JPS6331024A - Planar support for recording medium and making thereof - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Abstract] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、特に垂直磁化可能な記録媒体のための非磁
性材料から成る板状支持体とその製法とに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a plate-like support made of a non-magnetic material, particularly for a perpendicularly magnetizable recording medium, and a method for producing the same.

［従来の技術］ 少なくとも一つの板面が非常に滑らかな表面を有し、こ
の板面上に相応に磁化可能な少なくとも一つの記憶層が
被覆できるようになっているかかる板状支持体は、例え
ば欧州特許出順公開第０１２０４１３号公報から知られ
ている。PRIOR ART Such plate-like supports, on which at least one plate side has a very smooth surface, on which at least one correspondingly magnetizable storage layer can be coated, For example, it is known from European Patent Publication No. 0120413.

相応の記録媒体の中に情報を記憶するための垂直磁化の
原理は一般に知られている（例えば「アイトリプルイー
　トランザクションズ　オン　マグネチックス（ＩＥＥ
Ｅ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎ　Ｍａｇｎｅｔｉｃ
ｓ）　Ｊ　、第ＷＡＧ−１６巻、第１号、１９８０年１
月、第７１ページないし第７６ページ、又は同第）ＩＡ
Ｇ−２０巻、第５号、１９８４年９月、第６５７ページ
ないし第６７２ページ及び第６７５ページないし第６８
０ページ参照）、この原理のために用いられる記録媒体
は例えば剛性の磁気記憶板の形で存在できる。かかる記
録媒体は、垂直な磁気結晶の異方性を有する材料から成
る定められた厚さの相応に磁化可能な少なくとも一つの
記憶層を有し、その際この層のいわゆる磁化容易軸は記
録媒体の表面に垂直に整列している。相応の記憶材料と
してＣｏＣｒが好まれる（例えば［アイトリプルイー　
トランザクションズ　オン　マグネチックス（ＩＥＥＥ
　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎ　Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ
）　Ｊ　、第ＭＡＧ−１４巻、第５号、１９７８年９月
、第８４９ページないし第８５１ページ参照）。そして
特別の磁気ヘッドを用いてトラックに沿って個々の情報
をビットとして連続して並ぶ磁区の中に記憶層の相応の
磁化により書き込むことができる。その際ビットは波長
と呼ばれるトラックの長手方向の定められた大きさを有
する。この大きさは、水平磁化の周知の原理に基づく記
憶の際に減磁により与えられる限界に比較して、著しく
小さくすることができる。従って垂直磁化により特別の
記録媒体の中の情報密度が相応に増加できる。The principle of perpendicular magnetization for storing information in suitable recording media is generally known (e.g.
E Transactionson Magnetic
s) J, WAG-16, No. 1, 1980 1
month, pages 71 to 76, or the same) IA
Volume G-20, No. 5, September 1984, pages 657 to 672 and pages 675 to 68
(see page 0), the recording medium used for this principle can be, for example, in the form of a rigid magnetic storage plate. Such a recording medium has at least one correspondingly magnetizable storage layer of defined thickness made of a material with perpendicular magnetic crystal anisotropy, the so-called easy axis of magnetization of this layer being parallel to the recording medium. are aligned perpendicular to the surface of CoCr is preferred as a corresponding memory material (e.g.
Transactions on Magnetics (IEEE
Transaction Magnetics
) J, Vol. MAG-14, No. 5, September 1978, pages 849-851). Using a special magnetic head, individual information can then be written along the track as bits into successive magnetic domains by corresponding magnetization of the storage layer. The bits then have a defined size in the longitudinal direction of the track, called the wavelength. This magnitude can be made significantly smaller compared to the limit imposed by demagnetization during storage based on the well-known principle of horizontal magnetization. Perpendicular magnetization can therefore correspondingly increase the information density in a particular recording medium.

片面又は両面に少なくとも一つの磁気記憶層を備えた板
状記録媒体は、その表面上に磁気ヘッドを導く際の困難
を避けるために、極端に滑らかな（鏡のように滑らかな
）表面を有しなければならない、特に垂直磁化に対して
は、更に高い記憶密度が望まれるとき及びトラッキング
隙間と呼ばれる磁気ヘッドの案内高さを減少するときに
、磁気記憶板の表面品質に対する要求が増大する。すな
わち磁気ヘッドのトラッキング隙間はこの磁化原理の際
に一般に明らかに１７ｈｍ未満である。従って十分に形
状安定した強固な支持体、又は支持体上に設けられ更に
その上に少なくとも一つの記憶層を析出すべき中間層も
、相応の小さい表面粗さを有しなければならない。それ
故に支持体又はその中間層は一般に相応に滑らかな鏡面
と成るように研磨される。A plate-shaped recording medium with at least one magnetic storage layer on one or both sides has an extremely smooth (mirror-smooth) surface to avoid difficulties in guiding a magnetic head over its surface. The demands on the surface quality of the magnetic storage plate increase when higher storage densities are desired, especially for perpendicular magnetization, and when the guiding height of the magnetic head, called the tracking gap, is reduced. Thus, the tracking gap of the magnetic head is generally clearly less than 17 hm with this magnetization principle. Therefore, the sufficiently dimensionally stable and strong support, or the intermediate layer which is provided on the support and on which the at least one storage layer is to be deposited, must also have a correspondingly low surface roughness. The support or its intermediate layer is therefore generally polished to a correspondingly smooth mirror surface.

