JP2000203872A

JP2000203872A - Glass composition, substrate for information recording medium by using the same, and information recording medium

Info

Publication number: JP2000203872A
Application number: JP11256251A
Authority: JP
Inventors: Junji Kurachi; 淳史倉知; Akihiro Koyama; 昭浩小山; Shoichi Kishimoto; 正一岸本; Nobuyuki Yamamoto; 信行山本
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 1998-09-11
Filing date: 1999-09-09
Publication date: 2000-07-25
Anticipated expiration: 2019-09-09
Also published as: JP4497591B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a glass composition having an elastic modulus and stiffness capable of allowing a recording medium to be rotated at high speed, and a substrate to be formed into a thin board to realize the increase of the recording capacity, the compactification and the shortening of the access time, of the information-recording medium, capable of facilitating the molding, and suitable for mass production. SOLUTION: This glass composition comprises 55-70 mol% silicon dioxide (SiO2), 0.5-6 mol% aluminum oxide (Al2O3), 6-35 mol% lithium oxide (Li2O), 0-10 mol% sodium monoxide (Na2O), 0-10 mol% potassium monoxide (K2O) (with the proviso that the total of Na2O and K2O is >=0.1 mol%), 0-20 mol% magnesium oxide (MgO), 0-20 mol% calcium oxide (CaO) (with the proviso that the total of MgO and CaO is >=4 mol%), 0-20 mol% strontium oxide (SrO), 0-20 mol% barium oxide (BaO) (with the proviso that the total of SrO and BaO is >=5 mol%).

Description

DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、弾性率の高いガ
ラス組成物、特に表面平滑性に優れた高弾性率を必要と
する情報記録媒体用基板に適したガラス組成物に関す
る。さらには、このようなガラス組成物を用いた情報記
録媒体用基板および情報記録媒体に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a glass composition having a high elastic modulus, and more particularly to a glass composition suitable for a substrate for an information recording medium requiring a high elastic modulus with excellent surface smoothness. Further, the present invention relates to an information recording medium substrate and an information recording medium using such a glass composition.

【０００２】[0002]

【従来の技術】ハードディスクに代表される磁気ディス
クなどの情報記録装置には、記録容量の増大やアクセス
時間の短縮が要求され続けており、その達成手段の一つ
として、情報記録媒体（以下、単に「記録媒体」とす
る）の回転を高速化することが考えられている。2. Description of the Related Art Information recording devices such as magnetic disks typified by hard disks are continuously required to have an increased recording capacity and a reduced access time. It has been considered to increase the rotation speed of the “recording medium”.

【０００３】しかし、記録媒体の回転数を高めると、記
録媒体にたわみが生じ共振が大きくなり、ついには記録
媒体表面が磁気ヘッドと衝突して、読み出しエラーや磁
気ヘッドがクラッシュする危険性が高くなる。したがっ
て、現状の記録媒体では磁気ヘッドと記録媒体の距離
（以下、「フライングハイト」という）をある程度以下
に小さくすることができず、このことが磁気記録装置の
記録容量を大きくする足枷となっている。[0003] However, when the rotation speed of the recording medium is increased, the recording medium bends and resonance increases, and finally, the recording medium surface collides with the magnetic head, and there is a high risk of a read error or a magnetic head crash. Become. Therefore, in the current recording medium, the distance between the magnetic head and the recording medium (hereinafter, referred to as “flying height”) cannot be reduced to a certain degree or less, which is a constraint to increase the recording capacity of the magnetic recording apparatus. I have.

【０００４】この記録媒体のたわみと共振の問題は、弾
性率（ヤング率）および剛性（ヤング率／密度）の高い
記録媒体用基板（以下、単に「基板」とする）を用いる
ことにより解決される。しかし、これまで最も一般的に
使用されてきたアルミニウム合金製の基板は、弾性率が
７１GPa、剛性が２６GPa・cm³/gであり、１０，０００r.
p.m以上での使用は困難である。さらに、装置のコンパ
クト化の要求から基板の薄板化が求められているが、現
状のアルミ基板では弾性率および剛性が不十分であるた
め、薄板化の流れに逆行してより厚くする必要が出てき
ている。The problem of deflection and resonance of the recording medium is solved by using a recording medium substrate having a high elastic modulus (Young's modulus) and a high rigidity (Young's modulus / density) (hereinafter simply referred to as “substrate”). You. However, the aluminum alloy substrate most commonly used so far has a modulus of elasticity of 71 GPa, a rigidity of 26 GPa · cm ³ / g, and 10,000 r.
Use above pm is difficult. Furthermore, thinning of the substrate is required for the demand for compact equipment, but the current aluminum substrate has insufficient elasticity and rigidity, so it is necessary to go against the trend of thinning and make it thicker. Is coming.

【０００５】これに対し、化学強化ガラスを用いた基板
は、弾性率および剛性ともにアルミ基板よりも優れてい
る。例えば、市販のソーダライムガラスをカリウム溶融
塩中でイオン交換したガラス基板は、弾性率が７２GP
a、剛性が２９GPa・cm³/gである。この他市販のコーニン
グ社０３１７を化学強化したガラス基板は、弾性率が７
２GPa、剛性が２９GPa・cm³/gである。しかし、これらの
ガラス基板であっても、１０，０００r.p.mで使用する
には弾性率および剛性ともに不十分である。On the other hand, a substrate using chemically strengthened glass is superior in both elastic modulus and rigidity to an aluminum substrate. For example, a glass substrate obtained by ion-exchanging commercially available soda lime glass in a potassium molten salt has an elastic modulus of 72 GP.
a, The rigidity is 29 GPa · cm ³ / g. In addition, a commercially available glass substrate chemically strengthened by Corning 0317 has an elastic modulus of 7%.
The rigidity is 2 GPa and the rigidity is 29 GPa · cm ³ / g. However, even with these glass substrates, the elastic modulus and rigidity are insufficient for use at 10,000 rpm.

