(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化物基準の質量％において、ＳｉＯ２成分５７〜８０％、Ａｌ２Ｏ３成分２〜２０％、Ｒ２Ｏ成分（Ｒは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋから選ばれる１種以上である）３〜２０％を必須で含有し、
さらに、Ｂ２Ｏ３成分の含有量が０〜９．５％であり、
清澄成分としてＳｎＯ２成分及びＣｅＯ２成分のどちらか一方のみを含有し、ＳｎＯ２成分を含有する場合にはＳｎＯ２成分の含有量が０．５〜２．３％であり、ＣｅＯ２成分を含有する場合にはＣｅＯ２成分の含有量が０．０１〜２．５％であり、Ａｓ２Ｏ３成分およびＳｂ２Ｏ３成分を含まず、
比重が２．７０未満であり、ダイレクトプレス成形により形成された情報記録媒体用ガラス基板（ただし、Ａｕ、Ｃｕ及びＡｇからなる群より選択される１種以上を含有するものを除く）。
【請求項２】
酸化物基準の質量％で
Ｐ２Ｏ５：０〜３．０％、および
ＺｒＯ２：０〜１０％、および
ＢａＯ：０〜１５％、および
ＳｒＯ：０〜１５％、および
ＭｇＯ：０〜２０％、および
ＣａＯ：０〜２０％、および
ＺｎＯ：０〜２０％、および
ＴｉＯ２：０〜１０％、および
Ｇｄ２Ｏ３成分、Ｌａ２Ｏ３成分、Ｙ２Ｏ３成分、Ｎｂ２Ｏ５成分、Ｇａ２Ｏ３成分から選ばれる１種以上の合計の含有量：０〜１５％、
の各成分を含有する請求項１に記載の情報記録媒体用ガラス基板。
【請求項３】
ヤング率が８１ＧＰａ以上、かつ、ヤング率と比重の比である比弾性率が３０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。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の基板の表面に圧縮応力層を設けた情報記録媒体用ガラス基板。
【請求項５】
前記圧縮応力層は表面層に存在するアルカリ成分よりもイオン半径の大きなアルカリ成分で置換することにより形成されてなる請求項４に記載の情報記録媒体用ガラス基板。
【請求項６】
前記圧縮応力層は基板の加熱、その後急冷によって形成されたことを特徴とする請求項４または５に記載の情報記録媒体用ガラス基板。
【請求項７】
表面粗度Ｒａ（算術平均粗さ）が２Å以下であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の情報記録媒体用ガラス基板。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の情報記録媒体用ガラス基板を用いた情報記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報磁気記録媒体用ガラス基板に関する。
特に本発明は、人体及び環境に対して悪影響をおよぼす砒素成分やアンチモン成分を使用しなくとも、情報記録媒体基板用途としての物性を備えたガラス基板を提供するものである。
【０００２】
尚、本発明において「情報記録媒体」とは、パーソナルコンピュータのハードディスクとして使用される、固定型ハードディスク、リムーバル型ハードディスク、もしくはカード型ハードディスク、デジタルビデオカメラ、デジタルカメラ、もしくはオーディオ用ハードディスク、カーナビ用ハードディスク、携帯電話用ハードディスクまたは各種電子デバイス用ハードディスクにおいて使用可能な情報磁気記録媒体を意味する。
【背景技術】
【０００３】
近年、パーソナルコンピュータのマルチメディア化への対応のため、また、デジタルビデオカメラ、デジタルカメラ、携帯型のオーディオ装置で動画や音声等の大きなデータが扱われるようになり、大容量の情報磁気記録装置が必要となっている。その結果、情報磁気記録媒体は年々高記録密度化の要求が高まっている。
【０００４】
これに対応するべく、垂直磁気記録方式の採用、量産化が進められている。この垂直磁気記録方式においては、従来よりも優れた基板の耐熱性、表面の平滑性が求められている。また従来、情報磁気記録装置はパーソナルコンピュータ用途など静的な環境下で使用されることが殆どであったが、近年においては携帯型オーディオ装置等に代表されるように動的な環境下で使用されることが多くなっている。この為、次世代の情報記録媒体用基板は、スピンドルモーターへの負担を軽減するための低比重化と、ディスクのクラッシュを防止するための高い機械的強度を有することが従来にもまして重要になっている。しかし低比重であることと高い機械的強度、優れた量産性を有することは相反する関係にあり、動的な環境下の使用を考慮した次世代の情報記録媒体用基板においては、この二つの要素をどのようにバランスさせるかの研究が行われている。  
