(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モル％表示で実質的に、
ＳｉＯ2      ５６〜７５、
Ａｌ2Ｏ3 １〜１０、
ＭｇＯ          ０〜１０、
ＣａＯ          ０〜１．９９、
ＳｒＯ      ０．１〜１３、
ＺｎＯ          ０〜４、
ＴｉＯ2        ０〜８、
ＺｒＯ2        ０〜４、
Ｌｉ2Ｏ        ０〜９．２、
Ｎａ2Ｏ        ０〜６、
Ｋ2Ｏ          ０〜５、
からなり、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏの含有量の合計が１０％以下（ただし、１０％を除く）である情報記録媒体基板用ガラス。
【請求項２】
モル％表示で実質的に、
ＳｉＯ2      ５６〜７５、
Ａｌ2Ｏ3      １〜１０、
ＭｇＯ          ０〜１０、
ＣａＯ          ０〜１（ただし、１を除く）、
ＳｒＯ      ０．１〜１３、
ＺｎＯ          ０〜４、
ＴｉＯ2        ０〜８、
ＺｒＯ2        ０〜４、
Ｌｉ2Ｏ        ０〜１０、
Ｎａ2Ｏ        ０〜６、
Ｋ2Ｏ          ０〜５、
からなり、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏの含有量の合計が１０％以下である情報記録媒体基板用ガラス。
【請求項３】
Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏの含有量の合計が６％以下である請求項１または２に記載の情報記録媒体基板用ガラス。
【請求項４】
ヤング率が８５ＧＰａ以上である請求項１、２または３に記載の情報記録媒体基板用ガラス。
【請求項５】
ガラス転移点が５５０℃以上である請求項１、２、３または４に記載の情報記録媒体基板用ガラス。
【請求項６】
液相温度をＴL（単位：℃）、粘度が１０4Ｐとなる温度をＴ4（単位：℃）として、ＴL−Ｔ4＜５０である請求項１、２、３、４または５に記載の情報記録媒体基板用ガラス。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５または６に記載の情報記録媒体基板用ガラスからなる情報記録媒体用ガラス基板。
【請求項８】
請求項７に記載の情報記録媒体用ガラス基板であって、１２０℃、２気圧の水蒸気雰囲気に２０時間保持した該ガラス基板表面に存在する、大きさが１０μｍ以上の付着物の数が１個／ｃｍ2以下であり、大きさが１μｍ以上１０μｍ未満の付着物の数が１０5個／ｃｍ2以下である情報記録媒体用ガラス基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高いヤング率・高い耐候性を有する情報記録媒体基板用ガラスおよび情報記録媒体用ガラス基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
情報記録媒体用基板、特に磁気ディスク（ハードディスク）用基板としてガラス基板が用いられており、モル％で表示した組成が、ＳｉＯ2：６５．３％、Ａｌ2Ｏ3：８．６％、ＺｒＯ2：３．５％、Ｌｉ2Ｏ：１２．５％、Ｎａ2Ｏ：１０．１％、であるガラス（以下「従来ガラス」という。）からなる基板が例示される。この従来ガラスは通常化学強化処理されて使用される。
【０００３】
近年記録容量を増すために、基板の薄板化による搭載枚数の増加が求められている。一方、記録密度を増すために磁気ディスクと読み取り磁気ヘッドの間隔は小さくなっており、前記基板の薄板化にともなう基板のたわみや反りの増大は磁気ディスク破損の原因となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
