JP2003099913A - 磁気ディスク用ガラス基板及びそれを用いた磁気ディスク - Google Patents
磁気ディスク用ガラス基板及びそれを用いた磁気ディスクInfo
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Abstract
が適正で、機械的強度が高く、かつ量産性に優れた磁気
ディスク用ガラス基板、及びそれを用いた磁気ディスク
を提供する。 【解決手段】Pr,Nd,Sm,Euの希土類酸化物を
含有するガラス基板であって、このガラス基板の30〜
100℃の温度範囲で熱膨張係数が61×10-7/℃以
上,72×10-7/℃以下、ヤング率が80GPa以
上,90GPa以下であり、このガラス基板の波長30
0nm〜700nmの可視光における透過率が50%以
上80%以下であり、かつこのガラス基板に1kOeの
磁界を印加したときの磁化が3×10-3emu/cc以
下である磁気ディスク用ガラス基板
Description
ラス基板に係わり、特に熱膨張係数及びヤング率に適正
で、さらに、量産性が良好な高密度記録に適した磁気デ
ィスク用ガラス基板及びそれを用いた磁気ディスクに関
する。
ルコンピュータ用の記録媒体として、さらにはデジタル
信号で配信される映像を一時的に保管する家庭用のサー
バーとして、磁気ディスク装置が用いられている。従来
はこの磁気ディスク用の基板として汎用向けやデスクト
ップ型のパーソナルコンピューター用途には3.5″ サ
イズのアルミニウム基板が、また持ち運び可能なノート
型のパーソナルコンピューター用には主に2.5″ のガ
ラス基板が用いられてきた。
硬くて変形し難く、かつ、表面平滑度が優れているた
め、前記汎用型の3.5″ あるいは3″サイズの基板に
も適用されるようになってきている。さらには1.8″
,1″といった小型携帯端末用の記録装置にもこのガ
ラス基板が適用されようとしている。
対する大容量化の要請が強まっており、近年では年率1
00%の割合でその記憶容量が増大している。これに対
応するには記録部の磁気ヘッドの浮上量をより低減させ
る必要があるため、より平滑な記録面を持つ磁気ディス
クの開発が必要である。
ガラス基板を用いることにより、ガラス本来の持つ割れ
の問題を克服している。しかしながら、化学強化された
非晶質のガラス基板では、化学強化の工程の際、アルカ
リイオンの置換によって強化するために表面が荒れ、将
来のヘッド低浮上化に対応することが難しい。さらに上
記のような使用環境下では、化学強化ガラスの表面は、
置換されたイオン半径の大きいアルカリイオンが化学的
に不安定であるため、生産工程中の洗浄工程や成膜工程
における加熱過程の際、あるいは長期間の使用や高温多
湿といった環境のもとでこのアルカリイオンが基板表面
に移動,析出し、磁性膜の磁気特性の劣化、膜の剥がれ
や粘着などの不良を生ずることが懸念される。
スの中に結晶質の微粒子が生成しているが、この非晶質
部分と結晶部分の硬度差により研磨速度が異なり、磁気
ディスクに求められている更なる高密度化に対応できる
十分な平滑性を持った記録面が作り難いという問題があ
った。
らは、特開平10−083531号公報に記載のよう
に、ガラス基板に希土類イオンを含有させることにより
機械的強度を高め、この問題を解決している。
3531号公報では、基板の機械的強度は高いガラス基
板は得られるものの、磁気ディスク用ガラス基板として
必要な特性である熱膨張係数やヤング率の適正化が十分
に考慮されているとは言いがたかった。そのため、熱衝
撃などの熱的環境試験においてガラス基板とそれを支持
する磁気ディスクドライブ装置部材との熱膨張特性の不
整合、あるいはヤング率の不具合による上記ドライブ装
置の高速回転時に生じるトラックずれが発生することが