【０００５】
上記の様な要求を満たす情報記録媒体用基板の材料の一つとしてガラス材料が研究されている。ガラス材料を使用する場合、厚さ１ｍｍ以下のディスク状の基板を低コストで製造するために、溶融ガラスを直接プレスするダイレクトプレス法が用いられている。
ダイレクトプレス法においては、ガラスを溶融する際に、溶融ガラスから泡を除くために清澄剤として砒素やアンチモン成分が使用されていたが、近年、人体及び環境に対して悪影響を及ぼす恐れがあるとして、その含有量を低減、あるいは使用しないことが求められている。
【０００６】
特許文献１には砒素成分やアンチモン成分を使用せず、ＳｎＯ２成分、ＣｅＯ２成分及びＦ２成分を使用したアルミノケイ酸塩ガラスが開示されている。しかしながらこのガラスは成形型へキャストした場合にはある程度まで泡の存在を抑制できるが、ダイレクトプレス法を用いてディスク状に成形すると、プレス時の衝撃等が原因となってリボイル（清澄後のガラスから再度泡が発生してしまう現象）が発生し、清澄効果が得られないという欠点がある。
【０００７】
特許文献２には砒素成分やアンチモン成分を使用しない情報記録媒体用ガラス基板が開示されている、しかしながら、プレス時のリボイル発生の問題や、次世代の情報記録媒体用基板として適用しうる比重と機械的強度のバランスについて検討がされていない。その為、次世代の情報記録媒体用基板として適用しうる比重と機械的強度のバランスを備え、かつ、プレス時のリボイルの発生を抑制できるガラスは開示されていない。
【特許文献１】特開平１０−７２２３８号公報
【特許文献２】特開２００１−７６３３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、人体及び環境に対して悪影響をおよぼすおそれのある砒素成分やアンチモン成分を実質的に使用せずともガラス中に泡がなく、垂直磁気記録方式等に代表される次世代の情報記録媒体基板用途としての物性を備えたガラス基板を提供することにある。とりわけ、動的な環境下での使用を前提とした次世代の情報記録媒体用基板として適用しうる比重と機械的強度のバランスを備え、高速回転化や落下衝撃に耐え得る高強度を有し、プレス時のリボイルの発生がなく、ダイレクトプレス法に適した生産性の高い情報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】
【０００９】
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意試験研究を重ねた結果、比重を特定の値とすることで、次世代の情報記録媒体用基板として適用しうる比重と機械的強度のバランスを備えることができ、さらに清澄剤として使用する成分の含有量を特定の範囲に限定することで、ダイレクトプレス時にもリボイル発生を抑止し、生産性が高く、十分な清澄効果が得られることを見いだした。加えて、化学的耐久性と磁気ヘッドの低浮上化に対応可能な極めて平滑な基板表面を有し、ドライブ搭載時の落下強度にも優れている（＞１２００Ｇ）ことを見出した。より具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。
【００１０】
（構成１）
酸化物基準において、ＳｉＯ２成分、Ａｌ２Ｏ３、Ｒ２Ｏ成分を必須で含有し、さらに清澄成分としてα元素を含有し、ガラス中のα元素酸化物とβ元素化合物のモル比βｍ／αｍが０．１未満であり、比重が２．７０未満であることを特徴とする情報記録媒体用ガラス基板。ただし、α元素は、Ｓｎ、Ｃｅのうちどちらか１種の元素であり、β元素は、Ｓｎ、Ｃｅ、Ｍｎ、Ｗ、Ｔａ、Ｂｉ、Ｓ、Ｃｌ、およびＦから選ばれる１種以上でありα元素と重複しない。また、Ｒは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋから選ばれる１種以上である。
（構成２）
前記α元素の含有量は酸化物基準の質量％で、
ＳｎＯ２  ０．０１〜２．３％、または、
ＣｅＯ２  ０．０１〜２．５％、
である構成１に記載の情報記録媒体用ガラス基板。
