基板用ガラスおよびガラス基板
【課題】基板として強酸性液を用いる洗浄を行っても表面荒れが起こりにくい基板に用いられるガラスの提供。
【解決手段】下記酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ２を６２．５〜６９％、Ａｌ２Ｏ３を９〜１５．５％、Ｌｉ２Ｏを８〜１６％、Ｎａ２Ｏを０〜８％、Ｋ２Ｏを０〜７％、ＺｒＯ２を０〜３．５％含有し、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３が５３．３％以上、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが１７〜２４％、上記６成分の含有量の合計が９７％以上である基板用ガラス。
【解決手段】下記酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ２を６２．５〜６９％、Ａｌ２Ｏ３を９〜１５．５％、Ｌｉ２Ｏを８〜１６％、Ｎａ２Ｏを０〜８％、Ｋ２Ｏを０〜７％、ＺｒＯ２を０〜３．５％含有し、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３が５３．３％以上、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが１７〜２４％、上記６成分の含有量の合計が９７％以上である基板用ガラス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ディスク（ハードディスク）などの情報記録媒体、情報記録媒体などに用いられるガラス基板およびこれら基板に用いられるガラスに関する。
【背景技術】
【０００２】
情報記録媒体用基板、特に磁気ディスク用基板としてガラス基板が広く用いられており、モル％で示した組成が、ＳｉＯ２：６５．４％、Ａｌ２Ｏ３：８．６％、Ｌｉ２Ｏ：１２．５％、Ｎａ２Ｏ：１０．５％、ＺｒＯ２：３．０％を含有する市販ガラスが知られている。この市販ガラスは化学強化処理されて使用されている。
【０００３】
一方、化学強化処理を行ってもよいが化学強化処理を行わなくてもよい磁気ディスク基板用ガラスＡが提案されている（特許文献１参照）。このガラスＡはモル％表示で、ＳｉＯ２を６１〜６６％、Ａｌ２Ｏ３を１１．５〜１７％、Ｌｉ２Ｏを８〜１６％、Ｎａ２Ｏを２〜８％、Ｋ２Ｏを２．５〜８％、ＭｇＯを０〜６％、ＴｉＯ２を０〜４％、ＺｒＯ２を０〜３％含有し、Ａｌ２Ｏ３＋ＭｇＯ＋ＴｉＯ２が１２％以上、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが１６〜２３％であり、Ｂ２Ｏ３を含有する場合その含有量が１％未満である。
【０００４】
ところで、ガラス基板の製造工程では酸化セリウム砥粒を含むスラリーを用いる研磨が行われることが多い。たとえば磁気ディスクなど情報記録媒体に用いられるガラス基板の製造においては、ガラス板から切り出したガラス円板の主表面および端面を、酸化セリウム砥粒を含むスラリーを用いて研磨した後、主表面を更に平坦化するためにコロイダルシリカ砥粒を含むスラリーによる最終研磨を行われることがある。このとき、主表面に酸化セリウム砥粒が残留していても最終研磨により除去されるが、端面に付着している酸化セリウム砥粒は除去されずに残留し、最終研磨後の洗浄工程において主表面に再付着して製品欠点となる場合がある。
【０００５】
このような背景から、酸化セリウム砥粒を完全に除去することが望まれており、無機酸と還元剤を含有する洗浄液が提案されている（例えば、特許文献２および３参照）。この提案では、無機酸とアスコルビン酸の作用によって酸化セリウム砥粒を溶かして除去する、とされている。
また、加熱した硫酸を主成分とする洗浄液を最終工程の洗浄にて使用することも提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２８０４７８号公報
【特許文献２】特開２００６−９９８４７号公報
【特許文献３】特開２００４−５９４１９号公報
【特許文献４】特開２００８−９０８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
これらの洗浄液はｐＨが２以下と低いため、耐酸性が低いガラスではガラス基板表面に欠点が発生する場合がある。
前記ガラスＡは耐酸性が高いものであり低ｐＨにおける研磨工程や洗浄工程で面荒れが発生しないとされているが、本発明者が８０℃の硫酸−過酸化水素混合液でガラスＡに属するガラスを洗浄したところむら状の欠点の発生が認められた（後掲図４）。
【０００８】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、ｐＨが２以下の洗浄液を用いてもガラス基板表面に欠点が発生しにくい、特に耐酸性に優れた情報記録媒体用ガラス基板の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、下記酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ２を６２．５〜６９％、Ａｌ２Ｏ３を９〜１５．５％、Ｌｉ２Ｏを８〜１６％、Ｎａ２Ｏを０〜８％、Ｋ２Ｏを０〜７％、ＺｒＯ２を０〜３．５％含有し、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３が５３．３％以上、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが１７〜２４％、上記６成分の含有量の合計が９７％以上である基板用ガラスを提供する。なお、たとえばＮａ２Ｏを０〜８％含有するとは、Ｎａ２Ｏは必須ではないが８％までの範囲で含有してもよい、の意であり、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３はＳｉＯ２含有量からＡｌ２Ｏ３含有量を減じた差である。
【００１０】
また、ＳｉＯ２が６４〜６８％、Ａｌ２Ｏ３が９〜１３％、Ｌｉ２Ｏが１０〜１５％、Ｎａ２Ｏが３〜７％、Ｋ２Ｏが１〜５％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが１９〜２３％である前記基板用ガラスを提供する。
また、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３が５６．０％以下である前記基板用ガラスを提供する。
また、前記６成分の含有量の合計が９８％以上である前記基板用ガラスを提供する。
また、ＭｇＯを０〜２％含有する前記基板用ガラスを提供する。
また、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのいずれも含有しない、または、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのいずれか１成分以上を含有しそれら含有量の合計が１％以下である前記基板用ガラスを提供する。
また、前記基板が情報記録媒体基板である前記基板用ガラスを提供する。
また、前記情報記録媒体が磁気ディスクである前記基板用ガラスを提供する。
【００１１】
また、前記基板用ガラスからなるガラス基板を提供する。
また、前記ガラス基板を化学強化した化学強化ガラス基板を提供する。
また、前記基板用ガラスからなる磁気ディスク用ガラス基板または同基板用ガラスからなるガラス基板を化学強化した化学強化ガラス基板の上に磁気記録層が形成されている磁気ディスクを提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、耐酸性に特に優れたガラス基板が得られるので、ｐＨが２以下の洗浄液を用いても表面に欠点が生じにくくなる。また、ｐＨが２以下の洗浄液を使用できるのでガラス基板から酸化セリウム砥粒を効率的に除去できるようになり、高品質の情報記録媒体用ガラス基板などを製造できるようになる。
【００１３】
