JPH0912333A - 磁気ディスク用ガラス基板および磁気ディスク - Google Patents
磁気ディスク用ガラス基板および磁気ディスクInfo
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- JPH0912333A JPH0912333A JP8101611A JP10161196A JPH0912333A JP H0912333 A JPH0912333 A JP H0912333A JP 8101611 A JP8101611 A JP 8101611A JP 10161196 A JP10161196 A JP 10161196A JP H0912333 A JPH0912333 A JP H0912333A
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Abstract
磁気ディスク基板を得る。 【解決手段】組成が重量%表示で、SiO2 :52〜6
5、Al2 O3 :10〜18、B2 O3 :0〜8、Mg
O:0〜10、CaO:2〜15、SrO:0〜15、
BaO:0〜16、ZnO:0〜12からなり、実質的
にアルカリ金属酸化物を含まないガラスを用いることを
特徴とする磁気ディスク用ガラス基板。
Description
ス基板および磁気ディスクに関する。
メッキ、蒸着等のプロセスにより磁性膜および保護膜が
形成されている。一般にガラスは表面の平滑性に優れ、
硬く、変形抵抗が大きく、かつ表面欠陥が少ない等の理
由から高密度化に適した磁気ディスク用基板として注目
されている。
的安価なソーダライムシリカガラスを用いた場合、この
ガラスはアルカリを含むので、多湿環境下において磁性
膜のピンホール部または磁性膜の周辺部など磁性膜が薄
い部分またはガラスが露出した部分からアルカリイオン
が析出しこれが引き金となって磁性膜が腐食あるいは変
色することが見出されている。
環境下やエイジング中に磁性膜の劣化を生起させないこ
とが要求される。前記したようにガラス基板としてアル
カリを含むガラスを用いた場合には、アルカリイオンの
ガラス表面における存在と多湿(特に高温化での)環境
または長期使用によるガラス内部からのアルカリイオン
の表面への移動、析出が磁性膜劣化を誘起するものと思
われる。
は、さらに、加工性が高いこと、耐薬品性、特に、耐ア
ルカリ性が高いことが要求される。
解決するためになされたものであり、組成が重量%表示
で、SiO2 :52〜65、Al2 O3 :10〜18、
B2 O3 :0〜8、MgO:0〜10、CaO:2〜1
5、SrO:0〜15、BaO:0〜16、ZnO:0
〜12であるガラスを用いることを特徴とする磁気ディ
スク用ガラス基板を提供するものである。
ゼロであり、基板上の磁性膜の腐食は完全に解決され
る。一方で、本発明の基板はアルカリ金属の酸化物を含
まないため、化学強化ができない。したがって、磁気デ
ィスク用の基板として充分な強度を得るためには、ある
程度深いエッチング処理を施すことが望ましい。後の実
施例で述べるように、ガラス板を5μm以上、好ましく
は10μm以上エッチングする工程を含むことにより、
磁気ディスクとして使用可能と思われる強度が得られる
ことがわかった。
いエッチングレートを有するために、加工性が高い利点
がある。一方で、耐アルカリ性については、従来のソー
ダライムシリカガラスなみに高い。以上のように、本発
明の基板は、総合的に磁気ディスク用基板として適した
ものである。
学成分について説明する。
ーであり、52重量%(以下、単に%という)未満では
化学的耐久性が低下し、65%を超えると溶解が困難と
なる。好ましくは、52〜60%、特に好ましくは、5
5〜60%である。
学的耐久性を向上させる作用があり、10%以上は必要
である。一方、18%を超えると溶解が困難となる。好
ましくは10〜15%である。
性を下げ、溶解性、成形性を向上させるために含有でき
る。8%を超えるとガラスが分層しやすくなり、また、
化学的耐久性が低下する。好ましくは、2〜8%であ
る。
張係数を低下させる効果があるため含有できる。10%
を超えると分相が起きやすくなる。好ましくは、1〜5
%である。
制する効果があるが、2%未満では効果が不充分であ
り、15%を超えるとCaO・Al2 O3 ・SiO2 の
結晶が析出するおそれがある。好ましくは、2〜10%
である。