（構成３）
酸化物基準の質量％で
ＳｉＯ２：５５〜８０％、および
Ａｌ２Ｏ３：２〜２０％、および
Ｒ２Ｏ：３〜２０％、
の各成分を含有する構成１または２に記載の情報記録媒体用ガラス基板。
（構成４）
酸化物基準の質量％で
Ｐ２Ｏ５：０〜３．０％、および／または
ＺｒＯ２：０〜１０％、および／または
Ｂ２Ｏ３：０〜１５％、および／または
ＢａＯ：０〜１５％、および／または
ＳｒＯ：０〜１５％、および／または  
ＭｇＯ：０〜２０％、および／または
ＣａＯ：０〜２０％、および／または
ＺｎＯ：０〜２０％、および／または
ＴｉＯ２：０〜１０％、および／または
Ｇｄ２Ｏ３成分、Ｌａ２Ｏ３成分、Ｙ２Ｏ３成分、Ｎｂ２Ｏ５成分Ｇａ２Ｏ３成分から選ばれる１種以上の合計の含有量：０〜１５％、
の各成分を含有する構成１〜３のいずれかに記載の情報記録媒体用ガラス基板。
（構成５）
ヤング率が８１ＧＰａ以上、かつ、ヤング率と比重の比である比弾性率が３０以上である構成１〜４のいずれかに記載の情報記録媒体用ガラス基板。
（構成６）
前記β元素を実質的に含有しない構成１〜５のいずれかに記載の情報記録媒体用ガラス基板。
（構成７）
酸化物基準でＡｓ２Ｏ３成分およびＳｂ２Ｏ３成分を実質的に含有しない構成１〜６のいずれかに記載の情報記録媒体用ガラス基板。
（構成８）
構成１〜７のいずれかに記載の基板の表面に圧縮応力層を設けた情報記録媒体用ガラス基板。
（構成９）
前記圧縮応力層は表面層に存在するアルカリ成分よりもイオン半径の大きなアルカリ成分で置換することにより形成されてなる構成８に記載の情報記録媒体用ガラス基板。
（構成１０）
前記圧縮応力層は基板の加熱、その後急冷によって形成されたことを特徴とする構成８または９に記載の情報記録媒体用ガラス基板。
（構成１１）
表面粗度Ｒａ（算術平均粗さ）が２Å以下であることを特徴とする構成１から１０のいずれかに記載の情報記録媒体用ガラス基板。
（構成１２）
構成１から１１に記載の情報記録媒体用ガラス基板を用いた情報記録媒体。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、次世代の情報記録媒体用基板として適用しうる比重と機械的強度のバランスを備えることができ、人体及び環境に対して悪影響を及ぼす恐れのある砒素成分やアンチモン成分を使用せずとも、清澄剤として使用する成分の含有量を特定の範囲に限定したガラスは生産性が高く、情報記録媒体基板用途に耐えうる物性を備え、従来のような多量の砒素成分やアンチモン成分を含有させた場合と同等の清澄作用を有し、かつ、ダイレクトプレス成形等の場合にリボイル発生を抑制する上で従来よりも優れた効果を奏するガラス基板を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明について、具体的な実施態様について説明する。  
本明細書において本発明のガラス基板とは、アモルファスガラス基板、結晶化ガラス基板を総称し、このガラス基板を構成する各組成成分について述べるとき、特に記載が無い場合は、各成分の含有量は酸化物基準の質量％で示す。ここで、「酸化物基準」とは、本発明のガラスの構成成分の原料として使用される酸化物、硝酸塩等が溶融時にすべて分解され酸化物へ変化すると仮定して、ガラス中に含有される各成分の組成を表記する方法であり、この生成酸化物の質量の総和を１００質量％として、ガラス中に含有される各成分の量を表記する。
【００１３】
本発明のガラスはＳｉＯ２成分、Ａｌ２Ｏ３、Ｒ２Ｏ成分を必須で含有し、さらに清澄成分としてα元素を含有する。ここで、α元素は主たる清澄成分であり、ＳｎまたはＣｅのうちから選ばれるどちらか１種の元素である。これらを清澄成分として使用することにより情報記録媒体用基板に要求される物性を維持しつつ、高い清澄効果を得ることができる。
【００１４】
上記α元素として選択したＳｎまたはＣｅの清澄成分に対して他の清澄成分を併用することも可能だが、清澄剤の混在は、清澄効果を打ち消しあったり、ダイレクトプレス時のリボイル発生を引き起こしやすくなる。本発明においてはα元素として選択した清澄成分以外の清澄成分の量を特定の範囲以下とすることにより、清澄効果を打ち消し合うことなく、ダイレクトプレス時のリボイル発生を引き起こしにくくすることを見いだしたのである。  具体的にはα元素として選択したＳｎ、Ｃｅのうちどちらか１種の元素の含有量をαｍモル％とし、他の清澄成分であるβ元素の含有量をβｍモル％とした場合、ガラス中のα元素酸化物とβ元素化合物のモル比βｍ／αｍの上限を０．１未満となるように、他の清澄成分の含有範囲を設定することで、前記の効果を得ることができる。また、より前記の効果を得やすくするためには前記βｍ／αｍの値は０．０９５以下であることがより好ましく、０．０９以下であることが最も好ましい。
