JPH10241134A - 情報記録媒体用ガラス基板及びこれを用いた磁気記録媒体 - Google Patents

情報記録媒体用ガラス基板及びこれを用いた磁気記録媒体

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JPH10241134A
JPH10241134A JP9357239A JP35723997A JPH10241134A JP H10241134 A JPH10241134 A JP H10241134A JP 9357239 A JP9357239 A JP 9357239A JP 35723997 A JP35723997 A JP 35723997A JP H10241134 A JPH10241134 A JP H10241134A
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glass
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glass substrate
mol
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JP9357239A
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English (en)
Inventor
Kunio Takeuchi
邦雄 竹内
Akimi Kitayama
皓己 北山
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Hoya Corp
Original Assignee
Hoya Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁気ヘッド等の低浮上走行に支障がなく、比
弾性率が大きくて強度に優れ、高速回転しても反りやブ
レが生じにくく、かつ、基板の薄板化に十分対応でき、
失透がないという情報記録媒体用ガラス基板及びこれを
用いた磁気記録媒体を得る。 【解決手段】 基板を構成するガラスとして、ZrO
等のガラスの原料成分の未溶解物による表面の突起の高
さが7μm以下であるガラスを用いること、基板を構成
するガラスとして、ZrOとLiOとを含有するア
ルミノシリケートガラスであって、ZrOの含有量が
0.6〜1.9モル%、LiOの含有量が6〜14モ
ル%であるガラスを用いること、さらには、基板を構成
するガラスとして、TiOを含有するアルミノシリケ
ートガラスであって、TiOの含有量が0.2〜3.
0モル%、ZrOOの含有量が2.8モル%以下であ
り、かつ、Bの含有量が0.9モル%以下である
化学強化用ガラスを用いることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクや磁気
ディスク等の情報記録媒体の基板に用いる情報記録媒体
用ガラス基板及びこれを用いた磁気記録媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、高強度を要求される磁気記録媒体
用ガラス基板として、特開昭64ー42025号公報に
は、重量%で、SiOを65〜75%、Al
4〜9%、Bを5〜10%、NaOを5〜9.
5%、KOを0〜3%、LiOを0〜0.5%、B
aOを3〜6%、ZnOを0.5〜3%含むガラスから
なる磁気記録媒体用ガラス基板が開示されている。
【0003】また、特開平5ー32431号公報には、
重量%で、SiOを62〜75%、Alを5〜
15%、NaOを4〜12%、LiOを4〜10
%、ZrOを5.5〜15%含み、NaO/ZrO
の重量比が0.5〜2.0であり、さらに、Al
/ZrOの重量比が0.4〜2.5である化学強化
用ガラスを用いた情報記録媒体用ガラス基板が開示され
ている。
【0004】さらに、特開平8ー48537号公報に
は、重量%で、SiOを58〜70%、Al
13〜22%、NaOを5〜12%、ZrOを2〜
5%含有する化学強化用ガラスが開示されている。
【0005】近年、ディスクの小型化、情報記録の高密
度化に伴って、ヘッドの低浮上化や、ディスクの高速回
転化が進み、そのため、ディスクの強度や、ディスク表
面の表面精度が一層厳しく要求されてきており、今後こ
の要求は一層厳しくなる情勢にある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このような情勢下、上
述した従来技術には以下の問題があった。
【0007】まず、特開昭64ー42025号公報記載
の磁気記録媒体用ガラス基板では、ZrOを含まない
ため、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、また、破壊に対する強度が十分大
きいとはいえない。
【0008】また、特開平5ー32431号公報記載の
ガラス基板では、イオン交換しやすく深い圧縮層を形成
しやすいという利点はあるが、ZrOを多く含むた
め、ZrOが溶融しづらくなり、得られたガラスを研
磨してもガラス表面に生じたZrOの未溶解物の突起
を取り除くことができず、ガラス基板の表面に突起が残
留することがある。したがって、現状の情報記録媒体用
ガラス基板としては実用できるものの、今後、情報記録
媒体の高密度化が進むと対応できなくなる可能性があ
る。
【0009】さらに、特開平8ー48537号公報記載
のガラス基板では、ガラスの液相温度が高いばかりでな
く、液相温度での粘性が低いため、ダウンドロー成形や
プレス成形により溶融ガラスを板状に成形する際、失透
しやすいという問題がある。
【0010】本発明は、上述の背景のもとでなされたも
のであり、ガラス原料成分の未溶解物による突起の高さ
を7μm以下にし、ガラスの組成中のZrOやLiO
2等の成分の含有量を選定することによって、優れたイ
オン交換性を有し、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を府よできると共に、強度に
優れ、さらに、表面に突起が形成されず、表面が平坦
で、しかも、液相温度でのガラスの粘性が高く、成形の
際、失透しにくい化学強化用ガラスからなる情報記録媒
体用ガラス基板及びこのガラス基板を用いた磁気記録媒
体を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めの手段として、請求項1に記載の発明は、表面を含む
いずれかの部位に情報記録のための構造物または装置ま
たは物体を形成して情報記録媒体を構成するために用い
る情報記録媒体用ガラス基板において、該情報記録媒体
用ガラス基板を構成するガラスの原料成分の未溶解物に
よってガラスの表面に形成された突起物の高さが7μm
以下であることを特徴とする情報記録媒体用ガラス基板
である。
【0012】請求項2記載の発明は、請求項1に記載の
情報記録媒体用ガラス基板において、前記ガラスの原料
成分の未溶解物がZrOであることを特徴とする情報
記録媒体用ガラス基板である。
【0013】請求項3の発明は、請求項2に記載の情報
記録媒体用ガラス基板において、前記情報記録媒体用ガ
ラス基板に含有するZrOが2.8モル%以下である
ことを特徴とする情報記録媒体用ガラス基板である。
【0014】請求項4の発明は、表面を含むいずれかの
部位に情報記録のための構造物または装置または物体を
形成して情報記録媒体を構成するために用いる情報記録
媒体用ガラス基板において、該情報記録媒体用ガラス基
板を構成するガラスが、ZrOとLiOとを含有す
るアルミノシリケートガラスであって、ZrOの含有
量が0.6〜1.9モル%、LiOの含有量が6〜1
4モル%であるガラスからなることを特徴とする情報記
録媒体用ガラス基板である。
【0015】請求項5の発明は、請求項4に記載の情報
記録媒体用ガラス基板において、該情報記録媒体用ガラ
ス基板を構成するガラスの液相温度が920℃以下であ
ることを特徴とする情報記録媒体用ガラス基板である。
【0016】請求項6の発明は、請求項4に記載の情報
記録媒体用ガラス基板において、前記情報記録媒体用ガ
ラス基板を構成するガラスが、TiOを含有するガラ
スであることを特徴とする情報記録媒体用ガラス基板で
ある。
【0017】請求項7の発明は、表面を含むいずれかの
部位に情報記録のための構造物または装置または物体を
形成して情報記録媒体を構成するために用いる情報記録
媒体用ガラス基板において、該情報記録媒体用ガラス基
板を構成するガラスが、ZrOとLiOとを含有す
るアルミノシリケートガラスであって、ZrOを0.