考えられる。これは、今後の大容量化に伴い、より厳し
い課題となるものと思われる。
ング率が適正で、さらに、量産性が良好な高密度記録に
適した磁気ディスク用ガラス基板及びそれを用いた磁気
ディスクを得ることを目的とした。
め、本発明の磁気ディスク用ガラス基板は、重量百分率
でSiO2:55%以上,70%以下、Al2O3:10
%以上,17%以下、B2O3:2%以上,8%以下、R
2O:10%以上,16%以下(Rはアルカリ金属元素
を表す)、ZnO:0%以上,10%以下 ReO:0%以上,10%以下(Reはアルカリ土類金
属元素を表す)の酸化物換算で示される酸化物を含有
し、さらに下記の酸化物換算の重量百分率でPr2O3ま
たはNd2O3を1%以上,7%以下、またはSm2O3を
2.5% 以上,9%以下、またはEu2O3を2.5%以
上 ,8%以下を含有し、30℃〜100℃の温度範囲
における熱膨張係数が61×10-7/℃以上,72×1
0-7/℃以下である。
は、ヤング率が80GPa以上,90GPa以下であ
り、波長300nm〜700nmの可視光における透過
率が50%以上85%以下であり、かつ1kOeの磁界
を印加したときの磁化が3×10-3emu/cc以下であ
る。
ク用ガラス基板と、この基板上に直接又は他の層を介し
て形成された磁性層を有する磁気ディスクであって、上
記ガラス基板は重量百分率でSiO2:55%以上,7
0%以下、Al2O3:10%以上,17%以下、B
2O3:2%以上,8%以下、R2O:10%以上,16
%以下(Rはアルカリ金属元素を表す)、ZnO:0%
以上,10%以下 ReO:0%以上,10%以下(Reはアルカリ土類金
属元素を表す)の酸化物換算で示される酸化物を含有
し、さらに下記の酸化物換算の重量百分率でPr2O3ま
たはNd2O3を1%以上,7%以下、またはSm2O3を
2.5% 以上,9%以下、またはEu2O3を2.5% 以
上,8%以下を含有し、30℃〜100℃の温度範囲に
おける熱膨張係数が61×10-7/℃以上,72×10
-7/℃以下である。
ガラス基板と、その表面上に直接または他の層を介して
形成される磁性膜とを有する磁気ディスクであって、前
記ガラス基板の面粗さヤング率が80GPa以上,90
GPa以下であり、このガラス基板の波長300nm〜
700nmの可視光における透過率が50%以上85%
以下であり、かつこのガラス基板に1kOeの磁界を印
加したときの磁化が3×10-3emu/cc以下である。
に説明する。
ィスク基板の平面図を示す。本発明では磁気ディスク用
ガラス基板1として直径65mmφ,厚さ0.635mmの
2.5″ 型ガラス基板を作製した。なお、この基板は内
周チャックのための直径20mmφの丸穴2が形成されて
いる。また、この内周,外周部は、チャンファー部3が
形成されている。このチャンファーは、基板エッジ部に
両面45°の面取りがなされている。
以下のようにして行った。まず、目的のガラス組成にな
るように定められた量の原料粉末を秤量して混合し、白
金製の坩堝に入れて、電気炉中で1600℃で溶解し
た。原料が十分に溶解した後、攪拌羽をガラス融液に挿
入し、約4時間攪拌した。その後、攪拌羽を取り出し、
30分間静置した後、鋳型に融液を流し込むことによっ
て直径約70mmφ,厚さ約1mmのガラスブロックを得
た。その後、このガラスのガラス転移点付近までガラス
ブロックを再加熱し、徐冷して歪み取りを行った。
内周,外周を同心円としてコアドリルを用いて切り出し
た。さらに、内外周をダイヤモンド砥石を用いてチャン
ファー部の面取り加工を行った。その後、両面を粗研磨
し、次いでポリッシングを行い、さらに洗浄剤、純水で
基板を洗浄し、磁気ディスク用ガラス基板とした。以上
のように本発明の磁気ディスク用ガラス基板では、化学
強化処理のような特別な強化処理を施していない。
