WO2010007901A1 - 情報記録媒体用ガラス基板及び情報記録媒体 - Google Patents

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WO2010007901A1
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河合　秀樹
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コニカミノルタオプト株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a glass substrate for an information recording medium such as a magnetic disk and an information recording medium using the same, and more particularly to a glass substrate for an information recording medium made of aluminosilicate glass and an information recording medium using the same.
  • a typical example is a magnetic disk.
  • aluminum substrates have been widely used as magnetic disk substrates.
  • the ratio of using a glass substrate that has better surface smoothness than aluminum substrates and can reduce surface defects has increased.
  • glass substrates made of aluminosilicate glass that can reinforce the substrate by performing chemical strengthening treatment by ion exchange are preferably used because they have high impact resistance and vibration resistance.
  • the present invention has been made in view of the technical problems as described above, and the object of the present invention does not contain any element of As (arsenic) and Sb (antimony), and bubbles are sufficiently removed.
  • An object is to provide a glass substrate for an information recording medium, and to provide an information recording medium using the same.
  • the present invention has the following features.
  • a glass substrate for an information recording medium comprising an aluminosilicate glass containing 0.5 to 8% by mass of ZrO 2 , Does not contain any element of As (arsenic) and Sb (antimony) From the group consisting of V (vanadium), Mn (manganese), Ni (nickel), Nb (niobium), Mo (molybdenum), Sn (tin), Ce (cerium), Ta (tantalum) and Bi (bismuth) Containing at least one selected polyvalent element,
  • a glass substrate for an information recording medium wherein a molar ratio of the total amount of the polyvalent elements to the ZrO 2 (total amount of the polyvalent elements / ZrO 2 ) is in the range of 0.05 to 0.50.
  • the information recording medium according to 1 above comprising at least one polyvalent element selected from the group consisting of V (vanadium), Mn (manganese), Sn (tin), and Ce (cerium). Glass substrate.
  • V is V 2 O 5
  • Mn is MnO 2
  • Ni Ni 2 O 3
  • Nb Nb 2 O 5
  • Mo is MoO 3
  • Sn is SnO 2
  • Ce CeO 2
  • Ta is converted to Ta 2 O 5
  • Bi is converted to Bi 2 O 3 , respectively.
  • An information recording medium comprising a recording layer on the glass substrate for an information recording medium described in any one of 1 to 5 above.
  • the predetermined polyvalent element that acts as a fining agent composed of an oxide in the glass is contained so that the molar ratio with respect to ZrO 2 in the glass component is within the predetermined range.
  • the clarification reaction due to the change in the valence of the element can be made effective. Therefore, a glass substrate for an information recording medium from which bubbles are sufficiently removed can be obtained without containing any element of As (arsenic) and Sb (antimony).
  • the glass substrate for information recording medium of the present invention comprises 60 to 75% by mass of SiO 2 , 5 to 18% by mass of Al 2 O 3 and 3 to 10% by mass of Li 2 O with respect to the entire glass component. It consists of an aluminosilicate glass containing 3 to 15% by mass of Na 2 O and 0.5 to 8% by mass of ZrO 2 . Therefore, chemical strengthening treatment by ion exchange can be performed, and high impact resistance and vibration resistance can be ensured.
  • the reason why each component is limited to the above range is as follows.
  • SiO 2 is an important component for forming a glass network structure, and greatly contributes to chemical durability. If the content of SiO 2 is less than 60% by mass, chemical durability may be deteriorated. Conversely, if it exceeds 75 mass%, the melting temperature becomes too high. Therefore, the content of SiO 2 needs to be in the range of 60 to 75% by mass. Among these, the range of 60 to 71% by mass is preferable.
  • Al 2 O 3 is an important component that forms a network structure together with SiO 2 , and has a function of improving ion exchange performance as well as improving chemical durability.
  • the content of Al 2 O 3 is less than 5% by mass, chemical durability and ion exchange performance may be deteriorated. Conversely, when it exceeds 18 mass%, devitrification resistance will deteriorate. For this reason, the content of Al 2 O 3 needs to be in the range of 5 to 18% by mass. Among these, the range of 9 to 14% by mass is preferable.
  • Li 2 O is a component necessary for performing chemical strengthening treatment by ion exchange.
  • the glass substrate is strengthened by ion exchange of Li + ions in the glass with Na + ions and K + ions in the chemical strengthening treatment liquid.
  • the content of Li 2 O is less than 3% by mass, this ion exchange performance is lowered. Conversely, when it exceeds 10 mass%, devitrification resistance and chemical durability will deteriorate. Therefore, the content of Li 2 O needs to be 3 to 10% by mass. Among these, the range of 4 to 6% by mass is preferable.
  • Na 2 O is a component necessary for performing chemical strengthening treatment by ion exchange.
  • the glass substrate is strengthened by ion exchange of Na + ions in the glass with K + ions in the chemical strengthening treatment liquid.
  • the content of Na 2 O is less than 3% by mass, this ion exchange performance is lowered and devitrification resistance is deteriorated. Conversely, when it exceeds 15 mass%, chemical durability will fall. Therefore, the content of Na 2 O needs to be 3 to 15% by mass. Among these, the range of 6 to 10% by mass is preferable.
  • ZrO 2 is a component necessary for improving chemical durability.
  • the content of ZrO 2 is less than 0.5% by mass, chemical durability is deteriorated. Conversely, when it exceeds 8 mass%, devitrification resistance will deteriorate. Therefore, the ZrO 2 content needs to be 0.5 to 8% by mass. Among these, the range of 1 to 7% by mass is preferable.