6〜1.9モル%、含有し、LiOを液相温度での粘
性が20000ポアズ以上になる量だけ含有するガラス
からなることを特徴とする情報記録媒体用ガラス基板で
ある。
【0018】請求項8の発明は、表面を含むいずれかの
部位に情報記録のための構造物または装置または物体を
形成して情報記録媒体を構成するために用いる情報記録
媒体用ガラス基板において、該情報記録媒体用ガラス基
板を構成するガラスがTiOを含有するアルミノシリ
ケートガラスであって、TiOの含有量が0.2〜
3.0モル%、ZrOOの含有量が2.8モル%以下
であり、かつ、Bの含有量が0.9モル%以下で
ある化学強化用ガラスからなることを特徴とする情報記
録媒体用ガラス基板である。
【0019】請求項9の発明は、請求項8に記載の情報
記録媒体用ガラス基板において、前記情報記録媒体用ガ
ラス基板を構成するガラスが、400℃に保ったKNO
を60重量%とNaNOを40重量%とを含む混塩
の化学強化処理浴中に4時間浸漬したときに100μm
を超える厚さの圧縮応力層を形成する化学強化用ガラス
からなることを特徴とする情報記録媒体用ガラス基板で
ある。
【0020】請求項10の発明は、請求項8に記載の情
報記録媒体用ガラス基板において、該情報記録媒体用ガ
ラス基板は、比弾性率が32.0×10Nm/kg以
上であるガラスからなることを特徴とする情報記録媒体
用ガラス基板である。
【0021】請求項11の発明は、請求項1、4、5、
8のいずれかに記載の情報記録媒体用ガラス基板におい
て、該情報記録媒体用ガラス基板を構成するガラスが、
SiOを57〜74モル%、Alを3〜15モ
ル%、NaOを4〜14モル%含有するガラスからな
ることを特徴とする情報記録媒体用ガラス基板である。
【0022】請求項12の発明は、請求項1、4、5、
8のいずれかに記載の情報記録媒体用ガラス基板におい
て、該情報記録媒体用ガラス基板を構成するガラスが、
SiO/ZrOのモル比が35〜130であるガラ
スからなることを特徴とする情報記録媒体用ガラス基板
である。
【0023】請求項13の発明は請求項1〜12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磁性層
を含む磁気記録層を形成してなる磁気記録媒体である。
【0024】請求項1の発明において、ガラス表面の突
起高さを7μm以下としたが、これは、7μmを超える
と、例えば、このガラス基板を磁気記録媒体の基板とし
て用いた場合、磁気ヘッドと磁気記録媒体とのスペーシ
ングロスが大きくなり、磁気記録密度を大きくできなく
なるためである。同様の観点から、突起高さは、好まし
くは5μm以下、さらに好ましくは3μm以下とするの
がよい。
【0025】本発明では、ガラスの表面粗さ(Rma
x)は、10.0オングストローム以下が好ましい。よ
り好ましくは、8.0オングストローム以下、さらに好
ましくは6.0オングストロームとするのがよい。
【0026】請求項2,3の発明において、ZrO
特に突起高さと関係がある。ZrOの含有量は、突起
高さが7μm以下、好ましくは5μm以下、さらに好ま
しくは3μm以下となるような含有量にする。ZrO
の含有量が2.8モル%を超えると、ZrOによる未
溶解物の突起が形成され、研磨してもこれを取り除くこ
とが難しいために、ガラス基板表面緒突起高さを適正値
に収められなくなるおそれがある。したがって、ZrO
の含有量は2.8モル%以下が好ましい。同様の理由
から、2.4モル%以下、さらには1.9モル%以下が
望ましい。
【0027】請求項4,5,6,7の発明において、主
としてZrO、LiOの含有量等を所定範囲にする
ことにより、ZrOの未溶解物の突起がガラス基板緒
表面に形成されず、平坦な表面のガラス基板が得られ
る。しかもイオン交換性も十分確保されるからイオン交
換よって得られた化学強化ガラスに深い圧縮応力層を付
与できると共に、高い強度が得られ、また、液相温度で
の粘性も低くできる。ZrOの含有量が1.9モル%
を超えると、ZrOが完全には溶融しずらくなり、得
られたガラスを研磨してもガラス表面のZrOの未溶
解物の突起が残留することがあり、情報記録媒体用ガラ
ス基板として十分な平坦性が得られにくくなる。したが
って、ZrOの含有量は1.9モル%以下が好まし
い。同様の理由から、1.7モル%以下、さらには1.
