JP2000313639A - Crystallized glass and method for producing the same, and substrate using the same and used for information recording medium, information recording medium and information recording device - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide inexpensive crystallized glass having a high elastic modulus, to provide a method for producing the same, and further to provide at a low cost a substrate which can efficiently control flexure and vibrations and is used for an information recording medium. SOLUTION: This crystallized glass comprises 30 to 60 mol.% of silicon dioxide (SiO2), 4 to 27 mol.% of aluminum trioxide (Al2O3), 5 to 45 mol.% [converted into manganese (II) oxide] of a manganese oxide, 20 to 45 mol.% of magnesium oxide (MgO), 0 to 20 mol.% of zinc oxide (ZnO), 0 to 20 mol.% of titanium dioxide (TiO2), 0 to 10 mol.% of zirconium oxide (ZrO2), 0 to 5 mol.% of cerium oxide (CeO2), and 0 to 8 mol.% of others.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【発明の属する技術分野】この発明は、耐熱性に優れ、
高弾性を有するガラス組成物、とくに表面平滑性に優れ
高い弾性率を必要とする情報記録媒体用基板に適し、か
つ大量生産が容易なガラス組成物に関する。さらに、そ
の高い弾性率と耐熱性を利用した、高性能な情報記録媒
体用基板および情報記録装置に関する。TECHNICAL FIELD The present invention has excellent heat resistance,
The present invention relates to a glass composition having high elasticity, particularly a glass composition which has excellent surface smoothness, is suitable for a substrate for an information recording medium requiring a high elastic modulus, and is easily mass-produced. Further, the present invention relates to a high-performance information recording medium substrate and an information recording apparatus utilizing the high elastic modulus and heat resistance.

【０００１】[0001]

【従来の技術】一般に結晶化ガラスは、その前駆体であ
る非晶質のガラスをガラス転移点から軟化点付近の温度
で一定時間保持することなどによって製造される。結晶
化ガラスは、ガラス本来の表面平坦度の高さと、結晶化
によって向上した機械的強度および耐熱性の高さとを併
せ備え、またセラミックスでは根絶することが困難な空
孔や気孔などを有しない。さらに、熱膨張係数などの物
性をその使用用途に合わせて適宜調節できるなどの特徴
もある。2. Description of the Related Art In general, crystallized glass is produced by, for example, maintaining amorphous glass as a precursor thereof at a temperature from a glass transition point to a temperature near a softening point for a certain period of time. Crystallized glass has both the original high surface flatness of glass and the high mechanical strength and heat resistance improved by crystallization, and has no pores or pores that are difficult to eradicate with ceramics . Further, there is a feature that physical properties such as a coefficient of thermal expansion can be appropriately adjusted according to the intended use.

【０００２】これらの特性を利用して、結晶化ガラス
は、従来から耐熱食器や建築部材として、また近年では
電気・電子部品用基板、光学部品や光学部品用基板ある
いは情報記録媒体用基板として利用されている。ここ
で、情報記録媒体とは、何らかの形で情報を保持する物
という意味であるが、具体的には磁気、光、熱などの作
用により、記録層の一部が磁気的・物理的・化学的また
は機械的に変化し、その変化の状態を永久的または一時
的に保持する物をいう。さらに、情報記録媒体用基板と
は、たとえばハードディスクに組み込まれる磁気ディス
クや光磁気ディスク、コンパクトディスク(CD)などの基
板をいうが、これらに限定されるものではない。By utilizing these characteristics, crystallized glass has been used as a heat-resistant tableware or building material, and recently as a substrate for electric / electronic parts, an optical part, a substrate for optical parts, or a substrate for information recording media. Have been. Here, the information recording medium means an object that retains information in some form. Specifically, a part of the recording layer is magnetic, physical, or chemical by the action of magnetism, light, heat, or the like. A substance that changes, either mechanically or mechanically, and that permanently or temporarily retains the state of the change. Further, the information recording medium substrate refers to a substrate such as a magnetic disk, a magneto-optical disk, or a compact disk (CD) incorporated in a hard disk, but is not limited thereto.

【０００３】情報記録媒体用基板（以下、単に「基板」
とする）には情報記録の高密度化および高速化が常に求
められるが、とくに最近では情報のデジタル化が世情と
なり、その要求が極めて大きくなってきている。この情
報記録の高密度化を実現するには、基板表面の平坦度を
高める必要がある。たとえば、ハードディスクにおいて
は、磁気ヘッドと基板との距離（グライドハイト）を狭
めることで高密度化が可能となる。しかし、基板表面の
平坦度が低い場合は、磁気ヘッドが基板表面の突起物に
接触し破損する問題が生じる。一方で、情報記録または
読み出しの高速化を実現するには、基板の機械的強度
（弾性率）を高くする必要がある。たとえば、ハードデ
ィスクにおいては、基板の回転数を上げることで高速化
が可能となる。しかし、基板の回転数を上げると、基板
のたわみや振動の振幅が大きくなり、磁気ヘッドが基板
と接触し破損するおそれが高くなる。[0003] Substrates for information recording media (hereinafter simply referred to as "substrates")
) Is always required to increase the density and speed of information recording. In recent years, digitalization of information has become a popular circumstance, and the demand has become extremely large. In order to realize this high-density information recording, it is necessary to increase the flatness of the substrate surface. For example, in a hard disk, it is possible to increase the density by reducing the distance (glide height) between the magnetic head and the substrate. However, when the flatness of the substrate surface is low, there arises a problem that the magnetic head comes into contact with a projection on the substrate surface and is damaged. On the other hand, to realize high-speed information recording or reading, it is necessary to increase the mechanical strength (elastic modulus) of the substrate. For example, in a hard disk, it is possible to increase the speed by increasing the rotation speed of the substrate. However, when the number of rotations of the substrate is increased, the deflection of the substrate and the amplitude of vibration increase, and the possibility that the magnetic head comes into contact with the substrate and is damaged increases.

【０００４】従来、ハードディスクの基板には、アルミ
ニウム合金製のものが一般的に使用されてきた。アルミ
ニウム合金製の基板（以下、「アルミ基板」とする）
は、安価で形状加工し易いなどの点で優れているが、一
方で弾性率を高くできない、表面の平坦度をある一定以
上に向上できないなどの短所もある。アルミ基板は、弾
性率（ヤング率）が７１GPaであり、今後主流となるで
あろう１０，０００r.p.m以上で駆動するハードディス
クには、その弾性率の低さがネックとなり利用できなく
なると考えられる。高速回転によりアルミ基板のたわみ
や振動の振幅が大きくなり、グライドハイトを小さくで
きなくなるという問題が生じるからである。また、ハー
ドディスクをはじめとする種々の情報記録装置は、今後
さらにコンパクト化が要求されることから、基板も薄板
化が要求されることになる。アルミ基板は、薄板化され
るとさらにたわみが大きくなることから、その要求に応
えることができない。Heretofore, aluminum alloy substrates have been generally used for hard disk substrates. Aluminum alloy substrate (hereinafter referred to as "aluminum substrate")
Although they are excellent in that they are inexpensive and easy to shape, they have disadvantages in that, for example, the elastic modulus cannot be increased and the flatness of the surface cannot be improved beyond a certain level. Aluminum substrates have an elastic modulus (Young's modulus) of 71 GPa, and it is thought that the low elasticity of the hard disk driven at 10,000 rpm or more, which will become the mainstream in the future, becomes a bottleneck and cannot be used. . This is because the high-speed rotation increases the deflection of the aluminum substrate and the amplitude of vibration, causing a problem that the glide height cannot be reduced. Further, since various types of information recording devices such as hard disks are required to be more compact in the future, the substrates are also required to be thinner. An aluminum substrate cannot meet the demand because the thickness becomes thinner when the thickness is reduced.

【０００５】結晶化ガラスからなる基板（以下、「結晶
化基板」とする）は、平坦度および弾性率の点でアルミ
基板より優れる。しかし、それでも近年の高密度化、高
速化のさらなる要求には十分応えられなくなってきた。
そこで、さらに弾性率の高い結晶化基板を得るため、た
とえば特開平８−９１８７３号公報では、ニッケルスピ
ネロイド(NiAl₂O₄とNi₂SiO₄の固溶体)を主結晶相に含む
結晶化ガラスが開示されている。また、米国特許第５４
７６８２１号公報、同第５４９１１１６号公報、国際公
開番号ＷＯ９８／２２４０５号公報には、結晶化ガラス
の組成を変更して、弾性率を高める発明が記載されてい
る。A substrate made of crystallized glass (hereinafter referred to as a “crystallized substrate”) is superior to an aluminum substrate in terms of flatness and elastic modulus. However, it has not been able to sufficiently respond to recent demands for higher density and higher speed.
In order to obtain a crystallized substrate having a higher elastic modulus, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-91873 discloses a crystallized glass containing nickel spineloid (a solid solution of NiAl ₂ O ₄ and Ni ₂ SiO ₄ ) in the main crystal phase. Is disclosed. No. 54
76821, 549,116, and International Publication No. WO98 / 22405 describe inventions in which the composition of crystallized glass is changed to increase the elastic modulus.

【０００６】さらに、特開平１０−１８８２６０号公報
には、マンガン(MnO)やクロム(Cr₂O ₃)を１〜３重量％添
加することによって、二ケイ酸リチウム(lithium disil
icate, Li₂O・2SiO₂)が主結晶相で、クリストバライト
(cristobalite, SiO₂)結晶が共存する結晶化ガラスの平
坦度が改善されることが開示されている。Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-188260
Manganese (MnO) and chromium (Cr_TwoO _Three) To 1-3% by weight
Lithium disilicate (lithium disil
icate, Li_TwoO ・ 2SiO_Two) Is the main crystal phase and is cristobalite
(cristobalite, SiO_Two) Flatness of crystallized glass with crystals
It is disclosed that the flatness is improved.

【０００７】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の技術
には、以下のような問題点があった。特開平８−９１８
７３号公報に記載の結晶化ガラスは、酸化ニッケル(Ni
O)を大量に含有するものである。ニッケルは高価な元素
であるため、この結晶化ガラスは、コストが高く大量生
産には向かない。However, the prior art has the following problems. JP-A-8-918
No. 73, the crystallized glass is nickel oxide (Ni
O). Since nickel is an expensive element, this crystallized glass is expensive and is not suitable for mass production.

【０００８】また、米国特許第５４７６８２１号公報、
同第５４９１１１６号公報および国際公開番号ＷＯ９８
／２２４０５号公報に記載の結晶化ガラスは、失透温度
が高く、ガラス成形時に急速に冷却しなければ失透が生
成するため、安定して大量に製造することが困難であ
る。さらに、乳白ガラスであるまたはヘイズが存在する
ため、表面の傷や付着物などの欠点を検査することが困
難である。Also, US Pat. No. 5,476,821,
No. 549,116 and International Publication No. WO98
The crystallized glass described in U.S. Pat. No. No./22405 has a high devitrification temperature, and if it is not cooled rapidly during glass forming, devitrification is generated. Furthermore, it is difficult to inspect for defects such as surface scratches and deposits due to the presence of milky glass or haze.

【０００９】また、特開平１０−１８８２６０号公報に
記載の結晶化ガラスは、主結晶相が二ケイ酸リチウム(L
i₂O・2SiO₂)であるため、弾性率（ヤング率）が低いと
いう欠点がある。In the crystallized glass described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-188260, the main crystal phase is lithium disilicate (L
Since i is ₂ O · 2SiO _2), there is a disadvantage that a low modulus of elasticity (Young's modulus).

【００１０】この発明は、上記のような従来の技術に存
在する問題点に着目してなされたものである。その目的
とするところは、弾性率が高く製造が容易で安価な結晶
化ガラスおよびその製造方法を提供することにある。さ
らには、たわみや振動を効果的に抑えることができる結
晶化基板を用いて、安価で記録密度が高く、情報読み出
し速度の早い、かつヘッドクラッシュなどの障害を起こ
し難い情報記録装置を提供することにある。The present invention has been made by paying attention to the problems existing in the prior art as described above. An object of the present invention is to provide a crystallized glass which has a high elastic modulus, is easy to manufacture and is inexpensive, and a method for manufacturing the same. Furthermore, to provide an information recording device that is inexpensive, has a high recording density, has a high information reading speed, and is unlikely to cause a trouble such as a head crash, by using a crystallized substrate that can effectively suppress deflection and vibration. It is in.