【００１５】
ここで、β元素は、ガラスの清澄効果が得られるＳｎ、Ｃｅ、Ｍｎ、Ｗ、Ｔａ、Ｂｉ、Ｓ、Ｃｌ、およびＦから選ばれる１種以上の元素に相当するが、α元素として選択した元素とは重複しない。すなわち、例えば主たる清澄成分（α元素）としてＣｅを選択した場合は、β元素の含有量を算出する際にＣｅの含有量は除外される。
また、上記モル比の算出は次のように求める。まずβ元素として含有される成分を除外して、α元素を含めたガラスの構成成分が酸化物としてガラス中に存在すると仮定して、それら酸化物の総数を１００モル％とした時のα元素酸化物のモル％をαｍとし、前記β元素を除外したガラスを構成する各酸化物の総数に対するβ元素化合物のモル％をβｍとする。
α元素を酸化物としてそのモル％を算出する場合は、ＳｎをＳｎＯ２、ＣｅをＣｅＯ２とする。β元素を化合物としてそのモル％を算出する場合は、ＳｎをＳｎＯ２、ＣｅをＣｅＯ２、ＭｎをＭｎＯ２、ＷをＷＯ３、ＴａをＴａ２Ｏ５、ＢｉをＢｉ２Ｏ３、ＳをＳＯ３、ＣｌをＣｌ２、ＦをＦ２とする。
前記β元素は、ダイレクトプレス時のリボイルを抑制するためには実質的に含有しないことが最も好ましい。
【００１６】
本発明者らは、スピンドルモーターにかかる負荷を低減し、次世代の情報記録媒体用基板として適用しうる比重と機械的強度のバランスを得るために、ガラスの比重を２．７０未満とすることが好ましいことを見いだした。前記のバランスをより良くするためには比重を２.６９以下とすることが最も好ましい。一方、比重が２．２０を下回ると、所望の剛性を有する基板は実質上得難いため、比重を２．２０以上とすることが好ましく、２．３０以上とすることがより好ましく、２．３５以上とすることが最も好ましい。
【００１７】
情報記録媒体用基板に要求される物性を維持しつつ、高い清澄効果を得るためには、主たる清澄成分であるα元素としてＳｎ、Ｃｅから選ばれる１種の元素を含有することが好ましい。高い清澄効果を得るためには、酸化物基準でＳｎＯ２成分又はＣｅＯ２成分の含有量の下限が０．０１％であることが好ましく、０．０５％であることがより好ましく、０．１％であることが最も好ましい。
一方、機械的強度を維持しつつ、比重を低くし、高い清澄効果を得て、かつダイレクトプレス時のリボイル抑制効果を高めるためには、ＳｎＯ２成分の含有量の上限は２．３％が好ましく、２．２％がより好ましく、２．０％が最も好ましく、ＣｅＯ２成分の上限は２．５％が好ましく、２．３％がより好ましく、２．１％が最も好ましい。
上記ＳｎＯ２成分とＣｅＯ２成分はα元素として含有されるのはどちらか一方のみであるが、α元素として含有されない他方の元素については、β元素として上記に規定したβｍ／αｍの比を満たす範囲であれば含有することができる。
【００１８】
Ａｓ２Ｏ３成分やＳｂ２Ｏ３成分は清澄剤として作用するが、環境上有害となりうる成分であり、その使用は控えるべきである。本発明のガラスはＡｓ２Ｏ３成分やＳｂ２Ｏ３成分を含有しなくても清澄効果を得る事ができるし、これら成分と本願の清澄剤成分を添加した場合、清澄剤同士で清澄効果が相殺されてしまうことになる。
【００１９】
ＳｉＯ２成分は、ガラス網目構造を形成し、化学的安定性の向上や低比重化を達成するためにも必須の含有成分である。その量が５５％未満では、得られたガラスの化学的耐久性が乏しく、かつ、他成分含有量の増加に伴い比重が高くなる傾向にあるので、含有量の下限は５５％であることが好ましく、５７％がより好ましく、５８％が最も好ましい。また８０％を超えると粘性の上昇に伴い溶解、成形性が困難になり易く、その結果材料の均質性や清澄効果が低下しやすくなるので、含有量の上限は８０％とすることが好ましく、７８％がより好ましく、７７％が最も好ましい。
【００２０】