5モル%以下が望ましい。一方、ZrOは、イオン交
換性を高める効果があるため、圧縮応力層が厚くなり、
抗折強度が向上し、さらにヌープ硬さも大きくなるた
め、0.6モル%以上含有させる必要がある。同様の理
由から、ZrOの含有量の下限は0.8モル%、より
好ましくは1.0モル%である。
【0028】また、LiO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
ことによってガラスを化学強化するための必須成分であ
るが、6モル%未満ではこのイオン交換性能が低下し、
16モル%を超えると耐失透性と化学的耐久性が共に悪
化すると共に、液相温度が上昇する。したがって、Li
O2の含有量は、6〜16モル%とする必要がある。好
ましくは8〜15モル%、より好ましくは9〜14モル
%がよい。
【0029】さらに、請求項6の発明のように、TiO
を含有させると、比重を極度に大きくさせずに、ヤン
グ率を大きくすることができ、その結果、比弾性率の値
を大きくすることができる。さらに、溶融粘度を低く
し、溶融温度を下げ、また、イオン交換速度を高めイオ
ン交換しやすくするといった作用もある。
【0030】請求項8の発明においては、TiOの含
有量を0.2〜3.0モル%とする。TiOは、比重
を極度に大きくさせずに、ヤング率を大きくすることが
でき、その結果、比弾性率の値を大きくすることができ
る。さらに、溶融粘度を低くし、溶融温度を下げ、ま
た、イオン交換速度を高めイオン交換しやすくするとい
った作用もある。
【0031】しかし、TiOの含有量が0.2モル%
未満ではこれらの効果が小さくなるためTiOの含有
量の下限は0.2モル%に限定される。好ましい下限は
0.3モル%、さらに好ましい下限は0.4モル%であ
る。一方、TiOの含有量が3.0モル%を超える
と、失透しやすくなる。したがって、TiOの含有量
の上限は3.0モル%に限定される。好ましい上限は
2.8モル%、さらに好ましい上限は2.6モル%であ
る。
【0032】また、請求項8の発明において、B
は、粘性を下げ、溶融性を向上させるなどの効果がある
が、イオン交換を妨げ、形成される圧縮応力層が深くな
るのを妨げるため、有意量含有させないことが好まし
い。したがって、Bの含有量は、0.9、モル%
以下、好ましくは0.7モル%以下、さらに好ましくは
0.5モル%以下がよい。
【0033】さらに、Bの含有量は、400℃に
保ったKNOを60%とNaNO3を40%とを含む
混塩の化学強化処理浴中に4時間浸漬したときに100
μmを超える厚さの圧縮応力層を形成する量に限定でき
る。
【0034】本発明の情報記録媒体用ガラス基板にあっ
ては、SiOは、ガラスの骨格を形成する主成分であ
り、57モル%未満であると、化学的耐久性が悪化し、
74モル%を超えると、溶融温度が高くなりすぎる。し
たがって、SiOの含有量は、57〜74モル%が好
ましく、より好ましくは60〜72モル%、さらに好ま
しくは63〜70モル%がよい(請求項11の発明)。
【0035】また、Alは、ガラス表面のイオン
交換性能を向上させるために含有させるが、3モル%未
満であるとこの効果が低下すると共に、化学的耐久性が
悪化し15モル%を超えると耐失透性が悪化する。した
がって、Alの含有量は、3〜15モル%、特に
好ましくは5〜14モル%、より好ましくは7〜13モ
ル%がよい。
【0036】さらに、NaOは、溶融温度を下げる成
分であり、また、ガラス表層部でイオン交換処理浴中の
イオンとイオン交換されることによって、ガラスを化学
強化するための必須の成分であるが、4モル%未満では
このイオン交換速度が遅くなり、深い圧縮応力層が得に
くくなると共に、耐失透性が悪化し、14モル%を超え
ると化学的耐久性が悪化すると共に、ヌープ硬さが小さ
くなる。したがって、Na2Oの含有量は4〜14モル
%であり、好ましくは5〜13モル%、さらに好ましく
は、6〜12モル%がよい。
【0037】また、本発明の情報記録媒体用ガラス基板
にあっては、SiO/ZrOのモル比は、35〜1
30であることが好ましい。その理由は、モル比が35
未満であると、ガラスが不安定になると共に、得られた
ガラスを研磨しても情報記録媒体用ガラス基板としての
十分な平坦性が得にくくなる傾向があり、一方、130
を超えると、ヌープ硬さが低くなり、強度が低下する傾
向があるためである。同様の理由からSiO/ZrO
のモル比の特に好ましい範囲は、40〜115、より
好ましくは、50〜105である。(請求項12の発
明)。
【0038】なお、上述の化学強化用ガラスは、以上説
明した成分の他に、ガラスの特性を損なわない範囲で、
MgO、CaO、SrO、BaO、ZnO、La
、As、Sb、CoO、Fe
、Cr、NiO、Se、F、Cl等を含有
させることができる。
【0039】本発明の情報記録媒体用ガラス基板の製造
方法は特に制限されないが、例えば、、ガラスの組成が
上述した範囲に入るように調合したガラス原料を、14
00〜1500℃で、5〜8時間加熱溶融し、この溶融
ガラスを清澄後、周知のプレス成形やダウンドロー成
形、フロート成形などの方法によって板状に成形し、そ
の後、研削、研磨等の加工を施すことによって、所望の
形状の情報記録媒体用ガラス基板を製造できる。
【0040】なお、研削、研磨の工程は、通常、大きく
分けて、(1)荒ずり(粗研削)、(2)砂掛け(精研
