KR100402511B1 - 강화된유리기판및이를포함하는경질자기디스크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 SiO₂45 내지 65%, Al₂O₃0 내지 20%, B₂O₃0 내지 5%, Na₂O 4 내지 12%, K₂O 3.5 내지 12%, MgO 0 내지 8%, CaO 0 내지 13% 및 ZrO₂0 내지 20%의 중량 비율로 제공되는 성분을 포함하는 매트릭스를 갖고, 산화물인 SiO₂, Al₂O₃및 ZrO₂의 합이 70% 이하이고, 상기 조성물에 11%≤MgO+CaO+BaO+SrO≤24%의 비율로 산화물인 BaO 및/또는 SrO를 임의로 혼입시키고, 알칼리성 산화물이 0.22≤Na₂O/Na₂O+K₂O≤0.60 의 중량 비율로 도입되고, 표면 이온 교환에 의해 강화된 데이타 저장 단위에서 지지체로서 사용하기 위한 유리 기판에 관한 것이다.

Description

강화된 유리 기판 및 이를 포함하는 경질 자기 디스크{Reinforced glass substrates}

본 발명은 유리 기판, 특히 데이타 기억 장치의 제조에서 지지체로서 사용되는 유리 기판에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 데이타 프로세싱 분야에서 "주변" 기억 장치로서 사용되는 디스크 형태의 유리 기판에 관한 것이다. 본 발명은 이러한 적용으로 한정되지는 않지만, 경질 자기 디스크의 제조와 관련하여 기재될 것이다.

경질 자기 디스크는 일반적으로 중앙이 천공된 디스크와 같이 형상화시키는 방법으로 가공된 지지체 부재로 구성된다. 특히, 상기 디스크 위에는 데이터의 기억에 사용되는 일련의 자기 박막을 침착시킬 수 있다.

데이터는 디스크 위에 배치된 하나 이상의 판독 헤드의 도움으로 디스크가 회전 운동을 수행하는 사이에 기록되고 판독된다. 고성능 데이타 판독을 달성하기 위해, 판독 헤드는 가능한 한 디스크에 밀접하게 위치해야 하므로, 접촉 기록이라는 용어가 사용된다. 따라서, 헤드에 의해 검출되는 시그날은 디스크와의 거리가 증가함에 따라 지수 함수적으로 저하된다. 더우기, 최근에는 보다 큰 기억 밀도가 요구되고, 따라서 주어진 정보가 보다 적은 표면에 기록된다. 이러한 방법으로 기록된 데이타의 판독을 보장하기 위해, 판독 헤드와 디스크 사이의 거리는 매우 작아야 한다. 즉, 300Å 미만이어야 한다.

경질 자기 디스크를 제조하기 위한 기판은 특히 미국 특허 제5,316,849호에 기재되어 있으며, 여기서의 기판은 알루미늄 기판이다. 이 문헌은 또한, 이러한 기판의 중요한 측면, 즉 이들이 매우 한정된 조도만을 가져야 한다고 기재한다. 이 문헌은 R_a또는 평균 조도로서의 조도 값이 100 내지 300Å임을 지시한다. 기억량이 증가하고, 따라서 디스크와 판독 헤드 사이의 거리가 보다 작아지는 것과 관련하여 최근의 요구는 30Å 미만의 R_a에 상응한다.

경질 자기 디스크의 기억 용량에 관한 요건이 점점 엄격해질지라도, 역설적으로 생각될 수 있는 또 다른 요건은 당해 디스크의 치수에 관한 것이다. 따라서, 데이타 기억 장치는 전체 크기가 최소화되고 또한 중량이 저하되어야 한다. 이러한 요건은 한편에서는 휴대의 필요성 및 따라서 소형이면서도 경량인 기억 장치와 관련된다. 대기억 용량을 필요로 하는 휴대용 데이타 프로세싱 장치 및 소프트웨어의 개발은 이러한 요건에 근거한다. 데이타 기억 용량을 증가시키기 위해서는 주어진 공간에서 몇몇의 경질 자기 디스크를 조합하는 것도 유리하고, 기판의 두께를 저하시키는 것도 유리하다.