Ａｌ２Ｏ３成分は、ガラスの安定化、化学的耐久性向上にも寄与する重要な成分であるが、その量が２％未満ではその効果に乏しいので、含有量の下限は２％であることが好ましく、２．５％がより好ましく、３．４％が最も好ましい。また２０％を超えるとかえって溶解、成形性、耐失透性が悪化し、その結果均質性や清澄効果が低下しやすくなるので、含有量の上限は、２０％とすることが好ましく、１９％がより好ましく、１８．５％が最も好ましい。
【００２１】
Ｒ２Ｏ成分におけるＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋから選ばれる一種以上のアルカリ金属を指しているが、ガラスの低粘度化、成形性向上、均質性向上、化学強化のためには必須の成分である一方、情報記録媒体基板用途としては化学的耐久性が高い、すなわち、アルカリ成分溶出量は出来るだけ少なくすることが好ましい。垂直磁気記録方式等に代表される次世代の情報記録媒体用途として使用しうるアルカリ成分の溶出量とするために、必要に応じて含有されるＬｉ２Ｏ成分、Ｎａ２Ｏ成分、Ｋ２Ｏ成分の１種以上の合計量を２０％以下とすることが好ましく、１８％以下とすることがより好ましく、１７％以下とすることが最も好ましい。一方、その下限については、これら１種以上の合計量を３％以上とすることが好ましく、５％以上とすることがより好ましく、８％以上とすることが最も好ましい。
【００２２】
Ｐ２Ｏ５成分はガラスを熱処理して結晶化ガラスとする場合に核形成剤として使用し得る成分であり任意で添加することができる。この成分は低粘性化に寄与するとともにＳｉＯ２との共存により原ガラスの溶融、清澄性を向上するが、この成分を過剰に添加するとガラス化し難くなり、失透や分相が発生しやすくなるので、含有量の上限は３．０％とすることが好ましく、２．７％がより好ましく、２．６％が最も好ましい。
【００２３】
ＺｒＯ２成分はガラスの化学的耐久性の向上、物理的特性の向上に寄与し、任意で添加することができるが、この成分の添加量が１０％を超えると溶け残りやＺｒＳｉＯ４（ジルコン）が発生しやすく、かつ、ガラス比重が高くなるので、含有量の上限は１０％とすることが好ましく、８％がより好ましく、６％が最も好ましい。
【００２４】
Ｂ２Ｏ３成分はガラスの低粘性化に寄与し、溶解、成形性を向上するので、任意成分として添加することができる。しかしこの成分が１５％以上だと原ガラスが分相しやすくガラス化が困難になるので、含有量の上限を１５％とすることが好ましい。より好ましい上限値は１２％であり、さらに好ましい上限値は１０％である。
【００２５】
ＢａＯ成分やＳｒＯ成分は、ガラスの低粘性化と化学的耐久性向上に有効な成分として任意成分として添加することができるが、過剰に添加させるとガラス比重が高くなるため、ＢａＯ成分またはＳｒＯ成分各々の含有量の上限は比重を適切な値とするために１５％以下が好ましく、１４％以下がより好ましく、１３％以下が最も好ましい。
【００２６】
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＺｎＯ成分は、ガラスの低粘性化に有効であるので任意成分として添加することができる。しかし、ＭｇＯが２０％、ＣａＯが２０％、またはＺｎＯが２０％を超えると、原ガラスが失透しやすくなる。したがって、これらの成分の含有量の上限は、ＭｇＯが２０％、ＣａＯが２０％、ＺｎＯが２０％であり、より好ましい上限値はＭｇＯが１５％、ＣａＯが１５％、ＺｎＯが１５％であり、さらに好ましい上限値はＭｇＯが８％、ＣａＯが１０％、ＺｎＯが１０％である。
【００２７】
ＴｉＯ２成分はガラスの低粘性化、化学的耐久性の向上に寄与する成分として任意に添加することができる。しかし、この成分の添加量が１０％を超えるとガラスの比重値が高くなり、更にはガラス化が困難になるため、含有量の上限は１０％とすることが好ましく、８％がより好ましく、６％が最も好ましい。
【００２８】
Ｇｄ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｇａ２Ｏ３成分はガラスの低粘性化、ヤング率向上による機械的特性の向上、耐熱性向上に寄与するため、任意成分として添加することができるが、添加量の増加は比重の上昇や原料コストの上昇も招く。従って、その量はこれら成分のうち１種以上の合計量が１５％までで充分であり、合計量が１５％を超えるとガラス化及び結晶化がし難くなる。したがって、これら成分の合計量の上限は１５％とすることが好ましく、１０％がより好ましく、８％が最も好ましい。
【００２９】
