．９５以下である。

前記α_ｔ１およびα_ｔ２は、以下のようにして測定される。ＪＩＳ Ｒ３１０２（１９９５）の方法と同様にして、示差熱膨張計を用いて、石英ガラスを標準試料として室温から５℃／分の速度で昇温した際のガラスの伸び率をガラスの屈伏点まで測定する。得られた膨張曲線から５０～３５０℃での平均線膨張係数α_{５０－３５０}を求めるとともに、歪点－５０℃～歪点までの平均線膨張係数α_ｔ１および歪点－１００℃～歪点―５０℃での平均線膨張係数α_ｔ２を求める。

本発明のガラスは、歪点－５０℃～歪点における平均線膨張係数α_ｔ１（×１０^－７／Ｋ）と、ヤング率Ｅ（ＧＰａ）との積α_ｔ１Ｅ（×１０^－７／Ｋ×ＧＰａ）が、５００以上６５００以下であることが好ましい。

このようにα_ｔ１とヤング率Ｅとの関係を定めることにより、特にガラスを歪点近傍に加熱して熱処理する際に、発生する基板内の温度差に対し熱応力を低減できる。その結果ガラスの熱衝撃に対する割れにくさを向上できる。

α_ｔ１Ｅ（×１０^－７／Ｋ×ＧＰａ）が５００以上であると、α_ｔ１を小さくしなくてもよいため、ガラス基板の反りを抑制できる。α_ｔ１を小さくするには、前述のように、ガラスを急激に冷却しなければならず、その際の冷却の不均一により発生するおそれのあるガラス基板内の残留応力により、ガラス基板の加工時に反りが生じたり、磁気記録媒体の作製時におけるガラス基板の加熱時に基板の反りが生じたりする場合がある。より好ましくは１０００以上、さらに好ましくは１５００以上、特に好ましくは２０００以上、一層好ましくは２５００以上、最も好ましくは３０００以上である。

α_ｔ１Ｅが６５００以下であれば、基板加熱時に発生しうる熱応力を小さくでき、一定の熱衝撃に対する割れにくさを有する。より好ましくは６０００以下、さらに好ましくは５５００以下、特に好ましくは５０００以下、一層好ましくは４５００以下、最も好ましくは４０００以下である。

本発明のガラス基板は、上記値Ｃを上記比Ｌ／ｔで除したＣ／（Ｌ／ｔ）が、７５０以上であることが好ましい。Ｃが大きくともＬ／ｔが大きければ、端面の強度が弱くなりやすく、その結果熱割れに繋がるおそれがあるためである。

Ｃ／（Ｌ／ｔ）は、より好ましくは８５０以上、さらに好ましくは１０００以上、特に好ましくは１３００以上、一層好ましくは１５００以上、最も好ましくは１６００以上であり、典型的には５０００以下である。

本発明のガラス基板は、円環曲げ強度が３０Ｎ以上であることが好ましい。ガラスの内周が外周同様に適切に研磨されていると、高い円環曲げ強度が得られ、機械的衝撃に対しても強い基板が得られる。そのため、Ｗ１はＷ２と同様であることが好ましい。Ｗ１がＷ２と同等であれば、Ｗ２の場合と同様に主表面の面積が減少し記録容量が低下する懸念もない。また、Ｗ１が短すぎると、Ｗ２の場合と同様端面の平坦部の長さが長くなりすぎて円環曲げ強度が低下するおそれがある。

円環曲げ強度は、より好ましくは５０Ｎ以上、さらに好ましくは７０Ｎ以上、特に好ましくは１００Ｎ以上、一層好ましくは１２０Ｎ以上、最も好ましくは１５０Ｎ以上であり、典型的には７００Ｎ以下である。円環曲げ強度は、以下の試験法により測定される。

（円環曲げ試験）
５枚のガラス基板を用い、円環曲げ試験機によってガラス基板の強度の平均値を求める。図４は、円環曲げ試験機２０の模式図である。円環曲げ試験機２０は、支持台２３上にガラス基板３０を乗せてその外周部分３１を円環状に支持し、鉄球２２をガラス基板３０の内周３３に乗せ、鉄球２２を介してロード２１でガラス基板３０の内周３３に荷重を加えることによって破壊試験を行う。このとき、鉄球２２の中心およびガラス基板外周の中心、支持台２３の内周の中心は同一の軸になるように設置する。この方法は、ハードディスク用情報記録媒体の強度試験として業界で一般的に用いられている方法と同様である。

支持台２３は、ガラス基板の外径より２ｍｍ以上大きい外径、および外径より２ｍｍ小さい内径を持つ円筒形である。たとえばガラス基板の外径が６５ｍｍの場合は、内径ｄ＝６３ｍｍ、外径が６７ｍｍ以上の円筒形である。この場合、鉄球２２は、直径３０ｍｍの鉄製の球で、質量は１００グラム程度であり、ロード２１によって加えられる荷重に比べて無視できる程度の質量である。鉄球２２は、ガラス基板３０の内周３３に当接して力を加えることで、支持台２３に外周３１を支持されたガラス基板３０に曲げ応力を加える。ロード２１の押し下げ速度は、５ｍｍ／分である。