알루미늄 기판은 0.6mm 미만의 두께를 가질 수 없고, 동시에 경질 디스크의 형성에 요구되는 특성, 즉 강성 및 판독 헤드가 디스크에 충돌할 때의 손상에 대한 내성을 가질 수 없다.

이들 단점을 제거하고, 이러한 기판을 경량화하고 두께를 가능한 한 얇게 하기 위해, 유리로부터 기판을 제조하는 것이 유럽 특허원 제579,399호에 제시되어 있다. 따라서, 통상의 유리 조성물을 사용하여 빌딩 또는 자동차 유형의 부유 유리를 수득할 수 있다. 부유 유리는 리본의 형태로 수득된 다음, 시트로 변형되고, 절단되고, 최종적으로 요구하는 치수의 디스크로 가공된다. 이어서, 이들 디스크는 연마되어 목적하는 두께 및 조도가 수득된다.

상기 시험 동안, 이러한 유기 기판은 상이한 단점이 있고, 결과적으로 경질 자기 디스크의 제조에 만족스럽지 않다는 것이 밝혀졌다. 특히, 이러한 부유 유리 기판의 표면은 알칼리, 특히 칼륨 또는 나트륨 및 본질적으로 화학적 템퍼링에 의해 공급되는 이온의 손실이 상당하다. 이들 알칼리는 기판에 침착된 자기 필름에 대해 악영향을 갖는다. 따라서, 이들 필름에서의 알칼리의 염석(salt out)은 다소 짧은 기간에 걸쳐 기록된 데이타의 파괴를 유발하는 것처럼 보인다.

본 발명의 목적은 이들 단점을 제거하기 위한 것이며, 보다 구체적으로는 대량의 정보 보존을 가능하게 하고 한정된 전체 치수 및 중량을 갖는 경질 자기 디스크 등의 데이타 기억 장치의 제조에서 지지체로서 사용되는 기판을 형성시키기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 상기한 부유 유리 기판과 관련하여 관찰되는 단점을 제공하지 않으면서 만족스러운 화학적 및 기계적 강도 특성을 갖는 기판에 관한 것이다.

본 발명의 목적은, 본 발명에 따라, 표면 이온 교환에 의해 강화되어 있고, 이의 매트릭스가 SiO₂45 내지 65중량%, Al₂O₃0 내지 20중량%, B₂O₃0 내지 5중량%,Na₂O 4 내지 12중량%, K₂O 3.5 내지 12중량%, MgO 0 내지 8중량%, CaO 0 내지 13중량% 및 ZrO₂0 내지 20중량%를 포함하며, 산화물인 SiO₂, Al₂O₃및 ZrO₂를 합한 양이 70중량% 이하로 유지되고, 당해 조성물이 임의로 산화물인 BaO 및/또는 SrO를 11중량% ≤ MgO+CaO+BaO+SrO ≤ 24중량%의 비율로 포함하며, 알칼리성 산화물이 0.22 ≤ Na₂O/Na₂O+K₂O ≤ 0.60의 중량비로 포함되어 있는, 데이타 기억 장치에서 지지체로서 사용하기 위한 유리 기판에 의해 달성된다.

본 발명에 따르는 기판의 유리 제조용 매트릭스는 유리하게는 산화물인 ZnO를 10중량% 미만, 바람직하게는 4중량% 미만으로 포함한다. 이러한 산화물은 고온에서 점도를 상승시키지 않고서 가수분해 내성을 개선시킬 수 있다.

상기 조성물 중의 하나로부터 제조되고, 특히 화학적 템퍼링 처리에 의해 이은 교환되는 기판은 데이타 기억 장치, 보다 구체적으로는 경질 자기 디스크를 제조하기 위한 지지체로서 사용될 수 있다. 따라서, 수득되는 기계적 내성 및 화학적 또는 가수분해 내성은 이러한 용도에 적합하다.