  • the term “not contained” means that the glass raw material is intentionally excluded, and is contained in a trace amount that is inevitably contained by being contained as an impurity in the raw materials of other components. If allowed.
  • the predetermined polyvalent element that acts as a fining agent composed of an oxide in the glass has a molar ratio with respect to ZrO 2 in the glass component within a predetermined range. It has been clarified that the bubbles in the glass can be sufficiently removed without containing any element of As (arsenic) and Sb (antimony).
  • the glass substrate for an information recording medium of the present invention includes V (vanadium), Mn (manganese), Ni (nickel), Nb (niobium), Mo (molybdenum), Sn (tin), Ce (cerium), Ta ( At least one polyvalent element selected from the group consisting of tantalum) and Bi (bismuth).
  • V vanadium
  • Mn manganesese
  • Ni nickel
  • Nb niobium
  • Mo moleculardenum
  • Sn titanium
  • Ce Ce
  • Ta At least one polyvalent element selected from the group consisting of tantalum
  • Bi bismuth
  • the molar ratio of ZrO 2 in the glass component is in the range of 0.05-0.50.
  • the reason why the bubbles in the glass can be sufficiently removed by adding the predetermined multivalent element so that the molar ratio with respect to ZrO 2 in the glass component is in the predetermined range is roughly. It is considered as follows.
  • a fining agent that takes the form of an oxide in glass contributes to the removal (clarification) of bubbles in the molten glass by the following two functions.
  • the first function is to release gas into the molten glass in the process of raising the temperature of the molten glass. Bubbles in the molten glass rise due to the levitation force, and when they reach the surface of the molten glass, they break and disappear.
  • the speed at which the bubbles rise in the molten glass greatly depends on the size of the bubbles, and the large bubbles reach the surface relatively easily because the rise speed is fast, but the small bubbles have a slow rise speed, It takes a very long time to reach the surface.
  • the gas is released from the fining agent in the process of raising the temperature of the molten glass, the bubbles in the molten glass grow larger, and the rising speed of the bubbles increases, thereby facilitating the disappearance of the bubbles.
  • the reaction of the following proceeds to the right due to the high temperature, and O 2 gas is released into the molten glass. Due to the released O 2 gas, bubbles in the molten glass grow large and disappear on the surface of the molten glass.
  • the second function is to absorb the gas in the molten glass in the process of lowering the temperature of the molten glass.
  • the reaction of (Formula 1) proceeds to the left in the process of lowering the temperature. Therefore, O 2 gas in the molten glass is absorbed, and the bubbles contract and disappear.
  • the present inventor has intensively studied the valence change of the polyvalent element in the molten glass, and the reaction of the valence change of the polyvalent element acting as a fining agent made of oxide coexists in the molten glass. It was found that the metal ions, particularly Zr ions, are greatly affected by the redox reaction.
  • the molar ratio of the total amount of the polyvalent elements to the ZrO 2 (total amount of the polyvalent elements / ZrO 2 ) is 0.05 to In the range of 0.50, it has been found that the clarification reaction due to the valence change of the polyvalent element works very effectively.
  • Multivalent elements include V (vanadium), Mn (manganese), Ni (nickel), Nb (niobium), Mo (molybdenum), Sn (tin), Ce (cerium), Ta (tantalum), and Bi (bismuth) At least one selected from the group consisting of: Only one kind of polyvalent element may be contained alone, or two or more kinds of polyvalent elements may be contained. Among these, V (vanadium), Mn (manganese), Sn (tin), and Ce (cerium) are particularly preferable because they can remove bubbles effectively.
  • the molar ratio with respect to ZrO 2 needs to be in the range of 0.05 to 0.50, and more preferably in the range of 0.1 to 0.4.
  • the total content when the above polyvalent elements are converted into the following oxides is the whole glass component
  • the content is preferably 1% by mass or less.
  • V is V 2 O 5
  • Mn is MnO 2
  • Ni Ni 2 O 3
  • Nb is Nb 2 O 5
  • Mo is MoO 3
  • Sn is SnO 2
  • Ce CeO 2
  • Ta is converted to Ta 2 O 5
  • Bi is converted to Bi 2 O 3 , respectively.
  • These polyvalent elements function as fining agents composed of oxides in the molten glass, but the raw materials used are not limited to oxide forms, and include simple metals, hydroxides, sulfuric acid What is necessary is just to select suitably from the raw materials of well-known forms, such as a salt and carbonate. Especially, it is more preferable to add as a clarifier which consists of an oxide, a hydroxide, or carbonate from a viewpoint that handling is easy.
  • the shape of the glass substrate is not particularly limited, but a disk-shaped substrate having a central hole is generally used.
  • the outer diameter may be 2.5 inches, 1.8 inches, 1 inch, 0.8 inches, and the thickness may be 1 mm, 0.64 mm, 0.4 mm, or the like.
  • the glass substrate for an information recording medium of the present invention can sufficiently remove air bubbles by the action of a predetermined fining agent, and therefore does not require a complicated process or special equipment for production. It can be produced by a known general production method.
  • a blank material that is the basis of a glass substrate for an information recording medium, it is generally manufactured through processes such as inner and outer peripheral processing, grinding / polishing processing, chemical strengthening treatment, and washing.
  • a method of producing by pressing a molten glass or a method of producing by cutting a sheet-like glass are known.
  • the inner and outer peripheral machining is a process of performing drilling of the center hole, grinding for ensuring the shape and dimensional accuracy of the inner and outer circumferences, and polishing of the inner and outer circumferences.