化学強化処理なしでも耐候性試験後のアルカリ析出総量が小さい情報記録媒体基板などに用いられるガラスを得ることができる。これにより、磁気ディスク基板などに適用する場合前記基板上に形成される下地膜、磁性膜、保護膜等の膜が剥がれにくくなる。また、磁性膜へのＮａ拡散を抑制でき、信頼性の高い磁気ディスクなどを得ることができると考えられる。
また、化学強化処理を行うことなく情報記録媒体用ガラス基板を製造できるので、工程を減らすことができ、また化学強化処理後の基板表面へのよごれ付着の問題を解決できる。
【００１４】
また、情報記録媒体などに用いられるヤング率、比弾性率が高い基板用ガラスを得ることができる。これにより、ドライブ回転中に反りやたわみが発生しにくくなり、高記録密度の情報記録媒体を得ることができる。
また、情報記録媒体などに用いられる密度が小さい基板用ガラスを得ることができる。これにより、ドライブ回転時にモーター負荷が低減できるため、低消費電力を達成できる。
また、情報記録媒体などに用いられる平均線膨張係数が大きい基板用ガラスを得ることができる。これにより、金属製のドライブ他部材との熱膨張マッチングが高くなり、温度変動時の発生応力が小さく、基板割れ等が発生しにくくなる。
【００１５】
また、情報記録媒体などに用いられるガラス転移点が高い基板用ガラスを得ることができる。これにより、基板上に磁性膜を形成した後に行う熱処理温度を高くでき、記録密度の高い情報記録媒体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３と硫酸エッチング速度の関係を示す図である。
【図２】硫酸と過酸化水素の混合液に浸漬する前のドーナツ状ガラス板（例３６）の表面を光学式欠点検査装置（ＯＳＡ）を用いて観察した結果を示す図である。
【図３】本発明のガラス（例３）からなるドーナツ状ガラス板を前記混合液に浸漬した後の表面をＯＳＡを用いて観察した結果を示す図である。
【図４】本発明の比較例のガラス（例３６）からなるドーナツ状ガラス板を前記混合液に浸漬した後の表面をＯＳＡを用いて観察した結果を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の基板用ガラス（以下、本発明のガラスという。）は、次のようにして測定した硫酸エッチング速度ｗが１．０ｎｍ／ｈ以下であることが好ましい。１．０ｎｍ／ｈ超では情報記録媒体、特に磁気ディスク用ガラス基板を製造する際の表面研磨や最終洗浄工程においてｐＨが２以下の強酸性液を使用する場合に、先に述べたガラス表面の欠点が発生しやすくなる。より好ましくは０．９ｎｍ／ｈ以下、より好ましくは０．８５ｎｍ／ｈ以下、より好ましくは０．８ｎｍ／ｈ以下、より好ましくは０．７５ｎｍ／ｈ以下、さらに好ましくは０．７ｎｍ／ｈ以下、特に好ましくは０．６ｎｍ／ｈ以下である。
【００１８】
＜硫酸エッチング速度ｗの測定方法＞
厚さが１〜２ｍｍ、大きさが４ｃｍ角のガラス板の両面をコロイダルシリカで鏡面研磨し、端面を酸化セリウム砥粒で鏡面研磨したものを測定サンプルとし、これを６０℃、１６．６重量％（３．６Ｎ）の硫酸に５時間浸漬し、硫酸に溶出したＳｉ量をＩＣＰ質量分析法で分析して測定した。得られたＳｉ量、ガラス中のＳｉＯ２含有量、およびガラスの密度からガラスがエッチングされた量を算出した。すなわち、ガラス中のＳｉＯ２の質量百分率表示含有量をＰ(単位：質量％)、ガラスの密度をｄ(単位：ｇ／ｃｍ３)、硫酸への浸漬時に溶出するＳｉのガラス板単位面積当たりの溶出量をＬ(単位：μｇ／ｃｍ２)として、１０００×Ｌ／（ｄ×Ｐ×（Ｓｉの原子量）／（ＳｉＯ２の分子量））を算出し、これをガラス基板の片面当たりのエッチング量(単位：ｎｍ)とする。
このエッチング量を５時間＝３００分で除してこれを硫酸エッチング速度とする。
【００１９】
以下、本発明のガラスを磁気ディスク基板に用いる場合を例にして説明するが本発明はこれに限定されない。
本発明のガラスの密度ｄは２．６０ｇ／ｃｍ３以下であることが好ましい。２．６０ｇ／ｃｍ３超ではドライブ回転時にモーター負荷がかかって消費電力が大きくなる、またはドライブ回転が不安定になるおそれがある。好ましくは２．５４ｇ／ｃｍ３以下である。
【００２０】
本発明のガラスはヤング率Ｅが７６ＧＰａ以上かつ比弾性率Ｅ／ｄが２８ＭＮｍ／ｋｇ以上であることが好ましい。Ｅが７６ＧＰａ未満であるかＥ／ｄが２８ＭＮｍ／ｋｇ未満であるとドライブ回転中に反りやたわみが発生しやすく、高記録密度の情報記録媒体を得ることが困難になるおそれがある。Ｅが７７ＧＰａ以上かつＥ／ｄが３０ＭＮｍ／ｋｇ以上であることがより好ましい。
【００２１】
本発明のガラスのガラス転移点Ｔｇは５００℃以上であることが好ましい。５００℃未満では磁性層形成熱処理温度を充分高くすることができず、磁性層の保磁力増加が困難になるおそれがある。より好ましくは５１０℃以上である。
【００２２】
本発明のガラスの−５０〜７０℃における平均線膨張係数αは５６×１０−７／℃以上であることが好ましい。５６×１０−７／℃未満では、金属製のドライブなど他の部材の熱膨張係数との差が大きくなり、温度変動時の応力発生による基板の割れなどが起こりやすくなるおそれがある。より好ましくは５８×１０−７／℃以上である。αは典型的には１００×１０−７／℃以下である。
【００２３】
本発明のガラス基板は、１２０℃、０．２ＭＰａの水蒸気雰囲気下に２０時間保持した時そのガラス表面に析出しているＬｉ量、Ｎａ量、Ｋ量をそれぞれＣＬｉ、ＣＮａ、ＣＫとしてＣＲ＝ＣＬｉ＋ＣＮａ＋ＣＫが１２ｎｍｏｌ／ｃｍ２以下であることが好ましい。ＣＲが１２ｎｍｏｌ／ｃｍ２超では、基板上に形成される下地膜、磁性膜、保護膜等の膜が剥がれやすくなる。より好ましくは１１ｎｍｏｌ／ｃｍ２以下、さらに好ましくは５ｎｍｏｌ／ｃｍ２以下、特に好ましくは３．５ｎｍｏｌ／ｃｍ２以下である。
【００２４】
次に、本発明のガラスの組成についてモル％表示を用いて説明する。
ＳｉＯ２はガラスの骨格を形成する成分であり、必須である。６２．５％未満では、耐酸性もしくは耐候性が低下する、ｄが大きくなる、ガラスにキズが付きやすくなる、または液相温度が上昇しガラスが不安定になる。好ましくは６３％以上、より好ましくは６４％以上、特に好ましくは６５％以上である。６９％超では、粘度が１０２ｄＰａ・ｓとなる温度Ｔ２および粘度が１０４ｄＰａ・ｓとなる温度Ｔ４が上昇しガラスの溶解、成形が困難となる、ＥもしくはＥ／ｄが低下する、またはαが小さくなる。好ましくは６８％以下、より好ましくは６７％以下である。
【００２５】
Ａｌ２Ｏ３は耐候性を高める効果を有し、必須である。９％未満では前記効果が小さい、またはＥもしくはＥ／ｄもしくはＴｇが低下する。好ましくは１０％以上、より好ましくは１０．５％、さらに好ましくは１１％以上、特に好ましくは１１．５％である。１５．５％超では前記Ｔ２およびＴ４が上昇しガラスの溶解、成形が困難となる、耐酸性が低下する、αが小さくなる、または液相温度が高くなりすぎる。好ましくは１５％以下、より好ましくは１４．５％以下、さらに好ましくは１３．５％以下、特に好ましくは１３％以下である。
【００２６】
本発明者は、硫酸エッチング速度ｗが前記強酸性洗浄における表面欠点発生に対する指標として適したものであること、およびこのｗがＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３に強く依存し、しかもＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３が５３．３％を境にその依存性が顕著に変化することを見出し、本発明に至った。この点については図１を用いて後ほど説明する。
【００２７】
ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３が５３．３％未満では耐酸性が低下し、加えてその低下の程度が顕著になる。このような効果をより顕著にさせるためには５３．５％以上とすることが好ましい。より好ましくは５３．７％以上、特に好ましくは５４．０％以上である。ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３は５９％以下であることが好ましい。５９％超ではＴ２およびＴ４が上昇しガラスの溶解、成形が困難となるおそれがある。より好ましくは５８％以下、さらに好ましくは５７％以下、特に好ましくは５６％以下、最も好ましくは５５．５％以下である。耐候性を高めたい場合はＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３は５６．０％以下であることが好ましい。
