(57)【要約】本発明は、モル％表示にて、ＳｉＯ2を５６〜７５％、Ａｌ2Ｏ3を１〜１１％、Ｌｉ2Ｏを０％超４％以下、Ｎａ2Ｏを１％以上１５％未満、Ｋ2Ｏを０％以上３％未満、含み、かつＢａＯを実質的に含まず、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏの合計含有量が６〜１５％、モル比（Ｌｉ2Ｏ／Ｎａ2Ｏ）が０．５０未満、モル比｛Ｋ2Ｏ／（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）｝が０．１３以下、ＭｇＯ、ＣａＯおよびＳｒＯの合計含有量が１０〜３０％の範囲、ＭｇＯおよびＣａＯの合計含有量が１０〜３０％の範囲、モル比｛（ＭｇＯ＋ＣａＯ）／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ）｝が０．８６以上、上記アルカリ金属酸化物およびアルカリ土類金属酸化物の合計含有量が２０〜４０％、モル比｛（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋Ｌｉ2Ｏ）／（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ）が０．５０以上、ＺｒＯ2、ＴｉＯ2、Ｙ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｎｂ2Ｏ5およびＴａ2Ｏ5の合計含有量が０％超かつ１０％以下、モル比｛(ＺｒＯ2＋ＴｉＯ2＋Ｙ2Ｏ3＋Ｌａ2Ｏ3＋Ｇｄ2Ｏ3＋Ｎｂ2Ｏ5＋Ｔａ2Ｏ5)／Ａｌ2Ｏ3｝が０．４０以上、ガラス転移温度が６００℃以上、１００〜３００℃における平均線膨張係数が７０×１０-7／℃以上、かつヤング率が８０ＧＰａ以上であるガラスからなる磁気記録媒体用ガラス基板に関する。
2012057338.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モル％表示にて、
ＳｉＯ2を５６〜７５％、
Ａｌ2Ｏ3を１〜１１％、
Ｌｉ2Ｏを０％超かつ４％以下、
Ｎａ2Ｏを１％以上かつ１５％未満、
Ｋ2Ｏを０％以上かつ３％未満、
含み、かつＢａＯを実質的に含まず、
Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏからなる群から選ばれるアルカリ金属酸化物の合計含有量が６〜１５％の範囲であり、
Ｎａ2Ｏ含有量に対するＬｉ2Ｏ含有量のモル比（Ｌｉ2Ｏ／Ｎａ2Ｏ）が０．５０未満であり、
上記アルカリ金属酸化物の合計含有量に対するＫ2Ｏ含有量のモル比｛Ｋ2Ｏ／（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）｝が０．１３以下であり、
ＭｇＯ、ＣａＯおよびＳｒＯからなる群から選ばれるアルカリ土類金属酸化物の合計含有量が１０〜３０％の範囲であり、
ＭｇＯおよびＣａＯの合計含有量が１０〜３０％の範囲であり、
上記アルカリ土類金属酸化物の合計含有量に対するＭｇＯおよびＣａＯの合計含有量のモル比｛（ＭｇＯ＋ＣａＯ）／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ）｝が０．８６以上であり、
上記アルカリ金属酸化物およびアルカリ土類金属酸化物の合計含有量が２０〜４０％の範囲であり、
上記アルカリ金属酸化物およびアルカリ土類金属酸化物の合計含有量に対するＭｇＯ、ＣａＯおよびＬｉ2Ｏの合計含有量のモル比｛（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋Ｌｉ2Ｏ）／（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ）が０．５０以上であり、
ＺｒＯ2、ＴｉＯ2、Ｙ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｎｂ2Ｏ5およびＴａ2Ｏ5からなる群から選ばれる酸化物の合計含有量が０％超かつ１０％以下であり、
Ａｌ2Ｏ3含有量に対する上記酸化物の合計含有量のモル比｛(ＺｒＯ2＋ＴｉＯ2＋Ｙ2Ｏ3＋Ｌａ2Ｏ3＋Ｇｄ2Ｏ3＋Ｎｂ2Ｏ5＋Ｔａ2Ｏ5)／Ａｌ2Ｏ3｝が０．４０以上であり、
ガラス転移温度が６００℃以上、１００〜３００℃における平均線膨張係数が７０×１０-7／℃以上、かつヤング率が８０ＧＰａ以上であるガラスからなる磁気記録媒体用ガラス基板。
【請求項２】
ＦｅおよびＰｔを含むか、またはＣｏおよびＰｔを含む磁気記録層を基板上に有する磁気記録媒体の該基板として使用される、請求項１に記載の磁気記録媒体用ガラス基板。
【請求項３】
エネルギーアシスト記録用磁気記録媒体の基板として使用される、請求項１または２に記載の磁気記録媒体用ガラス基板。
【請求項４】
熱アシスト記録用磁気記録媒体の基板として使用される、請求項３に記載の磁気記録媒体用ガラス基板。
【請求項５】
表面の一部または全部にイオン交換層を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の磁気記録媒体用ガラス基板。
【請求項６】
前記イオン交換層は、Ｎａ、Ｋ、ＲｂおよびＣｓからなる群から選ばれる少なくとも１種のアルカリ金属イオンによるイオン交換により形成されたものである請求項５に記載の磁気記録媒体用ガラス基板。
【請求項７】
比弾性率が３０．０ＭＮｍ／ｋｇ以上である請求項１〜６のいずれか１項に記載の磁気記録媒体用ガラス基板。
【請求項８】
比重が２．９０以下である請求項１〜７のいずれか１項に記載の磁気記録媒体用ガラス基板。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のガラス基板上に磁気記録層を有する磁気記録媒体。
【請求項１０】
前記磁気記録層は、ＦｅおよびＰｔを含むか、またはＣｏおよびＰｔを含む、請求項９に記載の磁気記録媒体。
【請求項１１】
エネルギーアシスト記録用磁気記録媒体である、請求項９または１０に記載の磁気記録媒体。
【請求項１２】
熱アシスト記録用磁気記録媒体である、請求項１１に記載の磁気記録媒体。
【請求項１３】
前記ガラス基板は表面の一部または全部にイオン交換層を有する請求項９〜１２のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項１４】
前記イオン交換層は、Ｎａ、Ｋ、ＲｂおよびＣｓからなる群から選ばれる少なくとも１種のアルカリ金属イオンによるイオン交換により形成されたものである請求項１３に記載の磁気記録媒体。
【請求項１５】
モル％表示にて、
ＳｉＯ2を５６〜７５％、
Ａｌ2Ｏ3を１〜１１％、
Ｌｉ2Ｏを０％超かつ４％以下、
Ｎａ2Ｏを１％以上かつ１５％未満、
Ｋ2Ｏを０％以上かつ３％未満、
含み、かつＢａＯを実質的に含まず、
Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏからなる群から選ばれるアルカリ金属酸化物の合計含有量が６〜１５％の範囲であり、
Ｎａ2Ｏ含有量に対するＬｉ2Ｏ含有量のモル比（Ｌｉ2Ｏ／Ｎａ2Ｏ）が０．５０未満であり、
上記アルカリ金属酸化物の合計含有量に対するＫ2Ｏ含有量のモル比｛Ｋ2Ｏ／（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）｝が０．１３以下であり、
ＭｇＯ、ＣａＯおよびＳｒＯからなる群から選ばれるアルカリ土類金属酸化物の合計含有量が１０〜３０％の範囲であり、
ＭｇＯおよびＣａＯの合計含有量が１０〜３０％の範囲であり、
上記アルカリ土類金属酸化物の合計含有量に対するＭｇＯおよびＣａＯの合計含有量のモル比｛（ＭｇＯ＋ＣａＯ）／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ）｝が０．８６以上であり、
上記アルカリ金属酸化物およびアルカリ土類金属酸化物の合計含有量が２０〜４０％の範囲であり、
上記アルカリ金属酸化物およびアルカリ土類金属酸化物の合計含有量に対するＭｇＯ、ＣａＯおよびＬｉ2Ｏの合計含有量のモル比｛（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋Ｌｉ2Ｏ）／（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ）が０．５０以上であり、
ＺｒＯ2、ＴｉＯ2、Ｙ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｎｂ2Ｏ5およびＴａ2Ｏ5からなる群から選ばれる酸化物の合計含有量が０％超かつ１０％以下であり、
Ａｌ2Ｏ3含有量に対する上記酸化物の合計含有量のモル比｛(ＺｒＯ2＋ＴｉＯ2＋Ｙ2Ｏ3＋Ｌａ2Ｏ3＋Ｇｄ2Ｏ3＋Ｎｂ2Ｏ5＋Ｔａ2Ｏ5)／Ａｌ2Ｏ3｝が０．４０以上であり、
ガラス転移温度が６００℃以上、１００〜３００℃における平均線膨張係数が７０×１０-7／℃以上、かつヤング率が８０ＧＰａ以上であるガラスからなる磁気記録媒体用ガラス基板ブランク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードディスク等の磁気記録媒体の基板として使用されるガラス基板、この基板を得るために使用可能な磁気記録媒体用ガラス基板ブランク、およびこの基板を備える磁気記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
インターネットなど、情報関連インフラ技術の進展に伴い、磁気ディスク、光ディスクなどの情報記録媒体の需要は急速に伸びている。コンピュータなどの磁気記憶装置の主要構成要素は、磁気記録媒体と磁気記録再生用の磁気ヘッドである。磁気記録媒体としてはフレキシブルディスクとハードディスクとが知られている。このうちハードディスク（磁気ディスク）用の基板材料としては、例えば、アルミニウム基板、ガラス基板、セラミック基板、カーボン基板等があり、実用的には、サイズや用途に応じて、主に、アルミニウム基板とガラス基板とが使用されている。ノートパソコン用ハードディスクドライブにおいては、耐衝撃性に加えて、磁気記録媒体の高密度記録化と薄型化に伴いディスク基板の表面平滑性の向上と基板の薄型化への要求はますます厳しくなっているため、表面硬度、剛性に劣るアルミニウム基板で対応するには限界がある。そこでガラス基板の開発が、現在主流となっている（例えば特表平９−５０７２０６号公報、特開２００７−５１０６４号公報、特開２００１−２９４４４１号公報、特開２００１−１３４９２５号公報、特開２００１−３４８２４６号公報、特開２００１−５８８４３号公報、特開２００６−３２７９３５号公報、特開２００５−２７２２１２号公報、特開２００４−４３２９５号公報、および特開２００５−３１４１５９号公報参照）。【０００３】