  • the grinding / polishing process is a process of performing a grinding process and a polishing process for satisfying the flatness and surface roughness of the surface on which the recording layer is formed.
  • the chemical strengthening treatment is a step of strengthening the glass substrate by immersing the glass substrate in a chemical strengthening treatment liquid.
  • the cleaning is a process of removing foreign matters such as abrasives and chemical strengthening treatment liquid remaining on the surface of the glass substrate.
  • the glass substrate for information recording medium of the present invention is made of aluminosilicate glass containing a predetermined glass component, high impact resistance and vibration resistance can be ensured by performing chemical strengthening treatment.
  • Chemical strengthening treatment involves immersing the glass substrate in a heated chemical strengthening treatment solution to replace lithium ions and sodium ions, which are components of the glass substrate, with sodium ions, potassium ions, etc. having a larger ion radius than these ions. This is done by the exchange method. Compressive stress is generated in the ion-exchanged region due to the distortion caused by the difference in ion radius, and the surface of the glass substrate is strengthened.
  • a molten salt containing sodium ions or potassium ions is generally used.
  • sodium and potassium nitrates, carbonates, sulfates, and mixed molten salts thereof can be used.
  • An information recording medium can be manufactured by forming at least a recording layer on the glass substrate for information recording medium described above.
  • the recording layer is not particularly limited, and various recording layers utilizing properties such as magnetism, light, and magnetomagnetism can be used.
  • various recording layers utilizing properties such as magnetism, light, and magnetomagnetism can be used.
  • magnetism magnetism
  • light magnetomagnetism
  • the magnetic material used for the magnetic layer there are no particular restrictions on the magnetic material used for the magnetic layer, and any known material can be appropriately selected and used. However, in order to obtain high coercive force, a Co-based alloy mainly composed of Co having a high crystal anisotropy, etc. Is preferred. Specific examples include CoPt, CoCr, CoNi, CoNiCr, CoCrTa, CoPtCr, CoNiPt, CoNiCrPt, CoNiCrTa, CoCrPtTa, CoCrPtSiO, and the like.
  • a multilayer structure for example, CoPtCr / CrMo / CoPtCr, CoCrPtTa / CrMo / CoCrPtTa, etc.
  • a nonmagnetic material for example, Cr, CrMo, CrV, etc.
  • magnetic particles such as Fe, Co, CoFe, and CoNiPt are dispersed in a ferrite-based or iron-rare earth-based material, or a nonmagnetic film made of SiO 2 BN, in addition to the above Co-based material.
  • a granular structure can also be used.
  • the magnetic layer may be either in-plane type or perpendicular type recording format.
  • a known method can be used. For example, a method of spin-coating a thermosetting resin in which magnetic particles are dispersed onto a glass substrate for information recording media, a method by sputtering, and a method by electroless plating can be mentioned. From the viewpoint of thinning and increasing the density of the magnetic layer, a sputtering method and a method by electroless plating are preferable.
  • the magnetic disk may be further provided with an underlayer.
  • the material for the underlayer include nonmagnetic metals such as Cr, Mo, Ta, Ti, W, V, B, Al, and Ni.
  • the material for the underlayer is preferably Cr alone or a Cr alloy from the viewpoint of improving magnetic characteristics.
  • the underlayer is not limited to a single layer, and may have a multilayer structure in which layers made of the same or different materials are stacked. For example, Cr / Cr, Cr / CrMo, Cr / CrV, NiAl / Cr, NiAl / CrMo, NiAl / CrV, etc. are mentioned.
  • the protective layer for preventing the abrasion and corrosion of a magnetic layer on the surface of a magnetic layer.
  • the protective layer include a Cr layer, a Cr alloy layer, a carbon layer, a hydrogenated carbon layer, a ZrO 2 layer, and a SiO 2 layer.
  • the protective layer may be a single layer or may be a multilayer structure composed of the same or different layers. These protective layers can be continuously formed with an in-line type sputtering apparatus together with an underlayer, a magnetic layer, and the like.
  • a solution in which tetraalkoxylane is diluted with an alcohol-based solvent and colloidal silica fine particles are dispersed is applied on the Cr layer, it may be further formed an SiO 2 layer by firing.
  • a lubricating layer for improving the sliding of the magnetic head may be provided on the surface of the magnetic layer or the protective layer.
  • a liquid lubricant composed of perfluoropolyether (PFPE) or the like is applied, and heat treatment is performed as necessary.
  • the raw materials were prepared so as to have the glass components shown in Tables 1 to 10 below.
  • As fining agents V 2 O 5 (Table 1), MnO 2 (Table 2), SnO 2 (Table 3), CeO 2 (Table 4), Ni 2 O 3 (Table 5), Nb 2 O 5 (Table 6). ), MoO 3 (Table 7), Ta 2 O 5 (Table 8), Bi 2 O 3 (Table 9), and mixtures of CeO 2 and SnO 2 (Table 10), respectively. In either case, As and Sb were not contained.
  • Each raw material was put into a melting tank heated to 900 ° C. to 1300 ° C., melted, clarified, stirred and homogenized, and then molten glass was press-molded to produce a blank material. Thereafter, an inner and outer periphery processing, grinding / polishing processing was performed to obtain a glass substrate having an outer diameter of 65 mm, an inner diameter of 20 mm, and a thickness of 0.635 mm.
  • the examples of the present invention containing a polyvalent element serving as a fining agent composed of an oxide in glass so that the molar ratio of ZrO 2 in the glass component is within a predetermined range are compared. It was confirmed that a glass substrate for an information recording medium from which the number of remaining bubbles was remarkably small as compared with the example and the bubbles were sufficiently removed could be obtained. Moreover, when the sum total of content of a polyvalent element is 1 mass% or less with respect to the whole glass component, it was confirmed that devitrification is the best.

