JPH1067537A - 化学強化処理されたガラスの製造方法及びその使用 - Google Patents

化学強化処理されたガラスの製造方法及びその使用

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JPH1067537A JP9124872A JP12487297A JPH1067537A JP H1067537 A JPH1067537 A JP H1067537A JP 9124872 A JP9124872 A JP 9124872A JP 12487297 A JP12487297 A JP 12487297A JP H1067537 A JPH1067537 A JP H1067537A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 曲げ強さや耐薬品性など非常に高い表面品質
を有し、特にハードディスク用基板として好適に使用で
きる化学強化処理されたガラスの製造方法を提供する。 【解決手段】 TiO2 、CeO2 及びF2 を含むSi
2 −Al23 −M2O−MO系のLi2 O非含有の
ガラスを、カリウム塩浴中で化学的イオン交換処理に付
す。好適な態様においては、化学強化処理後、研磨を施
す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、破断強さが高く、
耐薬品性にも優れた化学強化処理(化学的予備応力付与
処理)されたガラスの製造方法及びそのようなガラスの
使用に関する。
【0002】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】ガラス
は、アルミニウムや各種金属合金のような金属と比較し
て、とりわけ、低い表面粗さと平滑性という特筆すべき
特性を有していることから、データ保持媒体(ハードデ
ィスク)の基板として使用するうえで有利である。こう
した基板用ガラスは、ハードディスクの製造中や使用時
に、化学的、熱的、及び機械的に加えられる高負荷に耐
える必要がある。すなわち、こうしたガラスは、コーテ
ィング(例えば、カソードスパッタリングによる)の間
に高温に熱せられ、その後短時間に冷却される。ハード
ディスクとしての使用時にも大きな機械的負荷がかか
り、そうした負荷は、例えば回転速度で3,500〜1
0,000rpm、回転軸への締め付け応力で300N
/mm2 ともなる。
【0003】強化処理を施していないガラスは、引っ張
り応力が加わると極めて容易に破断してしまう。特に、
厚さ0.25〜3.00mmの薄いガラスの場合、強化
処理(予備応力付与処理)がされた場合にのみ上述した
ような負荷に耐えることができる。強化処理を施してい
ないガラスに比べて、強化処理を施してあるガラスは、
所定の荷重でも破断する確率が低く、すなわち、より大
きな荷重が加えられて、破断の確率がはじめて同程度と
なる。
【0004】熱強化(熱的予備応力付与)によって機械
的強度を増大させるには、最低でも厚さ3mm以上が必
要とされるので、塩浴中でのイオン交換による化学強化
がここでの選択肢となる。ガラス転移点Tgより下での
化学強化においては、ガラス中のイオン直径の小さなア
ルカリ金属イオンが、塩浴中のイオン直径の大きなアル
カリ金属イオンによって置換され、例えば、Li+ がN
+ によって、Na+ がK+ によって置換される。その
結果、イオン交換深さの約2/3に相当する厚さ約14
〜230μmの圧縮応力帯域が形成され、350〜90
0N/mm2 の曲げ強さが達成される。
【0005】圧縮応力層をうまく生成するうえでのもう
一つの重要な要因は、ガラスの組成である。ガラス中に
Liイオンが存在すると、イオン交換過程を進めること
が困難となる。これは、2つのタイプのイオン交換、す
なわち、Li+ のNa+ による置換と、Na+ のK+
よる置換とが生じることとなり、また、イオン交換の過
程では、通常、Na塩とK塩の特定の混合比、及び狭い
温度範囲を遵守する必要があるからである。ガラス中の
フッ化物は、酸素イオンとともに、ガラスの陰イオン網
状構造を形成しており、こうした網状構造中では、大き
なイオンも容易に拡散できる。このことが、応力の低減
を促進することになる。基板ガラスが比較的多量のフッ
化物を含有している場合には、化学強化は、通常、短期