【０００６】化学強化ガラス以外の高剛性の基板とし
て、弾性率が９０GPa、剛性が３８GPa・cm³/gの結晶化ガ
ラスを用いた基板が市販されている。しかし、結晶化ガ
ラスは、内部に結晶を析出させるため、表面研磨を行っ
ても結晶による凹凸が残り、化学強化ガラス基板より表
面平滑性が劣る。As a substrate of high rigidity other than chemically strengthened glass, a substrate using crystallized glass having an elastic modulus of 90 GPa and a rigidity of 38 GPa · cm ³ / g is commercially available. However, since crystallized glass precipitates crystals inside, even if the surface is polished, irregularities due to the crystals remain, and the surface smoothness is inferior to that of the chemically strengthened glass substrate.

【０００７】特開平１０−８１５４２号公報には、SiO₂
-Al₂O₃-RO系（ただし、Rは２価金属）のガラスからな
り、２０mol%以上のAl₂O₃もしくは２０mol%以上のMgOを
含有する基板に用いる材料が開示されている。しかし、
この組成のガラス基板では、液相温度が高く成形が困難
で、また密度が大きく高速回転に不向きという問題があ
る。Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-81542 discloses SiO ₂
A material used for a substrate made of -Al ₂ O ₃ -RO (where R is a divalent metal) glass and containing 20 mol% or more of Al ₂ O ₃ or 20 mol% or more of MgO is disclosed. But,
The glass substrate having this composition has a problem that the liquidus temperature is high and molding is difficult, and the density is high and the glass substrate is not suitable for high-speed rotation.

【０００８】国際公開ＷＯ９８／５５９９３公報には、
ヤング率が１００GPa以上、液相温度が１，３５０℃以
下のガラスからなる基板が開示されている。しかし、こ
の組成のガラス基板では、液相温度が甚だしく高くまた
高価な希土類酸化物を多量に含むため、大量に安定して
高品質の基板を製造することは困難である。[0008] International Publication WO98 / 55993 states that
A substrate made of glass having a Young's modulus of 100 GPa or more and a liquidus temperature of 1,350 ° C. or less is disclosed. However, a glass substrate having this composition has a very high liquidus temperature and contains a large amount of expensive rare earth oxides, so that it is difficult to stably produce a high-quality substrate in a large amount.

【０００９】大量生産に適したフロート法により製造す
るガラス組成物が、特表平９−５０７２０６号公報に開
示されている。このガラス組成物は、液相温度が粘度lo
gη＝３．５に対応する温度未満であるためフロート法
により製造できるが、ヤング率が８０GPa以下と不十分
である。A glass composition produced by a float method suitable for mass production is disclosed in Japanese Patent Publication No. 9-507206. This glass composition has a liquidus temperature of viscosity lo.
Since it is lower than the temperature corresponding to gη = 3.5, it can be manufactured by the float method, but the Young's modulus is insufficient at 80 GPa or less.

【００１０】[0010]

【発明が解決しようとする課題】情報記録装置の記録容
量の増大、コンパクト化およびアクセス時間の短縮を実
現するため、記録媒体の高回転化および基板の薄板化に
耐えうる弾性率および剛性を備え、成形が容易でかつ大
量生産に適したガラス組成物を提供することにある。さ
らには、このガラス組成物を用いた基板およびその記録
媒体を提供することにある。In order to increase the recording capacity of the information recording apparatus, make it compact, and shorten the access time, the information recording apparatus is provided with an elastic modulus and rigidity that can withstand a high rotation of a recording medium and a thin substrate. Another object of the present invention is to provide a glass composition which is easy to mold and suitable for mass production. Still another object is to provide a substrate using the glass composition and a recording medium thereof.

【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に記載の発明のガラス組成物は、組成モ
ルパーセントで、二酸化ケイ素(SiO₂)：５５〜７０％、
酸化アルミニウム(Al₂O₃)：０．５〜６％、酸化リチウ
ム(Li₂O)：６〜３５％、一酸化ナトリウム(Na₂O)：０〜
１０％、一酸化カリウム(K₂O)：０〜１０％、ただし、N
a₂OとK₂Oの合計が０．１％以上、酸化マグネシウム(Mg
O)：０〜２０％、酸化カルシウム(CaO)：０〜２０％、
ただし、MgOとCaOの合計が４％以上、酸化ストロンチウ
ム(SrO)：０〜２０％、酸化バリウム(BaO) ：０〜２０
％、ただし、SrOとBaOの合計が５％以上を含有するもの
である。In order to achieve the above object, the glass composition according to the first aspect of the present invention has a composition molar percentage of silicon dioxide (SiO ₂ ): 55 to 70%,
Aluminum oxide (Al ₂ O ₃ ): 0.5 to 6%, lithium oxide (Li ₂ O): 6 to 35%, sodium monoxide (Na ₂ O): 0 to 0%
10% potassium monoxide _{(K 2 O): 0~10%} , however, N
a ₂ O and K ₂ O total 0.1% or more, magnesium oxide (Mg
O): 0 to 20%, calcium oxide (CaO): 0 to 20%,
However, the total of MgO and CaO is 4% or more, strontium oxide (SrO): 0 to 20%, barium oxide (BaO): 0 to 20
%, Provided that the total of SrO and BaO contains 5% or more.