また近年、磁気記録媒体のより一層の高密度記録化を図ることを目的として、Ｆｅ−Ｐｔ系、Ｃｏ−Ｐｔ系等の磁気異方性エネルギーが高い磁性材料（高Ｋｕ磁性材料）を使用することが検討されている（例えば特開２００４−３６２７４６号公報参照）。高記録密度化のためには磁性粒子の粒径を小さくする必要があるが、一方で、粒径が小さくなると、熱揺らぎによる磁気特性の劣化が問題となる。高Ｋｕ磁性材料は熱揺らぎの影響を受けにくいため、高密度記録化に寄与すると期待されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし上記高Ｋｕ磁性材料は、高Ｋｕを実現するために特定の結晶配向状態を得る必要があり、そのため、高温での成膜、あるいは成膜後に高温で熱処理を行う必要がある。したがって、これらの高Ｋｕ磁性材料からなる磁気記録層を形成するためには、ガラス基板には上記高温処理に耐え得る高い耐熱性、即ち高いガラス転移温度を有することが求められる。ガラス基板の耐熱性が不十分であると、高温処理の際に基板に歪み等が生じてしまい、これが磁気ヘッドとの衝突を引き起こしてしまうからである。【０００５】
ところでディスク状の磁気記録媒体では、媒体を中心軸の周りに高速回転させつつ、磁気ヘッドを半径方向に移動させながら、回転方向に沿ってデータの書き込み、読み出しを行う。近年、この書き込み速度および読み出し速度を上げるため回転数は５４００ｒｐｍから７２００ｒｐｍ、更には１００００ｒｐｍと高速化する方向で進んでいるが、ディスク状の磁気記録媒体では、予め、中心軸からの距離に応じてデータを記録するポジションが割り当てられるため、ディスクが回転中に変形を起こすと磁気ヘッドの位置ズレが起こり、正確な読み取りが困難となる。
また近年、磁気ヘッドへＤＦＨ（Dynamic Flying Height）機構を搭載させることで、磁気ヘッドの記録再生素子部と磁気記録媒体表面との間隙の大幅な狭小化（低浮上量化）を達成し更なる高記録密度化を図ることが行われている。ＤＦＨ機構とは、磁気ヘッドの記録再生素子部の近傍に極小のヒーター等の加熱部を設けて、素子部周辺のみを媒体表面方向に向けて突き出す機能である。こうすることで、磁気ヘッドと媒体の磁性層との距離が近づくため、より小さい磁性粒子の信号も拾うことができるようになり、高記録密度化を達成することが可能となる。しかしその他方、磁気ヘッドの素子部と媒体表面との間隙が、例えば２ｎｍ以下と極めて小さくなるため、僅かな衝撃によっても磁気ヘッドが媒体表面に衝突しやすくなり、高速回転化するほどその傾向は顕著となる。したがって、特に高速回転時には、磁気ヘッドと媒体表面との衝突の原因となるディスク外周部における基板のたわみやバタツキ（フラッタリング）の発生は防ぐべきである。
以上の理由から、磁気記録媒体用ガラス基板には高速回転時に大きな変形を起こさない高い剛性（ヤング率）を有することも求められる。【０００６】
更に、高い熱膨張係数を有するガラス基板を使用することにより、磁気記録媒体の記録再生の信頼性を高めることができる。これは以下の理由による。
磁気記録媒体を組み込んだHDD（ハードディスクドライブ）は、中央部分をスピンドルモーターのスピンドルで押さえて磁気記録媒体そのものを回転させる構造となっている。そのため、磁気記録媒体基板とスピンドル部分を構成するスピンドル材料の各々の熱膨張係数に大きな差があると、使用時に周囲の温度変化に対してスピンドルの熱膨張・熱収縮と磁気記録媒体基板の熱膨張・熱収縮にずれが生じてしまい、結果として磁気記録媒体が変形してしまう現象が起きる。このような現象が生じると書き込んだ情報をヘッドが読み出せなくなってしまい、記録再生の信頼性を損なう原因となる。したがって磁気記録媒体の信頼性を高めるには、ガラス基板には、スピンドル材料（例えばステンレスなど）と同程度の高い熱膨張係数を有することが求められる。【０００７】
以上説明したように、更なる高密度記録化に対応可能な磁気記録媒体を提供するためには、高耐熱性、高剛性、高熱膨張係数という特性を兼ね備えたガラス基板が求められる。しかし本願発明者らの検討によれば、上記文献に記載のガラス基板をはじめとする従来のガラス基板には、これら特性を同時に満たすものはなかった。これは、これら特性がトレードオフの関係にあり、すべてを満たすガラス基板を実現することが困難であったからである。【０００８】
加えて、磁気記録媒体用のガラス基板に求められる望ましい特性として、化学強化性能が高い（化学強化処理によるイオン交換層の形成が容易である）ことも挙げられる。磁気記録媒体用ガラス基板には、信頼性を高めるべく破壊耐性を増すために、化学強化処理によって基板表面にイオン交換層（圧縮応力層）を形成することが行われることが多いからである。また、化学強化処理は、ガラス基板表面からのアルカリ溶出量を低減する効果もある。【０００９】
そこで本発明の目的は、高い耐熱性、高剛性、高熱膨張係数、および好ましくは高い化学強化性能をも兼ね備えた、磁気記録媒体用ガラス基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願発明者らは、上記目的を達成するために相当数のガラス組成の試作と評価を繰り返し試行錯誤を重ねた結果、高い耐熱性、高剛性、高熱膨張係数という、従来トレードオフの関係にあり同時に実現することが困難であった特性を兼ね備え、更には高い化学強化性能をも有するガラスを見出し、本発明を完成するに至った。【００１１】
本発明の一態様は、
モル％表示にて、
ＳｉＯ2を５６〜７５％、
Ａｌ2Ｏ3を１〜１１％、
Ｌｉ2Ｏを０％超かつ４％以下、
Ｎａ2Ｏを１％以上かつ１５％未満、
Ｋ2Ｏを０％以上かつ３％未満、
含み、かつＢａＯを実質的に含まず、
Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏからなる群から選ばれるアルカリ金属酸化物の合計含有量が６〜１５％の範囲であり、
Ｎａ2Ｏ含有量に対するＬｉ2Ｏ含有量のモル比（Ｌｉ2Ｏ／Ｎａ2Ｏ）が０．５０未満であり、
上記アルカリ金属酸化物の合計含有量に対するＫ2Ｏ含有量のモル比｛Ｋ2Ｏ／（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）｝が０．１３以下であり、
ＭｇＯ、ＣａＯおよびＳｒＯからなる群から選ばれるアルカリ土類金属酸化物の合計含有量が１０〜３０％の範囲であり、
ＭｇＯおよびＣａＯの合計含有量が１０〜３０％の範囲であり、
上記アルカリ土類金属酸化物の合計含有量に対するＭｇＯおよびＣａＯの合計含有量のモル比｛（ＭｇＯ＋ＣａＯ）／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ）｝が０．８６以上であり、
上記アルカリ金属酸化物およびアルカリ土類金属酸化物の合計含有量が２０〜４０％の範囲であり、
上記アルカリ金属酸化物およびアルカリ土類金属酸化物の合計含有量に対するＭｇＯ、ＣａＯおよびＬｉ2Ｏの合計含有量のモル比｛（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋Ｌｉ2Ｏ）／（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ）が０．５０以上であり、
ＺｒＯ2、ＴｉＯ2、Ｙ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｎｂ2Ｏ5およびＴａ2Ｏ5からなる群から選ばれる酸化物の合計含有量が０％超かつ１０％以下であり、
Ａｌ2Ｏ3含有量に対する上記酸化物の合計含有量のモル比｛(ＺｒＯ2＋ＴｉＯ2＋Ｙ2Ｏ3＋Ｌａ2Ｏ3＋Ｇｄ2Ｏ3＋Ｎｂ2Ｏ5＋Ｔａ2Ｏ5)／Ａｌ2Ｏ3｝が０．４０以上であり、
ガラス転移温度が６００℃以上、１００〜３００℃における平均線膨張係数が７０×１０-7／℃以上、かつヤング率が８０ＧＰａ以上であるガラスからなる磁気記録媒体用ガラス基板、
に関する。【００１２】
上記ガラス基板は、ＦｅおよびＰｔを含むか、またはＣｏおよびＰｔを含む磁気記録層を基板上に有する磁気記録媒体の該基板として使用され得る。【００１３】
上記ガラス基板は、エネルギーアシスト記録用磁気記録媒体の基板として使用され得る。【００１４】
上記ガラス基板は、熱アシスト記録用磁気記録媒体の基板として使用され得る。【００１５】
上記ガラス基板は、表面の一部または全部にイオン交換層を有し得る。【００１６】
上記イオン交換層は、Ｎａ、Ｋ、ＲｂおよびＣｓからなる群から選ばれる少なくとも１種のアルカリ金属イオンによるイオン交換により形成されたものであり得る。【００１７】
上記ガラス基板は、３０．０ＭＮｍ／ｋｇ以上の比弾性率を有することができる。【００１８】
上記ガラス基板は、２．９０以下の比重を有することができる。【００１９】
本発明の更なる態様は、上記ガラス基板上に磁気記録層を有することを特徴とする磁気記録媒体に関する。【００２０】
上記磁気記録層は、ＦｅおよびＰｔ、またはＣｏおよびＰｔを含み得る。【００２１】
上記磁気記録媒体は、エネルギーアシスト記録用磁気記録媒体であり得る。【００２２】
上記磁気記録媒体は、熱アシスト記録用磁気記録媒体であり得る。【００２３】
上記磁気記録媒体において、上記ガラス基板は表面の一部または全部にイオン交換層を有し得る。【００２４】
上記イオン交換層は、Ｎａ、Ｋ、ＲｂおよびＣｓからなる群から選ばれる少なくとも１種のアルカリ金属イオンによるイオン交換により形成されたものであり得る。【００２５】
本発明の更なる態様は、
モル％表示にて、
ＳｉＯ2を５６〜７５％、
Ａｌ2Ｏ3を１〜１１％、
Ｌｉ2Ｏを０％超かつ４％以下、
Ｎａ2Ｏを１％以上かつ１５％未満、
Ｋ2Ｏを０％以上かつ３％未満、
含み、かつＢａＯを実質的に含まず、
Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏからなる群から選ばれるアルカリ金属酸化物の合計含有量が６〜１５％の範囲であり、
Ｎａ2Ｏ含有量に対するＬｉ2Ｏ含有量のモル比（Ｌｉ2Ｏ／Ｎａ2Ｏ）が０．５０未満であり、
上記アルカリ金属酸化物の合計含有量に対するＫ2Ｏ含有量のモル比｛Ｋ2Ｏ／（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）｝が０．１３以下であり、
ＭｇＯ、ＣａＯおよびＳｒＯからなる群から選ばれるアルカリ土類金属酸化物の合計含有量が１０〜３０％の範囲であり、
ＭｇＯおよびＣａＯの合計含有量が１０〜３０％の範囲であり、
上記アルカリ土類金属酸化物の合計含有量に対するＭｇＯおよびＣａＯの合計含有量のモル比｛（ＭｇＯ＋ＣａＯ）／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ）｝が０．８６以上であり、
上記アルカリ金属酸化物およびアルカリ土類金属酸化物の合計含有量が２０〜４０％の範囲であり、
上記アルカリ金属酸化物およびアルカリ土類金属酸化物の合計含有量に対するＭｇＯ、ＣａＯおよびＬｉ2Ｏの合計含有量のモル比｛（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋Ｌｉ2Ｏ）／（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ）が０．５０以上であり、
ＺｒＯ2、ＴｉＯ2、Ｙ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｎｂ2Ｏ5およびＴａ2Ｏ5からなる群から選ばれる酸化物の合計含有量が０％超かつ１０％以下であり、