基板のたわみや反りの問題を解決するためにヤング率の高いガラスが求められている。なお、前記従来ガラスのヤング率は８２ＧＰａである。
【０００５】
また、情報記録媒体用基板には、その在庫中に表面性状が著しく変化し、前記基板上に形成される下地膜、磁性膜、保護膜等の膜がはがれやすくなることがないこと、すなわち耐候性が求められる。
前記従来ガラスの耐候性は決して高くはないが、化学強化処理によって耐候性は許容されるレベルになる。これは、従来ガラスの耐候性を低下させる主因と考えられるアルカリ成分が、化学強化処理によってガラス表面から抽出除去されるためと考えられる。しかし化学強化処理には、工程が増加する、化学強化処理後の基板表面によごれが付着しやすい、等の問題がある。
【０００６】
また、記録密度を増すためには磁気記録層である磁性層の保磁力を増加させることが有効であり、そのためには磁性層形成に際して行われる熱処理をより高い温度で行う必要がある。この観点から、基板に用いられるガラスのガラス転移点が高いことが求められている。なお、前記従来ガラスのガラス転移点は５００℃である。
【０００７】
磁気ディスク用ガラス基板は従来、ノートブックパソコン等に用いられる２．５インチ基板（ガラス基板外径：６５ｍｍ）が主であったが、今後はサーバ等に用いられるより大きな基板、すなわち３．０インチ基板（ガラス基板外径：８４ｍｍ）、３．５インチ基板（ガラス基板外径：９５ｍｍ）、等も増加する可能性が高い。したがって、このようなガラス基板に使用されるガラスは大量生産に適したものであることが求められている。
【０００８】
ガラスの大量生産はガラス溶融窯により行われる。ガラス溶融窯の溶融ガラスと直接接触する部分には通常ＡＺＳ（Ａｌ2Ｏ3−ＺｒＯ2−ＳｉＯ2）系電鋳煉瓦が使用される。したがって、ＡＺＳ系電鋳煉瓦に対する溶融ガラスの侵食性が小さいことも求められている。
【０００９】
さらに、板ガラスの大量生産はフロート法をはじめとする連続成形法により広く行われている。このような連続成形法として、フロート法以外にフュージョン法、ダウンドロー法が例示される。したがって、フロート成形等の連続成形が可能なガラスであることが求められている。
【００１０】
ＷＯ９９／０６３３３には、ヤング率が９０ＧＰａ以上であり、モル％表示で、ＴｉＯ2：０．１〜３０、ＣａＯ：１〜４５、ＭｇＯ＋ＣａＯ：５〜４０、Ｎａ2Ｏ＋Ｌｉ2Ｏ：３〜３０、Ａｌ2Ｏ3：０〜１５、ＳｉＯ2：３５〜６５、であるガラスをダイレクトプレス成形することを特徴とする情報記録媒体用ガラス基板の製造方法が開示されている。なお、ダイレクトプレス成形は連続成形法ではない。
【００１１】
本発明者は、ＷＯ９９／０６３３３に開示されているガラスの一部について追試した（後掲表４中の例３２、例３３）。その結果、ＷＯ９９／０６３３３に開示されているガラスに対し連続成形法を適用して板ガラスを製造することは困難ではないか、という感触を得た。
本発明は、上記課題を解決する情報記録媒体基板用ガラスおよび情報記録媒体用ガラス基板の提供を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、モル％表示で実質的に、
ＳｉＯ2      ５６〜７５、
Ａｌ2Ｏ3      ０〜２０、
ＭｇＯ          ０〜２０、
ＣａＯ          ０〜１．９９、
ＳｒＯ      ０．１〜２０、
ＺｎＯ          ０〜４、
ＴｉＯ2        ０〜１０、
ＺｒＯ2        ０〜７、
Ｌｉ2Ｏ        ０〜２０、
Ｎａ2Ｏ        ０〜１０、