【００１２】請求項２に記載の発明のガラス組成物は、
組成モルパーセントで、二酸化ケイ素(SiO₂)：５５〜７
０％、酸化アルミニウム(Al₂O₃)：０．５〜６％、酸化
リチウム(Li₂O)：６〜３５％、一酸化ナトリウム(Na
₂O)：０〜１０％、一酸化カリウム(K₂O)：０〜１０％、
ただし、Na₂OとK₂Oの合計が０．１％以上、酸化マグネ
シウム(MgO)：０〜２０％、酸化カルシウム(CaO)：０〜
２０％、ただし、MgOとCaOの合計が４％以上、酸化スト
ロンチウム(SrO)：０〜２０％、酸化バリウム(BaO)：０
〜２０％、ただし、SrOとBaOの合計が５％以上、二酸化
チタン(TiO₂)：０〜１５％、酸化ジルコニウム(ZrO₂)：
０〜５％を含有するものである。The glass composition of the invention according to claim 2 is
A composition mol%, silicon dioxide (SiO _2): 55~7
0%, aluminum oxide (Al ₂ O ₃ ): 0.5 to 6%, lithium oxide (Li ₂ O): 6 to 35%, sodium monoxide (Na
₂ O): 0 to 10%, potassium monoxide (K ₂ O): 0 to 10%,
However, the total of Na ₂ O and K ₂ O is 0.1% or more, magnesium oxide (MgO): 0 to 20%, calcium oxide (CaO): 0 to
20%, provided that the total of MgO and CaO is 4% or more, strontium oxide (SrO): 0 to 20%, and barium oxide (BaO): 0
20%, however, SrO and BaO in total not less than 5%, titanium dioxide (TiO _2): 0~15%, zirconium oxide (ZrO _2):
It contains 0 to 5%.

【００１３】請求項３に記載の発明のガラス組成物は、
組成モルパーセントで、二酸化ケイ素(SiO₂)：５５〜６
５％、酸化アルミニウム(Al₂O₃)：２〜６％、酸化リチ
ウム(Li₂O)：１２〜２０％、一酸化ナトリウム(Na₂O)：
０．５〜４％、一酸化カリウム(K₂O)：０〜１％、酸化
マグネシウム(MgO)：４〜１２％、酸化カルシウム(Ca
O)：０〜１％、酸化ストロンチウム(SrO)：５〜１２
％、酸化バリウム(BaO)：０〜１％、二酸化チタン(Ti
O₂)：０．５〜７％、酸化ジルコニウム(ZrO₂)：０〜
２．５％を含有し、これら組成成分の合計が９７％以上
であるものである。[0013] The glass composition of the invention according to claim 3 comprises:
A composition mol%, silicon dioxide (SiO _2): 55~6
5%, aluminum oxide (Al ₂ O ₃ ): 2 to 6%, lithium oxide (Li ₂ O): 12 to 20%, sodium monoxide (Na ₂ O):
From 0.5 to 4%, potassium monoxide _{(K 2 O): 0~1%} , magnesium oxide (MgO): 4 to 12% calcium oxide (Ca
O): 0-1%, strontium oxide (SrO): 5-12
%, Barium oxide (BaO): 0-1%, titanium dioxide (Ti
O ₂ ): 0.5 to 7%, zirconium oxide (ZrO ₂ ): 0 to 0%
2.5%, and the total of these components is 97% or more.

【００１４】請求項４に記載の発明のガラス組成物は、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明において、ヤ
ング率で示される弾性率が９０GPa以上、かつヤング率
／密度で表される剛性が３０GPa・cm³/g以上であるもの
である。The glass composition of the invention according to claim 4 is
In the invention according to any one of claims 1 to 3, the elastic modulus represented by Young's modulus is 90 GPa or more, and the rigidity represented by Young's modulus / density is 30 GPa · cm ³ / g or more. .

【００１５】請求項５に記載の発明のガラス組成物は、
請求項１〜４いずれか１項に記載の発明において、フロ
ート法により板状に成形したものである。[0015] The glass composition of the invention according to claim 5 comprises:
In the invention according to any one of claims 1 to 4, it is formed into a plate shape by a float method.

【００１６】請求項６に記載の発明の基板は、請求項１
〜５のいずれか１項に記載のガラス組成物であって、ヤ
ング率で示される弾性率が９０GPa以上、かつヤング率
／密度で表される剛性が３０GPa・cm³/g以上であるもの
である。The substrate according to the invention of claim 6 is the first invention.
The glass composition according to any one of items 1 to 5, wherein the elastic modulus represented by Young's modulus is 90 GPa or more, and the rigidity represented by Young's modulus / density is 30 GPa · cm ³ / g or more. is there.

【００１７】請求項７に記載の発明の記録媒体は、請求
項６に記載の基板を用いたものである。A recording medium according to a seventh aspect of the present invention uses the substrate according to the sixth aspect.

【００１８】[0018]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て詳細に説明する。なお、％はモルパーセント(mol%)を
表す。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. In addition,% represents mol% (mol%).

【００１９】本発明者らは、各組成成分の含有率が一定
の範囲にある場合において、MgOおよびCaOの少なくとも
一方と、SrOおよびBaOの少なくとも一方とを混在させる
ことにより、弾性率および剛性に優れかつ成形が容易な
ガラス組成物が得られることを見出した。The present inventors have found that, when the content of each composition component is within a certain range, by mixing at least one of MgO and CaO and at least one of SrO and BaO, the elastic modulus and rigidity can be improved. It has been found that an excellent and easily moldable glass composition can be obtained.

【００２０】SiO₂は、ガラスを構成する主要成分であ
り、その含有率が５５％未満になるとガラスの化学的耐
久性が悪化する。一方、７０％を超えると必要とされる
弾性率が得られない。したがってSiO₂の含有率は５５％
〜７０％である必要があり、５５〜６５％がより好まし
い。SiO ₂ is a main component constituting glass, and if its content is less than 55%, the chemical durability of glass deteriorates. On the other hand, if it exceeds 70%, the required elastic modulus cannot be obtained. Therefore, the content of SiO ₂ is 55%
７０70%, preferably 55-65%.

【００２１】Al₂O₃は、ガラスの弾性率および剛性を向
上させ、かつガラスの耐水性を向上させる成分である。
その含有率が０．５％未満では、これらの効果が十分に
現れない。一方、その含有率が６％を越えると耐酸性が
急激に悪化し、さらに液相温度が上昇して成形性が悪化
する。したがってAl₂O₃の含有率は０．５〜６％である
必要があり、２〜６％がより好ましい。Al ₂ O ₃ is a component that improves the elastic modulus and rigidity of the glass and also improves the water resistance of the glass.
If the content is less than 0.5%, these effects are not sufficiently exhibited. On the other hand, if the content exceeds 6%, the acid resistance is rapidly deteriorated, and the liquidus temperature is further increased to deteriorate the moldability. Therefore, the content of Al ₂ O ₃ needs to be 0.5 to 6%, and more preferably 2 to 6%.