間しか達成されないか、あるいはコーティングの過程、
例えば加熱時におおかた失われてしまうかのいずれかで
ある。前記した用途では、固型混在物や泡などの欠陥の
数及びサイズに関するガラスの品質も重要である。これ
は、基板表面に気泡があったりすると、研磨時に凹孔が
生じ、表面に許容し得ない凹凸が生じてしまうからであ
る。
【0006】ドイツ特許出願公開公報DE 42 06
268 Al号には、ハードディスク基板ガラス用の
リチウム含有アルミノケイ酸塩ガラスが記載されてい
る。LiO2 が存在することによって、精澄性が改善さ
れるものの、化学強化も同時に困難となる。ガラス基板
では、表面の平滑性に加えて、耐薬品性も、固定ディス
クの機能性にとって極めて重要である。コンピュータの
読み/書きヘッドは、高速回転しているハードディスク
から約50nmという至近距離に位置しており、支障な
く機能するためには、この距離が正確に保持される必要
がある。しかし、ハードディスクの基板表面が大気の作
用に対して耐性がなく、コーティング作業の前に化学物
質の攻撃によって表面が(例えば風解によって)荒れて
しまったり、大気の作用のために、表面が、表面上に設
層される各層との接着力を喪失して剥離が生じてしまっ
たりすると、ヘッドとディスクとの距離が低減すること
となってしまう。
【0007】水、苛性アルカリ液、あるいは酸に対する
ガラス表面の耐性が、通常、化学強化処理、すなわち、
比較的大きなアルカリ金属イオンの濃度の増大によって
低減してしまうことも問題である。これは、アルカリ金
属濃度が上昇することによって耐薬品性が低下するばか
りでなく、アルカリ金属イオンが大きいほど、薬品によ
る攻撃作用が増大するためである。
【0008】本発明の目的は、曲げ強さが高いだけでな
く、耐薬品性にも優れ、特にハードディスク用基板とし
て好適に用いることができる化学強化ガラスの製造方法
を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明によれば、酸化物基準で以下の組成 SiO2 63.0〜67.5モル%、 Al23 9.5〜12.0モル%、 Na2 O 8.5〜15.5モル%、 K2 O 2.5〜4.0モル%、 MgO 3.0〜9.0モル%、 Σ CaO+SrO+BaO+ZnO 0〜2.5
モル%、 TiO2 0.5〜1.5モル%、 CeO2 0.02〜0.5モル%、 As23 0〜0.35モル%、 SnO2 0〜1.0モル%、 F2 0.05〜2.6モル%、 但し、 SiO2 /Al23 5.3〜6.85、 Na2 O/K2 O 3.0〜5.6、 Al23 /K2 O 2.8〜3.6、 Al23 /(TiO2 +CeO2 ) 7.6〜18.5 を有するガラスに、90重量%より多いカリウム塩を含
むイオン交換浴中で、350〜550℃の温度にて、
0.5〜20時間の浸漬時間にわたって化学強化処理を
施すことを特徴とする高い破断強さ及び高い耐薬品性を
有する化学強化ガラスの製造方法が提供される。
【0010】
【発明の実施の形態】強化(予備応力付与)工程で、所
望の特性を有する圧縮応力帯域を生成させるための要件
は、ガラスの組成である。本発明で使用するアルミノケ
イ酸塩ガラスでは、SiO2 含量が67.5モル%を越
えてはならず、これは、この含量を越えると、融点が過
剰に上昇してしまうからである。一方、SiO2 含量は
63.0モル%未満となってもならず、これは、この含
量未満では、耐薬品性が著しく損なわれるからである。
同じ理由から、Al23 含量も12.0モル%を越え
てはならず、9.5モル%未満であってもならない。良
好な耐酸性と良好なイオン交換性の双方を確保するため
には、SiO2 とAl23 は、互いに均衡のとれた比
率で存在する必要がある。すなわち、SiO2 /Al2
3 のモル比は、5.3〜6.85の範囲内になければ
ならない。
【0011】ガラスの基本的成分として、アルカリ金属
酸化物がある。後述する清澄剤を本発明に従って効果的
に組み合わせることにより、Li2 Oを完全に除外する
ことが可能となり、単一のガラスで表面品質と化学強化
の双方について所望の特性を同時に達成することが可能
となる。Na2 O含量は、8.5〜15.5モル%の範
囲内になければならない。Na2 O含量が15.5モル
%を越えると、耐薬品性が低下してしまい、一方、8.
