WO1998055993A1 - Substrat pour support d'enregistrement d'information - Google Patents

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WO1998055993A1
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glass
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information storage
storage medium
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Xuelu Zou
Kazuaki Hashimoto
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Hoya Corporation
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    • G11B5/74—Record carriers characterised by the form, e.g. sheet shaped to wrap around a drum
    • G11B5/82—Disk carriers

Definitions

  • the present invention relates to a disk substrate (hereinafter, referred to as “information storage medium substrate”) and an information storage medium used for an information storage medium such as a magnetic disk, an optical disk, and a magneto-optical disk.
  • the present invention relates to an information storage medium substrate and an information storage medium using the information storage medium substrate.
  • glass substrates As substrates for information storage media, aluminum substrates, amorphous glass substrates (hereinafter simply referred to as “glass substrates”), and crystallized glass substrates are known. Among these information storage medium substrates, the glass substrate is easier to obtain a substrate having a higher surface flatness (lower surface roughness Ra) than other information storage medium substrates, and With the strength to withstand thinning and miniaturization, the market share is gradually expanding.
  • a chemically strengthened glass substrate whose surface has been chemically strengthened by ion exchange is well known. 70. 0 wt%, the a 1 2 ⁇ 3 0.5 to 14.0 wt%, the alkali metal oxide 10. 0-32. 0 wt%, the ZnO 1. 0 to 15. 0 wt%, A glass containing 1.1 to 14.0% by weight of B203 and having a specific coefficient of linear expansion, a compressive strength and a transverse rupture strength of specific values or more (see Japanese Patent Publication No. 4-262262). ).
  • the following glass (a) or (b) is known as a glass used as a material of the glass substrate.
  • (B) and 6 4-7 0% by weight of 3 i 0 2, 1 and 4-2 0% by weight of eight 1, 0 3, and 4-6 wt% Works 1 2 0, 7 to 1 0 wt% and the N a 2 0, and 0 0-4 wt%, (see Kokoku 6 7 6 2 2 4 No. Gazette) 0 to 1.5 wt% of glass consisting of Z r 0 2 Prefecture.
  • a first object of the present invention is to provide an information storage medium substrate that can easily obtain an information storage medium that can cope with high-speed rotation.
  • a second object of the present invention is to provide an information storage medium that makes it easy to obtain a recording / reproducing apparatus with a high access speed.
  • a third object of the present invention is to provide an information storage medium capable of simultaneously realizing a high Young's modulus and a low flying height.
  • a fourth object of the present invention is to provide an information storage medium capable of suppressing vibration due to rotation by a high Young's modulus. Disclosure of the invention
  • a conventional glass substrate glass substrate for an information storage medium.
  • the information storage medium is deformed by resonance or the like when the information storage medium rotates at high speed. It has been found that it is difficult to secure a stable flying height. Also, it has been found that it is preferable to increase the Young's modulus of the information storage medium substrate in order to prevent the information storage medium from being deformed by resonance or the like when the information storage medium rotates at high speed.
  • the present invention makes it possible to obtain a substrate for an information storage medium that can cope with the above-mentioned high-speed rotation using glass (amorphous glass).
  • the information storage medium substrate according to the present invention can be classified into first to sixth aspects. Among them, the first to fourth aspects are common in Young's modulus and liquidus temperature. It is.
  • the information storage medium substrates according to the first to sixth aspects form the first embodiment, and can achieve the first object.
  • glass substrate I An information storage medium substrate (hereinafter, referred to as "glass substrate I"), which is made of glass having a Young's modulus of at least 10 OGPa and a liquidus temperature of at most 135 ° C.
  • the Young's modulus is 1 0 0 GP a higher, wherein T i 0 2 Contact liquidus temperature to be equal to or less than 1 3 5 0 ° C
  • a substrate for an information storage medium hereinafter, referred to as “glass substrate II”
  • glass substrate II which is made of glass having a selected content of C a 0.
  • a substrate for an information storage medium (hereinafter, referred to as “glass”) characterized by being made of a glass whose content of Ti 0 2 and Ca 0 is selected so as to have a void or more. W substrate III. " ).
  • the content strength of each of the above glass components is selected so that the liquid phase temperature is at least 10 OGPa, the liquidus temperature is at most 1350 ° C, the viscosity in the moldable temperature range is at least 10 Boys, and the specific gravity is at most 3.5 g / cm.
  • a substrate for an information storage medium hereinafter, referred to as a “glass substrate IV”), which is made of glass.
  • a substrate for an information storage medium (hereinafter, referred to as a "glass substrate VI"), which is made of any one of the above glass substrates I to V or a glass obtained by chemically strengthening the material glass.
  • an information storage medium of the present invention that achieves the second object is characterized in that the above-mentioned glass substrate has any one of I to glass substrate VI and a recording layer formed on the glass substrate. It is assumed that.
  • the information storage medium substrate according to the seventh to ninth aspects different from the first to sixth aspects can be obtained. That is, the information storage medium substrate according to a seventh aspect, as an essential component, has coexistence with Y 2 0 3 and T i 0 2, while the information storage medium substrate according to the eighth aspect is T i 0 2, Y 2 0 3, and so Z r 0 2 coexistence is. Further, the information storage medium substrate according to a ninth aspect of the present invention, E r 2 0 3, Nd 2 0 3, Sm 2 0 3, Eu 2 0 3, Gd 2 0 3, Tb 2 0 3, Dy 2 0 3, and at least one oxide selected from the group consisting of Yb 2 0 3, and a T i 0 2. The information storage medium substrates according to the seventh to ninth aspects constitute the second embodiment of the present invention.
  • the information storage medium substrate or medium according to the first and second embodiments of the present invention has a glass transition point of 650 ° C. or lower, preferably 550 ° C. or lower.
  • the W lath transition temperature is relatively low.
  • a relatively low glass transition point temperature is effective in reducing damage during chemical strengthening treatment. More specifically, during chemical strengthening, the glass substrate is usually immersed in a molten salt. During chemical strengthening, the molten salt is kept at a temperature lower by 100 to 150 ° C than the glass transition temperature of the glass substrate. However, the molten salt starts to decompose at 500 ° C. or higher, and the decomposed molten salt damages the glass substrate surface. Considering this, the glass transition point temperature is preferably not higher than 65 ° C., more preferably not higher than 550 ° C., from the viewpoint of preventing damage on the glass substrate.
  • alkali components such as N a 2 0, L i 2 0, M G_ ⁇
  • alkaline earth components such as C a 0 is added .
  • FIG. 1 is a diagram showing a relationship between Young's modulus and vibration of a disk formed by an information storage medium.
  • the glass substrate I of the present invention is made of glass having a Young's modulus of 100 GPa or more and a liquidus temperature of 135 ° C. or less as described above.
  • the “glass substrate” in the present invention means a glass substrate that does not substantially contain crystal particles (amorphous glass), and the “glass” is a crystal containing crystal particles. It is essentially different from fossilized glass or glass ceramics.
  • the Young's modulus of the glass substrate in order to prevent the glass substrate from being deformed by resonance or the like when the thin glass substrate is rotated at a high speed.
  • 3.5 inch diameter, 0.65 mm thick 25 mm This thickness is a typical thickness of the current magnetic disk substrate.
  • case A the magnetic disk manufactured by using the glass substrate of (1) is rotated at 1000 rpm (hereinafter, this case is referred to as “case A”), the magnetic disk and the recording / reproducing head are connected to each other.
  • the Young's modulus of the glass substrate it is preferable to set to 100 GPa or more from the viewpoint that the flying height can be secured stably at about 1 zm or less and vibration during rotation can be suppressed.
  • the glass substrate referred to in the present invention it is necessary to prevent crystals from being substantially precipitated during the manufacturing process. For that purpose, melting and molding of raw materials performed when manufacturing the glass substrate are required. It is necessary to perform each step such as cooling and the like at the liquidus temperature of the glass or higher. However, if the liquidus temperature is extremely high, the production of the glass substrate itself becomes difficult and practicality is lost.
  • the Young's modulus of the material glass is set to 1 OOGPa or more and the liquidus temperature is set to 135 ° C. or less.
  • the Young's modulus is preferably at least 105 GPa.
  • the liquidus temperature is more preferably 125 ° C. or lower, and more preferably 110 ° C. or lower.
  • the specific gravity of the glass substrate I of the present invention is preferably approximately 3.5 g / cm 3 or less, more preferably 3.0 g / cm 3 or less. This specific gravity is preferably as low as possible, but is substantially 2.1 gZ cm 3 or more for silicate-based glass.
  • the viscosity of the material glass of the glass substrate I of the present invention is preferably approximately 10 V or more, and more preferably 30 V or more. Is more preferable.
  • the information storage medium such as a magnetic disk, an optical disk, or a magneto-optical disk, or when information recorded on the information storage medium is reproduced, the information storage medium is stored in the information processing apparatus.
  • a force that rotates while being fixed to a spindle of a drive motor provided by a clamp by a clamp is stored in the information processing apparatus.
  • the thermal expansion coefficient of the information body 1 is significantly different from the thermal expansion coefficient of the clamp. Then, the following problems arise.
  • the temperature of the information storage medium, the spindle, the clamp, and the like rapidly rises to, for example, about 90 ° C. due to heat generation of the drive motor.
  • the coefficient of thermal expansion of the information storage medium is significantly different from the coefficient of thermal expansion of the clamp, the temperature rise may cause loosening between the information storage medium and the clamp or distortion of the information storage medium.
  • the position of the data recording location (track) on the information storage medium changes, and errors or errors are likely to occur in recording or reproducing information.
  • Such problems are particularly problematic for large substrates, such as 3.5 inches.
  • the thermal expansion coefficient of the glass substrate I of the present invention is as close as possible to the thermal expansion coefficient of the clamp.
  • the clamp is generally made of a stainless alloy
  • the coefficient of thermal expansion of the glass substrate I of the present invention (meaning the average coefficient of thermal expansion at 100 to 300 ° C .; the same applies hereinafter) is generally used.
  • 7 ⁇ 1 4 ppm / ° C (7 X 1 0- 6 ⁇ 1 4 X 1 0 0 / ° C) is preferably, 9 ⁇ 1 2 ppm / ° C ( 9 X 1 0- 6 ⁇ 1 2 x 10 " ⁇ / ° 0 is more preferable.
  • the glass substrate II of the present invention contains at least T i 0, and C a O as a glass substrate, has a Young's modulus of 100 GPa or more, and a liquidus temperature of 135 ° C. or less. and it is characterized in that made of glass, which is the selected content force T i 0 2 and C a 0 such that.
  • the reason why the Young's modulus of the material glass of the glass substrate II is set to 10 OGPa or more and the liquidus temperature thereof is set to 135 ° C. or less is the same reason as in the glass substrate I of the present invention described above. Because. Preferred ranges for these physical properties are It is the same as the preferable range of the physical properties of the glass substrate I of the present invention described above.
  • Rukoto force is contained T i 0 2 as a glass component, high Young's modulus. From the viewpoint of obtaining a glass having a low liquidus temperature, it is preferable to include Ca0 as a glass component.
  • the glass substrate II of the present invention is produced by a glass that contains at least a T i 0 2 and CaO as glass components.
  • the content of T i 0 2 and C a 0, depending on the type and content of other glass components, the Young's modulus is 1 0 OGP a higher, so that the liquidus temperature is obtained following glass 1350 ° C Will be selected as appropriate.
  • the specific gravity of the glass substrate II is preferably approximately 3.5 gZcm 3 or less, and more preferably 3.0 Og / cm 3 or less.
  • the thermal expansion coefficient of the glass substrate II is generally 7 ⁇ 14 pm / ° C (7 x 10 one 6 ⁇ 14x 10- 6 Z ° C ), 9 ⁇ 12 p pm / ° C (9X and more preferably 10- 6 ⁇ 12 x 10 ⁇ 6 / ° C).
  • the glass substrate III of the present invention contains at least TiO 2 and a0 as glass components, has a Young's modulus of 100 GPa or more, a liquidus temperature of 1350 ° C or less, and is moldable. a viscosity at the temperature range is characteristic and to shall in that it consists of glass being selected content force of the to be above 10 Boyes T i 0 2 and C a 0.
  • the Young's modulus is set to 10 OGPa or more
  • the liquidus temperature is set to 1350 ° C or less
  • the viscosity in the moldable temperature range is set to 10 Boise or more. This is for the same reason as described in the description of the glass substrate I of the invention.
  • the preferred ranges for these physical properties are the same as the preferred ranges for the physical properties described in the description of the glass substrate I of the present invention.
  • a glass substrate III by glass that contains at least a T i 0 2 and C a 0 is either the same reason as in the glass substrate II of the present invention described above It is.
  • the content of Tio and CaO is as follows: Young's modulus is 10 OGPa or more, liquidus temperature is 1350 ° C or less, and viscosity in the moldable temperature range. Is selected appropriately so that glass with a size of 10 Boise or more can be obtained.
  • specific gravity of the glass substrate III is generally 3. 5 g / cm 3 or less, and more preferably 3. O g / cm 3 or less .
  • the force preferably the thermal expansion coefficient of the glass substrate III is approximately 7 ⁇ 14 ppm / ° C ( 7 X 10- 6 ⁇ 14 X 10 6 Z ° C), 9 ⁇ 12 pm / ° C (9 X More preferably, it is 10— ⁇ to 12 ⁇ 10 6 / ° C).
  • the T i 0 as a glass component 2, C a 0, MgO, and Na 2 0, L i 2 0 and A i 2 0 3 at least contain, Young's modulus 100
  • the content of each of the above glass components is set so that the GPa or more, the liquidus temperature is 1350 ° C or less, the viscosity in the moldable temperature range is 10 Voids or more, and the specific gravity is 3.5 g / cm 3 or less. It is characterized by being made of selected glass.
  • the Young's modulus of the material glass of the glass substrate IV is set to 10 OGPa or more
  • the liquidus temperature is set to 1350 ° C or less
  • the viscosity in the moldable temperature range is set to 10 Voids or more
  • the specific gravity is set to 3.
  • the reason why the content is set to 5 g / cm 3 or less is the same reason as described in the description of the glass substrate I of the present invention.
  • the preferable ranges of these properties are the same as the preferable ranges of the properties described in the description of the glass substrate I of the present invention.
  • T i 0 2 is the preferred glass components in terms of Young's modulus to obtain a high glass, C aO-has a Young's modulus rather high, the liquid phase It is a suitable glass component for obtaining a glass having a low temperature.
  • C a 0 has the effect of increasing the specific gravity of glass.
  • MgO is also a suitable glass component for obtaining a glass having a high Young's modulus, but also has an effect of increasing the liquidus temperature as compared with Ca0. MgO also has the effect of lowering the specific gravity of glass.