次に、本発明の基板用ガラスの組成（各成分の含有量）について、酸化物基準により、特に断らない限りモル百分率表示で説明する。

ＳｉＯ_２はガラスの骨格を形成する必須成分である。ＳｉＯ_２の含有量は５５％以上であり、好ましくは６０％以上であり、より好ましくは６２％以上であり、さらに好ましくは６４％以上であり、特に好ましくは６６％以上であり、一層好ましくは６７％以上であり、最も好ましくは６８％以上である。また、８０％以下であり、好ましくは７５％以下であり、より好ましくは７４％以下であり、さらに好ましくは７２％以下であり、特に好ましくは７１％以下であり、一層好ましくは７０．５％以下であり、最も好ましくは７０％以下である。ＳｉＯ_２の含有量を５５％以上とすることにより、ガラス転移点Ｔｇを高くし、膨張を低減できる。また、８０％以下にすることでヤング率が低下するのを防ぎ、溶解性が悪化するのを抑制できる。

Ａｌ_２Ｏ_３はガラス転移点を高くする効果を有し、必須成分である。Ａｌ_２Ｏ_３の含有量は６％以上であり、好ましくは７％以上であり、より好ましくは８％以上であり、さらに好ましくは９％以上であり、特に好ましくは１０％以上であり、一層好ましくは１０．５％以上であり、最も好ましくは１１％以上である。また、１８％以下であり、好ましくは１７％以下であり、より好ましくは１６％以下であり、さらに好ましくは１５．５％以下であり、特に好ましくは１５％以下であり、一層好ましくは１４．５％以下であり、最も好ましくは１４％以下である。Ａｌ_２Ｏ_３の含有量を６％以上とすることにより、ヤング率を高くし、膨張を低減できる。また、１８％以下とすることで溶解性が悪化するのを抑制できる。

Ｂ_２Ｏ_３は、ガラスの溶解反応性を高くし、失透温度を低下させる効果を有するため１２％以下含有できる。Ｂ_２Ｏ_３の含有量は、好ましくは７％未満であり、より好ましくは６％以下であり、さらに好ましくは５％以下であり、特に好ましくは４％以下であり、一層好ましくは３％以下であり、より一層好ましくは２．５％以下であり、さらに一層好ましくは２％以下である。また、含有する場合は好ましくは０．５％以上であり、より好ましくは１％以上である。Ｂ_２Ｏ_３の含有させることで、溶解性を向上し、膨張を低減できる。また、１２％以下とすることで、ヤング率が低下するのを防ぎ、ガラス転移点Ｔｇが低下するのを抑制できる。

ＭｇＯは必須成分ではないが、溶融ガラスの粘度を低下させガラスを溶融しやすくし、ヤング率を高くする効果を有する。ＭｇＯの含有量は１８％以下であり、好ましくは１６％以下であり、より好ましくは１５％以下であり、さらに好ましくは１４％以下であり、特に好ましくは１３％以下である。ＭｇＯの含有量を１８％以下とすることにより、失透を抑制できる。下限は特に限定されないが、ＭｇＯを含有する場合、０．５％以上含有することが好ましい。ＭｇＯの含有量を前記範囲とすることにより、ヤング率を高くし、膨張を低減できる。また、失透を抑制し、分相によって、研磨時に平坦な表面が得られにくくなるのを防止できる。

ＣａＯ必須成分ではないが、溶融ガラスの粘度を低下させ、ヤング率を高くし、またはガラスを溶融しやすくする効果を有する。ＣａＯの含有量は、１２％以下であり、１０％以下であることが好ましく、より好ましくは８％以下であり、さらに好ましくは７％以下であり、特に好ましくは６％以下であり、一層好ましくは５％以下であり、最も好ましくは４％以下である。また、０．５％以上であることが好ましく、より好ましくは１％以上であり、さらに好ましくは１．５％以上であり、特に好ましくは２％以上であり、一層好ましくは２．５％以上である。ＣａＯを１２％以下とすることにより、熱膨張が大きくなりすぎて耐熱衝撃性が悪化するのを防ぐことができる。また、ガラスが失透しにくくなる。ＣａＯの含有量を前記範囲とすることにより、ヤング率を高くし、膨張を抑制できる。

ＳｒＯは必須成分ではないが、溶融ガラスの粘度を低下させガラスを溶融しやすくする効果を有する。また、ヤング率を高くする効果を有する。また１２％以下とすることにより、膨張が大きくなりすぎて耐熱衝撃性が悪化するのを防ぐことができる。また、比重の増加、比弾性率の低下および剛性の低下を防止できる。もしくは失透しにくくなり、機械的に脆くなるのを防ぎ、ガラス転移点の低下を抑制できる。

