(57)【要約】アルカリ金属酸化物含有ガラスからなる情報記録媒体用基板において、前記ガラスの転移温度（Ｔｇ）が６２０℃以上であり、かつ温度８０℃に保持された水中に２４時間浸漬した際のアルカリ金属イオンの溶出量が、単位面積当たり０．２μモル／ｃｍ２以下である情報記録媒体用基板、並びに該基板上に情報記録層を有する情報記録媒体およびその製造方法である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルカリ金属酸化物含有ガラスからなる情報記録媒体用基板において、前記ガラスの転移温度（Ｔｇ）が６２０℃以上であり、かつ温度８０℃に保持された水中に２４時間浸漬した際のアルカリ金属イオンの溶出量が、単位面積当たり０．２μモル／ｃｍ２以下であることを特徴とする情報記録媒体用基板。
【請求項２】
アルカリ金属酸化物含有ガラスが、必須成分としてＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ、ＢａＯおよびＫ２Ｏを含むものである請求項１に記載の情報記録媒体用基板。
【請求項３】
アルカリ金属酸化物含有ガラスが、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｋ２Ｏ、ＭｇＯ、ＳｒＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、ＺｎＯからなることを特徴とする請求項１に記載の情報記録媒体用基板。
【請求項４】
化学強化層が存在せず、アルカリ金属酸化物含有ガラスが実質的にモル％表示で、ＳｉＯ２  ５０％超かつ７０％以下、Ａｌ２Ｏ３  １〜１２％、ＣａＯ  ２〜２５％、ＢａＯ  ０％超かつ１５％以下、Ｋ２Ｏ  ３〜１５％、ＭｇＯ  ０〜１０％、ＳｒＯ  ０〜１５％、ＴｉＯ２  ０〜１０％、ＺｒＯ２  ０〜１２％、Ｌｉ２Ｏ  ０％以上かつ１％未満、Ｎａ２Ｏ  ０〜８％、ＺｎＯ  ０〜１％からなることを特徴とする請求項３に記載の情報記録媒体用基板。
【請求項５】
表面に化学強化層を有し、アルカリ金属酸化物含有ガラスが実質的にモル％表示で、ＳｉＯ２  ５０％超かつ７０％以下、Ａｌ２Ｏ３  １〜１０％、ＣａＯ  ２〜２５％、ＢａＯ  １〜１５％、Ｋ２Ｏ  ３〜１５％、ＭｇＯ  ０〜３％、ＳｒＯ  ０〜１５％、ＴｉＯ２  ０〜１０％、ＺｒＯ２  ０％超１２％以下、Ｌｉ２Ｏ０％以上かつ１％未満、Ｎａ２Ｏ  １〜８％、ＺｎＯ  ０〜１％からなり、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３およびＺｒＯ２の合計量が７０重量％超であることを特徴とする請求項３に記載の情報記録媒体用基板。
【請求項６】
表面に化学強化層を有し、アルカリ金属酸化物含有ガラスが実質的にモル％表示で、ＳｉＯ２  ５０％超かつ７０％以下、Ａｌ２Ｏ３  １〜１０％、ＣａＯ  １５〜２５％、ＢａＯ  １〜１５％、Ｋ２Ｏ  ３〜１５％、ＭｇＯ  ０〜３％、ＳｒＯ  ０〜１５％、ＴｉＯ２  ０〜１０％、ＺｒＯ２  ０％超１２％以下、Ｌｉ２Ｏ  ０％以上かつ１％未満、Ｎａ２Ｏ  １〜８％、ＺｎＯ  ０〜１％からなることを特徴とする請求項３に記載の情報記録媒体用基板。
【請求項７】
アルカリ金属酸化物含有ガラスの温度１００〜３００℃における平均線熱膨張係数（α）が７０×１０−７／℃以上である請求項１ないし６のいずれか１項に記載の情報記録媒体用基板。
【請求項８】
アルカリ金属酸化物含有ガラスの比重が３．５以下である請求項１ないし７のいずれか１項に記載の情報記録媒体用基板。
【請求項９】
垂直磁気記録方式の情報録媒体用であることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の情報記録媒体用基板。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１項に記載の情報記録媒体用基板上に、情報記録層を有することを特徴とする情報記録媒体。
【請求項１１】
垂直方式の磁気記録媒体である請求項１０に記載の情報記録媒体。
【請求項１２】
情報記録媒体用基板上に情報記録層の形成を含む工程を備えた情報記録媒体の製造方法において、前記基板に請求項１ないし９のいずれか１項に記載の情報記録媒体用基板を用い、前記工程中に前記基板を４００〜６００℃に加熱することを特徴とする情報記録媒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は耐熱性が高く、アルカリ金属酸化物を含有しながらもアルカリ金属イオンの溶出量が極めて低い情報記録媒体用基板、並びに前記基板を備えた情報記録媒体およびその製造方法に関する。特に、高温スパッタ機での垂直磁気記録方式用磁性膜の作製に好適な磁気記録媒体用基板、並びに磁気記録媒体およびその製造方法に関するものである。
背景技術
従来、磁気記録媒体用基板材料としては、アルミニウム、ガラス、セラミックスなどが用いられてきた。現在、サイズや用途に応じて主にアルミニウムとガラスが実用化されている。その中でガラス基板は、表面欠陥が少なく、平滑性や表面硬度が優れているため、その使用範囲が年々拡大してきている。磁気記録媒体用基板として用いられるガラスとしては、イオン交換による化学強化ガラス、結晶化ガラスなどが知られている。化学強化ガラスとしては、重量％表示で、ＳｉＯ２：５０〜８５％、Ａｌ２Ｏ３：０．５〜１４％、Ｒ２Ｏ（ただしＲはアルカリ金属イオン）：１０〜３２％、ＺｎＯ：１〜１５％、Ｂ２Ｏ３：１．１〜１４％を含むガラスをアルカリイオンによるイオン交換法によってガラス基板の表面に圧縮応力層を形成し、化学強化された磁気ディスク用ガラス基板が知られている（例えば特開平１−２３９０３６号公報参照）。また、結晶化ガラスとしては、重量％表示で、ＳｉＯ２：６５〜８３％、Ｌｉ２Ｏ：８〜１３％、Ｋ２Ｏ：０〜７％、ＭｇＯ：０．５〜５％、ＺｎＯ：０〜５％、ＰｂＯ：０〜５％、ただし、ＭｇＯ＋ＺｎＯ＋ＰｂＯ：０．５〜５％、Ｐ２Ｏ５：１〜４％、Ａｌ２Ｏ３：０〜７％、Ａｓ２Ｏ３＋Ｓｂ２Ｏ３：０〜２％を含み、主結晶として微細なＬｉ２Ｏ・２ＳｉＯ２結晶粒子を含む磁気ディスク用結晶化ガラス基板が知られている（例えば米国特許第５３９１６２２号明細書参照）。
しかしながら、近年ハードディスクに代表される磁気ディスクなどの情報記録装置には記録の高密度化の進展にともなって、長手磁気記録方式から垂直磁気記録方式への変換が求められている。長手磁気記録方式では、室温程度の熱によって磁区が容易に回転するため、記録密度が高くなると、書き込みができなくなり、書き込んだ情報が容易に失われることが指摘されている。このような現象は熱揺らぎの問題として知られ、長手磁気記録方式の障害になりつつある。そこで、長手磁気記録方式による熱揺らぎの問題に対処するため、垂直磁気記録方式が実用化に向けて近年活発に検討されている。
この垂直磁気記録方式の膜構成としては、非磁性基板上に垂直磁気記録層を形成した単層膜、軟磁性層と磁気記録層を順次に積層した二層膜、並びに硬磁性層、軟磁性層および磁気記録層を順次に積層した三層膜などが知られている。その中で二層膜と三層膜は、単層膜よりも高記録密度化および磁気モーメントの安定維持に適しているので、実用化に向けた開発が近年盛んに行われている。そして、このような多層磁性膜垂直磁気記録媒体の特性を向上させるため、高温スパッタ機での成膜や成膜後の高温熱処理が必要とされている。