ガラスの着色成分として用いられるＶ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｔｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｅｒ，Ｅｕ、Ｓｍ等の成分は、硝種混合防止目的にて添加させることが可能であるが、比重の上昇、原料コスト上昇、ガラス形成能力の低下を招くため、その量はこれら成分のうち１種以上の合計量が５％までで充分である。従って、これら成分の合計量の上限は酸化物基準で５％とすることが好ましく、４％がより好ましく、３％が最も好ましい。
【００３０】
ヤング率について述べる。前記のように、記録密度およびデータ転送速度を向上するために、情報記録媒体ディスク基板の高速回転化傾向が進行しているが、この傾向に対応するには、基板材は高速回転時の撓みによるディスク振動を防止すべく、高剛性、低比重でなければならない。また、ヘッドの接触やリムーバブル記録装置のような携帯型の記録装置に用いた場合においては、それに十分耐え得る機械的強度、高ヤング率、表面硬度を有する事が好ましく、具体的には、ヤング率で８１ＧＰａ以上であることが好ましく、８1．５ＧＰａ以上であることがより好ましく、８２ＧＰａ以上であることが最も好ましい。
【００３１】
ところが、単に高剛性であっても比重が大きければ、高速回転時にその重量が大きいことによって撓みが生じ、振動を発生する。逆に低比重でも剛性が小さければ、同様に振動が発生することになる。また比重を低くし過ぎると、結果として所望の機械的強度を得ることが難しくなる。したがって、高剛性でありながら低比重という一見相反する特性のバランスを取らなければならず、その好ましい範囲はヤング率［ＧＰａ］／比重で表わされる比弾性率が３０以上であり、より好ましい範囲は３１以上であり、最も好ましい範囲は３２以上である。
上記ヤング率、およびヤング率［ＧＰａ］／比重で表わされる比弾性率の値は、上記比重の値を特定の範囲に限定することで達成することができる。
【００３２】
本発明のガラス基板は表面に圧縮応力層を設けることにより、機械的強度をより向上させる効果を得られる。
【００３３】
圧縮応力層の形成方法としては、例えば圧縮応力層形成前のガラス基板の表面層に存在するアルカリ成分よりもイオン半径の大きなアルカリ成分とで交換反応させることによる化学強化法がある。また、ガラス基板を加熱し、その後急冷する熱強化法、ガラス基板の表面層にイオンを注入するイオン注入法がある。
【００３４】
化学強化法としては、例えばカリウム又はナトリウムを含有する塩、例えば硝酸カリウム（ＫＮＯ３）、硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ３）またはその複合塩の溶融塩に３００〜６００℃の温度にて０．５〜１２時間浸漬する。これにより、基板表面付近のガラス成分に存在するリチウム成分（Ｌｉ＋イオン）がＬｉよりもイオン半径の大きなアルカリ成分であるナトリウム成分（Ｎａ＋イオン）もしくはカリウム成分（Ｋ＋イオン）との交換反応、または、基板表面付近のガラス成分に存在するナトリウム成分（Ｎａ＋イオン）よりもイオン半径の大きなアルカリ成分であるカリウム成分との交換反応が進行し、これにより結晶化ガラスの容積増加が起こりガラス基板表面層中に圧縮応力が発生し、その結果、衝撃特性の指標であるリング曲げ強度が増加する。
【００３５】
熱強化法については特に限定されないが、例えばガラス基板を、３００℃〜６００℃に加熱した後に水冷および／または空冷等の急速冷却を実施することにより、ガラス基板の表面と内部の温度差によって生じる圧縮応力層を形成することができる。尚、上記化学処理法と組み合わせることにより圧縮応力層をより効果的に形成することができる。
【００３６】
本発明のガラス基板については、結晶化処理によりガラスの内部に結晶を生成させることで、機械的強度やヤング率を向上させることもできる。結晶化ガラスを製造するには、上記の各成の原料を含有するガラス原料を溶融・急冷して原ガラスを作成し、該原ガラスを熱処理し核形成工程を行い、この核形成工程の後に核形成工程より高い温度で熱処理することにより結晶成長工程を行う。
【００３７】
また、本発明の情報記録媒体用基板を作製するためには、上記の条件で作製した溶融ガラスを下型に滴下し、上下型でプレスすることによってディスク状に成形し、必要に応じ形状加工を施し、公知の方法でラッピング加工、研磨加工を施せば良い。