ＳｒＯの含有量は１２％以下であり、１１％以下であることが好ましく、より好ましくは１０％以下であり、さらに好ましくは８％以下であり、特に好ましくは７％以下であり、一層好ましくは６％以下であり、最も好ましくは５％以下である。また含有する場合、好ましくは０．５％以上であり、より好ましくは１％以上であり、さらに好ましくは１．５％以上であり、特に好ましくは２％以上であり、一層好ましくは２．５％以上であり、最も好ましくは３％以上である。ＳｒＯの含有量を前記範囲とすることにより、ヤング率を高くし、膨張を抑制できる。

ＢａＯは必須成分ではないが、溶融ガラスの粘度を低下させガラスを溶融しやすくする効果を有する。他のアルカリ土類金属酸化物成分との組み合わせでは失透しにくくなる場合もあるため、適量含有させてもよい。一方で、９％以下とすることにより、膨張が大きくなりすぎて耐熱衝撃性が悪化するのを防ぐことができる。また、比重の増加、比弾性率の低下および剛性の低下を防止できる。もしくは失透しにくくなり、機械的に脆くなるのを防ぎ、ガラス転移点の低下を抑制できる。

ＢａＯの含有量は９％以下であり、好ましくは８％以下であり、より好ましくは７％以下であり、さらに好ましくは６％以下であり、特に好ましくは５．５％以下であり、一層好ましくは５％以下であり、最も好ましくは４．５％以下である。また含有する場合、好ましくは０．１％以上であり、より好ましくは０．２％以上であり、さらに好ましくは０．５％以上であり、特に好ましくは１％以上であり、一層好ましくは２％以上であり、最も好ましくは３．５％以上である。ＢａＯは実質的に含有しないことが最も好ましい。ＢａＯの含有量を前記範囲とすることにより、膨張を抑制できる。

なお、本明細書において「実質的に含有しない」とは、意図的に原料中に含有しないことを意味し、不可避的不純物の混入をも排除するものではない。具体的には、含有量が０．０１％未満であることをいう。

ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの含有量の合計（ＲＯ）は、溶融粘性を低下させるために、もしくはヤング率を高くするために、８％以上であることが好ましく、より好ましくは９％以上であり、さらに好ましくは１０以上であり、特に好ましくは１１％以上であり、一層好ましくは１２％以上であり、より一層好ましくは１３％以上であり、最も好ましくは１４％以上である。また、膨張が大きくなりすぎて耐熱衝撃性が悪化するのを防ぐために、もしくは比重が大きくなり比弾性率が小さくなり剛性が低下するのを防ぐために、もしくは失透しやすくなる、機械的に脆くなる、ガラス転移点が低くなる、ということを防ぐために、ＲＯは２６％以下であることが好ましく、より好ましくは２５％以下であり、さらに好ましくは２４％以下であり、特に好ましくは２３％以下であり、一層好ましくは２２％以下であり、より一層好ましくは２１％以下であり、最も好ましくは２０％以下である。ＲＯを前記範囲とすることにより、溶解性が向上するとともに、膨張を抑制し、ガラス転移点Ｔｇが低下するのを防止できる。

好ましいＢ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＣａＯおよびＳｒＯの組成範囲としては、以下の（１）または（２）が挙げられる。

（１）Ｂ_２Ｏ_３を０％～３％、ＭｇＯを６．５％～１３％、ＢａＯを０．５％～７％、ＳｒＯを１～１０％含有する。また、より好ましくはＣａＯを０～４．５％含有する。
ヤング率を高くするためにＭｇＯおよびＳｒＯの含有量を増やすのが好ましいが、多すぎると失透しやすくなるため、ＢａＯの含有量を増やすことが好ましいためである。
Ｂ_２Ｏ_３は、熱膨張を小さくするために、および溶解しやすくするために、より好ましくは０．５％以上、さらに好ましくは１％以上である。また、ガラス転移点やヤング率を低下させないためには、２．５％以下がより好ましく、２％以下がさらに好ましい。
ＭｇＯは、ヤング率を高くするためには、より好ましくは７％以上、さらに好ましくは７．５％以上、特に好ましくは８％以上、一層好ましくは８．５％以上である。また、研磨性の悪化や、失透特性の悪化を防ぐために、１２．５％以下がより好ましく、１２％以下がさらに好ましく、１１．５％以下が特に好ましく、１１％以下が一層好ましく、１０．５％以下が最も好ましい。
ＣａＯは、溶解特性をよくするために、さらに好ましくは０．５％以上、特に好ましくは１％以上、一層好ましくは１．５％以上、最も好ましくは２．５％以上である。また、熱膨張が大きくなるのを防ぐためには、４％以下がさらに好ましく、３．５％以下が一層好ましい。
ＳｒＯは、溶解性を改善し、ヤング率を高くするために、より好ましくは１．５％以上、さらに好ましくは２％以上、特に好ましくは２．５％以上、一層好ましくは３％以上、最も好ましくは３．５％以上である。また、比重の増加、脆さの悪化、比弾性率の低下や熱膨張の増加を抑えるためには１０％以下が好ましく、９％以下がより好ましく、８％以下がさらに好ましく、７％以下が特に好ましい。
ＢａＯは、溶解性改善のために、より好ましくは１％以上、さらに好ましくは１．５％以上、特に好ましくは２％以上、一層好ましくは２．５％以上、最も好ましくは３％以上である。また、比重の増加、比弾性率の低下や熱膨張の増加、機械特性の増加を抑えるためには６．５％以下がより好ましく、６％以下がさらに好ましく、５．５％以下が一層好ましく、５％以下が特に好ましい。