削、ラッピング)、(3)第一研磨(ポリッシュ)、
(4)第二研磨(ファイナル研磨、ポリッシュ)の各工
程からなる。これらの精密研磨工程とガラス組成との相
乗効果によって、ガラス表面の突起の高さが7μm以下
である情報記録媒体用ガラス基板を得ることが可能とな
る。
【0041】本発明の好ましい組成範囲の情報記録媒体
用ガラス基板は、80GPa以上のヤング率、32×1
Nm/kg以上の比弾性率、5.5GPa以上のヌ
ープ硬さを有する。このような高い強度のため、基板を
高速回転しても基板に反りやブレが生じにくく、より基
板の薄膜化に対応できる。
【0042】また、本発明の情報記録媒体用ガラス基板
は、470〜530℃のガラス転移点を有する。この特
性は、次の点で有利である。すなわち、情報記録媒体用
ガラス基板上に磁性膜を形成した場合に、保持力等の特
性を向上させるために熱処理を行なうことがあるが、ガ
ラス転移点が470℃未満ではこの熱処理に耐え難く、
また、イオン交換処理浴に浸漬した際にガラスが変形し
やすくなる。逆にガラス転移点が530℃を超えた場合
には、イオン交換に時間がかかりすぎ、実用的でない。
【0043】また、本発明の情報記録媒体用ガラス基板
は、pH6.5〜7.5であって、約100℃の純水に
60分間浸漬したときの重量減量率が0.1wt%以下
であり、0.01Nの濃度で約100℃の硝酸水溶液に
60分間浸漬したときの重量減量率が0.1wt%以下
である。したがって、耐水性や耐酸性等の化学的耐久性
に優れる。
【0044】本発明の情報記録媒体用ガラス基板は、優
れたイオン交換性を有し、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を付与できると共に、
この圧縮応力層に基づく高い抗折強度及び高いヌープ硬
さを付与できる。したがって、本発明の組成の情報記録
媒体用ガラス基板は、優れた耐破壊性を有する。
【0045】具体的には、例えば、400℃に保ったK
NOを60%とNaNOを40%含む混塩の処理浴
中に4時間浸漬したときに100μmを超える厚さの圧
縮応力層を得ることができる。
【0046】化学強化は、例えば、化学強化用ガラス
を、Naイオン及び/又はKイオンを含有する処理浴で
イオン交換処理して行われる。ここで、Naイオン及び
/又はKイオンを含有する処理浴としては、硝酸ナトリ
ウム及び/又は硝酸カリウムを含有する処理浴を用いる
ことが好ましいが、硝酸塩に限定されるものではなく、
硫酸塩、重硫酸塩、重硝酸塩、炭酸塩、重炭酸塩、ハロ
ゲン化物等を用いてもよい。
【0047】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イオンと交換する。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イオンと交換する。さらに、処理浴がNaイ
オン及びKイオンを含有する場合には、これらのNaイ
オン及びKイオンをガラス中のLiイオン及びNaイオ
ンとイオン交換する。このイオン交換により、ガラスの
表層部のアルカリ金属イオンが、よりイオン半径の大き
な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。
【0048】本発明では、必要に応じてガラス基板主表
面にエッチング処理や成膜あるいはレーザ光の照射若し
くは紫外線照射などの手段で凹凸を付け、テクスチャリ
ング処理を施してもよい。具体的には、ガラス基板表面
をフッ化水素酸と硝酸との混合液よりなるエッチング液
で湿式エッチングしてガラス表面に凹凸を付け、テクス
チャリング処理を施すことができる。また、ガラス基板
の表面に、アルミニウム等の凹凸膜を設けることによっ
てガラス表面にテクスチャリング処理を施すことができ
る。
【0049】次に、本発明の磁気記録媒体について説明
する。本発明の磁気記録媒体は、上述した本発明の情報
記録媒体用ガラス基板の主表面に、少なくとも磁性層を
形成したものである。ここで、主表面とは、磁気記録媒
体用ガラス基板の両面のうち磁性層が形成される面を指
し、片面あるいは両面を指す。
【0050】磁性層以外の層としては、機能面から、下
地層、保護層、潤滑層、凹凸制御層などが挙げられ、必
要に応じて形成される。これらの各層の形成には各種の
薄膜形成技術が利用される。
【0051】下地層としては、例えば、、Cr、Mo、
Ta、Ti、W、V、B、Alなどの中から選ばれる少
なくとも一種以上の非磁性金属材料又はそれらの金属の
酸化物、窒化物、炭化物等からなる薄膜が用いられる。
下地層は、単層とは限らず、同一又は異種の層を積層し
た複数層構造とすることもできる。例えば、Al/Cr
/CrMo、Al/Cr/Cr等の多層下地層としても
よい。
【0052】なお、磁気記録媒体における下地層は、磁
性層に応じて選択される。例えば、Coを主成分とする
磁性層の場合には、磁気特性向上の観点からCr単体や
Cr合金の下地層を選択することが望ましい。
【0053】本発明では、ガラス基板と磁性層との間又
は磁性層の上部に、磁気ヘッドと磁気記録媒体が吸着す
ることを防止するための凹凸制御層を設けてもよい。こ
の凹凸制御層を設けることによって、磁気記録媒体の表
面粗さは適度に調整されるので、磁気ヘッドと磁気記録
媒体が吸着することがなくなり、信頼性の高い磁気記録
媒体が得られる。