を作製した。図2に、本発明で作製した磁気記録媒体の
断面構造の概略図を示す。図2において1は本発明で作
製したガラス基板、4は磁性膜の粒径を制御するための
粒径制御層、5は磁性膜の配向を制御するための配向制
御層、6は磁性膜、7は保護膜、8は潤滑膜である。本
発明では4の粒径制御層としてNiAl系の合金膜を2
0nm成膜した。また5の配向制御層としてCrMo系
合金薄膜を10nm、さらに6の磁性膜としてCoCr
PrB系磁性膜を20nm成膜した。また保護膜にはC
を4nm成膜した。これらの薄膜はすべてスパッタリン
グ法を用いて成膜した。また潤滑膜はスパッタ終了後、
塗布法によって形成した。
ガラス基板、及びそれに磁性膜を形成した磁気ディスク
の特性,量産性を評価し、ガラス組成の検討を行った。
し、色々な組成のガラスを作製した。表1に、本発明で
作製したガラスの組成、及びそれらのガラス基板及び磁
気ディスクの特性を示す。
組成は、同一組成のアルミノホウケイ酸ガラスとした。
含有させる希土類酸化物の量はいずれも2.8 重量%と
一定にした。ガラス基板の特性として、マイクロビッカ
ース硬さ,可視光の透過率、及び着色性及びガラス基板
の歩留まりを評価した。マイクロビッカース硬さは重量
500g,荷重印加時間15秒の条件で荷重を印加し、
10点の平均値として求めた。可視光の透過率は、分光
光度計を用いて300nmから700nmまでの波長の
分光透過率曲線より透過率スペクトルを測定し、この波
長範囲の光の全透過率の積分値として求めた。着色性は
目視により着色の程度を評価し、黒色のものは×、着色
しているものは○とした。歩留まりの評価は、ガラス基
板をレーザー光照射による散乱光により異物数を検査す
る装置により評価し、気泡,研磨傷,かけ,表面異物等
の不良がディスク片面当たり20個以上のものを不良と
してカウントし、不良でないものの割合を評価した。
磁化の標準偏差,記録再生特性及び磁気ディスクの歩留
まりを評価した。また基板加工前のブロック作製から磁
気ディスク作製にいたるまでの総合歩留まりを評価し
た。磁化及び磁化の標準偏差は、B−H曲線を振動試料
型磁力計(VSM)によって測定し、磁性膜のヒステリ
シスループのバックグラウンド成分を基板からの磁性と
し、そのバックグラウンド成分の大きさを評価した。表
には磁界として1kOe印加したときのバックグラウン
ドの磁化の大きさを掲載した。
価した。図3に、本発明で作製した記録再生特性評価用
の磁気ディスクドライブを示す。図3において、9は磁
気ディスク、10はスピンドル、11は磁気ヘッド、1
2は磁気ヘッドのアーム、13はヘッドを駆動するため
のボイスコイルモーター、14は全体を支える筐体であ
る。なお、この図では記されていないが、磁気ディスク
9の下部にはスピンドルモーターが設置されており、デ
ィスク全体を回転させる。図3の磁気ディスクドライブ
に各磁気ディスクを搭載し、20Gb/in2 に相当す
る磁気信号を記録し、磁気記録再生特性を評価した。こ
の評価を150枚のディスクに対して行い、十分な記録
再生特性が得られたものの割合を磁気ディスク歩留まり
として表記した。
ィスク歩留まりより総合歩留まりを評価した。総合での
歩留まりが80%未満のものを×、80%以上90%未
満のものを○、90%以上のものを◎とした。
はいずれの基板でも640以上が得られており、良好で
あることが分かった。また可視光の透過率は、いずれの
基板でも80%以上であった。これらのうちNd,P
r,Sm,Eu,Ho,Erは可視光域に希土類のf−
f遷移に起因するシャープな吸収が見られた。このた
め、他の元素に比べて透過率は若干低下しており、85
%以下であった。しかしながらこの鋭い吸収のため、ガ
ラス基板に明確な着色が見られた。白熱灯下での目視観
察による評価では、Prは黄緑、Ndは紫色、Sm,E