それに応じて前記欧州特許出願公開公報に記載の記録媒
体においてもまず、例えば特殊なアルミニウム合金のよ
うな非磁性材料から成る板状支持体が、その少なくとも
一つの板面上を例えばダイヤモンド旋削及びラッピング
により平らにされる。そしてそのように前処理された支
持体上に、例えば５０．ｗｍの厚さを有する例えばニッ
ケル・リンのような非磁性の非常に硬い材料から成る中
間層が通常無電流析出される。この中間層は続いて精密
ラッピングプロセス及び研磨プロセスにより、例えば０
．０４μｍ以ｒの表面粗さと例えば約３０＃Ｌｍの厚さ
とを有する鏡面に精密加工される。この鏡面上に続いて
特別な磁化可能の全屈から成る記憶層が被覆され、その
際その磁化容易軸は記録媒体の表面に関して垂直方向に
整列されている。そのようにして得られた層状のこの構
造の上に最後に更に特別の保護層を析出できる。Accordingly, in the recording medium described in the aforementioned European Patent Application Publication, a plate-shaped support made of a non-magnetic material, such as a special aluminum alloy, is first coated on at least one plate surface with diamond turning and lapping. flattened by and on the support so pretreated, for example 50. An intermediate layer of a non-magnetic, very hard material, such as nickel phosphorus, having a thickness of .wm is usually deposited currentlessly. This intermediate layer is then processed by a precision lapping and polishing process, e.g.
．． The mirror surface is precisely machined to have a surface roughness of 0.04 μm or less and a thickness of, for example, about 30 #Lm. This mirror surface is then coated with a storage layer consisting of a special magnetizable total curvature, the easy axis of which is aligned perpendicularly with respect to the surface of the recording medium. Finally, a further special protective layer can be deposited on the layered structure thus obtained.

しかしこの公知の記録媒体のかかる製造の際に、中間層
の研磨のための方法段階は、特に中間熱処理を行わなけ
ればならないときには比較的高価である。However, during such production of this known recording medium, the method step for polishing the intermediate layer is relatively expensive, especially if an intermediate heat treatment has to be carried out.

［発明が解決しようとする問題点］ この発明は、比較的簡単な方法で面平行な鏡のように滑
らかな表面を得ることができ、しかも長年にわたって形
状安定性を保ちかつ十分に高い破壊強度を有するような
、特に垂直磁化可能な記録媒体のための前記の種類の支
持体を提供することを目的とする。[Problems to be Solved by the Invention] This invention can obtain a plane-parallel, mirror-smooth surface using a relatively simple method, while maintaining shape stability for many years and having sufficiently high fracture strength. It is an object of the present invention to provide a support of the kind mentioned above, in particular for a perpendicularly magnetizable recording medium, having the following characteristics.

Ｅ問題点を解決するための手段］ この目的はこの発明に基づき、支持体とじて化学的に硬
化されたガラス基板が用いられ、このガラス基板がＮａ
゛　イオンのほかに、その表面に隣接する領域の中に注
入されたＫ・　イオンと更に補助的にＡｇ’　イオン及
び／又はＡｇ原子とを有することにより達成される。Means for Solving Problem E] This object is based on the present invention, in which a chemically hardened glass substrate is used as a support, and this glass substrate is
This is achieved by having, in addition to ions, K. ions and additionally Ag' ions and/or Ag atoms implanted in the region adjacent to the surface.

すなわち特にソーダ石灰ガラスのようなガラスは機械的
及び化学的なラッピング法及び研磨法により非常に平坦
に滑らかにかつ面平行に加工できるので、ニッケルーリ
ン（Ｎ　ｉ　Ｐ）を被覆したアルミニウム合金から成る
公知の板の表面品質が容易に達成され又はそれに勝るこ
とさえ可能である。更にガラスは非磁性であり、例えば
スパッタリングのような薄膜法により比較的容易に被覆
できる。＃に未処理のガラスの引張り強さは、比較的長
期間の負荷の場合のぜい性破壊に対する十分な安全率が
容易には得られないほど小さい、この難点に基づき確か
にガラスの硬化がそれ自体知られている。そのためにガ
ラス表面に圧縮応力域を作るために、ガラスの小さいイ
オンから融解物又はペーストの大きいイオンへの交換が
ガラスの転移温度以下で実施される（例えば「グラース
テヒニッシェ　ベリヒテ（Ｇｌａｓｔｅｃｈｎｉｓｃｈ
ｅＢｅｒｉｃｈｔｅ）　Ｊ　、　ｆｆｇ５５＠　（１９
８２年）、第８号、第１７１ページないし第１８１ペー
ジ又は「ジリカートテヒニク（Ｓｉｌｉｋａｔｔｅｃｈ
ｎｉｋ）　Ｊ、第３２巻（１９８１年）、第１２号、第
３６０ページないし第３６２ページ参照）。その際速や
かなイオン移送を達成するために一般に温度を高めよう
と努められる。しかしながらその際ガラス基板が曲がる
おそれがあるという危険が存在する。それ故に温度と時
間の制限を余儀なくされる。しかしながらそのときガラ
スのＮａ・イオンからＫ＋イオンへの公知の交換の際に
、所望の圧縮応力域に対応する約４０μｍまでの交換深
さと２５ＯＮ／ｍｍ２　までの引張り強さしか得られな
い、しかしこの引張り強さと交換深さとは、特殊の記録
媒体の板状支持体のためにかかるガラスを用いるには小
さすぎる。それ故にこの発明に基づきＮａ゛イオンから
Ａｇ−イオン及び／又はＡｇ原子への補助的な交換が計
画されている。このことは有利にも明らかに一層高い引
張り強さと著しく大きい交換深さとをもたらすので、相
応に処理されたガラス基板が前記の目的のための支持体
として採用できる。Specifically, glasses such as soda-lime glass, which can be processed to be very flat, smooth, and plane-parallel, by mechanical and chemical lapping and polishing methods, are made of aluminum alloys coated with nickel-phosphorous (N i P). The surface quality of known plates can be easily achieved or even surpassed. Additionally, glass is non-magnetic and can be coated relatively easily by thin film techniques such as sputtering. The tensile strength of untreated glass is so small that a sufficient safety margin against brittle failure in the case of relatively long-term loading cannot easily be obtained; this difficulty certainly makes it difficult to harden the glass. itself known. To this end, an exchange of small ions of the glass by large ions of the melt or paste is carried out below the transition temperature of the glass, in order to create a compressive stress zone on the glass surface (for example "Glastechnische Berichte").
eBerichte) J, ffg55@ (19
1982), No. 8, pages 171 to 181 or "Silikattech
nik) J, Vol. 32 (1981), No. 12, pp. 360-362). In order to achieve rapid ion transport, one generally seeks to increase the temperature. However, there is a risk that the glass substrate may bend in this case. Therefore, restrictions on temperature and time are forced. However, during the known exchange of Na ions into K+ ions in the glass, only exchange depths of up to about 40 μm and tensile strengths of up to 25 ON/mm2, corresponding to the desired compressive stress range, can then be obtained; however, this The tensile strength and exchange depth are too low for the use of such glasses for plate-like supports of special recording media. According to the invention, therefore, an auxiliary exchange of Na' ions by Ag ions and/or Ag atoms is planned. This advantageously results in significantly higher tensile strengths and significantly greater exchange depths, so that correspondingly treated glass substrates can be employed as supports for the above-mentioned purposes.