（２）Ｂ_２Ｏ_３を０％～３％、ＭｇＯを０％～６．５％、ＣａＯを０％～５％、ＳｒＯを０～７％、ＢａＯを０～５％含有する。
ＭｇＯの含有量を低くすると研磨性が向上するが、膨張が大きくなりやすいので、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの含有量を低く抑えることが好ましいためである。
Ｂ_２Ｏ_３は、熱膨張を小さくするために、および溶解しやすくするために、より好ましくは０．５％以上、さらに好ましくは１％以上である。また、ガラス転移点やヤング率を低下させないためには、２．５％以下がより好ましく、２％以下がさらに好ましい。
ＭｇＯは、研磨性向上のために６％以下がより好ましく、５．５％以下がさらに好ましく、５％以下が特に好ましく、４．５％以下が一層好ましく、４％以下が最も好ましい。また、ヤング率を高くするためには、より好ましくは０．５％以上、さらに好ましくは１％以上、特に好ましくは２％以上、一層好ましくは２．５％以上である。
ＣａＯは、溶解特性をよくするためには、より好ましくは０．５％以上、さらに好ましくは１％以上、特に好ましくは１．５％以上、一層好ましくは２％以上、最も好ましくは２．５％以上である。また、熱膨張が大きくなるのを防ぐためには、４．５％以下がより好ましく、４％以下がさらに好ましく、３．５％以下が一層好ましい。
ＳｒＯは、溶解性を改善し、ヤング率を高くするために、より好ましくは０．５％以上、さらに好ましくは１％以上、特に好ましくは１．５％以上、一層好ましくは２％以上、最も好ましくは２．５％以上である。また、比弾性率の低下や熱膨張の増加を抑えるためには６．５％以下がより好ましく、６％以下がさらに好ましく、５．５％以下が一層好ましく、５％以下が特に好ましい。
ＢａＯは、溶解性改善のために、より好ましくは０．５％以上、さらに好ましくは１％以上、特に好ましくは１．５％以上、一層好ましくは２％以上、最も好ましくは２．５％以上である。また、比重の増加、比弾性率の低下や熱膨張の増加、機械特性の増加を抑えるためには４．５％以下がより好ましく、４％以下がさらに好ましく、３．５％以下が一層好ましく、３％以下が特に好ましい。

ＺｒＯ_２の含有量は４％以下であり、好ましくは２％以下であり、より好ましくは１％以下であり、さらに好ましくは０．５％以下であり、特に好ましくは０．２％以下であり、一層好ましくは０．１％以下であり、実質的に含有しないことが最も好ましい。ＺｒＯ_２の含有量を前記範囲とすることにより、膨張を低減し、ガラス転移点Ｔｇを高くし、ヤング率を高くすることができるとともに、失透を防止できる。

Ｌｉ_２Ｏの含有量は４％以下であり、好ましくは３％以下であり、より好ましくは２．５％以下であり、さらに好ましくは２％以下であり、特に好ましくは１．５％以下であり、一層好ましくは１％以下であり、最も好ましくは０．５％以下である。下限は特に制限されないが、典型的には実質的に含有しない。Ｌｉ_２Ｏの含有量を前記範囲とすることにより、ヤング率を高くし、溶解性を向上できる。また、膨張を上げるが他のアルカリ元素よりは上げにくく、ガラス転移点Ｔｇが下がるのを抑制できる。

Ｎａ_２Ｏの含有量は１０％以下であり、好ましくは７％以下であり、より好ましくは３％以下であり、さらに好ましくは２％以下であり、特に好ましくは１．５％以下であり、一層好ましくは１％以下であり、最も好ましくは０．５％以下である。また、下限は特に制限されないが、典型的には実質的に含有しない。Ｎａ_２Ｏの含有量を前記範囲とすることにより、溶解性を向上できる。また、ヤング率が低くなるのを防ぎ、膨張を抑制できる。