【００３８】
より具体的には以下の方法で製造する。
まず、上記の組成範囲のガラス構成成分を有する様に酸化物、炭酸塩、硝酸塩等の原料を混合し、白金や石英等の坩堝を使用した通常の溶解装置を用いて、ガラス融液の粘度が２．３〜３．０ｄＰａ・ｓとなる温度で溶解する。
次にガラス融液の温度を、粘度が１．５〜２．３ｄＰａ・ｓ、好ましくは１．９〜２．２ｄＰａ・ｓとなる温度まで昇温し、ガラス融液内に泡を発生させ撹拌効果を引き起こし均質度を向上させる。
その後、ガラス融液の温度を、粘度が２．２〜２．６ｄＰａ・ｓ、好ましくは２．３〜２．５ｄＰａ・ｓとなる温度まで降温し、ガラス内部に発生していた泡の消泡、清澄を行い、その後この温度を維持する。
【００３９】
次にプレス成形型の上型の温度を３００±１００℃、好ましくは３００±５０℃、下型の温度をガラスのＴｇ±５０℃、好ましくはＴｇ±３０℃に設定する。
さらに坩堝からプレス成型形へガラスを導くためのガラス流出パイプの温度を、ガラスの粘度が２．２〜２．６ｄＰａ・ｓ、好ましくは２．３〜２．５ｄＰａ・ｓとなる温度に設定し、前記下型上に所定量のガラスを滴下し、上型と下型を接近させプレスし、ガラス成形体を得る。
情報記録媒体用基板の製造においては、１枚あたりのコスト低減が求められるため、プレススピード１５０〜７００ｍｍ／ｓｅｃ、サイクルタイム（プレス開始後次のプレス開始までの時間）１〜２ｓｅｃという高速でプレスするが、このようなプレス時の衝撃においても本発明のガラスを使用し、ガラス融液の温度と製造装置の温度を上記の様に管理することで、プレス時のリボイルの発生を抑制することが可能となる。
【００４０】
得られたガラス成形体を結晶化ガラスとする場合には、プレス成形後のガラス成形体を核形成として５００〜６５０℃で０．５〜１０時間、結晶成長として６００〜７５０℃で２〜２０時間熱処理をする。結晶成長での熱処理温度は核形成での熱処理温度より高いことが好ましい。
【００４１】
次に平均粒径５〜３０μｍの砥粒にて約１０分〜６０分ラッピングし、内外径加工の後平均粒径０．５μｍ〜２μｍの酸化セリウム等の遊離砥粒を用いて約３０分〜６０分間研磨し、情報記録媒体用基板を得ることができる。ラッピング及び研磨工程に関しては上記に限らず公知の方法を適宜用いて良い。
【実施例】
【００４２】
次に本発明の好適な実施例について説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４３】
本発明の上記実施例のガラスは、いずれも酸化物、炭酸塩、硝酸塩等の原料を混合し、これを石英の坩堝を用いて約１３００〜１４００℃の温度で溶解し原料となるバッチを溶け残りが発生しないよう充分溶解した後、約１４００〜１５００℃の温度に昇温後、１，４５０〜１，３００℃の温度まで降温し、ガラス内部に発生していた泡の消泡、清澄化を行った。その後、温度を維持したまま所定量のガラスを流出しダイレクトプレス方式により上型の温度を３００±１００℃、下型の温度をＴｇ±５０℃に設定した上、ディスク状に成形して、冷却しガラス成形体を得た。次いで一部を結晶化し、得られたガラス成形体を上述の方法でラッピングおよび研磨し、情報記録媒体用の基板を得た。この時の基板の表面粗度Ｒａ（算術平均粗さ）はすべて２Å以下であった。また、作製した基板１００枚を無作為に抽出し、顕微鏡を用いて内部欠陥検査を行い、良品率（％）を求めた。ここで、良品率とはプレス後の基板内に泡が無いものを良品とし、良品の存在する割合をいう。
なお、表面粗度Ｒａ（算術平均粗さ）は原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）にて測定した。
【００４４】
表１〜表７に実施例１〜２５、参考例１〜５および比較例１〜３のガラス組成、プレス成形後の基板の良品率、比重、ヤング率、ヤング率／比重、２５℃〜１００℃における平均線膨張係数（ＣＴＥ）を示す。
また、本発明のガラスの温度−粘度グラフを図１に示す。
ガラスの粘度測定は球引上げ式粘度計（有限会社オプト企業製ＢＶＭ−１３ＬＨ）を用いて測定した。
また、平均線膨張係数はＪＯＧＩＳ（日本光学硝子工業会規格）１６−２００３「光学ガラスの常温付近の平均線膨張係数の測定方法」に則り、温度範囲を２５℃から１００℃に換えて測定した値をいう。
比重はアルキメデス法、ヤング率は超音波法を用いて測定した。