しかし、これまで一般的に使用されてきたアルミニウム基板は、耐熱性が２８０℃以下と低い。また、従来の化学強化ガラス基板は通常の化学強化温度（３５０〜４２０℃）範囲あるいはそれより高い温度で使用されると化学強化のためのイオン交換による表面応力が緩和され基板強度が急低下するので、通常化学強化ガラスは３５０℃以下の温度での使用が強要されている。しかしながら、垂直磁気記録方式においては、磁性膜の磁気特性を高めるため、４００℃以上の高温スパッタ機での成膜あるいは積層した磁性膜を４００℃以上の高温でアニールすることが求められている。したがって、このような高温では、現在市販されているアルミニウム基板や化学強化ガラス基板は、いずれも対応できないことは明らかであり、耐熱性の高いガラス基板が求められている。
優れた耐熱性を得るために、これまで化学強化用ガラスでは必須成分であったアルカリ金属酸化物を用いないガラス材料も考えられるが、この場合、溶解時の粘性が上昇して溶解性が低下するという問題が生じる。また、磁気ディスクをドライブ装置に組込む際、ディスクを固定するための金属固定具との熱膨張特性を合わせるために、ガラス基板の熱膨張係数を大きくする必要があるが、アルカリ金属酸化物を含まないガラスでは熱膨張係数を情報記録媒体用基板に求められる範囲にすることが難しい。
一方、ガラスの溶解性、熱膨張係数を良好なものとするためにアルカリ金属酸化物を導入すると、ガラス基板からアルカリが溶出し、基板上に設けられている情報記録層に悪影響を及ぼすという問題もある。
以上、情報記録媒体用基板のガラス材料に求められる条件を総合すると次のようになる。
▲１▼高い耐熱性
▲２▼優れた溶解性
▲３▼低アルカリ溶出特性
発明の開示
本発明は、このような事情のもとで、前記の要求特性を満たす高耐熱性、低アルカリ溶出性などを備えたガラスからなる情報記録媒体用基板、並びに該基板を用いた情報記録媒体およびその製造方法、特に高温スパッタ機で垂直磁気記録方式用磁性膜の作製に好適な磁気記録媒体用基板、並びに磁気記録媒体およびその製造方法を提供することを目的とするものである。
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、アルカリ金属酸化物を含有し、かつある温度以上のガラス転移温度（Ｔｇ）を有すると共に、特定の条件で水中に浸漬した際のアルカリ金属イオンの溶出量がある値以下であるガラスからなる情報記録媒体用基板により、その目的を達成し得ることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
（１）アルカリ金属酸化物含有ガラスからなる情報記録媒体用基板において、前記ガラスの転移温度（Ｔｇ）が６２０℃以上であり、かつ温度８０℃に保持された水中に２４時間浸漬した際のアルカリ金属イオンの溶出量が、単位面積当たり０．２μモル／ｃｍ２以下であることを特徴とする情報記録媒体用基板、
（２）アルカリ金属酸化物含有ガラスが、必須成分としてＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ、ＢａＯおよびＫ２Ｏを含むものである上記（１）に記載の情報記録媒体用基板、
（３）アルカリ金属酸化物含有ガラスが、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｋ２Ｏ、ＭｇＯ、ＳｒＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、ＺｎＯからなることを特徴とする上記（１）に記載の情報記録媒体用基板、
（４）化学強化層が存在せず、アルカリ金属酸化物含有ガラスが実質的にモル％表示で、ＳｉＯ２  ５０％超かつ７０％以下、Ａｌ２Ｏ３  １〜１２％、ＣａＯ  ２〜２５％、ＢａＯ  ０％超かつ１５％以下、Ｋ２Ｏ  ３〜１５％、ＭｇＯ  ０〜１０％、ＳｒＯ  ０〜１５％、ＴｉＯ２  ０〜１０％、ＺｒＯ２  ０〜１２％、Ｌｉ２Ｏ  ０％以上かつ１％未満、Ｎａ２Ｏ  ０〜８％、ＺｎＯ  ０〜１％からなることを特徴とする上記（３）に記載の情報記録媒体用基板、
（５）表面に化学強化層を有し、アルカリ金属酸化物含有ガラスが実質的にモル％表示で、ＳｉＯ２  ５０％超かつ７０％以下、Ａｌ２Ｏ３  １〜１０％、ＣａＯ  ２〜２５％、ＢａＯ  １〜１５％、Ｋ２Ｏ  ３〜１５％、ＭｇＯ  ０〜３％、ＳｒＯ  ０〜１５％、ＴｉＯ２  ０〜１０％、ＺｒＯ２  ０％超１２％以下、Ｌｉ２Ｏ０％以上かつ１％未満、Ｎａ２Ｏ  １〜８％、ＺｎＯ  ０〜１％からなり、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３およびＺｒＯ２の合計量が７０重量％超であることを特徴とする上記（３）に記載の情報記録媒体用基板、
（６）表面に化学強化層を有し、アルカリ金属酸化物含有ガラスが実質的にモル％表示で、ＳｉＯ２  ５０％超かつ７０％以下、Ａｌ２Ｏ３  １〜１０％、ＣａＯ  １５〜２５％、ＢａＯ  １〜１５％、Ｋ２Ｏ  ３〜１５％、ＭｇＯ  ０〜３％、ＳｒＯ  ０〜１５％、ＴｉＯ２  ０〜１０％、ＺｒＯ２  ０％超１２％以下、Ｌｉ２Ｏ  ０％以上かつ１％未満、Ｎａ２Ｏ  １〜８％、ＺｎＯ  ０〜１％からなることを特徴とする上記（３）に記載の情報記録媒体用基板、
（７）アルカリ金属酸化物含有ガラスの温度１００〜３００℃における平均線熱膨張係数（α）が７０×１０−７／℃以上である上記（１）ないし（６）のいずれか１項に記載の情報記録媒体用基板、
（８）アルカリ金属酸化物含有ガラスの比重が３．５以下である上記（１）ないし（７）のいずれか１項に記載の情報記録媒体用基板、
（９）垂直磁気記録方式の情報録媒体用であることを特徴とする上記（１）ないし（８）のいずれか１項に記載の情報記録媒体用基板、
（１０）上記（１）ないし（９）のいずれか１項に記載の情報記録媒体用基板上に、情報記録層を有することを特徴とする情報記録媒体、
（１１）垂直方式の磁気記録媒体である上記（１０）に記載の情報記録媒体、
（１２）情報記録媒体用基板上に情報記録層の形成を含む工程を備えた情報記録媒体の製造方法において、前記基板に上記（１）ないし（９）のいずれか１項に記載の情報記録媒体用基板を用い、前記工程中に前記基板を４００〜６００℃に加熱することを特徴とする情報記録媒体の製造方法、
を提供するものである。
発明を実施するための最良の形態
本発明の情報記録媒体用基板は、従来のガラス基板の高平滑性、高平坦性などの優れた特性を維持しながらも、４００〜６００℃の温度範囲での高温成膜に適し、４００〜６００℃温度範囲での高温熱処理を行っても変形せず、さらに溶解性を損なわないためにアルカリ金属酸化物を含有しながらも、アルカリ金属イオンの溶出量（以下、アルカリ溶出量と称すことがある。）が極めて少ない非晶質性ガラスからなる基板である。上記高温熱処理を行っても基板が変形しないために、ガラス転移温度（Ｔｇ）が６２０℃以上、好ましくは６５０℃以上、より好ましくは６８０℃以上、さらに好ましくは７００℃以上のガラスによって基板を構成する。該ガラスの転移温度の上限については特に制限はないが、通常９００℃程度である。
なお、後述する化学強化層が存在する情報記録媒体用基板の場合は、アルカリ金属化合物を含む溶融塩中にガラスを浸漬してイオン交換を行う。ガラス転移温度（Ｔｇ）が著しく高いガラスを化学強化するには、溶融塩の温度も著しく高くしなければならない。そうすると溶融塩の分解が生じ、分解生成物によってガラス表面が侵食されることになる。このような侵食を防止する上から、化学強化層を有する基板の場合は、ガラス転移温度（Ｔｇ）を８００℃以下にすることが望ましい。
本発明のガラス基板は、優れた溶解性を付与するために、アルカリ金属酸化物を含有するが、一方アルカリ溶出量は極めて少ないものである。このアルカリ溶出量は、温度８０℃に保持された水中に２４時間浸漬した際の単位面積当りの溶出量で示されるが、その値は０．２μモル／ｃｍ２以下（０．２×１０−６モル／ｃｍ２以下）である。以上のような特性があいまって高記録密度化に適した情報記録媒体用基板が得られる。なお、前記アルカリ溶出量が０．２μモル／ｃｍ２より大きいと、基板の洗浄工程などにおいてガラス中のアルカリ金属が溶出して基板表面が荒れてしまい、研磨加工によって仕上げられた基板表面の平滑性が損なわれる。また、情報記録層を形成した後、基板から析出するアルカリ金属によって情報記録層が侵蝕される問題も生じる。好ましいアルカリ溶出量は０．１μモル／ｃｍ２以下、より好ましくは０．０５μモル／ｃｍ２以下である。