Ｋ_２Ｏの含有量は４％以下であり、好ましくは３％以下であり、より好ましくは２％以下であり、さらに好ましくは１％以下であり、特に好ましくは０．５％以下であり、一層好ましくは０．２％以下であり、最も好ましくは０．１％以下である。また、下限は特に制限されないが、典型的には実質的に含有しない。Ｋ_２Ｏの含有量を前記範囲とすることにより、溶解性を向上できる。また、ヤング率が低くなるのを防ぎ、膨張を抑制できる。

Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏはガラス転移点Ｔｇを低くし、熱膨張性を高くするため、これら３成分の含有量の合計（Ｒ_２Ｏ）は１２％以下であり、好ましくは１０％以下であり、より好ましくは８％以下であり、さらに好ましくは６％以下であり、特に好ましくは３％以下であり、一層好ましくは１％以下であり、より一層好ましくは０．５％以下であり、最も好ましくは０．１％以下である。また、下限は特に制限されないが、典型的には実質的に含有しない。Ｒ_２Ｏを前記範囲とすることにより、耐熱衝撃性の指標である前記Ｃを大きくすることができるため、耐熱衝撃性が向上する。また、溶解性が向上するとともに、膨張を抑制し、ガラス転移点Ｔｇが低下するのを防止できる。

Ｒ_２Ｏが０％超の場合は、Ｌｉ_２Ｏ／Ｒ_２Ｏは０．３以上であることが好ましく、より好ましくは０．５以上であり、さらに好ましくは０．７以上、特に好ましくは０．８以上である。Ｌｉ_２Ｏ／Ｒ_２Ｏが前記範囲であることにより、ヤング率を高くし、膨張を低減できる。

また、Ｒ_２Ｏを実質的に含有しない場合は、耐熱衝撃性の指標である前記Ｃを大きくするためには、ＲＯは１８％未満または１８％超であることがより好ましい。ＣはＲＯが１８％のときに最小となるためである。

ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの含有量の合計（ＲＯ）、およびＬｉ_２Ｏ、Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏの含有量の合計（Ｒ_２Ｏ）は、ガラス転移点を高く維持しつつ、膨張係数の増大を抑え、かつガラスが脆くなるのを防ぐ目的から、ＲＯ＋Ｒ_２Ｏは２５％以下が好ましい。より好ましくは２３％以下、さらに好ましくは２２％以下、特に好ましくは２１％以下、一層好ましくは２０％以下、最も好ましくは１９％以下である。また、ガラスの溶解性を良くし、かつガラスのヤング率を高めるためには、ＲＯ＋Ｒ_２Ｏは好ましくは８％以上、より好ましくは１０％以上、さらに好ましくは１１％以上、特に好ましくは１２％以上、一層好ましくは１３％以上、最も好ましくは１４％以上である。

本発明のガラスは本質的に上記成分からなるが、この他に以下に例示する成分などを、本発明の目的を損なわない範囲で含有してもよい。上記成分以外の成分の含有量の合計は２０％以下であることが好ましく、５％以下であることがより好ましい。

ＳＯ_３、Ｃｌ、ＳｎＯ_２、ＭｎＯ_２、ＣｅＯ_２、Ａｓ_２Ｏ_３またはＳｂ_２Ｏ_３等の清澄剤や還元剤、酸化剤、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＮｉＯ、Ｓｅ、ＴｉＯ_２、ＣｅＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３またはＣｏＯ等の着色剤を含有してもよい。また、本発明の目的を損なわない範囲で、たとえば、耐候性、溶解性、失透性または紫外線遮蔽等の改善を目的として、Ｂ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＷＯ_３、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｖ_２Ｏ_５、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＭｏＯ_３またはＰ_２Ｏ_５等を含有してもよい。これらその他の成分は、合計５％以下で含有してもよい。

本発明の磁気記録媒体用ガラス基板は、磁気ディスクまたは光ディスク等の磁気記録媒体用の基板として用いられる。

本発明における磁気記録媒体用ガラス基板は典型的には、厚さが０．５～１．５ｍｍ、直径が５０～１００ｍｍである円形のガラス基板であり、磁気ディスク用ガラス基板等においては通常その中央に直径が５～２５ｍｍである孔が形成される。

本発明の磁気ディスクにおいては本発明の磁気記録媒体用ガラス基板の主表面に少なくとも磁気記録層たる磁性層が形成されており、その他に必要に応じて下地層、保護層、潤滑層または凹凸制御層などが形成される場合がある。

本発明のガラスおよびガラス基板の製造方法は特に限定されず、各種方法を適用できる。たとえば、通常使用される各成分の原料を目標組成となるように調合し、これをガラス溶融窯で加熱溶融する。バブリング、撹拌、清澄剤の添加等によりガラスを均質化し、周知のフロート法、プレス法またはダウンドロー法などの方法により所定の厚さの板ガラスに成形し、徐冷後必要に応じて研削、研磨などの加工を行った後、所定の寸法・形状のガラス基板とされる。成形法としては、特に、大量生産に適したフロート法が好ましい。

