(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モルパーセントで示して、
ＳｉＯ2   ４０〜６０％、
Ａｌ2Ｏ3   ８〜２０％未満、
Ｌｉ2Ｏ   ２〜２０％、
Ｎａ2Ｏ   ０〜 ５％、
Ｒ2Ｏ     ２〜２０％、
（Ｒ2Ｏ＝Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）
ＴｉＯ2   ０〜１０％、
ＺｒＯ2   ０〜１０％、
ＭｇＯ   ５〜１７％、
ＣａＯ   ０〜２５％、
ＳｒＯ   ０〜 ６％、
ＲＯ   １５超〜４０％、
（ＲＯ＝ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ）
の成分から成るガラス組成物を用いたことを特徴とする情報記録媒体用基板。
【請求項２】
ガラス組成物がモルパーセントで示して、
ＳｉＯ2   ４０〜５５％、
Ａｌ2Ｏ3   １０〜２０％未満、
Ｌｉ2Ｏ     ２〜１０％、
Ｎａ2Ｏ     ０〜 ５％、
Ｒ2Ｏ       ２〜１０％、
（Ｒ2Ｏ＝Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）
ＴｉＯ2     ０〜１０％、
ＺｒＯ2     ０〜１０％、
ＭｇＯ     ５〜１７％、
ＣａＯ     ０〜２５％、
ＳｒＯ     ０〜 ６％、
ＲＯ     １５超〜３０％、
（ＲＯ＝ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ）
の成分から成る請求項１に記載の情報記録媒体用基板。
【請求項３】
ガラス組成物のヤング率／比重で表される剛性が３５ＧＰａ・ｃｍ3／ｇ以上かつヤング率で示される弾性率が９５ＧＰａ以上である請求項１または２に記載の情報記録媒体用基板。
【請求項４】
ガラス組成物がカリウムイオンまたはナトリウムイオン、もしくはその両者を含む溶融塩中でイオン交換処理された請求項１〜３のいずれかに記載の情報記録媒体用基板。
【請求項５】
ヤング率／比重で表される剛性が３５ＧＰａ・ｃｍ3／ｇ以上、かつヤング率で示される弾性率が９５ＧＰａ以上であり、カリウムイオンまたはナトリウムイオン、もしくはその両者を含む溶融塩中でイオン交換処理されたガラス組成物を用いた請求項１〜４のいずれかに記載の情報記録媒体用基板。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の情報記録媒体用基板を用いた情報記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高弾性を有するガラス組成物を用いた情報記録媒体用基板及び情報記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ディスク等の情報記録装置には記録容量の増大、ディスクの回転待ち時間などアクセス時間の短縮が要求され続けており、その達成手段の一つとして、媒体の回転を高速化することが考えられている。
【０００３】
しかし、現在用いられている基板媒体自体にたわみがあり、また回転数を上げると媒体の共振が大きくなり、ついには媒体表面がヘッドと衝突してしまい、エラーやクラッシュの原因になる。したがって磁気ディスクヘッドと記録媒体の間隙をある程度以下に狭くすることができなくなり、記録容量を増加させることを著しく阻害してしまう。
【０００４】
この為、基板媒体のたわみおよび回転する媒体の共振を小さくするには、媒体の基板の弾性率（ヤング率）および、弾性率を比重で割った値である剛性を高くする必要がある。
これまで磁気ディスク基板として最も一般的に使用されてきたアルミニウム合金は、弾性率が７１ＧＰａ、剛性が２６ＧＰａ・ｃｍ3／ｇであり、１万ｒｐｍ以上の高速化に対応するためには、現状のままでは難しい。さらに装置のコンパクト化の要求から、ディスク基板の薄板化が、進んでいることに逆行して、基板厚味を厚くする必要がでてきている。
【０００５】
これに対し、化学強化ガラスを用いた基板は弾性率、比重ともに、アルミニウム基板よりも優れている。例えば、市販のソーダライムガラスをカリウム溶融塩中でイオン交換したガラス基板が市販されている。この基板の弾性率は７２ＧＰａ、剛性は２９ＧＰａ・ｃｍ3／ｇである。
【０００６】
また、この他に市販のコーニング社０３１７を化学強化したガラス基板が知られている。この基板の弾性率は７２ＧＰａ、剛性は２９ＧＰａ・ｃｍ3／ｇであるが、まだ不十分である。
