(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスを構成する酸化物として、モル％で表示して、SiO2: 25-52％、Al2O3: 5-35％、MgO: 15-45％、Y2O3: 0-17％、TiO2: 0-25％、ZrO2: 0-8％、CaO: 1-30 ％、但し、Y2O3 + TiO2 + ZrO2 + CaO: 5-30％、B2O3+P2O5: 0-5％である組成を有し、かつ比弾性率が36×106Ｎｍ／kg以上であり、かつ磁気ディスクの基板用であることを特徴とするガラス。
【請求項２】
As2O3 + Sb2O3: 0-3％、及びZnO + SrO + NiO + CoO + FeO + CuO + Cr2O3 + Fe2O3 + B2O3 + P2O5 + V2O5: 0-5 ％をさらに含有する請求項１に記載のガラス。
【請求項３】
ガラスを構成する酸化物として、モル％で表示して、SiO2: 25-50 ％、Al2O3: 10-37％、MgO: 5-40 ％、TiO2: 1-25％である組成を有し、比弾性率が36×106Ｎｍ／kg以上であり、かつ磁気ディスクの基板用であることを特徴とするガラス。
【請求項４】
Y2O3: 0-17％、ZrO2: 0-8 ％、CaO: 0-25 ％、As2O3 + Sb2O3: 0-3％、及びZnO + SrO + NiO + CoO + FeO + CuO + Fe2O3 + Cr2O3 + B2O3 + P2O5 + V2O5: 0-5 ％をさらに含む請求項３に記載のガラス。
【請求項５】
ガラスを構成する酸化物として、モル％で表示して、SiO2: 25-50 ％、Al2O3: 20-40％、CaO: 8-30 ％、Y2O3: 2-15％である組成を有し、比弾性率が36×106Ｎｍ／kg以上であり、かつ磁気ディスクの基板用であることを特徴とするガラス。
【請求項６】
MgO: 0-20 ％、TiO2: 0-25％、Li2O: 0-12％、As2O3 + Sb2O3: 0-3％、及びZnO + SrO + NiO + CoO + FeO + CuO + Fe2O3 + Cr2O3 + B2O3 + P2O5 + V2O5: 0-5 ％をさらに含む請求項５に記載のガラス。
【請求項７】
ヤング率が１１０ＧＰａ以上である請求項１〜６のいずれか１項に記載のガラス。
【請求項８】
転移点温度が７００℃より高い請求項１〜７のいずれか１項に記載のガラス。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のガラスからなる磁気ディスク用ガラス基板。
【請求項１０】
請求項９に記載のガラス基板上に、少なくとも磁性層を有することを特徴とする磁気ディスク。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ディスク、光ディスク等の情報記録媒体用基板や次世代ＬＣＤとして期待される低温多結晶シリコン液晶表示装置用耐熱性基板、或いは電気、電子部品用の基板等に好適に用いられるガラスに関する。特に、高い比弾性率及び／又はヤング率と、高い耐熱性とを有し、かつ基板とした場合に高い表面平滑性を有する情報記録媒体用基板等に好適なガラスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピューター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る。しかし、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。
最近、ノートパソコン用ハードディスクドライブの小型化や磁気記録の高密度化にともなって磁気ヘッドの浮上量が顕著に減少してきている。これに伴い、磁気ディスク基板の表面平滑性について、きわめて高い精度が要求されてきている。
しかし、アルミニウム合金の場合には、硬度が低いことから高精度の研磨材及び工作機器を使用して研磨加工を行っても、この研磨面が塑性変形するので、ある程度以上の高精度の平坦面を製造することは困難である。たとえアルミニウム合金の表面にニッケル−リンめっきを施しても、表面粗さRaを２０オングストローム以下にすることはできない。さらに、ハードディスクドライブの小型化・薄型化が進展するのにつれて、磁気ディスク用基板の厚みを小さくすることも強く要求されている。しかし、アルミニウム合金は、強度、剛性が低いので、ハードディスクドライブの仕様から要求される所定の強度を保持しつつ、ディスクを薄くすることは困難である。
【０００３】
そこで、高強度、高剛性、高耐衝撃性、高表面平滑性を有する磁気ディスク用ガラス基板が登場しきた。ガラス基板は、表面の平滑性や機械的強度が優れていることから、現在及び将来的な基板としても注目を浴びている。ガラス基板としては、例えば、基板表面をイオン交換法で強化した化学強化ガラス基板、結晶化処理を施した結晶化ガラス基板、及び実質的にアルカリを含まない無アルカリガラス基板などがよく知られている。
例えば、化学強化ガラス基板として、特開平１−２３９０３６号公報（以下先行技術１という）には、重量％でSiO2を６０〜７０％、Al2O3 を０．５〜１４％、R2O （ただしＲはアルカリ金属）を１０〜３２％、ZnO を１〜１５％、B2O3を１．１〜１４％含むガラスをイオン交換することにより強化した磁気記録媒体用ガラス基板が開示されている。
【０００４】
結晶化ガラスとして、特開平７−１８７７１１号公報（以下先行技術２という）に、重量％で、SiO2を５０〜６５％、CaO を１８〜２５％、Na2Oを６〜１１％、K2O を６〜１２％、Al2O3 を０〜２．５％、Ｆを５〜９％含み、主結晶としてカナサイトを含む磁気記録媒体用ガラス基板が開示されている。さらに、米国特許5,391,522号公報（以下先行技術３という）には、SiO2を６５〜８３％、Li2Oを８〜１３％、K2O を０〜７％、MgO を０．５〜５．５％、ZnO を０〜５％、PbO を０〜５％、（但し、MgO ＋ZnO ＋PbO を０．５〜５％）、P2O5を１〜４％、Al2O3 を０〜７％、As2O3 ＋Sb2O3 を０〜２％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結晶化用ガラス基板が開示されている。
無アルカリガラス基板として、特開平８−１６９７２４号公報（以下先行技術４という）に、重量％で、SiO2＋Al2O3 を３５〜５５％、B2O3を０〜１０％、CaO ＋BaO を４０〜６０％、ただしCaO ≧５％、ZnO ＋SrO ＋MgO を０〜１０％、TiO2を０〜５％、ZrO2を０〜５％、As2O3 および／またはSb2O3 を０〜１％を含有する組成の磁気ディスク用ガラス基板が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、最近のＨＤＤ（Hard disk driver）は、パソコンの高性能化に対応して記録容量を高めることが要求されており、さらに、パソコンの小型化と高性能化に対応してディスク基板の小型化、薄型化、磁気ヘッドの低浮上化及びディスクの回転の高速化が提言されている。将来の直径2.5 インチのディスク基板の厚さは、現在の0.631 ｍｍから0.43mm、さらには0.381mm へと薄くなることが予想されている。また、最近ではサーバー用3.5インチハードディスク記録の高密度化、データ処理の高速化によって基板材料の剛性度に対する要求が一層厳しくなってきており、従来のアルミ基板の限界が見え始めている。今後、ハードディスクの高容量化及び小型化はさらに進められると予想される。そこで、磁気記録媒体用基板材料に対しては、薄型化、高強度化、高表面平坦性、高耐衝撃性などがさらに強く要求される。
【０００６】
ところが、ディスク基板は薄くなればなるほど、たわみや反りが生じやすくなる。一方、記録の高密度化に伴って、磁気ヘッドの低浮上化及び磁気ディスクの高速回転化が進む一方であり、上記のような基板のたわみや反りは、磁気ディスクの破損の原因となる。ところが、現在、ハードディスクに使用されているガラスからなる基板を現在より薄くした場合、上記たわみや反りによる問題が顕在化し、薄型化に対応できない。
ディスク基板がどの程度のたわみや反り生じるかは、基板材料の比弾性率（＝ヤング率／比重）又は、ヤング率から評価できる。薄型化した場合でも基板のたわみや反りを問題が生じない程度に抑えるためには、比弾性率がより高い材料が必要となる。また、基板を高速回転した場合に基板にたわみの問題が生じない程度に抑えるためには、ヤング率がより高い材料が必要となる。
【０００７】
このことは、次のような事実に基づき説明することができる。即ち最近、ＨＤＤの小型化、高容量化、高速化に伴って、将来の磁気記録媒体用基板の厚みは、現在3.5インチの0.8mmから0.635mmへと、2.5インチの0.635mmから0.43mmさらに0.38mmへと薄くなると予測さている。また、基板の回転速度も現在の最高速度の7200rpmから10000rpmさらに14000rpmへと高速回転化すると予測されている。このような磁気記録媒体用基板は薄くなればなるほど、基板のたわみやうねりや反りが生じしやくなり、また高速回転すればするほど基板の受ける応力（回転によって生じる風圧に基づくディスクに働く力）が大きくなることが予想できる。力学の理論に基づけば、単位面積当たりＰの荷重を受けている円板のたわみＷは以下の式で表される。
【０００８】
【式１】
0003950203.tif 000002
但し、ａは円板の外円径、ｈは基板の厚み、Eは円板材料のヤング率である。静止状態においては、円板に加わる力は重力のみであり、たわみＷは、円板材料の比重をｄとすると、以下の式で表される。
【０００９】
【式２】
0003950203.tif 000003