Ｋ2Ｏ          ０〜１０、
からなる情報記録媒体基板用ガラス、および、前記情報記録媒体基板用ガラスからなる情報記録媒体用ガラス基板を提供する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の情報記録媒体基板用ガラス（以下単に本発明のガラスという。）のヤング率は８５ＧＰａ以上である。８５ＧＰａ未満では基板のたわみや反りの問題が発生する。好ましくは８６ＧＰａ以上、より好ましくは８８ＧＰａ以上である。
【００１４】
本発明のガラスのガラス転移点は５５０℃以上であることが好ましい。５５０℃未満では磁性層形成熱処理温度を充分高くできず、磁性層の保磁力増加が困難になるおそれがある。より好ましくは５６０℃以上、さらに好ましくは５７０℃以上、一層好ましくは５８０℃以上、最も好ましくは５９０℃以上である。
【００１５】
本発明のガラスの液相温度をＴL（単位：℃）、粘度が１０4Ｐ（ポアズ）となる温度をＴ4（単位：℃）として、ＴL−Ｔ4＜５０であることが好ましい。ＴL−Ｔ4≧５０ではフロート成形が困難になるおそれがある。より好ましくはＴL−Ｔ4＜４０、特に好ましくはＴL−Ｔ4＜３０である。
【００１６】
本発明のガラスの組成について以下モル％を単に％と表示して説明する。
なお、本発明のガラスは実質的に、
ＳｉＯ2      ６０〜７０、
Ａｌ2Ｏ3      ３〜８、
ＭｇＯ          ２〜８、
ＣａＯ          ０〜１、
ＳｒＯ          ４〜１３、
ＺｎＯ          ０〜３、
ＴｉＯ2        ０〜６、
ＺｒＯ2        ０〜３、
Ｌｉ2Ｏ        ２〜１２、
Ｎａ2Ｏ        ０〜４、
Ｋ2Ｏ          ０〜２、
からなることが好ましい。
【００１７】
また、実質的に、
ＳｉＯ2      ６２〜６８、
Ａｌ2Ｏ3      ４〜７、
ＭｇＯ          ４〜６．５、
ＣａＯ          ０〜０．５、
ＳｒＯ          ８〜１１、
ＺｎＯ          ０〜２．５、
ＴｉＯ2        ２〜５、
ＺｒＯ2    ０．６〜２、
Ｌｉ2Ｏ        ５〜８、
Ｎａ2Ｏ    ０．３〜２．５、
Ｋ2Ｏ          ０〜１、
からなることがより好ましい。
【００１８】
ＳｉＯ2はガラスの骨格を形成する必須成分である。５６％未満では、化学耐久性、特に耐酸性が低下する、または液相温度が高くなりすぎる。好ましくは５８％以上、より好ましくは６０％以上、特に好ましくは６１％以上、最も好ましくは６２％以上である。７５％超では、溶解温度が高くなりすぎる、またヤング率が低下する。好ましくは７２％以下、より好ましくは７０％以下、特に好ましくは６８％以下である。
【００１９】
Ａｌ2Ｏ3は必須成分ではないが、ヤング率を高くし、またガラス転移点を高くし、さらには耐候性を高くする効果があり、２０％まで含有してもよい。２０％超では液相温度が高くなりすぎる、またＡＺＳ系電鋳煉瓦に対する侵食性も大きくなる。好ましくは１５％以下、より好ましくは１０％以下、特に好ましくは８％以下、最も好ましくは７％以下である。また、 Ａｌ2Ｏ3を含有する場合、その含有量は１％以上であることが好ましい。より好ましくは２％以上、さらに好ましくは４％以上である。
【００２０】
ＭｇＯは必須成分ではないが、ヤング率を高くし、またガラスの溶解性を向上させる効果があり、２０％まで含有してもよい。２０％超ではガラスが不安定になる。好ましくは１５％以下、より好ましくは１０％以下、さらに好ましくは８％以下、特に好ましくは７％以下、最も好ましくは６．５％以下である。また、ＭｇＯを含有する場合、その含有量は１％以上であることが好ましい。より好ましくは２％以上、さらに好ましくは４％以上である。