相応の支持体の製法はこの発明に基づき、イオン交換プ
ロセスによるガラス基板の化学的な硬化のために、ガラ
ス材料特有の変態温度未満の温度でガラス基板が定めら
れた時間Ｋ　Ｎ　Ｏ３融解物の中に浸され、最後に融解
物の外で室温まで冷却されるということを特徴とする。A process for producing a corresponding support is based on the invention, in which the glass substrate is exposed to a KNO3 melt for a defined period of time at a temperature below the transformation temperature characteristic of the glass material for chemical hardening of the glass substrate by an ion exchange process. It is characterized in that it is immersed inside the melt and finally cooled to room temperature outside the melt.

ＫＮＯ３融解物に最高で１０重量％のＡｇＮＯ３を添加
するのが有利である。この方法により平坦度と面粗さと
を低下することなく、非常に強度の大きいガラス基板を
得ることができる。It is advantageous to add up to 10% by weight of AgNO3 to the KNO3 melt. By this method, a glass substrate with extremely high strength can be obtained without reducing flatness and surface roughness.

融解物から再び取り出されたまだ高温のガラス基板が１
１５℃を超える温度を有する水蒸気雰囲気の中に入れら
れるのは、特に有利である。すなわちたまたまの亀裂の
発生と冷却期間中の亀裂伸展とは、ガラス表面上の避け
ることができないＫＮＯ３残留分に起因することが分か
った。すなわちＫＮＯ３は室温への冷却の際に、２度し
かも１２５℃と１１５℃とでその変態を変化する。その
際これらの三つの変態は異なる密度を有する。The still hot glass substrate taken out from the melt is 1
It is particularly advantageous to be placed in a steam atmosphere with a temperature above 15°C. In other words, it was found that the accidental occurrence of cracks and their propagation during the cooling period were caused by the unavoidable residual KNO3 on the glass surface. That is, when KNO3 is cooled to room temperature, its transformation changes twice, at 125°C and 115°C. These three transformations then have different densities.

１１５℃での相転移は体積増加をもたらし、ＫＮＯ３側
での体積増加に基づきガラス材料に望ましくない引張り
応力が発生し、この引張り応力がガラスの破壊をもたら
すおそれがある。かかる引張り応力は前記の手段により
有利に回避される。その際ＫＮＯ３の強い吸湿特性が利
用される。従って水蒸気雰囲気の中でガラス基板上のＫ
ＮＯ３により多量の水が吸収され、その結果異なる密度
を有するＫＮＯ３の硬い変態がもはや発生しないか又は
少なくとも軟化される。その際ガラス基板は特別のこの
雰囲気にさらされるので、自明のようにガラス基板はこ
の時点でこの雰囲気と同様にそれ自体、ＫＮＯ３の体積
増加をもたらす相転移が行われる温度より高い温度に置
かれなければならない。The phase transition at 115° C. results in an increase in volume, and due to the increase in volume on the KNO3 side, undesirable tensile stresses occur in the glass material, which can lead to fracture of the glass. Such tensile stresses are advantageously avoided by the measures described above. In this case, the strong hygroscopic properties of KNO3 are utilized. Therefore, K on a glass substrate in a water vapor atmosphere
A large amount of water is absorbed by the NO3, so that a hard transformation of the KNO3 with different densities no longer occurs or is at least softened. Since the glass substrate is then exposed to this particular atmosphere, it is self-evident that the glass substrate is now at this point as well as itself at a temperature above the temperature at which the phase transition that results in the increase in the volume of KNO3 takes place. There must be.

この発明に基づく支持体又はその製法の有利な実施態様
はその他の特許請求の範囲に記載されている。Advantageous embodiments of the support according to the invention and of the process for its production are described in the further claims.

［実施例］ 次にこの発明に基づく支持体の一実施例とその製造装置
の一実施例とを示す図面により、この発明の詳細な説明
する。[Example] Next, the present invention will be described in detail with reference to drawings showing an example of a support based on the invention and an example of an apparatus for manufacturing the same.