【００１１】[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に記載の発明の結晶化ガラスは、組成モ
ルパーセントで、二酸化ケイ素(SiO₂)：３０〜６０％、
酸化アルミニウム(Al₂O₃)：４〜２７％、マンガンの酸
化物(酸化マンガン(II)換算)：５〜４５％、酸化マグネ
シウム(MgO)：２０〜４５％、酸化亜鉛(ZnO)：０〜２０
％、二酸化チタン(TiO₂)：０〜２０％、酸化ジルコニウ
ム(ZrO₂)：０〜１０％、酸化セリウム(CeO₂)：０〜５％
およびその他：０〜８％からなるものである。In order to achieve the above object, the crystallized glass according to the first aspect of the present invention has a composition molar percentage of silicon dioxide (SiO ₂ ): 30 to 60%,
Aluminum oxide (Al ₂ O ₃ ): 4 to 27%, manganese oxide (manganese (II) oxide equivalent): 5 to 45%, magnesium oxide (MgO): 20 to 45%, zinc oxide (ZnO): 0 ~ 20
%, Titanium dioxide (TiO ₂ ): 0 to 20%, zirconium oxide (ZrO ₂ ): 0 to 10%, cerium oxide (CeO ₂ ): 0 to 5%
And others: 0 to 8%.

【００１２】請求項２に記載の発明の結晶化ガラスは、
組成モルパーセントで、二酸化ケイ素(SiO₂)：３０〜５
５％、酸化アルミニウム(Al₂O₃)：５〜２５％、マンガ
ンの酸化物(酸化マンガン(II)換算)：５〜３０％、酸化
マグネシウム(MgO)：２０〜４５％、酸化亜鉛(ZnO)：０
〜１２％、二酸化チタン(TiO₂)：２〜２０％、酸化ジル
コニウム(ZrO₂)：０〜１０％、酸化セリウム(CeO₂)：０
〜５％およびその他：０〜８％からなるものである。The crystallized glass according to the second aspect of the present invention comprises:
A composition mol%, silicon dioxide (SiO _2): 30~5
5% aluminum oxide (Al ₂ O _3): 5 to 25% oxides of manganese (manganese (II) oxide conversion): 5-30%, magnesium oxide (MgO): 20 to 45% zinc oxide (ZnO ): 0
12%, titanium dioxide (TiO _2): 2~20%, zirconium oxide (ZrO _2): 0~10%, cerium oxide (CeO _2): 0
-5% and others: 0-8%.

【００１３】請求項３に記載の発明の結晶化ガラスは、
組成モルパーセントで、二酸化ケイ素(SiO₂)：３０〜４
５％、酸化アルミニウム(Al₂O₃)：５〜２０％、マンガ
ンの酸化物(酸化マンガン(II)換算)：５〜２５％、酸化
マグネシウム(MgO)：２０〜４０％、酸化亜鉛(ZnO)：０
〜１２％、二酸化チタン(TiO₂)：４〜２０％、酸化ジル
コニウム(ZrO₂)：０〜８％、酸化セリウム(CeO₂)：０〜
５％、その他：０〜８％および二価金属酸化物成分(RO=
MnO+MgO+ZnO)：３０〜５０％からなるものである。[0013] The crystallized glass of the invention according to claim 3 is:
A composition mol%, silicon dioxide (SiO _2): 30~4
5%, aluminum oxide (Al ₂ O ₃ ): 5 to 20%, oxide of manganese (converted to manganese oxide (II)): 5 to 25%, magnesium oxide (MgO): 20 to 40%, zinc oxide (ZnO) ): 0
12%, titanium dioxide (TiO _2): 4~20%, zirconium oxide (ZrO _2): 0~8%, cerium oxide (CeO _2): 0~
5%, others: 0 to 8% and divalent metal oxide component (RO =
(MnO + MgO + ZnO): 30 to 50%.

【００１４】請求項４に記載の発明の結晶化ガラスは、
組成モルパーセントで、二酸化ケイ素(SiO₂)：３０〜４
０％、酸化アルミニウム(Al₂O₃)：５〜１５％、マンガ
ンの酸化物(酸化マンガン(II)換算)：５〜１５％、酸化
マグネシウム(MgO)：２５〜４０％、酸化亜鉛(ZnO)：０
〜１０％、二酸化チタン(TiO₂)：４〜２０％、酸化ジル
コニウム(ZrO₂)：０〜８％、酸化セリウム(CeO₂)：０〜
５％、その他：０〜８％および二価金属酸化物成分(RO=
MnO+MgO+ZnO)：３５〜５０％からなるものである。The crystallized glass of the invention according to claim 4 is
A composition mol%, silicon dioxide (SiO _2): 30~4
0%, aluminum oxide (Al ₂ O ₃ ): 5 to 15%, manganese oxide (manganese oxide (II) conversion): 5 to 15%, magnesium oxide (MgO): 25 to 40%, zinc oxide (ZnO) ): 0
10%, titanium dioxide (TiO _2): 4~20%, zirconium oxide (ZrO _2): 0~8%, cerium oxide (CeO _2): 0~
5%, others: 0 to 8% and divalent metal oxide component (RO =
(MnO + MgO + ZnO): 35 to 50%.

【００１５】請求項５に記載の発明の結晶化ガラスは、
請求項１〜４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１５０GPa以上であるもので
ある。[0015] The crystallized glass of the invention described in claim 5 is:
In the invention according to any one of claims 1 to 4, the elastic modulus represented by Young's modulus is 150 GPa or more.

【００１６】請求項６に記載の発明の結晶化ガラスは、
請求項１〜４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１８０GPa以上であるもので
ある。The crystallized glass of the invention according to claim 6 is:
In the invention according to any one of claims 1 to 4, the elastic modulus represented by Young's modulus is 180 GPa or more.

【００１７】請求項７に記載の発明の結晶化ガラスの製
造方法は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の結晶化
ガラスまたはその前駆体ガラスを研削または研磨する際
に発生する研削屑または研磨屑を原料として利用するも
のである。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method for producing a crystallized glass, wherein the crystallized glass or the precursor glass thereof according to any one of the first to sixth aspects is ground or polished. Waste or polishing waste is used as a raw material.

【００１８】請求項８に記載の発明の結晶化ガラスの製
造方法は、前駆体ガラスを一定温度で一定時間保持(一
段目の熱処理)した後、それより高い温度で一定時間保
持(二段目の熱処理)する請求項１〜６のいずれか１項に
記載の結晶化ガラスの製造方法であって、一段目の熱処
理の温度が前駆体ガラスのガラス転移温度(Tg)より２５
〜１００℃高く、その温度での保持時間が３０分以上で
あり、かつ二段目の熱処理の温度が前駆体ガラスのガラ
ス転移温度(Tg)より７５〜３００℃高く、その温度での
保持時間が１０分以上であるものである。In the method for producing crystallized glass according to the present invention, the precursor glass is held at a constant temperature for a fixed time (first heat treatment) and then held at a higher temperature for a fixed time (second step). The method for producing a crystallized glass according to any one of claims 1 to 6, wherein the temperature of the first-stage heat treatment is 25 degrees higher than the glass transition temperature (Tg) of the precursor glass.
100 ° C. higher, the holding time at that temperature is 30 minutes or more, and the temperature of the second heat treatment is 75 to 300 ° C. higher than the glass transition temperature (Tg) of the precursor glass, and the holding time at that temperature Is 10 minutes or more.

【００１９】請求項９に記載の発明の情報記録媒体用基
板は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の結晶化ガラ
スを用いたものである。According to a ninth aspect of the present invention, there is provided an information recording medium substrate using the crystallized glass according to any one of the first to sixth aspects.

【００２０】請求項１０に記載の発明の情報記録媒体
は、請求項９に記載の情報記録媒体用基板を用いたもの
である。An information recording medium according to a tenth aspect of the present invention uses the information recording medium substrate according to the ninth aspect.

【００２１】請求項１１に記載の発明の情報記録装置
は、請求項１０に記載の情報記録媒体を組み込んだもの
である。[0021] An information recording apparatus according to an eleventh aspect of the present invention incorporates the information recording medium according to the tenth aspect.

【００２２】[0022]

【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施形態につ
いて、詳細に説明する。なお、とくに注釈がない限り、
「％」はモルパーセント（mol%）を、「弾性率」はヤン
グ率で示される弾性率を表す。Embodiments of the present invention will be described below in detail. Unless otherwise noted,
“%” Represents a mole percent (mol%), and “elastic modulus” represents an elastic modulus represented by Young's modulus.

【００２３】この発明は、結晶化ガラスにおける組成−
熱処理条件−析出晶系−弾性率に関する本発明者らの精
力的な研究の結果なされたものである。すなわち、マン
ガンを含む結晶が結晶化ガラスの主結晶相を組織する
と、その弾性率が特異的に高くなり、さらにTiO₂をはじ
めとする各種成分の含有率が適当であれば前駆体ガラス
の液相温度が低くなることを見出し、この知見に基づい
て完成されたものである。ところで、マンガンの酸化物
には酸化マンガン(II)(MnO)、三酸化二マンガン(Mn
₂O₃)、二酸化マンガン(MnO₂)など各種存在するが、以下
ではこれらを総称して「MnO」と表記する。また、マン
ガンおよびその酸化物に代表される化合物を「Mn」と略
記する。The present invention relates to a composition in a crystallized glass.
It is the result of the inventors' intensive research on heat treatment conditions-precipitated crystal system-elastic modulus. That is, when the manganese-containing crystal forms the main crystal phase of the crystallized glass, its elastic modulus is specifically increased, and if the content of various components including TiO ₂ is appropriate, the precursor glass liquid They have found that the phase temperature is low, and have been completed based on this finding. Incidentally, manganese oxides include manganese (II) oxide (MnO) and dimanganese trioxide (Mn
There are various types such as ₂ O ₃ ) and manganese dioxide (MnO ₂ ), and these are collectively referred to as “MnO” below. A compound represented by manganese and its oxide is abbreviated as “Mn”.

【００２４】結晶化ガラスは、Mnを主結晶相に含むこと
により、高弾性率を示し、かつ安価に製造される。Mn
は、マンガン重石(huebnerite MnWO₄)、マンガンラング
バイナイト(manganolangbeinite K₂Mn₂(SO₄)₃)、マン
ガンミョウバン石(apjohnite MnAl₂(SO₄)₄・22H₂O)、
マンガン土(wad, black ocher, bog manganese, earthy
manganese)などの多量に存在する鉱物に含有される安
価な元素である。したがって、Mnが含まれる結晶が主結
晶相を形成することにより、弾性率が高くかつ安価とい
うこの発明の効果が両立されることになる。The crystallized glass has a high elastic modulus and is produced at low cost by containing Mn in the main crystal phase. Mn
Is wolframite (huebnerite MnWO _4), manganese rung-by-night _{(manganolangbeinite K 2 Mn 2 (SO} 4) 3), manganese alunite _{(apjohnite MnAl 2 (SO 4)} 4 · 22H 2 O),
Manganese earth (wad, black ocher, bog manganese, earthy
manganese) is an inexpensive element contained in abundant minerals such as manganese. Therefore, since the crystal containing Mn forms the main crystal phase, the effects of the present invention, that is, high elastic modulus and low cost, are compatible.

【００２５】また、Mnはガラスの着色剤として従来から
利用されており、Mnを含むガラスは、その含有率により
茶褐色から黒色に色付く。さらに、Mnを含む非晶質のガ
ラス（前駆体ガラス）を結晶化した結晶化ガラスもまた
同様に、茶色〜黒色に着色するため、この結晶化ガラス
はその表面の欠点、たとえば傷や異物などの検査が容易
である。Mn has been conventionally used as a colorant for glass, and glass containing Mn is colored from brown to black depending on its content. Further, crystallized glass obtained by crystallizing amorphous glass (precursor glass) containing Mn is similarly colored brown to black, so that the crystallized glass has defects on its surface, such as scratches and foreign matter. Inspection is easy.