  • Na 20 has the effect of lowering the Young's modulus. It is a glass component that lowers W, and the lowering of the liquidus temperature due to the presence of N & 20 is more remarkable when Na20 coexists with Ti T2. Na 20 is also a useful glass component for obtaining a glass having a large thermal expansion coefficient.
  • L i 20 is a glass component suitable for improving the melting property of glass without lowering the Young's modulus, and is also a glass component capable of enhancing the strength by force, strength, and strength. .
  • a l 2 0 3 is lowering of the liquidus temperature of the force glass with a glass component which does not contribute to the Young's modulus decrease, inhibition of phase separation tendency, improving the viscosity in a working temperature range and chemical strengthening properties It is an effective component for achieving
  • the glass substrate IV of the present invention is made of glass containing at least the above six types of components as glass components.
  • the content of each of these six types of glass components depends on the type and content of other glass components (including glass components other than the above six types of glass components). It is appropriately selected so as to obtain a glass having a liquidus temperature of 1350 ° C or less, a viscosity in a moldable temperature range of 10 boise or more, and a specific gravity of 3.5 g / cm 3 or less.
  • Netsu ⁇ expansion coefficient of the glass substrate IV are generally 7 ⁇ 14 pm / ° C (7 X 10- 6 ⁇ 14 X 10 6 / ° C) More preferably, it is 9 to 12 ppm / ° C (9 ⁇ 10 ⁇ ⁇ to 12 ⁇ 10 6 / ° C).
  • the above-mentioned glass substrate IV has a glass transition temperature of 650 ° C. or less, preferably 550 ° C. or less, and this glass transition temperature is relatively low. This is because the temperature of the molten salt used for chemically strengthening glass is generally kept at a temperature of 100 to 150 ° C or less from the glass transition temperature. On the other hand, when the temperature of the molten salt exceeds 500 ° C, the salt starts to decompose, damaging the glass substrate surface. Thus, in order to avoid such a situation, it is preferable to set the glass transition point as described above.
  • the T i 0 2 as a glass component 0.1 to 30 mol%, the C aO-1 to 45 mol%, the Mg 0 in total of the C a 0 5-40 mol%, 3-30 mol% of Na 2 0 and L i 2 0 in total, a 1 2 0 3 0-1 It is characterized by being made of glass containing less than 5 mol% and 35 to 65 mol% of SiO 2 .
  • the total amount of Ca0 and MgO is preferably in the range of 5 to 35 mol%.
  • the content of SiO 2 is preferably more than 55 mol% and up to 65 mol%.
  • a 1 2 0 3 is dark roast frost one less than 5 mol%.
  • a glass with the above composition has a Young's modulus of 100 GPa or more, a liquidus temperature of 1350 ° C or less, a viscosity in a moldable temperature range of 10 Boys or more, and a specific gravity of 3.5 g / cm 3 or less. It is easy glass.
  • the T i 0 2 As described above a suitable glass Ingredients in terms of Young's modulus to obtain a high glass, it forces to contain 1 mole% or more 0.5 from terms of Young's modulus to obtain a more glass 100 GP a preferable. Power, power, etc. If the content exceeds 30 mol%, the devitrification resistance of the glass decreases, and it becomes difficult to obtain a glass having a liquidus temperature of 1350 ° C or less.
  • C a0 is a glass component suitable for obtaining a glass having a high Young's modulus and a low liquidus temperature, so that a glass having a Young's modulus of 100 GPa or more and a liquidus temperature of 1350 ° C or less can be obtained.
  • Is preferably 1 mol% or more. However, vitrification becomes difficult when the content exceeds 45 mol%.
  • MgO is a suitable glass component for obtaining a glass having a high Young's modulus and a low specific gravity, but the MgO has an effect of increasing the liquidus temperature of the glass. Therefore, MgO is preferably contained so as to be 10 to 45 mol% in total with Ca 0, and MgO is desirably in the range of 0.5 to 40 mol%. In any case, the glass substrates according to the first to fifth aspects contain both Ca0 and MgO.
  • Na 2 0 is a glass component which decreases significantly the liquidus temperature of the force glass having an effect of lowering the Young's modulus, reduction in liquidus temperature by presence of Na 2 0 is the N a 2 0 is a T i 0 2 It becomes more pronounced when they coexist. Therefore, the case of a relatively large containing T i 0 2 (e.g., 5 or more mole%) to, in particular, it is preferable to contain the Na 2 0.
  • Na 20 provides glass with a large coefficient of thermal expansion. It is also a useful glass component, and the thermal expansion coefficient of the glass can be adjusted by appropriately selecting its content.
  • Li 20 is a glass component suitable for improving the meltability of the raw material without lowering the Young's modulus, and is also a glass component capable of increasing the strength by chemical strengthening.
  • Na 2 0 and L i 2 0 is preferably contained in a total of 3 mol% or more. While only these N a 2 0 and L i 2 0 of the total amount from the reduced chemical durability of the glass exceeds 30 mol%, the information storage medium to form a magnetic recording layer on a glass substrate When this is obtained, problems such as the diffusion of ionic liquid from the glass substrate to the recording layer are likely to occur.
  • the total amount of Na 2 0 and L i 2 0 is 5 22 mole% of the range are preferred.
  • a 12 0 3 may not be contained because it is a glass component which does not contribute to the Young's modulus decrease, but lowering of the liquidus temperature of the glass, phase separation tendency suppression, enhancement and chemical enhancement of the viscosity of the working temperature range Since it is an effective glass component for improving properties, it may be contained as necessary. If the inclusion of A l 2 0 3, the content thereof exceeds 15 mol%, a significant increase in the liquidus temperature becomes easier if Okose pull the problem generation of unmelted material by melting of the deterioration.
  • S i 0 2 is a component for forming a glass structure, the liquidus temperature is preferably contained more than 35 mol% from the top to obtain the following glass 1350 ° C. When the content exceeds 65 mol%, it becomes difficult to obtain a glass having a Young's modulus of 100 GPa or more.
  • the content of S i 0 2 is preferably Ri yo be 35-65 mol%.
  • S i 0 2 is a component which affects the water resistance of dissolution such as alkali ions, from the viewpoint of water resistance, it is effective to 40-60 mol%.
  • the Young's modulus of the glass substrate V is 100 GPa or more, the liquidus temperature is 1350 ° C or less, and the viscosity in the moldable temperature region is 10 Boyes or more.
  • specific gravity 3. 5 g / cm 3 or less, the thermal expansion coefficient of approximately 7 ⁇ 14ppm / ° C (7X10- 6 ⁇ ; so that the force Ku preferably L 4X10 ⁇ ° 0, a glass substrate V having desired physical properties
  • the content of each glass component is appropriately selected within the above range so that it can be obtained.
  • the preferable range of the above physical properties is the same as that of the glass substrate I of the present invention. Same as preferred range O
  • the glass substrate V is preferably composed of 5 to 15 mol% of Ti ⁇ 2, 4 to 20 mol% of titanium & 0, and 5 to 30 mol% of MgO in total with the above Ca 0 as glass components.
  • N a 2 0 and 5 to 22 mol% of L i 2 0 in total, a 1 2 0 3 0-8 mol%, the glass containing the S i O 2 40 to 60 mol% is used .
  • a glass substrate made of glass containing Ti 02 as an essential glass component that is, glass substrate II, glass substrate III, and glass the substrate IV and the glass substrate V, the transition metal oxide in place of part or all of the T i 0 2 (however, except rather. titanium oxide) may be produced by glass with.
  • transition metal oxide Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Ga, Ge, Y, Zr, Nb, Mo, La, Ce, Pr, Nd, Pn, Ev, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tn, Yb, Hf, Ta, W are at least one kind of iris.
  • the Young's modulus is slightly lower than these transition metal oxides, at least one oxide selected from Cu, V, and Zn may be used.
  • Y 2 0 3 in these oxides can increase the Young's modulus without increasing the specific gravity.
  • the content of these oxides is 0.1 to 15 mol%, preferably 0.1 to 8 mol%.
  • the transition metal oxide is not so effective in improving the Young's modulus of the glass, but is rather effective in increasing the specific gravity. Depending on the content, it is appropriately selected so as to obtain a target glass substrate.
  • the content of the Z r 0 is preferably 10 mol% or less, more preferably to 4 mol% or less.
  • the content thereof when used Z r 0 2 to 5 molar% or less as the transition metal oxide is small but the can to reduce the liquidus temperature.
  • the glass substrate I to glass substrate V of the present invention can be obtained without performing chemical It may also be obtained by strengthening the dangling study.
  • a glass before enhancement I ⁇ is, S i 0 2 and A 1 2 0, the in total 40 mol% or more as a glass component, L i 2 0 3 mol% or more, the N a 2 0 in total of said L i 2 0 5 mol% or more, and containing 35 mol% or less in total of C a O and MgO It is strongly preferred.
  • L i 20 and N a 20 are components for introducing L i ′ ions and N a ⁇ ions necessary for chemical strengthening into the glass, and from forming a sufficient compressive stress layer.
  • L i 2 0 is contained more mole%, and be contained in total 5 mol% or more of the N a 2 0 and L i 2 0 is preferable.
  • the total amount of alkali ions is preferably set to 22 mol% or less.
  • C a0 and M g ⁇ are effective glass components for adjusting the Young's modulus, liquidus temperature, viscosity in the moldable temperature range, etc. of glass. It is also a component that hinders movement. Therefore, in order to form a sufficient compressive stress layer, it is preferable that the total amount of Ca 0 and MgO be 35 mol% or less.
  • the glass substrate VI of the present invention is characterized by being formed by chemically strengthening any one of the glass substrates I to V of the present invention or glass thereof.
  • Reinforcement is a useful means for obtaining a glass substrate having high impact resistance.
  • chemical strengthening by the low-temperature ion exchange method is a method in which a glass to be chemically strengthened is made of a predetermined molten salt, that is, a carbonate or nitrate of potassium or sodium, or a mixture thereof.
  • Glass transition temperature T s It can be carried out by immersing in a molten salt kept at a temperature lower by 50 to 150 ° C.
  • the molten salt exceeds 500 ° C., it starts to decompose and damages the glass substrate, so that the glass substrate according to the present invention has a temperature of 65 ° C. or less, preferably 550 ° C. It is desirable to have the following glass transition temperature.
  • the glass substrates I to VI of the present invention described above have a high Young's modulus of 100 GPa or more (glass substrates I to IV and glass substrate VI). Obtain an information storage medium that is easy to obtain (glass substrate V and glass substrate VI) and is made of amorphous glass with a liquidus temperature of 135 ° C. or less, and can support high-speed rotation. Force ⁇ easy glass substrate.
  • the glass substrates I to VI of the present invention having the above advantages are particularly suitable as substrates for magnetic disks, and also suitable as substrates for magneto-optical disks or substrates for optical disks. .
  • the information storage medium of the present invention is characterized by having any one of the above glass substrates I to VI and a recording layer formed on the glass substrate.
  • the “recording layer formed on the glass substrate” in the information recording medium of the present invention refers to a single-layer structure or a multi-layer structure formed directly or via a desired layer on the surface of the glass substrate.
  • Means a layer, and the material and layer configuration of the recording layer function as a magnetic recording layer, a magneto-optical recording layer, a write-once recording layer, a phase change recording layer, etc., depending on the type of the intended information storage medium. As appropriate.
  • the above-mentioned information storage medium may use any of the above-described glass substrates I to VI of the present invention as a substrate constituting the information storage medium.
  • a protective layer, a lubricating layer, and the like are appropriately provided in addition to the substrate and the recording layer, as in the related art.
  • some types of information storage media have a structure in which the recording layer force is sandwiched between two substrates. It is sufficient that at least one of the glass substrates I to VI of the present invention described above is used.
  • the information storage medium of the present invention is the same as the above-mentioned Since it is composed of any one of the glass substrates I to VI of the invention, it is easy to cope with high-speed rotation of the information storage medium. As a result, by using the information storage medium of the present invention to constitute a memory device (for example, an auxiliary storage device used in a personal computer, a server and client system, etc.), a storage device with a high access speed can be obtained. It is easy to obtain a playback device.
  • a memory device for example, an auxiliary storage device used in a personal computer, a server and client system, etc.
  • the present invention is not limited by the following embodiments.
  • the thickness of the compressive stress layer and the physical properties of each glass substrate obtained in each of the following examples were obtained by the following methods.
  • the measurement was performed using a precision strain meter (Babinet correction method) manufactured by Toshiba Corporation.
  • thermomechanical analyzer TMA8140 manufactured by Rigaku Corporation.
  • S i 0 2 The standard sample with S i 0 2.
  • the measurement was performed using AFM NanoScope3A manufactured by Digital Instruments.
  • silica powder, aluminum hydroxide, alumina, lithium carbonate, lithium sulfate, sodium carbonate, sodium nitrate, calcium carbonate, magnesium carbonate were obtained so that glasses having the acid composition shown in Tables 1 to 5 could be obtained.
  • Glass materials such as magnesium oxide, magnesium oxide, titanium oxide, iron oxide, nickel oxide, yttrium oxide, lanthanum oxide, neodymium oxide, copper oxide, antimony oxide, arsenic acid, etc. were weighed as appropriate to about 100 kg for each example. The mixture was prepared.
  • a melting furnace with an internal volume of 2 liters, a working tank with a stirrer of 30 liters connected to the melting furnace, and a discharge pipe with an inner diameter of 5 to 20 mm connected to the working tank were connected.
  • Molten glass was prepared as follows using the platinum atmosphere heating intermittent melting equipment provided. That is, the above mixture was put into a melting tank, melted at 1350 to 1450 ° C, stirred and clarified in a work tank to obtain a molten glass.
  • the obtained molten glass flows out from the outlet pipe at a temperature slightly higher than the liquidus temperature, and is received by a steel mold (lower mold) having a circular shape (diameter: 100 mm). Then, the molten glass was quickly pressed with an upper die made of iron and then annealed to obtain a disc having a diameter of about 100 mm and a thickness of 1 mm.
  • the set of the present invention According to the results, the liquidus temperature was 135 ° C. or less and the surface tension was high, so that the pressing could be performed while preventing deformation such as flowing around.
  • the pressed glass substrate had good reproducibility with respect to the molding die, and generation of bubbles around the periphery was not recognized.
  • the disk-shaped material was subjected to grinding and polishing (using cerium oxide police) to obtain a 3.5-inch 0 X 0.635 mm disk-shaped glass substrate.
  • Example 25 a chemical glass immersion was performed as follows to obtain a target glass substrate.
  • N a N 0 3 and KN 0 3 in a weight ratio of 6 The mixed salt mixture such that 4 was prepared, than the glass transition point of the glass substrate to be cane chemical strong I spoon (T s) After heating the mixed salt to obtain a temperature of 100 ° C. lower to obtain a molten salt, the glass substrate to be chemically strengthened is immersed in the molten salt for 9 hours. Enhancement 3 ⁇ 4 T
  • the thickness of the compressive stress layer in each of the glass substrates thus obtained (excluding the glass substrates obtained in Examples 25 and 26) and the physical properties of each glass substrate are shown in Tables 1 to 4.