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Abstract

　ガラス成分全体に対して、６０～７５質量％のＳｉＯ２と、５～１８質量％のＡｌ２Ｏ３と、３～１０質量％のＬｉ２Ｏと、３～１５質量％のＮａ２Ｏと、０．５～８質量％のＺｒＯ２と、を含有するアルミノシリケートガラスからなる情報記録媒体用ガラス基板である。Ａｓ（ヒ素）及びＳｂ（アンチモン）のいずれの元素も含有しない。Ｖ（バナジウム）、Ｍｎ（マンガン）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｎｂ（ニオブ）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｓｎ（スズ）、Ｃｅ（セリウム）、Ｔａ（タンタル）及びＢｉ（ビスマス）からなる群の中から選ばれる少なくとも１種の多価元素を含有する。これらの多価元素の総量の、ＺｒＯ２に対するモル比率は、０．０５～０．５０の範囲である。

Description

情報記録媒体用ガラス基板及び情報記録媒体
　本発明は、磁気ディスク等の情報記録媒体用ガラス基板及びこれを用いた情報記録媒体に関し、更に詳しくは、アルミノシリケートガラスからなる情報記録媒体用ガラス基板及びこれを用いた情報記録媒体に関する。
　磁気、光、光磁気等の性質を利用した記録層を有する情報記録媒体のなかで、代表的なものとして磁気ディスクがある。磁気ディスク用基板として、従来はアルミニウム基板が広く用いられていた。しかし、近年、記録密度向上のための磁気ヘッド浮上量の低減の要請等に伴い、アルミニウム基板よりも表面の平滑性に優れ、しかも表面欠陥を減少させることができるガラス基板を用いる割合が増えてきている。中でも、イオン交換による化学強化処理を施すことで基板を強化することができるアルミノシリケートガラスからなるガラス基板は、高い耐衝撃性や耐振動性を有することから、好ましく用いられている。
　このような情報記録媒体用ガラス基板において、表面欠陥を抑えて高密度記録に対応させるためには、ガラスの溶融過程で発生した気泡を、ガラス基板内にできるだけ残存させないことが必要である。従来は、ガラス成分中に、清澄剤としてＡｓ２Ｏ３やＳｂ２Ｏ３を含有させることにより、溶融ガラス中の気泡を除去（清澄）する方法が一般的であった（例えば、特許文献１参照）。
　しかし、Ａｓ２Ｏ３やＳｂ２Ｏ３は毒性を有するため、環境上及び健康上の観点から、これらの使用を制限する動きが広がりつつある。そのため、清澄剤としてＡｓ２Ｏ３やＳｂ２Ｏ３を使用することなく、溶融ガラス中の気泡を除去する方法が検討され、溶融ガラスを減圧して気泡を除去する方法（例えば、特許文献２参照）が提案されている。
特開平８－３２１０３４号公報 特開２０００－１２８５４９号公報
　しかしながら、特許文献２に記載の方法によれば、複雑なプロセスと特殊な減圧脱泡装置が必要となるばかりでなく、減圧に伴うガラス成分の揮発によって、ガラス成分の変動が起こりやすいという問題があった。
　本発明は上記のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、Ａｓ（ヒ素）及びＳｂ（アンチモン）のいずれの元素も含有せず、十分に気泡が除去された情報記録媒体用ガラス基板を提供すること、及び、これを用いた情報記録媒体を提供することである。
　上記の課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有するものである。
　１．　ガラス成分全体に対して、
６０～７５質量％のＳｉＯ２と、
５～１８質量％のＡｌ２Ｏ３と、
３～１０質量％のＬｉ２Ｏと、
３～１５質量％のＮａ２Ｏと、
０．５～８質量％のＺｒＯ２と、を含有するアルミノシリケートガラスからなる情報記録媒体用ガラス基板において、
　Ａｓ（ヒ素）及びＳｂ（アンチモン）のいずれの元素も含有せず、
　Ｖ（バナジウム）、Ｍｎ（マンガン）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｎｂ（ニオブ）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｓｎ（スズ）、Ｃｅ（セリウム）、Ｔａ（タンタル）及びＢｉ（ビスマス）からなる群の中から選ばれる少なくとも１種の多価元素を含有し、
　前記多価元素の総量の、前記ＺｒＯ２に対するモル比率（前記多価元素の総量／ＺｒＯ２）が、０．０５～０．５０の範囲であることを特徴とする情報記録媒体用ガラス基板。
　２．　Ｖ（バナジウム）、Ｍｎ（マンガン）、Ｓｎ（スズ）及びＣｅ（セリウム）からなる群の中から選ばれる少なくとも１つの多価元素を含有することを特徴とする前記１に記載の情報記録媒体用ガラス基板。
　３．　前記多価元素を、それぞれ下記の酸化物に換算した場合の含有量の合計は、ガラス成分全体に対して、１質量％以下であることを特徴とする前記１又は２に記載の情報記録媒体用ガラス基板。
　但し、ＶはＶ２Ｏ５に、ＭｎはＭｎＯ２に、ＮｉはＮｉ２Ｏ３に、ＮｂはＮｂ２Ｏ５に、ＭｏはＭｏＯ３に、ＳｎはＳｎＯ２に、ＣｅはＣｅＯ２に、ＴａはＴａ２Ｏ５に、ＢｉはＢｉ２Ｏ３に、それぞれ換算する。