【００２２】Li₂Oは、ガラスの弾性率および剛性を向上
させるとともに、熔解温度を下げる成分である。その含
有率が６％未満では、弾性率および剛性が不足する。一
方、３５％を超えると基板の耐候性、耐酸性が悪化す
る。したがって、Li₂Oの含有率は６〜３５％である必要
があり、１２〜２０％がより好ましい。Li ₂ O is a component that improves the elastic modulus and rigidity of glass and lowers the melting temperature. If the content is less than 6%, the elastic modulus and the rigidity are insufficient. On the other hand, if it exceeds 35%, the weather resistance and acid resistance of the substrate deteriorate. Therefore, the content of Li ₂ O needs to be 6 to 35%, and more preferably 12 to 20%.

【００２３】Na₂OおよびK₂Oは、熔解温度を下げるとと
もに、液相温度を下げて成形性を高める成分である。両
成分の合計が０．１％未満では、これらの効果が十分に
現れない。しかし、いずれかが１０％を越えると必要と
する弾性率が得られず、さらには耐候性、耐酸性が悪化
する。したがって、Na₂OとK₂Oの含有率は、合計で０．
１％以上かついずれも１０％以下でなくてはならない。
さらに、Na₂Oの含有率は０．５〜４％がより好ましい。
また、K₂Oは、Na₂Oと比較してガラスの密度を上げる傾
向が強いため、１％以下にすることがより好ましい。Na ₂ O and K ₂ O are components that lower the melting temperature and lower the liquidus temperature to enhance the formability. If the total of both components is less than 0.1%, these effects are not sufficiently exhibited. However, if either of them exceeds 10%, the required elastic modulus cannot be obtained, and furthermore, the weather resistance and the acid resistance deteriorate. Therefore, the contents of Na ₂ O and K ₂ O are 0.1% in total.
It must be at least 1% and not more than 10%.
Further, the content of Na ₂ O is more preferably 0.5 to 4%.
Further, since K ₂ O has a strong tendency to increase the density of glass as compared with Na ₂ O, it is more preferable to set the content to 1% or less.

【００２４】MgO、CaO、SrOおよびBaOは、ガラスの弾性
率を向上させる成分である。しかし、いずれかの含有量
が２０％を超えるとガラスの液相温度が上昇して成形性
が悪化するとともに、耐候性、耐酸性が悪化する。した
がって、各成分はそれぞれ２０％以下でなくてはならな
い。さらに、MgOとCaOの少なくとも一方と、SrOとBaOの
少なくとも一方とを混在させることにより、液相温度の
上昇が抑えられて成形性のよい高弾性率ガラスが得られ
る。MgOとCaOの含有率の和が４％以上、SrOとBaOの含有
率の和が５％以上である場合に、液相温度の抑制効果が
顕著に現れる。さらに、MgOとCaOを比較した場合、液相
温度の抑制効果は同程度であり、弾性率および軽量化の
点ではMgOが優れる。また、SrOとBaOを比較した場合、
液相温度の抑制効果は同程度であり、弾性率および軽量
化の点ではSrOが優れる。したがって、MgOとSrOとの組
み合わせがより好ましい。具体的には、MgO：４〜１２
％、CaO：１％以下、SrO：５〜１２％、BaO：１％以下
の含有率とするのが好ましい。MgO, CaO, SrO and BaO are components for improving the elastic modulus of glass. However, if the content of any one of them exceeds 20%, the liquidus temperature of the glass rises and moldability deteriorates, and weather resistance and acid resistance deteriorate. Therefore, each component must be less than 20%. Furthermore, by mixing at least one of MgO and CaO and at least one of SrO and BaO, a rise in liquidus temperature is suppressed and a high elastic modulus glass with good moldability is obtained. When the sum of the contents of MgO and CaO is 4% or more and the sum of the contents of SrO and BaO is 5% or more, the effect of suppressing the liquidus temperature appears remarkably. Furthermore, when MgO and CaO are compared, the effect of suppressing the liquidus temperature is almost the same, and MgO is superior in terms of elastic modulus and weight reduction. Also, when comparing SrO and BaO,
The effect of suppressing the liquidus temperature is almost the same, and SrO is excellent in terms of elastic modulus and weight reduction. Therefore, a combination of MgO and SrO is more preferable. Specifically, MgO: 4 to 12
%, CaO: 1% or less, SrO: 5 to 12%, and BaO: 1% or less.

【００２５】TiO₂は、ガラスの弾性率、剛性および耐候
性を向上させる成分であるが、その含有率が１５％を超
えると液相温度を上昇させ、成形性を悪化させる。しか
し、その含有率が０．５〜７％であれば、効果的に液相
温度を下降させ成形性を向上させる。したがって、TiO₂
の含有率は０〜１５％が好ましく、０．５〜７％がより
好ましい。TiO ₂ is a component for improving the elastic modulus, rigidity and weather resistance of glass. However, if the content exceeds 15%, the liquidus temperature rises and the moldability deteriorates. However, when the content is 0.5 to 7%, the liquidus temperature is effectively lowered and the formability is improved. Therefore, TiO ₂
Is preferably from 0 to 15%, more preferably from 0.5 to 7%.

【００２６】ZrO₂は、ガラスの弾性率、剛性および耐候
性を向上させる成分であるが、その含有率が５％を超え
ると液相温度を上昇させ、成形性を悪化させる。また、
２．５％を超えると、熔融時に微細な結晶として析出す
る可能性が高まる。したがってZrO₂の含有率は５％以下
が好ましく、２．５％以下がより好ましい。ZrO ₂ is a component that improves the modulus of elasticity, rigidity and weather resistance of glass. However, if its content exceeds 5%, the liquidus temperature rises and the moldability deteriorates. Also,
If it exceeds 2.5%, the possibility of precipitation as fine crystals during melting increases. Therefore, the content of ZrO ₂ is preferably 5% or less, more preferably 2.5% or less.