더우기, 상기에서 언급한 바와 같이, 이들은 또한 매우 빠른 회전 속도 및 판독 혜드의 비교적 밀접한 위치와 관련된 조도의 제약이 있으므로, 당해 필요 조건은 Ra가 20Å 미만이라는 것이다.

그러나, 유리 산업에서 공지된 방법에 따라 부유 공정에 의해 수득된 유리 시트를 상이한 공차를 만족시키는 기판으로 변형시킬 수 있다. 이들 방법은 필수적으로 절단, 드릴링 및 가장자리에서 수행하는 가공 단계로 이루어진다. 이들은 한편으로는 목적하는 두께 및 다른 한편으로는 Ra가 30Å 미만인 조도를 수득할 수 있도록 기계적 수단을 사용하는 통상의 연마 단계가 수반된다. Ra가 10Å 미만인 조도를 수득할 수 있도록 마무리 연마를 실시할 수도 있다. 이러한 연마는 임의로 몇몇 기계적 및/또는 화학적 연마 단계를 조합할 수 있다.

본 발명의 변형에 있어서, 기판을 프레싱 또는 성형 방법에 의해 제조하고, 파리손(parison)은 목적하는 형태로 금형 또는 프레스에 위치시킨다. 상이한 연마단계를 실시할 수 있다.

또한, 본 발명은 이들 기판을 제조하기 위한 또 다른 방법을 제공한다. 사용할 수 있는 성형 공정의 비제한적인 예는 롤링, 하방 신장 또는 연신 및 절단 세척이다.

본 발명의 변형에 있어서, 유리 기판은 매트릭스가 SiO₂45 내지 65중량%, Al₂O₃5 내지 20중량%, B₂O₃0 내지 5중량%, Na₂O 4 내지 12중량%, K₂O 4 내지 12중량%, MgO 0 내지 8중량%, CaO 0 내지 8중량% 및 ZrO₂0 내지 6중량%를 포함하는 것이다.

이러한 변형의 바람직한 형태에 따라, 화학적 내성에 유리한 산화물인 Al₂O₃의 총 함량은 10중량% 이상이다. 이는 또한 특히 고온에서 화학적 템퍼링의 실시와 관련하여 중요한 인자인 변형점 온도를 증가시킬 수 있다.

용융 곤란한 원소인 ZrO₂의 함량은 5중량% 미만이 유리하다.

산화물인 B₂O₃는 단지 유리 제조용 매트릭스의 기계적 및 화학적 특성에 있어서 한정된 범위로 관련된다. 이는 또한 승온에서 점도를 저하시키는 이점을 갖는다. B₂O₃함량은 유리의 균질성을 위해 0 내지 3중량%, 바람직하게는 2중량% 미만이 유리하다.

SiO₂45 내지 60중량%, Al₂O₃10 내지 20중량%, B₂O₃0 내지 3중량%, Na₂O 4 내지 12중량%, K₂O 4 내지 12중량%, MgO 0 내지 8중량%, CaO 0 내지 8중량% 및 ZrO₂0 내지 5중량% 중에서 선택되고, 산화물인 SiO₂, Al₂O₃및 ZrO₂를 합한 양이 70중량% 이하로 유지되며, 임의로 산화물인 BaO 및/또는 SrO를 14중량% ≤ MgO+CaO+BaO+SrO ≤ 22중량%의 비율로 포함하고, 알칼리성 산화물이 0.22 ≤ Na₂O/Na₂O+K₂O ≤ 0.60의 중량비로 포함되어 있는 유리 조성물이 바람직하다.

알칼리 토금속 원소의 총 함량은 고온에서 저점도가 수득될 수 있도록 하기에 충분히 높은 수준으로 유지된다. 이는 유리가 부유 공정에 의해 수득되는 경우에 더욱 더 중요하다.

또한, 이들 원소의 존재는 상기한 유리 조성물의 용융을 보조한다. BaO는 고온에서 점도의 저하에 기여한다. 또한, 실투(devitrification)의 위험성을 저하시킨다. MgO 및 SrO는 유리의 가수분해 내성을 증가시킨다.