により、CaOとほぼ同様の効果が得られるため含有で
きる。15%を超えると膨張率が大きくなりすぎるおそ
れがある。好ましくは、1〜10%である。
にフラックスとして作用し、また、化学的耐久性を向上
させるため含有できる。16%を超えると失透しやすく
なる。好ましくは、5〜15%である。
張係数を低下させる効果があるが、12%を超えると大
量生産に適したフロート法による成形が難しくなる。フ
ロートバス中でZnOが還元され蒸発し、表層に異質層
を形成するためである。
上を占めるものであり、残り5%未満については、ガラ
スの溶解性、清澄性、成形性を改善するためZrO2 、
P2O5 、TiO2 、SO3 、As2 O3 、Sb2 O3 、
F、Clなどを含有することができる。
次のような方法で製造できる。すなわち、通常使用され
る各成分の原料を目標成分になるように調合し、これを
溶解炉に連続的に投入し、1500〜1600℃に加熱
して溶融する。この溶融ガラスをフロート法により所定
の板厚に成形し、徐冷後切断する。
スク用ガラス基板の少なくとも内周端面がエッチング処
理されており、エッチング処理された内周端面の表面粗
さが、3次元測長SEMにより測定したとき、基準長さ
240μm、算術平均粗さ(Ra )のカットオフ波長8
0μmにおいて、任意に選んだ少なくとも4箇所におけ
る算術平均粗さ(Ra )の平均値が1.0〜6.0μm
であり、山の数の平均値が8〜30個の範囲にあること
を特徴とする。
板状、特にドーナツ状のガラス基板をいう。ドーナツ状
のガラス基板の場合には、特に内周端面の粗さを上記範
囲にする必要がある。外周端面の粗さも上記範囲とする
のが好ましい。中央部に孔のない円板状の場合には、外
周端面の粗さを上記範囲とする必要がある。図1は、ド
ーナツ状の磁気ディスク用ガラス基板の斜視図を示した
ものであり、1は、こうしたドーナツ状の磁気ディスク
用ガラス基板、2は内周端面、3は外周端面を示す。
ラス基板は、ガラス基板をフッ酸、フツ硫酸等のエッチ
ング液によりエッチングすることにより、ガラス基板の
曲げ強度を支配する内外円周端面の面粗さ、特により機
械的強度を大きく支配する磁気ディスク基板の内円周端
面の面粗さを改善し、ディスク用ガラス基板の曲げ強度
を向上させるものである。
用ガラス基板の機械的強度を支配する因子の大きなもの
は、最大引張り応力の発生する内周部に存在する傷であ
る。この傷の深さを低減させれば破壊強度は向上する。
傷の深さは、フッ酸、フツ硫酸等のエッチング液による
エッチング処理で低減させることができ、エッチング深
さを増大させることにより、傷の深さを低減させること
ができる。傷の深さを正確に測定することは困難である
が、エッチング深さの増大に伴う表面性状の変化はSE
M等の表面性状測定装置により把握できる。さらに、こ
のSEMを用いれば、これらの表面性状の変化を、表面
粗さおよび断面図に現れる山の数として定量的に表すこ
とができる。
Mにより測定された磁気ディスク用ガラス基板の内外周
端面の凹凸プロファイルを測定し、実用上充分な機械的
強度を持つ磁気ディスク用ガラス基板が得られる凹凸プ
ロファイルとはどのようなものであるかを求め、その最
適な内周端面の面粗さの範囲を求めたものである。
凹凸プロファイル曲線からJISB0601(198
2)(ISO R 468参照)に決められた方法にし
たがって求めることができる。この表面粗さを求めるに
当たっては、以下の通り行った。
定データとしての数値を用いた。 ・Ra カットオフ波長80μmとは、80μm以上の波
長成分を取り除くもので、基板のうねりを表面粗さとし
て数えられないようにするための処理である。 ・任意に選んだ少なくとも4箇所におけるRa とは、ド
ーナツ状の磁気ディスク用ガラス基板ガラスの内周端面
の任意に選んだ異なる4箇所以上の点においてSEM測
定を行い、それぞれの点でRa を求め、各点のRa 値を
平均したものである。 ・山の数とは、ドーナツ状の磁気ディスク用ガラス基板
の内周端面の任意に選んだ異なる4箇所以上の点におい
てSEM測定を行い、得られた2次元凹凸プロファイル
のデータから、各点の山の数を数え、各点の山の数を平
均したものである。
周端面のRa が1.0μmより低く、かつ山の数の平均
値が30個より多い場合は、エッチング深さがきわめて
少ないか、あるいは全くない場合の状態に対応し、内外
周端面の傷の除去がされていないか、不充分であること