【００２７】また、これらの組成成分以外に、着色、熔
解時の清澄などを目的として、あるいは不純物として、
例えばAs₂O₃、Sb₂O₃、SO₃、SnO₂、Fe₂O₃、CoO、Cl、Fま
たはK₂Oなどを加えることができる。これらの組成成分
の合計は、３％未満であることが好ましい。In addition to these components, for the purpose of coloring, refining upon melting, or as impurities,
For example, As ₂ O ₃ , Sb ₂ O ₃ , SO ₃ , SnO ₂ , Fe ₂ O ₃ , CoO, Cl, F or K ₂ O can be added. Preferably, the sum of these components is less than 3%.

【００２８】上記組成成分の含有率からなるガラス組成
物は高い弾性率および剛性を備えるが、さらに強度をも
必要とする場合には、化学強化処理を施してもよい。ガ
ラス組成物はNa₂OおよびLi₂Oを含むため、よりイオン半
径の大きなイオンを含む溶融塩に漬けることにより化学
強化される。このイオン交換により、表面圧縮応力が生
じ、基板に高い破壊強度が備わる。The glass composition comprising the above components has a high modulus of elasticity and a high rigidity. However, if further strength is required, it may be subjected to a chemical strengthening treatment. Since the glass composition contains Na ₂ O and Li ₂ O, it is chemically strengthened by being immersed in a molten salt containing ions having a larger ionic radius. This ion exchange produces a surface compressive stress, which provides the substrate with high breaking strength.

【００２９】ガラス組成物の成形は、成形性がよいため
プレス法、ダウンドロー法またはフロート法などいかな
る方法によっても可能である。これらの方法の中でも、
大量生産に適しかつ表面平滑性の高い板状ガラスの製造
が可能なフロート法が品質およびコストの面で最適であ
る。The glass composition can be formed by any method such as a press method, a down-draw method or a float method because of good moldability. Among these methods,
The float method suitable for mass production and capable of producing sheet glass with high surface smoothness is optimal in terms of quality and cost.

【００３０】ガラス組成物の使用用途は、特に限定され
るものではなく、建築用や基板など現存する全ての用途
に利用可能である。中でも、基板および記録媒体として
用いられる場合には、たわみおよび共振を生じ難いとい
う優れた効果を発揮するので特に好ましい。また、ガラ
ス組成物を基板または記録媒体に加工する方法は、特に
限定されるものではなく、従来のガラス基板および記録
媒体の製造方法がそのまま流用できる。The use of the glass composition is not particularly limited, and the glass composition can be used for all existing uses such as construction and substrates. Above all, when used as a substrate and a recording medium, they are particularly preferable because they exhibit excellent effects of hardly causing deflection and resonance. The method for processing the glass composition into a substrate or a recording medium is not particularly limited, and a conventional method for producing a glass substrate and a recording medium can be used as it is.

【００３１】現在情報記録装置として広く用いられてい
るハードディスクでは、記録媒体は４，０００〜１０，
０００r.p.mで回転し、磁気ヘッドと記録媒体との距離
（フライングハイト）は１０ナノメートルオーダーに設
定されている。今後記録媒体の回転数はさらに高くな
り、またフライングハイトが小さくなることは必至であ
るから、基板の弾性率および剛性を高めることは次世代
の要求品質に対応するという点において極めて重要な意
義を有する。ガラス組成物は、ヤング率で示される弾性
率が９０GPa以上、剛性（ヤング率／密度）が３０GPa・
cm³/g以上であり、従来のアルミ基板に比べ弾性率が２
０GPa程度、剛性が２割以上改善される。したがって、
このガラス組成物からなる基板であれば、１０，０００
r.p.m以上でも現状と同じフライングハイトを維持でき
る。In a hard disk widely used as an information recording device at present, the recording medium is 4,000 to 10,000,
Rotating at 000 rpm, the distance (flying height) between the magnetic head and the recording medium is set on the order of 10 nanometers. In the future, it is inevitable that the rotation speed of the recording medium will be higher and the flying height will be smaller, so increasing the elastic modulus and rigidity of the substrate will be extremely important in terms of meeting the quality requirements of the next generation. Have. The glass composition has an elastic modulus represented by Young's modulus of 90 GPa or more and a rigidity (Young's modulus / density) of 30 GPa ·
cm ³ / g or more, and the elastic modulus is 2
About 0 GPa, rigidity is improved by more than 20%. Therefore,
If the substrate is made of this glass composition, 10,000
The same flying height can be maintained even at rpm or higher.

【００３２】なお、ガラス組成物を基板に加工するに
は、従来のガラス製基板の製造方法がそのまま流用でき
る。したがって、このガラス組成物を用いれば、新たな
設備投資を必要としないので、高性能な基板を容易かつ
安価に製造することができる。また、基板を記録媒体に
加工するにも、従来の製造方法をそのまま流用可能であ
る。To process the glass composition into a substrate, a conventional method for producing a glass substrate can be used as it is. Therefore, if this glass composition is used, no new capital investment is required, and a high-performance substrate can be easily and inexpensively manufactured. Further, in processing a substrate into a recording medium, a conventional manufacturing method can be used as it is.

【００３３】[0033]

【実施例】以下に、実施例および比較例により、この発
明をさらに具体的に説明する。The present invention will be described more specifically below with reference to examples and comparative examples.