Ａｌ2Ｏ3含有量に対する上記酸化物の合計含有量のモル比｛(ＺｒＯ2＋ＴｉＯ2＋Ｙ2Ｏ3＋Ｌａ2Ｏ3＋Ｇｄ2Ｏ3＋Ｎｂ2Ｏ5＋Ｔａ2Ｏ5)／Ａｌ2Ｏ3｝が０．４０以上であり、
ガラス転移温度が６００℃以上、１００〜３００℃における平均線膨張係数が７０×１０-7／℃以上、かつヤング率が８０ＧＰａ以上であるガラスからなる磁気記録媒体用ガラス基板ブランク、
に関する。上記ガラス基板ブランクに研削、研磨等の加工を施すことで、前記磁気記録媒体用ガラス基板を得ることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、高Ｋｕ磁性材料からなる磁気記録層を形成する際の高温熱処理に耐え得る高い耐熱性を有し、化学強化処理によるイオン交換層の形成が容易であり、支持部材（スピンドル）に匹敵する高い熱膨張係数を有し、かつ高速回転に耐え得る高い剛性を有するガラス基板を備えた磁気記録媒体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、抗折強度の測定方法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の一態様は、モル％表示にて、
モル％表示にて、
ＳｉＯ2を５６〜７５％、
Ａｌ2Ｏ3を１〜１１％、
Ｌｉ2Ｏを０％超かつ４％以下、
Ｎａ2Ｏを１％以上かつ１５％未満、
Ｋ2Ｏを０％以上かつ３％未満、
含み、かつＢａＯを実質的に含まず、
Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏからなる群から選ばれるアルカリ金属酸化物の合計含有量が６〜１５％の範囲であり、
Ｎａ2Ｏ含有量に対するＬｉ2Ｏ含有量のモル比（Ｌｉ2Ｏ／Ｎａ2Ｏ）が０．５０未満であり、
上記アルカリ金属酸化物の合計含有量に対するＫ2Ｏ含有量のモル比｛Ｋ2Ｏ／（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）｝が０．１３以下であり、
ＭｇＯ、ＣａＯおよびＳｒＯからなる群から選ばれるアルカリ土類金属酸化物の合計含有量が１０〜３０％の範囲であり、
ＭｇＯおよびＣａＯの合計含有量が１０〜３０％の範囲であり、
上記アルカリ土類金属酸化物の合計含有量に対するＭｇＯおよびＣａＯの合計含有量のモル比｛（ＭｇＯ＋ＣａＯ）／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ）｝が０．８６以上であり、
上記アルカリ金属酸化物およびアルカリ土類金属酸化物の合計含有量が２０〜４０％の範囲であり、
上記アルカリ金属酸化物およびアルカリ土類金属酸化物の合計含有量に対するＭｇＯ、ＣａＯおよびＬｉ2Ｏの合計含有量のモル比｛（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋Ｌｉ2Ｏ）／（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ）が０．５０以上であり、
ＺｒＯ2、ＴｉＯ2、Ｙ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｎｂ2Ｏ5およびＴａ2Ｏ5からなる群から選ばれる酸化物の合計含有量が０％超かつ１０％以下であり、
Ａｌ2Ｏ3含有量に対する上記酸化物の合計含有量のモル比｛(ＺｒＯ2＋ＴｉＯ2＋Ｙ2Ｏ3＋Ｌａ2Ｏ3＋Ｇｄ2Ｏ3＋Ｎｂ2Ｏ5＋Ｔａ2Ｏ5)／Ａｌ2Ｏ3｝が０．４０以上であり、
ガラス転移温度が６００℃以上、１００〜３００℃における平均線膨張係数が７０×１０-7／℃以上、かつヤング率が８０ＧＰａ以上であるガラスからなる磁気記録媒体用ガラス基板、
に関するものである。
更に本発明は、前記した本発明のガラス基板を提供可能な磁気記録媒体用ガラス基板ブランクにも関する。
本発明のガラス基板は、高Ｋｕ磁性材料からなる磁気記録層を形成する際の高温熱処理に耐え得る高い耐熱性を有し、支持部材（スピンドル）に匹敵する高い熱膨張係数を有し、かつ高速回転に耐え得る高い剛性を有するものであって、更には良好な化学強化性能をも有し得るものである。
【００２９】
本発明の更なる態様は、本発明のガラス基板上に磁気記録層を有する磁気記録媒体に関する。
以下、本発明について、更に詳細に説明する。
【００３０】
本発明の磁気記録媒体は、例えば、ガラス基板の主表面上に、該主表面に近いほうから順に、少なくとも付着層、下地層、磁性層（磁気記録層）、保護層、潤滑層が積層された構成を有する、ディスク状磁気記録媒体（磁気ディスク、ハードディスクなどと呼ばれる）であることができる。
例えばガラス基板を真空引きを行った成膜装置内に導入し、ＤＣマグネトロンスパッタリング法にてＡｒ雰囲気中で、ガラス基板主表面上に付着層から磁性層まで順次成膜する。付着層としては例えばＣｒＴｉ、下地層としては例えばＣｒＲｕを用いることができる。上記成膜後、例えばＣＶＤ法によりＣ2Ｈ4を用いて保護層を成膜し、同一チャンバ内で、表面に窒素を導入する窒化処理を行うことにより、磁気記録媒体を形成することができる。その後、例えばＰＦＰＥ（ポリフルオロポリエーテル）をディップコート法により保護層上に塗布することにより、潤滑層を形成することができる。
また、下地層と磁性層との間には、軟磁性層、シード層、中間層などを、スパッタ法（ＤＣマグネトロンスパッタ法、ＲＦマグネトロンスパッタ法などを含む）、真空蒸着法などの公知の成膜方法を用いて形成してもよい。
上記各層の詳細については、例えば特開２００９−１１０６２６号公報段落［００２７］〜［００３２］を参照できる。また、ガラス基板と軟磁性層との間には、熱伝導性の高い材料からなるヒートシンク層を形成することもできるが、その詳細は後述する。
【００３１】
先に説明したように、磁気記録媒体のより一層の高密度記録化のためには、高Ｋｕ磁性材料から磁気記録層を形成することが好ましい。この点から好ましい磁性材料としては、Ｆｅ−Ｐｔ系磁性材料またはＣｏ−Ｐｔ系磁性材料を挙げることができる。なおここで「系」とは、含有することを意味する。即ち、本発明の磁気記録媒体は、磁気記録層としてＦｅおよびＰｔ、またはＣｏおよびＰｔを含む磁気記録層を有することが好ましい。例えばＣｏ−Ｃｒ系等の従来汎用されていた磁性材料の成膜温度が２５０〜３００℃程度であるのに対し、Ｆｅ−Ｐｔ系磁性材料、Ｃｏ−Ｐｔ系磁性材料の成膜温度は通常５００℃超の高温である。更にこれら磁性材料は、通常、成膜後に結晶配向性を揃えるため、成膜温度を超える温度で高温の熱処理（アニール）が施される。したがって、Ｆｅ−Ｐｔ系磁性材料またはＣｏ−Ｐｔ系磁性材料を用いて磁気記録層を形成する際には基板が上記高温に晒されることとなる。ここで基板を構成するガラスが耐熱性に乏しいものであると、高温下で変形し平坦性が損なわれる。これに対し本発明の磁気記録媒体に含まれる基板は、優れた耐熱性（ガラス転移温度として６００℃以上）を示すものであるため、Ｆｅ−Ｐｔ系磁性材料またはＣｏ−Ｐｔ系磁性材料を用いて磁気記録層を形成した後も、高い平坦性を維持することができる。上記磁気記録層は、例えば、Ａｒ雰囲気中、Ｆｅ−Ｐｔ系磁性材料またはＣｏ−Ｐｔ系磁性材料をＤＣマグネトロンスパッタリング法にて成膜し、次いで加熱炉内でより高温での熱処理を施すことにより形成することができる。
【００３２】
ところで、Ｋｕ（結晶磁気異方性エネルギー定数）は保磁力Ｈｃに比例する。保磁力Ｈｃとは、磁化の反転する磁界の強さを表す。先に説明したように、高Ｋｕ磁性材料は熱揺らぎに対して耐性を有するため、磁性粒子を微粒子化しても熱揺らぎによる磁化領域の劣化が起こりにくく高密度記録化に好適な材料として知られている。しかし上記の通りＫｕとＨｃは比例関係にあるため、Ｋｕを高めるほどＨｃも高まり、即ち磁気ヘッドによる磁化の反転が起こりにくくなり情報の書き込みが困難となる。そこで、記録ヘッドによる情報の書き込み時にヘッドからデータ書き込み領域に瞬間的にエネルギーを加え、保磁力を低下させることで高Ｋｕ磁性材料の磁化反転をアシストする記録方式が近年注目を集めている。このような記録方式は、エネルギーアシスト記録方式と呼ばれ、中でもレーザー光の照射により磁化反転をアシストする記録方式は熱アシスト記録方式、マイクロ波によりアシストする記録方式はマイクロ波アシスト記録方式と呼ばれる。前述のように、本発明によれば高Ｋｕ磁性材料による磁気記録層の形成が可能となるため、高Ｋｕ磁性材料とエネルギーアシスト記録の組み合わせにより、例えば面記録密度が１テラバイト／ｉｎｃｈ2を超える高密度記録を実現することができる。即ち、本発明の磁気記録媒体は、エネルギーアシスト記録方式に使用されることが好ましい。なお、熱アシスト記録方式については、例えばIEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, VOL. 44, No. 1, JANUARY 2008 119に、マイクロ波アシスト記録方式については、例えばIEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, VOL. 44, No. 1, JANUARY 2008 125に、それぞれ詳細に記載されており、本発明においてもこれら文献記載の方法により、エネルギーアシスト記録を行うことができる。
【００３３】
本発明の磁気記録媒体用ガラス基板（例えば磁気ディスク用ガラス基板）、磁気記録媒体（例えば磁気ディスク）とも、その寸法に特に制限はないが、高記録密度化が可能であるため媒体および基板を小型化することができる。例えば、公称直径２．５インチは勿論、更に小径（例えば1インチ）の磁気ディスク基板または磁気ディスクとして好適である。
【００３４】
次に、本発明のガラス基板について説明する。以下において、特記しない限り、各成分の含有量、合計含有量、比率はモル基準で表示するものとする。
【００３５】
本発明のガラス基板は酸化物ガラスにより構成されるものであり、そのガラス組成は酸化物基準で表示するものとする。酸化物基準のガラス組成とは、ガラス原料が熔融時にすべて分解されてガラス中で酸化物として存在するものとして換算することにより得られるガラス組成である。なお、本発明のガラス基板は、非晶質性（アモルファス）のガラスからなる。したがって、結晶化ガラスとは異なり均質相からなるため、優れた基板表面の平滑性を実現することができる。
【００３６】
ＳｉＯ2は、ガラスのネットワーク形成成分であり、ガラス安定性、化学的耐久性、特に耐酸性を向上させる効果がある。磁気記録媒体用ガラス基板上に磁気記録層等を成膜する工程や前記工程により形成した膜を熱処理するため、輻射によって基板を加熱する際、基板の熱拡散を低下させ、加熱効率を高める働きをする成分でもある。ＳｉＯ2の含有量が５６％未満では化学的耐久性が低下し、７５％を超えると高い剛性を有するガラスを得ることが困難となる。また、ＳｉＯ2の含有量が７５％を超えるとＳｉＯ2が完全に熔けずにガラス中に未熔解物が生じたり、清澄時のガラスの粘性が高くなりすぎて泡切れが不十分になる。未熔解物を含むガラスから基板を作製すると、研磨によって基板表面に未熔解物による突起が生じ、極めて高い表面平滑性が求められる磁気記録媒体基板としては使用できなくなる。また、泡を含むガラスから基板を作製すると、研磨によって基板表面に泡の一部が現れ、その部分が窪みとなって基板の主表面の平滑性が損なわれるため、やはり磁気記録媒体基板として使用できなくなる。以上より、ＳｉＯ2の含有量は５６〜７５％とする。ＳｉＯ2の含有量の好ましい範囲は５８〜７０％、より好ましい範囲は６０〜７０％である。