なお、前記アルカリ溶出量は、以下に示す測定方法により求めた値である。
〈アルカリ金属イオンの溶出量（アルカリ溶出量）の測定方法〉
清浄な表面を有するガラス試料を密閉可能な容器に入れて秤量し、この質量を質量Ａとする。次に容器中にガラス試料が完全に浸漬するように７０〜７５℃の超純水を約２０ｍｌ添加し、密閉した状態で容器内の温度が８０℃に保たれる状態で２４時間放置する。その後、密閉状態の容器を秤量し、この質量を質量Ｂとする。その後、ガラス試料を取り出す。ガラス試料を浸漬していた水の質量は質量Ｂから質量Ａを差し引いたものである。次いで、ガラス試料を浸漬していた水に溶出したアルカリ金属元素の濃度をＩＣＰ−ＡＥＳ（バリアン製ＩＣＰ発光分光分析装置「ＶＩＳＴＡ  ＡＸ」）を使用して測定する。アルカリ金属元素の濃度と水の質量をもとに溶出したアルカリ金属元素の量を算出し、この値（モル表示）をガラス試料の表面積で割ればアルカリの溶出量が求まる。なお、測定に当たり、ガラス試料を浸漬する水の純度、容器の洗浄性、容器から水への溶出など、測定精度低下の要因になる点に対し十分注意を払う必要がある。ガラス中に含まれるアルカリ金属元素が複数種ある場合には、それぞれのアルカリ金属イオンの濃度から浸漬した水に含まれる各アルカリ金属イオンの量（モル表示）を測定、算出し、その合計量をガラス試料の表面積で割った値をアルカリ金属イオンの溶出量とする。
本発明のガラス基板は、化学強化工程を省略できるという観点からは、化学強化層が存在しないものが好ましい。本発明のガラス基板によれば化学強化しなくてもアルカリ溶出量を低レベルに抑えることができ、化学強化の工程を省くことができる。
本発明のガラス基板は、高い機械強度を付与することにより基板破損を防止するという観点からは、化学強化層が存在するものが好ましい。
化学強化層が存在しないガラス基板および表面に化学強化層を有するガラス基板に共通するガラスの組成は必須成分としてＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ、ＢａＯおよびＫ２Ｏを含むものである。さらに上記組成として好ましいものは、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｋ２Ｏ、ＭｇＯ、ＳｒＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、ＺｎＯからなるものである。
化学強化層が存在しないガラス基板を構成するガラスとしては、必須成分としてＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ、ＢａＯおよびＫ２Ｏを含むもの（以下、ガラスＩという。）が好ましい。このような組成によれば高耐熱性、高膨張特性、低アルカリ溶出性、高ガラス安定性を兼ね備えた情報記録媒体用基板を得ることができる。
さらに、上記組成のガラスＩにおいて、好ましいガラスとしては、実質的にモル％表示で（以下、特記のない限りガラスの各成分の含有量はモル％表示とする。また、（）内に重量％にて表示した場合の好ましい含有量を示す。）、ＳｉＯ２  ５０％超かつ７０％以下（ただし、５８重量％未満）、Ａｌ２Ｏ３  １〜１２％（ただし、２０重量％以下）、ＣａＯ  ２〜２５％（ただし、６重量％超かつ２１重量％未満）、ＢａＯ  ０％超かつ１５％以下（ただし、５重量％超）、Ｋ２Ｏ  ３〜１５％（ただし、３重量％超）、ＭｇＯ  ０〜１０％（ただし、１２重量％未満）、ＳｒＯ  ０〜１５％、ＴｉＯ２  ０〜１０％、ＺｒＯ２  ０〜１２％、Ｌｉ２Ｏ  ０％以上かつ１％未満（ただし、１重量％未満）、Ｎａ２Ｏ  ０〜８％、ＺｎＯ  ０〜１％（ただし、１重量％未満）からなるアルカリ金属酸化物含有ガラスを挙げることができる。
以下、ガラスＩにおける各成分の役割ならびに上記組成範囲について詳しく説明する。
ＳｉＯ２はガラスの網目構造を形成する主成分であり、その含有量が５０％以下では、ガラスの耐久性が悪化してガラスが失透しやすくなる。一方、７０％を超えると（また５８重量％以上になると）、ガラスのヤング率が小さくなる上、高温粘性が高くなるためにガラスが溶けにくくなる。したがって、ＳｉＯ２の含有量は５０％超かつ７０％以下の範囲であって、５８重量％未満にすることが好ましい。特に５０％超かつ６７％以下の範囲がより好ましい。
Ａｌ２Ｏ３はガラスの耐久性や耐熱性の向上に大きく寄与する成分としても、ＳｉＯ２とともにガラス構造の安定化及びその剛性度を高める成分としても非常に重要である。しかし、その含有量が１％未満ではガラスからのアルカリの溶出を抑える効果が減少する傾向となり、耐久性のよいガラスを作りにくくなるのに対し、１２％を超えて（また２０重量％を超えて）導入すると、ガラスの高温溶融性が悪化する傾向となるので、その含有量を１〜１２％（ただし、２０重量％以下）にすることが好ましい。より好ましくは２〜１２％の範囲である。
前記ＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３の合計含有量は５７〜７９％の範囲が好ましい。この合計含有量が５７％未満ではガラスの耐久性が不十分となるおそれがある。
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＺｎＯ、ＳｒＯ、及びＢａＯはガラス溶解時の粘性を下げ、溶解を促進すると共にヤング率の上昇、熱膨張係数の増加に効果が大きい。しかしその合計含有量が３０％を超えると、ガラスの耐久性が悪化する傾向となり、失透温度も高くなる傾向がある。
ＣａＯはヤング率や熱膨張の向上、溶解粘性の低粘性化に効果が大きく重要な成分である。しかし、ＣａＯの導入量が２％未満ではその効果が薄く、２５％を超えて導入すると、安定性が悪化する傾向になるため２〜２５％の範囲が好ましい。より好ましくは３〜２０％の範囲である。
ＢａＯは熱膨張の向上に寄与し、耐久性の向上にも効果があるが、過剰の導入では逆に耐久性が悪化する傾向がある。またＢａＯの導入により比重の上昇が大きいため０％超１５％以下（ただし、５重量％超）の範囲が好ましい。より好ましくは１４％以下である。
その他のＭｇＯ、ＺｎＯ、ＳｒＯは合計量が好ましい範囲を超えない範囲で添加することでガラス構造の安定化、ヤング率、熱膨張の上昇に効果が期待できる。ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＳｒＯはこれらの一つを大量に導入するよりも、少量ずつ多種類の２価成分を導入することでより効果が大きくなるため、ＭｇＯを０〜１０％（ただし、１２重量％未満）、ＳｒＯを０〜１５％（ただし、４．５重量％以下）、ＺｎＯを０〜１％（ただし、１重量％未満）の範囲にするのが好ましい。より好ましくは、ＳｒＯが０〜１０％、ＺｎＯが０％である。
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯおよびＺｎＯの合計含有量は、前記の理由により、３０％以下の範囲が好ましく、より好ましくは３〜３０％、さらに好ましくは３〜２５％の範囲である。
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏはガラス溶解時の粘性を下げ、溶解を促進するとともに、熱膨張を大きく上昇させる有用な成分である。しかし、その導入量が合計で１５％を超えて多くなると、化学的耐久性が悪化するだけでなく、アルカリがガラス表面に多く析出するようになるため、磁性膜などの情報記録層を侵蝕してしまうおそれがある。またガラス転移温度が低下し必要な耐熱性が得られなくなる場合がある。その導入量が合計で３％より少なくなると、ガラスの溶解性が低下したり、所定の熱膨張特性を得にくくなる。
