JP2000203872A - ガラス組成物、それを用いた情報記録媒体用基板および情報記録媒体 - Google Patents
ガラス組成物、それを用いた情報記録媒体用基板および情報記録媒体Info
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- JP2000203872A JP2000203872A JP11256251A JP25625199A JP2000203872A JP 2000203872 A JP2000203872 A JP 2000203872A JP 11256251 A JP11256251 A JP 11256251A JP 25625199 A JP25625199 A JP 25625199A JP 2000203872 A JP2000203872 A JP 2000203872A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 情報記録装置の記録容量の増大、コンパクト
化およびアクセス時間の短縮を実現するため、記録媒体
の高回転化および基板の薄板化に耐えうる弾性率および
剛性を備え、成形が容易でかつ大量生産に適したガラス
組成物を提供する。 【解決手段】 組成モルパーセントで、二酸化ケイ素(S
iO2)：５５〜７０％、酸化アルミニウム(Al2O3)：０．
５〜６％、酸化リチウム(Li2O)：６〜３５％、一酸化ナ
トリウム(Na2O)：０〜１０％、一酸化カリウム(K2O)：
０〜１０％、ただし、Na2OとK2Oの合計が０．１％以
上、酸化マグネシウム(MgO)：０〜２０％、酸化カルシ
ウム(CaO)：０〜２０％、ただし、MgOとCaOの合計が４
％以上、酸化ストロンチウム(SrO)：０〜２０％、酸化
バリウム(BaO) ：０〜２０％、ただし、SrOとBaOの合計
が５％以上を含有するガラス組成物を定法により製造す
る。
化およびアクセス時間の短縮を実現するため、記録媒体
の高回転化および基板の薄板化に耐えうる弾性率および
剛性を備え、成形が容易でかつ大量生産に適したガラス
組成物を提供する。 【解決手段】 組成モルパーセントで、二酸化ケイ素(S
iO2)：５５〜７０％、酸化アルミニウム(Al2O3)：０．
５〜６％、酸化リチウム(Li2O)：６〜３５％、一酸化ナ
トリウム(Na2O)：０〜１０％、一酸化カリウム(K2O)：
０〜１０％、ただし、Na2OとK2Oの合計が０．１％以
上、酸化マグネシウム(MgO)：０〜２０％、酸化カルシ
ウム(CaO)：０〜２０％、ただし、MgOとCaOの合計が４
％以上、酸化ストロンチウム(SrO)：０〜２０％、酸化
バリウム(BaO) ：０〜２０％、ただし、SrOとBaOの合計
が５％以上を含有するガラス組成物を定法により製造す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、弾性率の高いガ
ラス組成物、特に表面平滑性に優れた高弾性率を必要と
する情報記録媒体用基板に適したガラス組成物に関す
る。さらには、このようなガラス組成物を用いた情報記
録媒体用基板および情報記録媒体に関する。
ラス組成物、特に表面平滑性に優れた高弾性率を必要と
する情報記録媒体用基板に適したガラス組成物に関す
る。さらには、このようなガラス組成物を用いた情報記
録媒体用基板および情報記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】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、記録容量の増大やアクセス
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、情報記録媒体（以下、単に「記録媒体」とす
る）の回転を高速化することが考えられている。
クなどの情報記録装置には、記録容量の増大やアクセス
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、情報記録媒体（以下、単に「記録媒体」とす
る）の回転を高速化することが考えられている。
【０００３】しかし、記録媒体の回転数を高めると、記
録媒体にたわみが生じ共振が大きくなり、ついには記録
媒体表面が磁気ヘッドと衝突して、読み出しエラーや磁
気ヘッドがクラッシュする危険性が高くなる。したがっ
て、現状の記録媒体では磁気ヘッドと記録媒体の距離
（以下、「フライングハイト」という）をある程度以下
に小さくすることができず、このことが磁気記録装置の
記録容量を大きくする足枷となっている。
録媒体にたわみが生じ共振が大きくなり、ついには記録
媒体表面が磁気ヘッドと衝突して、読み出しエラーや磁
気ヘッドがクラッシュする危険性が高くなる。したがっ
て、現状の記録媒体では磁気ヘッドと記録媒体の距離
（以下、「フライングハイト」という）をある程度以下
に小さくすることができず、このことが磁気記録装置の
記録容量を大きくする足枷となっている。
【０００４】この記録媒体のたわみと共振の問題は、弾
性率（ヤング率）および剛性（ヤング率／密度）の高い
記録媒体用基板（以下、単に「基板」とする）を用いる
ことにより解決される。しかし、これまで最も一般的に
使用されてきたアルミニウム合金製の基板は、弾性率が
７１GPa、剛性が２６GPa・cm3/gであり、１０，０００r.
p.m以上での使用は困難である。さらに、装置のコンパ
クト化の要求から基板の薄板化が求められているが、現
状のアルミ基板では弾性率および剛性が不十分であるた
め、薄板化の流れに逆行してより厚くする必要が出てき
ている。
性率（ヤング率）および剛性（ヤング率／密度）の高い
記録媒体用基板（以下、単に「基板」とする）を用いる
ことにより解決される。しかし、これまで最も一般的に
使用されてきたアルミニウム合金製の基板は、弾性率が
７１GPa、剛性が２６GPa・cm3/gであり、１０，０００r.