  • Table 5 shows.
  • the Young's modulus, specific elastic modulus, surface roughness (R a) and specific gravity were all measured using chemically strengthened glass samples (however, each glass obtained in Examples 25 and 26) was used. Excluding substrate), liquidus temperature, viscosity, glass transition point, and coefficient of thermal expansion were measured using glass samples that were not chemically strengthened.
  • the glass raw materials were weighed so as to obtain a glass having substantially the same composition (in terms of mol%) as the glass described in Example 1 of JP-A-11-167725, and After obtaining a glass substrate (before chemical strengthening) in the same manner as in Examples 1 to 30, the glass substrate was chemically strengthened under the same conditions as in Examples 1 to 30 above. The desired glass substrate was obtained.
  • Table 6 shows the values of the thickness, Young's modulus, specific gravity, specific elastic modulus, and glass transition point of the compression stress layer obtained in the same manner as in Examples 1 to 30 for the above glass substrate.
  • Comparative Example 2 The glass raw material was weighed so as to obtain a glass power having substantially the same composition (converted to mol%) as the glass described in Example 1 of Japanese Patent Publication No. 6-762 224, and After obtaining a glass substrate (before chemical strengthening) in the same manner as in Examples 1 to 30, this glass substrate was chemically strengthened under the same conditions as in Examples 1 to 30 above. The desired glass substrate was obtained.
  • Table 6 shows the thickness, Young's modulus, specific gravity, specific elastic modulus and liquidus temperature of the compression stress layer obtained in the same manner as in Examples 1 to 30 for the above glass substrate. Comparative Example 3
  • Glass raw materials were obtained so as to obtain a glass having substantially the same composition (converted to mol%) as the glass (glass of composition 2) described in Example 1 of Japanese Patent Publication No. Hei 210-262.
  • a glass substrate before chemical strengthening was obtained in the same manner as in Examples 1 to 30 above, and the glass substrate was subjected to the same conditions as in Examples 1 to 30 above. To obtain the desired glass substrate.
  • Table 6 shows the values of the thickness, Young's modulus, specific gravity, specific elastic modulus, coefficient of thermal expansion, and glass transition point of the compression stress layer obtained in the same manner as in Examples 1 to 30 for the above glass substrates. Shown in
  • the glass raw materials were weighed and melted so as to obtain a glass having substantially the same composition (in terms of mol%) as the glass described in the claims of JP-A-7-18771. After obtaining the product, heat treatment was performed at the temperature and time described in the claims to obtain crystallized glass. Thereafter, the crystallized glass was processed in the same manner as in Examples 1 to 30 to obtain a target glass substrate.
  • Table 6 shows values of Young's modulus, specific gravity, specific elastic modulus, and surface roughness of the above glass substrate obtained in the same manner as in Examples 1 to 30.
  • each of the glass substrates obtained in Examples 1 to 30 has a high Young's modulus of 102 to 120 GPa and a surface roughness (R a) of It is good with 3 to 5 angstroms.
  • the liquidus temperature of the material glass of these glass substrates is relatively low, such as 100 to 1230 ° C. Therefore, when a magnetic disk is manufactured using these glass substrates, for example, the flying height can be reduced even at high speed rotation. It is presumed that a magnetic disk that can be secured stably below 1 is obtained.
  • each of the glass substrates obtained in Comparative Examples 1 to 3 has a low Young's modulus of 7478 GPa, and the crystallized glass substrate obtained in Comparative Example 4 has a surface roughness (Ra) of 25 ⁇ . And bad. Therefore, for example, when a magnetic disk is manufactured using these glass substrates or crystallized glass substrates, it is difficult to stably maintain the flying height at 1 / zm or less at high speed rotation. It is presumed that they can only be obtained.
  • a Cr underlayer, a CoPtCrTa magnetic layer and a carbon protective layer were sequentially laminated on the surface of the glass substrate on which the texture was formed to obtain a magnetic disk.
  • the information storage medium substrate according to the second embodiment is based on the seventh to ninth aspects of the present invention described above.
  • Glass substrate according to a seventh aspect i.e., the information storage medium body substrate, in order to obtain a Young's modulus and the liquidus temperature mentioned above, Y 2 0 3 and T i 0 2
  • the substrate is referred to as a glass substrate I according to the second embodiment.
  • the glass substrate I according to the second embodiment includes: S i 0 2 , A l 2 ⁇ 3 , 80 and / or && 0, and L i 20 , It has a composition containing a 2 [Theta] 3 and T i 0 2.
  • Glass substrate ⁇ is according to the eighth aspect of the present invention, S i 0 2, A 12 O 3. MgO and or C a 0, and, in addition to L i 2 0, Y 2 0 3, T i 0 2 , and has a composition comprising a Z r 0 2.
  • the glass substrate m according to a ninth aspect of the present invention, E r 2 0 3, Nd 2 0 3, Sm 2 0 3, Eu 2 0 3, Gd 2 0 3, Tb 2 0 3, Dy 2 0 3, and includes at least one oxide selected from the group of rare-earth metal oxide of Yb 2 0 3 with T i 0 2.
  • the glass substrate having a desired Young's modulus and the liquidus temperature, T i 0 2 and Z r 0 2 only S i 0 2, A 1 2 0 3, MgO and or C A_ ⁇ , and, L i 2
  • the power to be obtained also by including it in the composition constituted by 0 ⁇ Clarified.
  • the glass substrate is referred to as a glass substrate IV according to the second embodiment.
  • the above-mentioned rare earth metal oxides can increase the Young's modulus similarly to the transition metal oxides, but tend to have a higher specific gravity. Therefore, it is effective to contain these rare earth metal oxides in an amount of about 0 to 10 mol%.
  • Table 7 shows Examples 1 to 48 according to the above glass substrates I, ⁇ , m, and IV. Of Examples 1 to 48 shown in Table 7, Examples 1, 2, 3, 4, 5, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 21,
  • 35, 39, and 40 includes a Y 2 0 3 and T i 0 2, it can be seen that a glass substrate I of the second embodiment.
  • examples 41-48 includes a and T i 0 2 and a rare earth metal oxide, a glass substrate IE Dearuko and force easily understood according to the second embodiment.
  • Example 49-63 correspond to the glass substrates I, ⁇ , m, and IV according to the second embodiment. Classification it can. That is, Example 49, 52, 53, 55, 58, 62, and 63, also Re Izu has a composition in which the coexistence of T i 0 2 and Y 2 0 3, the second embodiment It can be seen that the substrate is glass substrate I. In Examples 50, 54, 55, 56, 57 and, 59, T i 0 2, Y 2 0 3, and includes a Z r0 2, corresponds to the glass substrate ⁇ of the second embodiment Power to do ⁇ I see. Furthermore, T i 0 2 and Z r0 real ⁇ 61 and 62 contain only 2 is a glass substrate IV of the second embodiment.
  • Table 8 shows the thickness, viscosity, specific gravity, liquidus temperature, specific elastic modulus, Young's modulus, glass transition temperature (Tg), coefficient of thermal expansion, and surface roughness of the compressive stress layer for each example. It is shown.
  • Example 48- 63 according to the second embodiment, the S i 0 2 45- 65 mol%, A 1 2 0 3 0-15 mol%, the L i 2 0 4 one 20 molar%, the Na 2 ⁇ l over 8 mol%, (L i 2 0 + N a 2 0) 3-30 mol%, the C a 0 0- 21 mol%, the MgO 0- 22 mol%, (C a O + MgO ) 4 40 mol%, a Y 2 0 3 0- 16 mol%, a T i 0 2 1 one 15 mol%, and, Z It has a composition comprising r 0 2 0-10 mol%.
  • Example 41 one 48 containing no Y 2 0 3, E r 2 ⁇ 3, Nd 2 0 3, Sm 2 0 3, Eu 2 0 3, Gd 2 0 3, Tb 2 0 3, D yO. and contains at least one oxide 5 mole% selected from the group of rare earth metals Sani ⁇ consisting Yb 2 0 3.
  • the glass substrates according to the first and second embodiments were immersed in water in order to measure the amount of alkali ions eluted.
  • Table 9 shows that the amount of elution per 2.5 inch diameter disk and per unit area for Examples 2, 4, 29, 9, 3, and 17 according to the first embodiment, and for the second Examples 49 and 50 according to the embodiment are shown.
  • the elution amounts of Examples 9, 13, and 17 were smaller than those of Examples 2, 4, and 29. Is also the same. This elution volume indicates that there is a tendency that with the increase in the amount of S i 0 2, decreases.
  • Examples 1 to 63 according to the second embodiment have a Young's modulus of 10 OGPa or more and a liquidus temperature of 1350 ° C or less. Furthermore, Examples 16, 17, 20, 23, and 31 according to the second embodiment were subjected to a chemical treatment in a predetermined treatment bath at a predetermined ion exchange temperature. The Young's modulus, glass transition temperature (Tg), surface roughness, and bending strength of the glass substrate were measured. The results are shown in Table 10.
  • the substrates shown in Examples 8, 10, 15, 24, and 30 shown in Tables 2-5 are used, and discs E 8, 10, It consisted of 15, 24, and 30 forces.
  • each of the above-mentioned substrates had a diameter of 3.5 inches, was rotated at a speed of lOOOOrpm, and the relative value of the vibration at this time was measured.
  • the vibration of the disk A when the vibration of the disk A is set to 100, the vibration of the other disks is expressed as a relative value.
  • disks E 8, 10, and 10 according to the embodiments of the present invention having a Young's modulus of 100 GPa or more (Examples 8, 10, 15, 24, and 30 in Table 2-5).
  • the vibrations of 15, 24, and 30 can be reduced to 60% or less of the vibration of a disk formed by a conventionally used aluminum substrate (A). did it.
  • the discs B, C, and D using other conventional substrates show about 90% of the vibration of the disc A.0. Therefore, as in the present invention, in the case of a disk for an information storage medium having a high Young's modulus, when a disk is formed, the vibration can be reduced and the flying height can be stabilized.
  • the information storage medium substrate (glass substrate) of the present invention has a high speed Since it is an information storage medium substrate that makes it easy to obtain an information storage medium applicable to conversion, by using the information storage medium substrate to manufacture an information storage medium, the storage capacity is high and the access speed is high. It is easy to obtain a recording / reproducing device.