第１図において符号２を付けたガラス基板は、記録媒体
３として用いられその軸線Ａに関して回転対称な磁気記
憶板を形成するために用いられ、こあ磁気記憶板は例え
ば一般に通常５．２５インチの直径を有することができ
る。ガラス基板２の材料はＮａ゛イオンを含む重版のガ
ラス、特に「フロートガラス」の市販名で知られている
ソーダ石灰ガラスである。ガラス基板は特に垂直磁化可
能な記録媒体の製造のために用いられ、それ故に非常に
滑らかな表面を備え相応に磁化可能な少なくとも一つの
記憶層を被覆できる少なくとも一つの板面を有しなけれ
ばならない。しかし自明のようにガラス基板２は、水平
磁化の原理に基づき書き込みできる磁石層のための支持
体としても適している。ガラス基板２はこの発明に基づ
き化学的に硬化され、その際両板面４と５に隣接する領
域６と７の中では、そのＮａ°イオンが部分的にイオン
交換によりに゛　イオン、Ａｇ・　イオン及び／又はＡ
ｇ原子に置き換えられる。その際図において明瞭にする
ために誇張されたこれらの領域の厚さ又は深さｔは、１
１００ｐをはるかに超え例えば約１５０７ｚｍである。A glass substrate labeled 2 in FIG. 1 is used as a recording medium 3 to form a magnetic storage plate rotationally symmetrical with respect to its axis A, the magnetic storage plate being typically 5.25 inches, for example. can have a diameter of The material of the glass substrate 2 is a reprinted glass containing Na' ions, especially soda-lime glass known commercially as "float glass." Glass substrates are used in particular for the production of perpendicularly magnetizable recording media and must therefore have at least one plate surface with a very smooth surface and which can be coated with at least one correspondingly magnetizable storage layer. It won't happen. However, it is clear that the glass substrate 2 is also suitable as a support for a magnet layer which can be written on the principle of horizontal magnetization. According to the invention, the glass substrate 2 is chemically hardened, with the Na° ions being partially replaced by ion exchange in the regions 6 and 7 adjacent to the two plate surfaces 4 and 5. ion and/or A
Replaced by g atom. The thickness or depth t of these regions, exaggerated for clarity in the figures, is 1
It is much more than 100p, for example about 1507zm.

ガラス基板２の両板面４と５は、ｌないし２ＪＬｍ望ま
しくは５００ｎｍ以下の表面平坦度を有するべきである
。その際表面平坦度に対するこの値は、相応の理想的に
平らな板面からのこの板面の許容最高偏差である。この
平坦度を得るためにガラス基板をラッピングプロセス及
び研磨プロセスにより相応に加工できる。その際２ｍｍ
の大きさの測定路に関して４０ｎｍ以下望ましくは２０
ｎｍ未満の最大高さＲｔにより決定される面粗さを得よ
うとするものである。そのｖＡ’Ｒを値とは、定められ
た測定路の中で、板面の最高の断面***箇所で表面断面
に接触する上側の境界線と、板面の最も深い断面部分で
表面断面に接触し前記境界線に平行な下側の境界線との
間で形成される距離を意味する（ＤＩＮ４７６２原案、
１９６８年参照）。Both surfaces 4 and 5 of the glass substrate 2 should have a surface flatness of 1 to 2 JLm, preferably 500 nm or less. This value for the surface flatness is then the maximum permissible deviation of this plate surface from a corresponding ideally flat plate surface. To obtain this flatness, the glass substrate can be processed accordingly by lapping and polishing processes. In that case, 2mm
Regarding the measurement path with a size of 40 nm or less, preferably 20 nm or less
The objective is to obtain a surface roughness determined by a maximum height Rt of less than nm. The value of vA'R is defined as the upper boundary line that contacts the surface cross section at the highest cross-sectional ridge of the plate surface and the surface cross section that contacts the surface cross section at the deepest cross-sectional part of the plate surface within the specified measurement path. and the lower boundary line parallel to said boundary line (DIN 4762 draft,
(see 1968).

そのように処理されたこれらの板面４と５の上には、磁
化容易軸が板面４と５に関して法線方向に向いている垂
直磁化に必要な図示の磁気記憶層８と９及び場合によっ
ては更に別の層を、周知の方法で被覆することができる
。Above these so-treated plate surfaces 4 and 5 are the illustrated magnetic storage layers 8 and 9 necessary for perpendicular magnetization with the easy axis of magnetization oriented normal to the plate surfaces 4 and 5 and in the case Optionally further layers can be applied in a known manner.

磁気記憶板を形成するためにガラス基板２を使用するの
に必要な３５ＯＮ／ｍｍ２以上の大きい引張り強さを得
るために、ガラス基板は化学的に硬化されなければなら
ない、このために周知の方法と装置とが出発点となる。In order to obtain a high tensile strength of more than 35 ON/mm2, which is necessary to use the glass substrate 2 to form a magnetic memory plate, the glass substrate must be chemically hardened, using known methods for this purpose. and the device are the starting point.

それに応じて前処理段階の後に要求された最小面粗さと
極度の平坦度を有するガラス基板２が、定められた時間
だけに゛　イオンとＡｇ’　イオンとを含み設定された
温度になっている融解物の中に浸される。そしてガラス
のＮａ・イオンと融解物のＫ・イオン及びＡｇ・　イオ
ンとの間の所望の交換が、表面付近の拡散領域６と７の
中で拡散過程により起こる。Accordingly, after the pretreatment step, the glass substrate 2 with the required minimum surface roughness and extreme flatness is melted at a set temperature and containing `` ions and Ag '' ions for only a defined time. immersed in things. The desired exchange between the Na ions of the glass and the K and Ag ions of the melt then takes place by diffusion processes in the diffusion regions 6 and 7 near the surface.