を示し、この場合には目標とする機械的強度が得られな
いので好ましくない。
深さの増大とともに上昇傾向を示すが、エッチング深さ
が増大し、前記したRa の平均値が6.0μmより大と
なると、内外周の同心度および真円度が悪化する傾向が
あり、過度のエッチングは磁気ディスクとしての寸法規
格をはずれる結果となるため好ましくない。また、この
ような突起の存在は、磁気ヘッドクラッシュを引き起こ
し、磁気ディスクの記録面全体の破壊をもたらすことが
あるので好ましくない。
処理に先立って、ドーナツ状ディスク用ガラス基板の内
外周端面、特に内周端面を#200〜#1000メッシ
ュ程度の砥粒により内周端面の仕上げ加工を行っておく
ことが好ましい。
般的なガラスのエッチング方法であるエッチング液を用
いたウェットエッチング方法、エッチングガスを用いた
ドライエッチング方法が使用できる。特に、フッ酸液、
フツ硫酸液、ケイフッ化水素酸などのエッチング液が好
適に使用できる。
生する可能性が考えられるので、エッチング量はさらに
深くすることがより好ましい。
後に、金属定盤に砥粒を流してガラス基板の主表面、内
外周端面を研磨するラッププロセスを導入することによ
り、エッチング量が多い場合でも、ガラス基板の主表
面、内外周端面に生じた高い突起を解消できる。
後、さらにラップ研磨を行って内外周端面の突起を研磨
(ポリッシュ)することにより、10μm以上のエッチ
ング深さのエッチング処理が実現でき、より高強度の磁
気ディスク用ガラス基板が得られる。
均値とを有する磁気ディスク用ガラス基板には、そのガ
ラス基板の主表面に下地膜を介して、あるいは下地膜を
介さずして磁気記録層を形成し、さらに必要に応じてそ
の上に保護層、潤滑層を形成し、高強度のガラス製の磁
気ディスクが得られる。
のテクスチャを形成するテクスチャ加工は、基板をドー
ナツ状に加工し、エッチング、研磨、洗浄した後、行わ
れる。テクスチャ加工は、フッ酸の液または蒸気を使用
して行うことができる。
性層としては、Co−Cr系、Co−Cr−Pt系、C
o−Ni−Cr系、Co−Ni−Cr−Pt系、Co−
Ni−Pt系、Co−Cr−Ta系などのCo系合金を
好ましく使用できる。耐久性や磁気特性を向上するため
に、磁性層の下に設けられる下地層としては、Ni層、
Ni−P層、Cr層、SiO2 層などを使用できる。
料からなる金属もしくは合金層を磁性層の上または下に
設けることができる。
のカーボンもしくはシリカの層が使用でき、潤滑層を形
成するためには、30Å程度の厚みのパーフルオロポリ
エーテル系の液体潤滑剤が使用できる。
類の組成物(単位;重量%)を常法にしたがい調合・混
合し、ガラスバッチを調製した。次いで、容量500m
lのPt−Rh:10%坩堝にこのガラスバッチを入
れ、1500℃で均質化のための約1時間の撹拌を含め
約4時間熔解し、カーボン板上に流し出して板状とし、
徐冷後常法に従い、切断・研磨して約1mm厚の板状ガ
ラスサンプルを得た。表1には比較例(No.10)と
してソーダライムシリカガラスも記載した。
9の板状ガラスサンプルおよび比較例としてのNo.1
0の板状ガラスサンプルを切断・研磨して外形65m
m、内径20mm、厚さ0.635mmのドーナツ状の
ガラスディスクを作成した。No.10については、4
50℃の溶融硝酸カリウム中に8時間浸漬して化学強化
を行い、表面に深さ25μmの圧縮応力層を形成させた
ものも準備し、化学強化を行わないものと比較した。N
o.1〜10については、ガラス組成中にNaを含まな
いため、イオン交換が行えない。したがってすべて未強
化である。
表面上にスパッタ法によりNo.1〜9では厚さ約30
0Å、No.10では厚さ約1000ÅのCrからなる
下地層を形成した後、厚さ約600ÅのCo−30原子
%Ni合金磁性層を形成し、その上に厚さ約300Åの
カーボン保護層を形成し、さらにその上にパーフルオロ
ポリエーテル系の液体潤滑剤を塗布することにより磁気
記録媒体を得た。
気条件で168時間保持することにより、耐湿テストを
実施したところ、No.10では、耐食性を高める作用
のあるCr下地層が厚いにもかかわらず、未強化品磁気
記録媒体はディスクの内周および外周の端面部から2〜
3mmの範囲にわたってCo−Ni合金層とガラスとの
界面から面内にかけて変色が認められ、No.10強化
品磁気記録媒体では同じく1〜2mmの範囲にわたって
変色が認められた。これに対し、No.1〜9磁気記録