【００２８】
Ｌｉ２ＯはＥ、Ｅ／ｄもしくはαを大きくする、またはガラスの溶解性を向上させる効果を有し、必須である。８％未満では前記効果が小さい。好ましくは９％以上、より好ましくは１０％以上、特に好ましくは１１％以上である。１６％超では、耐酸性もしくは耐候性が低下する、またはＴｇが低くなる。好ましくは１５％以下、より好ましくは１４％以下、特に好ましくは１３．５％以下である。
【００２９】
Ｎａ２Ｏは必須ではないが、αを大きくする、またはガラスの溶解性を向上させる効果があるため８％まで含有してもよい。８％超では耐酸性もしくは耐候性が低下する、またはＴｇが低くなる。好ましくは７．５％以下、より好ましくは７％以下、より好ましくは６．５％以下、特に好ましくは６％以下である。また、Ｎａ２Ｏを含有する場合、その含有量は１％以上であることが好ましい。より好ましくは２％以上、さらに好ましくは３％以上、特に好ましくは４％以上である。
【００３０】
Ｋ２Ｏは必須ではないが、αを大きくする、またはガラスの溶解性を向上させる効果があるため７％まで含有してもよい。７％超では耐酸性もしくは耐候性が低下する、またはＴｇが低くなる。好ましくは６％以下、より好ましくは５．５％以下、さらに好ましくは５％以下、特に好ましくは４．５％以下である。また、Ｋ２Ｏを含有する場合、その含有量は０．５％以上であることが好ましい。より好ましく１％以上、さらに好ましくは１．５％以上である。
【００３１】
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計Ｒ２Ｏが１７％未満では、αが小さくなる、またはガラスの溶解性が低下する。好ましくは１８％以上、より好ましくは１８．５％以上、さらに好ましくは１９％以上、特に好ましくは１９．５％以上である。Ｒ２Ｏが２４％超では耐酸性または耐候性が低下する。好ましくは２３．５％以下、より好ましくは２３％以下、さらに好ましくは２２．５％以下、特に好ましくは２２％以下である。
【００３２】
ＺｒＯ２は必須ではないが、耐候性を維持したままＥもしくはＥ／ｄを大きくする、Ｔｇを高くする、またはガラスの溶解性を向上させる効果があるため３．５％まで含有してもよい。３．５％超ではｄが大きくなる、ガラスにキズが付きやすくなる、または液相温度が高くなりすぎるおそれがある。好ましくは３％以下、より好ましくは２．５％以下、典型的には２％以下である。
【００３３】
本発明のガラスは本質的に上記成分からなるが、本発明の目的を損なわない範囲でその他の成分を合計で３％未満の範囲で含有してもよい。好ましくは２％未満、典型的には１％未満である。
たとえばＭｇＯは液相温度を高くする場合があるが、耐候性を維持したままＥ、Ｅ／ｄもしくはαを大きくする、ガラスを傷つきにくくする、またはガラスの溶解性を向上させる効果がある場合がある。その場合の含有量は好ましくは２％以下、より好ましくは１％以下であるが、典型的には含有しない。
【００３４】
ＴｉＯ２は液相温度を高くするまたは分相現象を起りやすくする場合があるが、Ｅ、Ｅ／ｄもしくはＴｇを高くする、または耐候性を高くする効果がある場合がある。その場合の含有量は好ましくは２％以下、より好ましくは１％以下であるが、典型的には含有しない。
【００３５】
ＣａＯ、ＳｒＯまたはＢａＯはｄを大きくする、またはガラスにキズが付きやすくする場合があるが、耐候性を維持したままαを大きくする、またはガラスの溶解性を向上させる効果がある場合がある。その場合の含有量は合計でも１％以下であることが好ましい。より好ましくは合計で０．７５％以下、典型的には０．５％以下である。
ガラスにキズが付きにくくしたい場合にはＢａＯは１％以下であることが好ましく、より好ましくは０．５％以下である。
ＥもしくはＥ／ｄを高くしたい、または、ガラスにキズが付きにくくしたい場合にはＣａＯは１％以下であることが好ましく、より好ましくは０．５％以下である。
【００３６】
また、ＳＯ３、Ｃｌ、Ａｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２等の清澄剤を合計で２％まで含有してもよい。
また、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｏ３Ｏ４、ＮｉＯなどの着色剤を合計で２％まで含有してもよい。
なお、Ｂ２Ｏ３はアルカリ金属酸化物成分と共存すると非常に揮散しやすくなるため、含有しないことが好ましく、含有する場合であってもその含有量は１％未満、好ましくは０．５％未満である。
【００３７】
本発明のガラスからなる情報記録媒体用ガラス基板は通常は円形のガラス板である。
磁気ディスク用ガラス基板はノートブックパソコン等に用いられる２．５インチ基板（ガラス基板外径：６５ｍｍ）やポータブルＭＰ３プレーヤなどに用いられる１．８インチ基板（ガラス基板外径：４８ｍｍ）などに広く使用され、その市場は年々拡大しており、一方で低価格での供給が求められている。このようなガラス基板に使用されるガラスは、大量生産に適したものであることが好ましい。
板ガラスの大量生産はフロート法、フュージョン法、ダウンドロー法などの連続成形法により広く行われており、本発明のガラスは先に述べたようにたとえばフロート成形が可能なガラスであるので大量生産に好適である。
【００３８】
本発明のガラスおよびガラス基板の製造方法は特に限定されず、各種方法を適用できる。たとえば、通常使用される各成分の原料を目標組成となるように調合し、これをガラス溶融窯で加熱溶融する。バブリング、撹拌、清澄剤の添加等によりガラスを均質化し、周知のフロート法、プレス法、フュージョン法またダウンドロー法などの方法により所定の厚さの板ガラスに成形し、徐冷後必要に応じて研削、研磨などの加工を行った後、所定の寸法・形状のガラス基板とされる。成形法としては、特に、大量生産に適したフロート法が好適である。また、フロート法以外の連続成形法、すなわち、フュージョン法、ダウンドロー法にも好適である。
【実施例】
【００３９】
表１〜４の例１〜３５のガラスについては、各成分の原料を表のＳｉＯ２からＫ２Ｏまでの欄にモル％表示で示した組成となるように調合し、白金るつぼを用いて１５５０〜１６００℃の温度で３〜５時間溶解した。溶解にあたっては、白金スターラを溶融ガラス中に挿入し、２時間撹拌してガラスを均質化した。次いで溶融ガラスを流し出してほぼ板状に成形し、毎分１℃の冷却速度で室温まで徐冷し、その後所望の厚みのガラス板に加工した。表で、Ｒ２ＯはＬｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの各含有量（単位：モル％）の合計、Ｓｉ−ＡｌはＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３の含有量の差（単位：モル％）を示している。
【００４０】
表４のＳｉＯ２からＫ２Ｏまでの欄にモル％表示で示した組成を有する例３６のガラスについては、厚みが約０．６ｍｍのガラス板を別に用意した。
例１〜２９のガラスは実施例、例３０〜３６のガラスは前記ガラスＡであり、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３が５３．３モル％未満である比較例である。
【００４１】
こうして得られたガラス板について、密度ｄ（単位：ｇ／ｃｍ３）、前記平均線膨張係数α（単位：×１０−７／℃）、ヤング率Ｅ（単位：ＧＰａ）、比弾性率Ｅ／ｄ（単位：ＭＮｍ／ｋｇ）、ガラス転移点Ｔｇ（単位：℃）、前記ＣＲ（単位：ｎｍｏｌ／ｃｍ２）、前記硫酸エッチング速度ｗ（単位：ｎｍ／ｈ）を以下に示す方法によって測定した。結果を表に示す。
【００４２】