ここでＧは円板材料の比弾性率（＝ヤング率／比重）である。
一方、円板の回転状態においては、重力成分は遠心力成分をバランスして無視できると考えた場合、円板に加わる力は回転に基づく風圧としてよい。風圧は円板回転速度の関数であり、一般的にその２乗に比例すると言われている。従って、円板が高速回転するときのたわみＷは、以下の式で表される。
【００１０】
【式３】
0003950203.tif 000004
従って、高速回転化基板のたわみを押さえるためにはヤング率Ｅの高い基板材料が必要となる。本発明者らの計算によると2.5インチ基板の厚みを0.635mmから0.43mmに、3.5インチ基板の厚みを0.8mmから0.635mmに薄くすると、従来の材料より比弾性率が大きい基板材料が必要とされる。また、3.5インチハイエンド基板の回転速度を現在の7200rpmから将来の10000rpmに高速化すれば、70Gpa程度のヤング率をもつアルミ基板で対応できなくなり、より高いヤング率を有する新しい基板材料が必要となる。基板材料の比弾性率またはヤング率が高ければ高いほど基板の剛性度が高くなるだけでなく、基板の耐衝撃性も強度もともに大きくなるので、高い比弾性率及び大きなヤング率を持つガラス材料がＨＤＤの市場から強く要求されている。
【００１１】
また、高記録密度化のため、比弾性率やヤング率以外にも磁気記録媒体用ガラス基板に要求される物性がある。１つは高い耐熱性であり、１つは高い表面平滑性である。磁気記録媒体の記録密度を高めるために、磁性層（磁気記録層）の保磁力等の磁気特性を高める必要がある。磁性層の保磁力は、使用する磁性材料によっても変化するが、同一の材料であっても、熱処理をすることでも高めることができる。そのため、新たな磁性材料の開発とは別に、現有の材料を用いてより高い保磁力を得る目的で、基板上に形成した磁性層をより高い温度で熱処理することが望まれる。また、磁気ヘッドを低浮上化させることにより高記録密度化が可能である。そのため、今後、磁気ヘッドの低浮上化がさらに進められる。磁気ヘッドの低浮上化を可能にするためには、ディスク表面の平滑性が高いことが必要となるが、そのためには、基板の表面平滑性が必要である。
【００１２】
しかしながら、先行技術１に開示されている化学強化ガラスは、ガラス転移点が５００℃前後である。それに対して、磁性層の保磁力等の磁気特性の向上のためには、５００℃より、さらに高い温度での熱処理が有効である。従って、先行技術１に記載の化学強化ガラスではガラス自体の耐熱性が不十分である。また、化学強化ガラスは、一般にガラスの表面にアルカリ金属イオンのイオン交換層を設けたものである。ところが、化学強化ガラスの表面に磁性層を形成し、熱処理を施すと、イオン交換層中のイオンが磁性層に移動して悪い影響を与えるという問題もある。アルカリ金属イオンの磁性層への移動は温度が高くなる程活発になる。このようなアルカリ金属イオンの移動を抑制するためには、さらに低い温度での熱処理が好ましい。化学強化ガラス基板を用いて、高い温度での熱処理による磁気特性の向上は難しく、高保磁力を有する磁気記録媒体を得ることが困難である。
上記化学強化ガラスは、比弾性率が約30×106Nm/kg程度であり、ヤング率は約８０ＧＰａ程度で、剛性度も低いので、3.5インチのハイエンドディスク基板や薄型化ディスク基板に対応できないという欠点がある。また、化学強化ガラス基板は、表裏両面に応力層が形成されているが、この応力層が均一かつ同等の応力を与えられていないと反りを生じ、磁気ヘッドの低浮上化と高速回転化に対応することは難しい。
【００１３】
先行技術２や３に開示されているような従来の結晶化ガラスは、転移を起こさないために耐熱性は優れている。しかし、磁気記録媒体用ガラス基板は、高記録密度になればそれだけ、表面の平滑性が要求される。これは、磁気記録媒体の高密度記録化のために磁気ヘッドの低浮上化が必要だからである。しかるに、結晶化ガラスは、多数の微細粒子を含有することから、表面粗さ（Ra）を１０オングストローム以下の基板を得ることは困難である。その結果、表面の平坦性が乏しく、磁気ディスクの表面形状が悪化する。また、磁気ヘッドの磁気ディスクへの吸着を防止する目的で、例えば基板上に形成する凹凸制御層を形成等を行う。しかし、結晶化ガラスを用いた基板では、凹凸制御層の表面モホロジーの制御が困難であるという問題もある。
【００１４】
先行技術４に記載の無アルカリガラスは、最高で７３０℃と高い転移温度を有するものである。しかし、ガラスの比弾性率は27〜34×106Nm/kg程度であり、ヤング率も７０〜９０ＧＰａ程度であるので、磁気ディスク基板の薄型化にとても対応できない。
【００１５】
尚、耐熱性が優れた基板としては、例えば特開平３―２７３５２５号公報（以下先行技術５という）に開示されているような磁気記録媒体用のカーボン基板がある。しかしカーボン基板は、比弾性率が15〜19×106Nm/kg程度と低く、ガラスよりも機械的強度が劣り、磁気ディスクの小型化が進むにあたり要求されている基板の薄板化に対応することが困難である。また、カーボン基板は表面欠陥が多く、高記録密度化が困難である。
【００１６】
このように、現在のところ、高い比弾性率又はヤング率を持ち、高い耐熱性及び優れた表面平滑性（表面粗さ＜５オングストローム）を有し、かつ安価に大量製造できる酸化物ガラスは市場ではまだ見当たらない。これまで市販の高ヤング率酸化物ガラスとしてよく知られているSiO2-Al2O3-MgO系ガラスでもヤング率は、せいぜい８０−９０Ｇｐａ程度である。従って、本発明者らは36×106Nm/kg以上の比弾性率Ｇを有し、または110Gpa以上のヤング率をもつガラス材料の提供を目的とし、本発明者ら自ら提案した理論計算に基づいて新規ガラス組成の設計を行い、種々の試験研究を重ねた。その結果、Al2O3、Y2O3、MgO、TiO2、希土類金属酸化物などのガラスのヤング率の向上に大きく寄与する成分を多量に導入することによって今までにない高いヤング率をもち、優れた表面平滑性、高い耐熱性を有し、かつ安価に大量生産できるガラスを見い出して本発明を完成した。
【００１７】
即ち、本発明は、将来の情報記録媒体用基板の小型化、薄型化、高記録密度化に伴って必要となる高強度及び高耐衝撃性、高比弾性率、高耐熱性、高表面平滑性を満たす新たなガラス材料を提供することを目的とする。
より具体的には、本発明の目的は、比弾性率が36×106Nm/kg以上であり、ガラス転移温度が700 ℃以上であり、かつ微結晶粒子を含まず高い表面平滑性（表面粗さRaが９オングストローム以下）を示すガラス基板を提供することにある。
さらに本発明の目的は、ヤング率が１１０ＧＰａ以上であり、かつ微結晶粒子を含まず高い表面平滑性（表面粗さRaが９オングストローム以下）を示すガラス基板を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、以下のとおりである。
[請求項１] ガラスを構成する酸化物として、モル％で表示して、SiO2: 25-52％、Al2O3: 5-35％、MgO: 15-45％、Y2O3: 0-17％、TiO2: 0-25％、ZrO2: 0-8％、CaO: 1-30 ％、但し、Y2O3 + TiO2 + ZrO2 + CaO: 5-30％、B2O3+P2O5: 0-5％である組成を有し、かつ比弾性率が36×106Ｎｍ／kg以上であり、かつ磁気ディスクの基板用であることを特徴とするガラス。
[請求項２] As2O3 + Sb2O3: 0-3％、及びZnO + SrO + NiO + CoO + FeO + CuO + Cr2O3 + Fe2O3 + B2O3 + P2O5 + V2O5: 0-5 ％をさらに含有する請求項１に記載のガラス。
[請求項３] ガラスを構成する酸化物として、モル％で表示して、SiO2: 25-50 ％、Al2O3: 10-37％、MgO: 5-40 ％、TiO2: 1-25％である組成を有し、比弾性率が36×106Ｎｍ／kg以上であり、かつ磁気ディスクの基板用であることを特徴とするガラス。
[請求項４] Y2O3: 0-17％、ZrO2: 0-8 ％、CaO: 0-25 ％、As2O3 + Sb2O3: 0-3％、及びZnO + SrO + NiO + CoO + FeO + CuO + Fe2O3 + Cr2O3 + B2O3 + P2O5 + V2O5: 0-5 ％をさらに含む請求項３に記載のガラス。
[請求項５] ガラスを構成する酸化物として、モル％で表示して、SiO2: 25-50 ％、Al2O3: 20-40％、CaO: 8-30 ％、Y2O3: 2-15％である組成を有し、比弾性率が36×106Ｎｍ／kg以上であり、かつ磁気ディスクの基板用であることを特徴とするガラス。
[請求項６] MgO: 0-20 ％、TiO2: 0-25％、Li2O: 0-12％、As2O3 + Sb2O3: 0-3％、及びZnO + SrO + NiO + CoO + FeO + CuO + Fe2O3 + Cr2O3 + B2O3 + P2O5 + V2O5: 0-5 ％をさらに含む請求項５に記載のガラス。
[請求項７] ヤング率が１１０ＧＰａ以上である請求項１〜６のいずれか１項に記載のガラス。
[請求項８] 転移点温度が７００℃より高い請求項１〜７のいずれか１項に記載のガラス。
[請求項９] 請求項１〜８のいずれか１項に記載のガラスからなる磁気ディスク用ガラス基板。
[請求項１０] 請求項９に記載のガラス基板上に、少なくとも磁性層を有することを特徴とする磁気ディスク。
【００１９】
【発明の実施の態様】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明において、ガラスとは、実質的に結晶粒子を含まないガラスであり、結晶粒子を少なくとも20％以上含む結晶化ガラスやガラスセラミックスと呼ばれるものは含まない。
【００２０】
