JPH08321034A

JPH08321034A - 情報記録用基板および情報記録媒体

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Publication number: JPH08321034A
Application number: JP8129435A
Authority: JP
Inventors: Hiroharu Sagara; 弘治相楽; Kazuo Tatewana; 一雄立和名
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 1991-05-20
Filing date: 1996-05-24
Publication date: 1996-12-03
Anticipated expiration: 2013-12-14
Also published as: JP2837134B2

Abstract

(57)【要約】【課題】耐破壊性に優れた情報記録用基板を提供す
る。【解決手段】重量％で、６２〜７５％のＳｉＯ₂、５
〜１５％のＡｌ₂Ｏ₃、４〜１０％のＬｉ₂Ｏ、４〜１２
％のＮａ₂Ｏ、および５．５〜１５％のＺｒＯ₂を含有
し、かつＮａ₂Ｏ／ＺｒＯ₂の重量比が０．５〜２．０で
あり、さらにＡｌ₂Ｏ₃／ＺｒＯ₂の重量比が０．４〜
２．５である化学強化用ガラスを、Ｎａイオンおよび／
またはＫイオンを含有する処理浴でイオン交換処理して
得られた化学強化ガラスからなることを特徴とする情報
記録用基板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は化学強化用ガラスか
らなる情報記録用基板およびこれを用いた情報記録媒体
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、化学強化用ガラスとして、特
開昭６２−１８７１４０号公報には、重量％で６４〜７
０％のＳｉＯ₂、１４〜２０％のＡｌ₂Ｏ₃、４〜６％の
Ｌｉ₂Ｏ、７〜１０％のＮａ₂Ｏ、０〜４％のＭｇＯ、０
〜１．５％のＺｒＯ₂を含有するガラスが開示されてい
る。

【０００３】また、その分析値（重量％）で、６１．４
％のＳｉＯ₂、１６．８％のＡｌ₂Ｏ₃、１２．７％のＮ
ａ₂Ｏ、３．６％のＫ₂Ｏ、３．７％のＭｇＯ、０．２％
のＣａＯ、および０．８％のＴｉＯ₂を含有する市販の
化学強化用ガラスが知られている。

【０００４】さらに米国特許第４，１５６，７５５号明
細書には、重量％で５９〜６３％のＳｉＯ₂、１０〜１
３％のＮａ₂Ｏ、４〜５．５％のＬｉ₂Ｏ、１５〜２３％
のＡｌ₂Ｏ₃、２〜５％のＺｒＯ₂を含有し、かつＮａ₂Ｏ
／ＺｒＯ₂の重量比が２．２〜５．５であるの化学強化
用ガラスが開示されている。

【０００５】これらの化学強化用ガラスは、これをイオ
ン交換処理することにより、ガラス中のアルカリ金属イ
オン（例えばＬｉイオン）がイオン交換処理浴中の、よ
り大きなイオン半径のアルカリ金属イオン（例えばＮａ
イオンおよびＫイオン）とイオン交換されて化学強化ガ
ラスが得られる。

【０００６】このようにして得られた化学強化ガラス
は、例えば時計カバーに用いられるが、最近では磁気デ
ィスク基板、光ディスク基板、光磁気ディスク基板など
の情報記録用基板への応用も試みられている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来の化学強化
用ガラスをイオン交換処理した場合、イオン交換速度が
遅く、十分な深さのイオン交換層（圧縮応力層とも呼ば
れる）が得られにくく、抗折強度に劣る。またヌープ硬
さも低いため、破壊に対する強度が十分に大きいとはい
えない。

【０００８】特に化学強化ガラスを磁気ディスク基板な
どの情報記録用基板に応用する場合、化学強化用ガラス
の研摩、円盤加工などの工程で製造者が防ぐことのでき
ない疵が生じやすい。そしてこのような疵を有する化学
強化用ガラスをイオン交換処理しても、イオン交換によ
りガラス表面に形成された圧縮応用層が浅く、抗折強度
が低いため、イオン交換後に得られる化学強化ガラスが
衝撃などにより破壊しやすくなる。したがってこのよう
な破壊を引き起こさない情報記録用基板を得るために
は、イオン交換によりガラス表面に形成される圧縮応力
層を深くし、抗折強度を高める必要があるが、上記従来
の化学強化用ガラスから得られた化学強化ガラスは、圧
縮応力層が浅く、抗折強度が低いために情報記録用基板
として用いるには不十分である。