【００２６】ここで、主結晶相とは、前駆体ガラスの結
晶化で複数種類の結晶が同時に形成する場合において、
その中の最も多い結晶を主な構成単位として組織された
結晶相をいう。結晶相の比率は、以下の方法のいずれ
か、またはその他の方法で求めることができる。（１）
光学顕微鏡や電子顕微鏡などで観察し、各結晶相の面積
から体積％として算出する方法、（２）Ｘ線回折計で粉
末Ｘ線回折パターンに現れる回折ピークの強度から算出
する方法、である。なお、学術的な意味での主結晶相と
は、最も多量に存在する１種類の結晶相を指すが、現実
には複数の結晶相が同程度の量で析出し主結晶相が不明
確な場合があり、上記定義にしたがえばそのような場合
でもこの発明の外延が明確になる。Here, the main crystal phase refers to a case where a plurality of types of crystals are simultaneously formed by crystallization of a precursor glass.
It refers to a crystal phase organized with the most crystals among them as the main constituent units. The ratio of the crystal phases can be determined by one of the following methods or another method. (1)
A method of observing with an optical microscope or an electron microscope or the like and calculating as a volume percentage from the area of each crystal phase, and (2) a method of calculating from the intensity of a diffraction peak appearing in a powder X-ray diffraction pattern with an X-ray diffractometer. Note that the main crystal phase in the academic sense refers to one type of crystal phase that exists in the largest amount, but in reality, a plurality of crystal phases are precipitated in the same amount and the main crystal phase is unclear. In some cases, according to the above definition, the extension of the present invention becomes clear even in such a case.

【００２７】この結晶化ガラスは、高い弾性率を示す有
色の組成物であり、その特性を有効に利用できれば、使
用用途はとくに限定されない。たとえば 光学部品や光
学部品用基板に利用された場合は、高弾性率を活かして
外力による変位が少なく、また有色であることを活かし
て別段の処置を行うことなく迷光を効果的に抑制できる
などの利点が生じる。これらの利点を活用して、補強材
や複合材としての高弾性率セラミックファイバ、建築材
としての外壁用セラミックタイルまたは遮光性に優れた
薬品瓶などに利用されてもよい。また、熱膨張係数が広
い範囲に及ぶことから、光学装置の調整の温度変化によ
るズレを補償する部材としても利用可能である。とくに
高弾性率に注目すれば、結晶化基板に適している。この
結晶化基板は、高速回転においてもたわみが小さく、グ
ライドハイトの狭小化を可能とし、情報記録装置におけ
る記録の高密度化と高速化に寄与する。The crystallized glass is a colored composition exhibiting a high elastic modulus, and its use is not particularly limited as long as its properties can be effectively utilized. For example, when used for optical components and substrates for optical components, the high elastic modulus makes it possible to minimize the displacement due to external force, and the fact that it is colored makes it possible to effectively suppress stray light without taking any special measures. Advantages arise. Taking advantage of these advantages, the present invention may be applied to a high elastic modulus ceramic fiber as a reinforcing material or a composite material, a ceramic tile for an outer wall as a building material, or a medicine bottle having excellent light shielding properties. Further, since the coefficient of thermal expansion covers a wide range, it can be used as a member for compensating for a deviation due to a temperature change in the adjustment of the optical device. If attention is paid to the high elastic modulus, it is suitable for a crystallized substrate. The crystallized substrate has a small deflection even at a high speed rotation, enables a narrow glide height, and contributes to a higher density and a higher speed of recording in an information recording apparatus.

【００２８】主結晶相を組織するMnを含む結晶には、ア
ルミニウム(Al)、シリコン(Si)またはチタン(Ti)の少な
くとも１種類以上の元素が含まれ、かつその主結晶相の
モース硬度が６以上であることが好ましい。これらの元
素を含む結晶が主結晶相を構成することにより、結晶化
ガラスの弾性率がさらに高まる。このような結晶相とし
ては、たとえばガラクサイト(galaxite,MnAl₂O₄,モース
硬度８)、スペッサルタイト(spessartite,Mn₃Al₂Si
₃O₁₂,モース硬度７)、ロードナイト(rhodonite,MnSiO₃,
モース硬度６．５)、テフロイト(tephroite,Mn₂SiO₄,モ
ース硬度６)、パイロックスマンガン石(pyroxmangite,M
nSiO₃,モース硬度６)、パイロファン石(pyrophanite,Mn
TiO₃,モース硬度６)またはマンガンコージェライト(man
ganese cordierite,Mn₂Al₄Si₅O₁₈,モース硬度７)で表さ
れる結晶相のいずれかあるいはいくつかが主結晶相を構
成することが好ましい。弾性率は外部応力に対する変形
し難さの度合いであるから、硬い結晶が多く含まれるほ
ど結晶化ガラスの弾性率が向上すると考えられる。この
考えに基づき、本発明者らは各種実験を繰り返し行い、
弾性率１５０GPa以上の結晶化ガラスを得るためには、M
nを含みかつモース硬度が６以上の結晶を析出させる必
要があることを見出した。The Mn-containing crystal forming the main crystal phase contains at least one or more elements of aluminum (Al), silicon (Si) or titanium (Ti), and has a Mohs hardness of the main crystal phase. It is preferably 6 or more. When the crystal containing these elements constitutes the main crystal phase, the elastic modulus of the crystallized glass further increases. Examples of such a crystalline phase include galaxite (MnAl ₂ O ₄ , Mohs hardness 8) and spessartite (Mn ₃ Al ₂ Si
₃ O ₁₂ , Mohs hardness 7), rhodonite (Rhodonite, MnSiO ₃ ,
Mohs hardness 6.5), tephroite (tephroite, Mn ₂ SiO ₄ , Mohs hardness 6), pyroxmangite (M
nSiO ₃ , Mohs hardness 6), pyrophanite (Mn)
TiO ₃ , Mohs hardness 6) or manganese cordierite (man
It is preferable that any one or some of the crystal phases represented by ganese cordierite, Mn ₂ Al ₄ Si ₅ O ₁₈ and Mohs hardness 7) constitute the main crystal phase. Since the elastic modulus is a degree of difficulty in deforming due to external stress, it is considered that the more hard crystals are included, the higher the elastic modulus of the crystallized glass is. Based on this idea, the present inventors repeatedly performed various experiments,
To obtain a crystallized glass having an elastic modulus of 150 GPa or more, M
It has been found that it is necessary to precipitate crystals containing n and Mohs hardness of 6 or more.

【００２９】前駆体ガラスの作成を容易にする、結晶化
ガラスの弾性率をより高める、または各結晶粒のサイズ
を微細化するなどのため、主結晶相を組織するMnを含む
結晶には、上記以外の金属元素または金属イオンが含ま
れてもよい。たとえば、マグネシウム(Mg)、亜鉛(Zn)、
ジルコニウム(Zr)、セリウム(Ce)またはこれらのイオン
が挙げられる。マグネシウム(Mg)またはそのイオンが含
まれる場合は、結晶化ガラスの弾性率がより向上し、前
駆体ガラスおよび結晶化ガラスが均質化し、また結晶化
されず非晶質のまま残った部分の弾性率が向上する。亜
鉛(Zn)またはそのイオンが含まれる場合は、前駆体ガラ
スおよび結晶化ガラスがより均質化する。ジルコニウム
(Zr)またはそのイオンが含まれる場合は、微小な結晶核
が多量に生成し結晶相が緻密になり、また非晶質のまま
残った部分の弾性率が向上する。セリウム(Ce)またはそ
のイオンが含まれた場合は、前駆体ガラスおよび結晶化
ガラスが均質化し、また非晶質のまま残った部分の弾性
率が向上する。For the purpose of facilitating the production of the precursor glass, increasing the elastic modulus of the crystallized glass, or reducing the size of each crystal grain, Mn-containing crystals constituting the main crystal phase include: Metal elements or metal ions other than the above may be included. For example, magnesium (Mg), zinc (Zn),
Zirconium (Zr), cerium (Ce) or their ions. When magnesium (Mg) or its ion is contained, the elasticity of the crystallized glass is further improved, the precursor glass and the crystallized glass are homogenized, and the elasticity of the portion that is not crystallized and remains amorphous The rate is improved. When zinc (Zn) or its ions are included, the precursor glass and the crystallized glass become more homogeneous. zirconium
When (Zr) or an ion thereof is contained, a large amount of fine crystal nuclei is generated, the crystal phase becomes dense, and the elastic modulus of the portion remaining amorphous is improved. When cerium (Ce) or its ion is contained, the precursor glass and the crystallized glass are homogenized, and the elastic modulus of the portion remaining amorphous is improved.

【００３０】MnOは、主結晶相を形成するための必須成
分である。結晶化ガラスにおけるその組成成分含有率
は、酸化マンガン(II)に換算して５〜４５％である。こ
の含有率が５％未満の場合は、バッチの熔融温度が急激
に上昇するため均質な前駆体ガラスの製造が困難とな
り、その結果結晶が偏在する結晶化ガラスが形成され易
くなる。また、Mnを含む結晶が主結晶相を組織し難くな
り、結晶化ガラスの弾性率が低下したり、色が薄くなり
その表面の欠点検査が難しくなる。ここで、バッチと
は、各組成成分が適当な含有率となるよう調合されたガ
ラス原料をいう。一方、４５％を越える場合は、熔融ガ
ラスの液相温度が急激に上昇するため、均質な前駆体ガ
ラスが形成され難く、結晶が偏在する結晶化ガラスが形
成され易くなる。このような問題を効果的に回避するた
めに、MnOの含有率は、５〜３０％が、さらには５〜２
５％が、とくには５〜１５％が好ましい。MnO is an essential component for forming a main crystal phase. The content of the component in the crystallized glass is 5 to 45% in terms of manganese (II) oxide. If this content is less than 5%, the melting temperature of the batch rises sharply, making it difficult to produce a homogeneous precursor glass. As a result, crystallized glass in which crystals are unevenly distributed tends to be formed. Further, it becomes difficult for the crystal containing Mn to form a main crystal phase, and the elastic modulus of the crystallized glass is reduced or the color becomes thin, so that it becomes difficult to inspect the surface for defects. Here, the term “batch” refers to a glass raw material prepared such that each component has an appropriate content. On the other hand, if it exceeds 45%, the liquidus temperature of the molten glass rises sharply, so that it is difficult to form a homogeneous precursor glass, and it is easy to form crystallized glass in which crystals are unevenly distributed. In order to effectively avoid such problems, the content of MnO is preferably 5 to 30%, more preferably 5 to 2%.
5% is preferred, especially 5 to 15%.

【００３１】MgOは、前駆体ガラスおよび結晶化ガラス
の均質化に役立つ必須成分である。主結晶相にMgOが含
まれる場合は、結晶化ガラスの弾性率がさらに向上す
る。しかし、過多に含まれると前駆体ガラスの液相温度
が上昇する傾向を示すため、その上限が定められる。Mg
Oの含有率は、２０〜４５％であり、２０〜４０％が好
ましく、２５〜４０％がより好ましい。MgO is an essential component that helps homogenize the precursor glass and the crystallized glass. When MgO is contained in the main crystal phase, the elastic modulus of the crystallized glass is further improved. However, if the content is excessive, the liquidus temperature of the precursor glass tends to increase, so the upper limit is set. Mg
The O content is 20 to 45%, preferably 20 to 40%, more preferably 25 to 40%.

【００３２】SiO₂は、前駆体ガラスをガラス化させ、前
駆体ガラスおよび結晶相の骨格を構成する必須の成分で
ある。その含有率に関して、均質な前駆体ガラスの形成
のために下限値が、Mnを含む結晶が主結晶相を組織する
ために上限値が定められる。具体的には、３０〜６０％
であり、３０〜５５％が好ましく、さらには３０〜４５
％、とくには３０〜４０％が好適である。この含有率が
３０％未満の場合は、液相温度が急激に上昇すると共
に、ガラス融液の粘度が非常に低く失透の成長速度が速
くなり、均質な前駆体ガラスが形成され難くなる。一
方、含有率が６０％を越えると、液相温度が上昇する問
題に加えて、ガラス融液の粘度が非常に高くなり、均質
な前駆体ガラスを得ることが困難になる。また、Mnを含
まないトリジマイト(tridymite, SiO₂)が主結晶相を組
織し易くなる。トリジマイトのモース硬度は７である
が、それが主結晶相を組織する結晶化ガラスの弾性率は
低い。SiO ₂ is an essential component for vitrifying the precursor glass and constituting the skeleton of the precursor glass and the crystal phase. With respect to the content, a lower limit is set for the formation of a homogeneous precursor glass, and an upper limit is set for crystals containing Mn to form a main crystal phase. Specifically, 30-60%
And preferably 30 to 55%, more preferably 30 to 45%.
%, Especially 30 to 40%, is suitable. When the content is less than 30%, the liquidus temperature rises rapidly, the viscosity of the glass melt is very low, the growth rate of devitrification is high, and it is difficult to form a homogeneous precursor glass. On the other hand, if the content exceeds 60%, in addition to the problem that the liquidus temperature rises, the viscosity of the glass melt becomes extremely high, and it becomes difficult to obtain a homogeneous precursor glass. Further, tridymite (tridymite, SiO ₂ ) containing no Mn easily forms a main crystal phase. Although Tridymite has a Mohs hardness of 7, the modulus of crystallized glass in which it forms the main crystalline phase is low.

