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JP6042875B2 - Glass for magnetic recording medium substrate, glass substrate for magnetic recording medium and use thereof - Google Patents
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JP6042875B2 - Glass for magnetic recording medium substrate, glass substrate for magnetic recording medium and use thereof - Google Patents

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Description

本発明は、ハードディスク等の磁気記録媒体の基板材料として好適な磁気記録媒体基板用ガラス、このガラスを使用した磁気記録媒体用ガラス基板、この基板を得るために使用可能な磁気記録媒体基板ブランク、この基板を備える磁気記録媒体および磁気記録装置に関する。   The present invention relates to a glass for a magnetic recording medium substrate suitable as a substrate material for a magnetic recording medium such as a hard disk, a glass substrate for a magnetic recording medium using the glass, a magnetic recording medium substrate blank usable for obtaining the substrate, The present invention relates to a magnetic recording medium including the substrate and a magnetic recording apparatus.

インターネットなど、情報関連インフラ技術の進展に伴い、磁気ディスク、光ディスクなどの情報記録媒体の需要は急速に伸びている。コンピュータなどの磁気記憶装置の主要構成要素は、磁気記録媒体と磁気記録再生用の磁気ヘッドである。磁気記録媒体としてはフレキシブルディスクとハードディスクとが知られている。このうちハードディスク(磁気ディスク)用の基板材料としては、例えば、アルミニウム基板、ガラス基板、セラミック基板、カーボン基板等があり、実用的には、サイズや用途に応じて、主に、アルミニウム基板とガラス基板とが使用されている。ノートパソコン用ハードディスクドライブにおいては、耐衝撃性に加えて、磁気記録媒体の高密度記録化に伴いディスク基板の表面平滑性の向上への要求はますます厳しくなっているため、表面硬度、剛性に劣るアルミニウム基板で対応するには限界がある。そこでガラス基板の開発が、現在主流となっている(例えば特許文献1〜10参照)。   With the progress of information-related infrastructure technologies such as the Internet, the demand for information recording media such as magnetic disks and optical disks is growing rapidly. The main components of a magnetic storage device such as a computer are a magnetic recording medium and a magnetic head for magnetic recording and reproduction. As a magnetic recording medium, a flexible disk and a hard disk are known. Among these, as substrate materials for hard disks (magnetic disks), there are, for example, aluminum substrates, glass substrates, ceramic substrates, carbon substrates and the like. Practically, depending on the size and application, mainly aluminum substrates and glass are used. A substrate is used. In hard disk drives for laptop computers, in addition to impact resistance, the demands for improving the surface smoothness of disk substrates are becoming stricter as the recording density of magnetic recording media becomes higher. There is a limit to dealing with an inferior aluminum substrate. Therefore, the development of glass substrates is currently mainstream (see, for example, Patent Documents 1 to 10).

また近年、磁気記録媒体のより一層の高密度記録化を図ることを目的として、Fe−Pt系、Co−Pt系等の磁気異方性エネルギーが高い磁性材料(高Ku磁性材料)を使用することが検討されている(例えば特許文献11参照)。高記録密度化のためには磁性粒子の粒径を小さくする必要があるが、一方で、粒径が小さくなると、熱揺らぎによる磁気特性の劣化が問題となる。高Ku磁性材料は熱揺らぎの影響を受けにくいため、高密度記録化に寄与すると期待されている。   In recent years, magnetic materials with high magnetic anisotropy energy (high Ku magnetic materials) such as Fe—Pt and Co—Pt are used for the purpose of achieving higher density recording of magnetic recording media. (For example, refer to Patent Document 11). In order to increase the recording density, it is necessary to reduce the particle size of the magnetic particles. On the other hand, when the particle size is decreased, there is a problem of deterioration of magnetic characteristics due to thermal fluctuation. High Ku magnetic materials are less susceptible to thermal fluctuations and are expected to contribute to high density recording.

特表平9−507206号公報JP-T 9-507206 特開2007−51064号公報JP 2007-51064 A 特開2001−294441号公報JP 2001-294441 A 特開2001−134925号公報JP 2001-134925 A 特開2001−348246号公報JP 2001-348246 A 特開2001−58843号公報JP 2001-58843 A 特開2006−327935号公報JP 2006-327935 A 特開2005−272212号公報JP-A-2005-272212 特開2004−43295号公報JP 2004-43295 A 特開2005−314159号公報JP 2005-314159 A 特開2004−362746号公報JP 2004-362746 A

しかし上記高Ku磁性材料は、高Kuを実現するために特定の結晶配向状態を得る必要があり、そのため、高温での成膜、あるいは成膜後に高温で熱処理を行う必要がある。したがって、これらの高Ku磁性材料からなる磁気記録層を形成するためには、ガラス基板には上記高温処理に耐え得る高い耐熱性、即ち高いガラス転移温度を有することが求められる。   However, the high Ku magnetic material needs to obtain a specific crystal orientation state in order to realize a high Ku. Therefore, it is necessary to perform film formation at a high temperature or heat treatment at a high temperature after film formation. Therefore, in order to form a magnetic recording layer made of these high Ku magnetic materials, the glass substrate is required to have high heat resistance that can withstand the above-described high temperature processing, that is, high glass transition temperature.