【００３７】
Ａｌ2Ｏ3もガラスのネットワーク形成に寄与し、剛性および耐熱性を向上させる働きをする成分である。ただしＡｌ2Ｏ3の含有量が１１％を超えるとガラスの耐失透性（安定性）が低下するため、その導入量は１１％以下とする。他方、Ａｌ2Ｏ3の含有量が１％未満では、ガラスの安定性、化学的耐久性、および耐熱性が低下するため、その導入量は１％以上とする。したがって、本発明のガラス基板においてＡｌ2Ｏ3の含有量は、１〜１１％の範囲である。ガラスの安定性、化学的耐久性および耐熱性の観点から、Ａｌ2Ｏ3の含有量の好ましい範囲は１〜１０％、より好ましい範囲は２〜９％、更に好ましい範囲は３〜８％である。
【００３８】
Ｌｉ2Ｏは、ガラスの剛性を高める成分であることから、本発明のガラス基板における必須成分である。また、アルカリ金属の中でガラス中の移動のしやすさはＬｉ＞Ｎａ＞Ｋの順であるため、化学強化性能の観点からもＬｉの導入は有利である。ただし、導入量が過剰であると耐熱性の低下を招くため、その導入量は４％以下とする。即ち、本発明のガラス基板においてＬｉ2Ｏの含有量は０％超かつ４％以下である。高剛性、高耐熱性および化学強化性能の観点から、Ｌｉ2Ｏの含有量の好ましい範囲は０．１〜３．５％、より好ましい範囲は０．５〜３％、更に好ましい範囲は１％超かつ３％以下、より一層好ましい範囲は１％超かつ２．５％以下である。
また、上記の通りＬｉ2Ｏは過剰量の導入により耐熱性の低下を招くが、Ｎａ2Ｏに対する導入量が過剰になっても耐熱性の低下を招くため、Ｎａ2Ｏ含有量に対するＬｉ2Ｏ含有量のモル比（Ｌｉ2Ｏ／Ｎａ2Ｏ）が０．５０未満の範囲となるように、その導入量をＮａ2Ｏ導入量に対して調整する。Ｌｉ2Ｏの導入による効果を得つつ耐熱性の低下を抑制する観点から、上記モル比（Ｌｉ2Ｏ／Ｎａ2Ｏ）は０．０１以上０．５０未満の範囲とすることが好ましく、０．０２〜０．４０の範囲とすることがより好ましく、０．０３〜０．４０の範囲とすることが更に好ましく、０．０４〜０．３０の範囲とすることがより一層好ましく、０．０５〜０．３０の範囲とすることがなお一層好ましい。
加えて、Ｌｉ2Ｏの導入量がアルカリ金属酸化物の合計含有量（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）に対して過剰であっても耐熱性の低下を招き、過少になると化学強化性能の低下を招くため、アルカリ金属酸化物の合計含有量に対するＬｉ2Ｏ含有量のモル比｛Ｌｉ2Ｏ／（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）｝が１／３未満の範囲となるように、Ｌｉ2Ｏの導入量をアルカリ金属酸化物の合計に対して調整することが好ましい。Ｌｉ2Ｏの導入による効果を得つつ耐熱性の低下を抑制する観点から、モル比｛Ｌｉ2Ｏ／（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）｝のより好ましい上限は０．２８、更に好ましい上限は０．２３である。化学強化性能の低下を抑制する観点から、モル比｛Ｌｉ2Ｏ／（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）｝の好ましい下限は０．０１、より好ましい下限は０．０２、更に好ましい下限は０．０３、一層好ましい下限は０．０４、より一層好ましい下限は０．０５である。
【００３９】
Ｎａ2Ｏは熱膨張特性改善に有効な成分であることから、本発明のガラス基板における必須成分であって１％以上導入する。また、Ｎａ2Ｏは化学強化性能にも寄与する成分であるため、１％以上導入することは化学強化性能の観点からも有利である。ただしその導入量が１５％以上になると耐熱性の低下を招く。したがって本発明のガラス基板におけるＮａ2Ｏの含有量は１％以上かつ１５％未満とする。熱膨張特性、耐熱性および化学強化性能の観点から、Ｎａ2Ｏの含有量の好ましい範囲は４〜１３％、より好ましい範囲は５〜１１％である。
【００４０】
Ｋ2Ｏは熱膨張特性改善に有効な成分であることから、本発明のガラス基板に導入し得る任意成分であるが、過剰量の導入により耐熱性、熱伝導率の低下を招き、化学強化性能も悪化することから、その導入量は３％未満とする。即ち、本発明のガラス基板において、Ｋ2Ｏの含有量は０％以上かつ３％未満である。耐熱性を維持しつつ熱膨張特性を改善する観点から、Ｋ2Ｏの含有量の好ましい範囲は０〜２％、より好ましい範囲は０〜１％、更に好ましい範囲は０〜０．５％、より一層好ましい範囲は０〜０．１％であり、耐熱性および化学強化性能の観点からは、実質的に導入しないことが好ましい。なお本発明において、「実質的に含まない」、「実質的に導入しない」とは、ガラス原料中に意図して特定の成分を加えないことを意味し、不純物として混入することまで排除するものではない。ガラス組成に関する０％との記載も同義である。
【００４１】
また、本発明のガラス基板のＬｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏからなる群から選ばれるアルカリ金属酸化物の合計含有量が６％未満ではガラスの熔融性および熱膨張特性が低下し、１５％を超えると耐熱性が低下する。したがって、ガラスの熔融性、熱膨張特性および耐熱性の観点から、本発明のガラス基板のＬｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏからなる群から選ばれるアルカリ金属酸化物の合計含有量は６〜１５％とし、好ましくは７〜１５％、より好ましくは８〜１３％、更に好ましくは８〜１２％の範囲とする。
【００４２】
本発明のガラス基板はＢａＯを実質的に含まないものである。ＢａＯの導入を排除する理由は、以下の通りである。
記録密度を高めるためには磁気ヘッドと磁気記録媒体表面との距離を近づけ、書き込み・読み込み分解能を挙げる必要がある。そのため近年、ヘッドの低浮上量化（磁気ヘッドと磁気記録媒体表面との間のスペーシングの低減）が進められており、これに伴い磁気記録媒体表面にはわずかな突起の存在も許容されなくなってきている。低浮上量化された記録再生システムでは、微小突起であってもヘッドと衝突しヘッド素子の損傷等の原因となるからである。一方、ＢａＯは大気中の炭酸ガスとの反応によりガラス基板表面の付着物となるＢａＣＯ3を生成する。したがって付着物低減の観点からＢａＯを含有させない。加えてＢａＯはガラス表面の変質（ヤケと呼ばれる）の発生原因となり、基板表面に微小突起を形成するおそれのある成分であるため、ガラス表面のヤケの防止のためにもＢａＯを排除する。なお、Ｂａフリー化は環境への負担を軽減するうえからも好ましい。
【００４３】
加えて、ガラス基板がＢａＯを実質的に含まないことは、熱アシスト記録方式に使用される磁気記録媒体として望ましい。以下、その理由を説明する。
記録密度を高めるほどビットサイズは小さくなり、例えば１テラバイト／ｉｎｃｈ2を超える高密度記録を実現するためのビットサイズの目標値は数十ｎｍ径とされている。このような微小ビットサイズで記録する場合、熱アシスト記録では加熱領域をビットサイズと同程度に小さくする必要がある。また、微小ビットサイズで高速記録するためには、１つのビットの記録に費やすことのできる時間は極短時間となるため、熱アシストによる加熱と冷却を瞬間的に完了する必要がある。即ち、熱アシスト記録用磁気記録媒体では、加熱と冷却は可能な限り速やかに、かつ局所的に行われることが求められる。
そこで熱アシスト記録用磁気記録媒体の基板と磁気記録層との間に、高い熱伝導率を有する材料からなるヒートシンク層（例えばＣｕ膜）を設けることが提案されている（例えば特開２００８−５２８６９号公報参照）。ヒートシンク層は、面内方向への熱の広がりを抑え、かつ垂直方向（深さ方向）への熱の流れを加速することで、記録層に与えられた熱を面内方向ではなく垂直方向（厚さ方向）に逃がす役割を果たす層である。ヒートシンク層を厚くするほど、加熱と冷却を短時間かつ局所的に行うことができるが、ヒートシンク層を厚くするためには、成膜時間を長くする必要があるため、生産性が低下してしまう。また、ヒートシンク層の厚みが増すことにより、層成膜時の熱の蓄積も多くなることから、結果的にその上層に形成される磁性層の結晶性や結晶配向性が乱れ、記録密度の改善が困難になる場合がある。更に、ヒートシンク層が厚くなるほど、ヒートシンク層にコロージョンが発生し、膜全体が隆起して凸欠陥が発生する可能性が高くなり、低浮上量化の妨げとなる。特にヒートシンク層に鉄材料が用いられている場合、上記現象を発生する可能性が高い。
以上説明したように、厚膜のヒートシンク層を設けることは、加熱と冷却を短時間かつ局所的に行ううえでは有利であるが、生産性、記録密度の改善、低浮上量化の観点からは望ましくない。この対策として、ヒートシンク層が担う役割を補うべくガラス基板の熱伝導率を高めることが考えられる。
ここで本発明のガラス基板は、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物などを構成成分とする。この中で、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物は修飾成分としてガラスの熔融性を改善したり、熱膨張係数を増加させる働きを有する。したがって、一定量をガラスに導入する必要があるが、この中で最も原子番号が大きいＢａはガラスの熱伝導率を低下させる働きが大きい。本発明のガラス基板は、ＢａＯを含まないためＢａＯによる熱伝導率低下がなく、したがってヒートシンク層の薄膜化を進めたとしても、加熱と冷却を短時間かつ局所的に行うことを可能とするものである。
【００４４】
なお、アルカリ土類金属酸化物の中でＢａＯが最もガラス転移温度を高く維持する働きを有する。このＢａＯをフリー化することによりガラス転移温度が低下しないよう、本発明のガラス基板では、アルカリ土類金属酸化物であるＭｇＯ、ＣａＯおよびＳｒＯの合計含有量に対するＭｇＯおよびＣａＯの合計含有量のモル比｛（ＭｇＯ＋ＣａＯ）／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ）｝を０．８６以上とする。アルカリ土類金属酸化物の総量を一定とした場合、この総量を多種のアルカリ土類金属酸化物に配分するよりも１種または２種のアルカリ土類金属酸化物に集中して配分することで、ガラス転移温度を高く維持することができるからである。即ち、本発明のガラス基板では、ＢａＯフリー化によるガラス転移温度の低下を、上記モル比を０．８６以上とすることで抑制しているのである。また、ガラス基板に求められる特性の１つが高剛性（高ヤング率）であることは前述の通りであるが、ガラス基板に求められる望ましい特性としては後述するように比重が小さいことも挙げられる。高ヤング率化および低比重化のためには、アルカリ土類金属酸化物の中でＭｇＯとＣａＯの導入を優先することが有利であり、したがって上記モル比を０．８６以上とすることは、ガラス基板の高ヤング率化および低比重化を実現する効果もある。上記説明した観点から、前記モル比は、好ましくは０．８８以上、より好ましくは０．９０以上、更に好ましくは０．９３以上、より一層好ましくは０．９５以上、なお一層好ましくは０．９７以上、更に一層好ましくは０．９８以上、特に好ましくは０．９９以上、最も好ましくは１である。