【００３３】Al₂O₃は、前駆体ガラスおよび結晶相を構
成する成分であって、その含有率は４〜２７％である。
また、５〜２５％が好ましく、さらには５〜２０％、と
くには５〜１５％が好ましい。この含有率が４％未満の
場合は、液相温度が急激に上昇するため、均質な前駆体
ガラスおよび結晶化ガラスの成形が困難になる。一方、
２７％を越えると、液相温度が急激に上昇してしまうと
共に、Al₂O₃が熔解し切れず未熔解物となって残り、均
質な前駆体ガラスが形成され難くなる。Al ₂ O ₃ is a component constituting the precursor glass and the crystal phase, and its content is 4 to 27%.
Further, it is preferably 5 to 25%, more preferably 5 to 20%, particularly preferably 5 to 15%. If this content is less than 4%, the liquidus temperature rises sharply, making it difficult to form a homogeneous precursor glass and crystallized glass. on the other hand,
If it exceeds 27%, the liquidus temperature rises rapidly, and Al ₂ O ₃ remains unmelted without being completely melted, making it difficult to form a homogeneous precursor glass.

【００３４】ZnOは、前駆体ガラスおよび結晶化ガラス
の均質化に役立つ任意成分である。ZnOの含有率は、０
〜２０％であり、０〜１２％が好ましく、さらには０〜
１０％が好適である。この含有率が２０％を越える場合
は、前駆体ガラスが失透するおそれが高くなる。主結晶
相にZnOが含まれる場合は、結晶化ガラスの弾性率が少
し低下するが、その影響は無視できる程度である。[0034] ZnO is an optional ingredient that helps homogenize the precursor glass and the crystallized glass. ZnO content is 0
-20%, preferably 0-12%, more preferably 0-0
10% is preferred. If this content exceeds 20%, the risk of devitrification of the precursor glass increases. When ZnO is contained in the main crystal phase, the elastic modulus of the crystallized glass slightly decreases, but the effect is negligible.

【００３５】二価金属酸化物成分(RO=MnO+MgO+ZnO)の含
有率は、前駆体ガラスの液相温度と結晶化ガラスの弾性
率に大きな影響を与える。その含有率が２５％未満で
は、結晶化ガラスの弾性率が低下し、一方６０％を超え
ると、前駆体ガラスの液相温度が上昇し、ガラス融液の
冷却固化時に失透し均質な前駆体ガラスが形成されない
ことが多い。したがって、ROの含有率は２５〜６０％
が、さらには３０〜５０％が、とくには３５〜５０％が
好ましい。The content of the divalent metal oxide component (RO = MnO + MgO + ZnO) greatly affects the liquidus temperature of the precursor glass and the elastic modulus of the crystallized glass. If the content is less than 25%, the elastic modulus of the crystallized glass decreases, while if it exceeds 60%, the liquidus temperature of the precursor glass increases, and the glass melt devitrifies upon cooling and solidification, resulting in a homogeneous precursor. Body glass is often not formed. Therefore, RO content is 25-60%
However, it is more preferably 30 to 50%, particularly preferably 35 to 50%.

【００３６】TiO₂は、前駆体ガラスおよび結晶化ガラス
の均質化に役立つ成分であると共に、結晶の微細化に役
立つ核形成剤としても働く優れた成分である。結晶中に
取り込まれた場合は、結晶化ガラスの弾性率を大きく向
上させ、結晶に取り込まれない場合でも結晶以外の部分
の弾性率を向上させる。したがって、他の任意成分に優
先して含有されるべき成分である。また、TiO₂は乳白色
のガラスに比較的多量に含まれることから判るように、
ガラスを乳濁させてしまう副作用がある。そのためTiO₂
の含有率は、０〜２０％であり、２〜２０％が好まし
く、さらには４〜２０％が好適である。この含有率が２
０％を越える場合は、前駆体ガラスの液相温度が上昇
し、耐失透性が悪化するとともに、乳濁し易くなる。TiO ₂ is an excellent component that helps to homogenize the precursor glass and the crystallized glass, and also functions as a nucleating agent that helps to refine the crystal. When incorporated into the crystal, the elastic modulus of the crystallized glass is greatly improved, and even when the crystallized glass is not incorporated into the crystal, the elastic modulus of the other parts is increased. Therefore, it is a component to be contained in preference to other optional components. Also, as can be seen from the relatively large amount of TiO ₂ contained in milky glass,
It has the side effect of emulsifying the glass. Therefore TiO ₂
Is from 0 to 20%, preferably from 2 to 20%, more preferably from 4 to 20%. This content is 2
If it exceeds 0%, the liquidus temperature of the precursor glass rises, the devitrification resistance deteriorates, and the emulsion becomes easily emulsified.

【００３７】ZrO₂は、任意成分であり、また結晶核の形
成に役立つ核形成剤の一つとして従来から知られている
成分である。さらに、結晶化ガラスにおける結晶以外の
部分の弾性率を向上させる成分でもある。ただし、前駆
体ガラスに過多に含有されると、不必要な結晶化(失透)
を引き起こすおそれがある。ZrO₂の過剰な添加は、前駆
体ガラスの耐失透性を悪化させるのみならず、分相によ
る乳濁を引き起こす。したがって、ZrO₂の含有率は０〜
１０％であり、０〜８％が好ましい。ZrO ₂ is an optional component and a component conventionally known as one of nucleating agents useful for forming crystal nuclei. Further, it is a component for improving the elastic modulus of a portion other than the crystal in the crystallized glass. However, if the precursor glass contains too much, unnecessary crystallization (devitrification)
May cause Excessive addition of ZrO ₂ not only degrades the devitrification resistance of the precursor glass, but also causes emulsion due to phase separation. Therefore, the content of ZrO ₂ is 0 to
10%, preferably 0 to 8%.

【００３８】CeO₂は、任意成分であり、結晶化ガラスに
おける結晶以外の部分の弾性率を向上させる成分であ
る。また、一般に使用されている研磨剤の主成分でもあ
る。結晶化ガラスにおけるCeO₂の含有率は、５％以下で
あり、０〜３％が好ましい。この含有率が５％を越える
場合は、前駆体ガラスの液相温度が上昇し、その耐失透
性が悪化する。CeO ₂ is an optional component and is a component for improving the modulus of elasticity of portions other than crystals in the crystallized glass. It is also the main component of commonly used abrasives. The content of CeO ₂ in the crystallized glass is 5% or less, and preferably 0 to 3%. If this content exceeds 5%, the liquidus temperature of the precursor glass increases, and its devitrification resistance deteriorates.

【００３９】また、熔解時の清澄、ガラス融液の製造時
の粘度の調整などを目的として、上記の主成分以外の成
分（以下、「その他の成分」とする）をさらに加えるこ
とができる。たとえば、As₂O₃、Sb₂O₃、SO₃、SnO₂、Fe₂
O₃、CoO、Cl、F、R₂O（Rは、Li、Na、K、Cs）、R'O（R'
は、Ca、Sr、Ba）などである。以下、「その他の成分」
の機能および含有率の好適範囲について説明する。Further, components other than the above-mentioned main components (hereinafter, referred to as “other components”) can be further added for the purpose of clarification during melting, adjustment of viscosity during production of glass melt, and the like. For example, As ₂ O ₃ , Sb ₂ O ₃ , SO ₃ , SnO ₂ , Fe ₂
O ₃ , CoO, Cl, F, R ₂ O (R is Li, Na, K, Cs), R′O (R ′
Is Ca, Sr, Ba) and the like. Below, "Other components"
The preferable range of the function and the content is described below.

【００４０】まず、アルカリ金属酸化物(R₂O)について
説明する。酸化リチウム(Li₂O)は非晶質部分の弾性率を
高めることができ、酸化ナトリウム(Na₂O)は熔解時の清
澄に役立つ。酸化カリウム(K₂O)および酸化セシウム(Cs
₂O)は、ガラス融液の粘度を高め、ガラス融液を冷却固
化する際の成形性を高める。R₂Oの含有率は、Li₂O、Na₂
O、K₂OまたはCs₂Oが各４％以下、合計で８％以下が好ま
しい。この上限値を超えた場合は、ガラスが極めて失透
し易くなると共に、ガラス転移点すなわち耐熱性が低下
する。First, the alkali metal oxide (R ₂ O) will be described. Lithium oxide (Li ₂ O) can increase the elastic modulus of the amorphous portion, and sodium oxide (Na ₂ O) helps clarification during melting. Potassium oxide (K ₂ O) and cesium oxide (Cs
₂ O) increases the viscosity of the glass melt and enhances the moldability when the glass melt is cooled and solidified. The content of R ₂ O is Li ₂ O, Na ₂
O, K ₂ O or Cs ₂ O are each preferably 4% or less, and a total of 8% or less is preferable. If the upper limit is exceeded, the glass becomes extremely devitrified, and the glass transition point, that is, the heat resistance decreases.

【００４１】つぎに、アルカリ土類金属酸化物(R'O)
は、酸化カルシウム(CaO)、酸化ストロンチウム(SrO)お
よび酸化バリウム(BaO)のいずれもがバッチの熔解性を
高める成分である。さらに、CaOはMgOと連携して結晶化
ガラスの弾性率を向上させる。ただし、CaOの含有率が
５％を超えると、液相温度が急上昇する。SrOは、結晶
化ガラスの弾性率はあまり向上させないが、液相温度を
下げる機能がある。ただし、SrOの含有率が５％を超え
ると、液相温度は逆に高くなる。BaOは結晶化ガラスの
密度を高めるため、その含有率は３％以下が好ましい。
さらに、CaO、SrOおよびBaOの合計含有率は、８％以下
が好ましい。ガラス融液を冷却固化する際に、失透が極
めて生じ易くなるからである。Next, an alkaline earth metal oxide (R'O)
Is a component in which calcium oxide (CaO), strontium oxide (SrO) and barium oxide (BaO) are all components that enhance the meltability of the batch. In addition, CaO works with MgO to improve the modulus of the crystallized glass. However, when the CaO content exceeds 5%, the liquidus temperature rises sharply. SrO does not significantly improve the modulus of crystallized glass, but has the function of lowering the liquidus temperature. However, when the content of SrO exceeds 5%, the liquidus temperature increases conversely. Since BaO increases the density of crystallized glass, its content is preferably 3% or less.
Further, the total content of CaO, SrO and BaO is preferably 8% or less. This is because when the glass melt is cooled and solidified, devitrification is extremely likely to occur.

【００４２】上記列挙したその他の成分は、意図的に加
えられる場合のほか、主成分の原料の不純物として混入
する場合もある。その他の成分の合計含有率は、８％以
下であり、５％以下が好ましい。８％を越える場合は、
主成分の含有率に及ぼす影響が大きくなるからである。
一方、２％程度は、主成分の原料の不純物として混入す
ることが多い。また、後述するように研磨屑を結晶化ガ
ラスの原料として再利用する場合は、CeO₂を主成分とす
る研磨剤に希土類酸化物あるいは酸化イットリウム(Y₂O
₃)などが含まれるため、これらが結晶化ガラスに含まれ
ることになる。The other components listed above may be added intentionally or may be mixed as impurities of the main component material. The total content of other components is 8% or less, and preferably 5% or less. If it exceeds 8%,
This is because the influence on the content of the main component is increased.
On the other hand, about 2% is often mixed as an impurity of the raw material of the main component. Moreover, when reusing the polishing debris as will be described below as a raw material of the crystallized glass is a rare earth oxide or yttrium oxide abrasive mainly composed of CeO ₂ (Y ₂ O
₃ ) and the like are included in the crystallized glass.