【0054】凹凸制御層の材質及び形成方法は多種知ら
れており、特に制限されないが、上述した本発明の情報
記録媒体用ガラス基板の融点よりも高い融点等を有する
非磁性金属材料等を用いることが望ましい。このような
凹凸制御層の材質としては、例えば、Al、Ag、T
i、Nb、Ta、Bi、Si、Zr、Cr、Cu、A
u、Sn、Pd、Sb、Ge、Mgなどから選ばれる少
なくとも一種以上の金属又はそれらの合金あるいはそれ
らの酸化物、窒化物、炭化物等が挙げられる。凹凸制御
層の材質としては、形成が容易で効果があがるという観
点からは、Al単体やAl合金、又は、酸化Al、窒化
AlといったAlを主成分とする金属であることが望ま
しい。
【0055】また、ヘッドスティクションを考慮する
と、凹凸制御層の表面粗さは、Rmax=50〜300
オングストロームであることが望ましい。より好ましい
範囲はRmax=100〜200オングストロームであ
る。Rmaxが50オングストローム未満の場合、磁気
記録媒体表面が平坦に近いため、磁気ヘッドと磁気記録
媒体が吸着し、磁気ヘッドや磁気記録媒体が傷ついてし
まったり、吸着によるヘッドクラッシュを起こすので好
ましくない。また、Rmaxが300オングストローム
を超える場合、グライド高さ(グライドハイト)が大き
くなり、記録密度の低下を招くので好ましくない。
【0056】磁性層の材料は特に制限されない。磁性層
としては、例えば、Co系の他、フェライト系、鉄ー希
土類系などが挙げられる。磁性層は、水平磁気記録、垂
直磁気記録のいずれの磁性層でもよい。
【0057】Co系磁性層としては、具体的には、例え
ば、CoPt、CoCr、CoNi、CoNiCr、C
oCrTa、CoPtCrや、CoNiCrPt、Co
NiCrTa、CoCrPtTa、CoCrPtSiO
などの磁性薄膜等が挙げられる。また、磁性層を非磁性
中間層で分離してノイズの低減を図った多層構成(例え
ば、CoPtCr/CrMo/CoPtCrなど)とし
てもよい。
【0058】なお、磁気記録媒体を製造する際に、ガラ
ス基板の主表面に磁性層を形成した後、磁性層をガラス
転移点より低い温度でか熱処理することができる。これ
は、磁性層の種類によっては、加熱処理することで磁気
特性の向上が図られるためである。この加熱処理は、磁
性層を形成する際又は磁性層形成以後であって、保護層
や潤滑層の特性に影響を与えない温度であれば、いずれ
の段階で加熱処理を行なってもよい。磁気特性を向上さ
せるために必要な加熱処理温度は磁性層によって異な
り、適宜選択される。
【0059】保護層としては、例えば、Cr膜、Cr合
金膜、炭素膜、ジルコニア膜、シリカ膜等が挙げられ
る。これらの保護膜は、下地層、磁性層等と共にインラ
イン型スパッタ装置で連続して形成できる。また、これ
らの保護膜は、単層としてもよく、あるいは、同一又は
異種の膜からなる多層構成としてもよい。
【0060】上記保護層上に、あるいは、上記保護層に
替えて他の保護層を形成してもよい。例えば、上記保護
層上にテトラアルコシキランをアルコール系の溶媒で希
釈した中に、コロイダルシリカ微粒子を分散して塗布
し、さらに、焼成して酸化ケイ素(SiO)膜を形成
してもよい。この場合は、保護層と凹凸制御層(コロイ
ダルシリカ微粒子による)の両方の機能を果たす。
【0061】潤滑層としては、多種多様な提案がなされ
ているが、一般的には、液体潤滑剤であるパーフロロポ
リエーテル(PFPE)をフレオン系などの溶媒で希釈
し、媒体表面にディッピング法、スピンコート法、スプ
レイ法等によって塗布し、必要に応じて加熱処理を行な
って形成する。
【0062】なお、本発明の情報記録媒体用ガラス基板
は、各種強度(機械的特性)、耐破壊性、平坦性、化学
的耐久性等に優れているので、磁気記録媒体用ガラス基
板、光磁気記録媒体用ガラス基板、光記録媒体用ガラス
基板などの情報記録媒体用ガラス基板や、電子光学用ガ
ラス基板、次世代LCDとして期待される低温多結晶シ
リコン液晶表示装置用のガラス基板、あるいは、電気・
電子部品用ガラス基板としても用いることができる。
【0063】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を具体
的に説明する。情報記録媒体用ガラス基板の製造 (実施例1〜15)図1ないし図3の表に掲げた組成を
有する情報記録媒体用ガラス基板を製造し、これを実施
例1〜15とした。なお、各実施例では、いずれも、原
料として通常使用される酸化物、窒化物、炭酸塩、硝酸
塩、水酸化物等を使用し、溶解徐冷後における組成が図
1〜3に示すガラス組成となるように各原料を各実施例
毎に秤量し、得られた原料混合物を1400〜1500
℃で5〜8時間加熱してガラス融液とし、攪拌して脱泡
及び均質化を行ない、清澄化し、しかる後にダウンドロ
ー成形又はプレス成形により板状に成形した。なお、そ
の際、失透等はなかった。
【0064】次いで、上記得た板状のガラスの表面を水
洗浄し、以下の(1)荒ずり(粗研削)、(2)砂掛け
(精研削、ラッピング)、(3)第一研磨(ポリッシ
ュ)、(4)第二研磨(ファイナル研磨、ポリッシュ)
の各工程を行なった。
【0065】(1)荒ずり工程 まず、上記で得た板状のガラスから研削砥石で円盤状に
切り出し、比較的粗いダイヤモンド砥石で研削加工し、
直径67mm、厚さ1.5mmのディスク状ガラス基板
を形成した。