【０００９】したがって、本発明の第１の目的は、優れ
たイオン交換性能を有する化学強化用ガラスをイオン交
換することにより得られる、深い圧縮応力層、およびこ
れに基づく高い抗折強度、そして高いヌープ硬さを有す
る化学強化ガラスを用いて、耐破壊性に優れた情報記録
用基板を提供することにある。

【００１０】また、本発明の第２の目的は、上記第１の
目的を達成する情報記録用基板を用いて情報記録媒体を
提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記第１の目的を達成す
る本発明の情報記録用基板は、重量％で、６２〜７５％
のＳｉＯ₂、５〜１５％のＡｌ₂Ｏ₃、４〜１０％のＬｉ₂
Ｏ、４〜１２％のＮａ₂Ｏ、および５．５〜１５％のＺ
ｒＯ₂を含有し、かつＮａ₂Ｏ／ＺｒＯ₂の重量比が０．
５〜２．０、Ａｌ₂Ｏ₃／ＺｒＯ₂の重量比が０．４〜
２．５である化学強化用ガラスを、Ｎａイオンおよび／
またはＫイオンを含有する処理浴でイオン交換処理して
得られた化学強化ガラスからなることを特徴とする。

【００１２】また、上記第２の目的を達成する本発明の
情報記録媒体は、上記情報記録用基板を用いたことを特
徴とする。

【００１３】以下、本発明を詳述する。

【００１４】本発明の情報記録用基板は、化学強化用ガ
ラスをＮａイオンおよび／またはＫイオンを含有する処
理浴でイオン交換処理して得られた化学強化ガラスから
なる。イオン交換処理前の化学強化用ガラスの組成は前
述のとおりであるが、その組成の限定理由は次の通りで
ある。

【００１５】ＳｉＯ₂は、ガラス骨格を形成する主要成
分であり、６２％未満であると化学的耐久性が悪化し、
７５％を越えると溶融温度が高くなり過ぎる。従ってＳ
ｉＯ₂の割合は、６２〜７５％に限定される。特に好ま
しくは６３〜７１％である。

【００１６】Ａｌ₂Ｏ₃は、ガラス表面のイオン交換性能
を向上させるため含有させるが、５％未満であるとこの
効果が低下するともに化学的耐久性が悪化し、１５％を
越えると耐失透性が悪化する。従ってＡｌ₂Ｏ₃の割合
は、５〜１５％に限定される。特に好ましくは７〜１４
％である。

【００１７】Ｌｉ₂Ｏは、ガラス表層部でイオン交換処
理浴中の主としてＮａイオンとイオン交換されることに
より、ガラスを化学強化するための必須成分であるが、
４％未満ではこのイオン交換性能が低下し、１０％を超
えると耐失透性と化学的耐久性が共に悪化する。従って
Ｌｉ₂Ｏの割合は、４〜１０％に限定される。特に好ま
しくは４〜７％である。

【００１８】Ｎａ₂Ｏは、ガラス表層部でイオン交換処
理浴中のＫイオンとイオン交換されることにより、ガラ
スを化学強化するための必須成分であるが、４％未満で
は耐失透性が劣化し、１２％を超えると化学的耐久性が
劣化すると共にヌープ硬さが小さくなる。従ってＮａ₂
Ｏの割合は、４〜１２％に限定される。特に好ましくは
６〜１１％である。

【００１９】ＺｒＯ₂は、ヌープ硬さを大きくする効果
がある上に、化学的耐久性を良化するために５．５％以
上必要であるが、１５％を超えると溶融炉の底部に未溶
解物として沈殿する傾向が強くなる。従ってＺｒＯ₂の
割合は、５．５〜１５％に限定される。特に好ましくは
６〜１２％である。ＺｒＯ₂が多いとガラスの耐失透性
が通常は低下するものであるが、ＺｒＯ₂が５．５〜１
５％と比較的に多量であるにも拘らず、本発明の情報記
録用基板の製造に用いる化学強化用ガラスは耐失透性に
優れていることは特筆すべきことである。