　４．　前記多価元素は、酸化物、水酸化物又は炭酸塩からなる清澄剤として添加されたものであることを特徴とする前記１～３のうちいずれか１項に記載の情報記録媒体用ガラス基板。
　５．　イオン交換による化学強化処理が施されていることを特徴とする前記１～４のうちいずれか１項に記載の情報記録媒体用ガラス基板。
　６．　前記１～５のうちいずれか１項に記載された情報記録媒体用ガラス基板の上に、記録層を有していることを特徴とする情報記録媒体。
　本発明によれば、ガラス中で酸化物からなる清澄剤として働く所定の多価元素を、ガラス成分中のＺｒＯ２に対するモル比率が所定の範囲となるように含有させているため、当該多価元素の価数変化による清澄反応を効果的に働かせることができる。従って、Ａｓ（ヒ素）及びＳｂ（アンチモン）のいずれの元素も含有させることなく、十分に気泡が除去された情報記録媒体用ガラス基板を得ることができる。
　以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
　（情報記録媒体用ガラス基板）
　本発明の情報記録媒体用ガラス基板は、ガラス成分全体に対して、６０～７５質量％のＳｉＯ２と、５～１８質量％のＡｌ２Ｏ３と、３～１０質量％のＬｉ２Ｏと、３～１５質量％のＮａ２Ｏと、０．５～８質量％のＺｒＯ２と、を含有するアルミノシリケートガラスからなる。そのため、イオン交換による化学強化処理を施すことが可能であり、高い耐衝撃性や耐振動性を確保することができる。各成分を上記範囲に限定した理由は、以下の通りである。
　ＳｉＯ２は、ガラスの網目構造を形成する重要な成分であり、化学的耐久性にも寄与するところが大きい。ＳｉＯ２の含有量が６０質量％より少ないと化学的耐久性が悪化する恐れがある。逆に７５質量％を超えると溶融温度が高くなりすぎてしまう。そのためＳｉＯ２の含有量は６０～７５質量％の範囲とすることが必要である。その中でも好ましくは６０～７１質量％の範囲である。
　Ａｌ２Ｏ３は、ＳｉＯ２と共に網目構造を形成する重要な成分であり、化学的耐久性を向上させるだけではなく、イオン交換性能を向上させる働きを有している。Ａｌ２Ｏ３の含有量が５質量％より少ないと、化学的耐久性やイオン交換性能が低下する恐れがある。逆に１８質量％を超えると、耐失透性が悪化してしまう。このためＡｌ２Ｏ３の含有量は５～１８質量％の範囲とすることが必要である。その中でも好ましくは９～１４質量％の範囲である。
　Ｌｉ２Ｏは、イオン交換による化学強化処理を施すために必要な成分である。化学強化処理においては、ガラス中のＬｉ＋イオンが、化学強化処理液中のＮａ＋イオンやＫ＋イオンとイオン交換されることによってガラス基板が強化される。Ｌｉ２Ｏの含有量が３質量％より少ないと、このイオン交換性能が低下する。逆に１０質量％を超えると、耐失透性や化学的耐久性が悪化してしまう。そのため、Ｌｉ２Ｏの含有量は３～１０質量％とすることが必要である。その中でも好ましくは４～６質量％の範囲である。
　Ｎａ２Ｏは、イオン交換による化学強化処理を施すために必要な成分である。化学強化処理においては、ガラス中のＮａ＋イオンが、化学強化処理液中のＫ＋イオンとイオン交換されることによってガラス基板が強化される。Ｎａ２Ｏの含有量が３質量％より少ないと、このイオン交換性能が低下すると共に、耐失透性が悪化する。逆に１５質量％を超えると、化学的耐久性が低下してしまう。そのためＮａ２Ｏの含有量は３～１５質量％とすることが必要である。その中でも好ましくは６～１０質量％の範囲である。
　ＺｒＯ２は、化学的耐久性を向上させるために必要な成分である。ＺｒＯ２の含有量が０．５質量％より少ないと、化学的耐久性が悪化する。逆に８質量％を超えると、耐失透性が悪化してしまう。そのためＺｒＯ２の含有量は０．５～８質量％とすることが必要である。その中でも好ましくは１～７質量％の範囲である。
　Ａｓ２Ｏ３及びＳｂ２Ｏ３は、いずれも含有しない。ここで、含有しないとは、ガラスの原材料として意識的に含有させたものを排除する意味であって、他の成分の原料に不純物として含まれることによって不可避的に含有してしまう程度の微量であれば許容される。
　本発明者による検討の結果、上記の各成分を有するガラス基板において、ガラス中で酸化物からなる清澄剤として働く所定の多価元素を、ガラス成分中のＺｒＯ２に対するモル比率が所定の範囲となるように含有させることにより、Ａｓ（ヒ素）及びＳｂ（アンチモン）のいずれの元素も含有させることなく、ガラス中の気泡を十分に除去することができることが明らかになった。即ち、本発明の情報記録媒体用ガラス基板は、Ｖ（バナジウム）、Ｍｎ（マンガン）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｎｂ（ニオブ）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｓｎ（スズ）、Ｃｅ（セリウム）、Ｔａ（タンタル）及びＢｉ（ビスマス）からなる群の中から選ばれる少なくとも１種の多価元素を含有している。これらの多価元素の総量の、ガラス成分中のＺｒＯ２に対するモル比率（上記多価元素の総量／ＺｒＯ２）は、０．０５～０．５０の範囲である。