【0066】次に、上記砥石より粒度の細かいダイヤモ
ンド砥石で上記ガラス基板の両面を片面ずつ研削加工し
た。このときの荷重は100kg程度とした。これによ
り、ガラス基板両面の表面粗さをRmax(JISB0
601で測定)で10μm程度に仕上げた。
【0067】次に、円盤状の砥石を用いてガラス基板の
中央部分に孔を開けると共に、外周端面も研削し、直径
を66mmとした後、外周端面及び内周面に所定の面取
り加工を施した。
【0068】(2)砂掛け(ラピング)工程 次に、ガラス基板に砂掛け加工を施した。この砂掛け工
程は、寸法精度及び形状精度の向上を目的としている。
砂掛け加工は、ラッピング装置を用いて行ない、砥粒の
粒度を#400、#1000と替えて2回行なった。詳
しくは、はじめに粒度#400のアルミナ砥粒を用い、
荷重を100kg程度に設定し、内転ギアと外転ギアと
を回転させることによって、キャリア内に収納したガラ
ス基板の両面を面精度0〜1μm、表面粗さ(Rma
x)6μm程度にラッピングした。次いで、アルミナ砥
粒の粒度を#1000に替えてラッピングを行い、表面
粗さ(Rmax)を2μm程度にした。こうして砂掛け
加工を終えたガラス基板を、中性洗剤及び水の各洗浄槽
に順次浸漬して洗浄を行なった。
【0069】(3)第一研磨(ポリッシュ)工程 次に、第一研磨工程を施した。この第一研磨工程は、上
述した砂掛け工程で残留したキズや歪みの除去を目的と
するもので、研磨装置を用いて行なった。詳しくは、ポ
リシャ(研磨粉)として硬質ポリシャ(セリウムパッド
MHC15;スピーファム社製)を用い、以下の研磨条
件で第一研磨工程を実施した。
【0070】 研磨液:酸化セリウム+水 荷重:300g/cm(L=238kg) 研磨時間:15分 除去量:30μm 下定盤回転数:40rpm 上定盤回転数:35rpm 内ギア回転数:14rpm 外ギア回転数:29rpm 上記第一研磨工程を終えたガラス基板を、中性洗剤、純
水、純水、IPA(イソプロピルアルコール)、IPA
(蒸気乾燥)の各洗浄槽に順次浸漬して洗浄した。
【0071】(4)第二研磨工程 次に、第一研磨工程で使用した研磨装置を用い、ポリシ
ャを硬質ポリシャから軟質ポリシャ(ポリラックス;ス
ピードファム社製)に替えて第二研磨工程を実施した。
研磨条件は、荷重を100g/cm、研磨時間を5
分、除去量を5μmとした他は第一研磨工程と同じにし
た。上記第二研磨工程を終えたガラス基板を、中性洗
剤、中性洗剤、純水、純水、IPA(イソプロピルアル
コール)、IPA(蒸気乾燥)の各洗浄槽に順次浸漬し
て洗浄した。なお、各洗浄槽には超音波を印加した。
【0072】以上の研削・研磨工程を経て、外形66m
m、中心部の孔径20mm、厚さ0.5mmの円板状の
情報記録媒体用ガラス基板を得た。
【0073】得られた情報記録媒体用ガラス基板を、4
00℃に保ったKNOを60%とNaNOを40%
含む混塩の処理浴中に4時間浸漬して、イオン交換処理
を行ない、化学強化した。
【0074】得られた情報記録媒体用ガラス基板のヌー
プ硬さ、ヤング率、比弾性率、圧縮応力の厚さ、抗折強
度、耐酸性、耐水性、ガラス転移点、比重、膨脹係数、
突起高さ、表面粗さ(Ra)、液相温度での粘性の各測
定結果を図1(実施例1〜5)、図2(実施例6〜1
1)及び図3(実施例12〜15、比較例1)にそれぞ
れ示した。
【0075】図1〜図3からも明らかなように、実施例
1〜15のガラス基板は、ヤング率ヌープ硬さ糖の値が
大きく(80GPa以上のヤング率、5.5GPa以上
のヌープ硬さ)強度が高いことがわかる。特に、ZrO
2を含んだ実施例が優れている。また、これらの実施例
は比弾性率の値が大きく、ディスクの高速回転時にもブ
レが生じにくいことが確認されている。
【0076】また、実施例1〜15のガラス基板は、耐
水性に優れ(pH6.5〜7.5、約100℃の純水に
60分間浸漬したときの重量減量率が0.1wt%以
下)、耐酸性にも優れている(0.01Nの濃度で約1
00℃の硝酸水溶液に60分間浸漬した時の重量減量率
が0.1wt%以下)ことがわかる。
【0077】さらに、イオン交換による化学強化によっ
て、130μm以上の厚さの圧縮応力層を形成すること
ができ、この圧縮応力層に基づく抗折強度も85kgf
/mm以上と高く、優れた耐破壊性を有することがわ
かる。
【0078】このように、本発明の情報記録媒体用ガラ
ス基板(実施例1〜15)は、高い強度を有し、ディス
ク状基板を高速回転させても基板に反りやブレが生じに
くく、基板の薄板化に対しても十分に対応できる。これ
に対して、実施例1の組成からTiOを除いた比較例
1では、ヤング率、比弾性率が実施例に比較して劣るこ
とがわかる。
【0079】また、本発明の情報記録媒体用ガラス基板
は、ZrOの未溶解物等からなる基板表面の突起の高
さがいずれも1.07μm以下であって、平坦性に優れ
ているので、磁気ヘッドと磁気記録媒体とのスペーシン
グロスを小さくでき、高記録密度化を図ることができ、
磁気記録媒体用ガラス基板等として好適に使用できる。
【0080】さらに、本発明の情報記録媒体用ガラス基
板は、液相温度が895℃以下と低いばかりでなく、液
相温度での粘性が23000poise以上と高く、ダ
ウンドロー成形やプレス成形等の成形方法でもガラスを
失透させずに成形することが可能である。なお、液相温
度は、600〜1100℃の温度勾配のついた失透試験