【００２１】
ＣａＯは必須成分ではないが、ヤング率を高くし、またガラスの溶解性を向上させる効果があり、１．９９％まで含有してもよい。１．９９％超では耐候性を低下させる、または液相温度が高くなりすぎるおそれがある。好ましくは１％以下、より好ましくは０．５％以下である。なお、液相温度をより低下させたい場合、または耐候性をより向上させたい場合には実質的に含有しないことが好ましい。
【００２２】
ＳｒＯは液相温度を低下させ、またガラスの溶解性を向上させる効果があり必須成分である。０．１％未満では前記効果が小さい。好ましくは１％以上、より好ましくは２％以上、さらに好ましくは４％以上、特に好ましくは６％以上、最も好ましくは８％以上である。２０％超ではヤング率が低下する、またはガラスが不安定になる。好ましくは１６％以下、より好ましくは１３％以下、さらに好ましくは１２％以下、特に好ましくは１１％以下である。
【００２３】
ＺｎＯは必須成分ではないが、ヤング率を高くし、またガラスの溶解性を向上させる効果があり、４％まで含有してもよい。４％超では液相温度が高くなりすぎるおそれがある。好ましくは３．５％以下、より好ましくは３％以下、特に好ましくは２．５％以下である。また、ＺｎＯを含有する場合、その含有量は０．１％以上であることが好ましい。より好ましくは０．５％以上、特に好ましくは１％以上である。
【００２４】
ＴｉＯ2は必須成分ではないが、ヤング率を高くし、また耐候性を高くする効果があり、１０％まで含有してもよい。１０％超では液相温度が高くなりすぎるおそれがある、または分相現象が起りやすくなるおそれがある。好ましくは８％以下、より好ましくは６％以下、特に好ましくは５％以下である。また、ＴｉＯ2を含有する場合、その含有量は１％以上であることが好ましい。より好ましくは２％以上、特に好ましくは２．５％以上である。なお、分相または着色をより抑制したい場合、または液相温度をより低下させたい場合にはＴｉＯ2を実質的に含有しないことが好ましい。
【００２５】
ＺｒＯ2は必須成分ではないが、ヤング率を高くし、また耐候性を高くし、ガラス転移点を高くする効果があり、４％まで含有してもよい。４％超では液相温度が高くなりすぎるおそれがある。好ましくは３％以下、より好ましくは２％以下である。また、ＺｒＯ2を含有する場合、その含有量は０．１％以上であることが好ましい。より好ましくは０．２％以上、特に好ましくは０．３％以上、最も好ましくは０．６％以上である。
【００２６】
Ｌｉ2Ｏは必須成分ではないが、ガラスの溶解性を向上させ、またヤング率を高くする効果があり、２０％まで含有してもよい。２０％超では、液相温度が高くなりすぎる。好ましくは１２％以下、より好ましくは１０％以下、さらに好ましくは９％以下、特に好ましくは８％以下である。Ｌｉ2Ｏを含有する場合、その含有量は１％以上であることが好ましい。より好ましくは２％以上、さらに好ましくは４％以上、特に好ましくは５％以上である。なお、ガラス転移点をより高くしたい、またはＴ4を高くしたい場合にはＬｉ2Ｏを実質的に含有しないことが好ましい。
【００２７】
Ｎａ2Ｏは必須成分ではないが、ガラスの溶解性を向上させる効果があり、１０％まで含有してもよい。１０％超ではヤング率が低下するおそれがある、また耐候性が低下するおそれがある。好ましくは６％以下、より好ましくは４％以下、さらに好ましくは３％以下、特に好ましくは２．５％以下である。また、Ｎａ2Ｏを含有する場合、その含有量は好ましくは０．１％以上、より好ましくは０．３％以上である。
【００２８】