所望のイオン交換を達成するために、ＫＮＯ３と最高で
１０重量％望ましくは工ないし４重量％のＡｇＮＯ３と
から成る融解物が、容器例えば石英ガラスから成るるつ
ぼの中で所望の交換温度に加熱される。ＡｇＮＯ３の添
加により可能な交換温度は５００℃以下の範囲に制限さ
れる。なぜならばその温度以上では著しいＡｇＮＯ３の
分解が始まるからである。下側の温度限界は主として３
３９℃のＫＮＯ３の融点により決定され、そのｌＯＡｇ
ＮＯｘ及び場合によっては更に別の物質の添加が約３０
０℃までの最低温度の低下をもたらす。ペーストの場合
には下側の温度限界は更に下がることがある。ただしそ
のときは交換時間が−層長くなる。３５０℃特に３９０
℃と４２０℃との間の温度を選ぶのが有利である。In order to achieve the desired ion exchange, a melt consisting of KNO3 and up to 10% by weight, preferably 4% to 4% by weight, of AgNO3 is heated to the desired exchange temperature in a container, for example a crucible made of quartz glass. Ru. The addition of AgNO3 limits the possible exchange temperatures to a range below 500°C. This is because, above that temperature, significant decomposition of AgNO3 begins. The lower temperature limit is mainly 3
Determined by the melting point of KNO3 at 39°C, its lOAg
The addition of NOx and possibly further substances is approx.
resulting in a reduction in minimum temperature to 0°C. In the case of pastes, the lower temperature limit may be even lower. However, in that case, the replacement time becomes -1 layer longer. 350℃ especially 390
It is advantageous to choose a temperature between 420°C and 420°C.

そしてこの融解物の中にガラス基板が、定められた時間
例えば０．５時間ないし２００時間特に４時間ないし１
６時間の間浸される。その際ガラス基板はできるだけ均
一にあらゆる面でイオン交換が行われるように、相応の
支持装置を用いて融解物の中で回転されるのが有利であ
る。かくはん効果により基板のすべての点に対してほぼ
均一の交換条件が得られる。このことは均一な拡散層と
それに応じて均一な圧縮応力域とを結果としてもたらす
、その際ガラス材料の中の銀は大部分コロイド状の金属
の銀（Ａｇ’）として存在することが観察できる。銀原
子はＡｇ゛　イオンより明らかに大きい半径を有するの
で、Ａｇ゛からＡｇＯへの観察できる還元はガラス成分
の体積増加従ってイオン交換によるガラス層の中での相
応に増加した圧縮応力をもたらす。The glass substrate is then placed in this melt for a defined period of time, for example from 0.5 hours to 200 hours, especially from 4 hours to 1 hour.
Soak for 6 hours. In this case, it is advantageous for the glass substrate to be rotated in the melt using a corresponding support device, so that the ion exchange takes place as uniformly as possible on all sides. The stirring effect provides approximately uniform exchange conditions for all points on the substrate. This results in a uniform diffusion layer and a correspondingly uniform compressive stress zone, where it can be observed that the silver in the glass material is present mostly as colloidal metallic silver (Ag'). . Since silver atoms have a distinctly larger radius than Ag' ions, the observable reduction of Ag' to AgO results in an increase in the volume of the glass component and thus a correspondingly increased compressive stress in the glass layer due to ion exchange.

この発明に基づき処理されたガラス基板の中のに、Ｎａ
及びＡｇの拡散断面を観察すると、本来期待すべき断面
形状が明らかとなる。その際カリウムの拡散は銀の拡散
により著しく影響されることはない。カリウムの拡散断
面形は銀拡散深さの約８分の１ないし１０分の１に達す
る。更に期待できるように、交換時間と交換温度とが増
加するにつれ拡散断面形の深さが増加する。５０にの温
度上昇はほぼ４倍の交換時間と同じ影響を有し、すなわ
ち拡散深さが２倍になる。それに応じてガラス基板の一
層小さい強度で満足できる場合には、Ｋ・及びＡｇ・の
交換の際に、同じ交換温度での純粋なに゛交換に比べて
約４倍の交換時間の短縮が可能である。In the glass substrate treated according to the present invention, Na
When observing the diffusion cross section of Ag and Ag, the originally expected cross-sectional shape becomes clear. In this case, the diffusion of potassium is not significantly influenced by the diffusion of silver. The diffusion profile of potassium reaches approximately one-eighth to one-tenth of the silver diffusion depth. As can be expected, the depth of the diffusion profile increases as the exchange time and exchange temperature increase. A temperature increase of 50°C has the same effect as approximately quadrupling the exchange time, ie the diffusion depth is doubled. If a correspondingly lower strength of the glass substrate can be satisfied, the replacement time can be reduced by about 4 times when replacing K and Ag compared to pure replacement at the same replacement temperature. It is.

この発明に基づく方法では、拡散断面形全体をガラス内
部の方向に移動するために、場合によっては直流電界の
中でのイオン交換も可能である。In the method according to the invention, ion exchange in a direct current electric field is also possible, in order to move the entire diffusion profile in the direction of the interior of the glass.

相応の結線は例えば、陽極が拡散に用いられるイオンを
放出し、一方反応性の陰極が発生するＮａイオンを吸収
するように行われる。しかしながらその際局部的な充電
プロセスが避けられるように注意すべきである。その際
最高電圧はガラスサンプルの温度上昇により決定される
。Corresponding connections are made, for example, in such a way that the anode releases the ions used for diffusion, while the reactive cathode absorbs the Na ions generated. However, care should be taken to avoid local charging processes. The maximum voltage is determined by the temperature rise of the glass sample.