炉に1.5〜2mm径のガラス粒を2時間保持し、その
後、倍率100倍の顕微鏡により結晶の有無を観察し、
結晶が存在する温度と存在しない温度との境目を液相温
度とした。
【0081】また、本発明の情報記録媒体用ガラス基板
は、470〜530℃のガラス転移点を有し、耐熱性の
点でも問題がないことがわかる。
【0082】なお、ヌープ硬さは、日本光学硝子工業会
測定規格JOGISー09に基づき測定した。また、圧
縮応力層の深さ及び抗折強度は、実施例で得たガラス基
板から0.4mmの薄片を切り出し、偏光顕微鏡を使用
して測定した。耐水性及び耐酸性は、日本光学硝子工業
会測定規格JOGISー06に基づき測定した。
【0083】磁気記録媒体の製造 実施例1〜15で得られた情報記録媒体用ガラス基板上
に、順次、凹凸制御層、下地層、磁性層、保護層、潤滑
層を形成した。具体的には、実施例で得られた情報記録
媒体用ガラス基板を基板ホルダーにセットした後、イン
ラインスパッタ装置の仕込み室に送り込む。続いて、ガ
ラス基板のセットされたホルダーを、Alターゲットが
設置された第一チャンバーに送り込み、圧力4mtor
r、基板温度350℃、Ar+Nガス(N=4%)
雰囲気中でスパッタリングする。その結果、ガラス基板
上に、表面粗さRmax=150オングストローム、膜
厚50オングストロームのAlN薄膜(凹凸制御層)が
得られた。
【0084】次に、AlNが成膜されたガラス基板のセ
ットされたホルダーを、CrV(Cr:83at%、
V:17at%)ターゲットが設置された第二チャンバ
ー、CoPtCr(Co:76at%、Pt:11at
%、Cr:13at%)ターゲットが設置された第三チ
ャンバーに連続的に順次送り込み、基板上に成膜する。
これらの膜は、圧力2mtorr、基板温度350℃、
Ar雰囲気中でスパッタリングし、膜厚約600オング
ストロームのCrV下地層、膜厚約300オングストロ
ームのCoPtCr磁性層を得た。
【0085】次に、凹凸制御層、下地層、磁性層が形成
された積層体を、加熱処理するために加熱ヒータが設け
られた第四チャンバーに送り込む。このとき、第四チャ
ンバー内をArガス(圧力2mtorr)雰囲気にし、
450℃で熱処理する。
【0086】次に、上記基板をカーボンターゲットが設
置された第五チャンバーに送り込み、Ar+Hガス
(H=6%)雰囲気中で成膜したこと以外は上記Cr
V下地層及びCoPtCr磁性層と同じ成膜条件で、膜
厚約100オングストロームのカーボン保護層を得る。
【0087】最後に、カーボン保護層の形成までを終え
た基板を上記インラインスパッタ装置から取り出し、そ
のカーボン保護層の表面に、ディッピング法によってパ
ーフルオロポリエーテルを塗布して厚さ8オングストロ
ームの潤滑層を形成して磁気記録媒体を得た。
【0088】評価 上記で得られた磁気記録媒体をディスク回転装置にセッ
トして、35000rpmで回転させたが破壊すること
はなかった。
【0089】また、上記磁気記録媒体の保磁力は200
0 Oeであり、高記録密度を有する磁気記録媒体が得
られた。さらにヘッドとの関係においては、動摩擦係数
が0.2、静止摩擦係数が0.25であり、CSS(c
ontact start/stop)耐久試験(10
万回)を行なったが全く問題なく、その時のグライド高
さも0.015μm以下なので、高記録密度で且つ信頼
性の高い磁気記録媒体が得られた。
【0090】さらに、得られた磁気ディスクについてグ
ライドテストを実施したところ、ヒット(ヘッドが磁気
ディスク表面の突起にかすること)やクラッシュ(ヘッ
ドが磁気ディスク表面の突起に衝突すること)は認めら
れなかった。
【0091】以上、好ましい実施例をあげて本発明を説
明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではな
い。たとえば、ガラス組成や磁性層の材質については、
実施例のものに限定されない。
【発明の効果】以上詳述したように、本発明は、情報記
録媒体用ガラス基板を構成するガラスとして、ZrO
等のガラスの原料成分の未溶解物による表面の突起の高
さが7μm以下であるガラスを用いること、また、情報
記録媒体用ガラス基板を構成するガラスとして、ZrO
とLiOとを含有するアルミノシリケートガラスで
あって、ZrOの含有量が0.6〜1.9モル%、L
Oの含有量が6〜14モル%であるガラスを用いる
こと、また、情報記録媒体用ガラス基板を構成するガラ
スとして、TiOを含有するアルミノシリケートガラ
スであって、TiOの含有量が0.2〜3.0モル
%、ZrOOの含有量が2.8モル%以下であり、か
つ、Bの含有量が0.9モル%以下である化学強
化用ガラスを用いること、を特徴とするもので、これに
よって、磁気ヘッド等の低浮上走行に支障がなく、比弾
性率が大きくて強度に優れ、高速回転しても反りやブレ
が生じにくく、かつ、基板の薄板化に十分対応でき、失
透がないという情報記録媒体用ガラス基板及びこれを用
いた磁気記録媒体を得ることを可能にしている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1〜5に係る情報記録媒体用ガ
ラス基板の組成及びガラスの特性を表にして示す図であ
る。
【図2】本発明の実施例6〜10に係る情報記録媒体用
ガラス基板の組成及びガラスの特性を表にして示す図で
ある。