Ｋ2Ｏは必須成分ではないが、ガラスの溶解性を向上させる効果があり、１０％まで含有してもよい。１０％超ではヤング率が低下するおそれがある。好ましくは５％以下、より好ましくは３％以下、特に好ましくは２％以下、最も好ましくは１％以下である。また、Ｋ2Ｏを含有する場合、その含有量は好ましくは０．１％以上、より好ましくは０．２％以上である。なお、ヤング率をより高くしたい場合は、Ｋ2Ｏを実質的に含有しないことが好ましい。
【００２９】
耐候性をより高くし、かつＡＺＳ系電鋳煉瓦に対する侵食性をより小さくしたい場合にはＬｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏの含有量の合計は１５％以下であることが好ましい。より好ましくは１０％以下、特に好ましくは９％以下、最も好ましくは８％以下である。
【００３０】
また、ヤング率をより高くし、耐候性をより高くし、かつＡＺＳ系電鋳煉瓦に対する侵食性をより小さくしたい場合には、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏの含有量の合計は１０％以下であることが好ましい。より好ましくは６％以下、特に好ましくは４％以下、最も好ましくは２％以下である。
【００３１】
本発明のガラスは実質的に上記成分からなるが、この他に以下に例示する成分を、本発明の目的を損なわない範囲で含有してもよい。
ＳＯ3、Ｃｌ、Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3等の清澄剤を合計で１％まで含有してもよい。
ＳｒＯと同様の効果を得るためにＢａＯを２％まで含有してもよい。
ＴｉＯ2と同様の効果を得るためにＳｎＯ2を２％まで含有してもよい。
ガラスの溶解性や安定性を向上させるために、Ｂ2Ｏ3、Ｐ2Ｏ5、Ｖ2Ｏ5等を合計で３％まで含有してもよい。
【００３２】
なお、液相温度をより低下させたい場合は、Ｓｃ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、Ｐｒ2Ｏ3、Ｎｄ2Ｏ3、Ｐｍ2Ｏ3、Ｓｍ2Ｏ3、Ｅｕ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｔｂ2Ｏ3、Ｄｙ2Ｏ3、Ｈｏ2Ｏ3、Ｅｒ2Ｏ3、Ｔｍ2Ｏ3、Ｙｂ2Ｏ3、Ｌｕ2Ｏ3、のいずれも実質的に含有しないようにすることが好ましい。
【００３３】
本発明の情報記録媒体用ガラス基板（以下単に本発明のガラス基板という。）は本発明のガラスからなり、所定の寸法・形状に切断されたガラス板である。
本発明のガラス基板は、１２０℃、２気圧の水蒸気雰囲気に２０時間保持したとき、該ガラス基板表面に存在する、大きさが１０μｍ以上の付着物の数ＮLが１個／ｃｍ2以下であり、大きさが１μｍ以上１０μｍ未満の付着物の数ＮSが１０5個／ｃｍ2以下であることが好ましい。
【００３４】
ＮLが１個／ｃｍ2超またはＮSが１０5個／ｃｍ2超では、ガラス基板在庫中にガラス基板表面に付着物（白ヤケ）が発生し、ガラス基板上に形成される下地膜、磁性膜、保護膜等の膜がはがれやすくなる。この付着物は、空気中の水分や炭酸ガスの影響によりガラス基板に生成付着した反応生成物であると考えられ、拭いても除去できないものである。ＮLはより好ましくは０．５個／ｃｍ2以下、特に好ましくは０．２個／ｃｍ2以下である。ＮSはより好ましくは０．８×１０5個／ｃｍ2以下、特に好ましくは０．６×１０5個／ｃｍ2以下である。
【００３５】
本発明のガラスおよびガラス基板の製造方法は特に限定されず、各種方法を適用できる。たとえば、通常使用される各成分の原料を目標組成となるように調合し、これをガラス溶融窯で加熱溶融する。バブリング、撹拌、清澄剤の添加等によりガラスを均質化し、周知のフロート法、プレス法、フュージョン法またダウンドロー法などの方法により所定の厚さの板ガラスに成形し、徐冷後必要に応じて研削、研磨などの加工を行った後、所定の寸法・形状のガラス基板とされる。成形法としては、特に、大量生産に適したフロート法が好適である。また、フロート法以外の連続成形法、たとえば、フュージョン法、ダウンドロー法にも好適である。