  • Example 9 Example 10 Example 11 Example 12 Gas S i 0 2 40 48 60 42 50 40 La A 1 2 0 3 2 3 4 S L i 2 0 6 18 6 12 10 2 Na 2 0 2 3 18 5 3 pairs L i 2O + Na 2 0 8 18 9 30 15 5 Composition C aO 15 20 9 1 8 45
  • Compressive stress layer thickness 20 40 70 40 80 30 Young's modulus (GPa) 115 110 102 102 104 109 Specific gravity (g / cm 3 ) 2.88 3.00 2.79 2.76 2.77 2.99 Material Specific elastic modulus (10 171 / ( ⁇ ) 40.0 36.7 36.6 37.0 37.6 36.5 Liquidus temperature (° C) 1150 1000 1080 1190 1150 1090
  • Example 13 Example 14
  • Example 15 Example 16
  • Example 17 Example 18 Mo S i 0 2 54 44 45 42 46 44 La A 1 2 0 3 2 2
  • Example 19 Example ife Example 20
  • Example 21 Example 2 ⁇ 3 ⁇ 4fe Example 23 ⁇ Example 24
  • Gas Si 0 2 40 45 45 44 45 ⁇ ⁇ A 1 2 0 3 2 2 2 1 2
  • Example glass and comparative example glass composition (mol%)
  • Tg rc 608 615 626 581 616 612 618 615 609 609 626 601 612 608 Surface roughness (A) 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
  • Example 58 Example 59
  • Example 60 Example 61
  • Example 62 Example 63

Landscapes

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Description

明 細 書 情報記憶媒体用基板 技術分野
本発明は、 磁気ディスク、 光ディスク、 光磁気ディスク等の情報記憶媒体に使 用されるディスク基板 （以下、 「情報記憶媒体用基板」 という。 ） および情報記 憶媒体に係り、 特に、 ガラス製の情報記憶媒体用基板および当該情報記憶媒体用 基板を用いた情報記憶媒体に関する。 背景技術
情報記憶媒体用基板としては、 アルミニウム基板、 アモルファスガラス基板 (以下、 単に 「ガラス基板」 という。 ） 、 結晶化ガラス基板が知られている。 こ れらの情報記憶媒体用基板の中でもガラス基板は、 他の情報記憶媒体用基板に比 ベて表面平坦性の高いもの （表面粗さ R aの値が小さいもの） を得易く、 かつ、 薄板化および小型化にも耐える強度を備えていることから、 次第にマーケッ ト · シェアを拡大しつつある。
上記のガラス基板の中でも、 その表面をィォン交換によつて化学強ィヒした化学 強ィ匕ガラス基板は良く知られており、 当該ィ匕学強化ガラス基板としては S i 0, を 60. 0〜70. 0重量％、 A 12 〇3 を 0. 5〜14. 0重量％、 アルカリ 金属酸化物を 10. 0-32. 0重量％、 ZnOを 1. 0〜15. 0重量％、 B 2 03 を 1. 1〜14. 0重量％を含有し、 線膨張係数、 圧縮強度および抗折強 度がそれぞれ特定の値以上のガラスからなるものがある （特公平 4— 70262 号公報参照） 。
また、 化学強ィ匕ガラス基板の材料となるガラスとしては、 下記 （a) または (b) のガラスが知られている。
(a) S i 02 を 55~62重量％、 A 12 03 を 10〜 18重量％、 Z r 0 2 を 2〜10重量％、 ¾4^0を2〜5重量％、 B a 0を 0. 1〜3重量％、 N a 2 0を 12〜15重量％、 K2 0を 2〜5重量％、 Ρ2 〇3 を 0〜7重量％、 Τ i 0 を 0. 5〜5重量％含有し、 A 1 2 03 と T i 02 の合量が 1 3〜2 0重 量％であるガラス （特開平 1— 1 6 7 2 4 5号公報参照） 0
( b ) 6 4〜7 0重量％の3 i 02 と、 1 4〜2 0重量％の八 1 , 03 と、 4 〜6重量％のし 1 2 0と、 7〜1 0重量％のN a 2 0と、 0〜4重量％の 0 と、 0〜1 . 5重量％の Z r 02 とからなるガラス （特公平 6— 7 6 2 2 4号公 報参照） 。
ところで、 ハードディスク装置については、 光記憶媒体、 光磁気記憶媒体等の 情報記憶媒体を用 t、た他の記憶再生装置に対して優位性を確保するための技術革 新が日々行われている。 その技術革新の 1つに磁気ディスクの高速回転化がある。 この高速回転化は、 記録再生磁気へッ ドのアクセス速度を向上させるための 1つ の試みであり、 従来 5 0 0 0〜 7 0 0 0 r p mであったものが今後は 1 0 0 0 0 r p mを超える趨勢にある。 発明が解決しょうとする課題
上述したように、 磁気ディスクについてはその高速回転化が求められているわ けであるが、 従来のガラス基板 （情報記憶媒体用ガラス基板） を用いて前記の高 速回転化を図ると、 フライングハイト （記録再生時における磁気へッ ドと磁気デ イスクとの間の距離） を安定して確保することが困難になる。
本発明の第 1の目的は、 高速回転化に対応できる情報記憶媒体を得ることが容 易な情報記憶媒体用基板を提供することにある。
また、 本発明の第 2の目的は、 アクセス速度が速い記録再生装置を得ることが 容易な情報記憶媒体を提供することにある。
本発明の第 3の目的は、 高いヤング率と、 低フライングハイ トを同時に実現で きる情報記憶媒体を提供することである。
本発明の第 4の目的は、 高いヤング率により、 回転に伴う振動を抑制できる情 報記憶媒体を提供することである。 発明の開示
本発明者は、 従来のガラス基板 （情報記憶媒体用ガラス基板） を用いて前述し た高速回転ィ匕を図つたときにフライングハイ トを安定して確保することが困難に なる原因について鋭意究明した結果、 情報記憶媒体の高速回転時に当該情報記憶 媒体が共振等によって変形し、 そのためフライングハイトを安定して確保するこ とが困難になることを見出した。 また、 情報記憶媒体の高速回転時に当該情報記 憶媒体が共振等によって変形するのを防止するうえからは、 情報記憶媒体用基板 のヤング率を高めることカ好ましいことを見出した。
高いヤング率を有する情報記憶媒体用基板としては結晶化ガラス基板がある。 しかしな力 <ら、 結晶化ガラス基板においては結晶化の度合いによってその強度お よびヤング率が制御されるので、 強度およびヤング率を高めようとすると結晶の 割合が増加し、 その結果として、 情報記憶媒体用基板に要求される表面平坦性
(表面粗さ Ra ) を得ることが困難になる。 このため、 結晶化ガラス基板を用い て前述した高速回転化を図った場合でも、 フライングハイ トを安定して確保する ことが困難になる。
本発明は、 前述した高速回転化に対応することができる情報記憶媒体用基板を ガラス （アモルファスガラス） を用いて得ることを可能にしたものである。 本発 明に係る情報記憶媒体用基板は、 第 1乃至第 6の態様に区分することができ、 こ のうち、 第 1乃至第 4の態様は、 ヤング率及び液相温度の点において、 共通であ る。 第 1乃至第 6の態様による各情報記憶媒体用基板は、 第 1の実施形態を形成 しており、 上記第 1の目的を達成できる。
( 1 ) ヤング率が 1 0 O G P a以上、 液相温度が 1 3 5 0 °C以下のガラスから なることを特徴とする情報記憶媒体用基板 （以下、 「ガラス基板 I」 という。 ） 。
( 2 ) ガラス成分として T i 02 および C a 0を少なくとも含有し、 ヤング率 が 1 0 0 G P a以上、 液相温度が 1 3 5 0 °C以下となるように前記 T i 02 およ び C a 0の含有量が選定されているガラスからなることを特徴とする情報記憶媒 体用基板 （以下、 「ガラス基板 II」 という。 ） 。
( 3 ) ガラス成分として T i 02 および C a Oを少なくとも含有し、 ヤング率 が 1 0 O G P a以上、 液相温度が 1 3 5 0 °C以下、 成形可能な温度領域における 粘度が 1 0ボイズ以上になるように前記 T i 02 および C a 0の含有量力選定さ れているガラスからなることを特徵とする情報記憶媒体用基板 （以下、 「ガラス W 基板 III」 という。 ） 。
(4) ガラス成分として T i 02 , C aO， MgO, 及び A 12 03 を含むと 共に、 Na2 0及び L i 2 0のうち、 少なくとも L i 2 0を含有し、 ヤング率が 10 OGP a以上、 液相温度が 1350°C以下、 成形可能な温度領域における粘 度が 10ボイズ以上、 比重が 3. 5 g/cm 以下となるよう前記の各ガラス成 分の含有量力選定されているガラスからなることを特徴とする情報記憶媒体用基 板 （以下、 「ガラス基板 IV」 という。 ） 。
(5) ガラス成分として T i 02 を 0. 1〜30モル％、 C aOを 1〜45モ ル％、 80を前記。 a 0との合量で 5〜4◦モル％、 N a2 0と L i 2 0を合 量で 3〜 30モル％、 A 12 03 を 0〜 15モル％未満、 S i〇2 を 35〜65 モル％含有しているガラスからなることを特徴とする情報記憶媒体用基板 （以下、
「ガラス基板 V」 という。 ） 。
(6) 上記のガラス基板 I〜ガラス基板 Vのいずれかまたはその材料ガラスを 化学強化したものからなることを特徴とする情報記憶媒体用基板 （以下、 「ガラ ス基板 VI」 という。 ） 。
—方、 前記第 2の目的を達成する本発明の情報記憶媒体は、 上記のガラス基板 に I〜ガラス基板 VIのいずれかと、 当該ガラス基板上に形成された記録層とを有 することを特徴とするものである。
更に、 本発明では、 第 1乃至第 6の態様とは異なる第 7乃至第 9の態様に係る 情報記憶媒体用基板を得ることができる。 即ち、 第 7の態様に係る情報記憶媒体 用基板は、 必須成分として、 Y203と T i 02との共存を有しており、 他方、 第 8の態様に係る情報記憶媒体用基板は、 T i 02、 Y203、 及び Z r 02の共存さ せている。 また、 本発明の第 9の態様に係る情報記憶媒体用基板は、 E r203、 Nd 203、 Sm203、 Eu203、 Gd203、 Tb 203、 Dy 203、 及び、 Yb2 03からなるグループから選ばれた少なくとも一つの酸化物と、 T i 02とを含ん でいる。 これら第 7乃至第 9の態様に係る情報記憶媒体用基板は、 本発明の第 2 の実施形態を構成している。
本発明の第 1及び第 2の実施態様に係る情報記憶媒体用基板又は媒体は、 65 0°C以下、 好ましくは、 550°C以下のガラス転移点 を備えており、 このガ W ラス転移点温度は、 比較的低い温度である。
このように、 比較的低温のガラス転移点温度は、 化学強化処理の際における損 傷等を軽減するのに、 有効である。 より具体的に言えば、 化学強化の際、 通常、 ガラス基板は、 溶融塩中に浸漬される。 化学強化中、 溶融塩はガラス基板のガラ ス転移点温度より、 1 0 0乃至 1 5 0 °Cだけ低い温度に保たれている。 しかしな がら、 溶融塩は、 5 0 0 °C以上で分解し始め、 この分解した溶融塩がガラス基板 表面に損傷を与える。 このことを考慮すると、 ガラス基板上の損傷等を防止する 点からは、 ガラス転移点温度は、 6 5 0 °C以下、 好ましくは、 5 5 0 °C以下であ ることが望ましい。 このように、 比較的低温のガラス転移点温度を得るために、 N a 20、 L i 20のようなアルカリ成分、 M g〇、 C a 0のようなアルカリ土類 成分が添加される。 図面の簡単な説明
第 1図は、 ヤング率と、 情報記憶媒体によって形成されるディスクの振動との 関係を示す図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の第 1の実施形態に係る情報記憶媒体及び記憶媒体用基板ついて 説明する。
まず、 本発明の第 1の実施形態における第 1の態様に係るガラス基板 Iについ て説明する。
本発明のガラス基板 Iは、 上記のようにヤング率が 1 0 0 G P a以上、 液相温 度が 1 3 5 0 °C以下のガラスからなっている。 ここで、 本発明でいう 「ガラス基 板」 とは結晶粒子を実質的に含んでいないガラス （アモルファスガラス） からな つているものを意味し、 前記の 「ガラス」 は結晶粒子を含んでいる結晶化ガラス あるいはガラスセラミックスとは本質的に異なる。
前述したように、 薄板ィ匕したガラス基板を高速回転させたときに当該ガラス基 板が共振等によつて変形するのを防止するうえからは、 ガラス基板のャング率を 高めること力好ましい。 例えば直径 3. 5インチ、 厚さ 0. 6 3 5 mm ( 2 5ミ ル； この厚さは、 現在の磁気ディスク用基板の一般的な厚さである。 ) のガラス 基板を用いて作製した磁気ディスクを 1 0 0 0 0 r p mで回転させたときに （以 下、 このケースを 「ケース A」 という。 ） 、 当該磁気ディスクと記録再生へッ ド とのフライングハイトを概ね 1 z m以下で安定に確保することができ、 回転時の 振動を抑制可能になるようにすると言う点では、 ガラス基板のヤング率を 1 0 0 G P a以上にすることが好ましい。
また、 本発明でいうガラス基板を得るためには、 その製造過程で結晶が実質的 に析出しないようにする必要があり、 そのためには、 ガラス基板を製造する際に 行われる原料の熔解、 成形、 冷却等の各工程をガラスの液相温度以上で行う必要 がある。 ただし、 当該液相温度が著しく高いとガラス基板の製造自体が困難にな り実用性が失われる。
以上の観点から、 本発明のガラス基板 Iにおいては材料ガラスのヤング率を 1 O O G P a以上とし、 かつ、 液相温度を 1 3 5 0 °C以下とする。 当該ヤング率は 1 0 5 G P a以上であることが好ましい。 また、 前記の液相温度は 1 2 5 0 °C以 下であることがより好ましく、 1 1 5 0 °C以下であること力 <特に好ましい。
なお、 ガラス基板または材料のガラスのヤング率が 1 0 0 G P a以上であつて も、 当該ヤング率をガラス基板の比重で除した値 （以下、 「比弾性率」 という。 ） 力概ね 3 0 X 1 0 6 Nm/k g以下では、 ケース Aにおける磁気ディスクの撓み 力最大で 2 mを超えやすくなり、 その結果として、 フライングハイトを概ね 1 m以下で安定に確保することが困難になる。 したがって、 本発明のガラス基板 Iの比重は概ね 3. 5 g / c m3 以下であることが好ましく、 3. 0 g/ c m3 以下であることがより好ましい。 この比重は低いほど好ましいが、 珪酸塩を基本 としたガラスでは実質的に 2. 1 gZ c m3 以上となる。
また、 材料ガラスの液相温度が 1 3 5 0 °C以下であっても、 当該材料ガラスに ついての成形可能な温度領域における粘度、 すなわち、 液相温度以上の温度領域 における粘度が著しく低いと、 ガラス基板を得る過程で行われる成形工程へガラ ス融液を供給する際にその流量の制御が困難になるばかり力、、 成形可能な形状の 自由度も低下する。 したがって、 本発明のガラス基板 Iの材料ガラスについての 前記の粘度は概ね 1 0ボイズ以上であること力好ましく、 3 0ボイズ以上である ことがより好ましい。