【００４５】
ＭｇＯ、ＣａＯおよびＳｒＯからなる群から選ばれるアルカリ土類金属酸化物の合計含有量は過少ではガラスの剛性および熱膨張特性が低下し、過剰では化学的耐久性が低下する。本発明のガラス基板では、高剛性、高熱膨張特性および良好な化学的耐久性を実現するために、上記アルカリ土類金属酸化物の合計含有量を１０〜３０％とし、好ましくは１０〜２５％、より好ましくは１１〜２２％、更に好ましくは１２〜２２％、より一層好ましくは１３〜２１％、更に一層好ましくは１５〜２０％の範囲とする。
また、上記のとおりＭｇＯおよびＣａＯは優先して導入される成分であり、合計で１０〜３０％の量となるように導入される。ＭｇＯとＣａＯの合計含有量が１０％未満では、剛性および熱膨張特性が低下し、３０％を超えると化学的耐久性が低下するからである。ＭｇＯとＣａＯを優先して導入することによる効果を良好に得る観点から、ＭｇＯとＣａＯの合計含有量の好ましい範囲は１０〜２５％、より好ましい範囲は１０〜２２％、更に好ましい範囲は１１〜２０％、より一層好ましい範囲は１２〜２０％である。
【００４６】
また、アルカリ金属酸化物の中ではＫ2Ｏが原子番号が大きく熱伝導率を低下させる働きが大きいこと、化学強化性能の点では不利であることから、Ｋ2Ｏの含有量はアルカリ金属酸化物の総量に対して制限される。本発明のガラス基板では、アルカリ金属酸化物の合計含有量に対するＫ2Ｏ含有量のモル比｛Ｋ2Ｏ／（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）｝を０．１３以下とする。化学強化性能および熱伝導率の観点から、上記モル比は好ましくは０．１０以下、より好ましくは０．０８以下、更に好ましくは０．０６以下、より一層好ましくは０．０５以下、なお一層好ましくは０．０３、更に一層好ましくは０．０２以下、特に好ましくは０．０１以下、最も好ましくは実質的にゼロ、即ちＫ2Ｏを導入しないことが最も好ましい。
【００４７】
本発明のガラス基板における上記アルカリ金属酸化物とアルカリ土類金属酸化物の合計含有量（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ）は、２０〜４０％である。２０％未満ではガラスの熔融性、熱膨張係数および剛性が低下し、４０％を超えると化学的耐久性および耐熱性が低下するからである。上記諸特性を良好に維持する観点から、上記アルカリ金属酸化物とアルカリ土類金属酸化物の合計含有量の好ましい範囲は２０〜３５％、より好ましい範囲は２１〜３３％、更に好ましい範囲は２３〜３３％である。
【００４８】
前述のとおりＭｇＯ、ＣａＯおよびＬｉ2Ｏはガラスの剛性を高める（高ヤング率化）を実現するために有効な成分であり、これら３成分の合計が上記アルカリ金属酸化物とアルカリ土類金属酸化物の合計に対して過少になると、ヤング率を高めることが困難となる。そこで本発明のガラス基板では、上記アルカリ金属酸化物およびアルカリ土類金属酸化物の合計含有量に対するＭｇＯ、ＣａＯおよびＬｉ2Ｏの合計含有量のモル比｛（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋Ｌｉ2Ｏ）／（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ）が０．５０以上となるように、ＭｇＯ、ＣａＯおよびＬｉ2Ｏの導入量を上記アルカリ金属酸化物およびアルカリ土類金属酸化物の合計に対して調整する。ガラス基板のヤング率をより一層高めるためには、上記モル比は０．５１以上とすることが好ましく、０．５２以上とすることが好ましい。また、ガラスの安定性の観点からは、上記モル比は０．８０以下とすることが好ましく、０．７５以下とすることがより好ましく、０．７０以下とすることがより一層好ましい。
【００４９】
また、各アルカリ土類金属酸化物の導入量については、上記のとおりＢａＯは実質的に導入しない。
ＭｇＯはヤング率向上と低比重化、更にはこれによる比弾性率向上の観点から、好ましい含有量は０〜１４％、より好ましくは０〜１０％、更に好ましくは０〜８％、より一層好ましくは０〜６％、更に一層好ましくは１〜６％の範囲である。なお比弾性率については後述する。
ＣａＯは熱膨張特性およびヤング率の向上、ならびに低比重化の観点から、好ましい導入量は３〜２０％、より好ましくは４〜２０％、更に好ましくは１０〜２０％の範囲である。
ＳｒＯは熱膨張特性を向上する成分であるがＭｇＯ、ＣａＯと比べて比重を高める成分であるため、その導入量は４％以下とすることが好ましく、３％以下とすることが好ましく、２．５％以下とすることがより好ましく、２％以下とすることが好ましく、１％以下とすることがより好ましく、実質的に導入しなくてもよい。
【００５０】
本発明のガラス基板におけるＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、アルカリ金属酸化物およびアルカリ土類金属酸化物の含有量および割合については、前述の通りであるが、本発明のガラス基板は以下に示す酸化物成分も含むものである。以下、それらの詳細について説明する。
【００５１】
ＺｒＯ2、ＴｉＯ2、Ｙ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｎｂ2Ｏ5およびＴａ2Ｏ5からなる群から選ばれる酸化物は、剛性および耐熱性を高める成分であるため少なくとも一種を導入するが、過剰量の導入によりガラスの熔融性および熱膨張特性が低下する。したがって、本発明のガラス基板において上記酸化物の合計含有量は０％超かつ１０％以下とし、好ましくは１〜１０％、より好ましくは２〜１０％、更に好ましくは２〜９％、より一層好ましくは２〜７％、なお一層好ましくは２〜６％の範囲とする。
また、上記のとおりＡｌ2Ｏ3も剛性および耐熱性を高める成分であるが、ヤング率を高める働きは上記酸化物の方が大きい。上記酸化物をＡｌ2Ｏ3に対して０．４以上のモル比で導入することにより、即ち、Ａｌ2Ｏ3含有量に対する上記酸化物の合計含有量のモル比｛(ＺｒＯ2＋ＴｉＯ2＋Ｙ2Ｏ3＋Ｌａ2Ｏ3＋Ｇｄ2Ｏ3＋Ｎｂ2Ｏ5＋Ｔａ2Ｏ5)／Ａｌ2Ｏ3｝を０．４０以上とすることにより、剛性および耐熱性の向上を実現することができる。剛性および耐熱性をより一層向上する観点から、上記モル比は、０．５０以上とすることが好ましく、０，６０以上とすることが好ましく、０．７０以上とすることがより好ましい。また、ガラスの安定性の観点からは、上記モル比は４．００以下とすることが好ましく、３．００以下とすることがより好ましく、２．００以下とすることが更に好ましく、１．００以下とすることがより一層好ましく、０．９０以下とすることがなお一層好ましく、０．８５以下とすることが更に一層好ましい。
【００５２】
また、Ｂ2Ｏ3は、ガラス基板の脆さを改善し、ガラスの熔融性を向上する成分であるが、過剰量の導入により耐熱性が低下するため、その導入量は０〜３％とすることが好ましく、０〜２％とすることがより好ましく、０％以上１％未満とすることがより好ましく、０〜０．５％とすることが好ましく、実質的に導入しなくてもよい。
【００５３】
Ｃｓ2Ｏは所望の特性、性質を損なわない範囲で少量導入し得る成分であるが、他のアルカリ金属酸化物と比べて比重を増加させる成分であるため、実質的に導入しなくてもよい。
【００５４】
ＺｎＯは、ガラスの熔融性、成形性および安定性を良化し、剛性を高め、熱膨張特性を向上する成分であるが、過剰量の導入で耐熱性および化学的耐久性が低下するため、その導入量は０〜３％とすることが好ましく、０〜２％とすることがより好ましく、０〜１％とすることが更に好ましく、実質的に導入しなくてもよい。
【００５５】
ＺｒＯ2は上記のとおり剛性および耐熱性を高める成分であり、かつ化学的耐久性を高める成分でもあるが、過剰量の導入でガラスの熔融性が低下するため、その導入量は１〜８％とすることが好ましく、１〜６％とすることがより好ましく、２〜６％とすることが更に好ましい。
【００５６】
ＴｉＯ2はガラスの比重の増加を抑え、かつ剛性を向上する作用があり、これにより比弾性率を高めることができる成分である。ただし過剰量導入するとガラス基板が水と接触した際に基板表面に水との反応生成物が生じ付着物発生の原因となる場合があるため、その導入量は０〜６％とすることが好ましく、０〜５％とすることがより好ましく、０〜３％とすることが更に好ましく、０〜２％とすることがより一層好ましく、０％以上１％未満とすることがなお一層好ましく、実質的に導入しなくてもよい。
【００５７】
Ｙ2Ｏ3、Ｙｂ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｎｂ2Ｏ5およびＴａ2Ｏ5は、化学的耐久性、耐熱性向上、剛性や破壊靱性向上の点で有利な成分であるが、過剰量の導入で熔融が悪化し、比重も重くなる。また高価な原料を使用することになるので、含有量を少なくすることが好ましい。したがって上記成分の導入量は合計量として、０〜３％とすることが好ましく、０〜２％とすることがより好ましく、０〜１％とすることが更に好ましく、０〜０．５％とすることがより一層好ましく、０〜０．１％とすることがなお一層好ましく、熔融性向上、低比重化およびコスト低減を重視する際には実質的に導入しないことが好ましい。
【００５８】
ＨｆＯ2も、化学的耐久性、耐熱性向上、剛性や破壊靱性向上の点で有利な成分であるが、過剰量の導入で熔融性が悪化し、比重も重くなる。また高価な原料を使用することになるので、含有量を少なくすることが好ましく、実質的に導入しないことが好ましい。
【００５９】
Ｐｂ、Ａｓ、Ｃｄ、Ｔｅ、Ｃｒ、Ｔｌ、ＵおよびＴｈは、環境への影響を考慮し、実質的に導入しないことが好ましい。
【００６０】
また、前記アルカリ金属酸化物（Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏ）の合計含有量に対するＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＴｉＯ2、Ｙ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｎｂ2Ｏ5およびＴａ2Ｏ5の合計含有量のモル比｛（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3＋ＺｒＯ2＋ＴｉＯ2＋Ｙ2Ｏ3＋Ｌａ2Ｏ3＋Ｇｄ2Ｏ3＋Ｎｂ2Ｏ5＋Ｔａ2Ｏ5）／（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）｝は、耐熱性を高めるとともに熔融性を高める観点から、好ましい範囲は３〜１５であり、より好ましくは３〜１２、更に好ましくは４〜１２、一層好ましくは５〜１２、より一層好ましくは５〜１１、なお一層好ましくは５〜１０の範囲である。