ＫＮＯ３と少量のＡｇＮＯ３とから成る融解物の中での
４００℃における１６時間のイオン交換は、硬化されて
いない相応のガラスサンプルに比べて強度が約６倍だけ
増加することが確かめられた。純粋のＫＮＯ３に浸され
るサンプルに比べて、付加的な強度上昇はその他の条件
を同じとしてともかく５０％以上となる。Ａｇ−イオン
混入に帰することができる付加的な硬度向上効果は、融
解物の中のＡｇ−５度に少ししか関係しない。It has been found that ion exchange for 16 hours at 400° C. in a melt consisting of KNO3 and a small amount of AgNO3 increases the strength by a factor of about 6 compared to the corresponding unhardened glass sample. Compared to samples soaked in pure KNO3, the additional strength increase is over 50%, all other things being equal. The additional hardness-enhancing effect that can be attributed to Ag-ion incorporation is only slightly related to Ag-5 degrees in the melt.

融解物の中の１ないし４重量％のＡｇＮ０３ｅ度は、ガ
ラスの中にほぼ同じ拡散断面形をもたらす。すなわち相
応の塩浴の底には、銀が飽和した浴従って一定の銀濃度
を常にもたらすサンプの形成が観察できる。A degree of AgN03e of 1 to 4% by weight in the melt results in approximately the same diffusion profile in the glass. Thus, at the bottom of the corresponding salt bath, the formation of a sump can be observed, which always results in a silver-saturated bath and thus a constant silver concentration.

この発明に基づくガラス基板の製造のために又は相応の
製法の実施のために、第２図に断面を示したような装置
が特に適している。このために全体を符号１２で示した
この装置は空気循環加熱炉１６を有し、この炉を用いて
容器状に閉鎖された作業室１７の中で定められた温度レ
ベルを作り出すことができる０作業室１７の中には盛り
砂１９を有する収容容器１８が配置され、この容器は石
英るつぼ２０を囲む、るつぼ２０の中には融解物２２が
入れられている。この融解物はこの発明に基づき大部分
ＫＮＯ３から成り、その際少なくとも更にＡｇＮＯ３が
別の添加剤として添加されている。その際空気循環加熱
炉１６により発生され融解物の温度レベルは一般に３０
０℃ないし５００℃である。硬化すべき板状のガラス基
板２は支持装置２３により支えられ、この支持装置は棒
２４を介して基板を融解物の中に浸すことができる。そ
の際ガラス基板にできるだけ一様にあらゆる面でイオン
交換を受けさせるために、棒２４に作用する電動機２４
ａを用いてガラス基板を融解物２２の中で回転させるの
が有利である。For the production of glass substrates according to the invention or for carrying out a corresponding production method, a device such as the one shown in cross section in FIG. 2 is particularly suitable. For this purpose, the device, designated as a whole by 12, has an air circulation heating furnace 16 with which a defined temperature level can be created in a work chamber 17 closed in the form of a container. A receiving container 18 with a sand filler 19 is arranged in the working chamber 17 and surrounds a quartz crucible 20 in which a melt 22 is placed. According to the invention, this melt consists predominantly of KNO3, with at least AgNO3 being added as a further additive. The temperature level of the melt generated by the air circulation heating furnace 16 is generally 30.
The temperature range is from 0°C to 500°C. The plate-shaped glass substrate 2 to be cured is supported by a support device 23, which allows the substrate to be dipped into the melt via a rod 24. An electric motor 24 acts on the rod 24 in order to cause the glass substrate to undergo ion exchange as uniformly as possible on all sides.
Advantageously, the glass substrate is rotated in the melt 22 using a.

ガラス基板２が定められた時間、一般に０．５時間ない
し２００時間望ましくは４時間ないし１６時間だけ融解
物２２の中に入れられた後、ガラス基板は棒２４を介し
て融解物２２から再び取り出される。After the glass substrate 2 has been placed in the melt 22 for a defined period of time, generally from 0.5 hours to 200 hours, preferably from 4 hours to 16 hours, the glass substrate is removed from the melt 22 again via the rod 24. It will be done.

しかしながらそれに続く室温への冷却プロセスの際に、
肉眼で見える亀裂がガラス材料の中に発生する危険が存
在する。かかる亀裂は、融解物のガラス表面上に残るの
が防止できない残留分の収縮挙動に帰することができる
。かかる残留分は、イオン交換プロセスの後に支持装置
２３の中につるされたガラス基板２の第３図に示された
部分図に図示されている。この残留分は少なくとも一つ
の添加剤を含むにもかかわらず、以下でＫＮＯ３残留分
又はＫ　Ｎ　Ｏ３フィルムと呼ぶことにする。However, during the subsequent cooling process to room temperature,
There is a risk that macroscopic cracks will develop in the glass material. Such cracks can be attributed to the shrinkage behavior of the unavoidable residue remaining on the glass surface of the melt. Such residue is illustrated in the partial view shown in FIG. 3 of a glass substrate 2 suspended in a support device 23 after the ion exchange process. This residue will be referred to below as KNO3 residue or K N O3 film, although it contains at least one additive.