さらに、 磁気ディスク、 光ディスク、 光磁気ディスク等の情報記憶媒体へ情報 を記録する際、 あるいは、 当該情報記憶媒体に記録されている情報を再生する際 には、 当該情報記憶媒体は情報処理装置内に設けられているドライブモータのス ピンドルにクランプによって固定された状態で回転するわけである力 このとき、 情報記 1»体の熱膨張係数と前記のクランプの熱膨張係数とが著しく異なってい ると、 次のような問題が生じる。
すなわち、 情報記憶媒体を回転させる際には、 ドライブモータの発熱等によつ て、 情報記憶媒体、 スピンドル、 クランプ等の温度が例えば 9 0 °C程度まで急激 に昇温するわけである力く、 情報記憶媒体の熱膨張係数と前記のクランプの熱膨張 係数と力著しく異なっていると、 前記の昇温によつて情報記憶媒体とクランプと の間で緩みが生じたり、 情報記憶媒体に歪みや橈みが生じ、 その結果として、 情 報記憶媒体におけるデータ記録箇所 （トラック） の位置が変化して、 情報の記録 あるいは再生にエラー力生じやすくなる。 このような問題は、 特に、 3. 5イン チのような大きな基板で問題になる。
したがって、 本発明のガラス基板 Iの熱膨張係数は前記のクランプの熱膨張係 数にできるだけ近似していること力く好ましい。 前記のクランプは一般にステンレ ス合金によって作製されているので、 本発明のガラス基板 Iの熱膨張係数 （1 0 0〜3 0 0 °Cにおける平均熱膨張係数を意味する。 以下同様。 ) は概ね 7〜1 4 p p m/°C ( 7 X 1 0— 6〜 1 4 X 1 0 0/°C) であることが好ましく、 9〜1 2 p p m/°C ( 9 X 1 0—6〜1 2 x 1 0 "ό/°0 であることがより好ましい。
次に、 本発明のガラス基板 IIについて説明する。
本発明のガラス基板 IIは、 前述したように、 ガラス基板として T i 0 , および C a Oを少なくとも含有し、 ヤング率が 1 0 0 G P a以上、 液相温度が 1 3 5 0 °C以下となるように前記 T i 02 および C a 0の含有量力選定されているガラス からなることを特徴とするものである。
ここで、 ガラス基板 IIの材料ガラスについてそのヤング率を 1 0 O G P a以上 とし、 その液相温度を 1 3 5 0 °C以下とするのは、 前述した本発明のガラス基板 Iにおけると同じ理由からである。 これらの物性についての好ましい範囲は、 前 述した本発明のガラス基板 Iにおける当該物性についての好ましい範囲と同じで あ Oo
ヤング率が高いガラスを得るうえからはガラス成分として T i 02 を含有させ ること力好適であり、 ヤング率が高く。 液相温度が低いガラスを得るうえからは ガラス成分として C a 0を含有させることが好適である。
このため、 本発明のガラス基板 IIは、 ガラス成分として T i 02 および CaO を少なくとも含有しているガラスによって作製されている。 T i 02 および C a 0の含有量は、 他のガラス成分の種類およびその含有量に応じて、 ヤング率が 1 0 OGP a以上、 液相温度が 1350 °C以下のガラスが得られるように適宜選定 される。
前述した本発明のガラス基板 Iにおけるのと同じ理由から、 ガラス基板 IIの比 重は概ね 3. 5 gZcm3 以下であることが好ましく、 3. O g/cm3 以下で あることがより好ましい。 同様に、 ガラス基板 IIの熱膨張係数は概ね 7〜14 p m/°C (7 x 10一6〜 14x 10— 6Z°C) であることが好ましく、 9〜12 p pm/°C (9X 10— 6〜 12 x 10 ~6/°C) であることがより好ましい。
次に、 本発明のガラス基板 III について説明する。
本発明のガラス基板 III は、 前述したように、 ガラス成分として T i O 2 およ びじ a 0を少なくとも含有し、 ヤング率が 100 GP a以上、 液相温度が 135 0°C以下、 成形可能な温度領域における粘度が 10ボイズ以上になるように前記 T i 02 および C a 0の含有量力選定されているガラスからなることを特徴とす るものである。
ここで、 ガラス基板 III の材料ガラスについてそのヤング率を 10 OGP a以 上とし、 その液相温度を 1350°C以下とし、 その成形可能な温度領域における 粘度を 10ボイズ以上とするのは、 本発明のガラス基板 Iについての説明の中で 述べたと同じ理由からである。 これらの物性についての好ましい範囲は、 本発明 のガラス基板 Iについての説明の中で述べた当該物性についての好ましい範囲と
|ajじである。
また、 T i 02 および C a 0を少なくとも含有しているガラスによってガラス 基板 III を作製するのは、 前述した本発明のガラス基板 IIにおけると同じ理由か らである。 T i O」 および CaOの含有量は、 他のガラス成分の種類およびその 含有量に応じて、 ヤング率が 10 OGP a以上、 液相温度が 1350°C以下、 成 形可能な温度領域における粘度が 10ボイズ以上のガラスが得られるように適宜 選疋 れ
前述した本発明のガラス基板 Iにおけると同じ理由から、 ガラス基板 III の比 重は概ね 3. 5 g/ cm3 以下であることが好ましく、 3. O g/cm3 以下で あることがより好ましい。 同様に、 ガラス基板 III の熱膨張係数は概ね 7 ~ 14 p p m/°C (7 X 10— 6~14 X 10 6Z°C) であること力好ましく、 9〜12 p m/°C (9 X 10— ό~12 X 10 6/°C) であることがより好ましい。 次に、 本発明のガラス基板 IVについて説明する。
本発明のガラス基板 IVは、 前述したように、 ガラス成分として T i 02 , C a 0, MgO, Na2 0, L i 2 0および A i 2 03 を少なくとも含有し、 ヤング 率が 100 GP a以上、 液相温度が 1350°C以下、 成形可能な温度領域におけ る粘度が 10ボイズ以上、 比重が 3. 5 g/cm3 以下となるよう前記の各ガラ ス成分の含有量が選定されているガラスからなることを特徴とするものである。 ここで、 ガラス基板 IVの材料ガラスについてそのヤング率を 10 OGP a以上 とし、 その液相温度を 1350°C以下とし、 その成形可能な温度領域における粘 度を 10ボイズ以上とし、 比重を 3. 5 g/cm3 以下とするのは、 本発明のガ ラス基板 Iについての説明の中で述べたと同じ理由からである。 これらの物性に ついての好ましい範囲は、 本発明のガラス基板 Iについての説明の中で述べた当 該物性についての好ましい範囲と同じである。
本発明のガラス基板 Iについての説明の中で述べたように、 T i 02 はヤング 率が高いガラスを得るうえで好適なガラス成分であり、 C aOは、 ヤング率が高 く、 液相温度が低いガラスを得るうえで好適なガラス成分である。 ただし、 C a 0はガラスの比重を上げる作用を有している。
MgOもヤング率が高いガラスを得るうえで好適なガラス成分であるが、 C a 0に比して液相温度を上げる作用を併せ持つ。 また、 MgOはガラスの比重を下 げる作用を有している。
Na2 0はヤング率を低下させる作用を有する力 ガラスの液相温度を著しく W 低下させるガラス成分であり、 N& 2 0の存在による液相温度の低下は当該 N a 2 0が T i〇2 と共存している場合により顕著になる。 また、 N a 2 0は熱膨張 係数が大きいガラスを得るうえでも有用なガラス成分である。
L i 2 0はヤング率を低下させることなくガラスの熔解性を向上させるうえで 好適なガラス成分であり、 力、つ、 ィ匕学強ィ匕による強度の増強を可能にするガラス 成分でもある。
そして、 A l 2 03 はヤング率の増減に寄与しないガラス成分ではある力 ガ ラスの液相温度の低下、 分相傾向の抑制、 作業温度領域での粘性の向上および化 学強化特性の向上を図るうえで有効な成分である。
このため、 本発明のガラス基板 IVは、 ガラス成分として上記 6種類の成分を少 なくとも含有しているガラスによって作製されている。 これら 6種類のガラス成 分それぞれの含有量は、 他のガラス成分 （上記 6種類のガラス成分以外のガラス 成分を含む。 ） の種類およびその含有量に応じて、 ヤング率が 10 OGP a以上、 液相温度が 1350°C以下、 成形可能な温度領域における粘度が 10ボイズ以上、 比重が 3. 5 g/cm3 以下のガラスが得られるように適宜選定される。
前述した本発明のガラス基板 Iにおけると同じ理由から、 ガラス基板 IVの熱膨 張係数は概ね 7〜14 p m/°C (7 X 10— 6〜14 X 10 6/°C) であること 力好ましく、 9〜12 p p m/°C (9 X 10— ό〜12 X 10 6/°C) であること がより好ましい。
また、 上記したガラス基板 IVは、 650°C以下、 好ましくは、 550°C以下の ガラス転移点温度を備えており、 このガラス転移点温度は、 比較的低い温度であ る。 これは、 ガラスを化学強化するとき使用する溶融塩の温度は、 一般的にガラ ス転移点温度から 100〜150°C以下の温度に保たれる。 一方、 溶融塩は 50 0°C以上になると塩が分解を始め、 ガラス基板表面にダメージを与える。 このよ うに、 事態を回避するには上述のガラス転移点にするのが好ましい。
次に、 本発明のガラス基板 Vについて説明する。
本発明のガラス基板 Vは、 前述したように、 ガラス成分として T i 02 を 0. 1〜30モル％、 C aOを 1〜45モル％、 Mg 0を前記 C a 0との合量で 5〜 40モル％、 Na2 0と L i 2 0を合量で 3〜30モル％、 A 12 03 を 0~1 5モル％未満、 S i O,2 を 35〜65モル％含有しているガラスからなることを 特徴とするものである。
上記した組成のうち、 C a 0と MgOとの合量は、 5— 35モル％の範囲が望 ましい。 この場合、 ガラス基板の耐水性を考慮すると、 S i O 2は、 55モル％ を超え、 65モル％までの範囲が望ましい。 また、 A 1203は、 5モル％未満で めつ一しも い。
上記の組成のガラスは、 ヤング率が 100 G P a以上、 液相温度が 1350°C 以下、 成形可能な温度領域における粘度が 10ボイズ以上、 比重が 3. 5 g/c m3 以下のものを得ることが容易なガラスである。
前述したように T i 02 はヤング率が高いガラスを得るうえで好適なガラス成 分であり、 ヤング率が 100 GP a以上のガラスを得るうえからは 0. 1モル％ 以上含有させること力好ましい。 し力、しな力 ら。 その含有量が 30モル％を超え るとガラスの耐失透性が低下することから、 液相温度が 1350°C以下のガラス を得ることが困難になる。
C a 0は、 ヤング率が高く、 液相温度が低いガラスを得るうえで好適なガラス 成分であるので、 ヤング率が 100 G P a以上、 液相温度が 1350°C以下のガ ラスを得るうえからは 1モル％以上含有させることが好ましい。 しかしな力 ら、 その含有量が 45モル％を超えるとガラス化が困難になる。
MgOは、 ヤング率が高く、 比重が低いガラスを得るうえで好適なガラス成分 であるが、 当該 MgOはガラスの液相温度を上げる作用を有している。 したがつ て MgOは、 C a 0との合量で 10〜45モル％となるように含有させることが 好ましく、 また、 MgOは、 0. 5〜40モル％の範囲が望ましい。 いずれにし ても、 第 1乃至第 5の態様に係るガラス基板には、 C a 0と MgOとの双方が含 まれている。
Na2 0はヤング率を低下させる作用を有する力 ガラスの液相温度を著しく 低下させるガラス成分であり、 Na2 0の存在による液相温度の低下は当該 N a 2 0が T i 02 と共存している場合により顕著になる。 したがって、 T i 02 を 比較的多く含有させる場合 （例えば、 5モル％以上） には、 特に、 当該 Na2 0 を含有させることが好ましい。 また、 Na2 0は熱膨張係数が大きいガラスを得 るうえでも有用なガラス成分であり、 その含有量を適宜選定することによりガラ スの熱膨張係数を調整することが可能である。 一方、 L i 2 0はヤング率を低下 させることなく原料の熔解性を向上させるうえで好適なガラス成分であり、 かつ、 化学強化による強度の増強を可能にするガラス成分でもある。 これらの理由から、 Na2 0および L i 2 0は合量で 3モル％以上含有させることが好ましい。 しか しながら、 これら N a 2 0および L i 2 0の合量が 30モル％を超えるとガラス の化学的耐久性が低下することから、 ガラス基板上に磁気記録層を形成して情報 記憶媒体を得たときに、 ガラス基板から記録層へアル力リイオンが拡散する等の 問題を引き起こしやすくなる。 したがって、 Na20及び L i 20の合量は、 5— 22モル％の範囲が好ましい。
A 12 03 はヤング率の増減に寄与しないガラス成分であるので含有させなく てもよいが、 ガラスの液相温度の低下、 分相傾向の抑制、 作業温度領域での粘性 の向上および化学強化特性の向上を図るうえで有効なガラス成分であるので、 必 要に応じて含有させてもよい。 A l 2 03 を含有させる場合、 その含有量が 15 モル％を超えると、 液相温度の著しい上昇、 熔解性の悪化による未熔解物の生成 といった問題を引き起こしゃすくなる。
S i 02 はガラス構造を形成する成分であり、 液相温度が 1350°C以下のガ ラスを得るうえからは 35モル％以上含有させることが好ましい。 し力、しな力 ら、 その含有量が 65モル％を超えると 100 G P a以上のヤング率を有するガラス を得ることが困難になる。 S i 02 の含有量は 35〜65モル％とすることがよ り好ましい。 S i 02 は、 アルカリイオン等の溶出の耐水性に影響を与える成分 であり、 耐水性の面からは、 40〜60モル％にすると効果的である。
前述した本発明のガラス基板 Iにおけると同じ理由から、 ガラス基板 Vのヤン グ率は 100 G P a以上、 液相温度は 1350°C以下、 成形可能な温度領域にお ける粘度は 10ボイズ以上、 比重は 3. 5 g/cm3 以下、 熱膨張係数は概ね 7 〜14ppm/°C (7X10— 6〜； L 4X10 ό °0 であること力く好ましいので、 所望の物性を有するガラス基板 Vが得られるように、 各ガラス成分の含有量を上 記の範囲内で適宜選定する。 前記の物性についての好ましい範囲は、 本発明のガ ラス基板 Iについての説明の中で述べた当該物性についての好ましい範囲と同じ である o
ガラス基板 Vとしては、 好ましくは、 ガラス成分として T i〇2 を 5〜15モ ル％、 じ&0を4〜20モル％、 MgOを前記 C a 0との合量で 5〜30モル％、 N a2 0と L i 2 0を合量で 5〜22モル％、 A 12 03 を 0〜8モル％、 S i O 2 を 40〜60モル％含有しているガラスが使用される。
以上、 本発明のガラス基板 I〜ガラス基板 Vについて説明したが、 T i 02 を 必須のガラス成分として含有しているガラスからなっているガラス基板、 すなわ ちガラス基板 II、 ガラス基板 III、 ガラス基板 IVおよびガラス基板 Vについては、 T i 02 の一部または全部に代えて遷移金属酸化物 （ただし、 チタン酸化物を除 く。 ） を用いたガラスによって作製することもできる。
この遷移金属酸化物としては、 C r, Mn, F e, Co, N i， Ga， Ge, Y， Z r, Nb， Mo, L a, C e， P r, Nd, P n, Ev, G d, Tb, D y, Ho, E r, Tn， Yb， H f, T a, Wから選ばれた少なくとも 1種の酸 ィ匕物が挙げられる。
これらの遷移金属酸化物より、 少しヤング率は下がるが、 Cu， V, Znから 選ばれた少なくとも 1種の酸化物でも良い。
これらの酸化物の中で特に Y2 03 は比重を上げずにヤング率を上げることが できる。 これらの酸化物の含有量は、 0. 1〜15モル％、 好ましくは 0. 1~ 8モル％である。 これら遷移金属酸化物は、 T i が 10モル％以上になると、 ヤング率向上量/含有量が少し低下するので、 T i 02が 10モル％以下で共存 させるの力、 好ましい。
