WO2015029902A1 - 情報記録媒体用ガラス基板 - Google Patents

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WO2015029902A1
WO2015029902A1 PCT/JP2014/072008 JP2014072008W WO2015029902A1 WO 2015029902 A1 WO2015029902 A1 WO 2015029902A1 JP 2014072008 W JP2014072008 W JP 2014072008W WO 2015029902 A1 WO2015029902 A1 WO 2015029902A1
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WO
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information recording
glass substrate
recording medium
sio
mgo
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PCT/JP2014/072008
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English (en)
French (fr)
Inventor
典子 島津
大士 梶田
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Hoya Corp
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Hoya Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/04Glass compositions containing silica
    • C03C3/076Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/095Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing rare earths
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/62Record carriers characterised by the selection of the material
    • G11B5/73Base layers, i.e. all non-magnetic layers lying under a lowermost magnetic recording layer, e.g. including any non-magnetic layer in between a first magnetic recording layer and either an underlying substrate or a soft magnetic underlayer
    • G11B5/739Magnetic recording media substrates
    • G11B5/73911Inorganic substrates
    • G11B5/73921Glass or ceramic substrates

Definitions

  • the present invention relates to a glass substrate for an information recording medium.
  • Information recording apparatuses that record information on a recording medium by using magnetism, light, or magnetomagnetism are known.
  • a typical example of such an information recording apparatus is a hard disk drive (HDD) apparatus.
  • the recording density has been increased. For example, a recording density of 600 Gbit / inch 2 or more is being achieved with one glass substrate as an information recording medium (media). Also, in order to increase the capacity of the hard disk drive device, a large number of information recording medium glass substrates (hereinafter sometimes simply referred to as “glass substrates”) can be mounted, or information recording medium glass can be mounted. Developments such as increasing the diameter of the substrate itself are also underway.
  • the fluttering characteristic means an amplitude amount (surface runout) when the information recording medium is rotated at a high speed. When the fluttering characteristic is deteriorated, the amplitude amount is increased.
  • the fluttering characteristic (amplitude amount) is expressed by the following theoretical formula, it is necessary to improve the Young's modulus of the glass substrate in order to improve the fluttering characteristic (that is, reduce the amplitude amount).
  • a is the outer radius of the information recording medium (glass substrate)
  • is the Poisson's ratio
  • E is the Young's modulus
  • is the attenuation coefficient
  • h is the information recording medium (glass substrate). It is the thickness, and ⁇ is a variable depending on the natural vibration mode. In this case, if the outer radius and thickness of the glass substrate are made constant, the Poisson's ratio does not vary greatly depending on the chemical composition, and the fluttering characteristic is related to the rightmost side.
  • the signal-to-noise ratio (signal to noise ratio (SNR)) of the glass substrate is also reduced. There is a problem that it is reduced. For this reason, in order to achieve a high recording density, it is necessary to improve the alkali durability of the glass substrate.
  • the present invention has been made in order to solve the above-described problems.
  • the object of the present invention is to provide a glass for an information recording medium having a high Young's modulus, a small specific gravity, and an excellent alkali durability. It is to provide a substrate.
  • the glass substrate for information recording medium of the present invention is In mol% display SiO 2 : 63 to 70% Al 2 O 3 : 4 to 10% B 2 O 3 : 0 to 2% Li 2 O: 3.5 to 10% Na 2 O: 3-8% K 2 O: 0-2% MgO: 10-20% CaO: 0-2% SrO: 0-2% BaO: 0-2% ZnO: 0-2% TiO 2 : 0.1-3% Satisfying the content range and in terms of mol%, SiO 2 + Al 2 O 3 + B 2 O 3 : 67 to 82% Li 2 O + Na 2 O + K 2 O: 8-20% MgO + CaO + SrO + BaO + ZnO: 10 to 28% And 0.85 ⁇ SiO 2 / (SiO 2 + Al 2 O 3 + B 2 O 3 ) ⁇ 0.95, 0.3 ⁇ Li 2 O / (Li 2 O + Na 2 O + K 2 O) ⁇ 0.7 and 0.8 ⁇ MgO / (MgO
  • the glass substrate for information recording medium preferably has a recording density of 600 Gbit / inch 2 or more, and a thickness of 0.635 mm or less.
  • the Si elution amount is preferably 150 ppb or less, and the pH 11 NaOH aqueous solution at 40 ° C.
  • the amount of change in arithmetic average roughness Ra before and after the immersion is preferably 0.5% or less, and the rate of change in arithmetic average roughness Ra is preferably 30% or less.
  • the glass substrate for information recording medium preferably has a Young's modulus of 86 GPa or more and a specific gravity of 2.55 or less.
  • the glass substrate for an information recording medium of the present invention has an excellent effect of having a high Young's modulus, a small specific gravity, and excellent alkali durability. For this reason, since the glass substrate for information recording media of the present invention has good fluttering characteristics, it can be thinned and increased in diameter, and coupled with its low specific gravity, such as a hard disk drive device. This is particularly suitable when a large number of information recording apparatuses are mounted. Further, the glass substrate for information recording medium of the present invention is excellent in alkali durability, so that it is possible to achieve a high recording density.
  • the glass substrate for an information recording medium of the present embodiment is used as a substrate for an information recording medium in an information recording device such as a hard disk drive device.
  • % display indicates “mol%” (“mol%”) unless otherwise specified regarding the glass composition.
  • An addition notation of a chemical formula such as “SiO 2 + Al 2 O 3 + B 2 O 3 ” indicates the total amount of components represented by such chemical formula.
  • SiO 2 + Al 2 O 3 + B 2 O 3 indicates the total amount of SiO 2 , Al 2 O 3 and B 2 O 3, and in the above case, the total amount is 67 to 82 mol%. Indicates.
  • SiO 2 , Al 2 O 3 , and B 2 O 3 are referred to as “skeleton components”
  • Li 2 O, Na 2 O, and K 2 O are referred to as “alkali components”
  • MgO, CaO, SrO, BaO and ZnO are referred to as “divalent metal component”
  • TiO 2 is referred to as “titanium component”.
  • the glass composition of the present embodiment can contain other optional components as long as such a “skeleton component”, “alkali component”, “divalent metal component”, and “titanium component” are included.
  • the glass substrate for an information recording medium of the present embodiment has the above-described configuration, and thus has an excellent effect of having a high Young's modulus, a small specific gravity, and excellent alkali durability. For this reason, since the glass substrate for information recording media of the present invention has good fluttering characteristics, it can be thinned and increased in diameter, and coupled with its low specific gravity, such as a hard disk drive device. This is particularly suitable when a large number of information recording apparatuses are mounted. Further, the glass substrate for information recording medium of the present invention is excellent in alkali durability, so that it is possible to achieve a high recording density.
  • the glass substrate for information recording medium of the present embodiment preferably has a disc shape, which makes it suitable for being assembled in an information recording apparatus such as a hard disk drive apparatus.
  • the size is not particularly limited.
  • the outer diameter is 0.8 inch, 1 inch, 1.8 inch, 2.5 inch, 3.5 inch, or more.
  • the thickness of the glass substrate for information recording medium of the present embodiment is preferably 0.635 mm or less. This is because it becomes easy to mount a large number of information recording devices such as a hard disk drive device. From the viewpoint of fluttering characteristics, the lower limit of the thickness is preferably 0.4 mm or more.