【００４５】
【表１】
0004691135.tif 000002
【００４６】
【表２】
0004691135.tif 000003
【００４７】
【表３】
0004691135.tif 000004
【００４８】
【表４】
0004691135.tif 000005
【００４９】
【表５】
0004691135.tif 000006
【００５０】
【表６】
0004691135.tif 000007
【００５１】
【表７】
0004691135.tif 000008
【００５２】
表１〜７に示されるとおり、本発明の実施例は、プレス時のリボイル発生による泡の存在が効果的に抑制されており、良品率が７８〜９７％の範囲であった。
【００５３】
（実施例２６）
実施例１の２．５インチＨＤＤ用研磨基板（６５φ×０．６３５ｍｍｔ）を４００℃の硝酸カリウムと硝酸ナトリウムの混合塩（ＫＮＯ３：ＮａＮＯ３＝１：３）に０．５時間浸漬し、表面に圧縮応力層を形成した。この基板はリング曲げ強度が圧縮応力層形成前（２６０ＭＰａ）の７倍に向上していることが確認された。なお、リング曲げ強度とは、直径が６５ｍｍで厚み０．６３５ｍｍの薄い円板状試料を作成し、円形の支持リングと荷重リングにより該円板状試料の強度を測定する同心円曲げ法で測定した曲げ強度をいう。
【００５４】
（実施例２７）
実施例９の２．５インチＨＤＤ用研磨基板（６５φ×０．６３５ｍｍｔ）をに４００℃の硝酸カリウムと硝酸ナトリウムの混合塩（ＫＮＯ３：ＮａＮＯ３＝１：３）に０．５時間浸漬し、表面に圧縮応力層を形成した。この基板はリング曲げ強度が圧縮応力層形成前（２８０ＭＰａ）の５倍に向上していることが確認された。
【００５５】
（実施例２８）
実施例１の２．５インチＨＤＤ用研磨基板（６５φ×０．６３５ｍｍｔ）を３００℃〜６００℃に加熱した後に空冷法で急速冷却を実施し、表面に圧縮応力層を形成した。この基板はリング曲げ強度が向上していることが確認された。
【００５６】
本発明のガラスは熱処理を行うことでガラス内部に微細な結晶粒子を均一に析出させることができ、機械的強度の向上を図ることができる。特に微細なクラックの成長を析出結晶粒子が防止するため、研磨加工時におけるチッピング等による微細な欠けを著しく低減できる。
【００５７】
（実施例２９）
実施例１のガラスを５００℃〜６５０℃で熱処理し核形成工程を行い、この核形成工程の後に、６００℃〜８５０℃の範囲で核形成工程より高い温度で熱処理することにより結晶成長工程を行うことにより、二珪酸リチウム及び二珪酸リチウム固溶体、α−石英、α石英固溶体が析出し、比重２．４８ｇ／ｃｍ３、ヤング率１０２ＧＰａ、ヤング率／比重４１．１、ＣＴＥ８５×１０−７／℃のガラスを作製することができた。なお、結晶相の同定はＸ線回折装置（パナリティカル社製、商品名：Ｘ’ｐｅｒｔ−ＭＰＤ）で得たＸ線回折図形から求めた。
【００５８】
（実施例３０）
また、実施例２９の２．５インチＨＤＤ用研磨基板（６５φ×０．６３５ｍｍｔ）を公知の方法で作製し、４００℃の硝酸カリウムと硝酸ナトリウムの混合塩（ＫＮＯ３：ＮａＮＯ３＝１：３）に０．５時間浸漬し、表面に圧縮応力層を形成した。この基板はリング曲げ強度が圧縮応力層形成前（５００ＭＰａ）の３倍に向上していることが確認された。
【００５９】
（実施例３１）
また、上記の実施例により得られた基板に、ＤＣスパッタ法により、クロム合金下地層、コバルト合金磁性層を成膜し、さらにダイヤモンドライクカーボン層を形成し、次いでパーフルオロポリエーテル系潤滑剤を塗布して、情報磁気記録媒体を得た。
【００６０】
本発明の磁気記録媒体用基板等の基板は、面記録密度を大きくすることができ、記録密度の向上するために基板自体を高回転化しても、撓みや変形が発生することがなく、この回転による振動が低減され、振動や撓みによるデータ読み取りのエラー数（ＴＭＲ）を低下させることになる。その上、耐衝撃特性に優れているため、特にモバイル用途等の情報記録媒体としてヘッドクラッシュ、基板の破壊が発生しにくく、その結果、優れた安定動作性を示すこととなる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施例１の温度−粘度グラフであり、縦軸は粘度（ｄＰａ・ｓ）の対数ｌｏｇηの値であり、横軸は球引上げ式粘度計が示すガラスの温度（℃）である。
【図１】
0004691135.tif 000009