【０００７】
化学強化ガラス以外の高剛性の情報記録媒体用基板として、弾性率が９０ＧＰａ、剛性が３８ＧＰａ・ｃｍ3／ｇの結晶化ガラスを用いた基板が市販されている。しかし、これは内部に結晶を析出させるという製法の特質上、研磨後の表面に結晶が凹凸として残ることは不可避であり、化学強化ガラス基板と比較して表面平滑性が劣るという欠点を有している。
【０００８】
したがって、今後の情報記録装置のますますの高回転化、ディスク基板の薄板化に伴い、さらなる特性の向上、即ちヤング率および剛性が共に高く、化学強化が容易でかつ研磨により平滑性の高い基板が得られるガラス組成物が求められている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明では、情報記録媒体の基板として用いた場合にたわみや振動を効果的に抑えることができる、弾性率（ヤング率）および剛性（弾性率／比重）の高いガラス組成物を用いた情報記録媒体用基板の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記従来技術の課題および要求に基づいて行われたものであり、モルパーセントで示して、ＳｉＯ2 ４０〜６０％、Ａｌ2Ｏ3８〜２０％未満、Ｌｉ2Ｏ ２〜２０％、Ｎａ2Ｏ ０〜５％、Ｒ2Ｏ ２〜２０％（Ｒ2Ｏ＝Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）、ＴｉＯ2 ０〜１０％、ＺｒＯ2 ０〜１０％、ＭｇＯ ５〜１７％、ＣａＯ ０〜２５％、ＳｒＯ ０〜６％、ＲＯ １５超〜４０％（ＲＯ＝ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ）、の成分から成るガラス組成物を用いたことを特徴とする情報記録媒体用基板である。
【００１１】
またモルパーセントで示して、ＳｉＯ2 ４０〜５５％、Ａｌ2Ｏ3１０〜２０％未満、Ｌｉ2Ｏ ２〜１０％、Ｎａ2Ｏ ０〜５％、Ｒ2Ｏ ２〜１０％（Ｒ2Ｏ＝Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ）、ＴｉＯ2 ０〜１０％、ＺｒＯ2 ０〜１０％、ＭｇＯ ５〜１７％、ＣａＯ ０〜２５％、ＳｒＯ ０〜６％、ＲＯ１５超〜３０％（ＲＯ＝ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ）、の成分から成るガラス組成物であることが好ましい。
【００１２】
さらに、ヤング率／比重で表される剛性が３５ＧＰａ・ｃｍ3／ｇ以上かつヤング率で示される弾性率が９５ＧＰａ以上であるガラス組成物が好ましい。
【００１３】
またさらに、前記ガラス組成物をカリウムイオンまたはナトリウムイオン、もしくはその両者を含む溶融塩中でイオン交換処理されているガラス組成物であることが好ましい。
【００１４】
また、前記情報記録媒体用基板を用いた情報記録媒体である。
【００１５】
以下に本発明の情報記録媒体用基板に用いられるガラス組成物の範囲の限定理由を説明する。但し、以下、％はモルパーセントを表す。
【００１６】
ＳｉＯ2はガラスを構成する主要成分であり、その割合が４０％未満になるとガラスの化学的耐久性が悪化する。一方、６０％を超えると必要とされる弾性率が得られない。従ってＳｉＯ2の割合は４０％〜６０％である必要があり、４０〜５５％がより好ましい。
【００１７】
Ａｌ2Ｏ3はガラスの弾性率および剛性を向上させ、かつイオン交換による圧縮応力層の深さを増大させ、かつガラスの耐水性を向上させる成分である。その割合が８％未満では、これらの効果が十分に現れない。一方、その割合が２５％を超えると粘度が上がり、かつそれ以上に液相温度が上昇し、溶解性が悪化する。従ってＡｌ2Ｏ3の割合は８〜２０％未満である必要があり、１０〜２０％未満がより好ましい。
【００１８】
Ｌｉ2Ｏはガラスの弾性率及び剛性を向上させ、イオン交換において交換される成分であるとともに、溶解温度を下げて溶解性を高める成分である。その比率が２％未満では剛性が不足する。一方、２０％を超えると基板の耐候性、耐酸性が悪化する。従って、Ｌｉ2Ｏの割合は２％〜２０％である必要があり、２〜１０％がより好ましい。
【００１９】
Ｎａ2Ｏはイオン交換において交換される成分であるとともに、溶解温度、液相温度を下げて溶解性を高める成分である。その割合が５％を超えると弾性率が低下し、耐候性、耐酸性が悪化する。従って、Ｎａ2Ｏの割合は５％以下である必要がある。
【００２０】