  • ⁇ Skeleton component> The glass composition of the present embodiment, a SiO 2 63 ⁇ 70% as a framework component, the Al 2 O 3 4 ⁇ 10% , the B 2 O 3 has 0-2%, and SiO 2 and Al 2 O 3 And the total amount of B 2 O 3 are required to be 67 to 82%.
  • the notation “SiO 2 + Al 2 O 3 + B 2 O 3 : 67 to 82%” means that the total amount of SiO 2 , Al 2 O 3 and B 2 O 3 is 67 to 82%. This is shown (hereinafter the same notation is agreed).
  • the mol% display is indicated by a range such as “63 to 70%”, for example, this range includes the upper and lower limit values, and in the above case, “63% or more and 70% or less”. Shall.
  • SiO 2 is a component that forms a glass skeleton (matrix). If the content is less than 63%, the glass structure becomes unstable and the chemical durability deteriorates, and the viscosity characteristic at the time of melting deteriorates, which impairs the moldability. On the other hand, if the content exceeds 70%, the meltability is deteriorated, the productivity is lowered, and sufficient rigidity cannot be obtained. Therefore, the content is made 63 to 70%. A more preferred range is 64 to 70%, and a further preferred range is 65 to 69%.
  • Al 2 O 3 is also a component that forms a glass skeleton, and contributes to improving the durability and strength and surface hardness of the glass.
  • the content needs to be 4 to 10%, preferably 5 to 9% or less.
  • B 2 O 3 has the effect of improving meltability and improving productivity, stabilizing the glass structure by entering the glass skeleton, and improving chemical durability.
  • B 2 O 3 tends to volatilize when melted, and the glass component ratio tends to become unstable.
  • the strength is lowered, the hardness is lowered, the glass substrate is easily damaged, the fracture toughness value is reduced, and the substrate tends to be damaged.
  • the content of B 2 O 3 needs to be 2% or less, and preferably 1% or less. It is also possible to compositions containing no B 2 O 3.
  • 0% in the content of B 2 O 3 of 0 to 2% means that an embodiment not containing B 2 O 3 can be included.
  • the notation of “0%” in the glass composition of the present embodiment is in agreement with this, and means that an aspect not including the component may be included.
  • the total amount of SiO 2 , Al 2 O 3 and B 2 O 3 is 67 to 82%. This is to stabilize the glass structure. If the total amount is less than 67%, the glass structure becomes unstable, and if it exceeds 82%, the viscosity characteristics at the time of melting deteriorate and the productivity decreases. A more preferred total amount is in the range of 70 to 80%, and a further preferred range is 72 to 77%.
  • the ratio of SiO 2 in the skeletal component is 0.85 to 0, such that 0.85 ⁇ SiO 2 / (SiO 2 + Al 2 O 3 + B 2 O 3 ) ⁇ 0.95. .95 in the range.
  • a high Young's modulus and a low specific gravity can be realized, and in particular, excellent chemical durability (alkali durability) can be realized. If this ratio is not satisfied, one or more of chemical durability (alkali durability), high Young's modulus, and low specific gravity are insufficient.
  • a more preferable ratio of SiO 2 is 0.87 to 0.95 (0.87 ⁇ SiO 2 / (SiO 2 + Al 2 O 3 + B 2 O 3 ) ⁇ 0.95), more preferably 0.87 to 0. .94 (0.87 ⁇ SiO 2 / (SiO 2 + Al 2 O 3 + B 2 O 3 ) ⁇ 0.94).
  • the notation such as “SiO 2 / (SiO 2 + Al 2 O 3 + B 2 O 3 )” is a component represented by a numerator in a component represented by a denominator.
  • Glass composition of the present embodiment is 3.5 to 10% Li 2 O as alkali components, the Na 2 O 3 ⁇ 8% of K 2 O has 0-2%, and Li 2 O and Na 2 It is necessary that the total amount of O and K 2 O is 8 to 20%.
  • Li 2 O has the effect of improving the Young's modulus, lowering the melting temperature of the glass, and further increasing the linear expansion coefficient. If the content is less than 3.5%, the Young's modulus cannot be sufficiently improved. If the content exceeds 10%, the elution amount increases and adversely affects the recording layer. A more preferred content is 4 to 9.5%, and even more preferred is 4.5 to 9%.
  • Na 2 O has the same effect as Li 2 O, and if its content is less than 3%, the melting temperature cannot be lowered sufficiently, and if it exceeds 8%, its elution amount increases. It adversely affects the recording layer.
  • a more preferable content is 3.5 to 7%, still more preferably 3.5 to 6%.
  • K 2 O has the same effect as Li 2 O.
  • the content exceeds 2%, the amount of elution increases and adversely affects the recording layer.
  • a more preferable content is 0.1 to 1.5%, but a composition containing no K 2 O can also be used.
  • the total amount of Li 2 O, Na 2 O and K 2 O needs to be 8 to 20%. If the content is less than 8%, the melting temperature cannot be lowered sufficiently. If the content exceeds 20%, the elution amount increases and adversely affects the recording layer.
  • a more preferable content is 8.5 to 18%, and further preferably 9 to 15%.
  • the ratio of Li 2 O in the alkali component is 0.3 to 0. 0, such that 0.3 ⁇ Li 2 O / (Li 2 O + Na 2 O + K 2 O) ⁇ 0.7. It is characterized by being in the range of 7. As a result, a high Young's modulus and a low specific gravity can be realized. If this ratio is not satisfied, one or more of the characteristics of high Young's modulus or low specific gravity will be insufficient.
  • the ratio of Li 2 O is more preferably 0.35 to 0.65 (0.35 ⁇ Li 2 O / (Li 2 O + Na 2 O + K 2 O) ⁇ 0.65), and further preferably 0.40 to 0.00. 64 (0.40 ⁇ Li 2 O / (Li 2 O + Na 2 O + K 2 O) ⁇ 0.64).
  • the glass composition of the present embodiment has 10-20% MgO, 0-2% CaO, 0-2% SrO, 0-2% BaO, 0-2% ZnO as divalent metal components.
  • the total amount of MgO, CaO, SrO, BaO and ZnO needs to be 10 to 28%.
  • MgO has the effect of increasing the rigidity and improving the meltability. If the content is less than 10%, sufficient effects cannot be obtained for improvement of rigidity and improvement of meltability. On the other hand, if the content exceeds 20%, the glass structure becomes unstable, and the melt productivity is lowered and the chemical durability is lowered. A more preferred range is 10.5 to 18%, and even more preferred is 11 to 16%.
  • CaO, SrO, BaO, and ZnO each have the effect of mainly improving the meltability, but if contained in a large amount, the glass structure is destabilized. For this reason, the content of each needs to be 2% or less, more preferably 1.5% or less. It is also possible to have a composition that does not contain these.
  • the total amount of MgO, CaO, SrO, BaO and ZnO needs to be 10 to 28%. If the total amount is less than 10%, the effect of increasing the rigidity and improving the meltability is insufficient, and if it exceeds 28%, the glass structure becomes unstable and the melt productivity is lowered and the chemical durability is lowered. It is. A more preferred total amount is 11 to 25%.
  • the ratio of MgO in the divalent metal component is in the range of 0.8 to 0.99, such that 0.8 ⁇ MgO / (MgO + CaO + SrO + BaO + ZnO) ⁇ 0.99. It is said. As a result, a high Young's modulus and a low specific gravity can be realized. If this ratio is not satisfied, one or more of the characteristics of high Young's modulus or low specific gravity will be insufficient.