以下、本発明を実施例および比較例によりさらに説明するが、本発明は下記例に制限されない。

各成分の原料を、表１および表２の目標組成になるように調合し、白金坩堝を用いて１６００℃の温度で１時間溶解した。溶解後、約１０×１０ｃｍの大きさでカーボン板上に流し出しガラス転移点＋２０℃で１時間保持後、０．５℃／分の速度で室温まで冷却した。得られたガラスを厚さ１．２ｍｍ、大きさ７．５ｃｍ×７．５ｃｍの板状のガラスとした。その後、ガラス転移点＋１００℃に加熱し１０分保持後、表１および表２に示す冷却速度でガラス転移点－５０℃まで冷却し、その後、０．５℃／分の速度で室温まで冷却した。

こうして得られたガラス素板について、β－ＯＨ値、ガラス転移点Ｔｇ（単位：℃）、歪点、平均線膨張係数α_{５０－３５０}（単位：×１０^－７／Ｋ）、ヤング率Ｅ（単位：ＧＰａ）、α_ｔ１、α_ｔ２、比重ｄ（単位：ｇ／ｃｍ^３）、比弾性率Ｅ／ｄ（単位：ＧＰａ・ｃｍ^３／ｇ）、を以下に示す方法により測定または評価した。

β－ＯＨ値：前記厚さが１．２ｍｍ、大きさが２ｃｍ×２ｃｍのガラス基板の両面を酸化セリウムで鏡面研磨した後、ＦＴ－ＩＲを用いて透過スペクトルを測定した。その後、前記式を用いてβ－ＯＨ値を算出した。

ガラス転移点Ｔｇ：ＪＩＳ Ｒ３１０３（２００１）に準じて、示差熱膨張計を用いて、石英ガラスを参照試料として室温から５℃／分の割合で昇温した際のガラスの伸び率を、ガラスが軟化してもはや伸びが観測されなくなる温度、すなわち屈伏点まで測定し、熱膨張曲線における屈曲点に相当する温度をガラス転移点とした。

歪点：ＪＩＳ Ｒ３１０３（２００１）に準じて測定した。

平均線膨張係数α_{５０－３５０}：ＪＩＳ Ｒ３１０２（１９９５）の方法と同様にして、示差熱膨張計を用いて、石英ガラスを標準試料として室温から５℃／分の速度で昇温した際のガラスの伸び率をガラスの屈伏点まで測定する。得られた膨張曲線から５０～３５０℃の範囲での平均線膨張係数α_{５０－３５０}を求めた。

ヤング率Ｅ：前記厚さが１．２ｍｍ、大きさが４ｃｍ×４ｃｍのガラス基板について、超音波パルス法により測定した。

α_ｔ１、α_ｔ２：ＪＩＳ Ｒ３１０２（１９９５）の方法と同様にして、示差熱膨張計を用いて、石英ガラスを標準試料として室温から５℃／分の速度で昇温した際のガラスの伸び率をガラスの屈伏点まで測定する。得られた膨張曲線から歪点－５０℃～歪点までの平均線膨張係数α_ｔ１および歪点－１００℃～歪点―５０℃の範囲での平均線膨張係数α_ｔ２を求めた。

比重：アルキメデス法により測定した。

得られたガラス素板を下記の手順で加工した。
（１）ガラス素板を加工することにより、ドーナツ状の形状のガラス基板を得た。
（２）砥石でガラス基板の内外周を研削した。ガラス基板のガラスが例１～２、４～１３の場合、内外周に、両主表面に対し垂直な垂直面と、各主表面と垂直面との間に各主表面に対し４５°で傾斜する傾斜面とを形成した。一方、ガラス基板のガラスが例３の場合、内外周に、両主表面に対し垂直な垂直面のみを形成した。最終的な端部幅および基板厚さが所定の寸法になるように、垂直面の研削量を調整した。
（３）アルミナ砥粒を用いてガラス基板の両主表面をラッピング加工し、砥粒を洗浄除去した。
（４）ガラス基板の外周をブラシ研磨し、（２）による加工変質層（傷など）を除去し、鏡面加工した後、洗浄した。ブラシ研磨では、酸化セリウム砥粒を含有する研磨液を用いた。これにより、ガラス基板のガラスが例１～２、４～１３の場合、ガラス基板の主表面と傾斜面の間及び垂直面と傾斜面の間の角部が面取りされて湾曲面が形成された。一方、ガラス基板のガラスが例３の場合、ガラス基板の主表面と垂直面の間の角部が面取りされて湾曲面が形成された。
（５）ガラス基板の内周をブラシ研磨し、（２）による加工変質層（傷など）を除去し、鏡面加工した後、洗浄した。ブラシ研磨では、酸化セリウム砥粒を含有する研磨液を用いた。これにより、ガラス基板のガラスが例１～２、４～１３の場合、ガラス基板の主表面と傾斜面の間及び垂直面と傾斜面の間の角部が面取りされて湾曲面が形成された。一方、ガラス基板のガラスが例３の場合、ガラス基板の主表面と垂直面の間の角部が面取りされて湾曲面が形成された。
（６）ダイヤモンド砥粒を含有する固定粒工具と研削液を用いて、ガラス基板の両主表面をラッピング加工し、洗浄した。
（７）両面研磨装置によりガラス基板の両主表面を１次研磨し、洗浄した。１次研磨では、硬質ウレタン製の研磨パッドと、酸化セリウム砥粒を含有する研磨液とを用いた。
（８）上記両面研磨装置によりガラス基板の両主表面を２次研磨し、洗浄した。２次研磨では、軟質ウレタン製の研磨パッドと、１次研磨よりも平均粒径の小さい酸化セリウム砥粒を含有する研磨液とを用いた。
（９）上記両面研磨装置によりガラス基板の両主表面を３次研磨し、洗浄した。３次研磨では、軟質ウレタン製の研磨パッドと、コロイダルシリカを含有する研磨液とを用いた。
（１０）３次研磨後のガラス基板に対し、スクラブ洗浄、洗剤溶液に浸漬した状態での超音波洗浄、純水に浸漬した状態での超音波洗浄を順次行い、イソプロピルアルコール蒸気による乾燥を行った。
上記の手順により、直径６５ｍｍ、板厚０．８ｍｍ（例４以外）、板厚０．６４ｍｍ（例４）、中央部に直径２０ｍｍの円孔を有するドーナツ状の形状のガラス基板を得た。