Ｌｉ２Ｏは熱膨張の上昇とヤング率の上昇に効果が大きいが、ガラス表面への析出の度合が大きく、ガラス転移温度を低下させる効果が大きいため１％未満（ただし、１重量％未満）とするのが好ましい。Ｌｉ２Ｏを導入しないことがより好ましい。
Ｎａ２Ｏは熱膨張の上昇に効果が大きいがＫ２Ｏほどではない。またガラス表面への析出の度合も大きいため０〜８％が好ましい。より好ましくは０〜５％である。
Ｋ２Ｏは熱膨張係数の上昇に効果が大きく、ガラス表面への析出の度合も小さいため重要な成分である。つまり、所望の熱膨張特性並びにガラス溶解性を付与しつつ、アルカリ溶出量を低レベルに抑える上から重要な成分である。しかし、大量の導入はガラスの耐久性を低下させ、ガラス転移温度の低下による耐熱性の悪化を引き起こすので３〜１５％（ただし、３重量％超）の範囲にするのが好ましい。より好ましくは４〜１３％である。
Ｋ２Ｏ、Ｌｉ２ＯおよびＮａ２Ｏの合計含有量は、前記の理由により、３〜１５％の範囲が好ましく、より好ましくは４〜１２％の範囲である。ＺｒＯ２、ＴｉＯ２はガラスの化学的耐久性を向上させ、剛性度を高めるために導入される成分である。少量のＺｒＯ２及びＴｉＯ２をガラスに添加すると、ガラスの耐久性も弾性率も脆さも改善されるが、比重が急増するし、より多く導入するとガラスの失透傾向が強くなる。
ＺｒＯ２はその導入によりヤング率を上昇させる成分であるが、比重も大きくなるため、０〜１２％とするのが好ましく、０〜１０％とするのがより好ましい。
ＴｉＯ２はヤング率の上昇効果はＺｒＯ２より劣るが、比重の上昇はあまり大きくないため、０〜１０％とするのが好ましく、０〜８％とするのがより好ましい。
ガラスＩは上記成分から実質的になる組成を有する。
ただし、ガラスＩは上記成分以外に、ガラスの溶解性、清澄性、成形性などを改善するため、Ａｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、フッ化物、塩化物、ＳＯ３を導入することができる。その導入量は、脱泡剤として用いられる適量の範囲であればよいが、外割の合計量で２重量％以下の割合を目安とする。より好ましくは１重量％以下である。Ｓｂ２Ｏ３はＡｓ２Ｏ３とともに上記他の脱泡剤よりも脱泡効果が優れている。情報記録媒体用基板を構成するガラスでは、十分な脱泡が行われていないとガラス中に微小な気泡が残ってしまう。このようなガラスの表面を研削、研磨するとガラス中に残存している気泡が表面に現れて、研磨面に窪みが生じることになる。情報記録媒体用基板の表面には極めて高い平滑性が求められており、このような気泡が残存するものは不良品になってしまう。そのため、Ｓｂ２Ｏ３及び／又はＡｓ２Ｏ３を含むものが望ましい。その導入量（外割）はＳｂ２Ｏ３とＡｓ２Ｏ３の合計量で０〜２重量％の範囲とするのが好ましく、０．１〜２重量％がより好ましく、０．１〜１重量％の範囲がさらに好ましい。しかし、環境への影響に配慮するという観点からは、Ａｓ２Ｏ３等のヒ素化合物を用いないことが望ましい。したがって、Ｓｂ２Ｏ３のみを導入することがより一層好ましい。Ｓｂ２Ｏ３のみを導入する場合の導入量は、外割で０〜２重量％とするのが好ましく、０．１〜２重量％とするのがより好ましく、０．１〜１重量％とするのがさらに好ましい。なお、Ａｓ２Ｏ３やＳｂ２Ｏ３を含むガラスは、ガラス中のＡｓ２Ｏ３やＳｂ２Ｏ３が錫などの溶融金属と反応してしまうため、フロート成形には適さない。したがって、情報記録媒体用基板はフロート成形法ではなく、プレス成形法を用いて作製することが望ましい。
上記好ましい組成範囲において各成分のより好ましい範囲を任意に組合せてさらに好ましい組成範囲を選択することが可能であるが、中でも特に好ましい組成範囲は、ＳｉＯ２  ５０％超かつ６７％以下、Ａｌ２Ｏ３  ２〜１２％（ただし、ＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３の合計量が５７〜７９％）、ＣａＯ  ３〜２０％、ＢａＯ  １４％以下、ＭｇＯ  ０〜１０％、ＳｒＯ  ０〜１０％、ＺｎＯ  ０％（ただし、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯおよびＺｎＯの合計量が３〜３０％）、Ｌｉ２Ｏ  ０％、Ｎａ２Ｏ  ０〜５％、Ｋ２Ｏ  ４〜１３％（ただし、Ｋ２Ｏ、Ｌｉ２ＯおよびＮａ２Ｏの合計量が４〜１２％）、ＺｒＯ２  ０〜１０％およびＴｉＯ２  ０〜８％である。
本発明のガラス基板を構成する、上記ガラスＩを含むガラスにおいては、ＴｉＯ２を含まないものが、基板表面のあれを低減する上から特に優れている。
なお、上記いずれの態様においてもガラスの溶解性は優れており、ガラス中に未溶解物は認められず、また結晶粒子も認められない。すなわち非晶質性のガラスであった。
ガラスＩは、化学強化層が存在しない情報記録媒体用基板材料として好適なものである。
次に、表面に化学強化層が存在する情報記録媒体用基板材料として特別に好ましいガラス（以下、ガラスＩＩという。）の組成について説明する。
ガラスＩＩは、必須成分としてＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＢａＯおよびＺｒＯ２を含むアルカリ金属酸化物含有ガラスである。ガラスＩＩでは、ガラス中のＮａイオンと溶融塩中のＫイオンをイオン交換することにより、表面に化学強化層を形成する。そのため、Ｎａ２Ｏを必須成分とする。
ガラスＩＩにおいて、好ましい第１の態様としては実質的にモル％表示で、ＳｉＯ２  ５０％超かつ７０％以下（ただし、５８重量％未満）、Ａｌ２Ｏ３  １〜１０％（ただし、２０重量％未満）、ＣａＯ  ２〜２５％（ただし、６重量％超かつ２１重量％未満）、ＢａＯ  １〜１５％（ただし、５重量％超）、Ｋ２Ｏ  ３〜１５％（ただし、３重量％超）、ＭｇＯ  ０〜３％（ただし、１重量％未満）、ＳｒＯ  ０〜１５％（ただし、４．５重量％未満）、ＴｉＯ２  ０〜１０％、ＺｒＯ２  ０％超１２％以下（ただし、６重量％超）、Ｌｉ２Ｏ  ０％以上かつ１％未満（ただし、１重量％未満）、Ｎａ２Ｏ  １〜８％、ＺｎＯ  ０〜１％（ただし、１重量％未満）からなり、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３およびＺｒＯ２の合計量が７０重量％超であるガラスを挙げることができる。
各成分の役割ならびに上記組成範囲の限定理由について詳しく説明するが、ガラスＩと共通する点については上記説明内容と同じなので、省略する。
ＢａＯは熱膨張の向上に寄与し、耐久性の向上にも効果があるので１％以上導入する。過剰の導入では逆に耐久性が悪化する傾向がある。またＢａＯの導入により比重の上昇が大きいため導入量は１〜１５％（ただし、５重量％超）の範囲が好ましい。より好ましくは１〜１４％である。
Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏはガラス熔解時の粘性を下げ、熔解を促進するとともに、熱膨張を大きく上昇させる有用な成分である。特に、Ｎａ２Ｏはイオン交換に利用され、ガラス中のナトリウムイオンはイオン交換により溶融塩中のカリウムイオンと置換されることで強化が行われる。しかし、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏの導入量が合計で１６％を超えて多くなると、化学的耐久性が悪化するだけでなく、アルカリがガラス表面に多く析出するようになるため、磁性膜などの情報記録層を侵食するおそれがある。またガラス転移温度が低下し必要な耐熱性が得られなくなる場合がある。その導入量が合計で４％より少なくなると、良好な化学強化がしにくくなったり、ガラスの熔解性が低下したり、所定の熱膨張特性を得にくくなる。したがって、その合計量は４〜１６％とするのが好ましい。