【００２０】本発明の情報記録用基板の製造に用いる化
学強化用ガラスにおいては、Ｎａ₂Ｏ／ＺｒＯ₂の重量比
およびＡｌ₂Ｏ₃／ＺｒＯ₂の重量比も所定の範囲に限定
される。すなわち、Ｎａ₂Ｏ／ＺｒＯ₂の重量比は、ヌー
プ硬さを高くし、優れた強度を得るために２．０以下に
する必要があるが、０．５未満であると耐失透性が悪化
するため、０．５〜２．０に限定される。特に好ましい
Ｎａ₂Ｏ／ＺｒＯ₂の重量比は０．７〜１．８である。

【００２１】また、Ａｌ₂Ｏ₃／ＺｒＯ₂の重量比は、優
れた耐失透性とイオン交換性能を維持し、安定かつ高強
度のガラスを得るために、０．４〜２．５に限定され
る。特に好ましいＡｌ₂Ｏ₃／ＺｒＯ₂の重量比は、０．
６〜２．０である。その理由は、０．４未満であると、
ガラスが不安定になり、一方２．５を超えると、圧縮応
力層が薄くなり抗折強度が低下するだけでなく、ヌープ
硬さも低下するからである。

【００２２】本発明の情報記録用基板の製造に用いる化
学強化用ガラスは、以上の成分の他に、本発明の特性を
損わない範囲で、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ₂及びＬａ₂Ｏ
₃や、清澄剤として通常使用されるＡｓ₂Ｏ₃、Ｓｂ
₂Ｏ₃、Ｆ及びＣｌ等を含有することができる。

【００２３】本発明の情報記録用基板の製造に用いる化
学強化用ガラスは、その組成が上述した範囲に入るよう
に、調合したガラス原料を１５００〜１６００℃で５〜
８時間加熱溶融し、この溶融ガラスを型に鋳込み成形し
徐冷することによって得られる。

【００２４】得られた化学強化用ガラスは、優れたイオ
ン交換性能を有し、イオン交換によって得られた化学強
化ガラスに深い圧縮応力層、およびこれに基づく高い抗
折強度、そして高いヌープ硬さを付与できる。

【００２５】既に述べたように、本発明の情報記録用基
板は、上記の化学強化用ガラスをイオン交換処理して得
た化学強化ガラスからなるものである。イオン交換処理
は、Ｎａイオンおよび／またはＫイオンを含有する処理
浴を用いて行なわれ、化学強化用ガラスから化学強化ガ
ラスが得られる。Ｎａイオンおよび／またはＫイオンを
含有する処理浴としては、硝酸ナトリウムおよび／また
は硝酸カリウムを含有する処理浴を用いるのが好ましい
が、硝酸塩に限定されるものではなく、硫酸塩、重硫酸
塩、炭酸塩、重炭酸塩、ハロゲン化物を用いても良い。
処理浴がＮａイオンを含む場合には、このＮａイオンが
ガラス中のＬｉイオンとイオン交換し、また処理浴がＫ
イオンを含む場合には、このＫイオンがガラス中のＮａ
イオンとイオン交換し、さらに処理浴がＮａイオンおよ
びＫイオンを含む場合には、これらＮａイオンおよびＫ
イオンが、ガラス中のＬｉイオンおよびＮａイオンとそ
れぞれイオン交換する。このイオン交換により、ガラス
表層部のアルカリ金属イオンが、より大きなイオン半径
のアルカリ金属イオンに置き換わり、ガラス表層部に圧
縮応力層が形成されてガラスが化学強化される。上述の
ように本発明で用いる化学強化用ガラスは、優れたイオ
ン交換性能を有するので、イオン交換によって形成され
た圧縮応力層は深く、抗折強度が高いので、得られた化
学強化ガラスは優れた耐破壊性を有する。従ってこの化
学強化ガラスからなる本発明の情報記録用基板も優れた
耐破壊性を有する。