【００６１】
次に、本発明のガラス基板の諸特性について説明する。
【００６２】
１．熱膨張係数
前述のとおり、磁気記録媒体用ガラス基板を構成するガラスとＨＤＤのスピンドル材料（例えば、ステンレスなど）の熱膨張係数の差が大きいと、ＨＤＤの動作時における温度変化によって磁気記録媒体が変形し、記録再生トラブルが起こるなど信頼性が低下することになってしまう。特に、高Ｋｕ磁性材料からなる磁気記録層を有する磁気記録媒体は、記録密度が極めて高いため、磁気記録媒体の僅かな変形によっても前記トラブルが起こりやすくなる。一般にＨＤＤのスピンドル材料は、１００〜３００℃の温度範囲において７０×１０-7／℃以上の平均線膨張係数（熱膨張係数）を有するものであるところ、本発明のガラス基板は、１００〜３００℃の温度範囲における平均線膨張係数が７０×１０-7／℃以上であるため、上記信頼性を向上することができ、高Ｋｕ磁性材料からなる磁気記録層を有する磁気記録媒体に好適な基板を提供することができる。平均線膨張係数は、熱膨張特性に影響を及ぼすものとして前記したガラス成分の含有量および割合を調整することにより制御することができる。前記平均線膨張係数の好ましい範囲は７１×１０-7／℃以上、より好ましい範囲は７２×１０-7／℃以上、さらに好ましい範囲は７３×１０-7／℃以上、一層好ましい範囲は７４×１０-7／℃以上、より一層好ましい範囲は７５×１０-7／℃以上である。前記平均線膨張係数の上限は、スピンドル材料の熱膨張特性を考慮すると、例えば１２０×１０-7／℃程度であることが好ましく、１００×１０-7／℃であることがより好ましく、８８×１０-7／℃であることがさらに好ましい。
【００６３】
２．ガラス転移温度
前述のとおり、高Ｋｕ磁性材料の導入などによって磁気記録媒体の高記録密度化を図る場合、磁性材料の高温処理などにおいて、磁気記録媒体用ガラス基板は高温下に晒されることになる。その際、基板の極めて高い平坦性が損なわれないようにするため、磁気記録媒体用ガラス基板には優れた耐熱性を有することが求められる。耐熱性の指標としてはガラス転移温度が用いられ、本発明のガラス基板は、６００℃以上のガラス転移温度を有することで、高温処理後にも優れた平坦性を維持することができる。したがって、本発明のガラス基板は、高Ｋｕ磁性材料を備えた磁気記録媒体の作製に好適である。ガラス転移温度は、耐熱性に影響を及ぼすものとして前記したガラス成分の含有量および割合を調整することにより制御することができる。ガラス転移温度の好ましい範囲は６１０℃以上、より好ましい範囲は６２０℃以上、さらに好ましい範囲は６３０℃以上である。ガラス転移温度の上限は、例えば７５０℃程度であるがガラス転移温度は高いほど好ましく特に限定されるものではない。
【００６４】
３．ヤング率
磁気記録媒体の変形としては、ＨＤＤの温度変化による変形の他、高速回転による変形がある。高速回転時の変形を抑制する上から、上記のように磁気記録媒体基板のヤング率を高めることが求められる。本発明のガラス基板は、８０ＧＰａ以上のヤング率を有するため、高速回転時の基板変形を抑制し、高Ｋｕ磁性材料を備えた高記録密度化された磁気記録媒体においても、データの読み取り、書き込みを正確に行うことができる。ヤング率は、剛性に影響を及ぼすものとして前記したガラス成分の含有量および割合を調整することにより制御することができる。ヤング率の好ましい範囲は８１ＧＰａ以上、より好ましい範囲は８２ＧＰａ以上であり、更に好ましくは８３ＧＰａ以上であり、より一層好ましくは８４ＧＰａ以上であり、更に一層好ましくは８５ＧＰａ以上であり、なお一層好ましくは８６ＧＰａ以上である。ヤング率の上限は、例えば９５ＧＰａ程度であるが、高いほど好ましく特に限定されるものではない。
【００６５】
４．比弾性率・比重
磁気記録媒体を高速回転させたときの変形（基板のたわみ）を抑制する観点から、本発明のガラス基板の比弾性率は３０．０ＭＮｍ／ｋｇ以上であることが好ましく、３０．０ＭＮｍ／ｋｇ超であることがより好ましく、３０．５ＭＮｍ／ｋｇ以上であることが更に好ましい。その上限は、例えば４０．０ＭＮｍ／ｋｇ程度であるが特に限定されるものではない。比弾性率はガラスのヤング率を密度で除したものである。ここで密度とはガラスの比重に、ｇ／ｃｍ3という単位を付けた量と考えればよい。ガラスの低比重化によって、比弾性率を大きくすることができることに加え、基板を軽量化することができる。基板の軽量化により、磁気記録媒体の軽量化がなされ、磁気記録媒体の回転に要する電力を減少させ、ＨＤＤの消費電力を抑えることができる。本発明のガラス基板の比重の好ましい範囲は２．９０以下、より好ましい範囲は２．８０以下、さらに好ましい範囲は２．７０未満である。ガラス基板の比重は、比重に影響を及ぼすものとして前記したガラス成分の含有量および割合を調整することにより制御することができる。
【００６６】
５．耐酸性
磁気記録媒体用ガラス基板を生産する際には、ガラスをディスク形状に加工し、主表面を極めて平坦かつ平滑に加工する。そして、前記加工工程の後、通常、ガラス基板を酸洗浄して表面に付着した汚れである有機物を除去する。ここでガラス基板が耐酸性に劣るものであると、上記酸洗浄時に面荒れを起こし、平坦性、平滑性が損なわれ磁気記録媒体用ガラス基板として使用することが困難となる。特にガラス基板表面の高い平坦性、平滑性が求められる高Ｋｕ磁性材料からなる磁気記録層を有する、高記録密度化された磁気記録媒体用ガラス基板は、優れた耐酸性を有することが望ましい。
また、酸洗浄に続いて、アルカリ洗浄して表面に付着した研磨剤などの異物を除去して一層清浄な状態の基板を得ることができる。アルカリ洗浄時にも面荒れによる基板表面の平坦性、平滑性の低下を防ぐ上からガラス基板は耐アルカリ性に優れたものであることが好ましい。優れた耐酸性および耐アルカリ性を有し基板表面の平坦性、平滑性が高いことは、前述の低浮上量化の観点からも有利である。本発明では前記したガラス組成の調整、特に化学的耐久性に有利な組成調整を行うことにより、優れた耐酸性および耐アルカリ性を実現することができる。
【００６７】
６．液相温度
ガラスを熔融し、得られた熔融ガラスを成形する際、成形温度が液相温度を下回るとガラスが結晶化し、均質なガラスが生産できない。そのためガラス成形温度は液相温度以上にする必要があるが、成形温度が１３００℃を超えると、例えば熔融ガラスをプレス成形する際に用いるプレス成形型が高温のガラスと反応して、ダメージを受けやすくなる。熔融ガラスを鋳型に鋳込んで成形する場合も同様に鋳型がダメージを受けやすくなる。こうした点に配慮し、本発明のガラス基板を構成するガラスの液相温度は１３００℃以下であることが好ましい。液相温度のより好ましい範囲は１２８０℃以下、さらに好ましい範囲は１２５０℃以下である。本発明では前記したガラス組成調整を行うことにより、上記好ましい範囲の液相温度を実現することができる。下限は特に限定されないが、８００℃以上を目安に考えればよい。
【００６８】
７．分光透過率
磁気記録媒体は、ガラス基板上に磁気記録層を含む多層膜を成膜する工程を経て生産される。現在、主流になっている枚葉式の成膜方式で基板上に多層膜を形成する際、例えばまずガラス基板を成膜装置の基板加熱領域に導入しスパッタリングリングなどによる成膜が可能な温度にまでガラス基板を加熱昇温する。ガラス基板の温度が十分昇温した後、ガラス基板を第１の成膜領域に移送し、ガラス基板上に多層膜の最下層に相当する膜を成膜する。次にガラス基板を第２の成膜領域に移送し、最下層の上に成膜を行う。このようにガラス基板を後段の成膜領域に順次移送して成膜することにより、多層膜を形成する。上記加熱と成膜は真空ポンプにより排気された低圧下で行うため、ガラス基板の加熱は非接触方式を取らざるを得ない。そのため、ガラス基板の加熱には輻射による加熱が適している。この成膜はガラス基板が成膜に好適な温度を下回らないうちに行う必要がある。各層の成膜に要する時間が長すぎると加熱したガラス基板の温度が低下し、後段の成膜領域では十分なガラス基板温度を得ることができないという問題が生じる。ガラス基板を長時間にわたって成膜可能な温度を保つためには、ガラス基板をより高温に加熱することが考えられるが、ガラス基板の加熱速度が小さいと加熱時間をより長くしなければならず、加熱領域にガラス基板が滞在する時間も長くしなければならない。そのため各成膜領域におけるガラス基板の滞在時間も長くなり、後段の成膜領域では十分なガラス基板温度を保てなくなってしまう。さらにスループットを向上することも困難となる。特に高Ｋｕ磁性材料からなる磁気記録層を備えた磁気記録媒体を生産する場合、所定時間内にガラス基板を高温に加熱するために、ガラス基板の輻射による加熱効率を一層高めるべきである。
ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3を含むガラスには、波長２７５０〜３７００ｎｍを含む領域に吸収ピークが存在する。また、後述する赤外線吸収剤を添加するか、ガラス成分として導入することにより、さらに短波長の輻射の吸収を高めることができ、波長７００ｎｍ〜３７００ｎｍの波長領域に吸収を持たせることができる。ガラス基板を輻射、すなわち、赤外線照射により効率よく加熱するには、上記波長域にスペクトルの極大が存在する赤外線を用いることが望まれる。加熱速度を上げるには、赤外線のスペクトル極大波長と基板の吸収ピーク波長をマッチさせるとともに赤外線パワーを増やすことが考えられる。赤外線源として高温状態のカーボンヒータを例にとると、赤外線のパワーを増加するにはカーボンヒータの入力を増加すればよい。しかし、カーボンヒータからの輻射を黒体輻射と考えると、入力増加によってヒータ温度が上昇するため、赤外線のスペクトルの極大波長が短波長側にシフトし、ガラスの上記吸収波長域から外れてしまう。そのため、基板の加熱速度を上げるためにはヒータの消費電力を過大にしなければならず、ヒータの寿命が短くなってしまうなどの問題が発生する。
このような点に鑑み、上記波長領域（波長７００〜３７００ｎｍ）におけるガラスの吸収をより大きくすることにより、赤外線のスペクトル極大波長と基板の吸収ピーク波長を近づけた状態で赤外線の照射を行い、ヒータ入力を過剰にしないことが望ましい。そこで赤外線照射過熱効率を高めるため、ガラス基板としては、７００〜３７００ｎｍの波長域に、厚さ２ｍｍに換算した分光透過率が５０％以下となる領域が存在するか、または、前記波長域にわたり、厚さ２ｍｍに換算した分光透過率が７０％以下となる透過率特性を備えるものが好ましい。例えば、鉄、銅、コバルト、イッテルビウム、マンガン、ネオジム、プラセオジム、ニオブ、セリウム、バナジウム、クロム、ニッケル、モリブデン、ホルミウムおよびエルビウムの中から選ばれる少なくとも１種の金属の酸化物は、赤外線吸収剤として作用し得る。また、水分または水分に含まれるＯＨ基は、３μｍ帯に強い吸収を有するため、水分も赤外線吸収剤として作用し得る。ガラス組成に上記赤外線吸収剤として作用し得る成分を適量導入することにより、ガラス基板に上記好ましい吸収特性を付与することができる。上記赤外線吸収剤として作用し得る酸化物の添加量は、酸化物として質量基準で５００ｐｐｍ〜５％であることが好ましく、２０００ｐｐｍ〜５％であることがより好ましく、２０００ｐｐｍ〜２％であることがさらに好ましく、４０００ｐｐｍ〜２％の範囲がより一層好ましい。また、水分については、Ｈ2Ｏ換算の重量基準で２００ｐｐｍ超含まれることが好ましく、２２０ｐｐｍ以上含まれることがより好ましい。