알칼리성 산화물인 Na₂O 및 K₂O의 함량은 몰수의 관점에서 유리하게는 함께 근접한다. 따라서, 이 경우에는 혼합된 알칼리 현상이 발생하고, 이는 알칼리의 표면 이동을 제한한다. 이온의 이동은 Na₂O 및 K₂O가 대략 대등한 물량으로 존재하는 경우에 크게 감소한다. 이온 교환 후에 수득되는 표면의 상태, 즉 한정된 두께에 걸쳐 나트륨 이온이 존재하지 않는 상태는 이온의 이동을 제한하는 혼합된 알칼리 효과에 기인하여 장기간 동안 지속될 수 있다.

본 발명의 또 다른 변형에 따라, 유리 기판은 매트릭스가 SiO₂45 내지 63중량%, Al₂O₃0 내지 18중량%, Na₂O 4 내지 12중량%, K₂O 3.5 내지 7중량%, MgO 1 내지 8중량%, CaO 1 내지 13중량% 및 ZrO₂6.5 내지 20중량%를 포함하는 또 다른 부류에 속하는 것이다.

이러한 유리 부류에 있어서, ZrO₂는 안정화제로서 작용한다. 어느 정도까지, 이러한 산화물은 유리의 화학적 내성을 증가시키고, 이의 어닐링 온도를 상승시킨다. ZrO₂의 비율은 2O중량%를 초과해서는 안되는데, 이는 그렇지 않으면 용융이 너무 곤란해지기 때문이다. 이러한 산화물은 용융이 곤란하지만, 이는 고온에서 본 발명에 따르는 유리의 점도를 상승시키지 않는 이점을 제공한다. 이에 의해, 한가지 효과가 유리의 점도를 저하시키는 B₂O₃와 같은 산화물을 유리로 도입시키는 것, 또는 동일한 효과를 갖는 알칼리성 산화물의 함량을 증가시키는 것이 회피된다.

본 발명의 상기한 변형에 따르는 유리는 산화지르코늄의 작용과 유사한 작용을 제공하는 알루미나를 또한 함유할 수 있다. 알루미나는 상기한 종류의 유리의 화학적 내성을 증가시키고, 이의 변형점 상승을 보조한다. 그러나, 이는 용융이 곤란한 산화물이고, 고온에서 유리의 점도를 상승시킨다.

전반적인 방법으로, 본 발명의 상기한 변형에 따르는 유리의 용융은 부유 공정에 의한 제조와 관련하여 허용가능한 온도 범위 내에서 유지되고, 단 산화물인 SiO₂, ZrO₂및 Al₂O₃를 합한 양은 70중량% 이하이어야 한다. 허용가능한 온도 범위는 logη =1.6에 상응하는 유리의 온도가 약 1630℃, 바람직하게는 1590℃를 초과하지 않는 것을 의미하는 것으로 이해된다.

본 발명에 따르는 유리에서, 산화물인 ZrO₂와 Al₂O₃를 합한 양은 유리하게는 8중량% 이상, 바람직하게는 8 내지 22중량%이다. 이들 ZrO₂함량은 유리하게는 8 내지 15중량%이다.

본 발명의 상기한 변형에 따르는 바람직한 유리 조성물은 SiO₂45 내지 59중량%, Al₂O₃0 내지 10중량%, Na₂O 4 내지 10중량%, K₂O 3.5 내지 7중량%, MgO 1 내지 7중량%, CaO 1 내지 12중량% 및 ZrO₂8 내지 15중량%를 포함한다.

본 발명의 바람직한 변형 공정에 따르면, 표면 이온 교환은 칼륨 이온으로 나트륨 이온을 교환하는 것을 허용하는 KNO₃욕에서 수득된다.

변형 공정으로, 혼합 욕, 즉 복합 이온 교환을 허용하는 몇몇 종류의 알칼리성 이온을 함유하는 욕을 사용할 수 있다.

또 다른 변형 공정으로, 전기장의 생성 또는 초음파의 존재와 같은 외부 인자에 의해 화학적 템퍼링을 활성화시킬 수 있다. 또한, 화학적 템퍼링은 가열 전처리와 조합될 수 있다.