請求項１〜３に記載のガラス
本発明の請求項１に記載のガラスは、比弾性率Ｇが36×106Nm/kg以上であることを特徴とする基板用ガラスである。
比弾性率Ｇが36×106Nm/kg未満では基板とした場合にたわみが大きくなり、例えば、次世代の磁気記録媒体ディスクに要求される厚さ0.43mm又はそれ以下の基板としたときに、最大たわみが1.4 μm より大きくなる。その結果、ヘッドの浮上安定性が得られず、記録再生を安定して行うことができないという問題を生じる。さらに、最大たわみが1.25μm 以下の基板を得るため、比弾性率Ｇが37×106Nm/kg以上のガラスが好ましい。また、薄型化が進み、厚さが0.381mm 又はそれ以下の基板とした場合でも、最大たわみを1.4 μm 以下に抑えられる基板が得られるという観点から、比弾性率が42×106Nm/kg以上であるガラスがさらに好ましい。尚、比弾性率は高ければ高い程好ましいが、実用的には、約45×106Nm/kg以下である。
【００２１】
請求項２に記載のガラスは、比弾性率Ｇが36×106Nm/kg以上であることに加えて、表面粗さ(Ra)を９オングストローム以下とすることができるガラスである。より高い表面平滑性により、磁気ディスクの高密度化のためのヘッドの低浮上化が可能となり、表面粗さ(Ra)を９オングストローム以下とすることで、従来のものより低浮上化が可能となる。磁気ディスクをさらに高密度化するには、表面粗さ(Ra)を６オングストローム以下とすることができるガラスであることが好ましい。
請求項３のガラスは、比弾性率Ｇが36×106Nm/kg以上であること、及び／又は表面粗さ(Ra)を９オングストローム以下とすることに加えて、転移点温度が７００℃より高いガラスである。転移点温度が７００℃より高いことで、たわみの低減化に加えて、従来の基板より高い耐熱性を有する基板を提供することができ、保磁力等の磁気特性が向上した磁気ディスクを提供することができる。
【００２２】
請求項１〜３に記載の特性を有するガラスの具体例として、請求項４〜９に記載のガラスを挙げることができる。これらのガラスは、請求項１〜３に記載の特性を満足すべく、イオン半径が小さく、化学結合力が強く、かつガラス構造における充填密度が高い陽イオンからなる酸化物ガラスを用いた構成となっている。
【００２３】
請求項４及び５に記載のガラス
請求項４に記載のガラス組成は、主に比弾性率を大きくするために構成された組成であり、比弾性率Ｇが36×106Nm/kg以上である。比弾性率Ｇが36×106Nm/kg以上であることで、たわみの小さい基板を得ることができる。例えば、次世代の磁気記録媒体ディスクに要求される厚さ0.43mm又はそれ以下の基板としたときにでも、最大たわみが1.4 μm より小さい基板を得ることができる。その結果、ヘッドの浮上安定性に優れ、記録再生を安定して行うことができる。さらに、最大たわみが1.25μm 以下の基板を得るため、比弾性率Ｇが37×106Nm/kg以上であることが好ましい。また、薄型化が進み、厚さが0.381mm 又はそれ以下の基板とした場合でも、最大たわみを1.4 μm 以下に抑えられる基板が得られるという観点から、比弾性率が42×106Nm/kg以上であるガラスがさらに好ましい。尚、比弾性率は高ければ高い程好ましいが、実用的には、約45×106Nm/kg以下である。
【００２４】
さらに、請求項４及び５に記載のガラスは、表面粗さ(Ra)を９オングストローム以下とすることができる。より高い表面平滑性により、磁気ディスクの高密度化のためのヘッドの低浮上化が可能となり、表面粗さ(Ra)を９オングストローム以下とすることで、従来のものより低浮上化が可能となる。磁気ディスクをさらに高密度化するには、表面粗さ(Ra)を６オングストローム以下とすることが好ましい。
また、請求項４及び５のガラスは、転移点温度が７００℃より高いガラスである。転移点温度が７００℃より高いことで、たわみの低減化に加えて、従来の基板より高い耐熱性を有する基板を提供することができ、保磁力等の磁気特性が向上した磁気ディスクを提供することができる。
【００２５】
SiO2はガラスの網目構造形成酸化物として働き、ガラス構造の安定化即ち失透に対する結晶化安定性を増す成分である。またSiO2はAl2O3 などの中間酸化物とを組み合わせることによってガラスの強度、剛性度などの磁気記録媒体用基板に必要となる機械的物性を高めることができ、ガラスの耐熱性を向上させることもできる。しかし、ガラスの主成分として５２％より多くのSiO2を導入した酸化物ガラスは、36×106 Nm/kg を超える比弾性率をほとんど示さないので、SiO2の含有量は５２以下であることが適当である。一方、SiO2の含有量が２５％未満では、ガラスの結晶化安定性が相当悪化し、量産化できるほどの安定なガラスが造れない。そこで、SiO2の下限は２５％である。そこで、SiO2の含有量は、２５〜５２％の範囲、好ましくは３０〜５０％の範囲であることが適当である。
【００２６】
Al2O3 はガラスに高耐熱性と高耐久性を寄与する成分としても、SiO2と共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。特にAl2O3 をSiO2と置換してガラスに導入する場合、Al2O3 はガラスの骨格に入り込み骨格形成成分としてガラスのヤング率や耐熱性を増大する効果が大きい。即ち、Al2O3 はガラスのヤング率を高めるためにも耐熱性を向上させるためにも欠かせない成分である。しかし、Al2O3 の含有量が５％より少ないとガラスのヤング率を十分に向上させることができない。また、Al2O3 の含有量が3５％を超えると、ガラスの比弾性率の向上に寄与する成分であるMgO を多く導入することができなくなり、ガラスの高温溶融性も悪化する。そこで、Al2O3 の含有量は５〜３５％の範囲、好ましくは７〜３２％の範囲であることが適当である。
【００２７】
MgO はガラスの剛性及び強度を向上させ、高温溶解性を改善するために導入される成分である。また、ガラスの結晶化安定性の向上やガラス均質性の改善にも寄与する。特にAl2O3 の含有量が２０％より少ない場合、ガラスの高比弾性率を維持するために多くのMgO を導入することが好ましい。しかし、MgO の含有量が４５％を超えると、量産化できるほどの結晶化安定性をもつガラスが造れない。また、MgO の含有量を１5％より少なくするとガラスのヤング率が低下してしまう傾向がある。そこで、MgO の含有量は１５〜４５％の範囲、好ましくは２２〜４０％の範囲にすることが適当である。
【００２８】
Y2O3はガラスの結晶化安定性を高め、耐久性及び高温溶融性を改善するために添加される成分である。特に少量のY2O3の導入はガラス比弾性率の向上及びガラス均質性の改善に非常に寄与する。しかし、Y2O3をあまりにも多く添加するとガラスのヤング率が大きくなるが、比重も急激に増加するので、逆にガラスの比弾性率を低下させる傾向がある。そこで、Y2O3の含有量は１７％以下、好ましくは１５％以下とすることが適当である。尚、Y2O3の明らかな添加効果を得るためには、Y2O3の含有量を０．５％以上とすることが好ましい。
【００２９】
TiO2はガラス骨格形成成分としても修飾成分としても働き、ガラスの高温粘性を低め溶融性を改善し、構造の安定化及びその耐久性を増す。また、TiO2は成分としてガラスに導入すると、ガラスの比重はあまり増加しないのに対し、ガラスのヤング率は大きく向上できる。特に、MgO やAl2O3 を多く導入するガラスに対しては、TiO2はガラスの高温溶解性及び結晶化安定性を向上させ、MgO とAl2O3 などの酸化物との組み合わせによってガラスの比弾性率を高めることが大いに期待できる。但し、TiO2を多く導入し過ぎると、ガラスの分相傾向が強まり、かえってガラスの結晶化安定性及びその均質性を悪化させる傾向がある。そこで、TiO2の含有量は、２５％以下、好ましくは２０％以下とすることが適当である。尚、TiO2の明らかな添加効果を得るためには、TiO2の含有量を１％以上とすることが好ましい。
【００３０】
CaO はMgO と共にガラスの剛性及び強度を向上させ、高温溶解性を改善するために導入される成分である。また、CaO は、MgO と同様に、ガラスの結晶化安定性の向上やガラス均質性の改善にも寄与する。前述のように、Al2O3 の含有量が２０％より少ない場合、ガラスの高比弾性率を維持するために多くのMgO を導入することが好ましく、この場合のCaO は主にガラスの高温溶融性、結晶化安定性を改善するために導入される成分となる。しかし、CaO の含有量が３０％を超えると量産化できるほどの結晶化安定性をもつガラスが造れない。そこで、CaO の含有量は３０％以下、好ましくは２７％以下とすることが適当である。尚、CaO の明らかな添加効果を得るためには、CaO の含有量を２％以上とすることが好ましい。
【００３１】
ZrO2は主にガラスの耐久性及び剛性を高めるために添加される成分である。少量のZrO2を添加する場合はガラス耐熱性を向上させる効果があり、ガラスの失透に対する結晶化安定性も向上する。しかし、ZrO2が８％を超えるとガラスの高温溶解性が著しく悪化し、ガラスの表面平滑性も悪くなり、比重も増加する。そこで、ZrO2の含有量は８％以下、好ましくは６％以下とすることが適当である。尚、ZrO2の明らかな添加効果を得るためには、ZrO2の含有量を０．５％以上とすることが好ましい。
【００３２】
尚、Y2O3+TiO2+ZrO2+CaOは１〜30％の範囲であることが適当である。これらの成分は、ガラスのヤング率の向上及び結晶化安定性の向上に寄与する成分である。これらの成分の合計が１％未満では、ガラスのヤング率が低くなる傾向があり、かつガラスの結晶化安定性も低下する傾向がある。一方、これらの成分は、いずれもガラスの比重を増加させるものであり、多量に導入しすぎるとガラスの比弾性率が小さくなってしまう。そこで、Y2O3+TiO2+ZrO2+CaOの含有量は、１〜30％の範囲、好ましくは5.5 〜27％の範囲であることが適当である。