【００３４】（実施例１〜１６）および（比較例１〜１
２）下記「表１」および「表２」の各組成成分の含有率とな
るように、各実施例および比較例において、通常のガラ
ス原料であるシリカ、アルミナ、炭酸リチウム、炭酸ナ
トリウム、炭酸カリウム、塩基性炭酸マグネシウム、炭
酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、炭酸バリウム、チ
タニアおよびジルコニアなどを用いてバッチを調合し
た。調合したバッチを白金ルツボを用いて１,５５０℃
で４時間保持し、その後鉄板上に流し出した。このガラ
スを電気炉に入れ、６５０℃で３０分保持した後、炉の
電源を切り、室温まで放冷して各試料ガラスを得た。な
お、比較例１および２は、基板として市販されているも
のであり、比較例３および４は特開平１０−８１５４２
号公報に開示されている２種類のガラス組成物である。
比較例５および６は、国際公開ＷＯ９８／５５９９３公
報に開示されている液相温度が低い方から２種類のガラ
ス組成物である。また、「表２」に記載の実施例１２〜
１６と比較例７〜１２とは、実施例１におけるアルカリ
土類の含有率を変更したものである。各実施例および比
較例におけるガラス組成物の特性は、以下の方法により
測定した。(Examples 1 to 16) and (Comparative Examples 1 to 1)
2) In each of Examples and Comparative Examples, silica, alumina, lithium carbonate, sodium carbonate, and potassium carbonate, which are ordinary glass raw materials, so that the content of each of the components shown in Table 1 and Table 2 below are obtained. The batch was prepared using basic magnesium carbonate, calcium carbonate, strontium carbonate, barium carbonate, titania and zirconia. The prepared batch is heated to 1,550 ° C using a platinum crucible.
For 4 hours, and then poured out onto an iron plate. The glass was placed in an electric furnace and maintained at 650 ° C. for 30 minutes, after which the furnace was turned off and allowed to cool to room temperature to obtain each sample glass. Comparative Examples 1 and 2 are commercially available as substrates, and Comparative Examples 3 and 4 are disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-81542.
Are two types of glass compositions disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. H10-260, 1988.
Comparative Examples 5 and 6 are two types of glass compositions disclosed in International Publication WO98 / 55993, which have lower liquidus temperatures. Further, Examples 12 to 12 described in “Table 2”
16 and Comparative Examples 7 to 12 are obtained by changing the alkaline earth content in Example 1. The properties of the glass compositions in each of the examples and comparative examples were measured by the following methods.

【００３５】［弾性率の測定］上記各試料ガラスを切断
し、各面を鏡面研磨して８×３０×３０mmの板状サンプ
ルを作製した。シングアラウンド発信器を用い、超音波
法により各サンプルの弾性率（ヤング率）を算出した。[Measurement of Elastic Modulus] Each sample glass was cut and each surface was mirror-polished to produce a plate sample of 8 × 30 × 30 mm. The elastic modulus (Young's modulus) of each sample was calculated by an ultrasonic method using a sing-around transmitter.

【００３６】［密度の測定］上記各板状サンプルをアル
キメデス法により測定した。[Measurement of Density] Each of the above plate samples was measured by the Archimedes method.

【００３７】［剛性の測定］上記弾性率および密度の測
定結果より算出した。[Measurement of rigidity] The rigidity was calculated from the measurement results of the elastic modulus and the density.

【００３８】［液相温度の測定］試料ガラスを粉砕し、
２，３８０μmのフルイを通過させ、１,０００μmのフ
ルイ上に留まったガラス粒をエタノールに浸漬し、超音
波洗浄した後、恒温槽で乾燥させた。幅１２mm、長さ２
００mm、深さ１０mmの白金ボート上に前記ガラス粒２５
ｇをほぼ一定の厚さになるように入れ、９３０〜１，１
８０℃の勾配炉内に２時間保持した後、炉から取り出
し、ガラス内部に発生した失透を４０倍の光学顕微鏡に
て観察し、失透が観察された最高温度をもって液相温度
とした。[Measurement of liquidus temperature]
The glass particles passed through a 2,380 μm sieve were immersed in ethanol, ultrasonically washed, and dried in a thermostat. Width 12mm, length 2
The glass particles 25 were placed on a platinum boat having a depth of 00 mm and a depth of 10 mm.
g so as to have a substantially constant thickness.
After being kept in a gradient furnace at 80 ° C. for 2 hours, the glass was taken out of the furnace, and the devitrification generated inside the glass was observed with a 40 × optical microscope, and the highest temperature at which devitrification was observed was defined as the liquidus temperature.

【００３９】[0039]

【表１】 [Table 1]

【００４０】[0040]

【表２】 [Table 2]

【００４１】実施例１〜１６のガラス組成物は、いずれ
も弾性率が９０GPa以上、剛性が３２GPa・cm³/g以上であ
った。これに対し、比較例１および２のガラスガラス組
成物は、いずれも弾性率が７２GPaであり、剛性は３０G
Pa・cm³/gに満たなかった。比較例１および２ではNa_２O
の含有率が１０％以上であり、これが弾性率の向上を妨
げているものと考えられる。また、比較例１の液相温度
は、１，０２０℃であり、実施例１〜１１と比較してか
なり高い。これは、比較例１のガラス組成物にはSrOま
たはBaOが含まれていないためと考えられる。Each of the glass compositions of Examples 1 to 16 had an elastic modulus of 90 GPa or more and a rigidity of 32 GPa · cm ³ / g or more. On the other hand, the glass-glass compositions of Comparative Examples 1 and 2 each had an elastic modulus of 72 GPa and a rigidity of 30 Gpa.
Pa · cm ³ / g. In Comparative Examples 1 and 2, Na ₂ O
Is 10% or more, which is considered to be preventing the improvement of the elastic modulus. The liquidus temperature of Comparative Example 1 is 1,020 ° C., which is considerably higher than those of Examples 1 to 11. This is presumably because the glass composition of Comparative Example 1 did not contain SrO or BaO.