  • a more preferable MgO ratio is 0.85 to 0.99 (0.85 ⁇ MgO / (MgO + CaO + SrO + BaO + ZnO) ⁇ 0.99), and more preferably 0.88 to 0.98 (0.88 ⁇ MgO / (MgO + CaO + SrO + BaO + ZnO). ) ⁇ 0.98).
  • the glass composition of the present embodiment contains 0.1 to 3% of TiO 2 as a titanium component.
  • TiO 2 has the effect of strengthening the glass structure and improving the rigidity while improving the chemical durability. If the content is less than 0.1%, sufficient effects cannot be obtained for improvement of rigidity and improvement of chemical durability. On the other hand, if the content exceeds 3%, the meltability is lowered and the productivity cannot be improved. A more preferred range is 0.5 to 2.5%, and even more preferred is 1 to 2%.
  • the glass composition of the present embodiment is expressed in mol%, Y 2 O 3 : 0 to 1% ZrO 2 : 0 to 2% La 2 O 3 : 0 to 1% Nb 2 O 5 : 0 to 1% Ta 2 O 5 : 0 to 1% CeO 2 : 0 to 1% SnO 2 : 0 to 1% Can be included.
  • These optional components mainly have the effect of improving the rigidity by making the glass structure firm.
  • These optional components can be used alone or in combination of two or more, but when two or more are used, there is no particular limitation, but the total amount is preferably 5.4% or less. . If it exceeds 5.4%, the surface hardness increases, it becomes difficult to reduce the surface roughness Ra, and there is a possibility that the liquid phase temperature is increased at the time of glass melting. .
  • the glass substrate for information recording medium of the present embodiment preferably has the following characteristics.
  • the glass substrate for information recording medium of the present embodiment preferably has a recording density of 600 Gbit / inch 2 or more.
  • the high recording density was made possible because of the alkali durability of the glass substrate for information recording medium of the present embodiment as described above. This is due to the improvement.
  • the Si elution amount is more preferably 130 ppb or less, and the lower the value, the better the alkali durability. Therefore, it is not necessary to define the lower limit value, and it is ideally 0.
  • the amount of Si elution can be measured by an inductively coupled plasma emission spectrometer (ICP-AES) or the like. This measurement method is common in this specification.
  • ICP-AES inductively coupled plasma emission spectrometer
  • ⁇ Change in arithmetic mean roughness Ra> When the glass substrate for information recording medium of this embodiment is immersed in an aqueous NaOH solution having a pH of 11 at 40 ° C. for 30 minutes, the amount of change in the arithmetic average roughness Ra before and after the immersion is 0.5 mm or less, and The change rate of the arithmetic average roughness Ra is preferably 30% or less.
  • the arithmetic average roughness Ra indicates the centerline average roughness defined by JIS B0601: 2001, and can be measured by an atomic force microscope (AFM) or the like.
  • the change rate of arithmetic average roughness Ra means the numerical value (%) which remove
  • the change amount of the arithmetic average roughness Ra is more preferably 0.3 mm or less, and the lower the value, the better the alkali durability. Therefore, it is not necessary to stipulate the lower limit value, and ideally Is 0.
  • the rate of change of the arithmetic average roughness Ra is more preferably 20% or less, and the lower the value, the better the alkali durability. Is 0.
  • the glass substrate for an information recording medium of the present embodiment preferably has a Young's modulus of 86 GPa or more and a specific gravity of 2.55 or less.
  • a motor spindle motor for rotating the glass substrate in the information recording apparatus can be used. The load can be reduced.
  • the Young's modulus is more preferably 88 GPa or more, and the larger the value, the better the fluttering characteristics. Therefore, there is no need to define the upper limit, but productivity (polishing processability) Therefore, the upper limit value is preferably 150 GPa or less.
  • the specific gravity is more preferably 2.5 or less, and the lower the value, the more the motor load can be reduced. Therefore, there is no need to define the lower limit value, but there is a trade-off between Young's modulus and trade-off.
  • the lower limit is preferably 2 or more because of the relationship.
  • the Young's modulus can be measured in accordance with the dynamic elastic modulus test method of the elastic test method of JIS R 1602 fine ceramics, and the specific gravity can be measured by Archimedes method.
  • the manufacturing method of the glass substrate for information recording media of this Embodiment does not have limitation in particular, A conventionally well-known manufacturing method can be used. For example, corresponding oxides, carbonates, nitrates, hydroxides, etc. are used as raw materials for each component of the glass composition constituting the glass substrate for information recording media, weighed to a desired ratio, and mixed well with powder And used as a blended raw material.
  • this prepared raw material is put into, for example, a platinum crucible in an electric furnace heated to 1300 to 1550 ° C., melted and refined, stirred and homogenized, cast into a preheated mold, and gradually cooled to glass It is considered as a block.
  • slow cooling is performed to remove strain.
  • the obtained glass block is sliced into a disk shape, and is cut out using a core drill with concentric inner and outer circumferences.
  • the molten glass is press-molded and formed into a disk shape.
  • the disk-shaped glass substrate thus obtained is further subjected to rough polishing and precision polishing on both sides, and then washed with at least one liquid of water, acid, and alkali to be used for a final information recording medium.
  • a glass substrate is used.
  • the glass substrate for information recording media of this Embodiment can also perform chemical strengthening with respect to the surface by replacement
  • chemical strengthening is performed, an ion exchange layer may remain on the surface portion, but the glass composition of the present embodiment is based on a portion other than the ion exchange layer.
  • the glass substrate for information recording medium of the present embodiment is manufactured by the manufacturing method as described above, and then a magnetic layer (magnetic film) as a recording layer is formed, and the information recording medium (magnetic recording medium) and Is done.
  • This information recording medium can be used by being incorporated in an information recording device such as a hard disk drive device.
  • Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 5 A predetermined amount of raw material powder was weighed into a platinum crucible so as to have the glass composition (components and ratios) shown in Tables 1 and 2, mixed, and then melted at 1550 ° C. in an electric furnace. After the raw materials were sufficiently dissolved, a platinum stirring blade was inserted into the glass melt and stirred for 1 hour. Thereafter, the stirring blade was taken out and allowed to stand for 30 minutes, and then the melt was poured into a jig to obtain a glass block. Thereafter, the glass block was held in the vicinity of the glass transition point of each glass for 2 hours, and then slowly cooled to remove strain.
  • the obtained glass block was sliced into a 2.5-inch disk shape having a thickness of 0.635 mm, and the inner and outer circumferences were concentrically cut out using a cutter. Then, both surfaces were subjected to rough polishing and precision polishing, followed by cleaning, thereby producing glass substrates for information recording media of Examples and Comparative Examples having the glass compositions shown in Tables 1 and 2. The following physical property evaluation was performed on the glass substrate for information recording medium thus produced. The results are shown in Table 3.
  • the Young's modulus of the glass substrate for information recording media of each Example and each Comparative Example was measured according to the dynamic elastic modulus test method of the elastic test method of JIS R 1602 fine ceramics.
  • the fluttering characteristics were correlated with the Young's modulus, and the fluttering characteristics improved when the Young's modulus was improved.
  • Si elution amount The glass substrates for information recording media of each Example and each Comparative Example were immersed for 30 minutes in 50 ml of a pH 11 NaOH aqueous solution at 40 ° C., and then an inductively coupled plasma emission spectrometer (ICP-AES) (trade name: “ The amount of Si elution in the eluate was measured using “SPS3520UV” manufactured by SII Nano Technology Co., Ltd. The smaller the Si elution amount, the better the alkali durability.