　このように、所定の多価元素を、ガラス成分中のＺｒＯ２に対するモル比率が所定の範囲となるように含有させることにより、ガラス中の気泡を十分に除去することができる理由については、おおむね以下のように考えられる。
　通常、ガラス中で酸化物の形態をとる清澄剤は、次の２つの働きによって溶融ガラス中の気泡の除去（清澄）に寄与している。
　（ａ）１つ目は、溶融ガラスの温度を上げていく過程で、溶融ガラス中にガスを放出する働きである。溶融ガラス中の気泡は、その浮揚力で上昇し、溶融ガラスの表面に到達すると破れて消滅する。ここで、溶融ガラス中を気泡が上昇する速度は、気泡の大きさに大きく依存し、大きな気泡は上昇速度が速いために比較的容易に表面に到達するが、小さな気泡は上昇速度が遅く、表面に到達するまでには非常に長い時間が必要になる。溶融ガラスの温度を上げていく過程で清澄剤からガスが放出されると、それによって溶融ガラス中の気泡が大きく成長し、気泡の上昇速度が速くなるため、気泡の消滅が促進される。
　例えば、多価元素としてＣｅを含有する場合、高温になることによって、下記の（式１）の反応が右に進み、溶融ガラス中にＯ２ガスが放出される。放出されたＯ２ガスによって、溶融ガラス中の気泡は大きく成長し、溶融ガラスの表面で消滅する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　（ｂ）２つ目は、溶融ガラスの温度を下げていく過程で、溶融ガラス中のガスを吸収する働きである。例えば、多価元素としてＣｅを含有する場合、温度を下げていく過程で、（式１）の反応が左に進む。そのため、溶融ガラス中のＯ２ガスが吸収され、気泡は収縮し、消滅する。
　このように、溶融ガラス中の気泡を十分に除去するためには、酸化物からなる清澄剤として働く多価元素の価数変化によるガスの放出と吸収が、効果的に行われる必要がある。本発明者は、溶融ガラス中における多価元素の価数変化について鋭意検討を行ったところ、酸化物からなる清澄剤として働く多価元素の価数変化の反応は、溶融ガラス中に共存する他の金属イオン、特にＺｒイオンの酸化還元反応の影響を大きく受けることを突き止めた。そして更に検討を進めた結果、所定のガラス成分を有するアルミノシリケートガラスにおいては、上記多価元素の総量の、ＺｒＯ２に対するモル比率（上記多価元素の総量／ＺｒＯ２）が、０．０５～０．５０の範囲である場合に、当該多価元素の価数変化による清澄反応が非常に効果的に働くことを見いだしたのである。
　多価元素には、Ｖ（バナジウム）、Ｍｎ（マンガン）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｎｂ（ニオブ）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｓｎ（スズ）、Ｃｅ（セリウム）、Ｔａ（タンタル）及びＢｉ（ビスマス）からなる群の中から選ばれる少なくとも１種を用いる。１種類の多価元素のみを単独で含有させてもよいし、２種以上の多価元素を含有させてもよい。中でも、Ｖ（バナジウム）、Ｍｎ（マンガン）、Ｓｎ（スズ）及びＣｅ（セリウム）は、特に効果的に気泡を除去することができるため好ましい。
　上記多価元素の総量の、ＺｒＯ２に対するモル比率（上記多価元素の総量／ＺｒＯ２）が、所定の範囲を外れると、価数変化による清澄反応が不十分となり、溶融ガラス中の気泡を十分に除去することが困難になる。そのため、ＺｒＯ２に対するモル比率は、０．０５～０．５０の範囲であることが必要であり、０．１～０．４の範囲であることがより好ましい。
　更に、耐失透性を低下させることなく、清澄の効果を十分に発揮させるという観点からは、上記多価元素を、それぞれ下記の酸化物に換算した場合の含有量の合計は、ガラス成分全体に対して、１質量％以下であることが好ましい。但し、ＶはＶ２Ｏ５に、ＭｎはＭｎＯ２に、ＮｉはＮｉ２Ｏ３に、ＮｂはＮｂ２Ｏ５に、ＭｏはＭｏＯ３に、ＳｎはＳｎＯ２に、ＣｅはＣｅＯ２に、ＴａはＴａ２Ｏ５に、ＢｉはＢｉ２Ｏ３に、それぞれ換算する。
　なお、これらの多価元素は、溶融ガラス中では酸化物からなる清澄剤として機能するものであるが、用いる原料は酸化物の形態に限定されるものではなく、金属単体、水酸化物、硫酸塩、炭酸塩等、公知の形態の原料の中から適宜選択して用いればよい。中でも、取り扱いが容易であるという観点からは、酸化物、水酸化物又は炭酸塩からなる清澄剤として添加することがより好ましい。
　また、ガラス基板の形状に特に制限はないが、中心孔を有する円盤状の基板が一般的である。ガラス基板の大きさや厚みに特に制限はない。例えば、外径は２．５インチ、１．８インチ、１インチ、０．８インチなど、厚みは、１ｍｍ、０．６４ｍｍ、０．４ｍｍなどが挙げられる。
　（情報記録媒体用ガラス基板の製造方法）
　上述のように、本発明の情報記録媒体用ガラス基板は、所定の清澄剤の働きによって十分に気泡を除去することができるため、製造のために複雑なプロセスや特殊な装置を必要とせず、公知の一般的な製造方法によって製造することができる。