【００４３】上記の各組成成分の含有率からなる結晶化
ガラスは、弾性率が１５０GPa以上である。アルミ基板
の弾性率は７１GPaであり、この結晶化ガラスの弾性率
はその２倍以上である。また、後述の実施例に記載する
ように、上記範囲内で組成成分をさらに調整すれば、そ
の弾性率が確実に１８０GPa以上となり、さらには１９
０GPa以上となる場合もある。したがって、この結晶化
ガラスは、高弾性率による特性を必要とする上記各種用
途において有効に利用される。The crystallized glass having the above compositional components has an elastic modulus of 150 GPa or more. The elastic modulus of the aluminum substrate is 71 GPa, and the elastic modulus of the crystallized glass is twice or more. Further, as described in the examples below, if the composition is further adjusted within the above range, the modulus of elasticity will surely be 180 GPa or more,
It may be 0 GPa or more. Therefore, the crystallized glass is effectively used in the above-mentioned various applications requiring characteristics with a high elastic modulus.

【００４４】また、結晶化ガラスは、自重に耐えられな
くなる温度(降伏点)が９００℃以上であり耐熱性に優れ
ることから、高温での加工処理でも変形などの不具合を
生じ難い。したがって、基板として用いられる場合、そ
の表面上に形成される機能性膜の性能を容易に高めるこ
とができる。かかる機能性膜は、通常は結晶化基板上に
スパッタリング法により成膜されるが、その際に結晶化
基板が十分に加熱されると、その肌理が細かくなり、情
報記録の高密度化が可能となる。また、前記結晶化基板
の十分な加熱を、機能性膜の成膜後に行っても同様の効
果がある。すなわち、結晶化ガラスの耐熱性が高いこと
により、情報記録媒体における情報記録の高密度化が体
現される。Further, the crystallized glass has a temperature (yield point) at which it cannot withstand its own weight (yield point) of 900 ° C. or more, and is excellent in heat resistance. Therefore, when used as a substrate, the performance of a functional film formed on its surface can be easily enhanced. Such a functional film is usually formed on a crystallized substrate by a sputtering method, but when the crystallized substrate is sufficiently heated at that time, the texture becomes finer and the density of information recording can be increased. Becomes Further, the same effect can be obtained by sufficiently heating the crystallized substrate after forming the functional film. That is, since the heat resistance of the crystallized glass is high, the density of information recording on the information recording medium is embodied.

【００４５】結晶化ガラスの製造方法は、とくに限定さ
れるものではなく、公知の製造方法によることができ、
たとえば以下の２つの製造方法を挙げることができる。
（１）前駆体ガラスを、ガラス転位温度より２０℃以上
高い温度で、一定時間以上保持する一段階熱処理による
製造方法。（２）前駆体ガラスを、ガラス転位温度近辺
の温度である時間保持して結晶核を発生させ、しかる後
に昇温しその核が成長するのに十分な時間保持する二段
階熱処理による製造方法。The method for producing the crystallized glass is not particularly limited, and may be a known production method.
For example, the following two manufacturing methods can be mentioned.
(1) A production method by a one-step heat treatment in which a precursor glass is kept at a temperature higher than the glass transition temperature by 20 ° C. or more for a certain time or more. (2) A manufacturing method by a two-stage heat treatment in which the precursor glass is held for a period of time near the glass transition temperature to generate crystal nuclei, and then the temperature is raised and held for a period of time sufficient for the nuclei to grow.

【００４６】しかし、以下の製造方法によれば、弾性率
が高くかつ極めて微細な結晶が多量に析出した結晶化ガ
ラスが容易に形成される。すなわち、二段階熱処理であ
って、前駆体ガラスをそのガラス転移温度(Tg)より２５
〜１００℃高い温度で３０分以上保持(一段目の熱処理)
した後、Tgより７５〜３００℃高い温度で１０分以上保
持(二段目の熱処理)する方法である。一段目の熱処理
は、公知のとおり前駆体ガラス中に結晶核を生成させる
過程である。その処理温度がTgより２５℃高い温度未満
であったり、保持時間が３０分未満である場合は、結晶
核の発生が不十分となるため、二段目の熱処理において
弾性率の向上にあまり寄与しない結晶相が析出したり、
析出した結晶が粗大化し微細な結晶の成長が妨げられた
りする。一方、その処理温度がTgより１００℃を超えて
高い場合は、一段目の熱処理中に前駆体ガラスが大きく
変形したり、融解したりする可能性が高い。また、二段
目の熱処理は、公知のとおり前駆体ガラス中に発生させ
た結晶核を成長させる過程である。しかし、その処理温
度がTgより７５℃高い温度未満であったり、保持時間が
１０分未満である場合は、結晶の成長が不十分となるた
め、結晶化ガラスの弾性率が低くなりがちである。ま
た、二段目の熱処理の温度は、一段目の熱処理の温度よ
り高くなければ二段階の熱処理を行う意味がない。一
方、その処理温度がTgより３００℃を超えて高い場合
は、弾性率の向上にあまり寄与しない結晶相が析出した
り、熱処理中に前駆体ガラスが大きく変形したり、融解
したりしてしまう可能性が高い。However, according to the following production method, crystallized glass having a high elastic modulus and a large amount of extremely fine crystals precipitated can be easily formed. That is, it is a two-step heat treatment, in which the precursor glass is moved from its glass transition temperature (Tg)
Hold at ~ 100 ° C higher temperature for 30 minutes or more (first heat treatment)
After that, it is a method of holding at a temperature 75 to 300 ° C. higher than Tg for 10 minutes or more (second heat treatment). The first-stage heat treatment is a process of generating crystal nuclei in the precursor glass as is known. If the processing temperature is lower than 25 ° C. higher than Tg or the holding time is shorter than 30 minutes, the generation of crystal nuclei becomes insufficient, so that it greatly contributes to the improvement of the elastic modulus in the second heat treatment. Crystal phase that does not precipitate,
The precipitated crystals are coarsened and the growth of fine crystals is hindered. On the other hand, when the processing temperature is higher than Tg by more than 100 ° C., there is a high possibility that the precursor glass is greatly deformed or melted during the first heat treatment. The second-stage heat treatment is a process for growing crystal nuclei generated in the precursor glass as is known. However, when the processing temperature is lower than 75 ° C. higher than Tg or the holding time is shorter than 10 minutes, the crystal growth is insufficient, and the elastic modulus of the crystallized glass tends to be low. . Further, unless the temperature of the second heat treatment is higher than the temperature of the first heat treatment, there is no point in performing the two heat treatments. On the other hand, when the processing temperature is higher than Tg by more than 300 ° C., a crystal phase that does not significantly contribute to the improvement of the elastic modulus is precipitated, or the precursor glass is significantly deformed or melted during the heat treatment. Probability is high.

【００４７】前駆体ガラスおよび結晶化ガラスは、使用
用途に応じて適宜加工されるが、たとえば基板に加工さ
れる場合、その研磨工程において多くの研磨屑が発生す
る。この研磨屑は、結晶化ガラスまたはその前駆体ガラ
スと研磨剤との混合物であって、CeO₂を主成分とする研
磨剤を用いる場合には、前駆体ガラスの原料となりう
る。したがって、この研磨屑をバッチに加えることによ
り、リサイクルによる資源の有効利用および研磨屑とい
う産業廃棄物の排出量の削減による環境保護という新た
な効果が発揮されることになる。研磨剤の成分は、とく
に限定されないが、上記の効果を発揮させるため結晶化
ガラスの主成分からなるものであることが好ましい。The precursor glass and crystallized glass are appropriately processed according to the intended use. For example, when processed into a substrate, a large amount of swarf is generated in the polishing step. This polishing dust is a mixture of crystallized glass or its precursor glass and an abrasive, and can be a raw material of the precursor glass when an abrasive mainly composed of CeO ₂ is used. Therefore, by adding this polishing waste to the batch, new effects such as effective use of resources by recycling and reduction of the amount of industrial waste called polishing waste, and environmental protection are exhibited. The component of the abrasive is not particularly limited, but is preferably composed of the main component of the crystallized glass in order to exert the above effects.

【００４８】結晶化ガラスを基板に加工するには、従来
の技術がそのまま流用可能である。この結晶化基板は、
弾性率が高いため、薄くてもたわみが生じ難く、かつ共
振による振動を起こし難いという優れた特性を備える。
また、結晶化基板自体が有色であるため、その表面に存
在する傷や異物などの欠点が微少なものであっても精度
よく検出される。さらに、その表面をレーザ加工する場
合には、熱吸収率が高いことからより微細な加工が可能
となる。したがって、この結晶化基板を組み込んだ情報
記録装置は、今後さらに厳しくなる高密度化、高速化お
よび薄板化の要求に対し、十分に応えることができるも
のである。For processing the crystallized glass into a substrate, the conventional technology can be used as it is. This crystallized substrate is
Since it has a high elastic modulus, it has excellent characteristics that it is unlikely to bend even if it is thin, and it is hard to cause vibration due to resonance.
Further, since the crystallized substrate itself is colored, even if a defect such as a scratch or a foreign substance existing on the surface is minute, it can be detected with high accuracy. Furthermore, when the surface is laser-processed, finer processing is possible because of high heat absorption. Therefore, an information recording device incorporating this crystallized substrate can sufficiently respond to demands for higher density, higher speed, and thinner plate, which will be stricter in the future.

【００４９】[0049]

【実施例】以下に、実施例および比較例を用いて、この
発明をさらに具体的に説明する。 （実施例１）下記「表１」に記載の組成成分含有率とな
るように、通常のガラス原料であるシリカ、アルミナ、
二酸化マンガン、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、
酸化亜鉛、チタニア、ジルコニア、酸化セリウムなどを
用いてバッチを調合した。なお、二酸化マンガン(MnO₂)
の代わりに三酸化二マンガン(Mn₂O₃)、炭酸マンガン(Mn
CO₃)を用いてもよい。このバッチを白金ルツボを用いて
１，５５０℃で熔融させ、そのまま４時間保持した後
に、ガラス融液を鉄板上に流し出した。鉄板上に流し出
したガラス融液は、１０数秒で冷却固化し、固化後直ち
に６００℃に設定した電気炉に入れた。３０分後、電気
炉の電源を切り、室温まで放冷して徐冷することによ
り、前駆体ガラスを得た。The present invention will be described more specifically below with reference to examples and comparative examples. (Example 1) Ordinary glass raw materials such as silica, alumina,
Manganese dioxide, magnesium oxide, calcium carbonate,
Batches were prepared using zinc oxide, titania, zirconia, cerium oxide, and the like. Note that manganese dioxide (MnO ₂ )
Instead of dimanganese trioxide (Mn ₂ O ₃ ), manganese carbonate (Mn
CO ₃ ) may be used. This batch was melted at 1,550 ° C. using a platinum crucible, kept for 4 hours, and then the glass melt was poured out onto an iron plate. The glass melt poured out onto the iron plate was cooled and solidified in about 10 seconds, and immediately after solidification, it was placed in an electric furnace set at 600 ° C. After 30 minutes, the power of the electric furnace was turned off, the mixture was allowed to cool to room temperature, and then gradually cooled to obtain a precursor glass.