  • ICP-AES inductively coupled plasma emission spectrometer
  • ⁇ Amount of change and rate of change of arithmetic average roughness Ra> For the glass substrates for information recording media of each Example and each Comparative Example, the arithmetic average roughness Ra before and after being immersed in an aqueous NaOH solution at pH 11 of 40 ° C. for 30 minutes was measured, and the amount of change and the rate of change of Ra were measured.
  • the arithmetic average roughness Ra was measured with an atomic force microscope (AFM) (trade name: “Dimension 3100”, manufactured by Veeco) based on JIS B0601: 2001.
  • AFM atomic force microscope
  • Ra before immersion indicates the arithmetic average roughness Ra before immersion
  • Ra after immersion indicates the arithmetic average roughness Ra after immersion
  • Ra variation The amount of change in arithmetic average roughness Ra before and after immersion is shown
  • Ra change rate indicates the change rate of arithmetic average roughness Ra at that time. It shows that it is excellent in alkali durability, so that the rate of change is small.
  • the case where the amplitude at 5400 rpm is 12 nm or less is “A”
  • the case where the amplitude exceeds 12 nm and less than 16 nm is “B”
  • the case where the amplitude is 16 nm or more is “C”.
  • each information recording medium glass substrate was washed with a three-tank continuous washing machine containing one tank containing pH 11 NaOH, and then 0.05 ⁇ m thick Ni and Cr were added by a sputtering method.
  • An information recording medium was obtained by forming a magnetic layer made of a Co-based alloy.
  • SNR signal noise ratio
  • the signal-to-noise ratio was measured by evaluating the ground level strength of the signal of each information recording medium using a magnetic head having a thermal flying height variable element formed on the slider of the head. Specifically, the following conditions are adopted, and the signal ground level from the magnetic head is lower until just before the magnetic head contacts the surface of the information recording medium, and the higher the SNR (signal-to-noise ratio), the better the electromagnetic conversion characteristics.
  • SNR signal-to-noise ratio
  • the difference between this reference value and each SNR (signal-to-noise ratio) obtained above is “A” when ⁇ 0.1 db or more (including 0 or more), and less than ⁇ 0.1 db and ⁇ 0.3 db or more. “B”, less than ⁇ 0.3 db, ⁇ 0.5 db or more were evaluated as “C”, and less than ⁇ 0.5 db were evaluated as “D”. The evaluation shows that the variation in SNR (signal-to-noise ratio) is large in the order of “A”, “B”, “C”, “D”.
  • the glass substrate for information recording media of the present invention has an excellent effect of having a high Young's modulus, a low specific gravity, and excellent alkali durability. For this reason, since the glass substrate for information recording media of the present invention has good fluttering characteristics, it can be thinned and increased in diameter, and coupled with its low specific gravity, such as a hard disk drive device. It is apparent that the present invention is particularly suitable when a large number of information recording apparatuses are mounted, and that it is possible to achieve a high recording density because of excellent alkali durability.

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Abstract

 本発明の情報記録媒体用ガラス基板は、特定の構成成分の含有範囲を満たし、かつmol%表示で、SiO2+Al23+B23:67~82%、Li2O+Na2O+K2O:8~20%、MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO:10~28%となる条件を満たし、かつ0.85≦SiO2/(SiO2+Al23+B23)≦0.95、0.3≦Li2O/(Li2O+Na2O+K2O)≦0.7、および0.8≦MgO/(MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO)≦0.99という比を満たす、ガラス組成からなることを特徴とする。

Description

情報記録媒体用ガラス基板
 本発明は、情報記録媒体用ガラス基板に関する。
 磁気、光、または光磁気等を利用することによって、情報を記録媒体に記録する情報記録装置が知られている。このような情報記録装置は、その代表的なものとして、たとえば、ハードディスクドライブ(HDD)装置等が挙げられる。