第３図から分かるように、特にガラス基板２上の支持装
置２３のつかみ箇所２５の範囲に、残留するＫＮＯ３フ
ィルム２７の***状の肥厚部２６が発生する。冷却の際
に収縮するＫＮＯ３フィルム２６．２７により基板２上
に伝達されるガラスの中の引張り応力を避けるために、
この発明に基づきＫＮＯ３フィルムの軟化が計画される
。このためにガラス基板は作業室１７から取り出されて
特別の容器の中に入れられ、高温の水蒸気により洗浄さ
れる。ガラス基板２は作業室１７からのこの取り出しの
際に、できる限り最高で１００℃しか冷えないようにす
べきである。その際この特別の容器の中の水蒸気温度は
初訓に１１５℃を超えなければならず、その際２００℃
特に２５０℃と融解物２２の温度との間の初期温度が特
に有利である。吸湿性のＫＮＯ３は高い温度で水を吸収
し、従ってガラス基板の表面４から溶は落ちる。従って
ＫＮＯｘにより付加的な応力がガラス基板の中に銹起さ
れない。そしてそれに続く室温までの冷却が容易に周知
の方法で実施できる。その際ガラス基板を水蒸気雰囲気
の中に例えば水蒸気の凝結温度まで入れておくこともで
きる。As can be seen from FIG. 3, a raised thickened portion 26 of the remaining KNO3 film 27 occurs, particularly in the area of the gripping point 25 of the support device 23 on the glass substrate 2. In order to avoid tensile stresses in the glass transferred onto the substrate 2 by the KNO3 film 26.27, which shrinks upon cooling,
Based on this invention, softening of KNO3 films is planned. For this purpose, the glass substrate is removed from the working chamber 17, placed in a special container and cleaned with hot steam. The glass substrate 2 should be cooled to a maximum of 100° C. during this removal from the working chamber 17 as much as possible. At that time, the water vapor temperature in this special container must exceed 115 °C for the first time, and 200 °C for the first time.
Particularly advantageous are initial temperatures between 250° C. and the temperature of the melt 22. The hygroscopic KNO3 absorbs water at high temperatures and thus melts off the surface 4 of the glass substrate. Therefore, no additional stress is induced into the glass substrate by KNOx. Subsequent cooling to room temperature can then be easily carried out using well-known methods. At this time, the glass substrate may be placed in a water vapor atmosphere up to the condensation temperature of water vapor, for example.