【００３３】
P2O5及びB2O3はいずれもガラスの高温溶解性を調整するために添加される成分である。例えば、少量のP2O5又はB2O3をガラスに導入するとガラスの比弾性率が大きな変化がないのに対し、ガラスの高温粘性がかなり低くなるのでガラスの溶解を容易にする効果が大きい。B2O3+P2O5の合計は、ガラスの溶解性の改善とガラスの結晶化安定性及び物理的特性の調整という観点から、5 ％以下、好ましくは３．５％以下であることが適当である。尚、B2O3及びP2O5の明らかな添加効果を得るためには、その合計含有量を０．５％以上とすることが好ましい。
【００３４】
As2O3 とSb2O3 はガラスの均質化を図るために脱泡剤として添加させる成分である。各ガラスの高温粘性に応じて適量量のAs2O3 やSb2O3 或いはAs2O3 ＋Sb2O3 をガラスに添加するとより均質なガラスが得られる。しかし、脱泡剤の添加量を多すぎると、ガラスの比重が上昇して比弾性率を低下させる傾向があり、また溶解用白金るつぼと反応してるつぼにダメージを与える傾向もある。そこで、その添加量は３％以下、好ましくは２％以下とすることが適当である。尚、これら脱泡剤の明らかな添加効果を得るためには、その含有量を０．２％以上とすることが好ましい。
【００３５】
さらに、V2O5、Cr2O3 、ZnO 、SrO 、NiO 、CoO 、Fe2O3 、CuO 等その他の成分はいずれもガラスの高温溶解性や物理的な物性を調整するときに添加される成分である。例えば、少量のV2O5、Cr2O3 、CuO 、CoO などの着色剤をガラスに添加すると、ガラスに赤外線吸収特性を持たせ、加熱ランプ照射による磁性膜の加熱処理を効果的に行うことができる。ZnO+SrO+NiO+CoO+FeO+CuO+Fe2O3+ Cr2O3+B2O3+P2O5+V2O5の合計は、ガラスの溶解性の改善とガラスの結晶化安定性及び物理的特性の調整という観点から、5 ％以下、好ましくは４％以下であることが適当である。
【００３６】
以上の成分の他に原料中の不純物、例えばFe2O3 など及びガラスの清澄剤となるCl、F、SO3 等はそれぞれ１％までなら含有しても、本発明のガラスの目的とする物性を実質的に損なうことはない。
尚、このガラスは実質的にアルカリ成分を含まない無アルカリガラスであるため、このガラスからなる基板上に薄膜を形成した場合、アルカリ成分が基板上の薄膜に拡散して悪影響を及ぼすことがない。
【００３７】
請求項６及び７に記載のガラス
請求項６及び７に記載のガラス組成は、主に比弾性率を大きくするために構成された組成であり、比弾性率Ｇが36×106Nm/kg以上である。比弾性率Ｇが36×106Nm/kg以上であることで、たわみの小さい基板を得ることができる。例えば、次世代の磁気記録媒体ディスクに要求される厚さ0.43mm又はそれ以下の基板としたときにでも、最大たわみが1.4 μm より小さい基板を得ることができる。その結果、ヘッドの浮上安定性に優れ、記録再生を安定して行うことができる。さらに、最大たわみが1.25μm 以下の基板を得るため、比弾性率Ｇが37×106Nm/kg以上であることが好ましい。また、薄型化が進み、厚さが0.381mm 又はそれ以下の基板とした場合でも、最大たわみを1.4 μm 以下に抑えられる基板が得られるという観点から、比弾性率が42×106Nm/kg以上であるガラスがさらに好ましい。尚、比弾性率は高ければ高い程好ましいが、実用的には、約45×106Nm/kg以下である。
【００３８】
さらに、請求項６及び７に記載のガラスは、表面粗さ(Ra)を９オングストローム以下とすることができる。より高い表面平滑性により、磁気ディスクの高密度化のためのヘッドの低浮上化が可能となり、表面粗さ(Ra)を９オングストローム以下とすることで、従来のものより低浮上化が可能となる。磁気ディスクをさらに高密度化するには、表面粗さ(Ra)を６オングストローム以下とすることが好ましい。
また、請求項６及び７のガラスは、転移点温度が７００℃より高いガラスである。転移点温度が７００℃より高いことで、たわみの低減化に加えて、従来の基板より高い耐熱性を有する基板を提供することができ、保磁力等の磁気特性が向上した磁気ディスクを提供することができる。
【００３９】
SiO2はガラスの網目構造形成酸化物として働き、ガラス構造の安定化即ち失透に対する結晶化安定性を増す成分である。またSiO2は、Al2O3 などの中間酸化物とを組み合わせることによってガラスの強度、剛性度などの磁気記録媒体用基板に必要となる機械的物性を高めることができ、ガラスの耐熱性を向上させることもできる。しかし、ガラスの主成分として５０％を超える量のSiO2を含むガラスには、ガラスの耐衝撃性や機械強度の向上に寄与する成分であるAl2O3 を多く導入することができない。そこで、より大きな比弾性率を有するガラスを得るという観点から含有量の上限は５０％とすることが適当である。一方、SiO2の含有量が２５％未満となると、ガラスの結晶化安定性が相当悪化し、量産化できるほどの安定なガラスが造れない。そこで、SiO2の下限は２５％とすることが適当である。SiO2の含有量は２５〜５０％の範囲、好ましくは３０〜４９％の範囲であることが適当である。
【００４０】
Al2O3 はガラスに高耐熱性と高耐久性を寄与する成分としても、SiO2と共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。特にAl2O3 をSiO2と置換してガラスに導入する場合、Al2O3 はガラスの骨格に入り込み骨格形成成分としてガラスのヤング率や耐熱性を増大する効果が大きい。即ち、Al2O3 はガラスのヤング率を高めるためにも耐熱性を向上させるためにも欠かせない成分である。しかし、ガラスの曲げ強度や耐衝撃性を一層増大させるためにMgO の含有量を２５％以下とする場合、Al2O3 の含有量を１０％より少なくするとガラスのヤング率を十分に向上させられず、所望の比弾性率を得られない。また、Al2O3 含有量が３７％を超えるとガラスの高温溶融性が悪化し、均質なガラスが造れない上にガラスの結晶化安定性も低下する。そこで、Al2O3 の含有量の上限は３７％とすることが適当である。Al2O3 の含有量は１０〜３７％の範囲、好ましくは１１〜３５％の範囲とすることが適当である。
【００４１】
MgO はガラスの剛性及び強度を向上させ、高温溶解性を改良するために導入される成分である。MgO はガラスの結晶化安定性の向上やガラス均質性の改善にも寄与する。特にガラスのヤング率の向上に大きく寄与する成分としてのAl2O3 が多く導入された場合、ガラス構造の安定化を向上させるためにも、高温粘性を低めて溶解を容易にするためにもMgO は好ましい成分である。しかし、MgO の含有量が４０％を超えると、ガラスの耐衝撃性と強度を高めるために多量のAl2O3 を導入する組成物では量産化できるほどの結晶化安定性をもつガラスが造れない。一方、MgO の含有量が５％未満では、十分な安定性を有し、かつ高い比弾性率をもつガラスが造れない。従って、MgO の含有量は５〜４０％の範囲に、好ましくは７〜３５％の範囲とすることが適当である。
【００４２】
TiO2はガラス骨格形成成分としても修飾成分としても働き、ガラスの高温粘性を低め溶融性を改善し、構造の安定化及びその耐久性を増す成分である。また、TiO2は成分としてガラスに導入すると、ガラスの比重はあまり増加しないのに対し、ガラスのヤング率は大きく向上できる。特にAl2O3 を多く導入するガラスに対しては、TiO2はガラスの高温溶解性及び結晶化安定性を向上させ、Al2O3 との組み合わせによってガラスの比弾性率を高めることが大いに期待できる。但し、TiO2の含有量が２５％を超えるとガラスの分相傾向が強まり、かえってガラスの結晶化安定性及びその均質性を悪化させる傾向がある。また、１％以上のTiO2の添加により、ガラスの高温溶解性が大きく改善される。そこで、TiO2の含有量は、１〜２５％の範囲、好ましくは２〜２０％の範囲とすることが適当である。
【００４３】
Y2O3はガラスのヤング率を向上させ、結晶化安定性を高め、耐久性及び高温溶融性を改善する成分である。特にガラスの曲げ強度や耐衝撃性を高めるために多くのAl2O3 をガラスに導入する場合には、Al2O3 の助熔剤としてのY2O3の効果が優れている。例えば２５％以上のAl2O3 をガラスに導入する場合、Y2O3を添加することで均質なガラスを作製することができる。但し、Y2O3は比較的に高価なので、添加量は少量である方がコストの点からは好ましい。また、適当量のY2O3の添加は、ガラス比弾性率の向上に大きく寄与するが、Y2O3の含有量が１７％を超えると、ガラスのヤング率の増加に比べて比重の増加が勝り、ガラスの比弾性率の向上に寄与しなくなる。そこで、Y2O3の含有量は、Al2O3 の導入量に応じて０〜１７％の範囲、好ましくは１〜１５％の範囲することが適当である。
【００４４】
CaO はMgO と共にガラスの剛性及び強度を向上させ、高温溶解性を改良することができる成分である。ガラスの結晶化安定性の向上やガラス均質性の改善にも寄与する。ガラスのヤング率の向上に大きく寄与する成分としてのAl2O3 が多く導入された場合、ガラス構造の安定化を向上させるためにも、高温粘性を低めて溶解を容易にするためにもCaO の添加は好ましい。CaO の含有量が２５％を超えると、ガラスの耐衝撃性と強度を高めるために多量のAl2O3 を導入した組成物では量産化できるほどの結晶化安定性をもつガラスが造れない。そこで、CaO の含有量の上限は２５％であることが適当である。尚、CaOの明らかな添加効果を得るためには、その含有量を２％以上とすることが好ましい。