 近年、ハードディスクドライブ装置においては、記録密度が高密度化されてきており、たとえば情報記録媒体(メディア)としてのガラス基板1枚で600Gbit/inch2以上という記録密度が達成されようとしている。また、ハードディスクドライブ装置を大容量化するために情報記録媒体用ガラス基板(以下、単に「ガラス基板」と記すこともある)の厚みを薄くすることによって多数枚搭載したり、情報記録媒体用ガラス基板自体を大径化するといった開発も進められている。
 一方、情報記録媒体用ガラス基板の厚みを薄くしたり、大径化する場合においても、その表面は高度な清浄性が要求され、特に高い記録密度を達成させるためには、その表面に磁性層が形成される前に極少量の微細パーティクルが付着することを防止する必要があり、このためアルカリ溶液を用いてガラス基板の表面をエッチングすることが行なわれている(特開2006-127624号公報(特許文献1))。
特開2006-127624号公報
 ガラス基板の厚みを薄くしたり、大径化するとフラッタリング特性が悪化する傾向を示す。フラッタリング特性とは、情報記録媒体を高速で回転させた場合の振幅量(面振れ)を意味し、フラッタリング特性が悪化するとは、その振幅量が増大することをいう。
 フラッタリング特性(振幅量)は、以下の理論式で示されるため、フラッタリング特性を良好とする(すなわち振幅量を減少させる)ためにはガラス基板のヤング率を向上させる必要がある。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 上記式中、aは情報記録媒体(ガラス基板)の外半径であり、νはポアソン比であり、Eはヤング率であり、ξは減衰係数であり、hは情報記録媒体(ガラス基板)の厚みであり、λは固有振動モードによる変数である。この場合、ガラス基板の外半径および厚みを一定にすれば、ポアソン比は化学組成による差があまりないため、フラッタリング特性は、最右辺により関係付けられる。
 また、情報記録装置にガラス基板を多数枚搭載したり、ガラス基板を大径化すると、ガラス基板を回転させるモーター(スピンドルモーター)の負荷が増大するため、この負荷を低減させるためには、ガラス基板の比重を小さくする必要がある。しかしながら、上記のようにヤング率を向上させると、一般的に比重は大きくなる傾向を示すため、これら両者はトレードオフの関係にある。したがって、この関係を克服し、ヤング率の向上と比重の低減との両立が求められている。
 また、記録密度を向上させるために行なわれる上記のアルカリ溶液を用いたガラス基板表面のエッチングにより、ガラス基板の表面粗さが悪化すると、ガラス基板のシグナルノイズ比(信号対雑音比(SNR)ともいう)が低下するという問題がある。このため、高い記録密度を達成させるためには、ガラス基板のアルカリ耐久性を向上させる必要がある。
 本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、高いヤング率を有するとともに、比重が小さくかつアルカリ耐久性に優れた情報記録媒体用ガラス基板を提供することにある。
 本発明の情報記録媒体用ガラス基板は、
 mol%表示で、
SiO2:63~70%
Al23:4~10%
23:0~2%
Li2O:3.5~10%
Na2O:3~8%
2O:0~2%
MgO:10~20%
CaO:0~2%
SrO:0~2%
BaO:0~2%
ZnO:0~2%
TiO2:0.1~3%
となる含有範囲を満たし、かつ
 mol%表示で、
SiO2+Al23+B23:67~82%
Li2O+Na2O+K2O:8~20%
MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO:10~28%
となる条件を満たし、かつ
0.85≦SiO2/(SiO2+Al23+B23)≦0.95、
0.3≦Li2O/(Li2O+Na2O+K2O)≦0.7、および
0.8≦MgO/(MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO)≦0.99
という比(「モル比率」を示す)を満たす、ガラス組成からなることを特徴とする。
 ここで、該比は、
0.87≦SiO2/(SiO2+Al23+B23)≦0.95、
0.35≦Li2O/(Li2O+Na2O+K2O)≦0.65、および
0.85≦MgO/(MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO)≦0.99
であることが好ましい。
 また、該情報記録媒体用ガラス基板は、記録密度が600Gbit/inch2以上であることが好ましく、その厚みが0.635mm以下であることが好ましい。
 また、該情報記録媒体用ガラス基板は、40℃のpH11のNaOH水溶液50ml中に30分間浸漬させた場合、Si溶出量が150ppb以下であることが好ましく、また、40℃のpH11のNaOH水溶液に30分間浸漬させた場合、その浸漬の前後における算術平均粗さRaの変化量が0.5Å以下であり、かつ算術平均粗さRaの変化率が30%以下であることが好ましい。
 また、該情報記録媒体用ガラス基板は、ヤング率が86GPa以上であり、かつ比重が2.55以下であることが好ましい。
 本発明の情報記録媒体用ガラス基板は、高いヤング率を有するとともに、比重が小さくかつアルカリ耐久性に優れるという優れた効果を有する。このため、本発明の情報記録媒体用ガラス基板は、フラッタリング特性が良好となることから、薄板化や大径化が可能であるとともに、比重が小さいことと相俟ってハードディスクドライブ装置等の情報記録装置に多数枚搭載する場合に特に適したものとなる。また、本発明の情報記録媒体用ガラス基板は、アルカリ耐久性に優れることから高い記録密度を達成することが可能となったものである。
 以下、本発明に係わる実施の形態について、さらに詳細に説明する。
 <情報記録媒体用ガラス基板>
 本実施の形態の情報記録媒体用ガラス基板は、ハードディスクドライブ装置等の情報記録装置における情報記録媒体用の基板として用いられるものであり、mol%表示で、
SiO2:63~70%
Al23:4~10%
23:0~2%
Li2O:3.5~10%
Na2O:3~8%
2O:0~2%
MgO:10~20%
CaO:0~2%
SrO:0~2%
BaO:0~2%
ZnO:0~2%
TiO2:0.1~3%
となる含有範囲を満たし、かつ
 mol%表示で、
SiO2+Al23+B23:67~82%
Li2O+Na2O+K2O:8~20%
MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO:10~28%
となる条件を満たし、かつ
0.85≦SiO2/(SiO2+Al23+B23)≦0.95、
0.3≦Li2O/(Li2O+Na2O+K2O)≦0.7、および
0.8≦MgO/(MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO)≦0.99
という比を満たす、ガラス組成からなることを特徴とする。
 ここで、本実施の形態においては、ガラス組成に関し特に断らない限り「%」表示は「mol%」(「モル%」)を示すものとする。また、「SiO2+Al23+B23」等のような化学式の加算表記は、そのような化学式で示される成分の合計量を示すものとする。たとえば、「SiO2+Al23+B23」とは、SiO2とAl23とB23との合計量を示し、上記の場合その合計量が67~82mol%となることを示す。
 また、便宜上、上記ガラス組成中、SiO2、Al23、B23を「骨格成分」といい、Li2O、Na2O、K2Oを「アルカリ成分」といい、MgO、CaO、SrO、BaO、ZnOを「2価金属成分」といい、TiO2を「チタン成分」というものとする。本実施の形態のガラス組成は、このような「骨格成分」、「アルカリ成分」、「2価金属成分」、および「チタン成分」を含む限り、他の任意成分を含むことができる。
 本実施の形態の情報記録媒体用ガラス基板は、上記の構成を有することにより、高いヤング率を有するとともに、比重が小さくかつアルカリ耐久性に優れるという優れた効果を示す。このため、本発明の情報記録媒体用ガラス基板は、フラッタリング特性が良好となることから、薄板化や大径化が可能であるとともに、比重が小さいことと相俟ってハードディスクドライブ装置等の情報記録装置に多数枚搭載する場合に特に適したものとなる。また、本発明の情報記録媒体用ガラス基板は、アルカリ耐久性に優れることから高い記録密度を達成することが可能となったものである。
 上記のような優れた効果は、当該ガラス組成を構成する各成分の以下に説明する作用が相乗的に奏されることにより達成されるものである。