경제적인 관점에서, 가능한 한 빠르게 화학적 템퍼링을 수행할 필요가 있다. 이러한 템퍼링 시간은 바람직하게는 15시간 미만, 보다 바람직하게는 7시간 미만이다. 템퍼링 온도는 유리하게는 400 내지 520℃이다. 이러한 조건하에서 실시되는 템퍼링은 14μ이상의 템퍼링 깊이 및 500MPa 이상의 환상 굴곡에서의 파단 모듈러스를 제공한다.

이러한 방법으로 수행된 템퍼링은 이중 작용을 갖는다. 첫번째로, 기판의 화학적 내성을 강화시키고, 템퍼링된 기판의 가수분해 공격성을 저하시킨다. 두번째로, 템퍼링은 표면의 기계적 보강을 가능하게 한다. 이는 이러한 조성물과 관련된 기판 고유 특성의 표면에서의 보강을 초래한다. 이는 매우 중요하며, 예를 들면, 판독 헤드에 기인하는 만족스러운 기계적 강도, 특히, 굴곡, 충격 및 타격에 대한 내성을 수득할 수 있게 한다.

또한, 본 발명자들은 고속 회전 운동을 수행하는 경질 자기 디스크의 파괴 이유를 밝혀내었다. 특히, 내부 홀의 드릴링 및 가공 동안, 가공이 곤란한 영역에 다수의 결점이 나타난다. 따라서, 화학적 템퍼링은 기판의 가공된 가장자리를 보강시킨다.

본 발명에 따르는 기판은 경질 자기 디스크의 제조에서 지지체로서 사용되는 것을 가능하게 하는 필요 기준을 만족시킨다. 별도의 전처리를 임의로 추가한, 조성물 및 화학적 템퍼링의 조합 결과, 이는 적당한 기계적 내성 또는 강도를, 한편으로는 판독 헤드의 타격에 내성이도록 하기 위해 표면에 제공하고, 다른 한편으로는 고속 회전에 대해 내성일 수 있는 가장자리, 특히 내부 가장자리에 제공한다. 또한, 이는 경질 자기 디스크의 영속성을 보장하는 적당한 화학적 내성, 특히 가수분해 내성을 갖는다.

본 발명의 또 다른 상세한 설명 및 특징은 본 발명에 따르는 예시된 기판과 수행된 시험에 대한 다음의 설명으로부터 이해할 수 있다. 제조된 기판은 외부 직경이 65mm이고 내부 직경이 20mm이며 두께가 0.635mm인 디스크이다.

기판을 제조하기 위해 선택된 조성물 A, B 및 C는 중량%를 기준으로 하여 다음과 같다:

조성물을 용융시키고, 부유 공정에 따라 유리 리본으로 변형시킨 다음, 유리시트로 변형시킨다. 따라서, 기판을 절단하고, 가공한 다음 연마하여 수득한다. 연마는 R_a가 10Å 미만인 조도를 생성하도록 통상의 기계적 수단을 사용하여 수행한다. 이어서, 질산칼륨(KNO₃) 욕 중에서 화학적 템퍼링을 수행한다.

당해 조성물은 약 580℃의 고온의 변형점을 갖고, 이에 의해 템퍼링을 비교적 고온에서 실시할 수 있다는 것은 주목할 만하다. 화학적 템퍼링은 온도를 변형점에 근접시키는 데 보다 효과적이다. 템퍼링 동안의 고온은 높은 표면 응력 및/또는 높은 이온 교환도를 유지시키면서 템퍼링을 보다 고속으로 실시할 수 있게 한다.

이들 조성물의 기타 주목할 만한 수치가 또한 흥미롭다. 예를 들면, 이들 조성물은 부유 공정에 따라 성형하기 위해 선택되고, 결과적으로 이와 관련된 요건을 충족시켜야 한다. 이는 특히 용융시에 필요로 하는 점도(log η =1.6) 및 주석욕 도입시에 필요로 하는 점도(log η =3.5)에 상응하는 온도의 문제이다. 선택된 조성물의 상응하는 온도는 다음과 같다:

이들 온도는 부유 공정에 적합하다.