ただし、 前記の遷移金属酸ィ匕物にはガラスのヤング率を向上させる効果がそれ ほどなく、 逆に比重を上げる効果があるので、 その含有量については、 他のガラ ス成分の種類およびその含有量に応じて、 目的とするガラス基板が得られるよう に適宜選定する。 遷移金属酸化物として Z r 02 を用いる場合、 当該 Z r 0 の 含有量は 10モル％以下とすることが好ましく、 4モル％以下とすることがより 好ましい。 遷移金属酸化物として Z r 02 を用いるにあたってその含有量を 5モ ル％以下にした場合には、 僅かではあるが液相温度を低下させることができる。 また、 本発明のガラス基板 I〜ガラス基板 Vは化学強ィ匕を行わずとも得ること ができるものである力く、 ィ匕学強化を行うことによつて得たものであってもよい。 ィ匕学強ィヒ （低温型イオン交換法によるもの） を行う場合、 ィ匕学強化前のガラスは、 ガラス成分として S i 02 と A 12 0, を合量で 40モル％以上、 L i 2 0を 3 モル％以上、 N a 2 0を前記 L i 2 0との合量で 5モル％以上、 C a Oと MgO を合量で 35モル％以下含有しているものであること力く好ましい。
上記の場合において、 化学強化によって十分な圧縮応力層を形成するためには S i 0 を 40モル％以上含有していること力好ましいが、 当該 S i 02 の一部 は A l 2 03 によって置換することができる。 したがって、 S i 02 と A l 2 0 3 とは、 これらの合量で 40〜80モル％含有させること力 <好ましい。 そして、 S i 0 > と A l 2 03 との合量は 44モル％以上であることがより好ましい。
L i 2 0および N a2 0は、 化学強化を行ううえで必要な L i ' イオンおよび N a ^ イオンをガラス中に導入するための成分であり、 十分な圧縮応力層を形成 するうえからは、 L i 2 0をモル％以上含有させ、 かつ、 N a2 0を L i 2 0と の合量で 5モル％以上含有させることが好ましい。 又、 ガラス基板からのアル力 リイオンの溶出を抑制するためには、 アルカリイオンの合量を、 22モル％以下 にするのが好ましい。
—方、 C a 0と M g◦はガラスのヤング率、 液相温度、 成形可能な温度領域に おける粘度等を調整するうえで有効なガラス成分ではあるが、 化学強化の際のァ ルカリイオンの移動を妨げる成分でもある。 したがって、 十分な圧縮応力層を形 成するうえからは、 C a 0と MgOの合量を 35モル％以下にすることが好まし い。
次に、 本発明のガラス基板 VIについて説明する。
本発明のガラス基板 VIは、 前述したように、 本発明のガラス基板 I〜ガラス基 板 Vのいずれかまたはその材料ガラスを化学強化したものからなることを特徴と するものである。
ィ匕学強化は、 耐衝撃性カ高いガラス基板を得るうえで有用な手段である。 例え ば低温イオン交換法による化学強化は、 化学強ィ匕しょうとするガラスを所定の溶 融塩、 すなわち、 カリウムやナトリウムについての炭酸塩、 硝酸塩もしくはこれ らの混合物からなり、 化学強ィ匕しょうとするガラスの転移点温度 Ts よりも概ね 5 0 - 1 5 0 °C低い温度に保持されている溶融塩に浸漬することによって行うこ とができる。 他方、 溶融塩は 5 0 0 °Cを超えると、 分解し始め、 ガラス基板に損 傷を与えるから、 本発明に係るガラス基板は、 6 5 0 °C以下、 好ましくは、 5 5 0 °C以下のガラス転移点温度を有していることが望ましい。
以上説明した本発明のガラス基板 I〜ガラス基板 VIは、 ヤング率が 1 0 0 G P a以上と高いか （ガラス基板 I〜IVおよびガラス基板 VI) ヤング率が 1 0 0 G P a以上のものを得ることが容易で （ガラス基板 Vおよびガラス基板 VI) 、 かつ、 液相温度が 1 3 5 0 °C以下であるアモルファスガラスからなっているので、 高速 回転化に対応できる情報記憶媒体を得ること力 <容易なガラス基板である。
上記の利点を有する本発明のガラス基板 I〜ガラス基板 VIは、 特に磁気ディス ク要の基板として好適である他、 光磁気ディスク用の基板として、 あるいは光デ イスク用の基板としても好適である。
次に、 本発明の情報記憶媒体について説明する。
本発明の情報記憶媒体は、 前述したように、 上記のガラス基板 I〜ガラス基板 VIのいずれかと、 当該ガラス基板上に形成された記録層とを有することを特徴と するものである。
ここで、 本発明の情報記録媒体でいう 「ガラス基板上に形成された記録層」 と は、 ガラス基板の表面に直接または所望の層を介して形成された単層構造または 複数層構造の記録層を意味し、 当該記録層の材料および層構成は、 目的とする情 報記憶媒体の種類に応じて、 磁気記録層、 光磁気記録層、 追記形記録層、 相変化 記録層等として機能するように適宜選択される。
上記の情報記憶媒体は、 当該情報記憶媒体を構成している基板として前述した 本発明のガラス基板 I〜ガラス基板 VIのいずれ力、が用いられていればよく、 目的 とする情報記憶媒体の種類によっては、 従来と同様に、 基板および記録層以外に 保護層、 潤滑層等が適宜設けられる。 また、 情報記憶媒体の種類によっては 2枚 の基板の間に記録層力 <挟持された構造となるものもあるが、 このような構造の情 報記憶媒体については、 2枚の基板のうちの少なくとも一方として、 前述した本 発明のガラス基板 I〜ガラス基板 VIの 、ずれかが用いられていればよい。
本発明の情報記憶媒体は、 当該情報記憶媒体を構成している基板が前述した本 発明のガラス基板 I〜ガラス基板 VIのいずれかからなつているので、 情報記憶媒 体の高速回転ィ匕に対応することが容易である。 この結果、 本発明の情報記憶媒体 を用いて言己憶装置 （例えばパーソナルコンピュータやサーバー ·アンド♦クライ アントシステム等で使用される補助記憶装置等） を構成することにより、 ァクセ ス速度が速い記憶再生装置を得ることが容易になる。 実施例
以下、 本発明の実施例について説明するカ^ 本発明は下記の実施例によって何 ら制限されるものではない。 なお、 下記の実施例でそれぞれ得たガラス基板につ いての圧縮応力層の厚さおよび各ガラス基板の物性は、 次に示す方法によつて求 めた。
1. 圧縮応力層の厚さ
東芝社製の精密歪み計 （バビネ補正法） を用いて測定した。
2. 物性
(1) ヤング率
2 0 X 2 0 X 1 0 0 mmの試料を作製し、 5 MH zの超音波が前記の試料中を 伝播する際の縦波速度 （V, ) と横波速度 （Vs ) とをシングアラウンド式音速 測定装置 （超音波工業社製の UVM— 2) を用いて測定した後、 次式によって求 めた。
ヤング率 = (4G2 -3G - V, 2 - p) / (G-V, 2 - p)
G = VS 2 · p
P ：試料の比重 （gZcm3 )
(2) 比弾性率
試料のャング率をその比重で除することによつて求めた。
(3) 液相温度
試料を白金製の容器に入れて傾斜温度炉内に 30分間放置した後、 試料の表面 および内部における結晶の有無を光学顕微鏡を用いて観察した。 そして、 結晶が 析出しない最低温度を液相温度とした。
(4) 粘度 白金製容器と白金製ローターとを備えた回転式粘性測定装置を用いて、 熔解温 度領域から液相温度付近までに亘って測定した。
(5) ガラス転移点 （Tg )
5mm0x2 Ommの試料について、 リガク社製の熱機械分析装置 （TMA8 140) を用いて +4°C/分の昇温速度で測定した。 なお、 標準試料としては S i 02 を用いた。
(6) 熱膨張係数
100〜300°Cにおける平均熱膨張係数を意味し、 ガラス転移点の測定時に 一緒に測定した。
(7) 表面粗さ （Ra)
デジタルインスツルメント社の A FM Na n o S c o p e 3 Aを使用して 測定した。
実施例 1〜実施例 30
まず、 表 1〜表 5に示す酸ィヒ物組成のガラスが得られるように、 珪石粉末、 水 酸ィ匕アルミニウム、 アルミナ、 炭酸リチウム、 硫酸リチウム、 炭酸ナトリウム、 硝酸ナトリウム、 炭酸カルシウム、 炭酸マグネシウム、 酸化マグネシウム、 酸化 チタン、 酸化鉄、 酸化ニッケル、 酸化ィッ トリゥム、 酸化ランタン、 酸化ネオジ ゥム、 酸化銅、 酸化アンチモン、 亜砒酸等のガラス原料を適宜秤量して実施例毎 に約 100 k gの混合物を調合した。
次に、 内容積が 2リッ トルの熔解炉と、 これに連結した内容量 30リッ トルの 撹拌装置付き作業槽と、 当該作業槽に接続している内径 5〜 20mmの流出用円 管とを備えた白金製雰囲気加熱方式の間欠式熔解設備を使用して、 次のようにし て溶融ガラスを調製した。 すなわち、 上記の混合物を熔解槽に入れて 1350〜 1450°Cで熔解させ、 作業槽にて撹拌、 清澄することにより、 溶融ガラスを得 た。
得られた溶融ガラスは、 液相温度よりも僅かに高い温度の下に流出用円管から 流出させ、 円形 （直径は 100mm) を呈する铸鉄製の金型 （下型） でこれを受 けた後、 当該溶融ガラスを铸鉄製の上型で速やかにプレスし、 その後にァニール して、 直径約 100mm、 厚さ 1mmの円盤状物を得た。 このとき、 本発明の組 成によれば、 液相温度が 1 3 5 0 °C以下で、 表面張力も高いので、 周辺に流れる ような変形を阻止してプレスすることができた。 プレス後のガラス基板は、 成形 型に対する再現性が良好であり、 周辺部の泡の発生も認められなかった。
この後、 上記の円盤状物に研削加工および研磨加工 （酸化セリウムポリシヤー を使用） を施して、 3. 5インチ 0 X 0. 6 3 5 mmの円盤状を呈するガラス基 板を得た。
さらに、 実施例 2 5および実施例 2 6の 2つを除いた残りの各実施例において は、 以下のようにして化学強ィ匕を行って、 目的とするガラス基板を得た。
まず、 N a N 0 3 と K N 03 とを重量比が 6 ： 4となるように混合した混合塩 を調製し、 化学強ィ匕しょうとするガラス基板のガラス転移点 （T s ) よりも 1 0 0 °C低い温度となるように前記の混合塩を加熱して溶融塩を得た後、 化学強化し ようとするガラス基板を前記の溶融塩中に 9時間浸漬することによつて化学強化 ¾ Tつた。
このようにして得られた各ガラス基板における圧縮応力層の厚さ （ただし、 実 施例 2 5および実施例 2 6で得た各ガラス基板を除く。 ） および各ガラス基板の 物性を表 1〜表 5に示す。 なお、 ヤング率、 比弾性率、 表面粗さ （R a ) および 比重については全て化学強化した後のガラス試料を用いて測定し （ただし、 実施 例 2 5および実施例 2 6で得た各ガラス基板を除く。 ) 、 液相温度、 粘度、 ガラ ス転移点および熱膨張係数については化学強化していないガラス試料を用いて測 疋した
比較例 1
特開平 1一 1 6 7 2 4 5号公報の実施例 1に記載されているガラスと実質的に 同じ組成 （モル％に換算） のガラスが得られるようにガラス原料を秤量し、 上記 実施例 1〜実施例 3 0におけると同様にしてガラス基板 （化学強化前のもの） を 得た後、 このガラス基板を上記実施例 1〜実施例 3 0におけるのと同じ条件で化 学強化して、 目的とするガラス基板を得た。
上記のガラス基板について、 実施例 1〜実施例 3 0と同様にして求めた圧縮応 力層の厚さ、 ヤング率、 比重、 比弾性率およびガラス転移点の各値を表 6に示す。 比較例 2 特公平 6— 7 6 2 2 4号公報の実施例 1に記載されているガラスと実質的に同 じ組成 （モル％に換算） のガラス力得られるようにガラス原料を秤量し、 上記実 施例 1〜実施例 3 0におけると同様にしてガラス基板 （化学強化前のもの） を得 た後、 このガラス基板を上記実施例 1〜実施例 3 0におけるのと同じ条件で化学 強化して、 目的とするガラス基板を得た。
上記のガラス基板について、 実施例 1〜実施例 3 0と同様にして求めた圧縮応 力層の厚さ、 ヤング率、 比重、 比弾性率および液相温度の各値を表 6に示す。 比較例 3
特公平 4一 7 0 2 6 2号公報の実施例 1に記載されているガラス （組成 2のガ ラス） と実質的に同じ組成 （モル％に換算） のガラスが得られるようにガラス原 料を秤量し、 上記実施例 1〜実施例 3 0におけると同様にしてガラス基板 （化学 強化前のもの） を得た後、 このガラス基板を上記実施例 1〜実施例 3 0における のと同じ条件で化学強化して、 目的とするガラス基板を得た。
上記のガラス基板について、 実施例 1〜実施例 3 0と同様にして求めた圧縮応 力層の厚さ、 ヤング率、 比重、 比弾性率、 熱膨張係数およびガラス転移点の各値 を表 6に示す。
比較例 4
特開平 7—1 8 7 7 1 1号公報の特許請求の範囲に記載されているガラスと実 質的に同じ組成 （モル％に換算） のガラスが得られるようにガラス原料を秤量し、 溶融物を得た後、 前記特許請求の範囲に記載されている温度および時間の下に熱 処理して結晶化ガラスを得た。 この後、 当該結晶化ガラスを上記実施例 1〜実施 例 3 0におけると同様にして加工して、 目的とするガラス基板を得た。
上記のガラス基板について、 実施例 1〜実施例 3 0と同様にして求めたヤング 率、 比重、 比弾性率および表面粗さの各値を表 6に示す。
表 1〜表 5に示したように、 実施例 1〜実施例 3 0で得られた各ガラス基板は ヤング率が 1 0 2〜1 2 0 G P aと高く、 表面粗さ （R a ) は 3〜5オングスト ロームと良好である。 また、 これらのガラス基板の材料ガラスの液相温度は 1 0 0 0〜1 2 3 0 °Cと比較的低い。 したがって、 これらのガラス基板を用いて例え ば磁気ディスクを作製した場合には、 高速回転時においてもフライングハイ卜を 概ね 1 以下に安定して確保することが可能な磁気ディスクが得られるものと 推察される。
一方、 比較例 1〜比較例 3で得られた各ガラス基板はヤング率が 74 78G P aと低い、 また、 比較例 4で得られた結晶化ガラス基板は表面粗さ （Ra) が 25オングストロームと悪い。 したがって、 これらのガラス基板または結晶化ガ ラス基板を用いて例えば磁気ディスクを作製した場合には、 高速回転時において フライングハイトを概ね 1 /zm以下に安定して確保することが困難な磁気ディス クしか得られないものと推察される。
表 1乃至表 5からも明らかな通り、 実施例 1—30は、 S i 02を 35— 65 モル％、 A 1203を 0— 15モル％、 (L i 20 + Na20) を 3— 30モル％、 C aOを 1一 45モル％、 (MgO + C a 0) を 5— 45モル％、 T i 02を 0. 1—30モル％含む範囲内にあることが判る。 特に、 （MgO + C aO) の量は、
5— 35モル％の範囲が望ましく、 且つ、 S i 02の量は、 55モル％を超え、
65モル％を超えない範囲が好ましいこと力 判明した。
実施例 31〜実施例 36
実施例 25〜実施例 30で得られた各ガラス基板を用いて、 以下の要領で磁気 ディスクを作製した。
まず、 磁気へッ ドと磁気ディスクとの吸着を防止するために、 レーザー光を用 いて各ガラス基板のランディ ングゾーンにテクスチャを形成した。
次に、 テクスチャを形成した側のガラス基板表面上に C r下地層、 Co P t C r T a磁性層およびカーボン保護層を順次積層して、 磁気ディスクを得た。
上記のようにして作製した各磁気ディスクについて、 これを ドディスク装 置に装着して 1200 r pmで回転させ、 フライングハイトを 1 /m以下にして MRへッ ドで記録再生試験を行ったところ、 いずれの磁気ディスクにおいても正 常な記録再生を行うことができた。
次に、 本発明の第 2の実施形態に係る情報記憶媒体用基板について説明する。 ここで、 第 2の実施形態に係る情報記憶媒体用基板は、 前述した本発明の第 7乃 至第 9の態様に基づいている。 第 7の態様に係るガラス基板、 即ち、 情報記憶媒 体用基板は、 上記したヤング率及び液相温度を得るために、 Y203及び T i 02 を共存させており、 当該基板は、 第 2の実施形態に係るガラス基板 Iと呼ぶもの とする。 より具体的に言えば、 当該第 2の実施形態に係るガラス基板 Iは、 S i 02、 A l 2〇3、 80及び/又はじ &0、 及び、 L i 20に加えて、 Υ·2θ3及び T i 02とを含む組成を有している。