得られたガラス基板について、キーエンス社製光学顕微鏡ＶＨ８０００により、主表面に垂直かつ内外周の中心軸を含む面による外周端面を観察し、外周端面における接線と中心軸とのなす角が１０°以下の部分を、前記中心軸に投影した基板の厚み方向における直線の長さＬ（単位：ｍｍ）、内周接続面の幅Ｗ１（単位：ｍｍ）、および外周接続面の幅Ｗ２（単位：ｍｍ）を測定した。

得られたガラス基板について、図３Ａおよび図３Ｂで説明したように、下記手順により破壊荷重の最小値Ｆｍｉｎ（単位：Ｎ）を評価した。
（１）曲げ試験機（島津製作所製オートグラフＡＧＳ－Ｘ）にて、上リング（直径１０ｍｍ）、下リング（直径３０ｍｍ）を同心円状に配置した。
（２）ガラス基板外周の円弧のうち、上リングの中心に最も近い部分がガラス基板と上リングとの接触部の中心より２ｍｍ以内であり、かつ、ガラス基板外周の円弧の両端部が、ガラス基板と下リングとの接触部からの外周に沿った距離で２ｍｍ以上１５ｍｍ以下の位置となるようにガラス基板を配置して、上リングとの接触部で囲まれる領域および下リングとの接触部で囲まれる領域の所定範囲内にガラス基板の外周がはさまれるようにした。
（３）ガラス基板と上リングとの接触部およびガラス基板と下リングとの接触部とによりガラス基板を略平行に保った状態とし、ロードにより上リングに垂直方向に荷重をかけて、ガラス基板の上リングとの接触部を通じて試験片に荷重をかけるとともに、下リングとの接触部にもそれに対応する逆向きの荷重をかけた。このようにしてガラスが破断する荷重を破壊荷重とした。なお、ロードの押し込み速度は０．５ｍｍ／分とした。
（４）ガラス基板のＮ数を２０以上として、測定された最小の破壊荷重をＦｍｉｎとした。

得られたガラス基板について下記手順による熱衝撃試験を実施して、耐熱衝撃性を評価した。
（１）ガラス基板を所定の保持温度で保持した電気炉中に投入し２０分間加熱した。
（２）約２００×３００ｍｍのステンレス製バットに、深さ２ｍｍとなるように水を張った。
（３）加熱したガラス基板をピンセットで取りだし、ガラス基板の主表面を鉛直にした状態でエッジを水に浸す。
（４）１０秒間保持し、Ｎ数を５として、全て割れた、もしくは４枚割れたものは×、全て割れなかったものを○、割れなかったものが２～４枚の場合は△とした。

得られたガラス基板について、円環曲げ強度試験を行った。
５枚のガラス基板を用い、図４で説明した条件の円環曲げ試験機によってガラス基板の強度の平均値を求めた。

なお、上記値Ｃ、ΔＴ／Ｃ、Ｌ／ｔ、Ｃ／（Ｌ／ｔ）、ΔＴ／Ｃ／Ｆｍｉｎを算出し、表１および表２に記載した。

結果を表１および表２に示す。表１および表２において、例１～８および１０～１２は実施例であり、例９および１３は比較例である。

表１および表２に示すように、実施例である例１～８および１０～１２は、比較例である例９および１３と比較して、上記値Ｃが高く、熱衝撃試験の結果が良好であった。この結果から、本発明のガラスはガラス転移点を６５０℃以上と高くしたとしても、耐熱衝撃性が高く、ガラス基板の温度分布に起因する熱割れを低減し得ることがわかった。なお円環曲げ強度試験の結果では、例３のガラスを除き、破壊荷重は３０Ｎ以上であった。例３のガラスは、端部の幅Ｗ１が狭いため、破壊荷重は３０Ｎ未満であった。