 なお、本実施の形態の情報記録媒体用ガラス基板は、円盤状の形状を有することが好ましく、これによりハードディスクドライブ装置等の情報記録装置に組み付けられるのに適したものとなる。なお、円盤状の形状とする場合、その大きさは特に限定されず、たとえば、外径が0.8インチ、1インチ、1.8インチ、2.5インチ、3.5インチ、あるいはそれ以上の大径ディスクとすることもでき、またその厚みは2.2mm、2mm、1mm、0.8mm、0.635mm、0.3mm、あるいはそれ以下といった薄型とすることもできる。
 特に本実施の形態の情報記録媒体用ガラス基板は、その厚みが0.635mm以下とすることが好ましい。これにより、ハードディスクドライブ装置等の情報記録装置に多数枚搭載することが容易となるためである。なお、フラッタリング特性という観点から、その厚みの下限は0.4mm以上とすることが好ましい。
 <ガラス組成>
 本実施の形態のガラス組成を構成する各構成成分について以下説明する。
 <骨格成分>
 本実施の形態のガラス組成は、骨格成分としてSiO2を63~70%、Al23を4~10%、B23を0~2%有し、かつSiO2とAl23とB23との合計量が67~82%であることを要する。なお、前述の通り、「SiO2+Al23+B23:67~82%」との表記は、SiO2とAl23とB23との合計量が67~82%であることを示す(以下、同様の表記において同意とする)。また、mol%表示を、たとえば「63~70%」というように範囲で示す場合、この範囲は上限および下限の数値を含むものとし、上記の場合「63%以上70%以下」であることを示すものとする。
 まず、SiO2はガラスの骨格(マトリックス)を形成する成分である。その含有量が63%未満では、ガラスの構造が不安定となり化学的耐久性が劣化するとともに、溶融時の粘性特性が悪くなり成形性に支障を来す。一方含有量が70%を超えると、溶融性が悪くなり生産性が低下するとともに、十分な剛性が得られなくなる。そこで含有量を63~70%の範囲とした。より好ましい範囲は64~70%であり、さらに好ましい範囲は65~69%である。
 また、Al23もガラスの骨格を形成する成分であり、ガラスの耐久性向上や強度および表面硬度の向上に資するものである。しかし、それゆえガラス基板を表面研磨加工して表面粗さRaを小さくする場合において、それを困難にする傾向を示す。このため、その含有量を4~10%とする必要があり、好ましくは5~9%以下である。
 また、B23は溶融性を改善し生産性を向上させるとともに、ガラスの骨格中に入りガラス構造を安定化させ、化学的耐久性を向上させる効果を奏する。しかしながら、B23は溶融時に揮発しやすく、ガラス成分比率が不安定になりやすい。また、強度を低下させるため硬度が低くなり、ガラス基板に傷が入りやすくなるとともに、破壊靭性値が小さくなり、基板が破損しやすい傾向を示す。このため、B23の含有量は、2%以下にする必要があり、好ましくは1%以下である。また、B23を含まない組成とすることもできる。上記において、B23の含有量0~2%における0%とは、B23を含まない態様を含み得ることを意味する。なお、本実施の形態のガラス組成における「0%」の表記は、これと同意であり、その成分を含まない態様を含み得ることを意味する。
 また、SiO2とAl23とB23との合計量が67~82%であることを要する。これは、ガラスの構造を安定化させるためである。この合計量が67%未満では、ガラス構造が不安定化し、また82%を超えると、溶融時の粘性特性が悪化し生産性が低下する。より好ましい合計量は70~80%の範囲であり、さらに好ましい範囲は72~77%である。
 そして、本実施の形態では、0.85≦SiO2/(SiO2+Al23+B23)≦0.95というように、骨格成分中に占めるSiO2の比を0.85~0.95の範囲とすることを特徴としている。これにより、高ヤング率、低比重を実現することが可能となったとともに、とりわけ優れた化学的耐久性(アルカリ耐久性)の実現が可能となったものである。この比を満たさない場合、化学的耐久性(アルカリ耐久性)、高ヤング率、低比重のうちいずれか一以上の特性が不十分なものとなる。
 より好ましいSiO2の比は0.87~0.95(0.87≦SiO2/(SiO2+Al23+B23)≦0.95)であり、さらに好ましくは0.87~0.94(0.87≦SiO2/(SiO2+Al23+B23)≦0.94)である。
 なお、上記からも明らかなように、本実施の形態において「SiO2/(SiO2+Al23+B23)」のような表記は、分母で示される成分中における分子で示される成分の比率(比)を示すものとする。
 <アルカリ成分>
 本実施の形態のガラス組成は、アルカリ成分としてLi2Oを3.5~10%、Na2Oを3~8%、K2Oを0~2%有し、かつLi2OとNa2OとK2Oとの合計量が8~20%であることを要する。
 Li2Oは、ヤング率を向上させ、ガラスの溶融温度を低下させる作用を有し、さらに線膨張係数を増大させる効果を奏する。その含有量が3.5%未満では十分にヤング率を向上させることができず、10%を超えると、その溶出量が増大し記録層に悪影響を及ぼす。より好ましい含有量は、4~9.5%であり、さらに好ましくは4.5~9%である。
 Na2Oは、上記Li2Oと同様の作用効果を有し、その含有量が3%未満では十分に溶融温度を低下させることができず、8%を超えると、その溶出量が増大し記録層に悪影響を及ぼす。より好ましい含有量は、3.5~7%であり、さらに好ましくは3.5~6%である。
 K2Oは、上記Li2Oと同様の作用効果を有し、その含有量が2%を超えると、その溶出量が増大し記録層に悪影響を及ぼす。より好ましい含有量は、0.1~1.5%であるが、K2Oを含まない組成とすることもできる。
 また、Li2OとNa2OとK2Oとの合計量は8~20%であることを要する。その含有量が8%未満では十分に溶融温度を低下させることができず、20%を超えると、その溶出量が増大し記録層に悪影響を及ぼす。より好ましい含有量は、8.5~18%であり、さらに好ましくは9~15%である。
 そして、本実施の形態では、0.3≦Li2O/(Li2O+Na2O+K2O)≦0.7というように、アルカリ成分中に占めるLi2Oの比を0.3~0.7の範囲とすることを特徴としている。これにより、高ヤング率、低比重を実現することが可能となったものである。この比を満たさない場合、高ヤング率または低比重のうちいずれか一以上の特性が不十分なものとなる。
 より好ましいLi2Oの比は0.35~0.65(0.35≦Li2O/(Li2O+Na2O+K2O)≦0.65)であり、さらに好ましくは0.40~0.64(0.40≦Li2O/(Li2O+Na2O+K2O)≦0.64)である。
 <2価金属成分>
 本実施の形態のガラス組成は、2価金属成分として、MgOを10~20%、CaOを0~2%、SrOを0~2%、BaOを0~2%、ZnOを0~2%有し、かつMgOとCaOとSrOとBaOとZnOとの合計量が10~28%であることを要する。
 MgOは、剛性を上げるとともに溶融性を改善する効果を奏する。その含有量が10%未満では剛性の向上および溶融性の改善に対し十分な効果が奏されない。他方、含有量が20%を超えるとガラス構造が不安定となり、溶融生産性が低下するとともに化学的耐久性が低下する。より好ましい範囲は10.5~18%であり、さらに好ましくは11~16%である。
 CaO、SrO、BaO、ZnOは、それぞれ主として溶融性を向上させる作用を奏するが、多量に含有するとガラス構造を不安定化させる。このため、その含有量は各々2%以下とすることを要し、より好ましくは各々1.5%以下である。これらを含まない組成とすることも可能である。
 また、MgOとCaOとSrOとBaOとZnOとの合計量が10~28%であることを要する。この合計量が10%未満では剛性を上げると共に溶融性を改善する効果が不十分となり、他方28%を超えるとガラス構造が不安定となり溶融生産性が低下するとともに化学的耐久性が低下するからである。より好ましい合計量は11~25%である。
 そして、本実施の形態では、0.8≦MgO/(MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO)≦0.99というように、2価金属成分中に占めるMgOの比を0.8~0.99の範囲とすることを特徴としている。これにより、高ヤング率、低比重を実現することが可能となったものである。この比を満たさない場合、高ヤング率または低比重のうちいずれか一以上の特性が不十分なものとなる。
 より好ましいMgOの比は0.85~0.99(0.85≦MgO/(MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO)≦0.99)であり、さらに好ましくは0.88~0.98(0.88≦MgO/(MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO)≦0.98)である。
 <チタン成分>