Ｎａ２Ｏはガラス転移温度を低下させずに、化学強化を可能にするための重要な成分である。良好な化学強化を行うためには、その導入量を１％以上にするのが好ましい。また、Ｎａ２Ｏは熱膨張の上昇に効果が大きいがＫ２Ｏほどではない。またガラス表面への析出の度合も大きいため、その導入量は１〜８％が好ましい。より好ましくは１〜７％であり、さらに好ましくは１〜５％である。
Ｌｉ２Ｏは熱膨張の上昇とヤング率の上昇に効果が大きいが、ガラス表面への析出の度合が大きく、少量の導入でもガラス転移温度を大きく下げる働きをする。したがって、その導入量は１％未満（ただし、１重量％未満）に抑えることが好ましい。導入しないことが好ましい。
さらに、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３およびＺｒＯ２の合計量を７０％超、好ましくは７０．５％以上とする。上記合計量を７０重量％超とすることによりガラスの耐熱性を向上することができる。
上記化学強化用ガラスは実質的に上記成分よりなるが、ガラスの熔解性、清澄性、成形性などを改善するため、Ａｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、フッ化物、塩化物、ＳＯ３を導入することができる。その導入量は、脱泡剤として用いられる適量の範囲であればよいが、外割の合計量で２重量％以下の割合を目安とする。この中でＳｂ２Ｏ３とＡｓ２Ｏ３の脱泡効果が高いので、ガラス中の気泡を排除する上からＳｂ２Ｏ３及び／又はＡｓ２Ｏ３の導入することが好ましく、その導入量はＳｂ２Ｏ３とＡｓ２Ｏ３の外割合計で０〜２重量％の範囲が好ましく、０．１〜２重量％がより好ましく、０．１〜１重量％の範囲がさらに好ましい。しかし、環境への影響に配慮するという観点からは、Ａｓ２Ｏ３等のヒ素化合物を用いないことが望ましい。したがって、Ｓｂ２Ｏ３のみを導入することがより一層好ましい。Ｓｂ２Ｏ３のみを導入する場合の導入量は、外割で０〜２重量％とするのが好ましく、０．１〜２重量％とするのがより好ましく、０．１〜１重量％とするのがさらに好ましい。
上記好ましい組成範囲において各成分のより好ましい範囲を任意に組合せてさらに好ましい組成範囲を選択することが可能であるが、中でも一層好ましい組成範囲は、実質的にモル％表示で、ＳｉＯ２  ５０％超かつ７０％以下、Ａｌ２Ｏ３  １〜９％（ただし、ＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３の合計量が５７％以上）、ＣａＯ  ３〜２５％、ＢａＯ  １〜１４％、Ｎａ２Ｏ  １〜５％、Ｋ２Ｏ  ３〜１５％（ただし、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏの合計量が４〜１６％）、ＺｒＯ２  １〜１２％、ＭｇＯ  ０〜３％、ＳｒＯ  ０〜１５％、ＺｎＯ  ０〜１％（ただし、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯおよびＺｎＯの合計量が３〜３０％）、ＴｉＯ２  ０〜１０％からなる組成であり、その中でより好ましい組成範囲は、ＺｒＯ２が１〜１０％のもの、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３およびＺｒＯ２の合計量が７０．５重量％以上のものである。
特に好ましい組成範囲は、実質的にＳｉＯ２  ５０％超かつ６７％以下、Ａｌ２Ｏ３  ２〜９％（ただし、ＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３の合計量が５７％以上）、ＣａＯ  ３〜２０％、ＢａＯ  １〜１４％、Ｎａ２Ｏ  １〜５％、Ｋ２Ｏ  ４〜１３％、ＺｒＯ２  １〜１０％、ＴｉＯ２  ０〜８％からなる組成である。
上記特に好ましい組成範囲において、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯおよびＺｎＯの合計量を３〜２５％とすることがさらに好ましい。
この組成に上記胞泡剤を添加してもよい。アルカリ溶出量を抑えつつ、優れた熔解性、耐熱性を得る上から、アルカリ金属酸化物をＮａ２ＯとＫ２Ｏに限定することが望ましい。添加する脱泡剤としてはＳｂ２Ｏ３が特に好ましく、その導入量は外割で０〜１％の範囲とするのがさらに好ましい。
ガラスＩＩの中でもう一つの好ましい態様は、ＳｉＯ２  ５０％超かつ７０％以下（ただし、５８重量％未満）、Ａｌ２Ｏ３  １〜１０％（ただし、２０重量％以下）、ＣａＯ  １５〜２５％（ただし、１３重量％超かつ２１重量％未満）、ＢａＯ  １〜１５％（ただし、５重量％超）、Ｋ２Ｏ  ３〜１５％（ただし、３重量％超）、ＭｇＯ  ０〜３％（ただし、１重量％未満）、ＳｒＯ  ０〜１５％（ただし、４．５重量％未満）、ＴｉＯ２  ０〜１０％、ＺｒＯ２  ０％超１２％以下（ただし、６重量％超）、Ｌｉ２Ｏ  ０％以上かつ１％未満（ただし、１重量％未満）、Ｎａ２Ｏ  １〜８％、ＺｎＯ  ０〜１％（ただし、１重量％未満）からなるガラスである。ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３およびＺｒＯ２の合計量、ＣａＯの含有量以外は、ガラスＩＩの第１の好ましい態様と同じである。ＣａＯ含有量の下限を大きくすることにより、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３およびＺｒＯ２の合計量を７０％以下にしても耐熱性を損なうことなく、高温粘性を低下させることが可能である。したがって、熔融状態のガラスを板状に成形するのに特に適している。熔融ガラスから板状に成形する方法としては、プレス法、フロート法が特に適している。ＣａＯ含有量の好ましい範囲は１４重量％以上である。
なお、ガラスＩＩも熔解性は優れており、ガラス中に未熔解物は認められず、また結晶粒子も認められない。
本発明のガラス基板は、上記高耐熱性と低アルカリ溶出性に加え、情報記録媒体用基板として好ましい熱膨張特性すなわち１００〜３００℃における平均線熱膨張係数（α）が７０×１０−７／℃以上という特性を兼ね備えることが好ましく、８０×１０−７／℃以上という特性を兼ね備えることがより好ましい。該平均線熱膨張係数（α）の上限は、通常１２０×１０−７／℃程度である。
さらに比重が３．５以下のものが好ましい。比重３．５以下の基板を用いることにより媒体の回転時のトルクを低減することができる。比重３．２以下がより好ましい。また、情報記録媒体を高速回転させた際に高い安定性を得る上から高剛性を備えるもの、すなわちヤング率が７２ＧＰａ以上のものが好ましい。さらに、耐失透性向上の面から、液相温度が１２００℃以下であることが好ましく、１０５０℃以下であることがより好ましい。
上述のように、本発明の情報記録媒体用ガラス基板は表面に化学強化層が存在しないものおよび存在するものの両者を含むが、特に表面に化学強化層が存在する情報記録媒体用基板について説明する。
表面に化学強化層が存在する情報記録媒体用基板によれば、化学強化により高強度が付与されるので、基板の破損防止に有効である。さらに、上記基板に高温成膜、高温アニールなどの高温処理を施しても所要の強度を維持することができるとともに、前記高温処理時に急激な温度変化に晒しても基板の強度が高いため、破損しにくく、ハンドリングが容易になるという効果も得ることができる。