また、Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ（Ｒ2Ｏ）の合計量が２％以下ではイオン交換を行うことができず、溶解性が不十分であり、２０％を超えると弾性率および剛性が低下する。従って、Ｒ2Ｏの合計量は２％〜２０％が好ましい。
【００２１】
ＴｉＯ2はガラスの弾性率、剛性及び耐候性を向上させる成分であるが、１０％を超えるとガラスの液相温度が上昇し、耐失透性が悪化する。従ってＴｉＯ2の割合は１０％以下である必要がある。
【００２２】
ＺｒＯ2はガラスの弾性率、剛性および耐候性を向上させる成分であるが、その割合が１０％を超えるとガラスの液相温度が上昇し、耐失透性が悪化する。従ってＺｒＯ2の割合は１０％以下である必要がある。
【００２３】
ＭｇＯはガラスの弾性率、剛性および溶解性を高める成分であるが、５％以下ではその効果が小さく、１７％を超えるとガラスの液相温度が上昇し、耐失透性が悪化する。従って、ＭｇＯの割合は５〜１７％が好ましい。
【００２４】
ＣａＯはガラスの弾性率、剛性および溶解性を高める成分であるが、２５％を超えるとガラスの液相温度が上昇し、耐失透性が悪化する。従って、ＣａＯの割合は２５％以下が好ましい。
【００２５】
ＳｒＯはガラスの溶解性を高める成分であるが、ガラス中に多量に含まれると比重が高くなる。従って、ＳｒＯの割合は６％以下である必要がある。
【００２６】
また、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯの合計量（ＲＯ）が１５％以下では弾性率、剛性および溶解性が不十分であり、４０％を超えるとガラスの液相温度が上昇し、耐失透性が悪化する。従って、ＲＯの合計量は１５超４０％以下が好ましく、１５超３０％以下がより好ましい。
【００２７】
また、これらの成分以外に、着色、溶解時の清澄などを目的とし、例えばＡｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＳＯ3、ＳｎＯ2、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｏＯ、Ｃｌ、Ｆ等、その他の成分を合計で３％を上限として加えることができる。このガラス組成物は、Ｌｉ2ＯおよびＮａ2Ｏを含み、歪点以下の温度でカリウムイオンまたはナトリウムイオン、もしくはその両者を含む溶融塩に浸漬する事により容易にこれらのイオンを交換し、表面に圧縮応力を発生させて破壊強度を高めることができる。
【００２８】
このガラス組成物を情報記録媒体の基板とした場合、従来の基板と比較して弾性率、剛性が高いため、たわみが小さく、共振による基板の振動を起こしにくい。したがってこのガラス組成物を用いた記録媒体は、特に高回転型の記録装置に適する。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明について実例を挙げて詳細に説明する。
【００３０】
（実施例１〜９）
本発明における９種類の実施例である組成物およびこれらの特性を表１に示した。
【００３１】
【表１】
0004086210.tif 000002
0004086210.tif 000003
【００３２】
まず、実施例１〜９について説明する。なお、実施例４は出願当初は実施例であったが、その後の補正によって本発明に含まれなくなったので参考例である。基板ガラスの母材は、表１に示した組成となるように、通常のガラス原料であるシリカ、アルミナ、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、塩基性炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸カリウム、炭酸ストロンチウム、チタニア、ジルコニアなどを用いてバッチを調合した。調合したバッチを白金ルツボを用いて１５５０℃で４時間保持し、鉄板上に流し出した。このガラスを電気炉中、６５０℃で３０分保持した後、炉の電源を切り、室温まで放冷して試料ガラスとした。
【００３３】
前記試料ガラスを用いて比重、弾性率（ヤング率）、剛性（ヤング率／比重）、圧縮応力層厚味を以下のように測定または算出し、表１にその結果を示した。
【００３４】
なお、弾性率は以下の方法により測定した。
試料ガラスを切断し、各面を鏡面研磨して５×３０×３０ｍｍの板状サンプルを作製した。アルキメデス法により、各サンプルの密度を測定した。さらに、シングアラウンド発信器を用い、超音波法により各サンプルの弾性率を算出した。
【００３５】