 本実施の形態のガラス組成は、チタン成分としてTiO2を0.1~3%含有する。TiO2は、ガラスの構造を強固にし剛性を向上させるとともに化学的耐久性を向上させる効果を奏する。その含有量が0.1%未満では剛性の向上および化学的耐久性の向上に対し十分な効果が奏されない。他方、含有量が3%を超えると溶融性が低下し生産性を向上させることができない。より好ましい範囲は0.5~2.5%であり、さらに好ましくは1~2%である。
 <任意成分>
 本実施の形態のガラス組成は、mol%表示で、
23:0~1%
ZrO2:0~2%
La23:0~1%
Nb25:0~1%
Ta25:0~1%
CeO2:0~1%
SnO2:0~1%
となる任意成分を含むことができる。これらの任意成分は、主としてガラスの構造を堅固にし剛性を向上させる効果を奏する。これらの任意成分は、各単独であるいは2種以上のものを使用できるが、2種以上のものを使用する場合は、特に限定はされないがその合計量を5.4%以下とすることが好ましい。5.4%を超えると、表面硬度が上昇し、表面粗さRaを小さくすることが困難になり、また、ガラス溶融時における液相温度の上昇を招くという不都合を生じる場合があるからである。
 <諸特性>
 本実施の形態の情報記録媒体用ガラス基板は、以下のような諸特性を有していることが好ましい。
 <記録密度>
 本実施の形態の情報記録媒体用ガラス基板は、記録密度が600Gbit/inch2以上であることが好ましい。高い記録密度が要請されることに応えたものであるが、このように高い記録密度が可能となったのは、上述のように本実施の形態の情報記録媒体用ガラス基板のアルカリ耐久性が向上したことによるものである。
 上記記録密度は、640Gbit/inch2以上であることがより好ましい。
 <Si溶出量>
 本実施の形態の情報記録媒体用ガラス基板は、40℃のpH11のNaOH水溶液50ml中に30分間浸漬させた場合、Si溶出量が150ppb以下であることが好ましい。Siの溶出量をこのように規定することにより、その表面に磁性層が形成される前にアルカリ溶液を用いてガラス基板の表面がエッチングされる場合においても、表面粗さが悪化することがなく、極めて優れたアルカリ耐久性を示したものとなる。したがって、Si溶出量をこのように規定することにより、シグナルノイズ比の低下を防止することができ、高い記録密度を達成することが可能となる。
 Si溶出量は、より好ましくは130ppb以下であり、その数値が低くなればなるほどアルカリ耐久性は良好となるため、その下限値をあえて規定する必要はなく、理想的には0である。
 なお、Si溶出量は、誘導結合プラズマ発光分光分析装置(ICP-AES)等により測定することができる。この測定方法は、本願明細書において共通である。
 <算術平均粗さRaの変化量>
 本実施の形態の情報記録媒体用ガラス基板は、40℃のpH11のNaOH水溶液に30分間浸漬させた場合、その浸漬の前後における算術平均粗さRaの変化量が0.5Å以下であり、かつ算術平均粗さRaの変化率が30%以下であることが好ましい。情報記録媒体用ガラス基板の表面の算術平均粗さRaの変化量および変化率をこのように規定することにより、その表面に磁性層が形成される前にアルカリ溶液を用いてガラス基板の表面がエッチングされる場合においても、表面粗さが悪化することがなく、極めて優れたアルカリ耐久性を示したものとなる。したがって、算術平均粗さRaの変化量および変化率をこのように規定することにより、シグナルノイズ比の低下を防止することができ、高い記録密度を達成することが可能となる。
 ここで、算術平均粗さRaとは、JIS B0601:2001で規定される中心線平均粗さを示し、原子間力顕微鏡(AFM)等により測定することができる。なお、算術平均粗さRaの変化率とは、上記の変化量を浸漬前の算術平均粗さRaで除した数値(%)を意味する。
 算術平均粗さRaの変化量は、より好ましくは0.3Å以下であり、その数値が小さくなればなるほどアルカリ耐久性は良好となるため、その下限値をあえて規定する必要はなく、理想的には0である。
 また算術平均粗さRaの変化率は、より好ましくは20%以下であり、その数値が低くなればなるほどアルカリ耐久性は良好となるため、その下限値をあえて規定する必要はなく、理想的には0である。
 <ヤング率および比重>
 本実施の形態の情報記録媒体用ガラス基板は、ヤング率が86GPa以上であり、かつ比重が2.55以下であることが好ましい。ヤング率をこのように規定することにより、フラッタリング特性を良好なものとすることができ、また比重をこのように規定したことにより、情報記録装置においてガラス基板を回転させるモーター(スピンドルモーター)の負荷を低減させることができる。
 上記ヤング率は、より好ましくは88GPa以上であり、その数値が大きくなればなるほどフラッタリング特性は良好なものとなるため、その上限値をあえて規定する必要はないが、生産性(研磨加工性)という観点からその上限値は150GPa以下とすることが好ましい。
 上記比重は、より好ましくは2.5以下であり、その数値が小さくなればなるほどモーターの負荷を低減させることができるため、その下限値をあえて規定する必要はないが、ヤング率とトレードオフの関係にあることからその下限値は2以上とすることが好ましい。
 なお、上記ヤング率は、JIS R 1602ファインセラミックスの弾性試験方法の動的弾性率試験方法に準じて測定することができ、また比重は、アルキメデス法により測定することができる。
 <製造方法>
 本実施の形態の情報記録媒体用ガラス基板の製造方法は、特に限定はなく従来公知の製造方法を用いることができる。たとえば、情報記録媒体用ガラス基板を構成するガラス組成の各成分の原料として各々相当する酸化物、炭酸塩、硝酸塩、水酸化物等が使用され、所望の割合に秤量され、粉末で充分に混合して調合原料とされる。
 そして、この調合原料が、たとえば1300~1550℃に加熱された電気炉中の白金坩堝等に投入され、溶融清澄後、撹拌均質化して予め加熱された鋳型に鋳込まれ、徐冷してガラスブロックとされる。次に、ガラス転移点付近の温度で1~3時間保持された後に、徐冷して歪み取りが行なわれる。
 続いて、この得られたガラスブロックは、円盤形状にスライスされて、内周および外周を同心円としてコアドリルを用いて切り出される。あるいは、溶融ガラスをプレス成形して円盤状に成形される。そして、このようにして得られた円盤状のガラス基板は、さらにその両面を粗研磨および精密研磨された後、水、酸、アルカリの少なくとも1つの液で洗浄されて最終的な情報記録媒体用ガラス基板とされる。
 なお、本実施の形態の情報記録媒体用ガラス基板は、上記の製造工程において、アルカリ金属イオンの交換によりその表面に対し化学強化を施すこともできる。化学強化が施された場合、表面部にイオン交換層が残存することがあるが、本実施の形態のガラス組成はイオン交換層以外の部分を基準とするものとする。
 なお、本実施の形態の情報記録媒体用ガラス基板は、上記のような製造方法により製造された後、記録層としての磁性層(磁性膜)が形成され、情報記録媒体(磁気記録媒体)とされる。この情報記録媒体は、ハードディスクドライブ装置等の情報記録装置に組み込んで使用することができる。
 以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
 <実施例1~10および比較例1~5>
 表1~表2に示したガラス組成(構成成分および比)となるように、所定量の原料粉末を白金るつぼに秤量して入れ、混合した後、電気炉中で1550℃で溶解した。原料が充分に溶解した後、白金製の撹拌羽をガラス融液に挿入し、1時間撹拌した。その後、撹拌羽を取り出し、30分間静置した後、治具に融液を流しこむことによってガラスブロックを得た。その後、各ガラスのガラス転移点付近でガラスブロックを2時間保持した後、徐冷して歪取りを行なった。
 得られたガラスブロックを厚み0.635mmの2.5インチの円盤形状にスライスし、内周、外周を同心円としてカッターを用いて切り出した。そして、両面を粗研磨および精密研磨を行ない、その後洗浄を行なうことにより、表1~表2に示したガラス組成を有する実施例および比較例の情報記録媒体用ガラス基板を作製した。このようにして作製した情報記録媒体用ガラス基板について下記物性評価を行なった。その結果を表3に示す。
 なお、表1~表2中、「FM」とは「SiO2+Al23+B23」を示し、「R2O」とは「Li2O+Na2O+K2O」を示し、「RO」とは「MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO」を示し、「SiO2/FM」とは「SiO2/(SiO2+Al23+B23)」を示し、「Li2O/R2O」とは「Li2O/(Li2O+Na2O+K2O)」を示し、「MgO/RO」とは「MgO/(MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO)」を示す。