【００４５】
ZrO2は主にガラスの耐久性及び剛性を高めるために添加される成分である。少量のZrO2を添加する場合はガラス耐熱性を向上させる効果があり、ガラスの失透に対する結晶化安定性も向上する。しかし、ZrO2の含有量が８％を超えるとガラスの高温溶解性が著しく悪化し、ガラスの表面平滑性も悪くなり、比重も増加する。そこで、ZrO2の含有量は８％以下、好ましくは６％以下とすることが適当である。尚、ZrO2の明らかな添加効果を得るためには、ZrO2の含有量を０．５％以上とすることが好ましい。
【００４６】
As2O3 とSb2O3 はガラスの均質化を図るために脱泡剤として添加する成分である。各ガラスの高温粘性に応じて適量量のAs2O3 やSb2O3 或いはAs2O3 ＋Sb2O3 をガラスに添加するとより均質なガラスが得られる。しかし、これら脱泡剤の添加量が多すぎると、ガラスの比重が上昇して比弾性率を低下させる傾向があり、また溶解用白金るつぼと反応してるつぼにダメージを与える傾向もある。そこで、その添加量は３％以下、好ましくは２％以下とすることが適当である。尚、これら脱泡剤の明らかな添加効果を得るためには、その含有量を０．２％以上とすることが好ましい。
【００４７】
P2O5、V2O5、B2O3、Cr2O3 、ZnO 、SrO 、NiO 、CoO 、Fe2O3 、CuO 等その他の成分はいずれもガラスの高温溶解性とか物理的な物性を調整するときに添加することができる。例えば、少量のP2O5をガラスに導入するとガラスの比弾性率が大きく変化しないのに対し、ガラスの高温粘性がかなり低くなるのでガラスの溶解を容易にする効果が大きい。また、少量のV2O5、Cr2O3 、CuO 、CoO などの着色剤をガラスに添加する場合、ガラスに赤外線吸収特性を持たせ、加熱ランプ照射による磁性膜の加熱処理を効果的に行うことができる。ZnO+SrO+NiO+CoO+FeO+CuO+Fe2O3+ Cr2O3+B2O3+P2O5+V2O5の合計は、ガラスの高温溶解性の改善とガラスの機械的・熱的物性の調整という観点から、5 ％以下であることが適当である。
【００４８】
以上の成分の他に原料中の不純物、例えばFe2O3 など及びガラスの清澄剤となるCl、F 、SO3 等はそれぞれ１％までなら含有しても、本発明のガラスの目的とする物性を実質的に損なうことはない。
また、Li2Oを含有させた場合は、ガラスの強度を高めるためにイオン交換による化学強化処理を行うことが可能である。一方、Li2Oを含有しない無アルカリガラスの場合には、このガラスからなる基板上に薄膜を形成した場合、アルカリ成分が基板上の薄膜に拡散して悪影響を及ぼすことがない。
【００４９】
請求項８及び９に記載のガラス
請求項８及び９に記載のガラス組成は、主に比弾性率を大きくするために構成された組成であり、比弾性率Ｇが36×106Nm/kg以上である。比弾性率Ｇが36×106Nm/kg以上であることで、たわみの小さい基板を得ることができる。例えば、次世代の磁気記録媒体ディスクに要求される厚さ0.43mm又はそれ以下の基板としたときにでも、最大たわみが1.4 μm より小さい基板を得ることができる。その結果、ヘッドの浮上安定性に優れ、記録再生を安定して行うことができる。さらに、最大たわみが1.25μm 以下の基板を得るため、比弾性率Ｇが37×106Nm/kg以上であることが好ましい。また、薄型化が進み、厚さが0.381mm 又はそれ以下の基板とした場合でも、最大たわみを1.4 μm 以下に抑えられる基板が得られるという観点から、比弾性率が42×106Nm/kg以上であるガラスがさらに好ましい。尚、比弾性率は高ければ高い程好ましいが、実用的には、約45×106Nm/kg以下である。
【００５０】
さらに、請求項８及び９に記載のガラスは、表面粗さ(Ra)を９オングストローム以下とすることができる。より高い表面平滑性により、磁気ディスクの高密度化のためのヘッドの低浮上化が可能となり、表面粗さ(Ra)を９オングストローム以下とすることで、従来のものより低浮上化が可能となる。磁気ディスクをさらに高密度化するには、表面粗さ(Ra)を６オングストローム以下とすることが好ましい。
また、請求項８及び９のガラスは、転移点温度が７００℃より高いガラスである。転移点温度が７００℃より高いことで、たわみの低減化に加えて、従来の基板より高い耐熱性を有する基板を提供することができ、保磁力等の磁気特性が向上した磁気ディスクを提供することができる。
【００５１】
SiO2はガラスの網目構造形成酸化物として働き、ガラス構造の安定化即ち失透に対する結晶化安定性を増す成分である。またAl2O3 などの中間酸化物とを組み合わせることによってガラスの強度、剛性度などの磁気記録媒体用基板に必要となる機械的物性を高めることができ、ガラスの耐熱性を向上させることもできる。しかし、しかし、ガラスの主成分として５０％を超えるSiO2を導入したCaO −Al2O3 −SiO2系酸化物ガラスは、36×106 Nm/kg を超える比弾性率をほとんど示さないので、SiO2の含有量は５０％以下であることが適当である。一方、SiO2の含有量が２５％以下になる場合、ガラスの結晶化安定性が相当悪化し、量産化できるほどの安定なガラスが造れない。そこで、SiO2の下限は２５％である。そこで、SiO2の含有量は、２５〜５０％の範囲、好ましくは３０〜５０％の範囲であることが適当である。
【００５２】
Al2O3 はガラスに高耐熱性と高耐久性を寄与する成分としても、SiO2と共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。特にAl2O3 をSiO2と置換してガラスに導入する場合、Al2O3 はガラスの骨格に入り込み骨格形成成分としてガラスのヤング率や耐熱性を増大する効果が大きい。即ち、Al2O3 はガラスのヤング率を高めるためにも耐熱性を向上させるためにも欠かせない成分である。しかし、Al2O3 の含有量が２０％より少ないとガラスのヤング率を十分に向上させることができない。また、Al2O3 の含有量が４０％を超えると、ガラスの高温溶融性も悪化し、均質なガラスが造れない上にガラスの結晶化安定性も低下する。そこで、Al2O3 の含有量は２０〜４０％の範囲、好ましくは２１〜３７％の範囲であることが適当である。
【００５３】
CaO はガラスの剛性及び強度を向上させ、高温溶解性を改良する成分である。勿論ガラスの結晶化安定性の向上やガラス均質性の改善にも寄与する。特にガラスにヤング率の向上に大きく寄与する成分としてのAl2O3 が多く導入された場合、ガラス構造の安定化を向上させるためにも、高温粘性を低めて溶解を容易にするためにもCaO の添加が必要である。しかし、その含有量が８％未満では、ガラスの結晶化安定性が著しく低下するのに対し、３０％を超えるとガラスのヤング率も低くなる傾向がある。そこでCaO の含有量は８〜３０％の範囲、好ましくは１０〜２７％の範囲とすることが適当である。
【００５４】
Y2O3はガラスのヤング率を向上させ、結晶化安定性を高め、耐久性及び高温溶融性を改善するために添加される成分である。特にガラスのヤング率を高めるために多くのAl2O3 をガラスに導入する場合には、Al2O3 の助熔剤としてY2O3は有効である。例えば２５％以上のAl2O3 をガラスに導入する場合、Y2O3を助熔剤として添加することで、均質なガラスが作製できる。しかし、Y2O3は比較的に高価なので、Y2O3の含有量は、要求されるガラスの物性に応じて１５％までの量で、比較的少量とすることが好ましい。しかし、Y2O3の含有量が少なく過ぎるとガラスの高温溶解性も悪化し、比弾性率も低下してしまう。そこで、Y2O3の含有量の下限は２％であることが適当である。Y2O3の含有量は、２〜１５％の範囲、好ましくは３〜１２％の範囲であることが適当である。
【００５５】
MgO は、ガラスの剛性及び強度を向上させ、高温溶解性を改善する効果があり、ガラスの結晶化安定性の向上やガラス均質性の改善にも寄与し、比弾性率を高める効果もある成分であるため、所望により添加することができる。しかし、MgO の含有量が２０％を超えると、必須の成分であるCaO を多く添加することができなくなり、ガラスの結晶化安定性も低下する傾向がある。そこで、MgO の含有量の上限は２０％とすることが適当である。尚、MgOの明らかな添加効果を得るためには、その含有量を5％以上とすることが好ましい。
【００５６】
TiO2はガラス骨格形成成分としても修飾成分としても働き、ガラスの高温粘性を低め溶融性を改善し、構造の安定化及びその耐久性を増す成分である。また、TiO2は成分としてガラスに導入すると、ガラスの比重はあまり増加しないのに対し、ガラスのヤング率は大きく向上できる。しかし、CaO −Al2O3 −SiO2系酸化物ガラスに対しては、あまりにも多くのTiO2を導入すると、ガラスの分相傾向が強まり、かえってガラスの結晶化安定性及びその均質性を悪化させる傾向がある。そこで、含有量は２５％以下、好ましくは２０％以下とすることが適当である。尚、TiO2の効果を得るという観点からは、TiO2の含有量は１％以上であることが適当である。
【００５７】
Li2Oは主にガラスの高温粘性を下げて溶解を容易にする成分である。特にAl2O3 の含有量が多い場合、少量のLi2Oを導入すればガラスの均質化に非常に効果がある。しかし、その含有量が多くなり過ぎるとガラスの耐久性も悪化し、ヤング率も小さくなる傾向がある。そこで、Li2Oの含有量は１５％以下、好ましくは１２％以下とすることが適当である。尚、Li2Oの明らかな添加効果を得るためには、その含有量を1.5％以上とすることが好ましい。
【００５８】