p.m以上での使用は困難である。さらに、装置のコンパ
クト化の要求から基板の薄板化が求められているが、現
状のアルミ基板では弾性率および剛性が不十分であるた
め、薄板化の流れに逆行してより厚くする必要が出てき
ている。
【０００５】これに対し、化学強化ガラスを用いた基板
は、弾性率および剛性ともにアルミ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は、弾性率が７２GP
a、剛性が２９GPa・cm3/gである。この他市販のコーニン
グ社０３１７を化学強化したガラス基板は、弾性率が７
２GPa、剛性が２９GPa・cm3/gである。しかし、これらの
ガラス基板であっても、１０，０００r.p.mで使用する
には弾性率および剛性ともに不十分である。
は、弾性率および剛性ともにアルミ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は、弾性率が７２GP
a、剛性が２９GPa・cm3/gである。この他市販のコーニン
グ社０３１７を化学強化したガラス基板は、弾性率が７
２GPa、剛性が２９GPa・cm3/gである。しかし、これらの
ガラス基板であっても、１０，０００r.p.mで使用する
には弾性率および剛性ともに不十分である。
【０００６】化学強化ガラス以外の高剛性の基板とし
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、結晶化ガ
ラスは、内部に結晶を析出させるため、表面研磨を行っ
ても結晶による凹凸が残り、化学強化ガラス基板より表
面平滑性が劣る。
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、結晶化ガ
ラスは、内部に結晶を析出させるため、表面研磨を行っ
ても結晶による凹凸が残り、化学強化ガラス基板より表
面平滑性が劣る。
【０００７】特開平１０−８１５４２号公報には、SiO2
-Al2O3-RO系（ただし、Rは２価金属）のガラスからな
り、２０mol%以上のAl2O3もしくは２０mol%以上のMgOを
含有する基板に用いる材料が開示されている。しかし、
この組成のガラス基板では、液相温度が高く成形が困難
で、また密度が大きく高速回転に不向きという問題があ
る。
-Al2O3-RO系（ただし、Rは２価金属）のガラスからな
り、２０mol%以上のAl2O3もしくは２０mol%以上のMgOを
含有する基板に用いる材料が開示されている。しかし、
この組成のガラス基板では、液相温度が高く成形が困難
で、また密度が大きく高速回転に不向きという問題があ
る。
【０００８】国際公開ＷＯ９８／５５９９３公報には、
ヤング率が１００GPa以上、液相温度が１，３５０℃以
下のガラスからなる基板が開示されている。しかし、こ
の組成のガラス基板では、液相温度が甚だしく高くまた
高価な希土類酸化物を多量に含むため、大量に安定して
高品質の基板を製造することは困難である。
ヤング率が１００GPa以上、液相温度が１，３５０℃以
下のガラスからなる基板が開示されている。しかし、こ
の組成のガラス基板では、液相温度が甚だしく高くまた
高価な希土類酸化物を多量に含むため、大量に安定して
高品質の基板を製造することは困難である。
【０００９】大量生産に適したフロート法により製造す
るガラス組成物が、特表平９−５０７２０６号公報に開
示されている。このガラス組成物は、液相温度が粘度lo
gη＝３．５に対応する温度未満であるためフロート法
により製造できるが、ヤング率が８０GPa以下と不十分
である。
るガラス組成物が、特表平９−５０７２０６号公報に開
示されている。このガラス組成物は、液相温度が粘度lo
gη＝３．５に対応する温度未満であるためフロート法
により製造できるが、ヤング率が８０GPa以下と不十分
である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】情報記録装置の記録容
量の増大、コンパクト化およびアクセス時間の短縮を実
現するため、記録媒体の高回転化および基板の薄板化に
耐えうる弾性率および剛性を備え、成形が容易でかつ大
量生産に適したガラス組成物を提供することにある。さ
らには、このガラス組成物を用いた基板およびその記録
媒体を提供することにある。
量の増大、コンパクト化およびアクセス時間の短縮を実
現するため、記録媒体の高回転化および基板の薄板化に
耐えうる弾性率および剛性を備え、成形が容易でかつ大
量生産に適したガラス組成物を提供することにある。さ
らには、このガラス組成物を用いた基板およびその記録
媒体を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の発明のガラス組成物は、組成モ
ルパーセントで、二酸化ケイ素(SiO2)：５５〜７０％、
酸化アルミニウム(Al2O3)：０．５〜６％、酸化リチウ
ム(Li2O)：６〜３５％、一酸化ナトリウム(Na2O)：０〜
１０％、一酸化カリウム(K2O)：０〜１０％、ただし、N
a2OとK2Oの合計が０．１％以上、酸化マグネシウム(Mg
O)：０〜２０％、酸化カルシウム(CaO)：０〜２０％、
ただし、MgOとCaOの合計が４％以上、酸化ストロンチウ
ム(SrO)：０〜２０％、酸化バリウム(BaO) ：０〜２０
％、ただし、SrOとBaOの合計が５％以上を含有するもの
である。
めに、請求項１に記載の発明のガラス組成物は、組成モ
ルパーセントで、二酸化ケイ素(SiO2)：５５〜７０％、
酸化アルミニウム(Al2O3)：０．５〜６％、酸化リチウ
ム(Li2O)：６〜３５％、一酸化ナトリウム(Na2O)：０〜
１０％、一酸化カリウム(K2O)：０〜１０％、ただし、N
a2OとK2Oの合計が０．１％以上、酸化マグネシウム(Mg
O)：０〜２０％、酸化カルシウム(CaO)：０〜２０％、
ただし、MgOとCaOの合計が４％以上、酸化ストロンチウ
ム(SrO)：０〜２０％、酸化バリウム(BaO) ：０〜２０
％、ただし、SrOとBaOの合計が５％以上を含有するもの
である。
【００１２】請求項２に記載の発明のガラス組成物は、
組成モルパーセントで、二酸化ケイ素(SiO2)：５５〜７