上記基板としては、中心穴を有するディスク状のガラス又は中心穴のない円盤状のガラスをアルカリ金属溶融塩、好ましくはカリウムを含む溶融塩（例えば硝酸カリウム溶融塩）に浸漬し、ガラス中のアルカリ金属イオン（特にガラス表面付近）と溶融塩中のアルカリ金属イオンをイオン交換してガラス表面に圧縮応力層を形成（化学強化）したものを例示できる。
表面に化学強化層が存在する情報記録媒体用基板を構成するガラス材料としては、５７０℃で２時間加熱した後の曲げ強度が１５ｋｇｆ／ｍｍ２以上であるものが好ましく、１７ｋｇｆ／ｍｍ２以上であるものがより好ましく、２０ｋｇｆ／ｍｍ２以上であるものがさらに好ましい。上記範囲において、安定性が高いガラスを容易に得るには、上記曲げ強度を１００ｋｇｆ／ｍｍ２以下とすればよい。このような基板によれば、化学強化によって形成されたガラス表面付近の圧縮応力層の高温熱処理後の緩和が少ないため、加熱処理後も高い強度を維持し得るガラス製情報記録媒体用基板を提供することができる。なお、上記曲げ強度は、前記基板を測定試料とし、５７０℃で２時間加熱は、大気中で行う。
さらに、表面に化学強化層が存在する情報記録媒体用基板を構成するガラス材料としては、前記ガラス材料の前記化学強化前の曲げ強度をｆｂ、前記化学強化後に温度Ｔ［℃］（但し、Ｔは２０〜５７０℃の任意の温度）に２時間保持した後の曲げ強度をｆＴとしたとき、（ｆＴ−ｆｂ）／ｆｂの値が０．５以上であるものが好ましく、０．５２以上であることがより好ましい。
この条件によれば、情報記録層の形成や熱処理、例えば垂直磁気記録方式の情報記録媒体における情報記録層の形成や熱処理を行っても、十分な曲げ強度を有する情報記録媒体用基板を提供することができる。なお、上記温度Ｔにおける２時間の加熱は、大気中で行う。
また、ガラスとしてより高い安定性を付与するとともにより良好な化学強化を可能にするという観点から、（ｆＴ−ｆｂ）／ｆｂの値を９以下にすることがより好ましい。（ｆＴ−ｆｂ）／ｆｂの値が所定値以上であるという判定は、曲げ強度ｆｂと化学強化後に５７０℃に２時間保持した基板の曲げ強度ｆ５７０を測定して（ｆ５７０−ｆｂ）／ｆｂの値を算出し、この値が前記所定値以上になっていることを確認することによって行ってもよい。また、（ｆＴ−ｆｂ）／ｆｂの値が所定値以下であるという判定は、曲げ強度ｆｂと化学強化後に５７０℃に２時間保持した基板の曲げ強度ｆ５７０を測定して（ｆ５７０−ｆｂ）／ｆｂの値を算出し、この値が前記所定値以下になっていることを確認することによって行ってもよい。
さらに、２０℃における曲げ強度ｆ２０に対し、（ｆ２０−ｆｂ）／ｆｂの値が１以上であることが好ましく、１．２以上であることがより好ましい。また、ガラスとしてより高い安定性を付与するとともにより良好な化学強化を可能にするという観点から、（ｆ２０−ｆｂ）／ｆｂの値を９以下にすることがより好ましい。
なお、上記曲げ強度の評価を次のように行う。まず、情報記録媒体用基板を構成するガラス材料からなる４０ｍｍ×１０ｍｍ×１ｍｍの薄板状試料を用い、３０ｍｍスパン、加重速度０．５ｍｍ／秒の３点曲げ試験により上記曲げ強度を測定する。なお、上記薄板状試料は端面（４０ｍｍ×１ｍｍの面と１０ｍｍ×１ｍｍの面の合計４面）及び主表面（４０ｍｍ×１０ｍｍの表裏２面）が研磨されたものである。端面の研磨は光学研磨とすることが望ましく、主表面の研磨も光学研磨又は情報記録媒体用基板の主表面（情報記録層が形成されることになる面でもある）の研磨状態と同等とすることがより望ましい。
上記表面に化学強化層が存在する情報記録媒体用基板を構成するガラスとしては、ガラスＩあるいはガラスＩＩが好ましいが、ガラスＩＩが特に好ましい。
さらに、本発明の情報記録媒体用基板は、高ガラス転移温度、低アルカリ溶出性を備えているので、高温処理、例えば４００〜６００℃という高温の熱処理を行って得られる情報記録媒体用の基板に好適である。特に、高温スパッタ、高温アニールなどを行う垂直磁気記録方式の情報記録媒体用の基板に好適である。
次に、高耐熱性を備えるとともに、水に浸漬した後でも十分な平滑性が維持可能な情報記録媒体用基板について説明する。この基板を構成する非晶質性ガラスのガラス転移温度（Ｔｇ）も６２０℃以上、好ましくは６５０℃以上、より好ましくは６８０℃以上、さらに好ましくは７００℃以上である。該ガラスの転移温度の上限については特に制限はないが、通常９００℃程度であること、８００℃以下にすることが望ましいことは先に説明したとおりである。この基板を構成するガラスの特徴は、アルカリ金属酸化物を含むとともに、ＴｉＯ２を含まないことである。上記アルカリ金属酸化物は、Ｎａ２Ｏ及び／又はＫ２Ｏからなることが好ましく、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏからなることが好ましい。
アルカリ金属酸化物を含むガラスからなる基板を用いた情報記録媒体は、先に説明したように基板中のアルカリ金属が情報記録層を含む薄膜層を侵蝕する問題があるので、表面付近のアルカリ金属イオンの濃度を低下させるため、基板を純水に浸漬させて基板表面のアルカリ金属イオンを純水中に溶出させる方法が考えられる。この方法はアルカリ溶出量が極めて少ないガラスに対しても有効である。その際、ガラス中にＴｉＯ２が含まれていると、ガラス表面から純水中に溶出しようとする微量のチタン成分とアルカリ金属が反応して難溶性の異物が生じ、ガラス表面に付着する。異物の付着は基板表面の平滑性を損なう原因となるので、このよう異物の発生を防止するべきである。そのため、上記基板を構成するガラスはＴｉＯ２を排除する。なお、前記ガラスとしては、ガラスＩにおいてＴｉＯ２を含まないガラス又はガラスＩＩにおいてＴｉＯ２を含まないガラスが好ましい。また、前記ガラスからなる情報記録媒体用基板は化学強化層が存在するものであっても、化学強化層が存在しないものであってもよい。
このようなガラスからなる基板を純水に浸漬して、表面付近のアルカリ金属イオンの濃度を減少させ、アルカリ溶出による情報記録層の侵蝕を低減することもできる。
次に情報記録媒体用基板の製造方法について説明する。前記製法は適宜公知の方法を用いることができる。例えば、高温溶融法すなわち所定の割合のガラス原料を空気中か不活性ガス雰囲気で溶解し、バブリングや攪拌などによってガラスの均質化を行い、周知のプレス法、ダウンドーロ法及びフロート法により板ガラスに成形され、その後、円形加工、芯抜き、内外円周面加工、研削、研磨などが施され、所望のサイズ、形状の情報記録媒体用基板とされる。なお、研磨では研磨材やダイヤモンドペレットによりラッピング及び酸化セリウムなどの研磨材によるポリシング加工を行うことで、表面精度を例えば０．１〜０．６ｎｍの範囲にすることができる。加工後、基板表面は洗浄液により洗浄されるが、アルカリ溶出量が極めて低レベルにあるため、洗浄によって基板表面の平滑性、清浄性が損なわれることがない。また、清浄後の基板を大気中に曝してもアルカリ溶出による表面荒れは生じない。このように、本発明の情報記録媒体用基板によれば、高温熱処理に好適でアルカリ溶出の少ない基板を提供できる。例えば、この基板を磁気記録媒体用基板として使用することにより、好適な垂直記録方式の磁気記録媒体を提供することができ、従来の長手磁気記録方式の磁気記録媒体の面記録密度１００ＧＢｉｔ／（２．５ｃｍ）２よりも高記録密度（例えば１ＴＢｉｔ／（２．５ｃｍ）２の磁気記録媒体を提供する道が開かれることになる。
なお、化学強化層を形成する場合は、研削、研磨加工が施されたガラス基板を前述のようにアルカリ金属イオン、好ましくはカリウムイオンを含む溶融塩に浸漬する。
さらに、基板を純水に浸漬して基板表面付近のアルカリ金属イオンを減少させる処理を行ってもよい。
また、Ｓｂ２Ｏ３またはＡｓ２Ｏ３を含むガラス基板を作製するには、前述の理由により溶融ガラス、あるいは軟化状態にあるガラスをプレス成形する方法が好適であり、フロート成形は不適当である。