As2O3 とSb2O3 はガラスの均質化を図るために脱泡剤として添加させる成分である。各ガラスの高温粘性に応じて適量量のAs2O3 やSb2O3 或いはAs2O3 ＋Sb2O3 をガラスに添加するとより均質なガラスが得られる。しかし、脱泡剤の添加量を多すぎると、ガラスの比重が上昇して比弾性率を低下させる傾向があり、また溶解用白金るつぼと反応してるつぼにダメージを与える傾向もある。そこで、その添加量は３％以下、好ましくは２％以下とすることが適当である。尚、これら脱泡剤の明らかな添加効果を得るためには、その含有量を０．２％以上とすることが好ましい。
【００５９】
P2O5、V2O5、B2O3、Cr2O3 、ZnO 、SrO 、NiO 、CoO 、Fe2O3 、CuO 等その他の成分はいずれもガラスの高温溶解性や物理的な物性を調整するときに添加される成分である。例えば、少量のP2O5をガラスに導入するとガラスの比弾性率は大きく変化しないのに対し、ガラスの高温粘性がかなり低くなるのでガラスの溶解を容易にする効果が大きい。また、少量のV2O5、Cr2O3 、CuO 、CoO などの着色剤をガラスに添加すると、ガラスに赤外線吸収特性を持たせ、加熱ランプ照射による磁性膜の加熱処理を効果的に行うことができる。ZnO+SrO+NiO+CoO+FeO+CuO+Fe2O3+ Cr2O3+B2O3+P2O5+V2O5の合計は、ガラスの機械的及び熱的な物性を調整するという観点から、5 ％以下であることが適当である。
以上の成分の他に原料中の不純物、例えばFe2O3 など及びガラスの清澄剤となるCl、F 、SO3 等はそれぞれ１％までなら含有しても、本発明のガラスの目的とする物性を実質的に損なうことはない。
【００６０】
請求項１１〜１３に記載のガラス
本発明の請求項１１に記載のガラスは、ヤング率が１１０ＧＰａ以上であることを特徴とする基板用ガラスである。
ヤング率が１１０ＧＰａ未満では、基板を7200rpm以上の速度で回転した場合、風力による基板のたわみの影響が大きくなり、ヘッドの浮上安定性が得られない等の問題が生じ、記録再生を安定して行うことができないという問題を生じる。ヤング率は、好ましくは１２０ＧＰａ以上、さらに好ましくは１３０ＧＰａ以上であることがヘッドの浮上安定性が得られるという観点から好ましい。尚、ヤング率は高ければ高い程好ましいが、実用的には、約１５０ＧＰａ以下である。
【００６１】
請求項１２に記載のガラスは、ヤング率が１１０ＧＰａ以上であることに加えて、表面粗さ(Ra)を９オングストローム以下とすることができるガラスである。より高い表面平滑性により、磁気ディスクの高密度化のためのヘッドの低浮上化が可能となり、表面粗さ(Ra)を９オングストローム以下とすることで、従来のものより低浮上化が可能となる。磁気ディスクをさらに高密度化するには、表面粗さ(Ra)を６オングストローム以下とすることができるガラスであることが好ましい。
【００６２】
請求項１３のガラスは、ヤング率が１１０ＧＰａ以上であること、及び／又は表面粗さ(Ra)を９オングストローム以下とすることに加えて、転移点温度が７００℃より高いガラスである。転移点温度が７００℃より高いことで、たわみの低減化に加えて、従来の基板より高い耐熱性を有する基板を提供することができ、保磁力等の磁気特性が向上した磁気ディスクを提供することができる。
請求項１１〜１３に記載の特性を有するガラスの具体例として、請求項１４〜１６に記載のガラスを挙げることができる。これらのガラスは、請求項１１〜１３に記載の特性を満足すべく、イオン半径が小さく、化学結合力が強く、かつガラス構造における充填密度が高い陽イオンからなる酸化物ガラスを用いた構成となっている。
【００６３】
請求項１４〜１６に記載のガラス
SiO2はガラスの網目構造形成酸化物として働き、ガラス構造の安定化、即ち失透に対する結晶化安定性を増す。またAl2O3などの中間酸化物とを組み合わせることによってガラスの強度、剛性度などの磁気記録媒体用基板に必要となる機械的物性を高めることができ、ガラスの耐熱性を向上させることもできる。しかし、ガラスの主成分として60％より多くのSiO2を導入したガラス組成物には、ガラスの対衝撃性や機械強度の向上に寄与する成分であるAl2O3を多く導入することができないので、より大きなヤング率を有するガラスの開発にはSiO2の含有量を６０％以下に抑える必要がある。これに対し、あまりにもSiO2の含有量を少なく抑えると、例えば30％未満では、ガラスの結晶化安定性が相当に悪化し、量産化できるほどの安定なガラスが造れない。そこで、SiO2の含有量は３０−６０％の範囲とする。特に３２−５５％の範囲であることが好ましい。
【００６４】
Al2O3はガラスに高耐熱性と高耐久性を寄与する成分としても、SiO2と共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。特に、Al2O3でSiO2を置換してガラスに導入する場合はガラスの骨格に入り込み骨格形成成分としてガラスのヤング率や耐熱性を増大する効果が大きい。即ち、Al2O3はガラスのヤング率を高めるためにも耐熱性を向上させるためにも欠かせない成分である。Al2O3を35％を超えて導入するとガラスの高温熔融性が悪化し、均質なガラスが造れない上にガラスの結晶化安定性も低下する。そこで、その含有量は３５％以下の範囲とする。特に、1−３０％の範囲であることが好ましい。
【００６５】
MgOはガラスの剛性及び強度を向上させ、高温溶解性を改良するために導入される成分である。さらに、MgOはガラスの結晶化安定性の向上やガラス均質性の改善にも寄与する。特にガラスにヤング率の向上に大きく寄与する成分としてのAl2O3が多く導入される場合、ガラス構造の安定化を向上させるためにも、高温粘性を低めて溶解を容易にするるためにもMgOは非常に重要な成分である。しかし、４０％を超えるMgOをガラスに導入すると、ガラスの対衝撃性と強度を高めるために多量のY2O3やAl2O3を導入したガラスでは、量産化できるほどの結晶化安定性が得られない。従って、MgOの含有量は、０-４０％の範囲であることが適当である。特に、MgOの含有量は５-３５％の範囲であることが好ましい。
【００６６】
Y2O3、La2O3、CeO2、Pr2O3、Nd2O3、Sm2O3、Eu2O3、Gd2O3、Tb2O3、Dy2O3、Ho2O3、Er2O3、Tm2O3、Yb2O3などの希土類金属酸化物は、ガラスのヤング率を向上させ、結晶化安定性を高め、耐久性及び高温熔融性を改善するために添加される成分である。特にガラスの曲げ強度や対衝撃性を高めるために多くのAl2O3をガラスに導入する場合には、Al2O3の助熔剤としての希土類金属酸化物の役割が無視できない。例えば、２０％以上のAl2O3をガラスに導入する場合、Y2O3は均質なガラスの作製に必要不可欠な成分である。しかし、希土類金属酸化物は比較的高価なものであるので、所望のヤング率に応じて、なるべく少量の希土類金属酸化物を導入することが好ましい。また、希土類金属酸化物の添加量が多くなり過ぎると、ガラスのヤング率は増加するが、比重も大きく増加してしまう。これに対し適当量の希土類金属酸化物をガラスに導入するとガラスヤング率の向上に大きく寄与する。従って、希土類金属酸化物の合計の含有量は、磁気ディスク基板として使用されるガラスに要求されるヤング率に応じて１-２７％の範囲とすることが適当である。特に、希土類金属酸化物の合計の含有量は、２-２０％の範囲であることが好ましい。
【００６７】
Li2Oはガラスの高温溶解性を改善するために非常に有用な成分である。さらに、少量のLi2Oを導入すると、ガラスのヤング率はあまり変わらないが、比重を大幅に減少できるという利点がある。また、少量でもLi2Oを導入したガラスは、イオン交換により化学強化することができ、高強度ガラスの製造の際に有利である。しかし、Li2Oの導入量が多くなり過ぎるとガラスの結晶化安定性が低下する傾向がある。そこで、Li2Oの導入量は、１５％以下であることが好ましい。尚、Li2O の添加効果を得るという観点からは、Li2O の含有量は２％以上であることが適当である。
尚、ガラスの結晶化安定性を高め、ガラスの均質性、耐久性及び高温熔融性等を改善するという観点からは、Li2O+MgO+Y2O3+La2O3+CeO2+Pr2O3+Nd2O3+Sm2O3+Eu2O3+Gd2O3+Tb2O3+Dy2O3+Ho2O3+Er2O3+Tm2O3+Yb2O3＞２５％であることが適当である。
【００６８】
TiO2はガラス骨格形成成分としても修飾成分としても働き、ガラスの高温粘性を低め熔融性を改善し、構造の安定化及びその耐久性を増す。また、TiO2は成分としてガラスに導入すると、ガラスの比重はあまり増加しないのに対し、ガラスのヤング率は大きく向上できる。特にMgOやAl2O3を多く導入するガラスに対しては、TiO2はガラスの高温溶解性及び結晶化安定性を向上させ、Al2O3との組み合わせによってガラスのヤング率を高めることが大いに期待できる。但し、あまりにも多くのTiO2を導入すると、ガラスの分相傾向が強まり、かえってガラスの結晶化安定性及びその均質性を悪化させる恐れがある。そこで、TiO2の含有量は２０％以下とすることが適当である。特に、１５％以下であることが好ましい。尚、TiO2 の添加効果を得るという観点からは、TiO2 の含有量は２％以上であることが適当である。
【００６９】
ZrO2は主にガラスの耐久性及び剛性を高めるために添加される成分である。少量のZrO2を添加するとガラス耐熱性を向上させる効果があり、ガラスの失透に対する結晶化安定性も向上する。しかし、８％を超える量のZrO2を導入するとガラスの高温溶解性が著しく悪化し、ガラスの表面平滑性も悪くなり、比重も増加する。そこで、ZrO2の含有量は８％以下にすることが好ましく、６％以下であることがさらに好ましい。尚、ZrO2 の添加効果を得るという観点からは、ZrO2 の含有量は０．５％以上であることが適当である。
【００７０】