加えて、近年、検討が進められているエネルギーアシスト方式の磁気記録媒体のように極めて高い記録密度が求められる磁気記録媒体用のガラス基板には、HDD(ハードディスクドライブ)の信頼性を高めるために優れた耐衝撃性が求められる。
この背景として、第一に、磁気ヘッドの浮上量(磁気ヘッドと磁気記録媒体表面との間隙)の大幅な低下(低浮上量化)が挙げられる。こうすることで、磁気ヘッドと媒体の磁性層との距離が近づくため、より小さい磁性粒子の信号も拾うことができるようになるため、高記録密度化を達成することができる。近年、従来以上の低浮上量化を実現するために、DFH(Dynamic Flying Height)という機能が磁気ヘッドに搭載されている。これは、磁気ヘッドの記録再生素子部の近傍に極小のヒーター等の加熱部を設けて、素子部周辺のみを媒体表面方向に向けて突き出す機能である。今後、この機能によって、磁気ヘッドの素子部と媒体表面との間隙は、2nm未満と極めて小さくなると見られている。このため、僅かな衝撃によっても、磁気ヘッドが媒体表面に衝突しやすくなる。
第二に、媒体の高速回転化が挙げられる。これにより、まず、磁気ヘッドとの衝突の際の衝撃が大きくなる。なお、外周部においては基板のたわみが大きくなるため、僅かな衝撃によっても磁気ヘッドと衝突しやすくなる。また内周部においては、スピンドルおよびクランプによる媒体の締め付け(固定)の影響によって、HDD自体に外的衝撃が加わった場合に基板が割れる可能性が高くなる。
In addition, in order to increase the reliability of HDDs (hard disk drives), glass substrates for magnetic recording media that require extremely high recording density, such as energy-assisted magnetic recording media that are being studied in recent years. Excellent impact resistance is required.
As a background to this, firstly, the flying height of the magnetic head (the gap between the magnetic head and the surface of the magnetic recording medium) is significantly reduced (low flying height). By doing so, since the distance between the magnetic head and the magnetic layer of the medium becomes closer, it becomes possible to pick up signals of smaller magnetic particles, so that high recording density can be achieved. In recent years, a function called DFH (Dynamic Flying Height) has been mounted on a magnetic head in order to achieve a lower flying height than ever. This is a function of providing a heating unit such as a very small heater near the recording / reproducing element part of the magnetic head and projecting only the periphery of the element part toward the medium surface. In the future, this function is expected to make the gap between the element portion of the magnetic head and the medium surface extremely small, less than 2 nm. For this reason, the magnetic head easily collides with the medium surface even with a slight impact.
Secondly, there is an increase in the rotation speed of the medium. Thereby, first, the impact at the time of collision with the magnetic head is increased. It should be noted that since the deflection of the substrate becomes large at the outer peripheral portion, it can easily collide with the magnetic head even with a slight impact. Further, in the inner peripheral portion, due to the influence of tightening (fixing) of the medium by the spindle and the clamp, there is a high possibility that the substrate will crack when an external impact is applied to the HDD itself.

このように、高記録密度対応の磁気記録媒体には、高い耐熱性と優れた耐衝撃性を兼備するガラス基板が求められている。
本発明は、上記のように高い耐熱性と優れた耐衝撃性を兼備する磁気記録媒体用ガラス基板の材料に好適な磁気記録媒体基板用ガラスおよび磁気記録媒体用ガラス基板を提供すること、更に、前記基板を備える磁気記録媒体、および前記磁気記録媒体を搭載する磁気記録装置を提供することを目的とする。
Thus, a glass substrate having both high heat resistance and excellent impact resistance is required for a magnetic recording medium compatible with high recording density.
The present invention provides a glass for a magnetic recording medium substrate and a glass substrate for a magnetic recording medium that are suitable for the material of the glass substrate for a magnetic recording medium having both high heat resistance and excellent impact resistance as described above. Another object of the present invention is to provide a magnetic recording medium including the substrate and a magnetic recording apparatus on which the magnetic recording medium is mounted.