なお、Ｙｂ2Ｏ3、Ｎｂ2Ｏ5をガラス成分として導入する場合や清澄剤としてＣｅ酸化物を添加する場合は、これら成分による赤外線吸収を基板加熱効率の向上に利用することができる。
【００６９】
次に、ガラス基板の製造方法について説明する。
まず、所定のガラス組成が得られるように酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、水酸化物などのガラス原料を秤量、調合し、十分混合して、熔融容器内で、例えば１４００〜１６００℃の範囲で加熱、熔融し、清澄、攪拌して十分泡切れがなされた均質化した熔融ガラスを作製する。なお、必要に応じてガラス原料に清澄剤を外割で添加してもよい。清澄剤としては、Ｓｎ酸化物およびＣｅ酸化物を使用することが好ましい。これは以下の理由による。
Ｓｎ酸化物は、ガラス熔融時、高温で酸素ガスを放出し、ガラス中に含まれる微小な泡を取り込んで大きな泡にすることで浮上しやすくすることにより清澄を促す働きに優れている。一方、Ｃｅ酸化物は、低温でガラス中にガスとして存在する酸素をガラス成分として取り込むことにより泡を消す働きに優れている。泡の大きさ（固化したガラス中に残留する泡（空洞）の大きさ）が０．３ｍｍ以下の範囲で、Ｓｎ酸化物は比較的大きな泡も極小の泡も除く働きが強い。Ｓｎ酸化物とともにＣｅ酸化物を添加すると、５０μｍ〜０．３ｍｍ程度の大きな泡の密度が数十分の一程度にまで激減する。このように、Ｓｎ酸化物とＣｅ酸化物を共存させることにより、高温域から低温域にわたり広い温度範囲でガラスの清澄効果を高めることができるため、Ｓｎ酸化物およびＣｅ酸化物を添加することが好ましい。
Ｓｎ酸化物およびＣｅ酸化物の外割り添加量の合計が０．０２質量％以上であれば、十分な清澄効果を期待することができる。微小かつ少量であっても未熔解物を含むガラスを用いて基板を作製すると、研磨によってガラス基板表面に未熔解物が現れると、ガラス基板表面に突起が生じたり、未熔解物が欠落した部分が窪みとなって、ガラス基板表面の平滑性が損なわれ、磁気記録媒体用の基板としては使用できなくなる。これに対しＳｎ酸化物およびＣｅ酸化物の外割り添加量の合計が３．５質量％以下であれば、ガラス中に十分に熔解し得るため未熔解物の混入を防ぐことができる。
また、ＳｎやＣｅは結晶化ガラスを作る場合には結晶核を生成する働きをする。本発明のガラス基板は非晶質性ガラスからなるので、加熱によって結晶を析出しないことが望ましい。Ｓｎ、Ｃｅの量が過剰になると、こうした結晶の析出がおこりやすくなる。そのため、Ｓｎ酸化物、Ｃｅ酸化物とも過剰の添加は避けるべきである。
以上の観点から、Ｓｎ酸化物およびＣｅ酸化物の外割り添加量の合計を０．０２〜３．５質量％とすることが好ましい。Ｓｎ酸化物とＣｅ酸化物の外割り添加量の合計の好ましい範囲は０．１〜２．５質量％、より好ましい範囲は０．１〜１．５質量％、さらに好ましい範囲は０．５〜１．５質量％である。
Ｓｎ酸化物としては、ＳｎＯ2を用いることがガラス熔融中、高温で酸素ガスを効果的に放出する上から好ましい。
【００７０】
なお、清澄剤として硫酸塩を外割りで０〜１質量％の範囲で添加することもできるが、ガラス熔融中に熔融物が吹きこぼれるおそれがあり、ガラス中の異物が激増することから、上記吹きこぼれが懸念される場合は、硫酸塩を導入しないことが好ましい。なお、本発明の目的を損なわないものであって清澄効果が得られるものであれば、上記清澄剤以外のものを使用してもよい。ただし、前述のように環境負荷が大きいＡｓの添加は避けるべきである。またＳｂも環境への負荷を考慮すると使用しないことが好ましい。
【００７１】
次に、作製した熔融ガラスをプレス成形法、ダウンドロー法またはフロート法のいずれかの方法により板状に成形し、得られた板状のガラスを加工する工程を経ることで、基板形状のガラス成形品、即ち本発明の磁気記録媒体用ガラス基板ブランク、を得ることができる。
【００７２】
プレス成形法では、流出する熔融ガラスを切断し、所要の熔融ガラス塊を得て、これをプレス成形型でプレス成形して薄肉円盤状の基板ブランクを作製する。
ダウンドロー法では、樋状の成形体を用いて熔融ガラスを導き、成形体の両側へと熔融ガラスをオーバーフローさせ、成形体の下方で成形体に沿って流下する２つの熔融ガラス流を合流させてから、下方に引っ張ってシート状に成形する。この方法はフュージョン法とも呼ばれ、成形体表面に接触したガラスの面を互いに張り合わせことにより、接触痕のないシートガラスを得ることができる。その後、得られたシート材から薄肉円盤状の基板ブランクがくり抜かれる。
フロート法では、溶融錫などを蓄えたフロートバス上に熔融ガラスを流し出し、引っ張りながらシート状ガラスに成形する。その後、得られたシート材から薄肉円盤状の基板ブランクがくり抜かれる。
このようにして得た基板ブランクに中心孔を設けたり、内外周加工、両主表面にラッピング、ポリッシングを施す。次いで、酸洗浄およびアルカリ洗浄を含む洗浄工程を経てディスク状の基板を得ることができる。
なお、本発明において「主表面」とは、基板の磁気記録層が設けられる面または設けられている面である。こうした面は、磁気記録媒体基板の表面のうち、最も面積の広い面であることから、主表面と呼ばれ、ディスク状の磁気記録媒体の場合、ディスクの円形状の表面（中心穴がある場合は中心穴を除く。）に相当する。
【００７３】
本発明のガラス基板は、前述の組成調整により良好な化学強化性能を付与されているため、化学強化処理によって表面にイオン交換層を容易に形成することができるものである。即ち、本発明のガラス基板は、表面の一部または全部にイオン交換層を有することができる。イオン交換層は、高温下、基板表面にアルカリ塩を接触させ、該アルカリ塩中のアルカリ金属イオンと基板中のアルカリ金属イオンを交換させることにより形成することができる。通常のイオン交換は、アルカリ硝酸塩を加熱して熔融塩とし、この熔融塩に基板を浸漬して行う。基板中のイオン半径の小さいアルカリ金属イオンに換えてイオン半径の大きいアルカリ金属イオンを導入すると、基板表面に圧縮応力層が形成される。これにより基板の破壊耐性を向上し、その信頼性を高めることができる。例えば、硝酸カリウムの熔融塩中にガラス基板を浸漬することにより、基板中のＬｉイオンおよびＮａイオンと溶融塩中のＫイオンが交換し、基板表面にイオン交換層が形成される。イオン交換により、基板表面からのアルカリ溶出量を低減することもできる。なお、化学強化する場合は、イオン交換を、基板を構成するガラスの歪点より高温かつガラス転移温度より低温で、アルカリ溶融塩が熱分解しない温度範囲で行うことが好ましい。基板がイオン交換層を有することは、ガラスの断面（イオン交換層を切る面）をバビネ法により観察して確認する方法、ガラス表面からアルカリ金属イオンの深さ方向の濃度分布を測定する方法等によって確認することができる。
本発明のガラス基板は、前述のようにＬｉ2Ｏを必須成分として含むものであるため、イオン交換は、Ｌｉよりもイオン半径の大きなＮａ、Ｋ、ＲｂおよびＣｓからなる群から選ばれる少なくとも１種のアルカリ金属イオンによるイオン交換に付すことが好ましい。
【００７４】
磁気記録媒体用ガラス基板の耐衝撃性の指標としては、一般に抗折強度が用いられている。抗折強度は、図１に示すようにホルダー上に配置したガラス基板の中心孔に鋼球を載せ、ロードセルによって荷重を加えていき、ガラス基板が破壊したときの荷重値として求めることができる。測定は、例えば抗折強度測定試験機（島津オートグラフDDS-2000）を用いて行うことができる。本発明のガラス基板は、例えば１０ｋｇ以上、好ましくは１５ｋｇ以上、さらに好ましくは２０ｋｇ以上の抗折強度を有することが好ましく、前述の組成調整を行い、および任意に化学強化処理を施すことにより、上記範囲の抗折強度を実現することができる。
【００７５】
本発明のガラス基板は、例えば厚みが１．５ｍｍ以下、好ましくは１．２ｍｍ以下、より好ましくは１ｍｍ以下であり、下限は好ましくは０．３ｍｍである。磁気記録層が形成される主表面は、下記（１）〜（３）の表面性を有することが好ましい。
（１）原子間力顕微鏡を用いて１μｍ×１μｍの範囲で測定される表面粗さの算術平均Ｒａが０．２５ｎｍ以下；
（２）５μｍ×５μｍの範囲で測定される表面粗さの算術平均Ｒａが０．１５ｎｍ以下；
（３）波長１００μｍ〜９５０μｍにおける表面うねりの算術平均Ｗａが０．５ｎｍ以下。
基板上に成膜する磁気記録層のグレインサイズは、例えば垂直記録方式では、１０ｎｍ未満となっている。高記録密度化のため、ビットサイズが微細化されても、基板表面の表面粗さが大きいと、磁気特性の向上は見込めない。これに対し上記（１）、（２）の２種の表面粗さの算術平均Ｒａが上記範囲の基板であれば、高記録密度化のためにビットサイズが微細化されても磁気特性の改善が可能である。また、上記（３）の表面うねりの算術平均Ｗａを上記範囲にすることにより、ＨＤＤにおける磁気ヘッドの浮上安定性を向上させることができる。上記（１）〜（３）の表面性を兼ね備えた基板を実現する上で、ガラスの耐酸性、耐アルカリ性を高めることは有効である。
【００７６】
本発明の磁気記録媒体は、磁気ディスク、ハードディスクなどと呼ばれ、デスクトップパソコン、サーバ用コンピュータ、ノート型パソコン、モバイル型パソコンなどの内部記憶装置（固定ディスクなど）、画像および／または音声を記録再生する携帯記録再生装置の内部記憶装置、車載オーディオの記録再生装置などに好適であり、前述のように熱アシスト記録方式に特に適したものである。
【実施例】
【００７７】
以下に、本発明を実施例により更に詳細に説明する。但し、本発明は実施例に示す態様に限定されるものではない。【００７８】
（１）熔融ガラスの作製
表１に示す組成のガラスが得られるように酸化物、炭酸塩、硝酸塩、水酸化物などの原料を秤量し、混合して調合原料とした。この原料を熔融容器に投入して１４００〜１６００℃の範囲で３〜６時間、加熱、熔融し、清澄、攪拌して泡、未熔解物を含まない均質な熔融ガラスを作製した。得られたガラス中には泡や未熔解物、結晶の析出、熔融容器を構成する耐火物や白金の混入物は認められなかった。【００７９】
（２）基板ブランクの作製
次に、下記方法ＡまたはＢにより、円盤状の基板ブランクを作製した。
（方法Ａ）
清澄、均質化した上記熔融ガラスをパイプから一定流量で流出するとともにプレス成形用の下型で受け、下型上に所定量の熔融ガラス塊が得られるよう流出した熔融ガラスを切断刃で切断した。そして熔融ガラス塊を載せた下型をパイプ下方から直ちに搬出し、下型と対向する上型および胴型を用いて、直径６６ｍｍ、厚さ２ｍｍの薄肉円盤状にプレス成形した。プレス成形品を変形しない温度にまで冷却した後、型から取り出してアニールし、基板ブランクを得た。なお、上記成形では複数の下型を用いて流出する熔融ガラスを次々に円盤形状の基板ブランクに成形した。