ｄ：泡のないガラス２０〜５０ｇを用い、アルキメデス法にて測定した。
α：示差熱膨張計を用いて、石英ガラスを参照試料として室温から５℃／分の割合で昇温した際のガラスの伸び率をガラスが軟化してもはや伸びが観測されなくなる温度すなわち屈伏点まで測定し、得られた熱膨張曲線から−５０〜７０℃における平均線膨張係数を算出した。
Ｅ：厚さが５〜１０ｍｍ、大きさが３ｃｍ角のガラス板について、超音波パルス法により測定した。
【００４３】
Ｔｇ：示差熱膨張計を用いて、石英ガラスを参照試料として室温から５℃／分の割合で昇温した際のガラスの伸び率を屈伏点まで測定し、得られた熱膨張曲線における屈曲点に相当する温度をガラス転移点とした。
【００４４】
ＣＲ：厚さが１〜２ｍｍ、大きさが４ｃｍ×４ｃｍのガラス板の両面を酸化セリウムで鏡面研磨し、炭酸カルシウムおよび中性洗剤を用いて洗浄した後、高度加速寿命試験装置（エスペック社製不飽和型プレッシャークッカーＥＨＳ−４１１Ｍ）に入れて１２０℃、０．２ＭＰａの水蒸気雰囲気に２０時間静置した。洗浄済みチャック付ポリ袋に試験後試料と超純水２０ｍｌを入れ超音波洗浄機で１０分間表面析出物を溶解し、ＩＣＰ−ＭＳを使用して各アルカリ成分の溶出物を定量した。溶出量はモル換算し、試料表面積で規格化した。なお、例３６は４枚のガラス板について測定し表４にはその平均値を示すが、測定値のばらつきは±１２％であった。
【００４５】
ｗ：測定方法は先に述べたので省略する。なお、例３６は４枚のガラス板について測定し表４にはその平均値を示すが、測定値のばらつきは±１２％であった。
【００４６】
図１はｘ＝ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３と、このようにして得られた硫酸エッチング速度ｗとの関係を示す。
この図から、ｘが５３．３％未満ではｗが顕著に大きくなって１．０ｎｍ／ｈ超になるようになり、この領域の包絡線を形成している例３１と例３０からこの増加率を計算すると１．６ｎｍ・ｈ−１・％−１である。
【００４７】
一方、ｘが５３．３％以上ではｘ減少とともにｗが大きくなる傾向に変わりはないが大きくても１．０ｎｍ／ｈ以下であり、しかもその傾向は弱くなる。すなわち、この領域の包絡線を形成している例２２と例２８からこの増加率を計算すると０．２７５ｎｍ・ｈ−１・％−１である。
さらに、ｘが５３．５％以上の領域の包絡線を形成している例２２と例３からこの増加率を計算すると０．１７ｎｍ・ｈ−１・％−１であり、さらに増加率が小さくなる。
すなわち、ｘが５３．３％未満ではｗが大きいだけではなくｘの変動によりｗが大きく変化するのに対し、ｘが５３．３％以上ではｗが小さいだけではなくｘの変動によるｗの変化も小さくガラスの品質が安定するという顕著な効果を有し、この効果はｘが５３．５％以上においてより顕著になることが図からわかる。
【００４８】
また、例１〜４、例３０、例３１、例３６のガラスについては硫酸−過酸化水素混合液に対する耐久性を次のようにして測定した。すなわち、イオン交換水で濡らしたドーナツ状ガラス板（厚みが０．６〜０．７ｍｍであり中央に直径２０ｍｍの孔を有する外径６５ｍｍの円形ガラス板）を、８０℃に保持された４４重量％硫酸（１２Ｎ）と７重量％過酸化水素水の混合液に投入し、２０分間浸漬した。浸漬後のガラス板を純水で洗浄し、ＫＬＡ Ｔｅｎｃｏｒ社製光学式欠点検査装置（ＯＳＡ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｕｒｆａｃｅ ａｎａｌｙｚｅｒ）を用いてガラス表面の観察を行った。なお、ＯＳＡ設定条件はＬａｓｅｒをＣｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌ、ＰｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎをＱ−ＰｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎのＰｈａｚｅとした。各ガラスについて５〜１０枚ずつ観察し、表面に欠点が見られたガラス板の枚数を観察したガラス板の枚数で除した欠点発生率ｐ（単位：％）を表に示す。ｗが０．５９〜０．８１ｎｍ／ｈである例１〜４についてはｐは０〜２０％でありほとんど欠点は認められなかったが、ｗが１．１３〜１．９３ｎｍ／ｈである例３０、例３１、例３６についてはｐは１００％でありすべてのガラス板に欠点が認められた。
【００４９】
図２は硫酸と過酸化水素の混合液に浸漬する前の例３６のガラス板の表面を、図３は前記混合液に浸漬した後の例３のガラス板の表面をそれぞれＯＳＡを用いて観察した結果を示す。両者を比較すると前記混合液への浸漬によって例３のガラス板の表面にむらなどの欠点は発生していないことがわかる。これは例３のガラスのｗが０．８１ｎｍ／ｈという小さい値であることによると考えられる。なお、混合液浸漬前の例３についてのＯＳＡ観察結果は図示しないが、図２と同様にむらなどの欠点が発生していないものであった。
【００５０】
図４は前記混合液に浸漬した後の例３６のガラス板の表面のＯＳＡ観察結果である。図の左側に白く見えるむらや右上に黒く見えるむらが広く存在し、また、左やや上方から右やや下方に向かってやや薄い白色に見える筋状のむらが存在する。これらのむらは、前記混合液に浸漬する直前のガラス板表面に水が不均一に付着していたことに起因して、ガラス板表面が水によって希釈された硫酸すなわち希硫酸によって侵食されたものであると考えられる。
【００５１】
また、表５、６にも実施例として例３７〜４３を、比較例として例４４〜５５を示す。
【００５２】
【表１】
【００５３】
【表２】
【００５４】
【表３】
【００５５】
【表４】
【００５６】
【表５】
【００５７】
【表６】
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は磁気ディスクなどの情報記録媒体および情報記録媒体などに用いられるガラス基板の製造に利用できる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ディスク（ハードディスク）などの情報記録媒体、情報記録媒体などに用いられるガラス基板およびこれら基板に用いられるガラスに関する。
【背景技術】
【０００２】
情報記録媒体用基板、特に磁気ディスク用基板としてガラス基板が広く用いられており、モル％で示した組成が、ＳｉＯ２：６５．４％、Ａｌ２Ｏ３：８．６％、Ｌｉ２Ｏ：１２．５％、Ｎａ２Ｏ：１０．５％、ＺｒＯ２：３．０％を含有する市販ガラスが知られている。この市販ガラスは化学強化処理されて使用されている。
【０００３】
一方、化学強化処理を行ってもよいが化学強化処理を行わなくてもよい磁気ディスク基板用ガラスＡが提案されている（特許文献１参照）。このガラスＡはモル％表示で、ＳｉＯ２を６１〜６６％、Ａｌ２Ｏ３を１１．５〜１７％、Ｌｉ２Ｏを８〜１６％、Ｎａ２Ｏを２〜８％、Ｋ２Ｏを２．５〜８％、ＭｇＯを０〜６％、ＴｉＯ２を０〜４％、ＺｒＯ２を０〜３％含有し、Ａｌ２Ｏ３＋ＭｇＯ＋ＴｉＯ２が１２％以上、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが１６〜２３％であり、Ｂ２Ｏ３を含有する場合その含有量が１％未満である。
【０００４】
ところで、ガラス基板の製造工程では酸化セリウム砥粒を含むスラリーを用いる研磨が行われることが多い。たとえば磁気ディスクなど情報記録媒体に用いられるガラス基板の製造においては、ガラス板から切り出したガラス円板の主表面および端面を、酸化セリウム砥粒を含むスラリーを用いて研磨した後、主表面を更に平坦化するためにコロイダルシリカ砥粒を含むスラリーによる最終研磨を行われることがある。このとき、主表面に酸化セリウム砥粒が残留していても最終研磨により除去されるが、端面に付着している酸化セリウム砥粒は除去されずに残留し、最終研磨後の洗浄工程において主表面に再付着して製品欠点となる場合がある。
【０００５】