本発明のガラスおよびガラス基板は、特に磁気ディスク基板に好適である。
【００３６】
【実施例】
各成分の原料を表のＳｉＯ2からＹ2Ｏ3までの欄にモル％表示で示した組成となるように調合し、白金るつぼを用いて１４５０〜１５５０℃の温度で３〜５時間溶解した。溶解にあたっては、白金スターラを溶融ガラス中に挿入し、２時間撹拌してガラスを均質化した。次いで溶融ガラスを流し出して板状に成形し、徐冷した。
【００３７】
こうして得られたガラス板について、ヤング率Ｅ（単位：ＧＰａ）、ガラス転移点Ｔg（単位：℃）、液相温度ＴL（単位：℃）、粘度が１０4Ｐとなる温度Ｔ4（単位：℃）、前記ＮL（単位：個／ｃｍ2）および前記ＮS（単位：１０5個／ｃｍ2）を、以下に示す方法により測定した。結果を表１に示す。
【００３８】
Ｅ：厚さが１０〜２０ｍｍ、大きさが４ｃｍ×４ｃｍのガラス板について、超音波パルス法により測定した。
Ｔg：示差熱膨張計を用いて、石英ガラスを参照試料として室温から５℃／分の割合で昇温した際のガラスの伸び率を、ガラスが軟化してもはや伸びが観測されなくなる温度、すなわち屈伏点まで測定し、得られた熱膨張曲線における屈曲点に相当する温度をガラス転移点とした。
【００３９】
ＴL：ガラスを乳鉢で２ｍｍ程度のガラス粒に粉砕し、このガラス粒を白金ボートに並べて置き、温度傾斜炉中で２４時間熱処理した。結晶が析出しているガラス粒の温度の最高値を液相温度とした。
Ｔ4：回転粘度計により測定した。
【００４０】
ＮL、ＮS：厚さが１〜２ｍｍ、大きさが４ｃｍ×４ｃｍのガラス板の両面を鏡面研磨し、炭酸カルシウムおよび中性洗剤を用いて洗浄した後、超加速寿命試験器（不飽和型プレッシャークッカーＴＰＣ−４１０、タバイエスペック（株））に入れて１２０℃、２気圧の水蒸気雰囲気に２０時間静置した。取り出したガラス板の表面２００μｍ角の範囲を微分干渉顕微鏡で観察し、大きさが１０μｍ以上の付着物の個数と大きさが１μｍ以上１０μｍ未満の付着物の個数をカウントした。
【００４１】
例１〜３０のガラスは実施例、例３１〜３３のガラスは比較例である。例３１は従来ガラスであり、例３２および例３３はＷＯ９９／０６３３３に開示されているガラスである。
【００４２】
【表１】
0004572453.tif 000002
【００４３】
【表２】
0004572453.tif 000003
【００４４】
【表３】
0004572453.tif 000004
【００４５】
【表４】
0004572453.tif 000005
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、以下のような特長を有する情報記録媒体用ガラス基板を提供できる。
（１）ヤング率が高く、基板のたわみや反りが小さく、基板を薄板化できる。
これにより、記録装置の磁気ディスク搭載枚数を増加できる。
（２）化学強化処理がなくとも耐候性に優れ、在庫中に付着物（白ヤケ）が発生しにくい。したがってこの付着物に起因する、下地膜、磁性膜、保護膜等の膜はがれが起こりにくい。
（３）ガラス転移点が高く、磁性層形成熱処理温度を高くできる。これにより、磁性層の保磁力を増加でき記録密度を増加できる。
【００４７】
（４）ＡＺＳ系電鋳煉瓦に対する侵食性が小さく、ガラス溶融窯を用いた大量生産ができる。
（５）フロート法、フュージョン法、ダウンドロー法等の連続成形法による成形ができ、高品質のガラス基板を大量生産できる。