【００４２】実施例１〜１６の液相温度は、殆どが１，
０００℃以下であるのに対して、比較例３〜６では１，
１８０℃を超える。このことより、MgOとCaOの少なくと
も一方と、SrOとBaOの少なくとも一方とを混在させる効
果は明白である。なお、国際公開ＷＯ９８／５５９９３
公報に記載された液相温度と比較例５および６の液相温
度とに大きな開きがあるが、これは液相温度の測定方
法、特に熔融状態での保持時間が異なることに起因する
ものであると考えられる。ガラスの失透は熔融状態での
保持時間にしたがって上昇する傾向にあり、国際公開Ｗ
Ｏ９８／５５９９３公報の液相温度が低いのは、熔融後
の保持時間が短かかったためと推察される。したがっ
て、比較例５および６のガラス組成物は、熔融から成形
まで短時間に行われる必要があり、成形に長時間を要す
るフロート法には不向きである。The liquidus temperatures of Examples 1 to 16 were mostly 1
000 ° C. or lower, whereas in Comparative Examples 3 to 6, 1,
Exceeds 180 ° C. From this, the effect of mixing at least one of MgO and CaO and at least one of SrO and BaO is obvious. In addition, International Publication WO98 / 55993
There is a large difference between the liquidus temperature described in the official gazette and the liquidus temperatures of Comparative Examples 5 and 6, which is due to the difference in the liquidus temperature measurement method, especially the retention time in the molten state. It is believed that there is. The devitrification of glass tends to increase with the holding time in the molten state.
The low liquidus temperature in O98 / 55993 is presumed to be due to the short retention time after melting. Therefore, the glass compositions of Comparative Examples 5 and 6 need to be processed in a short time from melting to molding, and are not suitable for a float method requiring a long time for molding.

【００４３】また、実施例１〜１６と比較例７，８およ
び１１とを比較することにより、アルカリ土類としてMg
OとCaOのみを含み、SrOまたはBaOを含有しない場合、液
相温度が高くなることが判る。Further, by comparing Examples 1 to 16 with Comparative Examples 7, 8 and 11, Mg as an alkaline earth was determined.
It can be seen that when only O and CaO are contained and no SrO or BaO is contained, the liquidus temperature increases.

【００４４】［基板および記録媒体の製造］実施例１〜
１６および比較例１〜１２の各試料ガラスを外径９５mm
×内径２０mmのドーナッツ状に切り出し、研削、研磨後
さらに鏡面研磨（表面粗さＲａ：２nm以下；ＪＩＳＢ
０６０１−１９９４）をして厚さ１．２mmとした。そ
の後、３８０℃に加熱したKNO₃：NaNO₃＝８０：２０の
混合溶融塩に１時間浸漬して化学強化し、基板とした。
この基板に、下地層としてCrを、記録層としてCo-Cr-Ta
を、保護層としてCを、それぞれスパッタリング法で成
膜した。さらに、潤滑層を成形して記録媒体とした。[Manufacture of Substrate and Recording Medium]
16 and each of the sample glasses of Comparative Examples 1 to 12 were 95 mm in outer diameter.
× Cut out into a donut shape with an inner diameter of 20 mm, and after grinding and polishing, further mirror polishing (surface roughness Ra: 2 nm or less; JIS B)
0601-1994) to a thickness of 1.2 mm. Thereafter, the substrate was immersed in a mixed molten salt of KNO ₃ : NaNO ₃ = 80: 20 heated to 380 ° C. for 1 hour to chemically strengthen it, thereby obtaining a substrate.
On this substrate, Cr is used as an underlayer, and Co-Cr-Ta is used as a recording layer.
And C as a protective layer was formed by a sputtering method. Further, a lubricating layer was formed to obtain a recording medium.

【００４５】［記録媒体の評価］このようにして得た記
録媒体を、定法によりハードディスクに組み込み、フラ
イングハイト１５nm、１０，０００および１２，０００
r.p.mでそれぞれ連続稼動させた。いずれの実施例の媒
体も、磁気ヘッドとの衝突は検出されず、磁気ヘッドの
クラッシュの問題も生じなかった。[Evaluation of Recording Medium] The recording medium thus obtained was incorporated into a hard disk by a conventional method, and flying heights of 15 nm, 10,000 and 12,000 were used.
Each was operated continuously at rpm. In the media of any of the examples, no collision with the magnetic head was detected, and no problem of crash of the magnetic head occurred.

【００４６】[0046]

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれば
次の効果が発揮される。As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.

【００４７】請求項１に記載の発明によれば、従来のガ
ラスと比較して弾性率(ヤング率）および剛性が高く、
かつ成形が容易なガラス組成物を得ることができる。According to the first aspect of the present invention, the elasticity (Young's modulus) and rigidity are higher than those of conventional glass,
In addition, a glass composition that can be easily formed can be obtained.

【００４８】請求項２に記載の発明によれば、TiO₂とZr
O₂とを適量含有するので、成形性のよい高剛性・高弾性
率ガラス組成物を確実に得ることができる。According to the _{second aspect} of the present invention, TiO ₂ and Zr
Since an appropriate amount of O ₂ is contained, a high-rigidity / high-modulus glass composition having good moldability can be reliably obtained.

【００４９】請求項３に記載の発明によれば、各組成成
分の含有率が限定されているので、液相温度が下がり成
形し易い高剛性・高弾性率ガラス組成物を得ることがで
きる。According to the third aspect of the present invention, since the content of each component is limited, it is possible to obtain a high-rigidity / high-modulus glass composition in which the liquidus temperature is reduced and molding is easy.

【００５０】請求項４に記載の発明によれば、ガラス組
成物の弾性率および剛性が高いので、各種用途における
ガラス組成物の利用価値を高めることができる。According to the fourth aspect of the invention, since the glass composition has a high modulus of elasticity and a high rigidity, the utility value of the glass composition in various uses can be enhanced.

【００５１】請求項５に記載の発明によれば、フロート
法により大量に製造されるため、高剛性・高弾性率ガラ
ス組成物を安価に安定して得ることができる。According to the fifth aspect of the present invention, since the glass composition is manufactured in a large amount by the float method, a high-rigidity / high-modulus glass composition can be stably obtained at low cost.