媒体については、磁性膜の腐食は起こらず、変色等は全
く認められなかった。
o.9の組成からなるガラス板とNo.10の組成から
なるガラス板とで外形65mm、内径20mm、厚さ
0.635mmのドーナツ状ガラスディスクを作成した
後、フッ酸に硫酸を5重量%混合した液によるエッチン
グレートを測定した。No.9は6.7μm/minで
あり、No.10は2.1μm/minであった。本発
明のガラス基板は、従来のソーダライムシリカガラスに
比べて、3倍以上のエッチングレートであり、加工性が
大変高いことがわかる。
クの外周全周を支持し、内周部に荷重をかける曲げ強度
テストを各10枚のディスクについて行い、平均強度を
求めた。
0kg/mm2 、深さ20μmの圧縮応力層をもつ強化
品が34.1kg/mm2 であった。これに対し、N
O.9を、5μmエッチング処理した後ポリッシュした
ものは27.8kg/mm2 、15μmエッチング処理
した後ポリッシュしたものは29.9kg/mm2 であ
った。No.9の例でも、従来のソーダライムシリカガ
ラスの未強化品に比べると充分に強度が高く、磁気ディ
スク基板として使用可能と考えられる。
らなるガラス板、No.10の組成からなるガラス板お
よび液晶表示装置の基板用として従来用いられることが
ある無アルカリガラスであるコーニング社のコード70
59(商品名)からなるガラス板(No.11)につい
て、0.1規定NaOH溶液に90℃20時間浸漬し
て、重量減少量(mg)を測定した。結果を表2に示
す。結果から、本発明の基板は、他の無アルカリガラス
(No.11)に比べて、耐アルカリ性が高く、ソーダ
ライムガラスに比べても遜色ないことがわかる。すなわ
ち、本基板は、磁気ディスク用基板として、非常に優れ
たものである。
温、高湿下でも磁性膜の劣化が生じない。また、ある程
度の深さエッチング処理を施すことにより、充分磁気デ
ィスク基板として実用可能な程度の強度が得られる。そ
の際に、本発明の基板は、エッチングレートが高く、加
工コストが低いメリットがある。
ラスに比べても、耐アルカリ性が高く、耐アルカリ性は
ソーダライムシリカガラスに比べても遜色ない。すなわ
ち、本基板は、磁気ディスク用基板として、非常に優れ
る。
図
Claims (6)
- 【請求項1】組成が重量%表示で、SiO2 :52〜6
5、Al2 O3 :10〜18、B2O3 :0〜8、Mg
O:0〜10、CaO:2〜15、SrO:0〜15、
BaO:0〜16、ZnO:0〜12からなり、実質的
にアルカリ金属酸化物を含まないガラスを用いることを
特徴とする磁気ディスク用ガラス基板。 - 【請求項2】組成が重量%表示で、SiO2 :52〜6
0、Al2 O3 :10〜15、B2O3 :2〜8、Mg
O:1〜5、CaO:2〜10、SrO:1〜10、B
aO:5〜15、ZnO:0〜12からなり、実質的に
アルカリ金属酸化物を含まないガラスを用いることを特
徴とする請求項1記載の磁気ディスク用ガラス基板。 - 【請求項3】内周端面と外周端面とを有し、少なくとも
内周端面の表面が5μm以上エッチングされていること
を特徴とする請求項1または2の磁気ディスク用ガラス
基板。 - 【請求項4】エッチングの後、少なくとも内周端面の表
面が、ポリッシュされていることを特徴とする請求項3
の磁気ディスク用ガラス基板。 - 【請求項5】少なくとも内周端面がエッチング処理され
ており、エッチング処理された内周端面の表面粗さが、
3次元測長SEMにより測定したとき、基準長さ240
μm、算術平均粗さ(Ra )のカットオフ波長80μm
において、任意に選んだ少なくとも4箇所における算術
平均粗さ(Ra )の平均値が1.0〜6.0μmであ
り、山の数の平均値が8〜30個の範囲にあることを特
徴とする請求項3または4記載の磁気ディスク用ガラス
基板。 - 【請求項6】請求項1〜5いずれか1項記載の磁気ディ
スク用ガラス基板の上に、順次、下地層、磁性層、保護
層、潤滑層を設けてなる磁気ディスク。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
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JP10394795 | 1995-04-27 | ||
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