 <ヤング率>
 各実施例および各比較例の情報記録媒体用ガラス基板のヤング率は、JIS R 1602ファインセラミックスの弾性試験方法の動的弾性率試験方法に準じて測定した。フラッタリング特性はヤング率と相関がみられ、ヤング率を向上させるとフラッタリング特性は向上した。
 <比重>
 各実施例および各比較例の情報記録媒体用ガラス基板の比重は、アルキメデス法により測定した。
 <Si溶出量>
 各実施例および各比較例の情報記録媒体用ガラス基板を、40℃のpH11のNaOH水溶液50ml中に30分間浸漬させた後、誘導結合プラズマ発光分光分析装置(ICP-AES)(商品名:「SPS3520UV」、エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製)を用いて、溶出液中のSi溶出量を測定した。Si溶出量が少ないものほど、アルカリ耐久性に優れていることを示す。
 <算術平均粗さRaの変化量および変化率>
 各実施例および各比較例の情報記録媒体用ガラス基板について、40℃のpH11のNaOH水溶液に30分間浸漬させる前後の算術平均粗さRaを測定し、Raの変化量および変化率を測定した。なお、算術平均粗さRaは、JIS B0601:2001に基づき、原子間力顕微鏡(AFM)(商品名:「Dimension 3100」、Veeco社製)により測定した。
 表3中、「浸漬前Ra」とは上記浸漬前の算術平均粗さRaを示し、「浸漬後Ra」とは上記浸漬後の算術平均粗さRaを示し、「Ra変化量」とは上記浸漬前後の算術平均粗さRaの変化量を示し、「Ra変化率」とはその際の算術平均粗さRaの変化率を示す。その変化率が小さいほど、アルカリ耐久性に優れていることを示す。
 <フラッタリング評価>
 各実施例および各比較例の情報記録媒体用ガラス基板を用いて、レーザードップラー振動計(商品名:「OFV552」、Polytec社製)により回転数を4200rpm~15000rpmに変えながら面振れの振幅を測定した。測定位置は、各ガラス基板の最外周から内側に1.5mm離れた地点とした。振幅が小さいものほど、フラッタリング特性が良好であることを示す。表3中の「フラッタリング」は、このフラッタリング評価を示している。理論式通り、ヤング率の高いものは、フラッタリング特性も良好であった。
 なお、本評価では、5400rpmでの振幅が12nm以下の場合を「A」、12nmを超え16nm未満の場合を「B」、16nm以上の場合を「C」とした。
 <SNR評価>
 上記で得た各実施例の情報記録媒体用ガラス基板および各比較例の情報記録媒体用ガラス基板に対して、同じ磁性層を以下のようにして形成した。
 すなわち、各情報記録媒体用ガラス基板の主表面に対し、pH11のNaOHを含む槽を1槽含む3槽連続洗浄機で洗浄した後、スパッタリング法により、厚み0.05μmのNi、Crを加えたCo系合金からなる磁性層を形成することにより、情報記録媒体を得た。
 そして、このようにして得られた各情報記録媒体を用いて、以下のようにしてSNR(シグナルノイズ比)を測定した。
 すなわち、熱式浮上量可変素子がヘッドのスライダに形成された磁気ヘッドを用いて、各情報記録媒体のシグナルのグランドレベル強度の評価を行なうことによりシグナルノイズ比を測定した。具体的には、以下の条件を採用し、磁気ヘッドが情報記録媒体の表面に接触する直前まで磁気ヘッドからのシグナルグランドレベルが低く、SNR(シグナルノイズ比)が高いほど電磁変換特性に優れていることを示す。
 <条件>
基板回転数:7200回転/分
測定位置:半径22.4mm
評価ヘッド:熱式浮上量可変素子内蔵型MRヘッド
ヘッド浮上高さの可変量:1nm/10mW
 そして該評価は、SNR(シグナルノイズ比)の基準値に対する相対比較量の多寡で評価を行なった。ここで、基準値は以下のものとした。
基準値:以下の組成で実施例および比較例と同様の方法でガラス基板を作製し、かつ磁性層を形成することにより情報記録媒体を得た。
SiO2:67%
Al23:9%
MgO:4%
2O:0.7%
Na2O:11.3%
Li2O:8%
(モル%表示)
 そして、このようして作製された情報記録媒体100枚のSNR(シグナルノイズ比)を上記の条件で測定し、その平均値を基準値とした。
 そして、この基準値と上記で得られた各SNR(シグナルノイズ比)との差異が、-0.1db以上(0以上も含む)は「A」、-0.1db未満-0.3db以上は「B」、-0.3db未満-0.5db以上は「C」、-0.5db未満は「D」として評価した。該評価は、「A」、「B」、「C」、「D」の順に従って、SNR(シグナルノイズ比)のバラツキが大きいことを示す。
 磁性層形成前にアルカリ洗剤で洗浄するため、シグナルノイズ比のバラツキとアルカリ耐久性とは相関がみられた。シグナルノイズ比のバラツキの小さいものほど、アルカリ耐久性に優れていることを示した。その結果を、表3中の「SNR評価」の項に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 上記の表3より明らかなように、本発明の情報記録媒体用ガラス基板は、高いヤング率を有するとともに、比重が小さくかつアルカリ耐久性に優れるという優れた効果を示す。このため、本発明の情報記録媒体用ガラス基板は、フラッタリング特性が良好となることから、薄板化や大径化が可能であるとともに、比重が小さいことと相俟ってハードディスクドライブ装置等の情報記録装置に多数枚搭載する場合に特に適したものとなり、また、アルカリ耐久性に優れることから高い記録密度を達成することが可能となったものであることは明らかである。
 以上のように本発明の実施の形態および実施例について説明を行なったが、上述の各実施の形態および実施例の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。
 今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

Claims (7)

  1.  mol%表示で、
    SiO2:63~70%
    Al23:4~10%
    23:0~2%
    Li2O:3.5~10%
    Na2O:3~8%
    2O:0~2%
    MgO:10~20%
    CaO:0~2%
    SrO:0~2%
    BaO:0~2%
    ZnO:0~2%
    TiO2:0.1~3%
    となる含有範囲を満たし、かつ
     mol%表示で、
    SiO2+Al23+B23:67~82%
    Li2O+Na2O+K2O:8~20%
    MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO:10~28%
    となる条件を満たし、かつ
    0.85≦SiO2/(SiO2+Al23+B23)≦0.95、
    0.3≦Li2O/(Li2O+Na2O+K2O)≦0.7、および
    0.8≦MgO/(MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO)≦0.99
    という比を満たす、ガラス組成からなる情報記録媒体用ガラス基板。
  2.  前記比は、
    0.87≦SiO2/(SiO2+Al23+B23)≦0.95、
    0.35≦Li2O/(Li2O+Na2O+K2O)≦0.65、および
    0.85≦MgO/(MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO)≦0.99
    である、請求項1に記載の情報記録媒体用ガラス基板。
  3.  前記情報記録媒体用ガラス基板は、記録密度が600Gbit/inch2以上である、請求項1または2に記載の情報記録媒体用ガラス基板。
  4.  前記情報記録媒体用ガラス基板は、その厚みが0.635mm以下である、請求項1~3のいずれかに記載の情報記録媒体用ガラス基板。
  5.  前記情報記録媒体用ガラス基板は、40℃のpH11のNaOH水溶液50ml中に30分間浸漬させた場合、Si溶出量が150ppb以下である、請求項1~4のいずれかに記載の情報記録媒体用ガラス基板。
  6.  前記情報記録媒体用ガラス基板は、40℃のpH11のNaOH水溶液に30分間浸漬させた場合、その浸漬の前後における算術平均粗さRaの変化量が0.5Å以下であり、かつ算術平均粗さRaの変化率が30%以下である、請求項1~5のいずれかに記載の情報記録媒体用ガラス基板。
  7.  前記情報記録媒体用ガラス基板は、ヤング率が86GPa以上であり、かつ比重が2.55以下である、請求項1~6のいずれかに記載の情報記録媒体用ガラス基板。
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