이들 조성물의 액체 온도는 다음과 같다:

-A : TLiq = 1120℃

-B : TLiq = 1180℃

-C : TLiq = 117℃

이들 온도는 T(log η =3.5) 미만이기 때문에, 이들 유리는 실투의 위험성 없이 부유 공정에 따라 수득할 수 있다.

기계적 강도 및 또한 화학적 내성의 특성을 밝힐 수 있는 상이한 시험을 상기한 바와 같은 기판에 대해 실시한다.

최초의 시험은 내열 충격성에 대해 수행한다. 이러한 시험은 본 발명에 따라 제조된 기판이 후속적으로, 예를 들면, 자기 필름의 침착 동안 받아야 하는 처리에 적당함을 증명한다. 이 시험 동안, 기판은 350℃로부터 20℃까지의 온도 변동에 대해 손상없이 내성이다.

또 다른 시험은, 이미 언급한 바와 같이, 기판을 고속(7000 내지 25000 r.p.m)에서 회전시키는 것이다. 본 발명에 따르는 기판은 이 시험을 만족시킨다. 특히, 화학적 템퍼링 후에 수득된, 특히 가장자리의 보강도 결과적으로 만족스럽다.

실시된 최후의 기계적 시험은 환상 굴곡이다. 시험 장치는 한편으로는 직경 55mm 중공 실린더로 구성되고, 이것에 기판을 동심원상으로 장착시키고, 다른 한편으로는 직경 30mm 중공 실린더로 구성되며, 이는 굴곡할 때에 기판에 의해 지지된다. 후자의 실린더는 또한 다른 부재와 관련하여 동심원상이다.

이러한 시험은 지속 기간이 상이한 화학적 템퍼링 공정에 적용되는 본 발명에 따르는 기판에 대해 수행한다. 이는 또한 템퍼링시키지 않은 기판에 대해서도수행한다.

이들 시험 결과는 화학적 템퍼링이 실시되고 부유 공정을 통해 통상적으로 사용되는 소다-석회-실리카 유형의 조성물인 기판에 대해서 수득한 결과와 비교된다. 이러한 기판은 경질 자기 디스크에서 지지체로서의 사용에 필요한 조건을 만족시키기 위한 과잉의 알카리 염석 수준을 갖는다. 환상 굴곡에서의 이의 파단 모듈러스 또는 이의 표면 변형 또는 응력은 파단 모듈러스가 참조로서 작용할 수 있을 정도로 만족스러운 것으로 생각된다. 이러한 종류의 기판에 대한 현재의 요건은 평균 파단 모듈러스가 240MPa 이상이며, 최소치가 150MPa를 초과한다.

수득된 결과는 다음과 같다 :

상기 표의 결과는 4시간 미만인 템퍼링 시간이 목적하는 기계적 강도를 제공하는 데 있어서 만족스럽다는 것을 보여준다.

또한, 화학적 템퍼링을 실시하지 않은 본 발명에 따르는 기판의 결함 깊이를 평가한다. 이러한 측정은 최대 깊이가 15μ임을 보여준다. 따라서, 템퍼링 동안 교환 깊이는 상기 수치를 초과해야 한다. 교환 깊이의 측정은 조성물 A에 대하여 수행한다. 이 측정은 전자 마이크로프로브를 사용하여 수행한다. 처리 4시간부터는 15μ의 수치를 초과함을 알 수 있다.

본 발명에 따르는 기판의 가수분해 내성에 관한 또 다른 시험을 수행한다.

최초의 가수분해 내성의 측정은 화학적 템퍼링을 실시하지 않은 본 발명에 따르는 기판에 대해 수행한다. 이러한 측정치를 부유형 유리 조성물을 갖는 기판에 대해 수행한 측정치와 비교한다. 이들 측정은 D. G. G. 방법에 따라 수행한다.