uは非常に淡いがそれぞれ黄色と桃色に着色しているの
が見られた。また、Er,Hoも桃色に着色していた。
無色であり、透過率はいずれも85%を超え、着色は見
られなかった。
りを評価すると、明瞭な着色の見られたPr,Nd,S
m,Eu,Ho,Erでは加工による不良、特に傷不良
が着色していないものに比べて少なく、歩留まりが95
%以上となった。これは、基板加工工程、洗浄工程にお
いて基板が可視であるため、取扱いが容易なことから歩
留まりが向上したと考えられる。
を含有する着色性の高いガラス基板について評価した。
この基板は透過率が47%と低く、ガラス中に存在する
気泡、あるいは熔融時のるつぼを構成する成分のガラス
中への溶損を発見することが難しく、基板表面にこれら
が残存することから歩留まりが低下していた。また若干
NiO含有量を低下させ、透過率を50%以下としたガ
ラス基板では、基板を光が透過して、基板内部を観察可
能であることが分かった。このため、気泡などによる不
良が減少し、歩留まりが向上した。
歩留まりとの間に明瞭な相関関係が見られた。ガラス基
板の透過率が50%以上85%以下のとき着色性が良好
で、歩留まりが良好なガラス基板が得られた。透過率が
50%未満となると基板中に残存する気泡、炉材混入が
発見し難く、歩留まり低下の要因となった。また基板の
透過率が85%をこえると、基板取扱いが難しくなり、
傷などの加工不良が増加していたため、好ましいといえ
なかった。
添加する元素はPr,Nd,Sm,Eu,Er又はHo
が良好であることが分かった。このうち、Pr,Nd,
Er又はHoであれば着色が顕著であり、より好ましか
った。
価した。Sc,Y,Laを含有した磁気ディスクでは、
基板の磁化の大きさが10-4emu/ccのオーダーであ
り、きわめて小さい磁化量であった。Smを用いたとき
は、磁化は反磁性的な挙動を示しており、−4×10-4
emu/ccとなった。またPr,Nd,Euでは1.0〜
3.0×10-3emu/ccのオーダーであったが、G
d,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Ybでは5×10
-3〜2×10-2emu/ccと、磁化の値が大きくなって
いた。
したところ、磁化の大きさの大きいものほど大きくなっ
ており、基板によるばらつきが大きくなっていた。とく
に磁化の大きさが3×10-3を超えるGd,Tb,D
y,Ho,Er,Tm,Ybでは、磁化の標準偏差が1
×10-3emu/cc以上となり、基板による磁気特性の
ばらつきが大きくなった。
まりを見ると、磁化が3×10-3emu/cc以下で、磁
化の標準偏差が1×10-3emu/cc未満の試料では、
良好な磁気特性の得られる磁気ディスクが90%以上と
良好であったが、磁化が3×10-3emu/ccを超え、
かつ磁化の標準偏差が1×10-3emu/cc以上となる
試料では、歩留まりが80%以下と急激に低下している
ことが分かった。これは、基板に含有される希土類元素
の若干の固体差により基板の磁気特性が変化し、そのた
めに標準偏差が大きくなるため、記録する際の磁界を一
定にした場合の記録にばらつきが生じたためと考えられ
る。
い希土類元素としてSc,Y,La,Pr,Nd,S
m,Euが良好であった。また、磁化の大きさが3×1
0-3emu/cc以下であれば磁気記録再生のばらつきが
小さい磁気記録媒体が得られた。磁化の大きさが3×1
0-3emu/ccを超えると磁気記録再生特性に基板ごと
のばらつきが大きくなるため、好ましいとはいえなかっ
た。
歩留まりに与える影響、及び磁気的な特性が記録再生特
性に及ぼす影響を考慮して総合歩留まりを評価した。そ
の結果、両者とも良好なPr,Nd,Sm,Euを用い
たガラス基板の場合、総合歩留まりが80%以上とな