０％、酸化アルミニウム(Al2O3)：０．５〜６％、酸化
リチウム(Li2O)：６〜３５％、一酸化ナトリウム(Na
2O)：０〜１０％、一酸化カリウム(K2O)：０〜１０％、
ただし、Na2OとK2Oの合計が０．１％以上、酸化マグネ
シウム(MgO)：０〜２０％、酸化カルシウム(CaO)：０〜
２０％、ただし、MgOとCaOの合計が４％以上、酸化スト
ロンチウム(SrO)：０〜２０％、酸化バリウム(BaO)：０
〜２０％、ただし、SrOとBaOの合計が５％以上、二酸化
チタン(TiO2)：０〜１５％、酸化ジルコニウム(ZrO2)：
０〜５％を含有するものである。
組成モルパーセントで、二酸化ケイ素(SiO2)：５５〜７
０％、酸化アルミニウム(Al2O3)：０．５〜６％、酸化
リチウム(Li2O)：６〜３５％、一酸化ナトリウム(Na
2O)：０〜１０％、一酸化カリウム(K2O)：０〜１０％、
ただし、Na2OとK2Oの合計が０．１％以上、酸化マグネ
シウム(MgO)：０〜２０％、酸化カルシウム(CaO)：０〜
２０％、ただし、MgOとCaOの合計が４％以上、酸化スト
ロンチウム(SrO)：０〜２０％、酸化バリウム(BaO)：０
〜２０％、ただし、SrOとBaOの合計が５％以上、二酸化
チタン(TiO2)：０〜１５％、酸化ジルコニウム(ZrO2)：
０〜５％を含有するものである。
【００１３】請求項３に記載の発明のガラス組成物は、
組成モルパーセントで、二酸化ケイ素(SiO2)：５５〜６
５％、酸化アルミニウム(Al2O3)：２〜６％、酸化リチ
ウム(Li2O)：１２〜２０％、一酸化ナトリウム(Na2O)：
０．５〜４％、一酸化カリウム(K2O)：０〜１％、酸化
マグネシウム(MgO)：４〜１２％、酸化カルシウム(Ca
O)：０〜１％、酸化ストロンチウム(SrO)：５〜１２
％、酸化バリウム(BaO)：０〜１％、二酸化チタン(Ti
O2)：０．５〜７％、酸化ジルコニウム(ZrO2)：０〜
２．５％を含有し、これら組成成分の合計が９７％以上
であるものである。
組成モルパーセントで、二酸化ケイ素(SiO2)：５５〜６
５％、酸化アルミニウム(Al2O3)：２〜６％、酸化リチ
ウム(Li2O)：１２〜２０％、一酸化ナトリウム(Na2O)：
０．５〜４％、一酸化カリウム(K2O)：０〜１％、酸化
マグネシウム(MgO)：４〜１２％、酸化カルシウム(Ca
O)：０〜１％、酸化ストロンチウム(SrO)：５〜１２
％、酸化バリウム(BaO)：０〜１％、二酸化チタン(Ti
O2)：０．５〜７％、酸化ジルコニウム(ZrO2)：０〜
２．５％を含有し、これら組成成分の合計が９７％以上
であるものである。
【００１４】請求項４に記載の発明のガラス組成物は、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明において、ヤ
ング率で示される弾性率が９０GPa以上、かつヤング率
／密度で表される剛性が３０GPa・cm3/g以上であるもの
である。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明において、ヤ
ング率で示される弾性率が９０GPa以上、かつヤング率
／密度で表される剛性が３０GPa・cm3/g以上であるもの
である。
【００１５】請求項５に記載の発明のガラス組成物は、
請求項１〜４いずれか１項に記載の発明において、フロ
ート法により板状に成形したものである。
請求項１〜４いずれか１項に記載の発明において、フロ
ート法により板状に成形したものである。
【００１６】請求項６に記載の発明の基板は、請求項１
〜５のいずれか１項に記載のガラス組成物であって、ヤ
ング率で示される弾性率が９０GPa以上、かつヤング率
／密度で表される剛性が３０GPa・cm3/g以上であるもの
である。
〜５のいずれか１項に記載のガラス組成物であって、ヤ
ング率で示される弾性率が９０GPa以上、かつヤング率
／密度で表される剛性が３０GPa・cm3/g以上であるもの
である。
【００１７】請求項７に記載の発明の記録媒体は、請求
項６に記載の基板を用いたものである。
項６に記載の基板を用いたものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て詳細に説明する。なお、％はモルパーセント(mol%)を
表す。
て詳細に説明する。なお、％はモルパーセント(mol%)を
表す。
【００１９】本発明者らは、各組成成分の含有率が一定
の範囲にある場合において、MgOおよびCaOの少なくとも
一方と、SrOおよびBaOの少なくとも一方とを混在させる
ことにより、弾性率および剛性に優れかつ成形が容易な
ガラス組成物が得られることを見出した。
の範囲にある場合において、MgOおよびCaOの少なくとも
一方と、SrOおよびBaOの少なくとも一方とを混在させる
ことにより、弾性率および剛性に優れかつ成形が容易な
ガラス組成物が得られることを見出した。
【００２０】SiO2は、ガラスを構成する主要成分であ
り、その含有率が５５％未満になるとガラスの化学的耐
久性が悪化する。一方、７０％を超えると必要とされる
弾性率が得られない。したがってSiO2の含有率は５５％
〜７０％である必要があり、５５〜６５％がより好まし
い。
り、その含有率が５５％未満になるとガラスの化学的耐
久性が悪化する。一方、７０％を超えると必要とされる
弾性率が得られない。したがってSiO2の含有率は５５％
〜７０％である必要があり、５５〜６５％がより好まし
い。
【００２１】Al2O3は、ガラスの弾性率および剛性を向
上させ、かつガラスの耐水性を向上させる成分である。
その含有率が０．５％未満では、これらの効果が十分に
現れない。一方、その含有率が６％を越えると耐酸性が
急激に悪化し、さらに液相温度が上昇して成形性が悪化
する。したがってAl2O3の含有率は０．５〜６％である
必要があり、２〜６％がより好ましい。
上させ、かつガラスの耐水性を向上させる成分である。
その含有率が０．５％未満では、これらの効果が十分に
現れない。一方、その含有率が６％を越えると耐酸性が
急激に悪化し、さらに液相温度が上昇して成形性が悪化
する。したがってAl2O3の含有率は０．５〜６％である
必要があり、２〜６％がより好ましい。