【００５０】この前駆体ガラスの液相温度をつぎの方法
により測定した。通常、液相温度は前駆体ガラス粒を長
方形の白金皿に満たし、温度勾配炉中に一定時間保持し
た後、光学顕微鏡で観察し、ガラス中に析出した結晶の
うち最も高い温度の値をもって液相温度とすることが多
い。しかし、この前駆体ガラスは茶褐色〜黒色をしてい
るため、光学顕微鏡や目視観察など光学的な手段でガラ
ス内部に析出した結晶の有無を判別することが困難であ
る。そのため、前駆体ガラス粒を白金皿に並べ、温度勾
配炉中に１時間保持した後、目視観察し、ガラス表面の
結晶が消失し観察されない最低の温度を液相温度とし
た。ガラスの熱処理において、結晶は内部よりも表面の
方に析出し易く、また結晶消失温度は内部より表面の方
が高くなることが一般に知られている。したがって、測
定結果としての液相温度は１，２９０℃であるが、従来
の方法で測定したならば、その温度はより低い値になる
と考えられる。すなわち、この前駆体ガラスは、一般的
な商業ガラスと同程度、もしくはそれ以下の液相温度で
あると考えられる。The liquidus temperature of this precursor glass was measured by the following method. Normally, the liquidus temperature is determined by filling the precursor glass particles in a rectangular platinum dish and keeping it in a temperature gradient furnace for a certain period of time, then observing it with an optical microscope and determining the highest temperature value among the crystals precipitated in the glass. Often the phase temperature. However, since the precursor glass has a brownish-black color, it is difficult to determine the presence or absence of crystals precipitated inside the glass by optical means such as an optical microscope or visual observation. For this reason, the precursor glass particles were arranged in a platinum dish, kept in a temperature gradient furnace for 1 hour, and then visually observed. The lowest temperature at which crystals on the glass surface disappeared and were not observed was defined as the liquidus temperature. It is generally known that, during heat treatment of glass, crystals are more likely to precipitate on the surface than on the inside, and the crystal disappearance temperature is higher on the surface than on the inside. Therefore, although the liquidus temperature as a measurement result is 1,290 ° C., it is considered that the temperature will be lower if measured by a conventional method. That is, the precursor glass is considered to have a liquidus temperature equal to or lower than that of general commercial glass.

【００５１】〔前駆体ガラスの物性測定〕前駆体ガラス
を１０×３０×３０mmに切断し、各面を鏡面研磨して板
状サンプルを製造した。まず、アルキメデス法により、
板状サンプルの密度を測定した。つぎに、シングアラウ
ンド発振器を用い、超音波パルス法(JIS R 1602-1986)
により板状サンプルの弾性率を算出した。つづいて、直
径５mm、長さ１５mmの円柱状のサンプルを製造し、通常
の熱膨張計を用いて、熱膨張係数が急増する温度として
定義されるガラス転移点、円柱状サンプルが自重に耐え
られなくなり垂直方向の膨張が観測されなくなる温度と
して定義される降伏点および５０〜３５０℃の平均線膨
張係数を求めた。[Measurement of Physical Properties of Precursor Glass] The precursor glass was cut into 10 × 30 × 30 mm, and each surface was mirror-polished to produce a plate-like sample. First, by the Archimedes method,
The density of the plate sample was measured. Next, using a sing-around oscillator, the ultrasonic pulse method (JIS R 1602-1986)
Was used to calculate the elastic modulus of the plate sample. Subsequently, a cylindrical sample having a diameter of 5 mm and a length of 15 mm is manufactured, and a glass transition point defined as a temperature at which a coefficient of thermal expansion sharply increases is determined using a normal thermal dilatometer. The yield point, defined as the temperature at which no vertical expansion was observed and the average linear expansion coefficient between 50 and 350 ° C., were determined.

【００５２】〔結晶化処理〕つぎに、前駆体ガラスを８
００℃に設定した電気炉の中で２時間保持し、十分に結
晶核を発生させた。その後、電気炉内の温度を５℃／分
で昇温して９５０℃にまで上げてさらに４時間保持し、
結晶を十分に成長させた後、炉の電源を切り室温まで冷
却した。この熱処理によっても前駆体ガラスは変形する
ことなく、得られた結晶化ガラスは黒色であった。この
結晶化ガラスの一部を採取し、Ｘ線回折計を用いて粉末
Ｘ線回折パターンを測定したところ、主結晶相はパイロ
ファン石およびロードナイトの各々にチタンが固溶した
結晶で組織され、スペッサルタイトにチタンおよびマグ
ネシウムが固溶した結晶も共存していることが判った。[Crystallization treatment] Next, the precursor glass was
It was kept in an electric furnace set at 00 ° C. for 2 hours to sufficiently generate crystal nuclei. Thereafter, the temperature in the electric furnace was increased at a rate of 5 ° C./min to 950 ° C., and held for another 4 hours.
After sufficient growth of the crystals, the furnace was turned off and cooled to room temperature. The precursor glass was not deformed by this heat treatment, and the obtained crystallized glass was black. When a part of this crystallized glass was sampled and the powder X-ray diffraction pattern was measured using an X-ray diffractometer, the main crystal phase was structured with crystals in which titanium was dissolved in each of pyrophanite and rhodonite, It was found that crystals in which titanium and magnesium were dissolved in spessartite coexisted.

【００５３】［結晶化ガラスの物性測定〕サンプルの準
備および測定は、上記「前駆体ガラスの物性測定」と全
く同じである。ただし、サンプルは均質なガラスではな
いので、前駆体ガラスにおいてガラス転移点と定義した
温度は、膨張係数の転移温度と呼称した。測定の結果、
この結晶化ガラスの密度は３．５０g・cm^-3、弾性率は
１８０GPa、膨張係数は７９×１０^-7℃^-1であった。ま
た、膨張係数が大きく変化する転移温度、自重で変形す
る降伏点はどちらも９００℃以上(装置の測定能力を越
える)であった。このことから、この結晶化ガラスは耐
熱性に優れるものであることが判る。また、破断面を走
査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したところ、結晶化ガ
ラス中に析出した結晶は、直径２０〜４０nmの微細な結
晶粒であることが判った。これらの測定値を、下記「表
１」に併せて記載する。[Measurement of Physical Properties of Crystallized Glass] The preparation and measurement of the sample are exactly the same as the above-mentioned "Measurement of Physical Properties of Precursor Glass". However, since the sample was not a homogeneous glass, the temperature defined as the glass transition point in the precursor glass was referred to as the expansion coefficient transition temperature. As a result of the measurement,
The density of the crystallized glass was 3.50 g · cm ⁻³ , the elastic modulus was 180 GPa, and the expansion coefficient was 79 × 10 ⁻⁷ ° C. ⁻¹ . Further, the transition temperature at which the expansion coefficient greatly changes and the yield point at which deformation occurs due to its own weight were both 900 ° C. or more (exceeding the measuring capability of the device). This indicates that the crystallized glass has excellent heat resistance. When the fracture surface was observed with a scanning electron microscope (SEM), it was found that the crystals precipitated in the crystallized glass were fine crystal grains having a diameter of 20 to 40 nm. These measured values are described in Table 1 below.

【００５４】（実施例２〜４５）各実施例毎に各組成成
分の含有率を変えて、実施例１と同様にして前駆体ガラ
スを製造した。各実施例の組成を下記「表１」〜「表
６」に示す。それぞれの前駆体ガラスを、表に記載の条
件で熱処理して結晶化ガラスを得た。各実施例の結晶化
ガラスの主結晶相は、いずれもガラクサイト、スペッサ
ルタイト、ロードナイト、テフロイト、パイロックスマ
ンガン石、パイロファン石、マンガンコージェライトに
同定される結晶からなることが粉末Ｘ線回折パターンよ
り判った。また、Ｘ線回折パターンは、各々の上記の結
晶の純粋なもののパターンとはズレを生じており、それ
ぞれの結晶を形成する陽イオンの一部が他の金属イオ
ン、たとえばチタンやマグネシウム、亜鉛、ジルコニウ
ム、セリウムなどと置換していることが判った。また、
実施例１と同様にして、各実施例毎に板状サンプルおよ
び円柱状サンプルを製造し、その密度と弾性率、熱膨張
係数、転移温度および降伏点を測定した。測定の結果を
下記の表に併せて記載する。(Examples 2 to 45) Precursor glasses were produced in the same manner as in Example 1 except that the content of each composition component was changed for each example. The composition of each example is shown in Tables 1 to 6 below. Each precursor glass was heat-treated under the conditions described in the table to obtain crystallized glass. The main crystal phase of the crystallized glass of each example is a powder X-ray which can be composed of crystals identified as galactite, spessartite, rhodonite, tephrite, pyrox manganese, pyrophanite, and manganese cordierite. It was found from the diffraction pattern. In addition, the X-ray diffraction pattern is different from the pure pattern of each of the above crystals, and a part of the cations forming each crystal has another metal ion such as titanium, magnesium, zinc, or the like. It was found that it was replaced with zirconium, cerium, etc. Also,
In the same manner as in Example 1, a plate sample and a columnar sample were manufactured for each example, and the density, elastic modulus, thermal expansion coefficient, transition temperature, and yield point were measured. The results of the measurement are also shown in the following table.

【００５５】[0055]

【表１】 [Table 1]

【００５６】[0056]

【表２】 [Table 2]

【００５７】[0057]

【表３】 [Table 3]

【００５８】[0058]

【表４】 [Table 4]

【００５９】[0059]

【表５】 [Table 5]

【００６０】[0060]

【表６】 [Table 6]

【００６１】〔結晶化基板の製造および性能測定〕各実
施例で製造した結晶化ガラスを、厚さ１．１mm、外径９
５mm、内径２５mmのドーナツ状に切り出し、内周面と外
周面に面取り加工および端面研磨を施した。つぎに、平
均粒径が１μmの遊離砥粒(主成分はCeO₂)を用いてその
両面を粗研磨し、さらに平均粒径が約０．６μmの遊離
砥粒(主成分はCeO₂)を用いて精研磨をし、厚さ０．８mm
になるまで表面を研磨した。研磨の方法および装置に
は、公知の技術および装置を用いた。研磨後、ドーナツ
状の結晶化ガラスの表面を原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）で
測定したところ、その表面粗さＲａは、約０．３nmであ
ることが判った。なお、研磨の際に生じた研磨屑は、実
施例７、９、１２および２５の原料の一部として使用し
た。[Manufacture of Crystallized Substrate and Measurement of Performance] The crystallized glass manufactured in each of the examples was cut to a thickness of 1.1 mm and an outer diameter of 9 mm
It was cut into a donut shape having a diameter of 5 mm and an inner diameter of 25 mm, and the inner and outer peripheral surfaces were chamfered and polished. Next, rough polishing is performed on both surfaces thereof using free abrasive grains having an average particle diameter of 1 μm (main component is CeO ₂ ), and free abrasive grains having an average particle diameter of about 0.6 μm (main component is CeO ₂ ) 0.8mm thick
The surface was polished until. Known techniques and apparatuses were used for the polishing method and apparatus. After polishing, the surface of the donut-shaped crystallized glass was measured with an atomic force microscope (AFM), and it was found that the surface roughness Ra was about 0.3 nm. The polishing waste generated during the polishing was used as a part of the raw materials of Examples 7, 9, 12, and 25.

【００６２】つぎに、このドーナツ状結晶化ガラスを基
板として利用した場合の性能を調査した。この結晶化基
板は、黒色で結晶粒による反射光の散乱がなく、表面の
欠点検査が容易であった。欠点検査の結果、その表面に
傷および付着物の存在は認められなかった。さらに、こ
の結晶化基板上に下地層としてクロム(Cr)を、記録層と
してコバルト(Co)−クロム(Cr)−タンタル(Ta)を、保護
層としてカーボン(C)を、それぞれスパッタリング法で
順次成膜した。そして、この保護層の上に有機性溶剤か
らなる潤滑層を形成させた。このようにして得た基板
を、密閉型のハードディスクドライブに公知の方法で装
着し、１００００および１２，０００r.p.mでそれぞれ
１０時間連続稼動させたが、ヘッドクラッシュなどの問
題を生じることはなかった。Next, the performance when this donut-shaped crystallized glass was used as a substrate was examined. This crystallized substrate was black, and there was no scattering of the reflected light due to the crystal grains, and the defect inspection of the surface was easy. As a result of the defect inspection, no scratches and deposits were found on the surface. Furthermore, on this crystallized substrate, chromium (Cr) as an underlayer, cobalt (Co) -chromium (Cr) -tantalum (Ta) as a recording layer, and carbon (C) as a protective layer, are each successively formed by a sputtering method. A film was formed. Then, a lubricating layer made of an organic solvent was formed on the protective layer. The substrate thus obtained was mounted on a hermetically sealed hard disk drive by a known method and operated continuously at 10,000 and 12,000 rpm for 10 hours each, but no problem such as a head crash occurred. .