CaO、ZnO、NiO及びFe2O3は主にガラスの高温溶融性、結晶化安定性を改善するために導入される成分である。これらの成分は陽イオンの半径が大きく、MgOと混合してガラスに導入すると結晶化安定性を向上させる効果がある。しかし、導入量が多くなり過ぎるとガラスの比重も増大し、ヤング率も低下する傾向がある。そこで、CaO、ZnO、NiO及びFe2O3の合計の含有量は、１５％以下であることが好ましく、１２％以下であることがさらに好ましい。尚、これらの成分の添加効果を得るという観点からは、その合計の含有量は１％以上であることが適当である。
【００７１】
As2O3とSb2O3はガラスの均質化を図るために脱泡剤として添加される成分である。各ガラスの高温粘性に応じて適当量のAs2O3やSb2O3或いはAs2O3＋Sb2O3をガラスに添加するともっと均質なガラスが得られる。しかし、これらの脱泡剤の添加量が多過ぎると、ガラスの比重が上昇してヤング率を低下させる傾向があり、かつ溶解用白金るつぼと反応してるつぼにダメージを与える恐れもある。そこで、As2O3＋Sb2O3の添加量は２％以下であることが好ましく、1.5％以下であることがさらに好ましい。
【００７２】
SrO、CoO、CuO、Cr2O3 、B2O3、P2O5、V2O5等の成分はいずれもガラスの高温溶解性とか物理的な物性を調整するときに添加される成分である。例えば、少量のP2O5をガラスに導入するとガラスのヤング率に大きな変化はないのに対し、ガラスの高温粘性がかなり低くなるのでガラスの溶解を容易にする効果が大きい。また、少量のV2O5、Cr2O3、CuO、CoOなどの着色剤をガラスに添加すると、ガラスに赤外線吸収特性を持たせ、加熱ランプ照射による磁性膜の加熱処理を効果的に行うことができるZnO+SrO+NiO+CoO+FeO+CuO+Cr2O3+B2O3+P2O5+V2O5の合計は、ガラスの高温溶解性の改善とガラスの機械的・熱的物性の調整という観点から、5 ％以下であることが適当である。
【００７３】
以上の基本成分の他に原料中の不純物例えばガラスの清澄剤となるCl、F、SO3等はそれぞれ１％までなら含有しても本発明のガラス組成物の主旨を損ねることがない。
【００７４】
請求項１8〜１9に記載のガラス
このガラスは、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Y、Zr、Nb、Mo、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Hf、Ta及びWからなる群から選ばれる１種又は２種以上の金属の酸化物を３〜３０モル％含むことを特徴とする情報記録媒体用ガラスである。
YやTiの酸化物がヤング率の向上に寄与することは上述のとおりであるが、これらの物質の採用は、誘電率が高く、ガラスに導入するとガラスの充填密度が高まるような物質を採用することによりガラスのヤング率を高めるという本発明者らの理論的思考に基づき行われているものである。同様に、導入したときガラスの充填密度を向上させることができる上記に列記した金属の酸化物を３〜３０モル％の範囲で適宜導入させることにより、比較的高いヤング率(例えば、90Gpa以上)のガラスを得ることができる。このようなガラスは、磁気ディスク等の情報記録媒体用基板に非常に適している。上記金属の酸化物の導入量が３モル％未満の場合、ガラスのヤング率の向上が不充分であり、好ましくない。また、上記金属の酸化物の導入量が３0モル％を超える場合、金属の種類によって異なるが、ガラスの結晶安定性及びその均質性を悪化させたり、あるいは比重が大きく増加して比弾性率を低下させるという理由で好ましくない。上記金属の酸化物の導入量の下限は、ヤング率の向上という観点から、好ましくは5モル％、より好ましくは10モル％である。また、上記金属の酸化物の導入量の上限は、ガラスの結晶安定性及びその均質性並びに比弾性率の観点から、好ましくは25モル％、より好ましくは20モル％である。
【００７５】
ガラス及び基板の造方法
本発明のガラスは、公知の製造方法により製造することができる。例えば、高温溶融法即ち所定の割合のガラス原料を空気中又は不活性ガス雰囲気で溶解し、バブリングや脱泡剤の添加や撹拌などによってガラスの均質化を行い、周知のプレス法やダウンドーロ成形などの方法により板ガラスを得ることができる。その後、研削、研磨などの加工が施され所望のサイズ、形状の磁気記録媒体用基板とすることができる。なお、研磨ではラッピング及び酸化セリウムなどの研磨粉によるポリシング加工を行うことで、表面粗さ(Ra)を例えば３〜５オングストロームの範囲にすることができる。
【００７６】
本発明のガラスは、耐熱性、表面平滑性、化学耐久性、光学的性質及び機械的強度に優れているので、磁気ディスク等の情報記録媒体用基板や光磁気ディスク用のガラス基板や光ディスクなどの電子光学用ガラス基板、次世代ＬＣＤとして気体される低温多結晶シリコン液晶表示装置用の耐熱性基板、或いは電気、電子部品用のガラス基板として好適に使用できる。
【００７７】
磁気ディスクの説明
本発明の磁気ディスクは、上記本発明のガラスからなる基板上に、少なくとも磁性層を有することを特徴とする。
本発明の磁気ディスク（ハードディスク）は、本発明のガラスからなる基板の主表面に、少なくとも磁性層を形成した磁気ディスク（ハードディスク）であり、以下に説明する。
磁性層以外の層としては、機能面から、下地層、保護層、潤滑層、凹凸制御層などが挙げられ、必要に応じて形成される。これらの各層の形成には各種薄膜形成技術が利用される。
磁性層の材料は特に制限されない。磁性層としては、例えば、Co系の他、フェライト系、鉄−希土類系などが挙げられる。磁性層は、水平磁気記録、垂直磁気記録のいずれの磁性層でもよい。
磁性層としては、具体的には、例えば、Coを主成分とするCoPt、CoCr、CoNi、CoNiCr、CoCrTa、CoPtCrやCoNiCrPt、CoNiCrTa、CoCrPtTa、CoCrPtSiO などの磁性薄膜が挙げられる。また、磁性層を非磁性層で分割してノイズ低減を図った多層構成としてもよい。
【００７８】
磁性層における下地層は、磁性層に応じて選択される。下地層としては、例えば、Cr、Mo、Ta、Ti、Ｗ、Ｖ、Ｂ、Alなどの非磁性金属から選ばれる少なくとも一種以上の材料、又はそれらの金属の酸化物、窒化物、炭化物等からなる下地層等が挙げられる。Coを主成分とする磁性層の場合には、磁気特性向上の観点からCr単体やCr合金であることが好ましい。下地層は単層とは限らず、同一又は異種の層を積層した複数層構造とすることもできる。例えば、Al／Cr／CrMo、Al／Cr／Cr等の多層下地層等が挙げられる。
【００７９】
また、基板と磁性層の間又は磁性層の上部に、磁気ヘッドと磁気ディスクが吸着することを防止するための凹凸制御層を設けてもよい。この凹凸制御層を設けることによって、磁気ディスクの表面粗さは適度に調整されるので、磁気ヘッドと磁気ディスクが吸着することがなくなり、信頼性の高い磁気ディスクが得られる。凹凸制御層の材料及び形成方法は多種知られており、特に制限されない。例えば、凹凸制御層の材料としては、Al、Ag、Ti、Nb、Ta、Bi、Si、Zr、Cr、Cu、Au、Sn、Pd、Sb、Ge、Mgなどから選ばれる少なくとも一種以上の金属、又はそれらの合金、あるいは、それらの酸化物、窒化物、炭化物等からなる下地層等が挙げられる。形成が容易であるという観点からは、Al単体やAl合金、酸化Al、窒化AlといったAlを主成分とする金属であることが望ましい。
【００８０】
また、ヘッドスティクションを考慮すると、凹凸形成層の表面粗さは、Rmax＝５０〜３００オングストロームであることが好ましい。より好ましい範囲は、Rmax＝１００〜２００オングストロームである。Rmaxが５０オングストローム未満の場合、磁気ディスク表面が平坦に近いため、磁気ヘッドと磁気ディスクが吸着し、磁気ヘッドや磁気ディスクが吸着し、磁気ヘッドや磁気ディスクが傷ついてしまったり、吸着によるヘッドクラッシュを起こすので好ましくない。また、Rmaxが３００オングストロームを超える場合、グライド高さ（グライドハイト）が大きくなり記録密度の低下を招くので好ましくない。
尚、凹凸制御層を設けずに、ガラス基板表面に、エッチング処理やレーザー光の照射等の手段で凹凸を付け、テクスチャリング処理を施してもよい。
【００８１】
保護層としては、例えば、Cr膜、Cr合金膜、炭素膜、ジルコニア膜、シリカ膜等が挙げられる。これらの保護膜は、下地層、磁性層等とともにインライン型スパッタ装置等で連続して形成できる。また、これらの保護膜は、単層としてもよく、あるいは、同一又は異種の膜からなる多層構成としてもよい。
上記保護層上に、あるいは上記保護膜に替えて、他の保護層を形成してもよい。例えば、上記保護層上にテトラアルコキシランをアルコール系の溶媒で希釈した中に、コロイダルシリカ微粒子を分散して塗布し、さらに焼成して酸化ケイ素（SiO2）膜を形成してもよい。この場合、保護膜と凹凸制御層の両方の機能を果たす。
潤滑層としては多種多様な提案がなされているが、一般的には、液体潤滑剤であるパーフルオロポリエーテルをフレオン系などの溶媒で希釈し、媒体表面にディッピング法、スピンコート法、スプレイ法によって塗布し、必要に応じて加熱処理を行って形成する。
【００８２】
【実施例】
以下、本発明の実施例によりさらにを説明する。
表１〜５に、実施例１〜６１のガラス組成をモル％で示し、表６〜１３に、実施例１００〜１９０のガラス組成をモル％で示した。