本発明の実施例１〜９のガラスは、いずれもヤング率が９５ＧＰａを超えている。また、剛性も３５ＧＰａ・ｃｍ3／ｇ以上である。
【００３６】
次いで、実施例１〜９のガラスを、３８０℃に加熱したＫＮＯ3：ＮａＮＯ3＝８０：２０の混合溶融塩に１時間浸潤して化学強化した後、偏光顕微鏡により圧縮応力層の厚みを観察した。
【００３７】
実施例１〜９のガラスのいずれもが、厚さ５０μｍ以上の圧縮応力層が得られ、化学強化に適した組成であることが示された。
【００３８】
（応用例）
上記実施例１の試料ガラスを外径９５ｍｍ×内径２５ｍｍのドーナッツ状に切り出し、研削、研磨後、このディスクを上記と同様の条件で化学強化を行い、さらに鏡面研磨（表面粗さＲａ：１ｎｍ以下；ＪＩＳ Ｂ ０６０１−１９９４）して厚さ１．０ｍｍとした後、磁気記録媒体用基板とした。
【００３９】
次に以上のようにして作製した磁気記録媒体用基板を用いて、磁気ディスク媒体を以下のように作製した。
この基板に、下地層としてＣｒを、記録層としてＣｏ−Ｃｒ−Ｔａを、保護層としてＣを、それぞれスパッタリング法で形成した。さらに潤滑層を形成して、磁気ディスク媒体とした。このようにして得た媒体を、密閉型の磁気ディスクドライブに装着し、１０，０００及び１２，０００ｒｐｍでそれぞれ連続稼動させた。どの場合も、ガラス基板のヤング率および剛性が高いため、基板の振動によるヘッドクラッシュ等の問題を生じることはなかった。
【００４０】
（比較例１〜４）
次に比較例１〜４について説明する。比較例１〜４は本発明の請求範囲に含まれない組成である。特に比較例３は、一般的なソーダライムガラス組成である。
【００４１】
実施例と同様の方法で試料ガラスを作製した。但し、比較例４は、調合したバッチを白金ルツボを用いて１６００℃で１６時間保持し、鉄板上に流し出した。このガラスを電気炉中、６５０℃で３０分保持した後、炉の電源を切り、室温まで放冷して試料ガラスとした。
【００４２】
これらの試料ガラスを用いて、実施例と同様に比重、弾性率（ヤング率）、剛性（ヤング率／比重）、圧縮応力層厚味を測定または算出し、表１にその結果を示した。
但し、化学強化については実施例１〜９と異なり、比較例３のガラスは、３８０℃に加熱したＫＮＯ3溶融塩中に３時間、比較例４のガラスは、４４０℃に加熱したＫＮＯ3溶融塩中に１６時間それぞれ浸漬して化学強化した。これらのサンプルの断面を実施例と同様に偏光顕微鏡で観察し、圧縮応力層の厚味を測定した。
【００４３】
比較例１〜４のガラスは、いずれもヤング率が９０ＧＰａ以下であり、剛性は３５ＧＰａ・ｃｍ3／ｇ未満であった。
また比較例３、４のガラスは、実施例より高温、長時間の条件であるにもかかわらず、圧縮応力層厚味が比較例３で１１μｍ、比較例４で３９μｍと、実施例１〜９共５０μｍ以上よりもかなり劣る。
【００４４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば次のような効果が奏せられる。
【００４５】
請求項１に記載の発明によれば、従来のガラスと比較して剛性および弾性率が高いガラス組成物を用いて情報記録媒体用基板を得ることが可能になる。
【００４６】
請求項２に記載の発明によれば、ガラス組成範囲を絞り込んでいるので、製造しやすく、耐失透性・耐候性がよい高剛性・高弾性なガラス組成物を用いて情報記録媒体用基板を得ることが可能になる。
【００４７】
請求項３に記載の発明によれば、限定した高剛性・高弾性率ガラス組成物を用いて情報記録媒体用基板を得ることが可能になる。それは、これまで磁気ディスク基板として使用されてきた従来のガラスやアルミニウム合金と比べて、より高い剛性および弾性率をもつことが可能になる。
【００４８】
請求項４に記載の発明によれば、一般的なソーダライムガラスと同じように容易に化学強化ができ、表面圧縮層を深く形成することが可能になる。
【００４９】
請求項５に記載の発明によれば、このガラス組成物を用いた剛性および弾性率の高い、また破壊強度の高い、情報記録媒体用基板として好適であるガラス基板を得ることが可能になる。
【００５０】
請求項６に記載の発明によれば、剛性および弾性率の高い、また破壊強度の高い前記情報記録媒体用ガラス基板を用いて、記録媒体の回転を高速化でき、またたわみが小さく、共振による基板の振動を起こしにくいため、磁気ディスクヘッドと記録媒体の間隙を狭くすることができ、記憶容量の増大およびアクセス時間の短縮が可能になる。したがって、このガラス組成物を用いた記録媒体は、特に高回転型の記録装置に適する。