このような背景から、酸化セリウム砥粒を完全に除去することが望まれており、無機酸と還元剤を含有する洗浄液が提案されている（例えば、特許文献２および３参照）。この提案では、無機酸とアスコルビン酸の作用によって酸化セリウム砥粒を溶かして除去する、とされている。
また、加熱した硫酸を主成分とする洗浄液を最終工程の洗浄にて使用することも提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２８０４７８号公報
【特許文献２】特開２００６−９９８４７号公報
【特許文献３】特開２００４−５９４１９号公報
【特許文献４】特開２００８−９０８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
これらの洗浄液はｐＨが２以下と低いため、耐酸性が低いガラスではガラス基板表面に欠点が発生する場合がある。
前記ガラスＡは耐酸性が高いものであり低ｐＨにおける研磨工程や洗浄工程で面荒れが発生しないとされているが、本発明者が８０℃の硫酸−過酸化水素混合液でガラスＡに属するガラスを洗浄したところむら状の欠点の発生が認められた（後掲図４）。
【０００８】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、ｐＨが２以下の洗浄液を用いてもガラス基板表面に欠点が発生しにくい、特に耐酸性に優れた情報記録媒体用ガラス基板の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、下記酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ２を６２．５〜６９％、Ａｌ２Ｏ３を９〜１５．５％、Ｌｉ２Ｏを８〜１６％、Ｎａ２Ｏを０〜８％、Ｋ２Ｏを０〜７％、ＺｒＯ２を０〜３．５％含有し、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３が５３．３％以上、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが１７〜２４％、上記６成分の含有量の合計が９７％以上である基板用ガラスを提供する。なお、たとえばＮａ２Ｏを０〜８％含有するとは、Ｎａ２Ｏは必須ではないが８％までの範囲で含有してもよい、の意であり、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３はＳｉＯ２含有量からＡｌ２Ｏ３含有量を減じた差である。
【００１０】
また、ＳｉＯ２が６４〜６８％、Ａｌ２Ｏ３が９〜１３％、Ｌｉ２Ｏが１０〜１５％、Ｎａ２Ｏが３〜７％、Ｋ２Ｏが１〜５％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが１９〜２３％である前記基板用ガラスを提供する。
また、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３が５６．０％以下である前記基板用ガラスを提供する。
また、前記６成分の含有量の合計が９８％以上である前記基板用ガラスを提供する。
また、ＭｇＯを０〜２％含有する前記基板用ガラスを提供する。
また、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのいずれも含有しない、または、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのいずれか１成分以上を含有しそれら含有量の合計が１％以下である前記基板用ガラスを提供する。
また、前記基板が情報記録媒体基板である前記基板用ガラスを提供する。
また、前記情報記録媒体が磁気ディスクである前記基板用ガラスを提供する。
【００１１】
また、前記基板用ガラスからなるガラス基板を提供する。
また、前記ガラス基板を化学強化した化学強化ガラス基板を提供する。
また、前記基板用ガラスからなる磁気ディスク用ガラス基板または同基板用ガラスからなるガラス基板を化学強化した化学強化ガラス基板の上に磁気記録層が形成されている磁気ディスクを提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、耐酸性に特に優れたガラス基板が得られるので、ｐＨが２以下の洗浄液を用いても表面に欠点が生じにくくなる。また、ｐＨが２以下の洗浄液を使用できるのでガラス基板から酸化セリウム砥粒を効率的に除去できるようになり、高品質の情報記録媒体用ガラス基板などを製造できるようになる。
【００１３】
化学強化処理なしでも耐候性試験後のアルカリ析出総量が小さい情報記録媒体基板などに用いられるガラスを得ることができる。これにより、磁気ディスク基板などに適用する場合前記基板上に形成される下地膜、磁性膜、保護膜等の膜が剥がれにくくなる。また、磁性膜へのＮａ拡散を抑制でき、信頼性の高い磁気ディスクなどを得ることができると考えられる。
また、化学強化処理を行うことなく情報記録媒体用ガラス基板を製造できるので、工程を減らすことができ、また化学強化処理後の基板表面へのよごれ付着の問題を解決できる。
【００１４】
また、情報記録媒体などに用いられるヤング率、比弾性率が高い基板用ガラスを得ることができる。これにより、ドライブ回転中に反りやたわみが発生しにくくなり、高記録密度の情報記録媒体を得ることができる。
また、情報記録媒体などに用いられる密度が小さい基板用ガラスを得ることができる。これにより、ドライブ回転時にモーター負荷が低減できるため、低消費電力を達成できる。
また、情報記録媒体などに用いられる平均線膨張係数が大きい基板用ガラスを得ることができる。これにより、金属製のドライブ他部材との熱膨張マッチングが高くなり、温度変動時の発生応力が小さく、基板割れ等が発生しにくくなる。
【００１５】
また、情報記録媒体などに用いられるガラス転移点が高い基板用ガラスを得ることができる。これにより、基板上に磁性膜を形成した後に行う熱処理温度を高くでき、記録密度の高い情報記録媒体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３と硫酸エッチング速度の関係を示す図である。
【図２】硫酸と過酸化水素の混合液に浸漬する前のドーナツ状ガラス板（例３６）の表面を光学式欠点検査装置（ＯＳＡ）を用いて観察した結果を示す図である。
【図３】本発明のガラス（例３）からなるドーナツ状ガラス板を前記混合液に浸漬した後の表面をＯＳＡを用いて観察した結果を示す図である。
【図４】本発明の比較例のガラス（例３６）からなるドーナツ状ガラス板を前記混合液に浸漬した後の表面をＯＳＡを用いて観察した結果を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の基板用ガラス（以下、本発明のガラスという。）は、次のようにして測定した硫酸エッチング速度ｗが１．０ｎｍ／ｈ以下であることが好ましい。１．０ｎｍ／ｈ超では情報記録媒体、特に磁気ディスク用ガラス基板を製造する際の表面研磨や最終洗浄工程においてｐＨが２以下の強酸性液を使用する場合に、先に述べたガラス表面の欠点が発生しやすくなる。より好ましくは０．９ｎｍ／ｈ以下、より好ましくは０．８５ｎｍ／ｈ以下、より好ましくは０．８ｎｍ／ｈ以下、より好ましくは０．７５ｎｍ／ｈ以下、さらに好ましくは０．７ｎｍ／ｈ以下、特に好ましくは０．６ｎｍ／ｈ以下である。
【００１８】
＜硫酸エッチング速度ｗの測定方法＞
厚さが１〜２ｍｍ、大きさが４ｃｍ角のガラス板の両面をコロイダルシリカで鏡面研磨し、端面を酸化セリウム砥粒で鏡面研磨したものを測定サンプルとし、これを６０℃、１６．６重量％（３．６Ｎ）の硫酸に５時間浸漬し、硫酸に溶出したＳｉ量をＩＣＰ質量分析法で分析して測定した。得られたＳｉ量、ガラス中のＳｉＯ２含有量、およびガラスの密度からガラスがエッチングされた量を算出した。すなわち、ガラス中のＳｉＯ２の質量百分率表示含有量をＰ(単位：質量％)、ガラスの密度をｄ(単位：ｇ／ｃｍ３)、硫酸への浸漬時に溶出するＳｉのガラス板単位面積当たりの溶出量をＬ(単位：μｇ／ｃｍ２)として、１０００×Ｌ／（ｄ×Ｐ×（Ｓｉの原子量）／（ＳｉＯ２の分子量））を算出し、これをガラス基板の片面当たりのエッチング量(単位：ｎｍ)とする。