이러한 방법은 입자 크기가 360 내지 400㎛인 파쇄된 유리 10g을 비등시킨물 100ml에 5시간 동안 침지시키는 것을 포함한다. 급냉에 이어서, 용액을 여과하고, 소정 용적의 여액을 증발 건조시킨다. 수득된 무수 물질의 중량으로부터 물에 용해된 유리 양을 계산할 수 있다. 이러한 양은 시험된 유리 1g당 mg으로 표시한다.

이들 결과는 본 발명에 따르는 기판이 부유 공정에 따라 사용하기 위한 통상의 조성물로부터 제조된 기판보다 충분히 높은 가수분해 내성을 갖는다는 것을 보여준다. 따라서, 본 발명에 따르는 기판에 대하여 상기 방법에 따라 측정한 수치는 알칼리-비함유 유리 조성물에 대해 수득한 수치와 사실상 일치한다. 따라서, 본 발명에 따르는 유리 조성물은 화학적 내성 견지에서 매우 흥미롭다.

화학적 템퍼링을 임의로 실시한 본 발명에 따르는 기판의 가수분해 내성을 평가할 수 있도록 하는 또다른 방법은 80℃의 온도로 밀봉된 용기 속에서 상대 습도 80%의 대기에서 1주 동안 기판을 노화시키는 것이다.

이 기판을 주사 전자 현미경으로 관찰한 다음, 표면 결정화를 EDX(에너지 분산형 X-선)에 의해 분석한다.

이러한 시험은 알칼리의 염석 수준을 정량화할 수 없다. 그러나, 이는 상이한 기판을 비교할 수 있도록 한다. 따라서, 예를 들면, 참조 기판을 기준으로 하여 기판의 영구성을 보장할 수 있다.

화학적 템퍼링을 실시한 기판의 가수분해 내성을 평가하기 위한 최후의 방법은 80℃에서 탈염수에 수시간(약 24시간) 동안 침지시킨 다음, 용액에 통과시킨 이온, 보다 특히 알칼리(K⁺, Na⁺, Li⁺)의 플라즈마 토치를 계량하는 것이다. 이러한 정량적인 시험은 이미 기재한 시험과 매우 연관성이 있다.

이러한 시험을 본 발명에 따르는 기판에 대해 실시한다. 수득된 결과는 만족스러우며, 화학적 템퍼링 후 기판의 가수분해 내성이 고려되는 용도에 만족스럽다는 것을 보여준다.

상이한 시험 결과는 본 발명에 따라 제조된 기판의 기계적 내성 및 가수분해내성을 나타낸다. 따라서, 이들은 본 발명에 따르는 기판을 경질 자기 디스크와 같은 데이타 기억 장치에서 지지체로서 사용할 수 있음을 확인해 준다.

Claims (17)