【００２２】Li2Oは、ガラスの弾性率および剛性を向上
させるとともに、熔解温度を下げる成分である。その含
有率が６％未満では、弾性率および剛性が不足する。一
方、３５％を超えると基板の耐候性、耐酸性が悪化す
る。したがって、Li2Oの含有率は６〜３５％である必要
があり、１２〜２０％がより好ましい。
させるとともに、熔解温度を下げる成分である。その含
有率が６％未満では、弾性率および剛性が不足する。一
方、３５％を超えると基板の耐候性、耐酸性が悪化す
る。したがって、Li2Oの含有率は６〜３５％である必要
があり、１２〜２０％がより好ましい。
【００２３】Na2OおよびK2Oは、熔解温度を下げるとと
もに、液相温度を下げて成形性を高める成分である。両
成分の合計が０．１％未満では、これらの効果が十分に
現れない。しかし、いずれかが１０％を越えると必要と
する弾性率が得られず、さらには耐候性、耐酸性が悪化
する。したがって、Na2OとK2Oの含有率は、合計で０．
１％以上かついずれも１０％以下でなくてはならない。
さらに、Na2Oの含有率は０．５〜４％がより好ましい。
また、K2Oは、Na2Oと比較してガラスの密度を上げる傾
向が強いため、１％以下にすることがより好ましい。
もに、液相温度を下げて成形性を高める成分である。両
成分の合計が０．１％未満では、これらの効果が十分に
現れない。しかし、いずれかが１０％を越えると必要と
する弾性率が得られず、さらには耐候性、耐酸性が悪化
する。したがって、Na2OとK2Oの含有率は、合計で０．
１％以上かついずれも１０％以下でなくてはならない。
さらに、Na2Oの含有率は０．５〜４％がより好ましい。
また、K2Oは、Na2Oと比較してガラスの密度を上げる傾
向が強いため、１％以下にすることがより好ましい。
【００２４】MgO、CaO、SrOおよびBaOは、ガラスの弾性
率を向上させる成分である。しかし、いずれかの含有量
が２０％を超えるとガラスの液相温度が上昇して成形性
が悪化するとともに、耐候性、耐酸性が悪化する。した
がって、各成分はそれぞれ２０％以下でなくてはならな
い。さらに、MgOとCaOの少なくとも一方と、SrOとBaOの
少なくとも一方とを混在させることにより、液相温度の
上昇が抑えられて成形性のよい高弾性率ガラスが得られ
る。MgOとCaOの含有率の和が４％以上、SrOとBaOの含有
率の和が５％以上である場合に、液相温度の抑制効果が
顕著に現れる。さらに、MgOとCaOを比較した場合、液相
温度の抑制効果は同程度であり、弾性率および軽量化の
点ではMgOが優れる。また、SrOとBaOを比較した場合、
液相温度の抑制効果は同程度であり、弾性率および軽量
化の点ではSrOが優れる。したがって、MgOとSrOとの組
み合わせがより好ましい。具体的には、MgO：４〜１２
％、CaO：１％以下、SrO：５〜１２％、BaO：１％以下
の含有率とするのが好ましい。
率を向上させる成分である。しかし、いずれかの含有量
が２０％を超えるとガラスの液相温度が上昇して成形性
が悪化するとともに、耐候性、耐酸性が悪化する。した
がって、各成分はそれぞれ２０％以下でなくてはならな
い。さらに、MgOとCaOの少なくとも一方と、SrOとBaOの
少なくとも一方とを混在させることにより、液相温度の
上昇が抑えられて成形性のよい高弾性率ガラスが得られ
る。MgOとCaOの含有率の和が４％以上、SrOとBaOの含有
率の和が５％以上である場合に、液相温度の抑制効果が
顕著に現れる。さらに、MgOとCaOを比較した場合、液相
温度の抑制効果は同程度であり、弾性率および軽量化の
点ではMgOが優れる。また、SrOとBaOを比較した場合、
液相温度の抑制効果は同程度であり、弾性率および軽量
化の点ではSrOが優れる。したがって、MgOとSrOとの組
み合わせがより好ましい。具体的には、MgO：４〜１２
％、CaO：１％以下、SrO：５〜１２％、BaO：１％以下
の含有率とするのが好ましい。
【００２５】TiO2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、その含有率が１５％を超
えると液相温度を上昇させ、成形性を悪化させる。しか
し、その含有率が０．５〜７％であれば、効果的に液相
温度を下降させ成形性を向上させる。したがって、TiO2
の含有率は０〜１５％が好ましく、０．５〜７％がより
好ましい。
性を向上させる成分であるが、その含有率が１５％を超
えると液相温度を上昇させ、成形性を悪化させる。しか
し、その含有率が０．５〜７％であれば、効果的に液相
温度を下降させ成形性を向上させる。したがって、TiO2
の含有率は０〜１５％が好ましく、０．５〜７％がより
好ましい。
【００２６】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、その含有率が５％を超え
ると液相温度を上昇させ、成形性を悪化させる。また、
２．５％を超えると、熔融時に微細な結晶として析出す
る可能性が高まる。したがってZrO2の含有率は５％以下
が好ましく、２．５％以下がより好ましい。
性を向上させる成分であるが、その含有率が５％を超え
ると液相温度を上昇させ、成形性を悪化させる。また、
２．５％を超えると、熔融時に微細な結晶として析出す
る可能性が高まる。したがってZrO2の含有率は５％以下
が好ましく、２．５％以下がより好ましい。
【００２７】また、これらの組成成分以外に、着色、熔
解時の清澄などを目的として、あるいは不純物として、
例えばAs2O3、Sb2O3、SO3、SnO2、Fe2O3、CoO、Cl、Fま
たはK2Oなどを加えることができる。これらの組成成分
の合計は、３％未満であることが好ましい。
解時の清澄などを目的として、あるいは不純物として、
例えばAs2O3、Sb2O3、SO3、SnO2、Fe2O3、CoO、Cl、Fま
たはK2Oなどを加えることができる。これらの組成成分
の合計は、３％未満であることが好ましい。
【００２８】上記組成成分の含有率からなるガラス組成
物は高い弾性率および剛性を備えるが、さらに強度をも
必要とする場合には、化学強化処理を施してもよい。ガ
ラス組成物はNa2OおよびLi2Oを含むため、よりイオン半