5モル%より低いと、まず第一に、ガラスが溶融し難く
なり、第二に、Na+ /K+ のイオン交換のみによる強
度の増加が制限されてしまう。
【0012】格別かつ驚くべき作用を有する成分はK2
Oであり、この成分は、2.5〜4.0モル%の量で存
在する必要がある。この成分は、ガラスの溶融性を増大
させ、ガラス中のNaイオンの、塩浴中のKイオンによ
るイオン交換過程を促進する。さらに、均質化過程も簡
素化され、泡の不在という所望の状態に近づくこととも
なる。これは、同モル数のNa2 Oと比べて、K2 Oの
方がガラスの塩基性を増大し、その結果、優れた耐薬品
性や化学強化性(化学的予備応力付与性)を損なうこと
なく、精澄を簡単にするためである。同じ化学的及び機
械的特性を有し、気泡特性の優れたガラスを簡単に製造
できるのは、上述の範囲内の場合だけである。K2 Oの
含量が2.5モル%未満で、Al23 /K2 Oの比が
2.8未満の場合には、気泡の密度及び気泡のサイズが
増大し、一方、K2 Oの含量が4.0モル%より大き
く、Al23 /K2 Oの比が3.6より大きい場合に
は、化学強化処理(化学的予備応力付与処理)の間にガ
ラスの強度を充分増大させることができない。2種のア
ルカリ金属酸化物も、互いに均衡のとれた比率で存在す
る必要がある。すなわち、Na2 O/K2 Oのモル比
は、3.0〜5.6の範囲内になければならない。
【0013】他の必須の成分はMgOであり、最低でも
3.0モル%存在する必要がある。その結果、ガラスの
塩基性度が上昇し、均質化が促進される。しかしなが
ら、二価イオンの存在下では、アルミノケイ酸塩ガラス
構造中でNaイオンがより強く結合するので、MgOは
イオン交換過程を阻害することともなる。このため、M
gOは、最大でも9.0モル%を越えてはならない。他
のアルカリ土類金属酸化物及びZnOも、同様の作用を
有する。したがって、このガラスは、CaO、SrO、
BaO及びZnOを、総量Σ CaO+SrO+BaO
+ZnOで、0〜2.5モル%、好ましくは0.1〜
2.5%含有することができる。MgOが、他のアルカ
リ土類金属酸化物及びZnOより好ましいのは、MgO
が、BaO、CaOと同様に溶融性を向上させる一方
で、これらの酸化物より耐薬品性を損なう度合いが少な
いからである。さらにTiO2 もガラスの必須の成分で
ある。TiO2 の含量は、0.5モル%以上である必要
があるものの、1.5モル%を越えてはならず、これ
は、この範囲外であると、バッチの溶融の間に支障が生
じるからである。
【0014】泡特性に関して最良の結果を得るために
は、他の成分、即ち清澄剤及び清澄助剤も、均衡のとれ
た組み合わせで存在する必要がある。ガラスは0.02
〜0.5モル%の量のCeO2 を含有する必要がある。
CeO2 は、清澄機能を有するばかりでなく、ガラス
に、医学上問題の多い紫外線の充分に高い吸収能を付与
するものである。したがって、照明産業でのガラスの使
用も可能となる。清澄剤の必要量は、ガラス中に存在す
るAl23 の量に左右されることが見い出された。ガ
ラス中に存在するAl23 の量が多いほど、清澄剤の
必要量が増大する。具体的には、Al23 /(CeO
2 +TiO2 )のモル比が、7.6〜18.5の範囲内
となるようにする必要がある。その他の清澄剤として
は、0.35モル%以下のAs23 及び1.0モル%
以下のSnO2 が適当である。これらの2種の成分のう
ち、少なくとも一方が、0.02モル%以上の量存在す
るのが好ましい。泡の数が少なく、サイズが小さいとい
う意味で特に高品質とするためには、使用するガラス
は、0.02〜0.35モル%の量のAs23 を含有
する必要がある。
【0015】ガラスは、さらに、0.05〜2.6モル
%の量のF2 も含有する必要がある。この範囲の下限
は、気泡品質の必要上設定されたものであり、上限は、
ガラスの網状構造に対するフッ化物の前述の作用に鑑み
て設定されたものである。ヒ素含有ガラスの場合、0.