こららのガラスを溶解する際の出発原料としては、SiO2、Al2O3 、Al(OH)3 、MgO 、CaCO3 、Y2O3、TiO2、ZrO2、Li2CO3などを用いて、表１〜１２に示した所定の割合に２５０〜３００ｇ秤量し、十分に混合して調合バッチと成し、これを白金るつぼに入れ、１５５０℃で空気中３〜５時間ガラスの溶解を行った。熔融後、ガラス融液をサイズ１８０×１５×２５mm或いはφ６７mm×５mmのカーボンの金型に流し、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入れ、ガラスの転移温度範囲で約１時間アニールして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結晶が析出しなかった。
【００８３】
１８０×１５×２５mmサイズのガラスを１００×１０×１０mm、１０×１０×２０mmに研磨した後、ヤング率、比重、ＤＳＣの測定サンプルとした。φ６７mm×厚み５mmの円盤ガラスをφ６５×厚み０．５mmに研磨して表面粗さの測定サンプルとした。ＤＳＣの測定は１０×１×２０mmの板状ガラスを１５０メッシュの粉末に磨き、５０ｍｇを秤量して白金パンに入れ、ＭＡＣ−３３００型ＤＳＣ装置を用いて行った。ヤング率の測定は１００×１０×１０mmのサンプルを用いて超音波法で行った。
実施例１〜６１のガラスについて、測定で得られた表面粗さ、比重、ヤング率、比弾性率、及び転移点温度のデータをガラスの組成と共に表１〜５に示した。
また、得られたガラスをディスク状に切断し、主表面を酸化セリウムにてポリッシング加工することによって、外円半径32.5mm、内円半径10.0mm、厚さ0.43mmの磁気ディスク用基板を得た。得られた基板のたわみの測定結果も表１〜５に示す。
また、実施例１００〜１９０のガラスについて、測定で得られた表面粗さ、ヤング率、及び転移点温度のデータをガラスの組成と共に表６〜１３に示した。
比較のため、特開平１−２３９０３６号に開示されたイオン交換ガラス基板と特開平７−１８７７１１号公報に記載されたガラス基板とをそれぞれ比較例１、２として、表５に組成と特性を記載する。
【００８４】
【表１】
0003950203.tif 000005
【００８５】
【表２】
0003950203.tif 000006
【００８６】
【表３】
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【００８７】
【表４】
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【００８８】
【表５】
0003950203.tif 000009
【００８９】
【表６】
0003950203.tif 000010
【００９０】
【表７】
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【００９１】
【表８】
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【００９２】
【表９】
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【００９３】
【表１０】
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【００９４】
【表１１】
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【００９５】
【表１２】
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【００９６】
【表１３】
0003950203.tif 000017
【００９７】
表１〜１３から明らかなように、実施例１〜６１及び１００〜１９０のガラスはガラス転移点が高いため、所望の熱処理（通常７００℃以下で）を施しても十分に対応できる程度の耐熱性があることが分かる。特に、ヤング率及び／又は比弾性率などガラスの強度特性が大きいことから、磁気記録媒体用基板として使用した場合、このガラス基板が高速回転しても、基板に反りやブレが生じにくく、より基板の薄型化にも対応できることが分かる。さらに、これらのガラスの表明粗度（Ｒａ）を５オングストローム以下に研磨することができ、平坦性に優れているので、磁気ヘッドの低浮上化を図ることができる。さらに、実施例１〜６１のガラスは、たわみも小さい。従って、本発明のガラスは、磁気記録媒体用ガラス基板として有用である。
【００９８】
これに対し、比較例１の化学強化ガラス基板は、表面平滑性及び平坦性に優れているものの、耐熱性や比弾性率などの強度特性で本発明のガラス基板に比べかなり劣る。従って、磁気記録媒体を製造する際、高い保磁力を得るために行う磁気層に対する熱処理が十分できず、高保磁力を有する磁気記録媒体が得られない。さらに、30×106Nm/kg程度の小さな比弾性率をもつガラスでは、基板の反りやたわみが大きいので薄型化に対応できない。
また、比較例２の結晶化ガラス基板は、比弾性率や平滑性の点で本発明のガラスに比べ劣る。特に基板の平滑性が大きな結晶粒子の存在によって損なわれるので、高密度記録化を図ることができない。
本発明のガラスは、ヤング率、高比弾性率、高耐熱性を有し、磁気ディスク用基板として極めて有用である。
【００９９】
ハードディスクの製造方法
図１に示すように、磁気ディスク１は、上記実施例１のガラスを用いて作成したガラス基板２上に、順次、凹凸制御層３、下地層４、磁性層５、保護層６、潤滑層７を形成したものである。
各層について具体的に説明すると、基板１は、外円半径32.5mm、内円半径10.0mm、厚さ0.43mmの円板上に加工したものであって、その両主表面を表面粗さがRa＝４オングストローム、Rmax＝４０オングストロームとなるように精密研磨したものである。
凹凸制御層は、平均粗さ５０オングストローム、表面粗さRmaxが１５０オングストローム、窒素の含有量が５〜３５％のAlＮの薄膜である。
下地層は、厚さ約６００オングストロームのCrＶの薄膜で、組成比はCr：８３ａｔ％、Ｖ：１７ａｔ％である。
磁性層は、厚さ約３００オングストロームのCoPtCrの薄膜で、組成比はCo：７６ａｔ％、Pt：６．６ａｔ％、Cr：１７．４ａｔ％である。
保護層は、厚さ約１００オングストロームのカーボン薄膜である。
潤滑層は、パーフルオロポリエーテルからなる潤滑層をスピンコート法によって、カーボン保護層上に塗布して厚さ８オングストロームに形成したものである。
【０１００】
次に、磁気ディスクの製造方法について説明する。
まず、実施例１で製造したガラスを、外円半径32.5mm、内円半径10.0mm、厚さ0.5mmの円板上に研削加工し、その両主表面を表面粗さがRa＝４オングストローム、Rmax＝４０オングストロームとなるように精密研磨して磁気ディスク用ガラス基板を得る。
次いで、上記ガラス基板を基板ホルダーにセットした後、インラインスパッタ装置の仕込み室に送り込む。続いて、ガラス基板のセットされたホルダーを、Alターゲットがエッチされた第一チャンバーに送り込み、圧力４mtorr 、基板温度３５０℃、Ar＋N2ガス（N2＝４％）雰囲気でスパッタリングする。その結果、ガラス基板上に、表面粗さRmax＝１５０オングストローム、膜厚５０オングストロームのAlＮ薄膜（凹凸形成層）が得られた。
次に、AlＮが成膜されたガラス基板のセットされたホルダーを、CrＶ（Cr：８３ａｔ％、Ｖ：１７ａｔ％）ターゲットが設置された第二チャンバー、CoPtCr（Co：７６ａｔ％、Pt：６．６ａｔ％、Cr：１７．４ａｔ％）ターゲットが設置された第三チャンバーに連続的に順次送り込み、基板上に成膜する。これらの膜は、圧力２mtorr 、基板温度３５０℃、Ａｒ雰囲気中でスパッタリングし、膜厚約６００オングストロームのCrＶ下地層、膜厚約３００オングストロームのCoPtCr磁性層を得る。
【０１０１】
次いで、凹凸制御層、下地層、磁性層が形成された積層体を、加熱処理するための加熱ヒーターが設けられた第四チャンバーに送り込む。このとき第四チャンバー内をＡｒガス（圧力２mtorr ）雰囲気にして熱処理を行う。
上記基板をカーボンターゲットが設置された第五チャンバーに送り込み、Ar＋H2ガス（H2＝６％）雰囲気中で成膜したこと以外は上記CrＶ下地層及びCoPtCr磁性層と同じ成膜条件で、膜厚約１００オングストロームのカーボン保護層を得る。
最後に、カーボン保護層の形成までを終えた基板を上記インラインスパッタ装置から取り出し、そのカーボン保護層の表面に、ディッピング法によってパーフルオロポリエーテルを塗布して厚さ８オングストロームの潤滑層を形成して磁気ディスクを得た。
以上、好ましい実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではない。
【０１０２】
【発明の効果】
本発明のガラスを用いることで、36×106Nm/kg以上の高い比弾性率または１１０ＧＰａ以上大きなヤング率及び７００℃以上の高い転移温度（高い耐熱性）を有し、優れた表面平滑性（表面粗さＲａ＜９オングストローム）を有し、かつ強度の大きいガラス基板を提供することができる。また、本発明のガラスは耐熱性に優れるため、磁気膜の特性向上に必要な熱処理を基板が変形すること無しに施すことができ、平坦性に優れるため、磁気ヘッドの低浮上化即ち高密度記録化が達成でき、比弾性率及び強度が大きいので、磁気ディスクの薄型化を達成できると共に磁気ディスクの破損も避けられる。さらにガラスとしても比較的安定に得ることができ、工業的規模での生産が容易であるため、安価な次世代磁気記録媒体用基板ガラスとして大いに期待できる。
さらに、本発明によれば、磁気ヘッドの低浮上化に対応できる高密度記録化が可能な磁気ディスク、及び薄型化をしても破損を回避できる磁気ディスクを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ガラス基板２上に、順次、凹凸制御層３、下地層４、磁性層５、保護層６、潤滑層７を形成した磁気ディスク１の概略断面図。
【図１】
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