本発明の第 8の態様に係るガラス基板 Πは、 S i 02、 A 12 O 3. MgO及び 又は C a 0、 及び、 L i 20に加えて、 Y203、 T i 02、 及び、 Z r 02とを 含む組成を有している。
更に、 本発明の第 9の態様に係るガラス基板 mは、 E r 203、 Nd203、 Sm 203、 Eu203、 Gd203、 Tb 203、 Dy 203、 及び、 Yb 203からなる希土 類金属酸化物の群から選ばれた少なくとも一つの酸化物を T i 02と共に含んで いる。 また、 所望のヤング率及び液相温度を有するガラス基板は、 T i 02及び Z r 02だけを S i 02、 A 1203、 MgO及び 又は C a〇、 及び、 L i 20に よって構成される組成に含有させることによつても、 得られること力 <判明した。 ここでは、 当該ガラス基板を第 2の実施態様に係るガラス基板 IVと呼ぶ。 上記し た希土類金属酸化物も、 遷移金属酸化物と同様ヤング率を上げることができるが、 比重も高くなる傾向がある。 このため、 これらの希土類金属酸化物は、 0— 10 モル％程度含有させると、 効果的である。
表 7には、 上記したガラス基板 I、 Π、 m、 及び、 IVに係る実施例 1一 48が 示されている。 表 7に示された実施例 1 _48のうち、 実施例 1、 2、 3、 4、 5、 9、 10、 11、 12、 13、 14、 15、 16、 17、 18、 19、 21、
22、 24、 25、 29、 36、 37、 及び、 38は、 Y2〇3、 T i 02、 及び Z r 02を含んでおり、 第 2の実施形態に係るガラス基板 Πであり、 他方、 実施 例 6、 7、 8、 20、 23、 26、 27、 28、 30、 31、 32、 33、 34、
35、 39、 及び、 40は Y203及び T i 02とを含んでおり、 第 2の実施形態 に係るガラス基板 Iであることが判る。 更に、 実施例 41—48は、 T i 02と 希土類金属酸化物とを含んでおり、 第 2の実施形態に係るガラス基板 IEであるこ と力 容易に理解できる。
次に、 表 8を参照すると、 当該表 8には、 実施例 49一 63が示されており、 これら実施例は、 第 2の実施形態に係るガラス基板 I、 Π、 m、 及び、 IVに分類 できる。 即ち、 実施例 49、 52、 53、 55、 58、 62、 及び 63は、 いず れも、 T i 02及び Y203を共存させた組成を有しており、 第 2の実施形態に係 るガラス基板 Iであることが判る。 また、 実施例 50、 54、 55、 56、 57、 及び、 59は、 T i 02、 Y203、 及び、 Z r02を含んでおり、 第 2の実施形態 のガラス基板 Πに相当すること力 <判る。 更に、 T i 02及び Z r02だけを含む実 施例 61及び 62は、 第 2の実施形態のガラス基板 IVである。
表 8には、 圧縮応力層の厚さ、 粘度、 比重、 液相温度、 比弾性率、 ヤング率、 ガラス転移点温度 （Tg) 、 熱膨張係数、 及び、 表面粗さが、 各実施例について 示されている。
表 7及び表 8力、らも明ら力、な通り、 第 2の実施形態に係る実施例 48— 63は、 S i 02を 45— 65モル％、 A 1203を 0—15モル％、 L i 20を 4一 20モ ル％、 Na2〇をlー8モル％、 (L i 20 + N a20) を 3— 30モル％、 C a 0を 0— 21モル％、 MgOを 0— 22モル％、 (C a O+MgO) を 4— 40 モル％、 Y203を 0— 16モル％、 T i 02を 1一 15モル％、 及び、 Z r 02を 0— 10モル％含む組成を有している。 また、 Y203を含有しない実施例 41一 48では、 E r2〇3、 Nd203、 Sm203、 Eu 203、 Gd203、 Tb 203、 D y.O . 及び、 Yb 203からなる希土類金属酸ィ匕物の群から選ばれた少なくとも 一つの酸化物を 5モル％含んでいる。
更に、 第 1及び第 2の実施態様に係るガラス基板は、 アルカリイオンの溶出量 を測定するために、 水中に浸漬された。 表 9には、 直径 2. 5インチのディスク 当り及び単位面積当りの溶出量が第 1の実施態様に係る実施例 2、 4、 29、 9、 3、 及び、 17について、 及び、 第 2の実施形態に係る実施例 49及び 50につ いて示されている。 表 9からも明らかな通り、 実施例 9、 13、 及び 17の溶出 量は、 実施例 2、 4、 及び、 29の溶出量より少ないこと力《判り、 このことは、 実施例 49と 50についても、 同様である。 このことは、 溶出量は、 S i 02の 量の増加と共に、 減少する傾向にあることを示している。
表 7及び表 8からも明らかな通り、 第 2の実施形態に係る実施例 1— 63は、 10 OGP a以上のヤング率を持つと共に、 1350°C以下の液相温度を有して いる。 更に、 第 2の実施形態に係る実施例 16、 17、 20、 23、 及び 31は、 所 定の処理浴内で、 所定のイオン交換温度で、 ィ匕学強ィ匕され、 化学強化されたガラ ス基板について、 ヤング率、 ガラス転移点温度 （Tg) 、 表面粗さ、 及び、 曲げ 強度が測定された。 その結果が表 10に示されている。
ここで、 第 1図を参照して、 情報記憶媒体、 即ち、 ディスクのヤング率と、 振 動との相関関係を説明する。 ここでは、 従来の基板を用いたディスクと、 本発明 に係る情報記録基板を用いた場合が示されている。 より具体的に言えば、 デイス ク Aは、 アルミニューム基板を用いており、 ディスク Bは、 S i 02基板、 ディ スク C及び Dは、 上記した比較例 1及び 2に示された基板をそれぞれ用いた例で ある。 これらのディスク A、 B、 C、 及び Dは、 いずれも、 80GPa以下のャ ング率を持っている。
他方、 本発明に係る情報記憶基板として、 表 2— 5に示された実施例 8、 10, 15, 24、 及び、 30に示す基板が使用され、 これら基板を用いてディスク E 8、 10、 15、 24、 及び 30力構成された。
上記した各基板は、 3. 5インチの直径を有しており、 l O O O O r pmの速 度で回転され、 この時の振動の相対値が測定された。 この場合、 従来のディスク のうち、 図では、 ディスク Aの振動を 100とした場合における他のディスクの 振動が相対値であらわされている。 図に示されているように、 ヤング率が 100 GP a以上の本発明の実施例 （表 2- 5の実施例 8、 10、 15、 24、 及び 3 0) に係るディスク E 8、 10、 15、 24、 及び 30の振動は、 第 1図に示す ように、 従来、 一般に使用されているアルミニウム基板 （A) によって形成され たディスクの振動に比較して、 60%以下に小さくすることができた。 尚、 他の 従来の基板を使用したディスク B、 C、 及び Dは、 ディスク A. 0の振動に対し て、 90%程度の振動を示すこと力判る。 したがって、 本発明のように、 ヤング 率の高い情報記憶媒体用基板は、 ディスクを構成した場合、 振動を小さくするこ とができ、 フライングハイトを安定化させることができる。 産業上の利用可能性
以上説明したように、 本発明の情報記憶媒体用基板 （ガラス基板） は、 高速回 転化に応用できる情報記憶媒体を得ることが容易な情報記憶媒体用基板であるの で、 当該情報記憶媒体用基板を用いて情報記憶媒体を作製することにより、 記憶 容量が高くァクセス速度が速 、記録再生装置を得ることが容易になる。
表 1
DO
αι
Figure imgf000027_0001
表 2 実 施 例 7実 施 例 8実 施 例 9実 施 例 10実 施 例 11実 施 例 12 ガ S i 02 40 48 60 42 50 40 ラ A 1203 2 3 4 ス L i 20 6 18 6 12 10 2 の N a20 2 3 18 5 3 組 L i 2O + N a20 8 18 9 30 15 5 成 C aO 15 20 9 1 8 45
MgO 30 9 13 10 一 モ C a 0 + MgO 45 20 18 14 18 45 ル T i 02 5 7 11 14 12 6
CO その他の成分 Z Γ O 2： 4 Z r 02： 2 N i O： 2
N b 203： 2
L a203： 1
圧縮応力層の厚さ（Aim) 20 40 70 40 80 30 ヤング率 (GPa) 115 110 102 102 104 109 比重 (g/cm3) 2.88 3.00 2.79 2.76 2.77 2.99 物 比弾性率（ 10 171/(^) 40.0 36.7 36.6 37.0 37.6 36.5 液相温度 (°C) 1150 1000 1080 1190 1150 1090
1200°Cにおける粘度 20ボイズ 5ボイズ 40ボイズ 20ボイズ 10ボイズ 20ボイズ
1100°Cにおける粘度 15ボイズ 80ボイズ
1250°Cにおける粘度
性 熱膨張係数 (ppm /で） 9.0 9.5 7.3 13.7 9.2 9.6 ガラス転移点（Ts： °C) 570 535 605 420 537 595 表面粗さ（Ra) 4オングス トローム 3オングス トローム 3オングス トローム 4オングス トローム 3オングス トローム 3オングス トローム
表 3 実 施 例 13実 施 例 14実 施 例 15実 施 例 16実 施 例 17実 施 例 18 ガ S i 02 54 44 45 42 46 44 ラ A 1203 2 2
ス L i 20 12 9 10 4 4 4 の N a20 8 4 3 5 6 5 組 L i 20 + N a2O 20 13 13 9 10 9 成 C a O 2 14 13 15 15 14
MgO 8 14 13 15 13 14 モ C aO + MgO 10 28 26 30 28 28 ル T i 02 16 13 14 15 12 15
C その他の成分 N b205： 2 N d203： 2 C uO ： 2
L a 203： 2 Z r 02： 2 Z r 02： 2 圧縮応力層の厚さ（wm) 40 65 40 25 40 30 ヤング率 (GPa) 102 109 111 112 102 110 比重 (g/cm3) 2.73 2.87 2.86 3.22 2.73 3.00 物 比弾性率（X106Nm/kg) 37.4 38.0 38.9 34.9 37.4 36.7 液相温度 (°C) 1200 1020 1080 1150 1200 1180
1200°Cにおける粘度 20ボイズ 10ボイズ 30ボイズ 20ボイズ 15ボイズ 30ボイズ nocrcにおける粘度 30ボイズ
1250°Cにおける粘度
性 熱膨張係数 (ppm/°C) 9.8 8.4 8.4 9.1 9.8 8.9 ガラス転移点（Τε： °C) 505 650 645 600 505 605 表面粗さ（Ra) 3オングス トローム 4オングス トローム 3オングス トローム 4オングス トローム 4オングス トローム 3オングス トローム
表 4 実 施 例 19圭 ife 例 20実 施 例 21実 施 例 2ク卖 ¾fe 例 23卖 施 例 24 ガ S i 02 40 45 45 44 45 ΑΑ ラ A 1203 2 2 2 1 2 ス I i圍 フθ 4 10 10 10 12 13 の N a20 2 4 5 5 組 L i 2O -N a20 4 1? 1画4 17 18 成 C a 0 36 11 10 14 13 13
MgO 15 15 15 13 12 モ C a O+MgO 36 26 ?5 29 26 25 ル T i 02 8 14 η 11 η
CO その他の成分
00 L a 203 ： 1 Z r O 2 ·" 2
Z r O2： 5
N b205 ： 6
圧縮応力層の厚さ（ um) 10 40 40 50 60 60
ヤング率（GPa) 115 110 111 109 108 107 比重 (g/cm3) 3.51 2.86 2.92 2.86 2.83 2.82 物 比弾性率（Xl06Nm/kg) 32.8 38.5 38.1 38.1 38.1 37.8 液相温度 (°C) 1200 1100 1100 1070 1080 1050
1200°Cにおける粘度 20ボイズ 10ボイズ 20ボイズ 10ボイズ 10ボイズ <10ボイズ
110CTCにおける粘度 30ボイズ 40ボイズ 20ボイズ 20ボイズ 10ボイズ
1250°Cにおける粘度
性 熱膨張係数 (PDm/°C) 8.9 9.3 9.4 10.1 10.7 11.0 ガラス転移点 (Τε： °C) 670 560 565 540 530 520 表面粗さ（Ra) 4オングス トロー厶 3オングス トローム 3オングス トローム 4オングス トロー厶 3オングス トローム 4オングス トローム
表 5
Figure imgf000031_0001
6 比車父例 1 比車父例 2 比車父例 3 比車父例 4 ) リ； > 64.2 68.5 67.2 52.0
A 1 /~\
1 203 7.6 8.8 1.8 1.0 力 L 1 20 10.0
ラ N a 20 14.5 8.2 9.4 7.0 ス 2.0 6.2 5.0 の C a O 0.1 lb.0 'α M g O * 「
組 6.4 4.5 4.5
成 B a O 0.2
T i 〇2 4.0 0.5 モ Z r 02 1.0
ル Z n O y. l
c
o 0s B2〇 3 ■ 1I . n U
A s 203 u. u /
S b 2 O 3 U. U /
F Ί y. U 圧縮応力層の厚さ（ m) /0 /U oO
ヤング率（GPa) 74 78 76 93
J:匕 ¾ (g/ cm3) 2.56 2.43 2.41 2.60 物 比弾性率（xl06Nm/kg) 29.1 31.9 31.3 35.0 液相温度 (°c) 960
性 熱膨張係数 (Ppm/°C) 9.6
ガラス転移点（Tg：。C) 626 555
表面粗さ（Rmax) 25オングス卜口一ム
表 7—〗 . 実施例ガラス及び比較例ガラス組成 （モル％) 実方 fe例
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
S i 02 55.0 55.0 55.0 55.0 54.0 55.0 55.0 53.0 53.0 52.0 52.0 52.0 52.0 52.0
A l 203 7.0 7.0 7.0 9.0 5.0 6.0 7.0 6.0 6.0 5.0 5.0 5.0 7.0 6.5
MgO 10.0 14.0 18.0 13.0 20.0 20.0 18.0 16.0 16.0 12.0 14.0 12.0 10.0 8.0
C a 0 8.0 4.0 4.0 8.0 8.0 8.0 8.0 12.0
S r O
B a 0
Z nO 4.0
し i 20 10.0 10.0 10.0 13.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 8.0 10.0 10.0 10.0
N a20
CO Y203 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 3.0 2.0 3.0 3.0 3.0 2.0 3.0 2.5
T i 02 5.5 5.5 5.5 5.0 7.0 7.0 7.0 6.0 6.0 8.0 8.0 7.0 6.0 7.0
Z r 02 2.5 2.5 2.5 3.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0
C e 02 2.0 2.0 液相温度 (°C) 1232 1242 1247 1210 1243 1238 1204 1228 1244 1237 】231 12" 1220 1217 ヤング率（Gpa) 106.5 106.7 106.3 104.0 108.7 105.6 106.1 111.0 109.7 112.1 112.6 111.2 110.9 109.7