本発明を特定の態様を参照して詳細に説明したが、本発明の精神と範囲を離れることなく様々な変更および修正が可能であることは、当業者にとって明らかである。なお、本出願は、２０１６年５月２７日付けで出願された日本特許出願（特願２０１６－１０６５６１）に基づいており、その全体が引用により援用される。また、ここに引用されるすべての参照は全体として取り込まれる。

本発明の磁気記録媒体用ガラスは、磁気ディスクまたは光ディスク等の磁気記録媒体、その基板、およびそれらの製造に利用できる。

１１：ガラス基板
１１ａ、１１ｂ：主表面
１１ｃ：内周接続面
１１ｄ：外周接続面
１１ｆ：外周端面
１１ｇ：外周端面における接線
１１ｈ：中心軸
２２：鉄球
２３：支持台
３０：ガラス基板
３１：外周部分
３３：内周
４０：中心
４１：上リング
４２：下リング
４３：ロード
４４：試験片と上リングとの接触部
４５：試験片と下リングとの接触部

Claims (9)

1. ガラス組成が、酸化物基準のモル百分率表示で、
   ＳｉＯ_２を６４～７０％、
   Ｂ_２Ｏ_３を１．５～１１％、
   Ａｌ_２Ｏ_３を８～１４％、
   ＭｇＯを５～１３％、
   ＣａＯを２．５～５％、
   ＳｒＯを２～５％、
   ＢａＯを０～４．５％、
   ＺｒＯ_２を０％、
   Ｌｉ_２Ｏを０％、
   Ｎａ_２Ｏを０％、
   Ｋ_２Ｏを０％含み、
   Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏの含有量合計（Ｒ_２Ｏ）が０％、
   ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの含有量の合計（ＲＯ）が１５．５％以上であって、
   下記で規定されるＣが７３３以上、９００以下であることを特徴とする磁気記録媒体用ガラス。
   Ｃ＝２８５９－２４１ＲＯ－１２７Ｒ_２Ｏ＋（５．４ＲＯ×Ｒ_２Ｏ）＋６．７（ＲＯ）^２＋（０．６Ｒ_２Ｏ）^２［式中、ＲＯは、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの含有量（酸化物基準のモル百分率）の合計を意味し、Ｒ_２Ｏは、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏの含有量（酸化物基準のモル百分率）の合計を意味する。］
2. 歪点－５０℃～歪点における平均線膨張係数α_ｔ１（×１０^－７／Ｋ）を、歪点－１００℃～歪点－５０℃での平均線膨張係数α_ｔ２で除したα_ｔ１／α_ｔ２が０．４以上１．０５以下である請求項１に記載の磁気記録媒体用ガラス。
3. 歪点－５０℃～歪点における平均線膨張係数α_ｔ１（×１０^－７／Ｋ）と、ヤング率Ｅ（ＧＰａ）との積α_ｔ１Ｅ（×１０^－７／Ｋ×ＧＰａ）が５００以上６５００以下である、請求項１または２に記載の磁気記録媒体用ガラス。
4. ガラス基板の５０～３５０℃での平均線膨張係数α_{５０－３５０}（×１０^－７／Ｋ）が３０以上７０以下、ヤング率が７５ＧＰａ以上である請求項１～３のいずれか１項に記載の磁気記録媒体用ガラス。
5. 請求項１～４のいずれか１項に記載の磁気記録媒体用ガラスからなり、互いに平行な２つの主表面と、これらを接続する内周および外周とを有する磁気記録媒体用ガラス基板。
6. 前記主表面に垂直かつ内周および外周の中心軸を含む面による断面の外周端面における接線と前記中心軸とのなす角が１０°以下の部分を、前記中心軸に投影した基板の厚み方向における直線の長さＬを、基板厚さｔで除したＬ／ｔが０．９以下である、請求項５に記載の磁気記録媒体用ガラス基板。
7. 前記Ｃを前記Ｌ／ｔで除したＣ／（Ｌ／ｔ）が７５０以上である請求項６に記載の磁気記録媒体用ガラス基板。
8. 外周端面において、ガラス基板の径方向における外周接続面の幅Ｗ２が０．０３ｍｍ以上０．２ｍｍ以下である請求項５～７のいずれか１項に記載の磁気記録媒体用ガラス基板。
9. 請求項５～８のいずれか１項に記載の磁気記録媒体用ガラス基板上に磁気記録層が形成されている磁気ディスク。

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