【００６３】（比較例１および２）下記「表７」の各組
成成分の含有率となるようにバッチを調合し、実施例１
と同様の方法で試料ガラスを作製した。その結果、ガラ
ス融液が固化する途中でどちらも失透および分相を起こ
し、均質な前駆体ガラスを得ることができなかった。そ
のため、これ以降の評価は行わなかった。(Comparative Examples 1 and 2) Batches were prepared so as to have the contents of the respective components shown in Table 7 below.
A sample glass was prepared in the same manner as described above. As a result, devitrification and phase separation occurred during the solidification of the glass melt, and a homogeneous precursor glass could not be obtained. Therefore, no further evaluation was performed.

【００６４】（比較例３）下記「表７」の各組成成分の
含有率となるようにバッチを調合し、実施例１と同様の
方法でバッチを熔融しようとしたが、バッチが塊状にな
り熔融しなかった。そこで、１，７００℃まで昇温した
ところ、概ね熔融したが依然としてその一部が残存した
ため、均質な前駆体ガラスが得られなかった。そのた
め、これ以降の評価は行わなかった。Comparative Example 3 A batch was prepared so as to have the content of each component shown in Table 7 below, and the batch was melted in the same manner as in Example 1. However, the batch became bulky. Did not melt. Then, when the temperature was raised to 1,700 ° C., it was almost melted, but a part thereof still remained, so that a homogeneous precursor glass could not be obtained. Therefore, no further evaluation was performed.

【００６５】（比較例４）下記「表７」の各組成成分の
含有率となるようにバッチを調合し、実施例１と同様の
方法で試料ガラスを作製した。この試料ガラスを８００
℃に設定した電気炉内に４時間保持した後、電気炉を９
７５℃に昇温し、十分に結晶化させた。実施例４は米国
特許第５４７６８２１号に開示されているものである。
つぎに、実施例１と同様の方法で、結晶化ガラスの物
性測定を行った。この結晶化ガラスの色調が白色であっ
たため、その表面の傷や異物などの欠点は評価できなか
った。(Comparative Example 4) A batch was prepared so as to have the content of each component shown in Table 7 below, and a sample glass was prepared in the same manner as in Example 1. This sample glass is 800
After holding for 4 hours in an electric furnace set to
The temperature was raised to 75 ° C. to sufficiently crystallize. Example 4 is disclosed in U.S. Pat. No. 5,476,821.
Next, the physical properties of the crystallized glass were measured in the same manner as in Example 1. Since the color tone of the crystallized glass was white, defects such as scratches and foreign substances on the surface could not be evaluated.

【００６６】（比較例５および６）下記「表７」の各組
成成分の含有率となるようにバッチを調合し、実施例１
と同様の方法で試料ガラスを作製した。この試料ガラス
を８５０℃に設定した電気炉内に４時間保持した後、電
気炉を１，２００℃に昇温し、十分に結晶化させた。つ
ぎに、実施例１と同様の方法で、結晶化ガラスの物性測
定を行った。なお、これらの結晶化ガラスは、特開平８
−９１８７３号公報に開示されているものである。この
公報に開示されているとおり、結晶化ガラスは形成され
たがそれぞれ表面粗さＲａが２．４nmと粗く、また弾性
率が１０３GPaと低いものであった。(Comparative Examples 5 and 6) Batches were prepared so as to have the contents of the respective components shown in Table 7 below.
A sample glass was prepared in the same manner as described above. After holding the sample glass in an electric furnace set at 850 ° C. for 4 hours, the temperature of the electric furnace was increased to 1,200 ° C. to sufficiently crystallize. Next, the physical properties of the crystallized glass were measured in the same manner as in Example 1. Incidentally, these crystallized glasses are disclosed in
No. 91873. As disclosed in this publication, crystallized glass was formed, but each had a rough surface roughness Ra of 2.4 nm and a low elastic modulus of 103 GPa.

【００６７】（比較例７）下記「表７」の各組成成分の
含有率であるソーダライムガラスを比較対象として記載
する。このソーダライムガラスは、市販のフロート製法
によるガラスをサンプリングしたものである。このソー
ダライムガラスを結晶化させることなく、実施例１と同
様にして物性測定を行った。このガラスは透明で欠点の
評価がしやすいものであったが、弾性率がわずか７２GP
aと低いものであった。(Comparative Example 7) Soda lime glass, which is the content of each component in Table 7 below, is described as a comparative object. This soda lime glass is obtained by sampling glass by a commercially available float manufacturing method. Physical properties were measured in the same manner as in Example 1 without crystallizing the soda lime glass. This glass was transparent and easy to evaluate defects, but had an elastic modulus of only 72 GP.
It was as low as a.

【００６８】[0068]

【表７】 [Table 7]

【００６９】これらの実施例および比較例より、以下の
ことが判る。実施例１〜４５の結晶化ガラスは、非常に
高い弾性率、適度な密度および工業的生産に適した液相
温度などの優れた物性を備える。たとえば、実施例５で
は弾性率が１９４GPaと非常に高く、従来のアルミニウ
ム合金(７１GPa)の２．７倍以上である。これらの物性
を利用して、結晶化基板として有効に利用される。The following can be seen from these examples and comparative examples. The crystallized glasses of Examples 1 to 45 have very high elasticity, moderate density, and excellent physical properties such as liquidus temperature suitable for industrial production. For example, in Example 5, the elastic modulus is as high as 194 GPa, which is 2.7 times or more that of the conventional aluminum alloy (71 GPa). Utilizing these properties, it is effectively used as a crystallization substrate.

【００７０】実施例１では、液相温度が１，２９０℃と
低いことから、１８０GPaの高弾性率を備える結晶化ガ
ラスが容易に製造される。In Example 1, since the liquidus temperature is as low as 1,290 ° C., crystallized glass having a high elastic modulus of 180 GPa can be easily produced.

【００７１】実施例４５の結晶化ガラスの密度は３．２
３g・cm^-3であり、一方実施例１２は３．６３g・cm^-3で
ある。したがって、上記組成成分含有率からなる結晶化
ガラスは、高い弾性率を備え、かつ密度を調整できる範
囲が大きいものである。The density of the crystallized glass of Example 45 was 3.2.
A 3 g · cm ^-3, whereas Example 12 is 3.63 g · cm ^-3. Therefore, the crystallized glass having the above composition component content has a high elastic modulus and a large range in which the density can be adjusted.

【００７２】熱膨張係数に関しては、最低値が実施例４
５の７２×１０^-7℃^-1であり、最大値が実施例２７の１
５６×１０^-7℃^-1である。したがって、この結晶化ガラ
スによれば、熱膨張係数を広範囲に調整できる。Regarding the coefficient of thermal expansion, the lowest value was obtained in Example 4.
5 was 72 × 10 ⁻⁷ ° C. ⁻¹ , and the maximum value was 1 in Example 27.
56 × 10 ⁻⁷ ° C. ⁻¹ . Therefore, according to this crystallized glass, the coefficient of thermal expansion can be adjusted over a wide range.

【００７３】ハードディスクドライブの回転軸はステン
レス鋼が用いられることが多く、その熱膨張係数が１０
０×１０^-7℃^-1程度であるため、基板と軸との熱膨張係
数の差による各種障害を防ぐために、基板の熱膨張係数
は７０〜１００×１０^-7℃^-1が適している。各実施例の
結晶化ガラスは、その範囲を容易にカバーでき、さらに
熱膨張係数の小さいものの要求があった場合でもそれに
容易に応じることができる。また、基板を回転軸に固定
するためにステンレス鋼製のリングが用いられるが、こ
れにはステンレス鋼よりガラス製のものが好ましい。と
くに、基板がガラス製である場合は、リングも同じ組成
のガラスであることが好ましい。ガラス製のリングは、
ステンレス鋼製のものよりも表面平滑性が高いため、基
板や回転軸との接触によっても異物を発生させ難い。こ
のような異物は基板表面に付着してヘッドクラッシュの
原因となるため、ガラス製のリングを用いることによ
り、その危険性を低下させることができる。さらに、ガ
ラス製の基板と同じ組成のリングを用いることにより、
それらの熱膨張係数の差をなくすことができ、接触位置
のズレの発生を防止できる。ハードディスクの内部温度
が１００℃以上になることは珍しくなく、基板とリング
の熱膨張係数のわずかな差でもこのようなズレは生じう
る。基板とリングの接触位置にズレが生じると、基板の
回転軌道にぶれが生じ、振動が発生する原因となる。し
たがって、この結晶化ガラスからなるリングは、ステン
レス鋼製のリングのより高品質な代替品として利用され
ることができる。さらに、結晶化基板を用いる場合は、
それと同じ組成の結晶化ガラスからなるリングを用いる
ことが好ましい。The rotating shaft of a hard disk drive is often made of stainless steel, and has a coefficient of thermal expansion of 10
Since it is about 0 × 10 ^-7 ° C ^-1 , the thermal expansion coefficient of the substrate is preferably 70-100 × 10 ^-7 ° C ^{-1 in} order to prevent various obstacles due to the difference in thermal expansion coefficient between the substrate and the shaft. . The crystallized glass of each of the examples can easily cover the range, and can easily meet the demand even though the coefficient of thermal expansion is small. Further, a ring made of stainless steel is used to fix the substrate to the rotating shaft, and a ring made of glass is more preferable than stainless steel. In particular, when the substrate is made of glass, the ring is preferably made of glass having the same composition. The glass ring
Since the surface smoothness is higher than that of stainless steel, it is difficult to generate foreign matter even by contact with the substrate or the rotating shaft. Since such foreign matter adheres to the substrate surface and causes a head crash, the risk can be reduced by using a glass ring. Furthermore, by using a ring of the same composition as the glass substrate,
The difference between the coefficients of thermal expansion can be eliminated, and the occurrence of displacement of the contact position can be prevented. It is not unusual for the internal temperature of the hard disk to be 100 ° C. or higher, and such a deviation can occur even with a slight difference in the coefficient of thermal expansion between the substrate and the ring. If the contact position between the substrate and the ring shifts, the rotational trajectory of the substrate shifts, which causes vibration. Therefore, a ring made of crystallized glass can be used as a higher quality alternative to a stainless steel ring. Furthermore, when using a crystallized substrate,
It is preferable to use a ring made of crystallized glass having the same composition.

【００７４】なお、この発明は形態をつぎのように変更
して具体化することも可能である。 （ａ）組成モルパーセントで、二酸化ケイ素(SiO₂)：３
０〜６０％、酸化アルミニウム(Al₂O₃)：４〜２７％、
マンガンの酸化物(酸化マンガン(II)換算)：５〜４５
％、酸化マグネシウム(MgO)：２０〜４５％、酸化亜鉛
(ZnO)：０〜２０％、二酸化チタン(TiO₂)：０〜２０
％、酸化ジルコニウム(ZrO₂)：０〜１０％、酸化セリウ
ム(CeO₂)：０〜５％およびその他：０〜８％からなり、
マンガン(Mn)を含む結晶が主結晶相を形成する結晶化ガ
ラス。 （ｂ）主結晶相を形成するマンガン(Mn)を含む結晶がア
ルミニウム(Al)、シリコン(Si)またはチタン(Ti)の少な
くとも１種類以上の元素と、マグネシウム(Mg)、亜鉛(Z
n)、ジルコニウム(Zr)またはセリウム(Ce)の少なくとも
１種類以上の元素とを含有し、その結晶を含む主結晶相
のモース硬度が６以上である結晶化ガラス。 （ｃ）マンガン(Mn)を含む結晶が主結晶相を形成する結
晶化基板を回転軸に連動するために使用され、前記結晶
化基板と同じ組成成分からなる結晶化ガラスリング。The present invention can be embodied by changing the form as follows. (A) In composition mole percent, silicon dioxide (SiO ₂ ): 3
0 to 60%, aluminum oxide (Al ₂ O ₃ ): 4 to 27%,
Manganese oxide (manganese (II) oxide equivalent): 5-45
%, Magnesium oxide (MgO): 20-45%, zinc oxide
(ZnO): 0 to 20%, titanium dioxide (TiO ₂ ): 0 to 20
%, Zirconium oxide (ZrO ₂ ): 0 to 10%, cerium oxide (CeO ₂ ): 0 to 5% and other: 0 to 8%
Crystallized glass in which crystals containing manganese (Mn) form the main crystalline phase. (B) A crystal containing manganese (Mn) forming a main crystal phase is composed of at least one element of aluminum (Al), silicon (Si) or titanium (Ti), magnesium (Mg), zinc (Z
n), a crystallized glass containing at least one element of zirconium (Zr) or cerium (Ce) and having a Mohs hardness of 6 or more in a main crystal phase including the crystal. (C) A crystallized glass ring which is used for linking a crystallized substrate forming a main crystal phase with a rotation axis, wherein a crystal containing manganese (Mn) has the same composition as the crystallized substrate.