径の大きなイオンを含む溶融塩に漬けることにより化学
強化される。このイオン交換により、表面圧縮応力が生
じ、基板に高い破壊強度が備わる。
物は高い弾性率および剛性を備えるが、さらに強度をも
必要とする場合には、化学強化処理を施してもよい。ガ
ラス組成物はNa2OおよびLi2Oを含むため、よりイオン半
径の大きなイオンを含む溶融塩に漬けることにより化学
強化される。このイオン交換により、表面圧縮応力が生
じ、基板に高い破壊強度が備わる。
【００２９】ガラス組成物の成形は、成形性がよいため
プレス法、ダウンドロー法またはフロート法などいかな
る方法によっても可能である。これらの方法の中でも、
大量生産に適しかつ表面平滑性の高い板状ガラスの製造
が可能なフロート法が品質およびコストの面で最適であ
る。
プレス法、ダウンドロー法またはフロート法などいかな
る方法によっても可能である。これらの方法の中でも、
大量生産に適しかつ表面平滑性の高い板状ガラスの製造
が可能なフロート法が品質およびコストの面で最適であ
る。
【００３０】ガラス組成物の使用用途は、特に限定され
るものではなく、建築用や基板など現存する全ての用途
に利用可能である。中でも、基板および記録媒体として
用いられる場合には、たわみおよび共振を生じ難いとい
う優れた効果を発揮するので特に好ましい。また、ガラ
ス組成物を基板または記録媒体に加工する方法は、特に
限定されるものではなく、従来のガラス基板および記録
媒体の製造方法がそのまま流用できる。
るものではなく、建築用や基板など現存する全ての用途
に利用可能である。中でも、基板および記録媒体として
用いられる場合には、たわみおよび共振を生じ難いとい
う優れた効果を発揮するので特に好ましい。また、ガラ
ス組成物を基板または記録媒体に加工する方法は、特に
限定されるものではなく、従来のガラス基板および記録
媒体の製造方法がそのまま流用できる。
【００３１】現在情報記録装置として広く用いられてい
るハードディスクでは、記録媒体は４，０００〜１０，
０００r.p.mで回転し、磁気ヘッドと記録媒体との距離
（フライングハイト）は１０ナノメートルオーダーに設
定されている。今後記録媒体の回転数はさらに高くな
り、またフライングハイトが小さくなることは必至であ
るから、基板の弾性率および剛性を高めることは次世代
の要求品質に対応するという点において極めて重要な意
義を有する。ガラス組成物は、ヤング率で示される弾性
率が９０GPa以上、剛性（ヤング率／密度）が３０GPa・
cm3/g以上であり、従来のアルミ基板に比べ弾性率が２
０GPa程度、剛性が２割以上改善される。したがって、
このガラス組成物からなる基板であれば、１０，０００
r.p.m以上でも現状と同じフライングハイトを維持でき
る。
るハードディスクでは、記録媒体は４，０００〜１０，
０００r.p.mで回転し、磁気ヘッドと記録媒体との距離
（フライングハイト）は１０ナノメートルオーダーに設
定されている。今後記録媒体の回転数はさらに高くな
り、またフライングハイトが小さくなることは必至であ
るから、基板の弾性率および剛性を高めることは次世代
の要求品質に対応するという点において極めて重要な意
義を有する。ガラス組成物は、ヤング率で示される弾性
率が９０GPa以上、剛性（ヤング率／密度）が３０GPa・
cm3/g以上であり、従来のアルミ基板に比べ弾性率が２
０GPa程度、剛性が２割以上改善される。したがって、
このガラス組成物からなる基板であれば、１０，０００
r.p.m以上でも現状と同じフライングハイトを維持でき
る。
【００３２】なお、ガラス組成物を基板に加工するに
は、従来のガラス製基板の製造方法がそのまま流用でき
る。したがって、このガラス組成物を用いれば、新たな
設備投資を必要としないので、高性能な基板を容易かつ
安価に製造することができる。また、基板を記録媒体に
加工するにも、従来の製造方法をそのまま流用可能であ
る。
は、従来のガラス製基板の製造方法がそのまま流用でき
る。したがって、このガラス組成物を用いれば、新たな
設備投資を必要としないので、高性能な基板を容易かつ
安価に製造することができる。また、基板を記録媒体に
加工するにも、従来の製造方法をそのまま流用可能であ
る。
【００３３】
【実施例】以下に、実施例および比較例により、この発
明をさらに具体的に説明する。
明をさらに具体的に説明する。
【００３４】（実施例１〜１６）および（比較例１〜１
２） 下記「表１」および「表２」の各組成成分の含有率とな
るように、各実施例および比較例において、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、炭酸カリウム、塩基性炭酸マグネシウム、炭
酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、炭酸バリウム、チ
タニアおよび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１,５５０℃
で４時間保持し、その後鉄板上に流し出した。このガラ
スを電気炉に入れ、６５０℃で３０分保持した後、炉の
電源を切り、室温まで放冷して各試料ガラスを得た。な
お、比較例１および２は、基板として市販されているも
のであり、比較例３および４は特開平１０−８１５４２
号公報に開示されている２種類のガラス組成物である。
比較例５および６は、国際公開ＷＯ９８／５５９９３公
報に開示されている液相温度が低い方から２種類のガラ
ス組成物である。また、「表２」に記載の実施例１２〜
１６と比較例７〜１２とは、実施例１におけるアルカリ
土類の含有率を変更したものである。各実施例および比
較例におけるガラス組成物の特性は、以下の方法により
測定した。
２） 下記「表１」および「表２」の各組成成分の含有率とな
るように、各実施例および比較例において、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、炭酸カリウム、塩基性炭酸マグネシウム、炭
酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、炭酸バリウム、チ
タニアおよび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１,５５０℃