Tg rc) 608 615 626 581 616 612 618 615 609 609 626 601 612 608 表面粗さ（A) 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
表 7— 2. 実施例ガラス及び比較例ガラス組成 （モル 実施例
15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
S i 02 50.0 50.0 52.0 52.0 52.0 52.0 50.0 52.0 52.0 52.0 52.0 52.0 52.0 52.0
A 1203 8.0 8.0 5.5 5.5 5.0 6.0 6.5 5.3 5.5 5.5 5.5 6.0 6.0 5.0
MgO 8.0 8.0 7.0 10.5 10.0 11.0 10.0 7.0 7.0 4.0 7.0 7.5 7.0 5.0
C aO 12.0 14.0 14.0 10.5 10.0 11.0 10.0 12.0 15.0 17.0 12.0 12.0 10.0 10.0
S r 0 2.0 8.0
B aO 2.0
Z n〇 5.0
L i 20 8.0 10.0 10.0 10.0 12.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 12.0 12.0 10.0 10.0
N a20 2.5
CO CO Y203 2.5 2.0 2.5 2.5 2.5 3.0 2.5 2.7 3.5 2.5 2.5 3.5 3.0 3.0
T i 〇2 7.0 6.0 7.0 7.0 6.5 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0
Z r 02 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0
C e 02
液相温度 (°C) 1241 1211 1188 1212 1190 1153 1226 1187 Π44 1158 1187 1172 Π58 1094 ヤング率 (Gpa) 108.3 109.8 110.2 111.0 111.1 110.0 110.3 110.1 110.3 109.4 109.9 109.7 108.8 107.7
Tg CO 600 607 607 606 590 598 606 605 603 608 592 588 587 593 表面粗さ（A) 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
表 7— 3. 実施例ガラス及び比較例ガラス組成 （モル％)
Figure imgf000035_0001
表 7— 4. 実施例ガラス及び比較例ガラス組成 （モル％) 実施例
42 43 44 45 46 47 48
S i 02 52.0 52.0 52.0 52.0 52.0 52.0 52.0
A 1203 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0
MgO 10.5 10.5 10.5 10.5 10.5 10.5 10.5
C aO 10.5 10.5 10.5 10.5 10.5 10.5 10.5
L i 20 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0
N d203 5.0
S m203 5.0
E u203 5.0
G d203 5.0
CO Tb203 5.0
D y203 5.0
Yb203 5.0
T i 02 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0
N a20
Y203
Z r 02
液相温度 (°C) 1124 1121 1132 1119 1234 1211 1195 ヤング率 （Gpa) 106.6 106.9 107.3 107.8 108.1 108.5 109.9
Tg (°C) 611 608 610 606 605 610 612 表面粗さ（A) 3 3 3 3 3 3 3
表 8— 1 実施例 49実施例 50実施例 51実施例 52実施例 53実施例 54
S i 02 52 58 55 45 55 45 ガ A I 203 6 3 7 10 9 4 ラ L i 20 10 12 10 9 19 20 ス N a20 ― 4 ― ― ― 8 の L i 20 + N a20 10 16 10 9 19 28 組 C a 0 11 A 1 成 Ms O 11 β 14 15 3 4
C a O + MgO 12 u 20 5 モ T i 02 7 8 5 5 15 3 12 ル Y2O3 3 0 5 2 1 6 1
CO Z r 02 2.5 2.5 5 その他の成分
圧縮応力層の厚さ（； um) bu on (Ό oU ob yu ヤング率（GPa) no 102 107 107 104 106 比重 (g/cm3) 2.87 2.73 2.79 2.82 2.71 2.83 物 比弾性率（X106Nm/kg) 38 37 38 38 38 37 液相温度 (°C) 1150 1100 1240 1110 1020 990
1200°Cにおける粘度 50 40 30 50 10
110CTCにおける粘度 110 30
125CTCにおける粘度 20
性 熱膨張係数 (ppm/°C) 7.9 8.0 6.9 7.0 8.6 11.5 ガラス転移点（Tg： °C) 569 554 615 620 465 400 表面粗さ（Ra) 4 3 3 4 5 4
表 8— 2 実施例 55実施例 56実施例 57実施例 58実施例 59実施例 60実施例 61実施例 62実施例 63
S i 02 40 65 60 45 58 45 45 58 52 ガ A 12O3 3 5 2 2 4 2 2 6 6.5 ラ L i 20 7 4 16 10 5 12 11 12 10 ス N a20 5 7 1 3 2
の L i 20 + N a,0 7 4 21 17 6 15 13 12 10 組 C a 0 18 7 4 15 3 12 10.5 8 12 成 M fi O 22 7 4 10 16 12 10.5 6 8
C a O + g O 40 14 8 25 19 24 21 14 20 モ T i O2 4 1 5 10 8 12 9 8 7 ル Y2o, 5 6 3 1 0.8 2 2.5
CO Z r O2 1 5 1 4.2 2 10 2 >
その他の成分
E縮応力層の厚さ（yum) 40 20 80 40 35 70 45 65 50 ヤング率（GPa) Π5 101 100 108 103 112 119 104 110 比重 (g/cm3) 3.12 2.88 2.67 2.83 2.79 2.85 3.05 2.74 2.89 物 比弾性率（X106Nm/kg) 37 35 37 38 37 39 39 38 38 液相温度 CC) 1210 1110 990 1120 1090 1130 1210 1060 1220
1200°Cにおける粘度 20 100 30 20 40 20 50
110CTCにおける粘度 40 70 80 100
125CTCにおける粘度 10 く 10 性 熱膨張係数 (ppm/°C) 8.9 7.2 9.6 9.6 7.8 9.3 9.2 7.7 7.8 ガラス転移点（Tg：。C) 570 620 455 565 610 565 525 565 610 表面粗さ（Ra) 6 5 5 3 3 4 4 5 3
表 9
Figure imgf000039_0001
表 10. 化学強化ガラスの実施例と比較例
C
00
Figure imgf000040_0001

Claims

請 求 の 範 囲
1. ヤング率が 100 G P a以上、 液相温度が 1350 °C以下のガラスからな ることを特徵とする情報記憶媒体用基板。
2. 比重が 3. 5 g/cm3 以下である、 請求項 1に記載の基板。
3. 材料ガラスについての成形可能な温度域における粘度が 10ボイズ以上で ある、 請求項 1または請求項 2に記載の基板。
4. 熱膨張係数が 7〜14 p pm/°Cである、 請求項 1〜請求項 3のいずれか 1項に記載の基板。
5. ガラス成分として T i 02 および C a 0を少なくとも含有し、 ヤング率が 10 OGP a以上、 液相温度が 1350°C以下となるように前記 T i 02 および CaOの含有量が選定されているガラスからなることを特徴とする情報記憶媒体 用基板。
6. ガラス成分として T i 02 および C a 0を少なくとも含有し、 ヤング率が 100 GP a以上、 液相温度が 1350°C以下、 成形可能な温度領域における粘 度が 10ボイズ以上になるように前記 T i 02 および CaOの含有量が選定され ているガラスからなることを特徴とする情報記憶媒体用基板。
7. ガラス成分として、 T i 02 ， CaO, MgO, A 12 03 を含むと共に、 L i 0> および Na2 0の少なくともし i 02 を含有し、 ヤング率が 100GP a以上、 液相温度が 1350°C以下、 成形可能な温度領域における粘度が 10ポ ィズ以上、 比重が 3. 5 g/cm3 以下となるよう前記の各ガラス成分の含有量 力選定されているガラスからなることを特徴とする情報記 «体用基板。
8. Y 203と Z r 02を含有した請求項 7記載の情報記憶媒体用基板。
9. ガラス転移点温度が 650°C以下であることを特徴とする請求項 7又は 8 記載の情報記憶媒体用基板。
10. ガラス転移点温度が 550°C以下であることを特徴とする請求項 9記載 の情報記憶媒体用基板。
11. ガラス成分として T i 02 を 0. 1〜30モル％、 CaOを 1〜 45モ ル％、 ¾ 0を前記じ a 0との合量で 5〜40モル％、 N a2 0と L i 2 0を合 量で 3〜30モル％、 A 12 03 を 15モル％未満、 S i 02 を 35-65モル %含有しているガラスからなることを特徴とする情報記憶媒体用基板。
12. ガラス成分として T i 02 を 0. 1〜30モル％、 じ&0を1〜45モ ル％、 MgOを前記 CaOとの合量で 5〜40モル％、 Na2 0と L i 2 0を合 量で 3〜 30モル％、 A 1 〇 3 を 0— 5モル％未満、 S i 02 を 35〜65モ ル％含有しているガラスからなることを特徴とする情報記憶媒体用基板。
13. ガラス成分として T i 02 を 0. 1〜30モル％、 CaOを 1〜45モ ル％、 MgOを前記 C a 0との合量で 5〜40モル％、 N a2 0と L i 2 0を合 量で 3〜 30モル％、 A 12 03 を 0— 15モル％未満、 S i 02 を 55を超え、 65モル％まで含有しているガラスからなることを特徴とする情報記憶媒体用基 板。
14. ガラス成分として T i 02 を 5〜15モル％、 C aOを 4〜20モル％、 MgOを前記 C a〇との合量で 5〜30モル％、 N a2 0と L i 2 0を合量で 5 〜22モル％、 A 12 03 を 0〜8モル％、 S i 0, を 40〜60モル％含有し ているガラスからなる情報記憶媒体用基板。
15. ガラス成分である T i 02 の一部または全部に代えて遷移金属酸化物が 用いられている請求項 8〜請求項 11の L、ずれか 1項に記載された情報記憶媒体 用基板。
16. 遷移金属酸化物が、 C r、 Mn、 F eゝ C o、 N i、 G a、 G e、 Y、 Z r、 Nb、 Mo、 La、 Ce、 P r、 Nd、 Pm、 Eu、 Gd、 Tb、 Dy、 Ho、 E r、 Tm、 Yb、 H f、 Ta、 及び Wから選ばれた少なくとも一種の酸 ィ匕物からなることを特徴とする請求項 15項記載の情報記憶媒体用基板。
17. 遷移金属酸化物が、 Cu、 V、 及び Ζηから選ばれた少なくとも一種の 酸化物からなることを特徴とする請求項 15記載の情報記憶媒体用基板。
18. 請求項 16又は 17記載の遷移金属酸化物の含有量が 0. 1— 15モル %であり、 T i 02と共存していることを特徴とする情報記憶媒体用基板。
19. 請求項 16又は 17記載の遷移金属酸化物の含有量が 0. 1— 8モル％ であることを特徴とする情報記憶媒体用基板。
20. 請求項 16において、 T i 02と共存する遷移金属酸化物が、 Y203と Z r 02であることを特徴とする情報記憶媒体用基板。
21. 0. 1— 25モル％の L i 20を含有する請求項 11又は 18記載の情 報記憶媒体用基板。
22. 1-15モル％の Na20を含有する請求項 11又は 18記載の情報記 讓体用基板。
23. 成形型によって、 成形された請求項 9又は 11言己載の情報記憶媒体用基 板。
24. ガラス成分として S i 02 と A 12 03 を合量で 40モル％以上、 L i 2 0を 3モル％以上、 Na2 0を前記 L i 2 0との合量で 5モル％以上、 CaO と MgOを合量で 35モル％以下含有している、 請求項 11〜請求項 13のいず れか 1項に記載の基板。
25. 請求項 7, 8， 11, 16, 18, 20のいずれかに記載の情報記憶媒 体用基板またはその材料ガラスを化学強ィ匕したものからなることを特徴とする情 報記憶媒体用基板。
26. 熱膨張係数が、 情報処理装置内において情報記憶媒体を固定するクラン プの材料の熱膨張係数に近似している、 請求項 7, 8， 11, 16, 18, 20 のレ、ずれか 1項に記載の情報記憶媒体用基板。
27. 請求項 7, 8， 11， 16, 18, 20のいずれかに記載の情報記憶媒 体用基板と、 該情報記憶媒体用基板上に形成された記録層とを有することを特徴 とする情報記憶媒体。
28. Y203及び T i 02を共存させることにより、 l O OGP a以上のヤン グ率、 1350°C以下の液相温度を達成するガラス成分によって形成されている ことを特徴とする情報記憶媒体用基板。
29. 請求項 28において、 前記ガラス成分は、 S i 02、 A 1203、 MgO 及び CaOの少なくとも一方、 及び L i 20とを含んでいることを特徴とする情 報記憶媒体用基板。
30. 請求項 29において、 前記ガラス成分は、 S i 02を 45— 65モル％、 A 1203を 0— 15モル％、 L i 20を 4— 20モル％、 Na2Oを0— 8モル％、 (L i 20 + Na20) を 3— 30モル％、 C aOを 0— 21モル％、 MgOを0 — 22モル％、 （CaO+MgO) を 4— 40モル％、 Y203を 0— 16モル％、 及び、 T i 02を 1— 15モル％含んでいることを特徴とする情報記憶媒体用基 板。
31. Y203、 T i 02、 及び、 Z r 02を共存させることにより、 100GP a以上のヤング率、 1350°C以下の液相温度を達成するガラス成分によって形 成されていることを特徴とする情報記憶媒体用基板。
32. 請求項 31において、 前記ガラス成分は、 S i 02、 A 1203、 MgO 及び C a 0の少なくとも一方、 及び L i 20とを含んでいることを特徴とする情 報記憶媒体用基板。
33. E r 203、 Nd203、 Sm203、 Eu2〇3、 Gd203、 Tb203、 Dy 203、 及び、 Yb 203からなる希土類金属酸化物の群から選ばれた少なくとも一 つの酸化物を T i 02と共に含んでおり、 且つ、 10 OGP a以上のヤング率、 1350°C以下の液相温度を達成するガラス成分によって形成されていることを 特徵とする情報記憶媒体用基板。
34. 請求項 33において、 前記少なくとも一つの酸化物は、 5モル％含まれ ていることを特徴とする情報記憶媒体用基板。
35. 請求項 34において、 前記ガラス成分は、 S i 02、 A 1203、 MgO 及び CaOの少なくとも一方、 及び L i 20とを含み、 且つ、 Y2〇3を含んでい ないことを特徴とする情報記憶媒体用基板。
36. 請求項 27記載の情報記憶媒体を磁気へッ ドにより、 情報を記録、 再生 することを特徴とする情報記憶装置。
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