05〜0.7モル%のF2 含量が好ましく、ヒ素非含有
ガラスの場合、0.5〜2.6モル%のF2 含量が好ま
しい。
【0016】驚くべきことに、こうしたガラスでは、化
学強化によって、その良好な耐薬品性を損なうことな
く、圧縮応力が長期にわたって持続する高深度の圧縮応
力帯域を簡単に作出することが可能である。ガラス物品
を、100重量%〜90重量%以上のカリウム塩を含有
し、浴温度が350〜550℃であるような塩浴に、
0.5〜20時間にわたって浸漬する。こうした処理に
よって、厚さが約14μmから230μm以上の圧縮応
力帯域が生成する。その際、温度が低いほど、長時間の
浸漬時間が必要となる。塩浴には、一般的なカリウム塩
で、上記の温度範囲でその陰イオンが安定であるような
ものは全て使用することができる。塩浴(通常、カリウ
ム塩100%から開始する)は、イオン交換のためにカ
リウム含量が低減し、所望のイオン交換深さが得られな
くなった時点で交換する。こうした状況となるのは、通
常、カリウム塩が90重量%となった時点である。最初
から、10重量%以下の他の塩を使用して、浴の融点を
下げることも可能である。このことは、もちろん、浴の
イオン交換能力が、その分早めに消耗することを意味す
る。
【0017】ガラスに、イオン交換によって化学強化を
行うと、場合によっては、表面が荒れてしまう結果とな
ることもある。本発明の新規な方法の有利な実施態様で
は、強化後にガラスを研磨する。本発明で、優れた破断
強さを損なうこともなく、従来技術とは異なるこうした
一連の処理工程を行うことができるのは、本発明で得ら
れる圧縮応力層が厚いからである。圧縮応力層は、厚さ
25μm以上とするのが好ましく、そのためには、例え
ば、イオン交換を、450℃の温度で約1時間にわたっ
て行うが、表2に示すように、他の処理時間及び温度を
使用しても、こうした厚さとすることは可能である。強
化後に研磨を行うと、化学強化処理の間に表面に生じた
機械的変化を再び取り除くことができ、優れた表面特性
を有するガラスを得ることができ、しかも、良好な耐薬
品性も保たれる。本発明の方法を用いると、表面特性が
向上するばかりでなく、精澄工程を減らすこともできる
ので、製造方法も簡素化されることとなる。ガラスの研
磨は、酸化セリウムを用いて行い、粗さがRMS値(二
乗平均値)で1nm未満となるようにする。
【0018】
【発明の効果】本発明の新規な方法の利点は、以下のと
おりである。すなわち、本発明の方法で製造した強化ガ
ラスは、以下のような特性を兼備しており、これは、本
発明に独特な組み合わせである。 ・ 高い曲げ強さ、 ・ 深い圧縮応力帯域、 ・ 生成した圧縮応力が実質的に緩和することがないこ
と、 ・ 良好な表面品質、及び ・ 高い耐薬品性。 本発明の新規な方法で製造した強化ガラスは、独特の特
性を有しているので、ハードディスク用基板ガラスとし
て使用するのに最適である。本発明の他の効果及び利点
は、前記した説明及び以下の実施例から明らかであろ
う。
【0019】
【実施例】表1は、本発明の新規な方法で製造した強化
ガラスの幾つかの例を示しており、それらの組成、KN
3 浴中でのイオン交換条件、耐薬品性及び強さに関連
した諸特性を示す。
【0020】ガラスは、4リットル入りの白金るつぼ中
で、通常の原材料から製造した。原材料は、1,580
℃の溶融温度にて、8時間にわたって投入した。ガラス
は、その後14時間にわたってこの温度に保持してか
ら、攪拌しながら8時間かけて1,400℃まで冷却
し、500℃に余熱しておいた黒鉛の型内に注いだ。予
備的な目視検査を行うために、この鋳造ブロックを、表
面を研磨した管に加工した。この鋳造ブロックから、通
常の方法で、ハードディスク基板の形状と寸法を有する
円形のガラス盤、すなわち、外径が65.0mm、厚さ
が0.635mmで、直径20.0mmの孔が中央にあ