で４時間保持し、その後鉄板上に流し出した。このガラ
スを電気炉に入れ、６５０℃で３０分保持した後、炉の
電源を切り、室温まで放冷して各試料ガラスを得た。な
お、比較例１および２は、基板として市販されているも
のであり、比較例３および４は特開平１０−８１５４２
号公報に開示されている２種類のガラス組成物である。
比較例５および６は、国際公開ＷＯ９８／５５９９３公
報に開示されている液相温度が低い方から２種類のガラ
ス組成物である。また、「表２」に記載の実施例１２〜
１６と比較例７〜１２とは、実施例１におけるアルカリ
土類の含有率を変更したものである。各実施例および比
較例におけるガラス組成物の特性は、以下の方法により
測定した。
【００３５】［弾性率の測定］上記各試料ガラスを切断
し、各面を鏡面研磨して８×３０×３０mmの板状サンプ
ルを作製した。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（ヤング率）を算出した。
し、各面を鏡面研磨して８×３０×３０mmの板状サンプ
ルを作製した。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（ヤング率）を算出した。
【００３６】［密度の測定］上記各板状サンプルをアル
キメデス法により測定した。
キメデス法により測定した。
【００３７】［剛性の測定］上記弾性率および密度の測
定結果より算出した。
定結果より算出した。
【００３８】［液相温度の測定］試料ガラスを粉砕し、
２，３８０μmのフルイを通過させ、１,０００μmのフ
ルイ上に留まったガラス粒をエタノールに浸漬し、超音
波洗浄した後、恒温槽で乾燥させた。幅１２mm、長さ２
００mm、深さ１０mmの白金ボート上に前記ガラス粒２５
ｇをほぼ一定の厚さになるように入れ、９３０〜１，１
８０℃の勾配炉内に２時間保持した後、炉から取り出
し、ガラス内部に発生した失透を４０倍の光学顕微鏡に
て観察し、失透が観察された最高温度をもって液相温度
とした。
２，３８０μmのフルイを通過させ、１,０００μmのフ
ルイ上に留まったガラス粒をエタノールに浸漬し、超音
波洗浄した後、恒温槽で乾燥させた。幅１２mm、長さ２
００mm、深さ１０mmの白金ボート上に前記ガラス粒２５
ｇをほぼ一定の厚さになるように入れ、９３０〜１，１
８０℃の勾配炉内に２時間保持した後、炉から取り出
し、ガラス内部に発生した失透を４０倍の光学顕微鏡に
て観察し、失透が観察された最高温度をもって液相温度
とした。
【００３９】
【表１】
【００４０】
【表２】
【００４１】実施例１〜１６のガラス組成物は、いずれ
も弾性率が９０GPa以上、剛性が３２GPa・cm3/g以上であ
った。これに対し、比較例１および２のガラスガラス組
成物は、いずれも弾性率が７２GPaであり、剛性は３０G
Pa・cm3/gに満たなかった。比較例１および２ではNa２O
の含有率が１０％以上であり、これが弾性率の向上を妨
げているものと考えられる。また、比較例１の液相温度
は、１，０２０℃であり、実施例１〜１１と比較してか
なり高い。これは、比較例１のガラス組成物にはSrOま
たはBaOが含まれていないためと考えられる。
も弾性率が９０GPa以上、剛性が３２GPa・cm3/g以上であ
った。これに対し、比較例１および２のガラスガラス組
成物は、いずれも弾性率が７２GPaであり、剛性は３０G
Pa・cm3/gに満たなかった。比較例１および２ではNa２O
の含有率が１０％以上であり、これが弾性率の向上を妨
げているものと考えられる。また、比較例１の液相温度
は、１，０２０℃であり、実施例１〜１１と比較してか
なり高い。これは、比較例１のガラス組成物にはSrOま
たはBaOが含まれていないためと考えられる。
【００４２】実施例１〜１６の液相温度は、殆どが１，
０００℃以下であるのに対して、比較例３〜６では１，
１８０℃を超える。このことより、MgOとCaOの少なくと
も一方と、SrOとBaOの少なくとも一方とを混在させる効
果は明白である。なお、国際公開ＷＯ９８／５５９９３
公報に記載された液相温度と比較例５および６の液相温
度とに大きな開きがあるが、これは液相温度の測定方
法、特に熔融状態での保持時間が異なることに起因する
ものであると考えられる。ガラスの失透は熔融状態での
保持時間にしたがって上昇する傾向にあり、国際公開Ｗ
Ｏ９８／５５９９３公報の液相温度が低いのは、熔融後
の保持時間が短かかったためと推察される。したがっ
て、比較例５および６のガラス組成物は、熔融から成形
まで短時間に行われる必要があり、成形に長時間を要す
るフロート法には不向きである。
０００℃以下であるのに対して、比較例３〜６では１，
１８０℃を超える。このことより、MgOとCaOの少なくと
も一方と、SrOとBaOの少なくとも一方とを混在させる効
果は明白である。なお、国際公開ＷＯ９８／５５９９３
公報に記載された液相温度と比較例５および６の液相温
度とに大きな開きがあるが、これは液相温度の測定方
法、特に熔融状態での保持時間が異なることに起因する
ものであると考えられる。ガラスの失透は熔融状態での
保持時間にしたがって上昇する傾向にあり、国際公開Ｗ
Ｏ９８／５５９９３公報の液相温度が低いのは、熔融後
の保持時間が短かかったためと推察される。したがっ
て、比較例５および６のガラス組成物は、熔融から成形
まで短時間に行われる必要があり、成形に長時間を要す
るフロート法には不向きである。
【００４３】また、実施例１〜１６と比較例７，８およ
び１１とを比較することにより、アルカリ土類としてMg
OとCaOのみを含み、SrOまたはBaOを含有しない場合、液
相温度が高くなることが判る。
び１１とを比較することにより、アルカリ土類としてMg
OとCaOのみを含み、SrOまたはBaOを含有しない場合、液
相温度が高くなることが判る。
【００４４】［基板および記録媒体の製造］実施例１〜
１６および比較例１〜１２の各試料ガラスを外径９５mm
×内径２０mmのドーナッツ状に切り出し、研削、研磨後
さらに鏡面研磨（表面粗さＲａ：２nm以下；ＪＩＳ Ｂ
０６０１−１９９４）をして厚さ１．２mmとした。そ