本発明の一態様は、必須成分として、SiO2、Li2O、Na2O、ならびに、MgO、CaO、SrOおよびBaOからなる群から選ばれる一種以上のアルカリ土類金属酸化物を含み、
MgO、CaO、SrOおよびBaOの合計含有量に対するCaOの含有量のモル比(CaO/(MgO+CaO+SrO+BaO))が0.20以下、
ガラス転移温度が650℃以上、
である磁気記録媒体基板用ガラス、
に関する。
One aspect of the present invention includes, as an essential component, one or more alkaline earth metal oxides selected from the group consisting of SiO 2 , Li 2 O, Na 2 O, and MgO, CaO, SrO, and BaO,
The molar ratio of the content of CaO to the total content of MgO, CaO, SrO and BaO (CaO / (MgO + CaO + SrO + BaO)) is 0.20 or less,
Glass transition temperature of 650 ° C. or higher,
Glass for magnetic recording medium substrate,
About.

本発明の更なる態様は、上述の磁気記録媒体基板用ガラスを化学強化することにより得られた化学強化ガラスからなる磁気記録媒体用ガラス基板に関する。   The further aspect of this invention is related with the glass substrate for magnetic recording media which consists of chemically strengthened glass obtained by chemically strengthening the glass for magnetic recording medium substrates mentioned above.

本発明の更なる態様は、ガラス転移温度が650℃以上であり、かつ、
バビネ法により求められる2つの主表面に垂直な仮想断面における応力プロファイルにおいて、引張応力分布が凸形状であり、ただし該凸形状は圧縮応力側へ凹む凹み部を含まない化学強化ガラスからなる磁気記録媒体用ガラス基板、
に関する。
In a further aspect of the present invention, the glass transition temperature is 650 ° C. or higher, and
In the stress profile in a virtual cross section perpendicular to the two main surfaces obtained by the Babinet method, the tensile stress distribution is a convex shape, but the convex shape is a magnetic recording made of chemically strengthened glass that does not include a concave portion recessed toward the compression stress Glass substrate for medium,
About.

本発明の更なる態様は、ガラス転移温度が650℃以上であり、かつ、
バビネ法により求められる引張応力の平均値Tavと引張応力の最大値Tmaxとが、下記式(1):
Tav/Tmax≧0.5
を満たす化学強化ガラスからなる磁気記録媒体用ガラス基板、
に関する。
In a further aspect of the present invention, the glass transition temperature is 650 ° C. or higher, and
The average value Tav of the tensile stress obtained by the Babinet method and the maximum value Tmax of the tensile stress are expressed by the following formula (1):
Tav / Tmax ≧ 0.5
A glass substrate for a magnetic recording medium comprising a chemically strengthened glass satisfying
About.

本発明の更なる態様は、必須成分として、SiO2、Li2O、Na2O、ならびに、MgO、CaO、SrOおよびBaOからなる群から選ばれる一種以上のアルカリ土類金属酸化物を含み、
MgO、CaO、SrOおよびBaOの合計含有量に対するCaOの含有量のモル比(CaO/(MgO+CaO+SrO+BaO))が0.20以下、
ガラス転移温度が650℃以上、
である磁気記録媒体用ガラス基板ブランク、
に関する。
A further aspect of the present invention includes, as an essential component, one or more alkaline earth metal oxides selected from the group consisting of SiO 2 , Li 2 O, Na 2 O, and MgO, CaO, SrO, and BaO,
The molar ratio of the content of CaO to the total content of MgO, CaO, SrO and BaO (CaO / (MgO + CaO + SrO + BaO)) is 0.20 or less,
Glass transition temperature of 650 ° C. or higher,
A glass substrate blank for a magnetic recording medium,
About.

本発明の更なる態様は、必須成分として、SiO2、Li2O、Na2O、ならびに、MgO、CaO、SrOおよびBaOからなる群から選ばれる一種以上のアルカリ土類金属酸化物を含み、
MgO、CaO、SrOおよびBaOの合計含有量に対するCaOの含有量のモル比(CaO/(MgO+CaO+SrO+BaO))が0.20以下、
ガラス転移温度が650℃以上、
であるガラスが得られるようにガラス原料を調合すること、
調合したガラス原料を熔融して熔融ガラスを得ること、および、
得られた熔融ガラスをプレス成形してガラスからなる基板ブランクを作製すること、
を含む磁気記録媒体用ガラス基板ブランクの製造方法、
に関する。
A further aspect of the present invention includes, as an essential component, one or more alkaline earth metal oxides selected from the group consisting of SiO 2 , Li 2 O, Na 2 O, and MgO, CaO, SrO, and BaO,
The molar ratio of the content of CaO to the total content of MgO, CaO, SrO and BaO (CaO / (MgO + CaO + SrO + BaO)) is 0.20 or less,
Glass transition temperature of 650 ° C. or higher,
Formulating the glass raw material so that a glass is obtained,
Melting the prepared glass raw material to obtain a molten glass; and
Producing a substrate blank made of glass by press-molding the obtained molten glass;
A method for producing a glass substrate blank for a magnetic recording medium, comprising:
About.