このエッチング量を５時間＝３００分で除してこれを硫酸エッチング速度とする。
【００１９】
以下、本発明のガラスを磁気ディスク基板に用いる場合を例にして説明するが本発明はこれに限定されない。
本発明のガラスの密度ｄは２．６０ｇ／ｃｍ３以下であることが好ましい。２．６０ｇ／ｃｍ３超ではドライブ回転時にモーター負荷がかかって消費電力が大きくなる、またはドライブ回転が不安定になるおそれがある。好ましくは２．５４ｇ／ｃｍ３以下である。
【００２０】
本発明のガラスはヤング率Ｅが７６ＧＰａ以上かつ比弾性率Ｅ／ｄが２８ＭＮｍ／ｋｇ以上であることが好ましい。Ｅが７６ＧＰａ未満であるかＥ／ｄが２８ＭＮｍ／ｋｇ未満であるとドライブ回転中に反りやたわみが発生しやすく、高記録密度の情報記録媒体を得ることが困難になるおそれがある。Ｅが７７ＧＰａ以上かつＥ／ｄが３０ＭＮｍ／ｋｇ以上であることがより好ましい。
【００２１】
本発明のガラスのガラス転移点Ｔｇは５００℃以上であることが好ましい。５００℃未満では磁性層形成熱処理温度を充分高くすることができず、磁性層の保磁力増加が困難になるおそれがある。より好ましくは５１０℃以上である。
【００２２】
本発明のガラスの−５０〜７０℃における平均線膨張係数αは５６×１０−７／℃以上であることが好ましい。５６×１０−７／℃未満では、金属製のドライブなど他の部材の熱膨張係数との差が大きくなり、温度変動時の応力発生による基板の割れなどが起こりやすくなるおそれがある。より好ましくは５８×１０−７／℃以上である。αは典型的には１００×１０−７／℃以下である。
【００２３】
本発明のガラス基板は、１２０℃、０．２ＭＰａの水蒸気雰囲気下に２０時間保持した時そのガラス表面に析出しているＬｉ量、Ｎａ量、Ｋ量をそれぞれＣＬｉ、ＣＮａ、ＣＫとしてＣＲ＝ＣＬｉ＋ＣＮａ＋ＣＫが１２ｎｍｏｌ／ｃｍ２以下であることが好ましい。ＣＲが１２ｎｍｏｌ／ｃｍ２超では、基板上に形成される下地膜、磁性膜、保護膜等の膜が剥がれやすくなる。より好ましくは１１ｎｍｏｌ／ｃｍ２以下、さらに好ましくは５ｎｍｏｌ／ｃｍ２以下、特に好ましくは３．５ｎｍｏｌ／ｃｍ２以下である。
【００２４】
次に、本発明のガラスの組成についてモル％表示を用いて説明する。
ＳｉＯ２はガラスの骨格を形成する成分であり、必須である。６２．５％未満では、耐酸性もしくは耐候性が低下する、ｄが大きくなる、ガラスにキズが付きやすくなる、または液相温度が上昇しガラスが不安定になる。好ましくは６３％以上、より好ましくは６４％以上、特に好ましくは６５％以上である。６９％超では、粘度が１０２ｄＰａ・ｓとなる温度Ｔ２および粘度が１０４ｄＰａ・ｓとなる温度Ｔ４が上昇しガラスの溶解、成形が困難となる、ＥもしくはＥ／ｄが低下する、またはαが小さくなる。好ましくは６８％以下、より好ましくは６７％以下である。
【００２５】
Ａｌ２Ｏ３は耐候性を高める効果を有し、必須である。９％未満では前記効果が小さい、またはＥもしくはＥ／ｄもしくはＴｇが低下する。好ましくは１０％以上、より好ましくは１０．５％、さらに好ましくは１１％以上、特に好ましくは１１．５％である。１５．５％超では前記Ｔ２およびＴ４が上昇しガラスの溶解、成形が困難となる、耐酸性が低下する、αが小さくなる、または液相温度が高くなりすぎる。好ましくは１５％以下、より好ましくは１４．５％以下、さらに好ましくは１３．５％以下、特に好ましくは１３％以下である。
【００２６】
本発明者は、硫酸エッチング速度ｗが前記強酸性洗浄における表面欠点発生に対する指標として適したものであること、およびこのｗがＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３に強く依存し、しかもＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３が５３．３％を境にその依存性が顕著に変化することを見出し、本発明に至った。この点については図１を用いて後ほど説明する。
【００２７】
ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３が５３．３％未満では耐酸性が低下し、加えてその低下の程度が顕著になる。このような効果をより顕著にさせるためには５３．５％以上とすることが好ましい。より好ましくは５３．７％以上、特に好ましくは５４．０％以上である。ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３は５９％以下であることが好ましい。５９％超ではＴ２およびＴ４が上昇しガラスの溶解、成形が困難となるおそれがある。より好ましくは５８％以下、さらに好ましくは５７％以下、特に好ましくは５６％以下、最も好ましくは５５．５％以下である。耐候性を高めたい場合はＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３は５６．０％以下であることが好ましい。
【００２８】
Ｌｉ２ＯはＥ、Ｅ／ｄもしくはαを大きくする、またはガラスの溶解性を向上させる効果を有し、必須である。８％未満では前記効果が小さい。好ましくは９％以上、より好ましくは１０％以上、特に好ましくは１１％以上である。１６％超では、耐酸性もしくは耐候性が低下する、またはＴｇが低くなる。好ましくは１５％以下、より好ましくは１４％以下、特に好ましくは１３．５％以下である。
【００２９】
Ｎａ２Ｏは必須ではないが、αを大きくする、またはガラスの溶解性を向上させる効果があるため８％まで含有してもよい。８％超では耐酸性もしくは耐候性が低下する、またはＴｇが低くなる。好ましくは７．５％以下、より好ましくは７％以下、より好ましくは６．５％以下、特に好ましくは６％以下である。また、Ｎａ２Ｏを含有する場合、その含有量は１％以上であることが好ましい。より好ましくは２％以上、さらに好ましくは３％以上、特に好ましくは４％以上である。
【００３０】
Ｋ２Ｏは必須ではないが、αを大きくする、またはガラスの溶解性を向上させる効果があるため７％まで含有してもよい。７％超では耐酸性もしくは耐候性が低下する、またはＴｇが低くなる。好ましくは６％以下、より好ましくは５．５％以下、さらに好ましくは５％以下、特に好ましくは４．５％以下である。また、Ｋ２Ｏを含有する場合、その含有量は０．５％以上であることが好ましい。より好ましく１％以上、さらに好ましくは１．５％以上である。
【００３１】
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計Ｒ２Ｏが１７％未満では、αが小さくなる、またはガラスの溶解性が低下する。好ましくは１８％以上、より好ましくは１８．５％以上、さらに好ましくは１９％以上、特に好ましくは１９．５％以上である。Ｒ２Ｏが２４％超では耐酸性または耐候性が低下する。好ましくは２３．５％以下、より好ましくは２３％以下、さらに好ましくは２２．５％以下、特に好ましくは２２％以下である。
【００３２】
ＺｒＯ２は必須ではないが、耐候性を維持したままＥもしくはＥ／ｄを大きくする、Ｔｇを高くする、またはガラスの溶解性を向上させる効果があるため３．５％まで含有してもよい。３．５％超ではｄが大きくなる、ガラスにキズが付きやすくなる、または液相温度が高くなりすぎるおそれがある。好ましくは３％以下、より好ましくは２．５％以下、典型的には２％以下である。
【００３３】
本発明のガラスは本質的に上記成分からなるが、本発明の目的を損なわない範囲でその他の成分を合計で３％未満の範囲で含有してもよい。好ましくは２％未満、典型的には１％未満である。
たとえばＭｇＯは液相温度を高くする場合があるが、耐候性を維持したままＥ、Ｅ／ｄもしくはαを大きくする、ガラスを傷つきにくくする、またはガラスの溶解性を向上させる効果がある場合がある。その場合の含有量は好ましくは２％以下、より好ましくは１％以下であるが、典型的には含有しない。
【００３４】
ＴｉＯ２は液相温度を高くするまたは分相現象を起りやすくする場合があるが、Ｅ、Ｅ／ｄもしくはＴｇを高くする、または耐候性を高くする効果がある場合がある。その場合の含有量は好ましくは２％以下、より好ましくは１％以下であるが、典型的には含有しない。
