(57)【要約】【課題】ガラス基材の表面の少なくとも一部分に結晶化層を積層している結晶化層積層ガラス、およびガラス基材の表面に積層された結晶化層の少なくとも一部分の厚みが他の部分とは異なっている結晶化層積層ガラス、および結晶化層積層ガラスを用いた磁気ディスク用ガラス基板、および端面部位の少なくとも一部に結晶化層を持つ磁気ディスク用ガラス基板の提供。【解決手段】ガラスの母材となる出発原料と必要に応じて添加剤とを所定量電子天秤にて計量して混合して、るつぼで溶融し冷却してガラスとし、再加熱によりガラス表面に結晶化層を積層させて、主表面を部分的に研磨することにより結晶化層積層ガラスを製造する。これを用いて磁気ディスク用ガラス基板などとする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基材の表面の少なくとも一部分に結晶化層を積層していることを特徴とする結晶化層積層ガラス。
【請求項２】
ガラス基材の表面に積層された結晶化層の少なくとも一部分の厚みが他の部分とは異なっていることを特徴とする請求項１に記載の結晶化層積層ガラス。
【請求項３】
請求項１または２に記載の結晶化層積層ガラスを用いたことを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板。
【請求項４】
内周部位または外周部位の少なくとも一部に結晶化層を持つことを特徴とする請求項３に記載の磁気ディスク用ガラス基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス基材の表面の少なくとも一部分に結晶化層を積層している結晶化層積層ガラス、およびガラス基材の表面に積層された結晶化層の少なくとも一部分の厚みが他の部分とは異なっている結晶化層積層ガラス、および結晶化層積層ガラスを用いた磁気ディスク用ガラス基板、および端面部位の少なくとも一部に結晶化層を持つ磁気ディスク用ガラス基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ガラス基材に強化処理などを施すことにより電子装置や電子部品に適用することが検討されてきており、磁気ディスク基板用途などに用いることが提案されてきている。特許文献１には、化学強化法によりガラス基材上に化学強化層を形成する方法が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２０７７３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、ガラス基材の表面の少なくとも一部分に結晶化層を積層している結晶化層積層ガラス、およびガラス基材の表面に積層された結晶化層の少なくとも一部分の厚みが他の部分とは異なっている結晶化層積層ガラス、および結晶化層積層ガラスを用いた磁気ディスク用ガラス基板、および端面部位の少なくとも一部に結晶化層を持つ磁気ディスク用ガラス基板を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題に対する第１の解決手段として本発明の結晶化層積層ガラスは、ガラス基材の表面の少なくとも一部分に結晶化層を積層している構成とした。またはガラス基材の表面に積層された結晶化層の少なくとも一部分の厚みが他の部分とは異なっている構成とした。
【０００６】
前記課題に対する第２の解決手段として本発明の磁気ディスク用ガラス基板は、結晶化層積層ガラスを用いた構成とした。  または結晶化層積層ガラスを用いた磁気ディスク用ガラス基板の端面部位の少なくとも一部に結晶化層を持つ構成とした。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の結晶化層積層ガラスは、以下に説明するように、ガラス基材の表面の少なくとも一部分に結晶化層を積層させたり、他の部分とは異なる厚みの結晶化層を積層することができ、凹凸や貫通孔など、非平面形状を有する有形断面形状の部分に対しても効率よく結晶化層を積層することが可能である。また本発明の結晶化層積層ガラスは、磁気ディスク用ガラス基板として好適であり、ディスク端面部位に結晶化層を積層することにより機械強度などに優れた磁気ディスク用基板として有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に、本発明の実施形態を説明する。ガラスには多くの種類が存在し、用途により適切な母材を選択すればよく、必ずしも下記の説明例に限定はされることはない。またガラス表面に形成したい結晶化層も多くの種類が存在し、用途により適切に選択すればよく、必ずしも下記の説明例に限定はされることはない。ここでは、ガラス母材として酸化物ガラスの一形態であるリチウムアルミノシリケートガラス（Ｌｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２）の場合を例にとって説明する。
【０００９】
まずガラスの母材となる出発原料として、炭酸リチウム（Ｌｉ２ＣＯ３）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）の各粉末の所定量（例えば、酸化物重量ベースでそれぞれ１５重量％、２０重量％、６５重量％）を電子天秤で計測して、アルミナ製の乳鉢に入れた。ここで炭酸リチウムは、ガラス成分のＬｉ２Ｏを与えることになる。さらに添加剤として、例えば、酸化第一銅（Ｃｕ２Ｏ）の粉末を所定量（例えば、前記ガラス母材の１重量％）となるように電子天秤で計測して前述の乳鉢に入れ、乳棒で充分にかき混ぜて混合した。添加剤は必要により所望のものを適宜選択して加えることができる。その後、白金るつぼに移して加熱装置に入れ、大気雰囲気で加熱（１４５０℃で１時間）して溶融し、その後室温まで冷却した。この際のガラスは、内部まで青色の透明ガラスとなっていた。
【００１０】