【００７５】[0075]

【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るため、以下のような効果を奏する。請求項１に記載の
発明によれば、各組成成分の含有率を限定しているの
で、弾性率が高く製造が容易で安価な結晶化ガラスが得
られる。Since the present invention is configured as described above, it has the following effects. According to the first aspect of the present invention, since the content of each component is limited, crystallized glass having a high elastic modulus, easy production, and low cost can be obtained.

【００７６】請求項２に記載の発明によれば、各組成成
分の含有率が適切であるので、弾性率が高く製造が容易
で安価な結晶化ガラスがより確実に得られる。According to the second aspect of the present invention, since the content of each component is appropriate, a crystallized glass which has a high elastic modulus, is easy to manufacture and is inexpensive can be obtained more reliably.

【００７７】請求項３に記載の発明によれば、各組成成
分の含有率がさらに好適であるので、弾性率が高く製造
が容易で安価な結晶化ガラスがより確実に得られる。According to the third aspect of the present invention, since the contents of the respective components are more preferable, a crystallized glass which has a high elastic modulus, is easy to manufacture and is inexpensive can be obtained more reliably.

【００７８】請求項４に記載の発明によれば、各組成成
分の含有率が最適であるので、弾性率がさらに高く製造
が容易で安価な結晶化ガラスが最も確実に得られる。According to the fourth aspect of the present invention, since the content of each component is optimal, a crystallized glass having a higher elastic modulus, easy production, and low cost can be obtained most reliably.

【００７９】請求項５に記載の発明によれば、請求項１
〜４のいずれか１項に記載の発明の効果に加えて、その
弾性率が１５０GPa以上であるので、各種用途において
高性能で耐久性のある結晶化ガラスが得られる。According to the invention set forth in claim 5, according to claim 1,
In addition to the effects of the invention described in any one of Items 4 to 4, the elastic modulus is 150 GPa or more, so that a high-performance and durable crystallized glass can be obtained in various applications.

【００８０】請求項６に記載の発明によれば、請求項１
〜５のいずれか１項に記載の発明の効果に加えて、その
弾性率が１８０GPa以上であるので、各種用途において
さらに高性能で耐久性のある結晶化ガラスが得られる。According to the invention set forth in claim 6, according to claim 1,
(5) In addition to the effects of the invention described in any one of (5) to (5), since the elastic modulus is 180 GPa or more, crystallized glass having higher performance and durability in various applications can be obtained.

【００８１】請求項７に記載の発明によれば、研削屑ま
たは研磨屑を原料として利用するので、リサイクルによ
る資源の有効利用および産業廃棄物の排出量の削減によ
る環境保護が図られる。According to the seventh aspect of the present invention, since grinding waste or polishing waste is used as a raw material, effective use of resources by recycling and reduction of the amount of industrial waste can be achieved to protect the environment.

【００８２】請求項８に記載の発明によれば、特定条件
下で二段階の結晶化熱処理を行うので、弾性率が高くか
つ極めて微細な結晶が多量に析出した結晶化ガラスが簡
便に得られる。According to the eighth aspect of the present invention, since two-stage crystallization heat treatment is performed under specific conditions, crystallized glass having a high elastic modulus and a large amount of extremely fine crystals precipitated can be easily obtained. .

【００８３】請求項９に記載の発明によれば、請求項１
〜６のいずれか１項に記載の結晶化ガラスを用いるの
で、表面平滑性が高く、高速回転においてもたわみが小
さい結晶化基板が確実に得られる。According to the ninth aspect of the present invention, the first aspect is provided.
The use of the crystallized glass according to any one of Items 1 to 6, ensures a crystallized substrate having high surface smoothness and small deflection even at high speed rotation.

【００８４】請求項１０に記載の発明によれば、請求項
９に記載の結晶化基板を用いるので、情報記録のさらな
る高密度化が体現される。According to the tenth aspect of the present invention, since the crystallized substrate according to the ninth aspect is used, a further increase in information recording density is realized.

【００８５】請求項１１に記載の発明によれば、請求項
１４に記載の情報記録媒体を組み込むので、フライング
ハイトが小さく、情報記録密度が高く、情報記録再生速
度が速く、さらに耐久性の高い情報記録装置が確実に得
られる。According to the eleventh aspect of the present invention, since the information recording medium of the fourteenth aspect is incorporated, the flying height is small, the information recording density is high, the information recording / reproducing speed is high, and the durability is high. An information recording device can be obtained reliably.

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 組成モルパーセントで、 二酸化ケイ素(SiO₂) ３０〜６０％、 酸化アルミニウム(Al₂O₃) ４〜２７％、 マンガンの酸化物(酸化マンガン(II)換算) ５〜４５％、 酸化マグネシウム(MgO) ２０〜４５％、 酸化亜鉛(ZnO) ０〜２０％、 二酸化チタン(TiO₂) ０〜２０％、 酸化ジルコニウム(ZrO₂) ０〜１０％、 酸化セリウム(CeO₂) ０〜 ５％、 その他 ０〜 ８％ からなる結晶化ガラス。1. Composition percentages of silicon dioxide (SiO ₂ ) 30 to 60%, aluminum oxide (Al ₂ O ₃ ) 4 to 27%, manganese oxide (manganese (II) oxide equivalent) 5 to 45% , magnesium oxide (MgO) 20 to 45%, zinc oxide (ZnO) 0~20%, titanium (TiO ₂₎ 0~20% dioxide, zirconium oxide (ZrO ₂₎ 0~10%, cerium oxide (CeO ₂₎ 0 Crystallized glass consisting of 5% to 5% and other 0% to 8%. 【請求項２】 組成モルパーセントで、 二酸化ケイ素(SiO₂) ３０〜５５％、 酸化アルミニウム(Al₂O₃) ５〜２５％、 マンガンの酸化物(酸化マンガン(II)換算) ５〜３０％、 酸化マグネシウム(MgO) ２０〜４５％、 酸化亜鉛(ZnO) ０〜１２％、 二酸化チタン(TiO₂) ２〜２０％、 酸化ジルコニウム(ZrO₂) ０〜１０％、 酸化セリウム(CeO₂) ０〜 ５％、 その他 ０〜 ８％ からなる結晶化ガラス。2. Compositional molar percentage: silicon dioxide (SiO ₂ ) 30 to 55%, aluminum oxide (Al ₂ O ₃ ) 5 to 25%, manganese oxide (manganese (II) oxide equivalent) 5 to 30% , magnesium oxide (MgO) 20 to 45%, zinc oxide (ZnO) 0~12%, titanium (TiO ₂₎ 2~20% dioxide, zirconium oxide (ZrO ₂₎ 0~10%, cerium oxide (CeO ₂₎ 0 Crystallized glass consisting of 5% to 5% and other 0% to 8%. 【請求項３】 組成モルパーセントで、 二酸化ケイ素(SiO₂) ３０〜４５％、 酸化アルミニウム(Al₂O₃) ５〜２０％、 マンガンの酸化物(酸化マンガン(II)換算) ５〜２５％、 酸化マグネシウム(MgO) ２０〜４０％、 酸化亜鉛(ZnO) ０〜１２％、 二酸化チタン(TiO₂) ４〜２０％、 酸化ジルコニウム(ZrO₂) ０〜 ８％、 酸化セリウム(CeO₂) ０〜 ５％、 その他 ０〜 ８％、 二価金属酸化物成分(RO=MnO+MgO+ZnO) ３０〜５０％ からなる結晶化ガラス。3. Compositional mole percent, silicon dioxide (SiO ₂ ) 30-45%, aluminum oxide (Al ₂ O ₃ ) 5-20%, manganese oxide (manganese (II) oxide equivalent) 5-25% , magnesium oxide (MgO) 20 to 40%, zinc oxide (ZnO) 0~12%, titanium dioxide (TiO ₂₎ 4~20%, zirconium oxide (ZrO ₂₎ 0~ 8%, cerium oxide (CeO ₂₎ 0 Crystallized glass comprising 5 to 5%, other 0 to 8%, and 30 to 50% of a divalent metal oxide component (RO = MnO + MgO + ZnO). 【請求項４】 組成モルパーセントで、 二酸化ケイ素(SiO₂) ３０〜４０％、 酸化アルミニウム(Al₂O₃) ５〜１５％、 マンガンの酸化物(酸化マンガン(II)換算) ５〜１５％、 酸化マグネシウム(MgO) ２５〜４０％、 酸化亜鉛(ZnO) ０〜１０％、 二酸化チタン(TiO₂) ４〜２０％、 酸化ジルコニウム(ZrO₂) ０〜 ８％、 酸化セリウム(CeO₂) ０〜 ５％、 その他 ０〜 ８％、 二価金属酸化物成分(RO=MnO+MgO+ZnO) ３５〜５０％ からなる結晶化ガラス。4. Composition percentage by mole: silicon dioxide (SiO ₂ ) 30 to 40%, aluminum oxide (Al ₂ O ₃ ) 5 to 15%, manganese oxide (manganese (II) oxide equivalent) 5 to 15% Magnesium oxide (MgO) 25 to 40%, zinc oxide (ZnO) 0 to 10%, titanium dioxide (TiO ₂ ) 4 to 20%, zirconium oxide (ZrO ₂ ) 0 to 8%, cerium oxide (CeO ₂ ) 0 Crystallized glass consisting of 5% to 5%, others 0 to 8%, and 35 to 50% of a divalent metal oxide component (RO = MnO + MgO + ZnO). 【請求項５】 ヤング率で示される弾性率が１５０GPa
以上である請求項１〜４のいずれか１項に記載の結晶化
ガラス。5. An elastic modulus represented by Young's modulus of 150 GPa
The crystallized glass according to any one of claims 1 to 4, which is as described above. 【請求項６】 ヤング率で示される弾性率が１８０GPa
以上である請求項１〜４のいずれか１項に記載の結晶化
ガラス。6. An elastic modulus represented by Young's modulus of 180 GPa
The crystallized glass according to any one of claims 1 to 4, which is as described above. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれか１項に記載の結
晶化ガラスまたはその前駆体ガラスを研削または研磨す
る際に発生する研削屑または研磨屑を原料として利用す
る結晶化ガラスの製造方法。7. Production of crystallized glass using as a raw material grinding or polishing debris generated when grinding or polishing the crystallized glass or the precursor glass thereof according to any one of claims 1 to 6. Method. 【請求項８】 前駆体ガラスを一定温度で一定時間保持
(一段目の熱処理)した後、それより高い温度で一定時間
保持(二段目の熱処理)する請求項１〜６のいずれか１項
に記載の結晶化ガラスの製造方法であって、 一段目の熱処理の温度が前駆体ガラスのガラス転移温度
(Tg)より２５〜１００℃高く、その温度での保持時間が
３０分以上であり、 かつ二段目の熱処理の温度が前駆体ガラスのガラス転移
温度(Tg)より７５〜３００℃高く、その温度での保持時
間が１０分以上である結晶化ガラスの製造方法。8. Holding the precursor glass at a certain temperature for a certain time
The method for producing crystallized glass according to any one of claims 1 to 6, wherein after the (first-stage heat treatment), the substrate is held at a higher temperature for a predetermined time (second-stage heat treatment). Heat treatment temperature is the glass transition temperature of the precursor glass
(Tg) 25 to 100 ° C., the holding time at that temperature is 30 minutes or more, and the temperature of the second heat treatment is 75 to 300 ° C. higher than the glass transition temperature (Tg) of the precursor glass. A method for producing crystallized glass, wherein the holding time at the temperature is 10 minutes or more. 【請求項９】 請求項１〜６のいずれか１項に記載の結
晶化ガラスを用いた情報記録媒体用基板。9. A substrate for an information recording medium using the crystallized glass according to claim 1. Description: 【請求項１０】 請求項９に記載の情報記録媒体用基板
を用いた情報記録媒体。10. An information recording medium using the information recording medium substrate according to claim 9. 【請求項１１】 請求項１０に記載の情報記録媒体を組
み込んだ情報記録装置。11. An information recording apparatus incorporating the information recording medium according to claim 10.