【００３５】
ＣａＯ、ＳｒＯまたはＢａＯはｄを大きくする、またはガラスにキズが付きやすくする場合があるが、耐候性を維持したままαを大きくする、またはガラスの溶解性を向上させる効果がある場合がある。その場合の含有量は合計でも１％以下であることが好ましい。より好ましくは合計で０．７５％以下、典型的には０．５％以下である。
ガラスにキズが付きにくくしたい場合にはＢａＯは１％以下であることが好ましく、より好ましくは０．５％以下である。
ＥもしくはＥ／ｄを高くしたい、または、ガラスにキズが付きにくくしたい場合にはＣａＯは１％以下であることが好ましく、より好ましくは０．５％以下である。
【００３６】
また、ＳＯ３、Ｃｌ、Ａｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２等の清澄剤を合計で２％まで含有してもよい。
また、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｏ３Ｏ４、ＮｉＯなどの着色剤を合計で２％まで含有してもよい。
なお、Ｂ２Ｏ３はアルカリ金属酸化物成分と共存すると非常に揮散しやすくなるため、含有しないことが好ましく、含有する場合であってもその含有量は１％未満、好ましくは０．５％未満である。
【００３７】
本発明のガラスからなる情報記録媒体用ガラス基板は通常は円形のガラス板である。
磁気ディスク用ガラス基板はノートブックパソコン等に用いられる２．５インチ基板（ガラス基板外径：６５ｍｍ）やポータブルＭＰ３プレーヤなどに用いられる１．８インチ基板（ガラス基板外径：４８ｍｍ）などに広く使用され、その市場は年々拡大しており、一方で低価格での供給が求められている。このようなガラス基板に使用されるガラスは、大量生産に適したものであることが好ましい。
板ガラスの大量生産はフロート法、フュージョン法、ダウンドロー法などの連続成形法により広く行われており、本発明のガラスは先に述べたようにたとえばフロート成形が可能なガラスであるので大量生産に好適である。
【００３８】
本発明のガラスおよびガラス基板の製造方法は特に限定されず、各種方法を適用できる。たとえば、通常使用される各成分の原料を目標組成となるように調合し、これをガラス溶融窯で加熱溶融する。バブリング、撹拌、清澄剤の添加等によりガラスを均質化し、周知のフロート法、プレス法、フュージョン法またダウンドロー法などの方法により所定の厚さの板ガラスに成形し、徐冷後必要に応じて研削、研磨などの加工を行った後、所定の寸法・形状のガラス基板とされる。成形法としては、特に、大量生産に適したフロート法が好適である。また、フロート法以外の連続成形法、すなわち、フュージョン法、ダウンドロー法にも好適である。
【実施例】
【００３９】
表１〜４の例１〜３５のガラスについては、各成分の原料を表のＳｉＯ２からＫ２Ｏまでの欄にモル％表示で示した組成となるように調合し、白金るつぼを用いて１５５０〜１６００℃の温度で３〜５時間溶解した。溶解にあたっては、白金スターラを溶融ガラス中に挿入し、２時間撹拌してガラスを均質化した。次いで溶融ガラスを流し出してほぼ板状に成形し、毎分１℃の冷却速度で室温まで徐冷し、その後所望の厚みのガラス板に加工した。表で、Ｒ２ＯはＬｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの各含有量（単位：モル％）の合計、Ｓｉ−ＡｌはＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３の含有量の差（単位：モル％）を示している。
【００４０】
表４のＳｉＯ２からＫ２Ｏまでの欄にモル％表示で示した組成を有する例３６のガラスについては、厚みが約０．６ｍｍのガラス板を別に用意した。
例１〜２９のガラスは実施例、例３０〜３６のガラスは前記ガラスＡであり、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３が５３．３モル％未満である比較例である。
【００４１】
こうして得られたガラス板について、密度ｄ（単位：ｇ／ｃｍ３）、前記平均線膨張係数α（単位：×１０−７／℃）、ヤング率Ｅ（単位：ＧＰａ）、比弾性率Ｅ／ｄ（単位：ＭＮｍ／ｋｇ）、ガラス転移点Ｔｇ（単位：℃）、前記ＣＲ（単位：ｎｍｏｌ／ｃｍ２）、前記硫酸エッチング速度ｗ（単位：ｎｍ／ｈ）を以下に示す方法によって測定した。結果を表に示す。
【００４２】
ｄ：泡のないガラス２０〜５０ｇを用い、アルキメデス法にて測定した。
α：示差熱膨張計を用いて、石英ガラスを参照試料として室温から５℃／分の割合で昇温した際のガラスの伸び率をガラスが軟化してもはや伸びが観測されなくなる温度すなわち屈伏点まで測定し、得られた熱膨張曲線から−５０〜７０℃における平均線膨張係数を算出した。
Ｅ：厚さが５〜１０ｍｍ、大きさが３ｃｍ角のガラス板について、超音波パルス法により測定した。
【００４３】
Ｔｇ：示差熱膨張計を用いて、石英ガラスを参照試料として室温から５℃／分の割合で昇温した際のガラスの伸び率を屈伏点まで測定し、得られた熱膨張曲線における屈曲点に相当する温度をガラス転移点とした。
【００４４】
ＣＲ：厚さが１〜２ｍｍ、大きさが４ｃｍ×４ｃｍのガラス板の両面を酸化セリウムで鏡面研磨し、炭酸カルシウムおよび中性洗剤を用いて洗浄した後、高度加速寿命試験装置（エスペック社製不飽和型プレッシャークッカーＥＨＳ−４１１Ｍ）に入れて１２０℃、０．２ＭＰａの水蒸気雰囲気に２０時間静置した。洗浄済みチャック付ポリ袋に試験後試料と超純水２０ｍｌを入れ超音波洗浄機で１０分間表面析出物を溶解し、ＩＣＰ−ＭＳを使用して各アルカリ成分の溶出物を定量した。溶出量はモル換算し、試料表面積で規格化した。なお、例３６は４枚のガラス板について測定し表４にはその平均値を示すが、測定値のばらつきは±１２％であった。
【００４５】
ｗ：測定方法は先に述べたので省略する。なお、例３６は４枚のガラス板について測定し表４にはその平均値を示すが、測定値のばらつきは±１２％であった。
【００４６】
図１はｘ＝ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３と、このようにして得られた硫酸エッチング速度ｗとの関係を示す。
この図から、ｘが５３．３％未満ではｗが顕著に大きくなって１．０ｎｍ／ｈ超になるようになり、この領域の包絡線を形成している例３１と例３０からこの増加率を計算すると１．６ｎｍ・ｈ−１・％−１である。
【００４７】
一方、ｘが５３．３％以上ではｘ減少とともにｗが大きくなる傾向に変わりはないが大きくても１．０ｎｍ／ｈ以下であり、しかもその傾向は弱くなる。すなわち、この領域の包絡線を形成している例２２と例２８からこの増加率を計算すると０．２７５ｎｍ・ｈ−１・％−１である。
さらに、ｘが５３．５％以上の領域の包絡線を形成している例２２と例３からこの増加率を計算すると０．１７ｎｍ・ｈ−１・％−１であり、さらに増加率が小さくなる。
すなわち、ｘが５３．３％未満ではｗが大きいだけではなくｘの変動によりｗが大きく変化するのに対し、ｘが５３．３％以上ではｗが小さいだけではなくｘの変動によるｗの変化も小さくガラスの品質が安定するという顕著な効果を有し、この効果はｘが５３．５％以上においてより顕著になることが図からわかる。
【００４８】