の後、３８０℃に加熱したKNO3：NaNO3＝８０：２０の
混合溶融塩に１時間浸漬して化学強化し、基板とした。
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成
膜した。さらに、潤滑層を成形して記録媒体とした。
１６および比較例１〜１２の各試料ガラスを外径９５mm
×内径２０mmのドーナッツ状に切り出し、研削、研磨後
さらに鏡面研磨（表面粗さＲａ：２nm以下；ＪＩＳ Ｂ
０６０１−１９９４）をして厚さ１．２mmとした。そ
の後、３８０℃に加熱したKNO3：NaNO3＝８０：２０の
混合溶融塩に１時間浸漬して化学強化し、基板とした。
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成
膜した。さらに、潤滑層を成形して記録媒体とした。
【００４５】［記録媒体の評価］このようにして得た記
録媒体を、定法によりハードディスクに組み込み、フラ
イングハイト１５nm、１０，０００および１２，０００
r.p.mでそれぞれ連続稼動させた。いずれの実施例の媒
体も、磁気ヘッドとの衝突は検出されず、磁気ヘッドの
クラッシュの問題も生じなかった。
録媒体を、定法によりハードディスクに組み込み、フラ
イングハイト１５nm、１０，０００および１２，０００
r.p.mでそれぞれ連続稼動させた。いずれの実施例の媒
体も、磁気ヘッドとの衝突は検出されず、磁気ヘッドの
クラッシュの問題も生じなかった。
【００４６】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれば
次の効果が発揮される。
次の効果が発揮される。
【００４７】請求項１に記載の発明によれば、従来のガ
ラスと比較して弾性率(ヤング率）および剛性が高く、
かつ成形が容易なガラス組成物を得ることができる。
ラスと比較して弾性率(ヤング率）および剛性が高く、
かつ成形が容易なガラス組成物を得ることができる。
【００４８】請求項２に記載の発明によれば、TiO2とZr
O2とを適量含有するので、成形性のよい高剛性・高弾性
率ガラス組成物を確実に得ることができる。
O2とを適量含有するので、成形性のよい高剛性・高弾性
率ガラス組成物を確実に得ることができる。
【００４９】請求項３に記載の発明によれば、各組成成
分の含有率が限定されているので、液相温度が下がり成
形し易い高剛性・高弾性率ガラス組成物を得ることがで
きる。
分の含有率が限定されているので、液相温度が下がり成
形し易い高剛性・高弾性率ガラス組成物を得ることがで
きる。
【００５０】請求項４に記載の発明によれば、ガラス組
成物の弾性率および剛性が高いので、各種用途における
ガラス組成物の利用価値を高めることができる。
成物の弾性率および剛性が高いので、各種用途における
ガラス組成物の利用価値を高めることができる。
【００５１】請求項５に記載の発明によれば、フロート
法により大量に製造されるため、高剛性・高弾性率ガラ
ス組成物を安価に安定して得ることができる。
法により大量に製造されるため、高剛性・高弾性率ガラ
ス組成物を安価に安定して得ることができる。
【００５２】請求項６に記載の発明によれば、高剛性・
高弾性率ガラス組成物を用いるので、高速回転において
もたわみや共振の生じ難い高性能な基板を得ることがで
きる。
高弾性率ガラス組成物を用いるので、高速回転において
もたわみや共振の生じ難い高性能な基板を得ることがで
きる。
【００５３】請求項７に記載の発明によれば、高い弾性
率および剛性を備えた基板を使用するので、破壊強度が
高く高性能な記録媒体が得られる。したがって、この記
録媒体を用いることにより、情報記録装置の記録容量の
増大およびアクセス時間の短縮が達成される。
率および剛性を備えた基板を使用するので、破壊強度が
高く高性能な記録媒体が得られる。したがって、この記
録媒体を用いることにより、情報記録装置の記録容量の
増大およびアクセス時間の短縮が達成される。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年９月１７日（１９９９．９．１
７）
７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４４】［基板および記録媒体の製造］実施例１〜
１６の各試料ガラスを外径９５mm×内径２０mmのドーナ
ッツ状に切り出し、研削、研磨後さらに鏡面研磨（表面
粗さＲａ：２nm以下；ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４）
をして厚さ１．２mmとした。その後、３８０℃に加熱し
たKNO3：NaNO3＝８０：２０の混合溶融塩に１時間浸漬
して化学強化し、基板とした。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成膜した。さらに、潤滑層
を成形して記録媒体とした。
１６の各試料ガラスを外径９５mm×内径２０mmのドーナ
ッツ状に切り出し、研削、研磨後さらに鏡面研磨（表面
粗さＲａ：２nm以下；ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４）
をして厚さ１．２mmとした。その後、３８０℃に加熱し
たKNO3：NaNO3＝８０：２０の混合溶融塩に１時間浸漬
して化学強化し、基板とした。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成膜した。さらに、潤滑層
を成形して記録媒体とした。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岸本 正一 大阪府大阪市中央区道修町３丁目５番11号 日本板硝子株式会社内 (72)発明者 山本 信行 大阪府大阪市中央区道修町３丁目５番11号 日本板硝子株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】 組成モルパーセントで、 二酸化ケイ素(SiO2) ５５〜７０％ 酸化アルミニウム(Al2O3) ０．５〜 ６％ 酸化リチウム(Li2O) ６〜３５％ 一酸化ナトリウム(Na2O) ０〜１０％ 一酸化カリウム(K2O) ０〜１０％ （ただし、Na2OとK2Oの合計が０．１％以上） 酸化マグネシウム(MgO) ０〜２０％ 酸化カルシウム(CaO) ０〜２０％ （ただし、MgOとCaOの合計が４％以上） 酸化ストロンチウム(SrO) ０〜２０％ 酸化バリウム(BaO) ０〜２０％ （ただし、SrOとBaOの合計が５％以上） を含有するガラス組成物。