次に、本発明の情報記録媒体およびその製造方法について説明する。
本発明の情報記録媒体は、前述の情報記録媒体用基板上に情報記録層を有するものである。前述のガラス基板を用いて磁気ディスクなどの情報記録媒体を作製するには、ガラス基板の上に順次、下地層、磁性層、保護層、潤滑層などを設ければよい。磁性層（情報記録層）としては特に限定されないが、例えば、Ｃｏ−Ｃｒ系、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ系、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐｔ系、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ−Ｐｔ系、及びＣｏ−Ｃｒ−Ｔａ系などの磁性層が好ましい。下地層としてはＮｉ層、Ｎｉ−Ｐ層、Ｃｒ層などを採用できる。保護層としては、カーボン膜などが使用でき、潤滑層を形成するためにはパーフルオロポリエーテル系などの潤滑材を使用することができる。
本発明の情報記録媒体用基板は特に、垂直磁気記録方式の磁気記録媒体に好適である。垂直磁気記録方式の磁気記録媒体における膜構成は、非磁性基板上に垂直磁気記録層を形成した単層膜、軟磁性層と磁気記録層を順次に積層した二層膜、及び硬磁性層、軟磁性層及び磁気記録層を順次に積層した三層膜などを好適なものとして例示できる。その中で二層膜と三層膜は単層膜よりも高記録密度化及び磁気モーメントの安定維持に適しているので好ましい。
このような多層磁性膜垂直磁気記録媒体の特性を向上させるため、高温スパッタ機での成膜や成膜後の４００〜６００℃での高温熱処理（アニール処理）が必要である。本発明の情報記録媒体用基板はガラス転移温度（Ｔｇ）が６５０℃以上のガラスからなるので、上記高温熱処理によっても基板が変形することなく優れた平坦性を保つことが可能である。また、基板のアルカリ溶出量が小さいので情報記録層などの成膜後も基板からのアルカリ金属析出によって基板上に形成された膜が侵蝕されるのを防止することができる。
次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
実施例１〜１６及び比較例１
ガラスＩに相当する表１〜表３に示す組成のガラスが得られるように、出発原料としてＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ａｌ（ＯＨ）３、ＭｇＯ、Ｍｇ（ＯＨ）２、ＭｇＣＯ３、ＣａＣＯ３、ＳｒＣＯ３、ＢａＣＯ３、ＺｎＯ、Ｌｉ２ＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２などを用いて３００〜１５００ｇ秤量し、十分に混合して調合バッチと成し、これを白金坩堝に入れ、１４００〜１６００℃の温度で空気中約３〜８時間ガラスの溶解を行った。溶解後、ガラス融液を４０×４０×２０ｍｍカーボン金型に流し、ガラスの転移点温度まで放冷してから直ちにアニール炉にいれ、一時間保持した後、炉内で室温まで放冷した。得られたガラスは顕微鏡で観察できるほどの結晶が析出しなかった。また、得られたガラスは均質性が高く、未溶解物も認められず、高い溶解性を確認することができた。
このようにして得られたガラスを、４０×２０×１５ｍｍ、５φ×２０ｍｍ、３０×３０×２ｍｍに加工して、各物性評価用の試料を作製し、下記に示す方法に従って、各物性を測定した。実施例１〜１６および比較例１のガラスのガラス組成（モル％）と物性測定結果を表１〜表３に示す。また、表１〜表３に記載の組成に基づき算出した実施例１〜１６および比較例１のガラス組成（重量％）を表４〜６に示す。
なお、実施例１〜１６のガラスにＳｂ２Ｏ３を外割で０．５重量％添加したガラスも作製し、表１〜表３に示された評価結果を同じ結果を得た。これらＳｂ２Ｏ３が添加されたガラスを、顕微鏡を使用して観察したところ、ガラス中の気泡は皆無であった。
（１）ガラス転移温度（Ｔｇ）
５ｍｍφ×２０ｍｍの試料について、リガク社製の熱機械分析装置（ＴＭＡ８１４０）を用いて＋４℃／分の昇温速度で測定した。なお、標準試料としてはＳｉＯ２を用いた。なお、ガラス転移温度は、ガラスの粘度が１０１３．３ｄＰａ・ｓとなる温度に相当する。
（２）平均線熱膨張係数
１００〜３００℃における平均線熱膨張係数を意味し、ガラス転移温度の測定時に一緒に測定した。
（３）比重
４０×２０×１５ｍｍの試料について、アルキメデス法により測定した。
（４）ヤング率
４０×２０×１５ｍｍの試料について、超音波法により測定した。
（５）アルカリ溶出量
エタノール浴にて超音波洗浄処理した３０×３０×２ｍｍの試料を、予め酸洗浄されたポリプロピレン製容器に入れ、明細書本文記載の方法に従って測定した。
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表１〜表３から明らかなように、実施例１〜１６に示したガラスの転移温度は６５０℃以上と高く、１００〜３００℃における平均線熱膨張係数は８０×１０−７／℃以上、アルカリ溶出量も０．２μモル／ｃｍ２以下であった。さらにヤング率も７２ＧＰａ以上と高い剛性が得られている。
以上のように各実施例のガラスの特性を測定した後、実施例１〜１６の各ガラスおよびそれらのガラスにＳｂ２Ｏ３を外割で０．５重量％添加したガラスが得られる均質化されたガラス融液をプレス成形型へ供給し、ディスク状のガラスをプレス成形した。なお、プレス成形以外で、例えば、フロート成形法と呼ばれる方法を使って、ガラスディスクを成形してもよい。しかし、Ｓｂ２Ｏ３を添加したガラスの場合には、フロート成形は不適当である。成形されたガラスディスクを徐冷した後、表面にラッピング加工を施こすとともに、中心孔や外径、端面などの加工を施した。次いで、主表面にさらにラッピング加工を施した後、研磨加工を施して平坦かつ平滑な面に仕上げた。このようにして得られた情報記録媒体用基板は洗浄液を用いて洗浄されるが、基板を構成するガラスのアルカリ溶出量が極めて低レベルなので洗浄時における基板の表面荒れを抑えることができた。洗浄後の各ガラス基板の主表面の中心線平均粗さＲａは０．１〜０．６ｎｍであった。先に説明したように洗浄後の基板を純水の浸漬して基板表面のアルカリ金属イオン濃度を低減する処理を行ってもよい。
なお、ガラス基板の中心線平均粗さＲａは、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）にて測定した。
洗浄、乾燥したガラス基板を用いて垂直記録方式の磁気ディスクを作製した。磁気記録層の形成において、軟磁性層と磁気記録層を順次に積層した二層膜、及び硬磁性層、軟磁性層及び磁気記録層を順次に積層した三層膜の２つのタイプの垂直記録方式の磁気ディスクを作製した。この工程中、磁気記録膜を４００〜６００℃において高温熱処理したが、いずれの基板もガラス転移温度（Ｔｇ）が６５０℃以上の高耐熱性を有しているので、基板は変形せず高い平坦性を保っていた。
これに対し比較例のガラスからなる基板では転移温度が５５４℃と低く、磁気記録基板の製造過程における磁気記録膜のスパッタ工程などでの高温処理によって基板が変形してしまうため垂直記録方式の磁気ディスク用基板として使用できなかった。
実施例１７〜２７