本発明の更なる態様は、上述の磁気記録媒体用ガラス基板ブランクを加工することを含む磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法、
に関する。
A further aspect of the present invention provides a method for producing a glass substrate for a magnetic recording medium, comprising processing the glass substrate blank for a magnetic recording medium described above,
About.

本発明の更なる態様は、上述の方法により磁気記録媒体用ガラス基板ブランクを作製すること、および、
前記基板ブランクを加工すること、
を含む磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法、
に関する。
A further aspect of the present invention is to produce a glass substrate blank for a magnetic recording medium by the method described above, and
Processing the substrate blank;
A method for producing a glass substrate for a magnetic recording medium, comprising:
About.

本発明の更なる態様は、上述の磁気記録媒体用ガラス基板上に磁気記録層を有する磁気記録媒体、
に関する。
According to a further aspect of the present invention, there is provided a magnetic recording medium having a magnetic recording layer on the above-described glass substrate for a magnetic recording medium,
About.

本発明の更なる態様は、上述の磁気記録媒体用ガラス基板の主表面に、Feおよび/またはCoと、Ptとの合金を主成分とする磁性材料を成膜した後、アニール処理を行うことにより磁気記録層を形成することを含む磁気記録媒体の製造方法、
に関する。
In a further aspect of the present invention, a magnetic material mainly composed of an alloy of Fe and / or Co and Pt is formed on the main surface of the glass substrate for a magnetic recording medium, and then an annealing treatment is performed. A method of manufacturing a magnetic recording medium comprising forming a magnetic recording layer by
About.

本発明の更なる態様は、少なくとも磁気記録媒体の主表面を加熱するための熱源と、記録素子部と、再生素子部とを有する熱アシスト磁気記録ヘッド、および、上述の磁気記録媒体を有するエネルギーアシスト磁気記録方式の磁気記録装置、
に関する。
According to a further aspect of the present invention, there is provided a heat-assisted magnetic recording head having at least a heat source for heating a main surface of a magnetic recording medium, a recording element portion, and a reproducing element portion, and energy having the magnetic recording medium described above. Assisted magnetic recording type magnetic recording device,
About.

本発明によれば、高い耐熱性と優れた耐衝撃性を兼備する磁気記録媒体ガラス基板の材料に好適な磁気記録媒体基板用ガラスおよび磁気記録媒体用ガラス基板を提供することができる。
また、本発明によれば、前記基板を備える磁気記録媒体、ならびに前記磁気記録媒体を搭載する磁気記録装置を提供することができる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the glass for magnetic recording media substrates suitable for the material of the magnetic recording media glass substrate which has high heat resistance and the outstanding impact resistance, and the glass substrate for magnetic recording media can be provided.
In addition, according to the present invention, it is possible to provide a magnetic recording medium provided with the substrate and a magnetic recording apparatus on which the magnetic recording medium is mounted.

化学強化ガラス基板における応力プロファイルの模式図である。It is a schematic diagram of the stress profile in a chemically strengthened glass substrate. 化学強化ガラス基板における応力プロファイルの模式図である。It is a schematic diagram of the stress profile in a chemically strengthened glass substrate. 式(1)の説明図である。It is explanatory drawing of Formula (1). 式(1)の説明図である。It is explanatory drawing of Formula (1). 化学強化後の破壊靭性値へのモル比CaO/(MgO+CaO+SrO+BaO))の影響を示すグラフである。It is a graph which shows the influence of molar ratio CaO / (MgO + CaO + SrO + BaO)) to the fracture toughness value after chemical strengthening.

[磁気記録媒体基板用ガラス]
本発明の磁気記録媒体基板用ガラスは、必須成分として、SiO2、Li2O、Na2O、ならびに、MgO、CaO、SrOおよびBaOからなる群から選ばれる一種以上のアルカリ土類金属酸化物を含み、MgO、CaO、SrOおよびBaOの合計含有量に対するCaOの含有量のモル比(CaO/(MgO+CaO+SrO+BaO))が0.20以下であり、ガラス転移温度が650℃以上である。
[Glass for magnetic recording medium substrate]
The glass for a magnetic recording medium substrate of the present invention includes, as an essential component, one or more alkaline earth metal oxides selected from the group consisting of SiO 2 , Li 2 O, Na 2 O, and MgO, CaO, SrO, and BaO. The molar ratio of the content of CaO to the total content of MgO, CaO, SrO and BaO (CaO / (MgO + CaO + SrO + BaO)) is 0.20 or less, and the glass transition temperature is 650 ° C. or more.