いたガラス盤を製造した。精密に研削、研磨したこのガ
ラス盤に、KNO3 浴中で、表に示した各条件下にて、
化学強化処理を行った。
【0021】表1中に示した各特性及びパラメータは、
以下の物理的分析法を用いて測定したものである。曲げ
強さは、ガラス産業で通常使用されている以下の方法で
測定し、実際の使用において生ずる負荷を目標とする。
行ったのはいわゆる二重環試験で、この試験では、ハー
ドディスク基板の形状と寸法を有する化学強化処理ガラ
ス盤を、直径が60mm、即ち、試験対象ガラス盤(φ
=65mm)より直径が多少小さめの焼入鋼製の環状カ
ッターを有する金属製の支持環の上に載置し、中心を合
わせる。このガラス盤の上に、鋼製カッターを有する別
の金属製支持環を同様に載置し、中心を合わせる。この
カッターは、直径が25mmで、ハードディスク基板中
央の孔(φ=20mm)より、直径が多少大きめであ
る。この上側の環のカッターが、下側の環のカッター上
に載置されたガラス盤を2mm/分の速度で押し、した
がって、ハードディスク基板には、一定速度で増大しつ
づける力が加わることになる。基板が破断した時点での
荷重を、曲げ強さ(N/mm2 )とする。この試験で
は、荷重が100Nを越えてはじめて破断が生じる場合
に、合格とみなす。
【0022】圧縮応力は、応力−光学法によって測定す
る。すなわち、ガラス板に圧縮応力が加わっている場合
には、応力方向に対して平行及び垂直な方向の屈折率に
変化が生じ、ガラス板が複屈折を示すようになる。複屈
折、すなわち、これらの屈折率の差は、当該ガラスの応
力−光学係数に応じて、付加された応力に比例してお
り、垂直及び平行な偏光光のガラス面での反射後の光路
差から測定される。
【0023】圧縮応力帯域の厚さは、以下のようにして
測定する。ガラス試料を、偏光顕微鏡下により546n
mの波長で観察する。イオン交換を施された試料は、平
衡上の理由から、全表面に圧縮応力が加わっており、内
部には引っ張り応力が加わっている。応力を測定するた
めに、2つの交差させた偏光子の間に試料を置く。試料
に加わっている応力は、応力複屈折ゆえに、顕微鏡の光
路に輝きを生じる。引っ張り応力から圧縮応力への遷移
(0次のニュートラル帯域)は、顕微鏡下では、ブロー
ドな暗色の帯としてはっきり見える。試料端部から0次
帯域までの距離が、圧縮応力帯域の厚さの測定値とな
る。上述のガラス盤は、この測定を行うには薄すぎるの
で、この測定には、このガラス盤と同一条件で製造、硬
化した、6mm×50mmで、厚さが2mmのガラス片
を使用した。
【0024】ヌープ硬度は、DIN52333に従って
測定する。耐薬品性の測定には、簡単な装置を使用し
た、迅速かつ簡便な試験方法が不可欠である。今日のと
ころ、ガラス製データ保持媒体に特化した標準的な試験
方法はない。ガラス産業では、ガラス製品の耐薬品性を
調べる各種の試験方法が知られているが、それらの方法
は、様々な理由で、ハードディスク基板の耐薬品性を判
定するのには不適当である。
【0025】本発明の新規な方法で製造したディスクの
いわゆるアルカリ浸出量は、簡便に実施でき、極めて有
意な結果の得られる新規な方法によって判定する。ここ
で、アルカリ浸出量という用語は、下記の条件で実施し
た下記の試験で試料から溶出するアルカリ金属イオンの
総量を意味するものとする。試料は、上述の形状及び寸
法を有する強化処理済みのガラス円盤、即ち、外径が6
5.0mmで、直径20.00mmの孔が中央にあい
た、厚さ0.635mmのガラス盤で、端部は精密に研
削、面取りし、表面は酸化セリウムを使用してRMS荒
さ1nm未満となるまで研磨してある。強化処理を行っ
た試料、あるいは好適な実施態様では強化処理及び研磨
を行った試料は、超音波浴中で、脱イオン水を用いて室
温で1/4時間にわたる最終洗浄工程で洗浄し、湿った