　通常は、情報記録媒体用ガラス基板の基になるブランク材を作製した後、内外周加工、研削・研磨加工、化学強化処理、洗浄などの工程を経て製造するのが一般的である。ブランク材の作製は、溶融ガラスをプレス成形して作製する方法や、シート状のガラスを切断して作製する方法が知られている。内外周加工は、中心孔の穿孔加工、内外周の形状や寸法精度確保のための研削加工、内外周の研磨加工等を行う工程である。研削・研磨加工は、記録層が形成される面の平坦度、表面粗さを満足させるための研削加工、研磨加工を行う工程である。通常は、粗研削加工、精研削加工、１次研磨加工、２次研磨加工といったようにいくつかの段階に分けて行われる場合が多い。化学強化処理は、化学強化処理液にガラス基板を浸漬することでガラス基板を強化する工程である。また、洗浄は、ガラス基板の表面に残った研磨剤や化学強化処理液等の異物を除去する工程である。
　特に、本発明の情報記録媒体用ガラス基板は、所定のガラス成分を含有するアルミノシリケートガラスからなるため、化学強化処理を施すことにより、高い耐衝撃性や耐振動性を確保することができる。化学強化処理は、加熱された化学強化処理液にガラス基板を浸漬することによってガラス基板の成分であるリチウムイオン、ナトリウムイオンをこれらのイオンよりイオン半径の大きなナトリウムイオン、カリウムイオン等と置換するイオン交換法によって行われる。イオン半径の違いによって生じる歪みより、イオン交換された領域に圧縮応力が発生し、ガラス基板の表面が強化される。
　化学強化処理液としては、ナトリウムイオンやカリウムイオンを含む溶融塩を用いることが一般的である。例えば、ナトリウムやカリウムの硝酸塩、炭酸塩、硫酸塩や、これらの混合溶融塩が挙げられる。中でも、融点が低く、ガラス基板の変形を防止できるという観点から、硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ３）と硝酸カリウム（ＫＮＯ３）の混合溶融塩を用いることが好ましい。
　（情報記録媒体）
　上述の情報記録媒体用ガラス基板に、少なくとも記録層を形成することで情報記録媒体を製造することができる。記録層は特に限定されず、磁気、光、光磁気等の性質を利用した種々の記録層を用いることができるが、特に磁性層を記録層として用いた情報記録媒体（磁気ディスク）の製造に好適である。
　磁性層に用いる磁性材料としては、特に制限はなく公知の材料を適宜選択して用いることができるが、高い保持力を得るため、結晶異方性の高いＣｏを主成分とするＣｏ系合金などが好適である。具体的には、ＣｏＰｔ、ＣｏＣｒ、ＣｏＮｉ、ＣｏＮｉＣｒ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＰｔＣｒ、ＣｏＮｉＰｔ、ＣｏＮｉＣｒＰｔ、ＣｏＮｉＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔＴａ、ＣｏＣｒＰｔＳｉＯなどが挙げられる。また、磁性層を非磁性材料（例えば、Ｃｒ、ＣｒＭｏ、ＣｒＶなど）で分割してノイズの低減を図った多層構成（例えば、ＣｏＰｔＣｒ／ＣｒＭｏ／ＣｏＰｔＣｒ、ＣｏＣｒＰｔＴａ／ＣｒＭｏ／ＣｏＣｒＰｔＴａなど）としてもよい。
　磁性層として、上記のＣｏ系材料の他、フェライト系や鉄－希土類系の材料や、ＳｉＯ２、ＢＮなどからなる非磁性膜中にＦｅ、Ｃｏ、ＣｏＦｅ、ＣｏＮｉＰｔ等の磁性粒子が分散された構造のグラニュラーなどを用いることもできる。磁性層は、面内型及び垂直型の何れの記録形式であってもよい。
　磁性層の形成方法としては、公知の方法を用いることができる。例えば、磁性粒子を分散させた熱硬化性樹脂を、情報記録媒体用ガラス基板にスピンコートする方法や、スパッタリングによる方法、無電解メッキによる方法が挙げられる。磁性層の薄膜化、高密度化の観点からは、スパッタリングによる方法や無電解メッキによる方法が好ましい。
　磁気ディスクには、更に必要により下地層を設けてもよい。下地層の材料としては、例えば、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、Ｖ、Ｂ、Ａｌ、Ｎｉなどの非磁性金属が挙げられる。磁性層がＣｏを主成分とする場合には、磁気特性向上等の観点から、下地層の材料はＣｒ単体やＣｒ合金であることが好ましい。また、下地層は単層とは限らず、同一又は異種の材料からなる層を積層した複数層構造としても構わない。例えば、Ｃｒ／Ｃｒ、Ｃｒ／ＣｒＭｏ、Ｃｒ／ＣｒＶ、ＮｉＡｌ／Ｃｒ、ＮｉＡｌ／ＣｒＭｏ、ＮｉＡｌ／ＣｒＶ等が挙げられる。
　また、磁性層の表面に、磁性層の摩耗や腐食を防止するための保護層を設けてもよい。保護層としては、例えば、Ｃｒ層、Ｃｒ合金層、カーボン層、水素化カーボン層、ＺｒＯ２層、ＳｉＯ２層などが挙げられる。保護層は、単層でもよいし、同一又は異種の層からなる多層構成でもよい。これらの保護層は、下地層、磁性層などと共に、インライン型スパッタ装置で連続して形成することも可能である。また、Ｃｒ層の上にＳｉＯ２層を積層した保護膜を形成する場合、テトラアルコキシランをアルコール系の溶媒で希釈してコロイダルシリカ微粒子を分散させた溶液を、Ｃｒ層の上に塗布し、さらに焼成することでＳｉＯ２層を形成してもよい。