1. 표면 이온 교환에 의해 강화되어 있고, 이의 매트릭스가 SiO₂45 내지 65중량%, Al₂O₃0 내지 20중량%, B₂O₃0 내지 5중량%, Na₂O 4 내지 12중량%, K₂O 3.5 내지 12중량%, MgO 0 내지 8중량%, CaO 0 내지 13중량% 및 ZrO₂0 내지 20중량%를 포함하며, 산화물인 SiO₂, Al₂O₃및 ZrO₂를 합한 양이 70중량% 이하로 유지되고, 당해 조성물이 임의로 산화물인 BaO, SrO 또는 이들의 혼합물을 11중량% ≤ MgO+CaO+BaO+SrO ≤ 24중량%의 비율로 포함하며, 알칼리성 산화물이 0.22 ≤ Na₂O/Na₂O+K₂O ≤ 0.60의 중량비로 포함되어 있는, 데이타 기억 장치에서 지지체로서 사용하기 위한 유리 기판.
2. 제1항에 있어서, 매트릭스가 SiO₂45 내지 65중량%, Al₂O₃0 내지 20중량%, B₂O₃0 내지 5중량%, Na₂O 4 내지 12중량%, K₂O 4 내지 12중량%, MgO 0 내지 8중량%, CaO 0 내지 8중량% 및 ZrO₂0 내지 6중량%를 포함하고, 산화물인 SiO₂, Al₂O₃및 ZrO₂를 합한 양이 70중량% 이하로 유지되며, 당해 조성물이 임의로 산화물인 BaO, SrO 또는 이들의 혼합물을 11중량% ≤ MgO+CaO+BaO+SrO ≤ 24중량%의 비율로 포함하고, 알칼리성 산화물이 0.22 ≤ Na₂O/Na₂O≤K₂O ≤ 0.60의 중량비로 포함되어 있는 유리 기판.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, Al₂O₃의 함량이 10중량% 이상인 기판.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, ZrO₂의 함량이 5중량% 미만인 기판.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, CaO의 함량이 3중량% 미만인 기판.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, B₂O₃의 함량이 3중량% 미만인 기판.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 매트릭스가 SiO₂45 내지 60중량%, Al₂O₃10 내지 20중량%, B₂O₃0 내지 3중량%, Na₂O 4 내지 12중량%, K₂O 4 내지 12중량%, MgO 0 내지 8중량%, CaO 0 내지 8중량% 및 ZrO₂0 내지 5중량%를 포함하고, 산화물인 SiO₂, Al₂O₃및 ZrO₂를 합한 양이 70중량% 이하로 유지되며, 당해 조성물이 임의로 산화물인 BaO, SrO 또는 이들의 혼합물을 14중량% ≤ CaO+MgO+BaO+SrO ≤ 22 중량%의 비율로 포함하고, 알칼리성 산화물이 0.22 ≤ Na₂O/Na₂O+K₂O ≤ 0.60의 중량비로 포함되어 있는 기판.
8. 제1항에 또는 제2항에 있어서, 매트릭스가 SiO₂53.6중량%, Al₂O₃10.0중량%, B₂O₃2.2중량%, Na₂O 5.2중량%, K₂O 6.2중량%, MgO 4.2중량%, CaO 6.8중량%, SrO 7.0중량%, BaO 2.8중량% 및 ZrO₂2.0중량%를 포함하는 기판.
9. 제1항에 있어서, 매트릭스가 SiO₂45 내지 63중량%, ZrO₂6.5 내지 20중량%, Al₂O₃0 내지 18중량%, Na₂O 4 내지 12중량%, K₂O 3.5 내지 7중량%, CaO 1 내지 13중량% 및 MgO 1 내지 8중량%를 포함하고, 산화물인 SiO₂, Al₂O₃및 ZrO₂를 합한 양이 70중량% 이하로 유지되며, 당해 조성물이 임의로 산화물인 BaO, SrO 또는 이들의 혼합물을 11중량% ≤ MgO+CaO+BaO+SrO ≤ 24중량%의 비율로 포함하고, 알칼리성 산화물이 0.22 ≤ Na₂O/Na₂O+K₂O ≤ 0.60의 중량비로 포함되어 있는 기판.
10. 제1항, 제2항 및 제9항 중의 어느 한 항에 있어서, 이온 교환이 화학적 템퍼링(chemical tempering)에 의해 수행되는 기판.
11. 제10항에 있어서, 화학적 템퍼링이 400 내지 520℃의 온도에서 24시간 미만의 시간 동안 KNO₃욕 중에서 수행되는 기판.
12. 제10항에 있어서, 화학적 템퍼링이 전기장 또는 초음파와 같은 외부 인자에의해 활성화될 수 있는 기판.
13. 제1항, 제2항 및 제9항 중의 어느 한 항에 있어서, 부유 공정에 이어서, 절단, 드릴링 및 가공에 의해 수득되는 기판.
14. 제1항, 제2항 및 제9항 중의 어느 한 항에 있어서, 파리손(parison) 프레싱에 이어서, 드릴링 및 가공에 의해 수득되는 기판.
15. 제1항, 제2항 및 제9항 중의 어느 한 항에 있어서, 조도가 30Å 미만의 Ra에 상응하도록 연마되는 기판.
16. 제15항에 있어서, 조도가 10Å 미만의 Ra에 상응하도록 마무리 연마되는 기판.
17. 제1항에 따르는 기판을 지지체로서 포함하는 경질 자기 디스크.