状態のまま、80℃の脱イオン水25mlの中に浸漬
し、24時間そのまま放置した。浸出したアルカリ金属
イオンの量を、原子吸光分光分析によって測定した。各
実施例で浸出したアルカリ金属の量(μg)は、各々1
試料についてのものである。
【0026】
【表1】 アルカリ金属の浸出量とは、上述の試験を上述の条件下
で行った場合のハードディスク基板1枚あたりのアルカ
リ金属イオンの総浸出量(μg)を意味するものであ
る。「応力緩和(h)」のラインは、一定温度(300
℃)とした場合に、圧縮応力帯域の厚さが測定可能とな
るまで減少するのに要した時間(h)を示す。因みに、
4μmを超す厚さの変化が測定可能である。使用した光
学的方法については、すでに説明したとおりである。圧
縮応力帯域の厚さのこうした低減は、圧縮応力の低減に
関連したものであり、圧縮応力緩和それ自体よりは測定
が容易である。
【0027】KNO3 浴中で、表1の実施例3の組成を
有するガラスを化学硬化する間、イオン交換時間を1/
2時間から15時間まで変化させ、浴温度を350℃か
ら550℃まで変化させた。得られた圧縮応力帯域の厚
さ(μm)を表2に示す。圧縮応力帯域の厚さは14〜
230μmの範囲で、温度が低いほど長い浸漬時間が必
要である点は、予測通りであった。
【表2】
【0028】このように、圧縮応力帯域の厚さは、イオ
ン交換時間(イオン交換温度が一定の場合)及びイオン
交換温度(イオン交換時間が一定の場合)の双方に明ら
かに依存している。表3は、こうした依存性が、表面で
の圧縮応力にはそのまま当てはまるものではないが、曲
げ強さに関しては確実に当てはまることを示している。
この場合も、実施ガラスとして選択したのは、表1の実
施例3の組成を有するガラスであった。
【表3】 上記のような極めて良好な曲げ強さの値を有しているの
で、本発明の新規な方法によって製造された強化ガラス
は、ハードディスクに現在負荷されている、あるいは
(将来のハードディスクの高スピードによって)負荷さ
れることになる機械的荷重に耐えるうえで最適のものと
なっている。
【0029】上記表1に関連して言及した応力緩和の温
度依存性を、表4に示す。この目的で、表1の実施例7
の組成を有するガラスから製造したハードディスク基板
を、KNO3 浴中で、520℃にて20時間にわたって
硬化させた。圧縮応力が800N/mm2 の220μm
の圧縮応力帯域が形成された。表4は、各温度で、圧縮
応力帯域の厚さの減少が観察されるまでに経過した時間
を示す。
【表4】 外挿を行うと、200℃の温度では、応力緩和が生じる
までに50,000時間以上が経過することになる。も
っと著しく低い温度、例えば60℃未満の温度では、圧
縮応力は、強度特性とともに、実質的に無限に保持され
るとみなすことができる。
【0030】曲げ強さ以外にも、アルカリ金属の浸出量
が少ないこと、すなわち耐薬品性が高いことが、この新
規な方法によって製造したガラスに特徴的な点である。
この特性を具体的に示す目的で、表1の実施例3のガラ
スにKNO3 浴中で化学強化処理を施すにあたり、強化
処理時間及び温度を再度変化させ、そのそれぞれについ
て、アルカリ金属の浸出量を測定した。結果を表5(イ
オン交換時間を変化させた場合)及び表6(イオン交換
温度を変化させた場合)に示す。各ケースについて3つ
の試料で浸出させ、浸出量を測定した。表に示す結果
は、再現性があった。
【0031】
【表5】 表5の第1行には、強化処理時間が0時間の未強化ガラ
スを比較例として示してある。浸出したイオンの分布に
変動があるのは、強化ガラス及び未強化ガラスの表面で
の元素分布に違いがあるからである。とはいえ、強化ガ
ラスのアルカリ金属イオンの総浸出量が、化学強化処理
を施していないガラスの場合と同程度に低いことは、驚
くべきことであると同時に重要である。すなわち、強化