り、良好であった。これに対してその他の希土類を添加
した場合には、総合歩留まりが80%以下となるため、
良好といえなかった。
と、総合歩留まりが90%となり、さらに良好な結果が
得られた。
について詳細に調べた。着色については、表1で透明で
あったものについては含有量を増減させても透過率に変
化は見られなかった。このため、着色した元素のうち、
Pr,Er,Smについて、その含有量を変化させたガ
ラス基板を作製し、表1と同様の検討を行った。表2
に、検討した結果を示す。
試料No.17のPr2O3を0.7重量%含有するガラス
基板では、マイクロビッカース硬さが低く、そのためガ
ラスの機械的強度が低いためにガラス基板歩留まりが8
2%と低かった。1%の試料No.16、及び1.5%〜
7%の実施例18〜21では、マイクロビッカース硬さ
も高い値を示しており、着色,磁気特性とも良好であっ
た。この事から総合歩留まりも80%を超えており、良
好な結果となった。
有量が7%を超えるものでは着色に関しては問題無かっ
たものの、磁気ディスクの磁化が3×10-3emu/cc
を超える値となった。このため、磁化のばらつきが大き
くなり、磁気ディスク歩留まりが80%を下回り、好ま
しい結果とは言えなかった。さらに実施例23のガラス
基板ではガラス中の希土類元素が均一にガラス中に溶解
せず、不良品数が多く、歩留まりが15%と低かった。
このため、ガラス基板材料としては好ましくなかった。
施例をみると、Er含有量が0.5%の試料No.25
では含有量が少なく、マイクロビッカース硬さが小さい
ため、歩留まりが悪かった。またこのとき磁気ディスク
の磁化の値が3.1 ×10-3emu/ccと高く、磁気デ
ィスクとしての歩留まりも低下していた。またEr含有
量が1%からEr含有量を増加させていくと、マイクロ
ビッカース硬さも高くなり、透過率は低くなって基板歩
留まりは上昇するものの、磁化が依然として3×10-3
emu/ccを超えるため、基板としての歩留まりが低下
していた。以上より、希土類元素としてErを用いた場
合では、基板の硬さ,光学特性,磁気特性の両者を同時
に満たす組成範囲が存在しないことが分かった。
は2.5 重量%以上であると透過率が85%以下で適正
な範囲となった。磁気特性は10重量%含有させても適
正であったが、10重量%を超えるとPrの時と同様に
ガラス中に残存原料が残り、好ましくなかった。
ったところ、Nd,Euについては、8重量%を超える
場合に磁気特性が良好でなかったものの、Smと同様の
結果が得られた。HoについてはErと同じく、光学的
特性と磁気特性の両者を同時に満たす組成範囲が存在し
なかったため、好ましい結果が得られなかった。
好ましい組成範囲をとる希土類元素としてPr,Nd,
Sm,Euが良好であると判断できた。その中でもP
r,Ndを用いれば1重量%〜7重量%の組成範囲で良
好な組成範囲をとることができた。またSmの場合では
2.5 〜9重量%、Euの場合では2.5 〜8重量%で
良好な特性を得ることができた。またPrを1.5重量
%〜5.2重量%含有させた場合については、総合歩留
まりが90%以上となり、非常に良好な結果が得られ
た。
クロビッカース硬さなどの機械的強度が低かったり、透
過率が高かったりし、ガラス基板の歩留まりが低下する
ため好ましくなかった。また希土類含有量が多いと、基
板の磁化の値が大きくなるため、磁気特性が良好でなく
なった。また、さらに多量に添加するとガラス中に原料
が残存するため、好ましくなかった。
基板として適切なガラス組成範囲について検討した。表
3に、本発明で作製したガラス基板の実施例を示す。添
加する希土類としては実施例1で良好な結果が得られた
Prを用いた。表のガラス組成の中で、R2OとはLi2
O,Na2O,K2Oのトータルのアルカリ金属酸化物含