ガラス中で銅イオンはＣｕ＋では無色透明になり、Ｃｕ２＋では青色透明になるため、ガラス内部には少なくともＣｕ２＋の銅イオンが含まれていることになる。しかしながら添加した第一酸化銅の全てがＣｕ２＋に変化したとは言いえず、Ｃｕ＋も含まれていると考えられる。上記の例では簡単化のため、大気雰囲気での加熱処理を行ったが、これは酸化性雰囲気での熱処理となっている。この他にも還元性雰囲気や非酸化性雰囲気や不活性雰囲気（例えば、Ｈ２、Ｎ２、アンモニア分解ガス、真空など）で行うことも可能であり、用途などにより適切に選択すればよい。酸化性雰囲気以外での熱処理の場合には、より多くのＣｕ＋がガラス中に残存することになる。特に還元性雰囲気で行った場合には、添加した酸化第一銅のほとんどがガラス中でＣｕ＋として残ると考えられる。
【００１１】
次に上記のガラスを結晶化開始温度以上でかつ大気雰囲気で再加熱して、ガラス表面に黒色の薄膜を形成させた。再加熱温度としては５００〜１０００℃の範囲が望ましい。より望ましくは、５６０〜６００℃の範囲である。５００℃未満では、結晶化は起きず、逆に１０００℃を超えると、結晶化層が厚みがガラスの部位によって不均一となり望ましくない。このような条件で再加熱したガラス表面を薄膜ＸＲＤ（Thin Film X-ray Diffraction、薄膜Ｘ線回折法）で解析すると、ＣｕＯのピークの出現とβ−ユークリプタイト（ＬｉＡｌＳｉＯ４）のピークの出現を確認することができた。さらにこの黒色薄膜を除去して薄膜ＸＲＤで解析すると、β−ユークリプタイト（ＬｉＡｌＳｉＯ４）主体のピークの出現を確認することができた。黒色薄膜の除去は、研磨などの機械的除去でもよいし、塩酸（１ｍｏｌ／ｌ）に常温で１０分程度浸漬することなどにより脱膜処理してもよい。
【００１２】
このようにしてガラス表面に結晶化層を設けることができる。結晶化層の厚みとしては、５０〜１５０μmが望ましい。より望ましくは８０〜１００μmである。厚みが５０μm未満では、耐衝撃性に対して効果がなく、１５０μｍを超えると耐衝撃性に対する効果が飽和し、経済的でない。なおガラスの断面を薄膜ＸＲＤで解析すると、上述のβ−ユークリプタイト（ＬｉＡｌＳｉＯ４）のピークの出現を確認することができず、結晶化が起こっていないことが解る。即ち表層にのみ結晶化層を積層することができたことになる。この結晶化層積層ガラスを機械研磨や弗酸などを用いた化学研磨を施すことにより、所望の部位に結晶化層をもつものや、他の部位に比べて異なる厚みの結晶化層をもつ結晶化層積層ガラスを製造することができる。
【００１３】
ガラスには、酸化物系ガラスと非酸化物系ガラスがある。酸化物系ガラスは、酸化物ガラスやそれらに窒化物などの酸化物以外のものを少量入れたものである。酸化物ガラスは、酸化物で構成され、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＧｅＯ２、ＴｅＯ２などやこれらまたはこれらの組合せを主成分としたものである。例えばＳｉＯ２を主成分とするガラスには、シリカガラス、ソーダライムガラス、カリウムガラス、鉛クリスタルガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノシリケートガラス、リチウムアルミノシリケートガラスなどがある。なお光ファイバーも酸化物ガラスの一形態である。また上記以外の酸化物としては、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、ＭｇＯ、Ｋ２Ｏ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＰｂＯなどがある。
【００１４】
非酸化物系ガラスは、非酸化物ガラスや必要によりこれに酸化物、窒化物などの添加剤を少量入れたものである。非酸化物ガラスには、カルコゲン化物（硫黄、セレン、テルルの化合物）で作るカルコゲン化物ガラスや、ハロゲン化物（フッ素、塩素、臭素の化合物）で作るハロゲン化物ガラスなどがある。カルコゲン化物ガラスは、Ａｓ２Ｓ３、ＧｅＳ２、ＡｓＳｅ３などを主成分としており、ハロゲン化物ガラスは、ＺｒＦ４、ＢａＦ２、ＡｌＦ３などの複数成分を主体としている。
【００１５】
添加剤としては、各種の酸化物、例えば、Ｂ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｖ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、Ｌａ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｏＯ、Ｃｏ３Ｏ４、ＮｉＯ、ＣｕＯ、ＣｅＯ２、Ｎｄ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３などやこれらの混合物などを利用することができる。さらに酸化物の他にも窒化物なども利用が考えられる。
【００１６】
以上のようにして、結晶化層積層ガラスを製造することができた。この結晶化層積層ガラスは基板材料などの部品として利用することができる。例えば、ハードディスク用途などの磁気ディスク用ガラス基板である。ハードディスク用途では磁気ディスク用ガラス基板の外部と内部の端面部位にクラックが入りやすいため、この部分の保護に役に立つ。また凹凸や貫通孔など、非平面形状を有する有形断面形状のものに対しても効率よく結晶化層を積層することができる。
【実施例】
【００１７】
ガラスの母材となる出発原料として炭酸リチウム（Ｌｉ２ＣＯ３）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を酸化物重量ベースでそれぞれ１５重量％、２０重量％、６５重量％、電子天秤で計測してアルミナ製の乳鉢に入れ、添加剤として、酸化第一銅（Ｃｕ２Ｏ）を前記ガラス母材の１重量％となるように電子天秤で計測して前述の乳鉢に入れ、乳棒で充分にかき混ぜて混合した。その後、白金るつぼに移して加熱装置に入れ、大気雰囲気で加熱（１４５０℃で１時間）して溶融して型に入れ、その後室温まで冷却してディスク用途のガラスを製造した。次にガラスを大気雰囲気で再加熱（５６０℃で３時間）して、ガラス表面に結晶化層を１００μｍ形成させた。その後端面以外の主表面を研磨して結晶化層を部分的に除去し、磁気ディスク用ガラス基板を製造した。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
酸化第１銅などを添加することにより、ガラス表面に結晶化層を設けて、耐衝撃性を向上した磁気ディスク用ガラス基板を提供できる。