処理を行ったにもかかわらず、良好な耐薬品性が保持さ
れているのである。さらに驚くべきは、強化処理時間を
延ばしても、アルカリ金属の浸出量がほとんど増えず、
それどころか、イオン交換時間が長くなるとアルカリ金
属の浸出量が低減することである。
【0032】
【表6】 表6に示されるように、アルカリ金属の浸出量は、強化
処理温度によってほとんど影響を受けない。
【0033】記載通りの組成を有し、記載通りの条件で
化学強化処理を行ったガラスは、アルカリ金属浸出量、
即ち、耐薬品性を有意に変化させることなく、例えば研
磨によって厚さを相当程度低減させることが可能である
ことを表7に示す。この表では、表1の実施例3の組成
を有するハードディスク基板からのアルカリ金属浸出量
を、2つの異なった硬化処理時間について示す。このハ
ードディスク基板は、いずれの場合も、強化処理の前で
なく、強化処理の後に、厚さが10μm減少するまで酸
化セリウムで両面を研磨したものである。残留荒さは、
1nm未満とした。研磨前の圧縮応力帯域の厚さは、3
3μm(強化処理時間、2.5時間)あるいは40μm
(強化処理時間、3.0時間)であった。表中の値は、
3回の測定で確認した。
【表7】 この結果から、ここに記載した本発明の特定の実施態様
の方法、即ち、強化処理を行った後に研磨を行うという
方法が有する利点がはっきりわかる。良好な耐薬品性が
保持され、イオン交換によって損なわれることがあった
表面品質が、処理後の研磨によって恒久的に改善されて
いる。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 酸化物基準で以下の組成 SiO2 63.0〜67.5モル%、 Al23 9.5〜12.0モル%、 Na2 O 8.5〜15.5モル%、 K2 O 2.5〜4.0モル%、 MgO 3.0〜9.0モル%、 Σ CaO+SrO+BaO+ZnO 0〜2.5
    モル%、 TiO2 0.5〜1.5モル%、 CeO2 0.02〜0.5モル%、 As23 0〜0.35モル%、 SnO2 0〜1.0モル%、 F2 0.05〜2.6モル%、 但し、 SiO2 /Al23 5.3〜6.85、 Na2 O/K2 O 3.0〜5.6、 Al23 /K2 O 2.8〜3.6、 Al23 /(TiO2 +CeO2 ) 7.6〜18.5 を有するガラスに、90重量%より多いカリウム塩を含
    むイオン交換浴中で、350〜550℃の温度にて、
    0.5〜20時間の浸漬時間にわたって化学強化処理を
    施すことを特徴とする高い破断強さ及び高い耐薬品性を
    有する化学強化処理されたガラスの製造方法。
  2. 【請求項2】 使用するガラスがAs23 及びSnO
    2 よりなる群から選ばれる少なくとも1種の成分を、少
    なくとも0.02モル%含有することを特徴とする請求
    項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 使用するガラスが、0.02〜0.35
    モル%のAs23を含有することを特徴とする請求項
    1又は2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 化学強化処理の後に、ガラスを研磨する
    ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載
    の方法。
  5. 【請求項5】 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の
    方法に従って製造したガラスの、ハードディスク用ガラ
    ス基板としての使用。
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