有量を示す。
板材料の熱膨張係数、磁気ディスク用ガラス基板を作製
して測定した熱衝撃試験結果、この基板を作製の際のガ
ラスの安定性、円環強度,ヤング率、高速回転試験結果
及び基板の表面粗さを示した。
を作製し、15mm×4mm×4mmの熱膨張測定用試験片を
切り出し、熱膨張測定装置を用いて測定した。測定温度
範囲は、30℃〜100℃とした。
気ディスクを作製し、これを図3に示した磁気ディスク
ドライブに搭載してドライブの熱衝撃試験を実施した。
熱衝撃試験によりガラスにクラックや割れ、トラックず
れによる読み取りエラーなどの問題が生じなかった場合
は○を、生じた場合を×とした。熱衝撃試験は−40℃
で2時間保持後、80℃まで急速加熱させ、80℃で2
時間保持後、−40℃まで急冷する。これを5回繰り返
し、その間で上記した問題が生じるか否かを判定した。
基板中に見られる気泡,脈理,異物などが顕著に見られ
たものは×とし、そのような物が見られず、清澄なガラ
スが得られた場合は○とした。
た。2.5″ 基板の内周部の上部に、外径22mmφの円
環を載せ、また内径63mmφ,外径65mmφの円環の基
板の下部に設置した後、円環に荷重をかけて破壊強度を
測定した。
し、10mm×2mm×55mmのヤング率測定用試験片を切
り出し、ヤング率測定装置を用いて測定した。測定は、
室温とした。
スクドライブに搭載してドライブの高速回転試験を実施
した。高速回転試験により回転ひずみなどから生じるト
ラックずれによる読み取りエラーなどの問題が生じる割
合が1%以下の場合は○を、1%以上の場合を×とし
た。高速回転試験は回転数7000rpm で5時間保持
し、その間でエラーが生じるか否かを判定した。また、
表面粗さ計を用いて表面粗さを評価した。
ルのアルカリ酸化物量(表中のR2O)を変化させた試料
を表3のNo.42〜49に示す。
属酸化物含有量が10%未満と少ないガラスを用いた場
合、熱衝撃試験でガラスにクラックが生じた。またヤン
グ率が大きくなり過ぎるため、基板加工時における表面
粗さを小さくすることができず、好ましくなかった。ま
た、逆にNo.48,No.49のようにアルカリ金属酸
化物の含有量が16重量%を超えるような場合には、熱
衝撃試験ではトラックずれによるエラーが生じ、また高
速回転試験では回転歪が生じやすくなるため、トラック
ずれによるエラーが生じるため好ましくなかった。N
o.43,46,47ガラスのようにアルカリ金属酸化
物の合計の含有量が10重量%以上16重量%以下の場
合、熱衝撃試験や高速回転試験などで良好な結果が得ら
れ、好ましい結果となった。
と、表3よりNo.44,No.45のガラスはそれぞれ
55×10-7/℃,59×10-7/℃とドライブ装置部
材の熱膨張係数である70×10-7/℃〜80×10-7
/℃よりもかなり小さくなっていた。また、No.4
8、No.49のガラスはそれぞれ74×10-7/℃,
78×10-7/℃と装置部材とほぼ同等であった。これ
らのガラスでは、他の装置部材との熱膨張の差異により
熱衝撃試験においてクラックが発生したりトラックずれ
が生じたりしたため、好ましいとは言えなかった。
うに、熱膨張係数が61×10-7/℃以上,72×10
-7/℃以下であれば良好な結果が得られた。このことか
らガラス基板の熱膨張係数はドライブ装置部材の熱膨張
係数より若干小さくすることにより熱衝撃試験に対して
整合がとれ、良好な結果が得られた。
-7/℃以上,72×10-7/℃以下であった。61×1
0-7/℃未満であると他のドライブを構成する材料との
熱膨張係数の整合が取れず、熱衝撃試験試験によりクラ
ックが生じるため好ましくなかった。また72×10-7
/℃であるとトラックずれなどの問題が生じるため好ま
しくなかった。
4,No.45のガラスではそれぞれ91GPa,95