【００２６】本発明の情報記録用基板の製造方法は特に
限定されないが、例えば上述の化学強化用ガラスをディ
スク状などの情報記録用基板の形状に加工後、化学強化
して化学強化ガラスとすることにより得るのが好まし
い。情報記録用基板の種類としては、磁気ディスク基
板、光ディスク基板、光磁気ディスク基板などが挙げら
れる。

【００２７】この情報記録用基板上に情報記録媒体に必
須な薄層を設けることにより本発明の情報記録媒体が得
られる。このような必須な薄層としては磁性層が挙げら
れるが、下地層、保護層、潤滑層を設けてもよいことは
もちろんである。

【００２８】

【実施例】

（実施例１〜６）これらの実施例は、本発明の情報記録
用基板の製造に用いる化学強化用ガラスおよび化学強化
ガラスの製造例である。

【００２９】原料として通常使用される酸化物、炭酸
塩、硝酸塩、水酸化物等を使用し、溶解徐冷後において
表１および表２のガラス組成になるように、各原料を実
施例毎に秤量した後、得られた原料混合物の約１．５kg
を１リットルの白金るつぼに入れて１５００〜１６００
℃で５〜８時間加熱してガラス融液とし、撹拌して脱泡
及び均質化を行なった後、直径３〜５mm、長さ６０mmの
ロッドを引き上げ法により成形し、化学強化用ガラスを
得た。これらのロッドを、３８５〜４０５℃に保ったＫ
ＮＯ₃６０％とＮａＮＯ₃４０％の混塩の処理浴中に４時
間浸漬して、ガラス表層部のＬｉイオンおよびＮａイオ
ンを、前記処理浴中のＮａイオンおよびＫイオンとそれ
ぞれイオン交換させ、化学強化した。この様にして実施
例１〜６の６種類の化学強化ガラスを得た。

【００３０】その後、得られた各実施例の化学強化用ガ
ラスのヌープ硬さおよび化学強化ガラスの圧縮応力層の
深さ、抗折強度、液相温度、耐酸性および耐水性を測定
した。

【００３１】ヌープ硬さは、日本光学硝子工業会測定規
格ＪＯＧＩＳ−０９に基づき測定した。なお強化後のガ
ラスでは、圧縮応力層の存在により、ヌープ硬さの測定
が困難であり、又、強化前後でヌープ硬さは比例関係を
有するので、強化前のガラスでヌープ硬さを測定した。

【００３２】圧縮応力層の深さ及び抗折強度は、前記ロ
ッドから０．４mmの薄片を切り出し、偏光顕微鏡を使用
して測定した。

【００３３】液相温度は、傾斜形失透炉を使用して測定
した。

【００３４】耐酸性及び耐水性は、日本光学硝子工業会
測定規格ＪＯＧＩＳ−０６に基づき測定した。

【００３５】これらの結果をまとめて表１および表２に
示す。

【００３６】その結果、本実施例１〜６の化学強化用ガ
ラスは、ヌープ硬さが６４０〜６８０と高く、これをイ
オン交換処理して得られる化学強化ガラスはさらに高い
ヌープ硬さを有することが判明した。また、本実施例１
〜６の化学強化ガラスは、イオン交換度が高く、圧縮応
力層が２００〜２６０μmと深く、抗折強度が８２〜９
８kgf/mm²と高いために、深いクラックに対しても十分
に強いことが判明した。なお、本実施例１〜６の結果か
ら、Ａｌ₂Ｏ₃／ＺｒＯ₂の重量比が小さい程、圧縮応力
層が深く、イオン交換性能が増す傾向にある。

【００３７】また、これらの本実施例においては、液相
温度が９００〜１１５０℃（実施例１，２では失透が認
められなかった）であるので、大量生産するに十分な耐
失透性を有することが判明した。

【００３８】また、耐酸性及び耐水性は、それぞれ０．
０２〜０．０７％及び０．０１〜０．０４％と、好まし
い値を示した。

【００３９】（比較例１〜３）表２に記載した比較例１
は、特開昭６２−１８７１４０号公報の実施例１の化学
強化用ガラスであり、比較例２及び３は、前記従来技術
の市販化学強化用ガラスである。これらのガラスについ
て実施例１〜６と同様にして化学強化ガラスの製造、物
性測定評価を行なった（ただし、比較例３は、化学強化
の際、４４０℃に保ったＫＮＯ₃１００％の塩の処理浴
で１６時間浸漬して、ガラス表層部のＮａイオンを、前
記処理液中のＫイオンとイオン交換させた）。結果を表
２に示す。