- 【請求項２】 組成モルパーセントで、 二酸化ケイ素(SiO2) ５５〜７０％ 酸化アルミニウム(Al2O3) ０．５〜 ６％ 酸化リチウム(Li2O) ６〜３５％ 一酸化ナトリウム(Na2O) ０〜１０％ 一酸化カリウム(K2O) ０〜１０％ （ただし、Na2OとK2Oの合計が０．１％以上） 酸化マグネシウム(MgO) ０〜２０％ 酸化カルシウム(CaO) ０〜２０％ （ただし、MgOとCaOの合計が４％以上） 酸化ストロンチウム(SrO) ０〜２０％ 酸化バリウム(BaO) ０〜２０％ （ただし、SrOとBaOの合計が５％以上） 二酸化チタン(TiO2) ０〜１５％ 酸化ジルコニウム(ZrO2) ０〜 ５％ を含有するガラス組成物。
- 【請求項３】 組成モルパーセントで、 二酸化ケイ素(SiO2) ５５〜６５％ 酸化アルミニウム(Al2O3) ２〜 ６％ 酸化リチウム(Li2O) １２〜２０％ 一酸化ナトリウム(Na2O) ０．５〜 ４％ 一酸化カリウム(K2O) ０〜 １％ 酸化マグネシウム(MgO) ４〜１２％ 酸化カルシウム(CaO) ０〜 １％ 酸化ストロンチウム(SrO) ５〜１２％ 酸化バリウム(BaO) ０〜 １％ 二酸化チタン(TiO2) ０．５〜 ７％ 酸化ジルコニウム(ZrO2) ０〜２．５％ を含有し、 これら組成成分の合計が９７％以上であるガラス組成
物。 - 【請求項４】 ヤング率で示される弾性率が９０GPa以
上、かつヤング率／密度で表される剛性が３０GPa・cm3/
g以上である請求項１〜３のいずれか１項に記載のガラ
ス組成物。 - 【請求項５】 フロート法により板状に成形した請求項
１〜４いずれか１項に記載のガラス組成物。 - 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか１項に記載のガ
ラス組成物であって、ヤング率で示される弾性率が９０
GPa以上、かつヤング率／密度で表される剛性が３０GPa
・cm3/g以上であるガラス組成物を用いた情報記録媒体用
基板。 - 【請求項７】 請求項６に記載の基板を用いた情報記録
媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25625199A JP4497591B2 (ja) | 1998-09-11 | 1999-09-09 | ガラス組成物、それを用いた情報記録媒体用基板および情報記録媒体 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10-258933 | 1998-09-11 | ||
| JP25893398 | 1998-09-11 | ||
| JP25625199A JP4497591B2 (ja) | 1998-09-11 | 1999-09-09 | ガラス組成物、それを用いた情報記録媒体用基板および情報記録媒体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000203872A true JP2000203872A (ja) | 2000-07-25 |
| JP4497591B2 JP4497591B2 (ja) | 2010-07-07 |
Family
ID=26542656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25625199A Expired - Fee Related JP4497591B2 (ja) | 1998-09-11 | 1999-09-09 | ガラス組成物、それを用いた情報記録媒体用基板および情報記録媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4497591B2 (ja) |
Cited By (24)
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|---|---|---|---|---|
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| CN115003638A (zh) * | 2020-03-13 | 2022-09-02 | 日本板硝子株式会社 | 玻璃组合物、玻璃板及其制造方法、以及信息记录介质用基板 |
| US11472734B2 (en) | 2015-12-11 | 2022-10-18 | Corning Incorporated | Fusion-formable glass-based articles including a metal oxide concentration gradient |
| US11492291B2 (en) | 2012-02-29 | 2022-11-08 | Corning Incorporated | Ion exchanged glasses via non-error function compressive stress profiles |
| US11613103B2 (en) | 2015-07-21 | 2023-03-28 | Corning Incorporated | Glass articles exhibiting improved fracture performance |
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| US11634354B2 (en) | 2021-06-18 | 2023-04-25 | Corning Incorporated | Colored glass articles having improved mechanical durability |
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