GPaであった。これらのガラスではヤング率が高すぎ
るために基板加工時の研磨性が良好で無く、表面粗さが
粗くなるため好ましくなかった。No.48,49 のガ
ラスではそれぞれ79GPa,75GPaと低かった。
このため高速回転試験において回転歪が生じ、好ましく
なかった。No.43,46,47ガラスに示すよう
に、80GPa以上,90GPa以下であれば、良好な
表面粗さの基板が得られ、かつ高速回転試験においても
回転歪を生じることがなく好ましいことが分かった。
GPa以下であることが好ましかった。ヤング率が80
GPaを下回ると、高速回転試験において良好な結果が
得られなくなる。90GPaを超えると、基板の表面粗
さが粗くなり、好ましくない。
含有量について検討したい。SiO2含有量が54.5
重量%のNo.52ガラスでは、ヤング率,円環強度が
十分でなく、磁気ディスク用ガラス基板として適切では
なかった。しかしNo.51 に示すようにSiO2 量が
55重量%であれば、ヤング率が80GPa以上となる
ため、基板として適切であった。またNo.55のよう
にSiO2量が70重量%を超えると、ガラス溶解時に
気泡などの発生が顕著になり、好ましくなかった。一
方、No.54のようにSiO2 含有量が70重量%で
は、気泡,脈理等の発生がなく、耐水性,機械的強度に
優れたガラス基板が得られた。
上70重量%以下であると磁気ディスク用ガラス基板と
して良好な結果が得られた。
o.57 のAl2O3含有量が18重量%であるガラスで
は、ガラスの熔融温度が高くなりすぎ、1600℃の熔
融ではガラスの原料が残存したため、好ましくなかっ
た。しかし、No.56 のAl2O3含有量が17重量%
のガラスでは清澄なガラスを得ることができた。この
時、ヤング率,円環強度とも優れた値を示した。
o.58に記載のガラスでは、安定したガラスが得ら
れ、磁気ディスク用ガラス基板としても良好な結果が得
られたが、Al2O3含有量が9.5重量%のNo.59ガ
ラスでは、ガラス中に脈理等の不均一が生じた。
上17重量%以下のとき良好なガラスが得られた。
o.60 に示すように、9重量%であるガラスでは円環
強度,ヤング率とも十分に満足できず、高速回転試験に
おいて十分な特性が得られなかった。しかし、No.6
1 に示す8重量%であるガラスでは円環強度,ヤング
率とも優れた値を示し、高速回転試験結果も良好であっ
た。
ラスでは、安定にガラスを作製でき、ヤング率、機械的
強度も適正な値を示した。一方、No.63に示したB2
O3を1.5 重量%含有するガラスでは、ヤング率が9
0GPaを超えるため機械加工性に難点があり、良好な
表面粗さが得られなかった。
8重量%以下であれば円環強度,ヤング率において良好
な結果が得られた。
に、これまでに述べたガラス組成にMgO,CaOなど
のアルカリ土類金属、あるいはZnOを含有させると、
いずれもヤング率を上昇させる効果があり、好ましかっ
た。また同時に円環強度に優れたガラスを得ることがで
きた。しかし、いずれも含有させすぎると種々の問題が
生じた。
化物の場合、No.68 に示すように10重量%を超え
ると、クラックの発生が顕著になり、円環強度が小さく
なるなど、機械的強度が低下するため好ましくなかっ
た。No.65 ガラスのように、アルカリ土類元素の含
有量が10重量%では、円環強度,ヤング率とも適正な
値となった。従って、アルカリ土類金属酸化物の含有量
は10重量%以下であることが好ましかった。
ように、添加量が10重量%を超えるとガラス中に結晶
の析出が著しくなり、安定なガラスを得ることが難しか
った。10重量%ではこのような結晶の析出は認められ
なかった。従って、ZnO含有量は、10重量%以下で
あることが好ましかった。
基板が着色しており、磁界印加時の磁化が小さいため、