る。Ru.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図はこの発明に基づく支持体の一実施例を用いた記
録媒体の部分断面図、第２図はこの発明に基づく支持体
の製法を実施するための製造装置の一実施例の縦断面図
、第３図は第２図に示す装置の要部拡大図である。 ２・・・板状支持体（ガラス基板）、　　３Φ・・記録
媒体、　　４．５・・・板面、　　６．７・・・表面領
域、　８，９・・・記憶層、　　２２・・・融解物、　
　ｔ・・・深さ、　　Ｒ１・・壽最大高さ。FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a recording medium using an embodiment of the support according to the present invention, and FIG. 2 is a longitudinal cross-section of an embodiment of a manufacturing apparatus for carrying out the method for manufacturing the support according to the present invention. 3 are enlarged views of essential parts of the apparatus shown in FIG. 2. 2... Plate support (glass substrate), 3Φ... Recording medium, 4.5... Plate surface, 6.7... Surface area, 8, 9... Memory layer, 22... melt,
t...depth, R1...maximum height.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １）少なくとも一つの板面（４又は５）が非常に滑らか
な表面を有し、この板面上に相応に磁化可能な少なくと
も一つの記憶層（８又は９）を被覆できるようになって
いる、特に垂直に磁化可能な記録媒体（３）のための非
磁性材料から成る板状支持体（２）において、支持体と
して化学的に硬化されたガラス基板（２）が用いられ、
このガラス基板がＮａ＾＋イオンのほかに、その表面に
隣接する領域 （６、７）の中に注入されたＫ＾＋イオンと更に補助的
にＡｇ＾＋イオン及び／又はＡｇ原子とを有することを
特徴とする記録媒体用板状支持体。 ２）表面領域（６、７）の中では、原子％で測られたＡ
ｇ＾＋イオン及び／又はＡｇ原子の割合がＫ＾＋イオン
の割合より小さいことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の支持体。 ３）板面（４、５）に関して垂直に測られた表面領域（
６、７）の深さ（ｔ）が１００μｍより大きいことを特
徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の支持体
。 ４）ガラス基板（２）の記憶層（８、９）を設けるべき
少なくとも一つの板面（４又は５）の表面平坦度が、２
μｍ未満望ましくは ５００ｎｍ以下であることを特徴とする特許請求の範囲
第１項ないし第３項のいずれか １項に記載の支持体。 ５）ガラス基板（２）の記憶層（８、９）を設けるべき
板面（４又は５）の、２ｍｍの長さの測定路に関する面
粗さの最大高さ（Ｒ＿ｔ）が、４０ｎｍ未満望ましくは
２０ｎｍ未満であることを特徴とする特許請求の範囲第
１項ないし第４項のいずれか１項に記載の支持 体。 ６）ガラス基板（２）がソーダ石灰ガラスから成ること
を特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第５項のいず
れか１項に記載の支持 体。 ７）イオン交換プロセスによるガラス基板 （２）の化学的な硬化のために、ガラス材 料特有の変態温度未満の温度でガラス基板 （２）が定められた時間ＫＮＯ＿３融解物 （２）の中に浸され、最後に融解物の外で室温まで冷却
されることを特徴とする記録媒体用板状支持体の製法。 ８）ＫＮＯ＿３融解物（２２）に、最大で１０重量％の
ＡｇＮＯ＿３望ましくは１ないし４重量％のＡｇＮＯ＿
３が添加されることを特徴とする特許請求の範囲第７項
記載の製法。 ９）融解物（２２）が５００℃以下望ましくは４２０℃
以下の温度レベルに保たれるこ とを特徴とする特許請求の範囲第７項又は 第８項記載の製法。 １０）融解物（２２）が３００℃以上望ましくは３５０
℃以上特に３９０℃以上の温 度レベルに保たれることを特徴とする特許請求の範囲第
９項記載の製法。 １１）ガラス基板（２）が０．５時間ないし２００時間
望ましくは４時間ないし６時間にわたって融解物（２２
）の中に保持されることを特徴とする特許請求の範囲第
７項ないし第１０項のいずれか１項に記載の製法。 １２）ガラス基板（２）が融解物（２２）の中で動かさ
れる、望ましくは回転されること を特徴とする特許請求の範囲第７項ないし 第１１項のいずれか１項に記載の製法。 １３）イオン交換プロセスが直流電界の中で行われるこ
とを特徴とする特許請求の範囲 第７項ないし第１２項のいずれか１項に記載の製法。 １４）融解物（２２）から再び取り出されたまだ高温の
ガラス基板（２）が、１１５℃を 超える温度を有する水蒸気雰囲気の中に入 れられることを特徴とする特許請求の範囲 第７項ないし第１３項のいずれか１項に記載の製法。 １５）ガラス基板（２）の冷却が少なくとも部分的に水
蒸気雰囲気の中で行われることを特徴とする特許請求の
範囲第１４項記載の製 法。 １６）まだ高温のガラス基板（２）が水蒸気雰囲気の中
で少なくとも水蒸気の凝結温度まで冷却されることを特
徴とする特許請求の範囲第１５項記載の製法。 １７）融解物（２２）の温度に比べて最高で１００℃だ
け冷却されたにすぎないガラス 基板（２）が水蒸気雰囲気の中に入れられることを特徴
とする特許請求の範囲第１４項ないし第１６項のいずれ
か１項に記載の製法。 １８）２００℃以上望ましくは２５０℃以 上の初期温度を有する水蒸気雰囲気の中へ、まだ高温の
ガラス基板（２）が入れられることを特徴とする特許請
求の範囲第１４項ないし第１７項のいずれか１項に記載
の製法。 １９）水蒸気雰囲気が融解物（２２）を内蔵しない特別
の容器の中で洗浄過程により形成 されることを特徴とする特許請求の範囲 第１４項ないし第１８項のいずれか１項に記載の製法。Claims: 1) At least one plate surface (4 or 5) has a very smooth surface and is coated with at least one correspondingly magnetizable storage layer (8 or 9) on this plate surface. In a plate-shaped support (2) made of a non-magnetic material, in particular for a perpendicularly magnetizable recording medium (3), which can be used,
This glass substrate has, in addition to Na^+ ions, K^+ ions implanted into the regions (6, 7) adjacent to its surface and additionally Ag^+ ions and/or Ag atoms. A plate-shaped support for a recording medium, characterized in that: 2) Within the surface area (6, 7), A measured in atomic %
Claim 1, characterized in that the proportion of g^+ ions and/or Ag atoms is smaller than the proportion of K^+ ions.
Support described in Section. 3) Surface area measured perpendicular to the plate surface (4, 5) (
The support according to claim 1 or 2, characterized in that the depth (t) of portions 6 and 7) is greater than 100 μm. 4) The surface flatness of at least one plate surface (4 or 5) on which the storage layer (8, 9) of the glass substrate (2) is to be provided is 2
The support according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it has a diameter of less than μm, preferably 500 nm or less. 5) The maximum height (R_t) of the surface roughness of the plate surface (4 or 5) on which the storage layer (8, 9) of the glass substrate (2) is to be provided, with respect to the 2 mm long measurement path, is preferably less than 40 nm. The support according to any one of claims 1 to 4, wherein: is less than 20 nm. 6) Support according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the glass substrate (2) is made of soda-lime glass. 7) For chemical hardening of the glass substrate (2) by an ion exchange process, the glass substrate (2) is immersed in the KNO_3 melt (2) for a defined time at a temperature below the transformation temperature characteristic of the glass material. 1. A method for producing a plate-like support for a recording medium, characterized in that the support is finally cooled to room temperature outside the melt. 8) In the KNO_3 melt (22) up to 10% by weight of AgNO_3, preferably from 1 to 4% by weight of AgNO_
8. The method according to claim 7, wherein 3 is added. 9) Melt (22) below 500°C, preferably 420°C
9. The method according to claim 7 or 8, characterized in that the temperature is maintained at a temperature level of: 10) The temperature of the melt (22) is 300°C or higher, preferably 350°C
The manufacturing method according to claim 9, characterized in that the temperature is maintained at a temperature level of 390° C. or higher, particularly 390° C. or higher. 11) The glass substrate (2) is exposed to the melt (22) for 0.5 to 200 hours, preferably for 4 to 6 hours.
) The method according to any one of claims 7 to 10. 12) Process according to any one of claims 7 to 11, characterized in that the glass substrate (2) is moved, preferably rotated, in the melt (22). 13) The production method according to any one of claims 7 to 12, characterized in that the ion exchange process is carried out in a direct current electric field. 14) The still hot glass substrate (2) taken out from the melt (22) again is placed in a steam atmosphere having a temperature of more than 115°C. The manufacturing method according to any one of Item 13. 15) A method according to claim 14, characterized in that the glass substrate (2) is cooled at least partially in a steam atmosphere. 16) Process according to claim 15, characterized in that the still hot glass substrate (2) is cooled in a steam atmosphere at least to the condensation temperature of the steam. 17) The glass substrate (2), which is only cooled by at most 100° C. compared to the temperature of the melt (22), is placed in a water vapor atmosphere. The manufacturing method according to any one of Item 16. 18) Any one of claims 14 to 17, characterized in that the still hot glass substrate (2) is placed in a steam atmosphere having an initial temperature of 200° C. or more, preferably 250° C. or more. The manufacturing method described in item 1. 19) Process according to any one of claims 14 to 18, characterized in that the steam atmosphere is created by a cleaning process in a special container that does not contain the melt (22). .