【図3】本発明の実施例11〜16及び比較例1に係る
情報記録媒体用ガラス基板の組成及びガラスの特性を表
にして示す図である。

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面を含むいずれかの部位に情報記録の
    ための構造物または装置または物体を形成して情報記録
    媒体を構成するために用いる情報記録媒体用ガラス基板
    において、 該情報記録媒体用ガラス基板を構成するガラスの原料成
    分の未溶解物によってガラスの表面に形成された突起物
    の高さが7μm以下であることを特徴とする情報記録媒
    体用ガラス基板。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の情報記録媒体用ガラス
    基板において、 前記ガラスの原料成分の未溶解物がZrOであること
    を特徴とする情報記録媒体用ガラス基板。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の情報記録媒体用ガラス
    基板において、 前記情報記録媒体用ガラス基板に含有するZrO
    2.8モル%以下であることを特徴とする情報記録媒体
    用ガラス基板。
  4. 【請求項4】 表面を含むいずれかの部位に情報記録の
    ための構造物または装置または物体を形成して情報記録
    媒体を構成するために用いる情報記録媒体用ガラス基板
    において、 該情報記録媒体用ガラス基板を構成するガラスが、Zr
    とLiOとを含有するアルミノシリケートガラス
    であって、ZrOの含有量が0.6〜1.9モル%、
    LiOの含有量が6〜14モル%であるガラスからな
    ることを特徴とする情報記録媒体用ガラス基板。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載の情報記録媒体用ガラス
    基板において、 該情報記録媒体用ガラス基板を構成するガラスの液相温
    度が920℃以下であることを特徴とする情報記録媒体
    用ガラス基板。
  6. 【請求項6】 請求項4に記載の情報記録媒体用ガラス
    基板において、 前記情報記録媒体用ガラス基板を構成するガラスが、T
    iOを含有するガラスであることを特徴とする情報記
    録媒体用ガラス基板。
  7. 【請求項7】 表面を含むいずれかの部位に情報記録の
    ための構造物または装置または物体を形成して情報記録
    媒体を構成するために用いる情報記録媒体用ガラス基板
    において、 該情報記録媒体用ガラス基板を構成するガラスが、Zr
    とLiOとを含有するアルミノシリケートガラス
    であって、ZrOを0.6〜1.9モル%、含有し、
    LiOを液相温度での粘性が20000ポアズ以上に
    なる量だけ含有するガラスからなることを特徴とする情
    報記録媒体用ガラス基板。
  8. 【請求項8】 表面を含むいずれかの部位に情報記録の
    ための構造物または装置または物体を形成して情報記録
    媒体を構成するために用いる情報記録媒体用ガラス基板
    において、 該情報記録媒体用ガラス基板を構成するガラスがTiO
    を含有するアルミノシリケートガラスであって、Ti
    の含有量が0.2〜3.0モル%、ZrOOの含
    有量が2.8モル%以下であり、かつ、Bの含有
    量が0.9モル%以下である化学強化用ガラスからなる
    ことを特徴とする情報記録媒体用ガラス基板。
  9. 【請求項9】 請求項8に記載の情報記録媒体用ガラス
    基板において、 前記情報記録媒体用ガラス基板を構成するガラスが、4
    00℃に保ったKNOを60重量%とNaNOを4
    0重量%とを含む混塩の化学強化処理浴中に4時間浸漬
    したときに100μmを超える厚さの圧縮応力層を形成
    する化学強化用ガラスからなることを特徴とする情報記
    録媒体用ガラス基板。
  10. 【請求項10】 請求項8に記載の情報記録媒体用ガラ
    ス基板において、 該情報記録媒体用ガラス基板は、比弾性率が32.0×
    10Nm/kg以上であるガラスからなることを特徴
    とする情報記録媒体用ガラス基板。
  11. 【請求項11】 請求項1、4、5、8のいずれかに記
    載の情報記録媒体用ガラス基板において、 該情報記録媒体用ガラス基板を構成するガラスが、Si
    を57〜74モル%、Alを3〜15モル
    %、NaOを4〜14モル%含有するガラスからなる
    ことを特徴とする情報記録媒体用ガラス基板。
  12. 【請求項12】 請求項1、4、5、8のいずれかに記
    載の情報記録媒体用ガラス基板において、 該情報記録媒体用ガラス基板を構成するガラスが、Si
    /ZrOのモル比が35〜130であるガラスか
    らなることを特徴とする情報記録媒体用ガラス基板。
  13. 【請求項13】 請求項1〜12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磁性層を含む磁気記録
    層を形成してなる磁気記録媒体。
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