量産性に優れた磁気ディスク用ガラス基板、及びそれを
用いた磁気ディスクが作製できる。さらに本発明の磁気
ディスク用ガラス基板は熱膨張係数が61〜72×10
-7/℃であるため磁気ディスクドライブ装置部材の熱膨
張係数と整合性が良好なため、熱衝撃試験等によるガラ
スのクラック発生やトラックずれなどの問題が少ない。
また、ヤング率が80〜90GPaであるため、ディス
クの高速回転によるトラックずれなどの問題もない。従
って機械的強度が高く,高記録密度,高信頼性が要求さ
れる磁気ディスクの基板材料として最適である。
気ディスクの断面図。
穴、3…チャンファー部、4…粒径制御層、5…配向制
御層、6…磁性膜、7…保護膜、8…潤滑膜、9…磁気
ディスク、10…スピンドル、11…磁気ヘッド、12
…磁気ヘッドのアーム、13…ボイスコイルモーター、
14…筐体。
Claims (4)
- 【請求項1】重量百分率でSiO2:55%以上,70
%以下、 Al2O3:10以上,17%以下、 B2O3:2%以上,8%以下、 R2O:10%以上,16%以下(Rはアルカリ金属元
素を表す)、 ZnO:0%以上,10%以下 ReO:0%以上,10%以下(Reはアルカリ土類金
属元素を表す)の酸化物換算で示される酸化物を含有
し、さらに下記の酸化物換算の重量百分率でPr2O3ま
たはNd2O3を1%以上,7%以下、またはSm2O3を
2.5% 以上,9%以下、またはEu2O3を2.5% 以
上,8%以下を含有し、 30℃〜100℃の温度範囲における熱膨張係数が61
×10-7/℃以上,72×10-7/℃以下であることを
特徴とする磁気ディスク用ガラス基板。 - 【請求項2】ヤング率が80GPa以上,90GPa以
下、波長300nm〜700nmの可視光における透過
率が50%以上85%以下であり、かつ1kOeの磁界
を印加したときの磁化が3×10-3emu/cc以下であ
ることを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板。 - 【請求項3】磁気ディスク用ガラス基板と、この基板上
に直接又は他の層を介して形成された磁性層を有する磁
気ディスクであって、上記ガラス基板は重量百分率でS
iO2:55%以上,70%以下、 Al2O3:10%以上,17%以下、 B2O3:2%以上,8%以下、 R2O:10%以上,16%以下(Rはアルカリ金属元
素を表す)、 ZnO:0%以上,10%以下 ReO:0%以上,10%以下(Reはアルカリ土類金
属元素を表す)の酸化物換算で示される酸化物を含有
し、さらに下記の酸化物換算の重量百分率でPr2O3ま
たはNd2O3を1%以上,7%以下、またはSm2O3を
2.5% 以上,9%以下、またはEu2O3を2.5% 以
上,8%以下を含有し、 30℃〜100℃の温度範囲における熱膨張係数が61
×10-7/℃以上,72×10-7/℃以下であることを
特徴とする磁気ディスク。 - 【請求項4】少なくともガラス基板と、その表面上に直
接または他の層を介して形成される磁性膜とを有する磁
気ディスクであって、前記ガラス基板の面粗さヤング率
が80GPa以上,90GPa以下であり、このガラス
基板の波長300nm〜700nmの可視光における透
過率が50%以上85%以下であり、かつこのガラス基
板に1kOeの磁界を印加したときの磁化が3×10-3
emu/cc以下であることを特徴とする磁気ディスク。
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- 2001-09-27 JP JP2001295345A patent/JP2003099913A/ja active Pending
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