【００５２】請求項６に記載の発明によれば、高剛性・
高弾性率ガラス組成物を用いるので、高速回転において
もたわみや共振の生じ難い高性能な基板を得ることがで
きる。According to the sixth aspect of the invention, high rigidity and
Since a high elastic modulus glass composition is used, it is possible to obtain a high-performance substrate in which deflection and resonance hardly occur even at high speed rotation.

【００５３】請求項７に記載の発明によれば、高い弾性
率および剛性を備えた基板を使用するので、破壊強度が
高く高性能な記録媒体が得られる。したがって、この記
録媒体を用いることにより、情報記録装置の記録容量の
増大およびアクセス時間の短縮が達成される。According to the seventh aspect of the present invention, since a substrate having a high elastic modulus and rigidity is used, a high-performance recording medium having a high breaking strength can be obtained. Therefore, by using this recording medium, the recording capacity of the information recording apparatus can be increased and the access time can be reduced.

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成１１年９月１７日（１９９９．９．１
７）[Submission Date] September 17, 1999 (1999.9.1)
7)

【手続補正１】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】００４４[Correction target item name] 0044

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【００４４】［基板および記録媒体の製造］実施例１〜
１６の各試料ガラスを外径９５mm×内径２０mmのドーナ
ッツ状に切り出し、研削、研磨後さらに鏡面研磨（表面
粗さＲａ：２nm以下；ＪＩＳＢ０６０１−１９９４）
をして厚さ１．２mmとした。その後、３８０℃に加熱し
たKNO₃：NaNO₃＝８０：２０の混合溶融塩に１時間浸漬
して化学強化し、基板とした。この基板に、下地層とし
てCrを、記録層としてCo-Cr-Taを、保護層としてCを、
それぞれスパッタリング法で成膜した。さらに、潤滑層
を成形して記録媒体とした。[Manufacture of Substrate and Recording Medium]
16 Each sample glass is cut out into a donut shape having an outer diameter of 95 mm and an inner diameter of 20 mm, and after grinding and polishing, is further mirror-polished (surface roughness Ra: 2 nm or less; JIS B0601-1994).
To a thickness of 1.2 mm. Thereafter, the substrate was immersed in a mixed molten salt of KNO ₃ : NaNO ₃ = 80: 20 heated to 380 ° C. for 1 hour to chemically strengthen it, thereby obtaining a substrate. On this substrate, Cr as a base layer, Co-Cr-Ta as a recording layer, C as a protective layer,
Each was formed by a sputtering method. Further, a lubricating layer was formed to obtain a recording medium.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岸本正一大阪府大阪市中央区道修町３丁目５番11号日本板硝子株式会社内 (72)発明者山本信行大阪府大阪市中央区道修町３丁目５番11号日本板硝子株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続き Continuing on the front page (72) Inventor Shoichi Kishimoto 3-5-11 Doshomachi, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka Inside Nippon Sheet Glass Co., Ltd. (72) Inventor Nobuyuki Yamamoto 3 Doshomachi, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka No. 5-11, Nippon Sheet Glass Co., Ltd.

Claims

[Claims]

1. Silicon mole fraction (SiO ₂ ) 55-70% Aluminum oxide (Al ₂ O ₃ ) 0.5-6% Lithium oxide (Li ₂ O) 6-35% Sodium monoxide (Na) ₂ O) 0 to 10% Potassium monoxide (K ₂ O) 0 to 10% (However, the sum of Na ₂ O and K ₂ O is 0.1% or more) Magnesium oxide (MgO) 0 to 20% Calcium oxide ( CaO) 0 to 20% (However, the total of MgO and CaO is 4% or more) Strontium oxide (SrO) 0 to 20% Barium oxide (BaO) 0 to 20% (However, the total of SrO and BaO is 5% or more) A glass composition containing

2. Composition percentage by mole: silicon dioxide (SiO ₂ ) 55-70% aluminum oxide (Al ₂ O ₃ ) 0.5-6% lithium oxide (Li ₂ O) 6-35% sodium monoxide (Na ₂ O) 0 to 10% Potassium monoxide (K ₂ O) 0 to 10% (However, the sum of Na ₂ O and K ₂ O is 0.1% or more) Magnesium oxide (MgO) 0 to 20% Calcium oxide ( CaO) 0 to 20% (However, the total of MgO and CaO is 4% or more) Strontium oxide (SrO) 0 to 20% Barium oxide (BaO) 0 to 20% (However, the total of SrO and BaO is 5% or more) titanium dioxide (TiO ₂₎ 0~15% zirconium oxide (ZrO ₂₎ 0 to glass composition containing 5%.

3. Composition% by mole: silicon dioxide (SiO ₂ ) 55 to 65% aluminum oxide (Al ₂ O ₃ ) 2 to 6% lithium oxide (Li ₂ O) 12 to 20% sodium monoxide (Na ₂ O) ) from 0.5 to 4% potassium monoxide (K ₂ O) 0~ 1% magnesium oxide (MgO) 4 to 12% calcium oxide (CaO) 0 to 1% strontium oxide (SrO) 5 to 12% barium oxide (BaO ) 0-1% titanium dioxide (TiO ₂₎ 0.5~ 7% zirconium oxide (ZrO ₂₎ containing 0 to 2.5%, the glass composition sum of these compositions components are 97% or more.

4. An elastic modulus represented by Young's modulus of 90 GPa or more, and a rigidity represented by Young's modulus / density of 30 GPa · cm ³ /
The glass composition according to any one of claims 1 to 3, which is not less than g.

5. The glass composition according to claim 1, which is formed into a plate by a float method.

6. The glass composition according to claim 1, wherein an elastic modulus represented by Young's modulus is 90.
GPa or more and rigidity expressed by Young's modulus / density of 30 GPa
A substrate for an information recording medium using a glass composition having a density of not less than cm ³ / g;

7. An information recording medium using the substrate according to claim 6.