次にガラスＩＩに相当する表７〜９に示す実施例１７〜２７のガラスが得られるように、出発原料としてＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ａｌ（ＯＨ）３、ＣａＣＯ３、ＢａＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２などを用いてガラス原料を３００〜１５００ｇ秤量し、十分に混合して調合バッチと成し、これを白金坩堝に入れ、１４００〜１６００℃の温度で空気中約３〜８時間ガラスの熔解を行った。熔解後、ガラス融液を４０×４０×２０ｍｍカーボン金型に流し、ガラスの転移点温度まで放冷してから直ちにアニール炉にいれ、一時間保持した後、炉内で室温まで放冷した。得られたガラスは顕微鏡で観察したが、ガラス中に結晶粒子は認められなかった。また、得られたガラスは均質性が高く、未熔解物も認められず、高い熔解性を確認することができた。また、実施例１７〜２７のガラスにＳｂ２Ｏ３を外割で０．５重量％添加したガラスを作製した。Ｓｂ２Ｏ３を添加したガラスを、顕微鏡を使用して観察したところ、ガラス中の結晶粒子、未熔解物、気泡は皆無であった。
このようにして得られたガラス試料のガラス転移温度、屈伏点、３０〜３００℃における平均線膨張係数、１００〜３００℃における平均線膨張係数、比重、ヤング率、剛性率、ポアソン比、比弾性率、液相温度、化学強化を施す前の曲げ強度ｆ０、化学強化後の曲げ強度ｆ１、化学強化後にさらに５７０℃で２時間大気中にて加熱した後の曲げ強度ｆ２を測定した。化学強化は試料を所定温度の硝酸カリウム溶融塩に所定時間浸漬することにより行った。各実施例の化学強化の条件ならびに特性をガラス組成（モル％）とともに表７、８および９に示す。また、表７〜表９に記載した組成に基づき算出した実施例１７〜２７のガラスのガラス組成（重量％）を表１０および１１に示す。
なお、Ｓｂ２Ｏ３を添加したガラスでも表７〜９に示されている特性が得られた。なお、実施例１７〜２１は、同じ組成のガラスを使用し、異なる条件で化学強化したものである。
各特性の測定方法は、実施例１〜１６におけるものと同じである。屈伏点、剛性率、ポアソン比、比弾性率、液相温度、曲げ強度の測定は次のようにして行った。
（６）屈伏点
前記試料と同じガラスを５ｍｍφ×２０ｍｍの形状に加工し、リガク社製の熱機械分析装置（ＴＭＡ８１４０）を用いて＋４℃／分の昇温速度で測定した。なお、標準試料としてはＳｉＯ２を用いた。
（７）剛性率、ポアソン比
前記試料と同じガラスを４０×２０×１５ｍｍの形状の加工し、超音波法により測定した。
（８）比弾性率
上記ヤング率と比重から（比弾性率＝ヤング率／比重）の式により算出した。
（９）液相温度
試料ガラスを蓋付き白金容器内に入れ、１５００℃ですべて熔融させ、その後所定の温度に設定された炉内で保持し、所定時間後に取り出しガラス内に生じた結晶を光学顕微鏡により観察し、結晶が生じない最低温度を液相温度とした。
（１０）曲げ強度
４０×１０×１ｍｍの薄板状に加工し、長端面（４０ｍｍ×１ｍｍの２面）に丸め研磨を施し４つの端面と２つの主表面を研磨した試料を使用し、３０ｍｍスパン、加重速度０．５ｍｍ／秒の３点曲げ試験により曲げ強度を測定した。
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表７、８および９より明らかなように、実施例１７〜２７のガラスおよびこれらにＳｂ２Ｏ３を添加したガラスによれば、ガラス転移温度（Ｔｇ）が６２０℃以上、３０〜３００℃における平均線膨張係数が６０×１０−７Ｋ−１以上、１００〜３００℃における平均線膨張係数が７０×１０−７Ｋ−１以上、比重が２．４〜３．０、ヤング率が７５ＧＰａ以上、剛性率が３０ＧＰａ以上、比弾性率が２６×１０６Ｎｍ／ｋｇ以上、ポアソン比が０．２２〜０．２５、化学強化後の曲げ強度が１５ｋｇｆ／ｍｍ２以上、５７０℃で２時間加熱した後の曲げ強度が１５ｋｇｆ／ｍｍ２以上、（ｆＴ−ｆｂ）／ｆｂの値が０．５以上、（ｆ２０−ｆｂ）／ｆｂの値が１以上という優れた特性が得られている。
次に、表７、８および９に示したガラス材料を今度は、外径６５．０ｍｍ、中心穴内径２０．０ｍｍ、厚み０．６３５ｍｍのディスク状基板に加工した。これらのディスク状基板はともに主表面には平坦、平滑化の研磨加工が施されており、主表面以外の表面にも強度低下の原因となる微細な傷などがないよう研磨を施し、平滑な面とした後、基板の洗浄を行って清浄な状態の情報記録媒体用基板を得る。なお、最終工程において、先に説明したように基板を純水に浸漬して基板表面のアルカリ金属イオン濃度の低減を行ってもよい。
実施例１７〜２７およびＳｂ２Ｏ３を添加したガラスよりなる各ディスク状ガラス基板は、公称２．５インチの情報記録媒体用基板として適しており、特に化学強化を施したものは、高耐熱性および高強度を備えた基板として、磁気記録媒体用基板、特に垂直記録方式の磁気記録媒体用基板として好適である。
上記各ディスク状基板は、均質化されたガラス融液をプレス成形型へ供給し、ディスク状のガラスを円盤状のガラス成形体にプレス成形、徐冷し、得られたガラス成形体に研削、研磨などの機械加工を施した後、化学強化して作る。なお、上記ガラス成形体を作る方法としてはプレス成形以外で、例えば、フロート成形法と呼ばれる方法を使って、薄板ガラスを成形し、この薄板ガラスを円盤状に加工するようにしてもよい。しかし、Ｓｂ２Ｏ３を添加したガラスでは、フロート成形は不適当である。このようにして得られる情報記録媒体用基板は洗浄液を用いて洗浄されるが、基板を構成するガラスのアルカリ溶出量が極めて低レベルなので洗浄時における基板の表面荒れを抑えることができる。洗浄後の各ガラス基板の主表面の中心線平均粗さＲａは０．１〜０．６ｎｍであった。
なお、ガラス基板の中心線平均粗さＲａは、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）にて測定した。
実施例２８
洗浄、乾燥したガラス基板を用いて垂直記録方式の磁気ディスクを作製した。磁気記録層の形成において、軟磁性層と磁気記録層を順次に積層した二層膜、及び硬磁性層、軟磁性層及び磁気記録層を順次に積層した三層膜の２つのタイプの垂直記録方式の磁気ディスクを作製した。この工程中、磁気記録膜を４００〜６００℃において高温熱処理したが、いずれの基板もガラス転移温度（Ｔｇ）が６２０℃以上の高耐熱性を有しているので、基板は変形せず高い平坦性を保っていた。
このように、本発明のガラス基板はガラス転移温度が高いので、磁気記録媒体特性向上のための高温処理、高温スパッタ機での磁気膜作成に適している。また、アルカリ金属を含むガラス基板を用いたにもかかわらず、情報記録層の形成後も、基板中からのアルカリ析出による悪影響は見られなかった。
なお、上記実施例では磁気記録媒体を例に説明したが、その他の情報記録媒体用基板ならびに情報記録媒体、例えば、光記録方式や光磁気記録方式のものでも同様に良好な結果を得ることができる。
産業上の利用可能性
本発明の情報記録媒体用基板によれば、ガラス転移温度（Ｔｇ）が６２０℃以上であり、かつアルカリ溶出量が０．２μモル／ｃｍ２以下と極めて少ないので、情報記録層形成時の高温熱処理時の基板変形を抑制し、基板の平坦性を維持することができるとともに、アルカリ溶出による基板表面の平滑性低下や情報記録層への影響を抑制することができる。したがって、本発明の情報記録媒体用基板は、高記録密度の情報記録媒体、例えば垂直記録方式の磁気記録媒体等に好適に用いることができる。
また、本発明の情報記録媒体用基板によれば、１００〜３００℃における平均線熱膨張係数を７０×１０−７／℃以上とすることができ、この基板を用いた情報記録媒体をドライブ装置に組込む際、固定金具との熱膨張特性を合わせることが可能になる。
さらに、本発明の情報記録媒体用基板によれば、高耐熱性、低アルカリ溶出性を兼備しつつ比重を３．５以下にできるので、駆動のトルクを低減可能な情報記録媒体を提供することができる。
本発明の情報記録媒体は情報記録層の面からも、基板の平坦性、平滑性の面からも高記録密度化が可能であり、さらに、基板からのアルカリ金属析出による情報記録層の侵蝕も防止できるので、長期にわたり安定して使用することができる。
【国際調査報告】
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