（方法Ｂ）
清澄、均質化した上記熔融ガラスを円筒状の貫通孔が設けられた耐熱性鋳型の貫通孔に上部から連続的に鋳込み、円柱状に成形して貫通孔の下側から取り出した。取り出したガラスをアニールした後、マルチワイヤーソーを用いて円柱軸に垂直な方向に一定間隔でガラスをスライス加工し、円盤状の基板ブランクを作製した。
なお、本実施例では上記方法Ａ、Ｂを採用したが、円盤状の基板ブランクの製造方法としては、下記方法Ｃ、Ｄも好適である。
（方法Ｃ）
上記熔融ガラスをフロートバス上に流し出し、シート状のガラスに成形（フロート法による成形）し、次いでアニールした後にシートガラスから円盤状のガラスをくり貫いて基板ブランクを得ることもできる。
（方法Ｄ）
上記熔融ガラスをオーバーフローダウンドロー法（フュージョン法）によりシート状のガラスに成形、アニールし、次いでシートガラスから円盤状のガラスをくり貫いて基板ブランクを得ることもできる。【００８０】
（３）ガラス基板の作製
上記各方法で得られた基板ブランクの中心に貫通孔をあけて、外周、内周の研削加工を行い、円盤の主表面をラッピング、ポリッシング（鏡面研磨加工）して直径６５ｍｍ、厚さ０．７ｍｍの磁気ディスク用ガラス基板に仕上げた。得られたガラス基板は、１．７質量％の珪弗酸（H2SiF）水溶液次いで、１質量％の水酸化カリウム水溶液を用いて洗浄し、次いで純水ですすいだ後に乾燥させた。実施例のガラスから作製した基板の表面を拡大観察したところ、表面荒れなどは認められず、平滑な表面であった。
下記（４）では、上記の方法で作製したディスク状のガラス基板をそのまま磁気ディスクの作製に使用した。これとは別に、上記と同様の方法で作製したディスク状のガラス基板を硝酸ナトリウムと硝酸カリウムの混合溶融塩に浸漬し、イオン交換によって表面にイオン交換層を有するガラス基板を得た。このようにイオン交換処理を施すことは、抗折強度を高めるために有効である。イオン交換処理を施した複数枚のガラス基板から、サンプリングしたガラス基板の断面（イオン交換層を切る面）をバビネ法により観察し、イオン交換層が形成されていることを確認した。イオン交換処理後の各ガラス基板の抗折強度を前述の方法で測定したところ、２０ｋｇ以上の値を示した。このようにイオン交換処理を施したディスク状ガラス基板を用いて磁気ディスクを作製することもできる。
以上の例では、硝酸ナトリウムと硝酸カリウムの混合溶融塩にガラス基板を浸漬してイオン交換層を有するガラス基板を作製したが、硝酸ナトリウムと硝酸カリウムの混合溶融塩に代えて、
（A）カリウム化合物とルビジウム化合物の混合溶融塩、
（B）カリウム化合物とセシウム化合物の混合溶融塩、
（C）ルビジウム化合物とセシウム化合物の混合溶融塩、
（D）カリウム化合物、ルビジウム化合物およびセシウム化合物の混合熔融塩、
（E）ルビジウム化合物の溶融塩、
（F）セシウム化合物の溶融塩、
等のいずれかにガラス基板を浸漬してイオン交換処理を行いイオン交換層を形成することもできる。上記溶融塩としては、例えば硝酸塩を用いることができる。また、イオン交換層はガラス基板表面の全域に形成してもよいし、外周面のみに形成してもよいし、外周面と内周面のみに形成してもよい。【００８１】
（４）磁気ディスクの作製
以下の方法により、実施例のガラスから得られたガラス基板の主表面上に、付着層、下地層、磁性層、保護層、潤滑層をこの順に形成し、磁気ディスクを得た。【００８２】
まず、真空引きを行った成膜装置を用いて、ＤＣマグネトロンスパッタリング法にて、Ａｒ雰囲気中で、付着層、下地層および磁性層を順次成膜した。【００８３】
このとき、付着層は、厚さ２０ｎｍのアモルファスＣｒＴｉ層となるように、ＣｒＴｉターゲットを用いて成膜した。続いて枚葉・静止対向型成膜装置を用いて、Ａｒ雰囲気中で、ＤＣマグネトロンスパッタリング法にて下地層としてアモルファスＣｒＲｕからなる１０ｎｍ厚の層を形成した。また、磁性層は、厚さ２００ｎｍのアモルファスＦｅＰｔまたはＣｏＰｔ層となるように、ＦｅＰｔまたはＣｏＰｔターゲットを用いて成膜温度４００℃にて成膜した。【００８４】
磁性層までの成膜を終えた磁気ディスクを成膜装置から加熱炉内に移し、６５０〜７００℃の温度で磁性層の結晶構造がＬ10構造となるようにアニールした。【００８５】
続いて、エチレンを材料ガスとしたＣＶＤ法により水素化カーボンからなる保護層を形成した。この後、ＰＦＰＥ（パーフロロポリエーテル）を用いてなる潤滑層をディップコート法により形成した。潤滑層の膜厚は１ｎｍであった。
以上の製造工程により、磁気ディスクを得た。【００８６】
１．ガラスの評価
（１）ガラス転移温度Ｔｇ、熱膨張係数
各ガラスのガラス転移温度Ｔｇおよび１００〜３００℃における平均線膨張係数αを、リガク社製の熱機械分析装置（Thermo plus TMA8310）を用いて測定した。
（２）ヤング率
各ガラスのヤング率を超音波法にて測定した。
（３）比重
各ガラスの比重をアルキメデス法にて測定した。
（４）比弾性率
上記（２）で得られたヤング率および（３）で得られた比重から、比弾性率を算出した。【００８７】
２．基板の評価（表面粗さ、表面うねり）
実施例の各基板の主表面（磁気記録層等を積層する面）の５μｍ×５μｍの矩形領域を原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）により観察し、１μｍ×１μｍの範囲で測定される表面粗さの算術平均Ｒａ、５μｍ×５μｍの範囲で測定される表面粗さの算術平均Ｒａ、波長１００μｍ〜９５０μｍにおける表面うねりの算術平均Ｗａを測定した。
いずれの実施例のガラス基板についても、１μｍ×１μｍの範囲で測定される表面粗さの算術平均Ｒａが０．１５〜０．２５ｎｍの範囲、５μｍ×５μｍの範囲で測定される表面粗さの算術平均Ｒａが０．１２〜０．１５ｎｍの範囲、波長１００μｍ〜９５０μｍにおける表面うねりの算術平均Ｗａが０．４〜０．５ｎｍであり、磁気記録媒体に用いられる基板として問題のない範囲であった。【００８８】
【表１】
2012057338.tif 000003
2012057338.tif 000004
2012057338.tif 000005
2012057338.tif 000006
【００８９】
表１に示すように、実施例のガラスは、高い耐熱性（高いガラス転移温度）、高剛性（高いヤング率）、高熱膨張係数という、磁気記録媒体基板に求められる３つの特性を兼ね備えたものであった。更に表１の結果から、実施例のガラスは、高速回転に耐え得る高い比弾性率を有し、かつ低比重であり基板の軽量化も可能であることも確認できる。加えて実施例のガラスが、化学強化処理によりイオン交換層を容易に形成できるものであることも確認された。
以上の結果から、本発明によれば、磁気記録媒体基板に求められる特性を兼ね備えたガラスが得られることが確認された。【００９０】
３．磁気ディスクの評価
（１）平坦性
一般に、平坦度が５μｍ以下であれば信頼性の高い記録再生を行うことができる。上記方法で実施例のガラス基板を用いて形成した各磁気ディスク表面の平坦度（ディスク表面の最も高い部分と、最も低い部分との上下方向（表面に垂直な方向）の距離（高低差））を、平坦度測定装置で測定したところ、いずれの磁気ディスクも平坦度は５μｍ以下であった。この結果から、実施例のガラス基板は、ＦｅＰｔ層またはＣｏＰｔ層形成時の高温処理においても大きな変形を起こさなかったことが確認できる。
（２）ロードアンロード試験
上記方法で実施例のガラス基板を用いて形成した各磁気ディスクを、回転数５４００ｒｐｍの高速で回転する２．５インチ型ハードディスクドライブに搭載し、ロードアンロード（Load Unload、以下、ＬＵＬ）耐久性試験を行った。上記ハードディスクドライブにおいて、スピンドルモーターのスピンドルはステンレス製であり、磁気ヘッド素子部と磁気ディスク表面との距離は約９ｎｍであった。いずれの磁気ディスクもＬＵＬの耐久回数は６０万回を超えた。また、ＬＵＬ試験中にスピンドル材料との熱膨張係数の違いによる変形や高速回転によるたわみが生じると試験中にクラッシュ障害やサーマルアスペリティ障害が生じるが、いずれの磁気ディスクも試験中にこれら障害は発生しなかった。
さらに、同様のＬＵＬ耐久性試験を、ＤＦＨ機構を搭載した磁気ヘッドを用い、記録再生素子部を突き出して磁気ヘッド素子部と磁気ディスク表面との距離を２ｎｍ以下とした状態で行ったところ、ＬＵＬの耐久回数は６０万回を超え、ＤＦＨ機構を搭載したハードディスクドライブにおいても、良好な記録再生が可能であることが確認された。
以上の結果から、本発明によれば信頼性の高い記録再生が可能であることが確認できる。【００９１】
上記方法で実施例のガラス基板を用いて作製した磁気ディスクをレーザー光の照射により磁化反転をアシストする記録方式（熱アシスト記録方式）の磁気ヘッドとともにハードディスクドライブに搭載し、熱アシスト記録方式の情報記録装置を作製した。これとは別に、作製した磁気ディスクをマイクロ波によりアシストする記録方式（マイクロ波アシスト記録方式）の磁気ヘッドとともにハードディスクドライブに搭載し、マイクロ波アシスト記録方式の情報記録装置を作製した。このように高Ｋｕ磁性材料とエネルギーアシスト記録の組み合わせた情報記録装置によれば、先に説明したように高密度記録を実現することができる。これらのエネルギーアシスト記録方式のハードディスクドライブにおいて上記と同様のＬＵＬ耐久性試験を行ったところ、ＬＵＬの耐久回数は６０万回を超えた。さらに、これらのハードディスクにおいて、ＤＦＨ機構によって磁気ヘッドの記録再生素子部を突き出して磁気ディスク表面と磁気ヘッド素子部との距離を２ｎｍ以下としても、ＬＵＬ耐久性試験において上記と同様に良好な結果を示した。【００９２】
また、厚さを０．８ｍｍに変更した他は上記と同様にして磁気ディスク用ガラス基板を得た。いずれのガラス基板も、１μｍ×１μｍの範囲で測定される表面粗さの算術平均Ｒａは０．１５〜０．２５ｎｍの範囲、５μｍ×５μｍの範囲で測定される表面粗さの算術平均Ｒａは０．１２〜０．１５ｎｍの範囲、波長１００μｍ〜９５０μｍにおける表面うねりの算術平均Ｗａは０．４〜０．５ｎｍであり、磁気記録媒体に用いられる基板として問題のない範囲であった。
さらに、付着層と下地層の間に軟磁性層としてＦｅＴａＣを１００ｎｍ成膜し、磁性層としてＦｅＰｔまたはＣｏＰｔを１０ｎｍ成膜した後、５５０〜６５０℃の温度で磁性層がＬ10構造となるようにアニールした他は上記と同様にして、得られたガラス基板を用いて磁気ディスクを作製した。作製された磁気ディスクは、上記と同様に高い平坦性と良好な耐久性を有するものであった。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明によれば、高密度記録化に最適な磁気記録媒体を提供することができる。
【図１】
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【国際調査報告】
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