【００４０】その結果、比較例１〜３のガラスは、本実
施例１〜６のガラスに比べ、ヌープ硬さがそれぞれ５７
０，４８０，４８０と著しく劣るものであり、強度は小
さかった。また、圧縮応力層も、それぞれ１４０μm、
４５μm、９５μmと薄く、イオン交換性能に劣り、ガラ
ス表面に傷つけられた深いクラックに対して弱いことが
判明した。

【００４１】

【表１】

【００４２】

【表２】

【００４３】（実施例７）本実施例は実施例１〜６で得
られた化学強化用ガラスを用いる情報記録用基板の製造
例である。

【００４４】前述の実施例１〜６で得られた化学強化用
ガラスについて、磁気ディスク基板の形状（外径１３０
mmφ、中心部の穴径４０mmφ、厚さ１．９mmの円盤状）
に成形し、その後、前述の実施例１〜６で述べた方法で
化学強化して化学強化ガラスからなる磁気ディスク基板
を得た。

【００４５】これらの基板をディスク回転装置にセット
して、３５，０００rpmで基板を回転させても破壊しな
かった。この基板上に膜を付けたディスクでも、３５，
０００rpmの回転では破壊しなかった。

【００４６】（実施例８）本実施例は実施例７で得られ
た情報記録用基板を用いる情報記録媒体の製造例であ
る。

【００４７】先ず、図１に示すように、外径が１３０mm
で、内径（穴径）が４０mmで、厚さが１．９mmの実施例
７で得られた磁気ディスク用基板１の表面上に、マグネ
トロンスパッタリング法により、Ｃｒからなる下地層２
（膜厚２０００オングストローム）とＣｏＮｉＣｒ合金
からなる強磁性の磁性薄膜３（膜厚：７００オングスト
ローム）と炭素（Ｃ）からなる保護膜４（膜厚：４００
オングストローム）を順次積層し、保護膜付基体５を得
た。

【００４８】次に、前述の保護膜付基体５の保護膜４上
に潤滑剤（例えばモンテジソン社製ＡＭ２００１）を滴
下し、スピンコート法により潤滑層を被着し、磁気記録
媒体を得た。

【００４９】得られた磁気記録媒体は、基板の破壊もな
く、Ｃｒ下地層の剥離もなく、磁気記録媒体として優れ
たものだった。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の情報記録
用基板は、優れたイオン交換性能を有する化学強化用ガ
ラスを、イオン交換することにより得られた、深い圧縮
応力層、およびこれに基づく高い抗折強度、そして高い
ヌープ硬さを有する化学強化ガラスからなるので、耐破
壊性に優れている。またこの情報記録用基板を用いて得
られる本発明の情報記録媒体も耐破壊性に優れている。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例８で得られた磁気記録媒体の部分拡大模
式図。

【符号の説明】１…磁気ディスク用基板２…下地層３…磁性薄膜４…保護膜５…保護膜付基体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量％で、６２〜７５％のＳｉＯ₂、５
〜１５％のＡｌ₂Ｏ₃、４〜１０％のＬｉ₂Ｏ、４〜１２
％のＮａ₂Ｏ、および５．５〜１５％のＺｒＯ₂を含有
し、かつＮａ₂Ｏ／ＺｒＯ₂の重量比が０．５〜２．０で
あり、さらにＡｌ₂Ｏ₃／ＺｒＯ₂の重量比が０．４〜
２．５である化学強化用ガラスを、Ｎａイオンおよび／
またはＫイオンを含有する処理浴でイオン交換処理して
得られた化学強化ガラスからなることを特徴とする情報
記録用基板。
【請求項２】化学強化用ガラスが情報記録用基板の形
状を有することを特徴とする請求項１に記載の情報記録
用基板。
【請求項３】請求項１または２記載の情報記録用基板
を用いたことを特徴とする情報記録媒体。