また、例１〜４、例３０、例３１、例３６のガラスについては硫酸−過酸化水素混合液に対する耐久性を次のようにして測定した。すなわち、イオン交換水で濡らしたドーナツ状ガラス板（厚みが０．６〜０．７ｍｍであり中央に直径２０ｍｍの孔を有する外径６５ｍｍの円形ガラス板）を、８０℃に保持された４４重量％硫酸（１２Ｎ）と７重量％過酸化水素水の混合液に投入し、２０分間浸漬した。浸漬後のガラス板を純水で洗浄し、ＫＬＡ Ｔｅｎｃｏｒ社製光学式欠点検査装置（ＯＳＡ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｕｒｆａｃｅ ａｎａｌｙｚｅｒ）を用いてガラス表面の観察を行った。なお、ＯＳＡ設定条件はＬａｓｅｒをＣｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌ、ＰｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎをＱ−ＰｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎのＰｈａｚｅとした。各ガラスについて５〜１０枚ずつ観察し、表面に欠点が見られたガラス板の枚数を観察したガラス板の枚数で除した欠点発生率ｐ（単位：％）を表に示す。ｗが０．５９〜０．８１ｎｍ／ｈである例１〜４についてはｐは０〜２０％でありほとんど欠点は認められなかったが、ｗが１．１３〜１．９３ｎｍ／ｈである例３０、例３１、例３６についてはｐは１００％でありすべてのガラス板に欠点が認められた。
【００４９】
図２は硫酸と過酸化水素の混合液に浸漬する前の例３６のガラス板の表面を、図３は前記混合液に浸漬した後の例３のガラス板の表面をそれぞれＯＳＡを用いて観察した結果を示す。両者を比較すると前記混合液への浸漬によって例３のガラス板の表面にむらなどの欠点は発生していないことがわかる。これは例３のガラスのｗが０．８１ｎｍ／ｈという小さい値であることによると考えられる。なお、混合液浸漬前の例３についてのＯＳＡ観察結果は図示しないが、図２と同様にむらなどの欠点が発生していないものであった。
【００５０】
図４は前記混合液に浸漬した後の例３６のガラス板の表面のＯＳＡ観察結果である。図の左側に白く見えるむらや右上に黒く見えるむらが広く存在し、また、左やや上方から右やや下方に向かってやや薄い白色に見える筋状のむらが存在する。これらのむらは、前記混合液に浸漬する直前のガラス板表面に水が不均一に付着していたことに起因して、ガラス板表面が水によって希釈された硫酸すなわち希硫酸によって侵食されたものであると考えられる。
【００５１】
また、表５、６にも実施例として例３７〜４３を、比較例として例４４〜５５を示す。
【００５２】
【表１】
【００５３】
【表２】
【００５４】
【表３】
【００５５】
【表４】
【００５６】
【表５】
【００５７】
【表６】
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は磁気ディスクなどの情報記録媒体および情報記録媒体などに用いられるガラス基板の製造に利用できる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ２を６２．５〜６９％、Ａｌ２Ｏ３を９〜１５．５％、Ｌｉ２Ｏを８〜１６％、Ｎａ２Ｏを０〜８％、Ｋ２Ｏを０〜７％、ＺｒＯ２を０〜３．５％含有し、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３が５３．３％以上、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが１７〜２４％、上記６成分の含有量の合計が９７％以上である基板用ガラス。
【請求項２】
ＳｉＯ２が６４〜６８％、Ａｌ２Ｏ３が９〜１３％、Ｌｉ２Ｏが１０〜１５％、Ｎａ２Ｏが３〜７％、Ｋ２Ｏが１〜５％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが１９〜２３％である請求項１の基板用ガラス。
【請求項３】
ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３が５６．０％以下である請求項１または２の基板用ガラス。
【請求項４】
前記６成分の含有量の合計が９８％以上である請求項１、２または３の基板用ガラス。
【請求項５】
ＭｇＯを０〜２％含有する請求項１〜４のいずれかの基板用ガラス。
【請求項６】
ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのいずれも含有しない、または、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのいずれか１成分以上を含有しそれら含有量の合計が１％以下である請求項１〜５のいずれかの基板用ガラス。
【請求項７】
基板が情報記録媒体基板である請求項１〜６のいずれかの基板用ガラス。
【請求項８】
情報記録媒体が磁気ディスクである請求項７の基板用ガラス。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかの基板用ガラスからなるガラス基板。
【請求項１０】
請求項９のガラス基板を化学強化した化学強化ガラス基板。
【請求項１１】
請求項１〜６のいずれかの基板用ガラスからなる磁気ディスク用ガラス基板または同基板用ガラスからなるガラス基板を化学強化した化学強化ガラス基板の上に磁気記録層が形成されている磁気ディスク。
【請求項１】
下記酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ２を６２．５〜６９％、Ａｌ２Ｏ３を９〜１５．５％、Ｌｉ２Ｏを８〜１６％、Ｎａ２Ｏを０〜８％、Ｋ２Ｏを０〜７％、ＺｒＯ２を０〜３．５％含有し、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３が５３．３％以上、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが１７〜２４％、上記６成分の含有量の合計が９７％以上である基板用ガラス。
【請求項２】
ＳｉＯ２が６４〜６８％、Ａｌ２Ｏ３が９〜１３％、Ｌｉ２Ｏが１０〜１５％、Ｎａ２Ｏが３〜７％、Ｋ２Ｏが１〜５％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが１９〜２３％である請求項１の基板用ガラス。
【請求項３】
ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３が５６．０％以下である請求項１または２の基板用ガラス。
【請求項４】
前記６成分の含有量の合計が９８％以上である請求項１、２または３の基板用ガラス。
【請求項５】
ＭｇＯを０〜２％含有する請求項１〜４のいずれかの基板用ガラス。
【請求項６】
ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのいずれも含有しない、または、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのいずれか１成分以上を含有しそれら含有量の合計が１％以下である請求項１〜５のいずれかの基板用ガラス。
【請求項７】
基板が情報記録媒体基板である請求項１〜６のいずれかの基板用ガラス。
【請求項８】
情報記録媒体が磁気ディスクである請求項７の基板用ガラス。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかの基板用ガラスからなるガラス基板。
【請求項１０】
請求項９のガラス基板を化学強化した化学強化ガラス基板。
【請求項１１】
請求項１〜６のいずれかの基板用ガラスからなる磁気ディスク用ガラス基板または同基板用ガラスからなるガラス基板を化学強化した化学強化ガラス基板の上に磁気記録層が形成されている磁気ディスク。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１０６９０８（Ｐ２０１２−１０６９０８Ａ）
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８３７６１（Ｐ２０１１−１８３７６１）
【出願日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【出願人】（０００００００４４）旭硝子株式会社 (2,665)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【出願人】（０００００００４４）旭硝子株式会社 (2,665)
【Ｆターム（参考）】
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