　また、磁性層や保護層の表面に、磁気ヘッドの滑りをよくするための潤滑層を設けてもよい。潤滑層としては、例えば、パーフロロポリエーテル（ＰＦＰＥ）等からなる液体潤滑剤を塗布し、必要に応じ加熱処理を行ったものなどが挙げられる。
　以下、本発明の効果を確認するために行った実施例について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
　下記の表１～表１０に示すガラス成分となるように原料を調合した。清澄剤として、Ｖ２Ｏ５（表１）、ＭｎＯ２（表２）、ＳｎＯ２（表３）、ＣｅＯ２（表４）、Ｎｉ２Ｏ３（表５）、Ｎｂ２Ｏ５（表６）、ＭｏＯ３（表７）、Ｔａ２Ｏ５（表８）、Ｂｉ２Ｏ３（表９）、及び、ＣｅＯ２とＳｎＯ２の混合物（表１０）をそれぞれ用いた。なお、いずれの場合も、ＡｓとＳｂは含有させなかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
　それぞれの原料を、９００℃～１３００℃に加熱された溶融槽に投入し、溶融、清澄、撹拌均質化した後、溶融ガラスをプレス成形してブランク材を作製した。その後、内外周加工、研削・研磨加工を経て、外径６５ｍｍ、内径２０ｍｍ、厚み０．６３５ｍｍのガラス基板とした。
　作製したガラス基板のそれぞれについて、残留する気泡の数の評価、及び溶融時の失透性の評価を行った。残留する気泡の数の評価は、ガラス基板の全面を対象とし、５０倍の光学顕微鏡を用いて、ガラス基板１枚あたりの気泡の数を測定することにより行った。失透性の評価は、ガラスの溶融粘性がｌｏｇη＝２．５となる温度をＴｌｏｇη＝２．５（℃）、液相温度をＴＬ（℃）としたときの両者の差ΔＴ（℃）（ΔＴ＝Ｔｌｏｇη＝２．５－ＴＬ）の数値で判断することにより行い、１５０℃≦ΔＴの場合を最も良好（◎）、５０℃≦ΔＴ＜１５０℃の場合を良好（○）、ΔＴ＜５０℃の場合を問題有り（×）とした。ここで液相温度ＴＬは、１５５０℃で２時間溶融保持後、温度勾配炉内で勾配を持たせて１０時間保持し急冷した後、ガラスの表面及び内部に失透物の発生が確認された温度である。また、Ｔｌｏｇη＝２．５は、撹拌式粘性測定機を用いて溶融したガラスの粘性を測定したときのｌｏｇη＝２．５となる温度である。各評価結果を表１～表１０に併せて示す。
　評価結果より、ガラス中で酸化物からなる清澄剤として働く多価元素を、ガラス成分中のＺｒＯ２とのモル比率が所定の範囲となるように含有している本発明の実施例は、比較例と比べて残留する気泡の数が顕著に少なく、十分に気泡が除去された情報記録媒体用ガラス基板を得ることができることが確認された。また、多価元素の含有量の合計がガラス成分全体に対して１質量％以下である場合には、失透性が最も良好であることが確認された。

Claims (6)

  1. 　ガラス成分全体に対して、
    ６０～７５質量％のＳｉＯ２と、
    ５～１８質量％のＡｌ２Ｏ３と、
    ３～１０質量％のＬｉ２Ｏと、
    ３～１５質量％のＮａ２Ｏと、
    ０．５～８質量％のＺｒＯ２と、を含有するアルミノシリケートガラスからなる情報記録媒体用ガラス基板において、
    　Ａｓ（ヒ素）及びＳｂ（アンチモン）のいずれの元素も含有せず、
    　Ｖ（バナジウム）、Ｍｎ（マンガン）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｎｂ（ニオブ）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｓｎ（スズ）、Ｃｅ（セリウム）、Ｔａ（タンタル）及びＢｉ（ビスマス）からなる群の中から選ばれる少なくとも１種の多価元素を含有し、
    　前記多価元素の総量の、前記ＺｒＯ２に対するモル比率（前記多価元素の総量／ＺｒＯ２）が、０．０５～０．５０の範囲であることを特徴とする情報記録媒体用ガラス基板。
  2. 　Ｖ（バナジウム）、Ｍｎ（マンガン）、Ｓｎ（スズ）及びＣｅ（セリウム）からなる群の中から選ばれる少なくとも１つの多価元素を含有することを特徴とする請求項１に記載の情報記録媒体用ガラス基板。
  3. 　前記多価元素を、それぞれ下記の酸化物に換算した場合の含有量の合計は、ガラス成分全体に対して、１質量％以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の情報記録媒体用ガラス基板。
    　但し、ＶはＶ２Ｏ５に、ＭｎはＭｎＯ２に、ＮｉはＮｉ２Ｏ３に、ＮｂはＮｂ２Ｏ５に、ＭｏはＭｏＯ３に、ＳｎはＳｎＯ２に、ＣｅはＣｅＯ２に、ＴａはＴａ２Ｏ５に、ＢｉはＢｉ２Ｏ３に、それぞれ換算する。
  4. 　前記多価元素は、酸化物、水酸化物又は炭酸塩からなる清澄剤として添加されたものであることを特徴とする請求項１～３のうちいずれか１項に記載の情報記録媒体用ガラス基板。
  5. 　イオン交換による化学強化処理が施されていることを特徴とする請求項１～４のうちいずれか１項に記載の情報記録媒体用ガラス基板。
  6. 　請求項１～５のうちいずれか１項に記載された情報記録媒体用ガラス基板の上に、記録層を有していることを特徴とする情報記録媒体。
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