本発明の磁気記録媒体基板用ガラスは酸化物ガラスであり、そのガラス組成は酸化物基準で表示するものとする。酸化物基準のガラス組成とは、ガラス原料が熔融時にすべて分解されてガラス中で酸化物として存在するものとして換算することにより得られるガラス組成である。上記ガラスは、結晶化のための熱処理工程が不要なこと、および加工性が優れていることから、非晶性(アモルファス)ガラスであることが好ましい。   The glass for a magnetic recording medium substrate of the present invention is an oxide glass, and the glass composition is displayed on an oxide basis. The oxide-based glass composition is a glass composition obtained by converting all glass raw materials to be decomposed during melting and existing as oxides in the glass. The glass is preferably amorphous (amorphous) glass because it does not require a heat treatment step for crystallization and has excellent workability.

本発明の磁気記録媒体用ガラスは化学強化に好適である。本発明において、化学強化は低温型化学強化を意味する。
また本発明において、「主表面」とは、ガラス基板またはガラスの表面のうち、最も面積の広い面を意味する。ディスク状ガラス基板の場合、ディスクの円形状の表裏対向する一対の表面(中心穴がある場合は中心穴を除く。)が主表面に相当する。
The glass for magnetic recording media of the present invention is suitable for chemical strengthening. In the present invention, chemical strengthening means low temperature type chemical strengthening.
In the present invention, the “main surface” means a surface having the largest area among the surfaces of the glass substrate or the glass. In the case of a disk-shaped glass substrate, a pair of surfaces facing the front and back of the circular shape of the disk (excluding the center hole when there is a center hole) corresponds to the main surface.

以下、特記しない限り、ガラス成分の含有量、合計含有量はモル%表示とし、ガラス成分の含有量比はモル比にて表示する。   Hereinafter, unless otherwise specified, the content of glass components and the total content are expressed in mol%, and the content ratio of glass components is expressed in molar ratio.

SiO2はガラスのネットワーク形成成分であり、ガラス安定性、化学的耐久性、特に耐酸性を向上させる効果がある。ガラス基板上に磁気記録層等の膜を形成する工程や前記工程により形成した膜を熱処理するため、輻射によって基板を加熱する際、基板の熱拡散を低下させ、加熱効率を高める働きをする成分でもある。本発明の磁気記録媒体基板用ガラスにおいてSiO2は必須成分であって、SiO2の導入により上記効果を得る上から、SiO2の含有量を55%とすることが好ましく、57%以上とすることがより好ましく、60%以上とすることがさらに好ましく、63%以上とすることがより一層好ましい。一方、SiO2の含有量が過剰になるとSiO2が完全に熔けずにガラス中に未熔解物が生じたり、清澄時のガラスの粘性が高くなりすぎて泡切れが不十分になる傾向を示すので、SiO2の含有量は78%以下とすることが好ましく、75%以下とすることがより好ましく、73%以下とすることがさらに好ましく、69%以下とすることがより一層好ましい。SiO 2 is a glass network-forming component and has an effect of improving glass stability, chemical durability, particularly acid resistance. Ingredients that reduce the thermal diffusion of the substrate and increase the heating efficiency when heating the substrate by radiation to heat-treat the film formed by the above-mentioned step or the step of forming a film such as a magnetic recording layer on a glass substrate But there is. SiO 2 in the magnetic recording medium glass substrate of the present invention is an essential component, from the top to obtain the above effects by the introduction of SiO 2, the content of SiO 2 preferably set to 55%, and 57% or more More preferably, it is more preferably 60% or more, still more preferably 63% or more. On the other hand, when the content of SiO 2 is excessive, SiO 2 is not completely melted and undissolved material is generated in the glass, or the viscosity of the glass at the time of clarification becomes too high, and there is a tendency that the bubble breakage becomes insufficient. Therefore, the content of SiO 2 is preferably 78% or less, more preferably 75% or less, further preferably 73% or less, and even more preferably 69% or less.

Li2Oは、ガラスの熔融性を改善し、ガラスの均質性を改善する効果、熱膨張係数を大きくする効果があり、化学強化を可能にする必須成分である。また、後述するように、ガラス成分としてNa2Oと共存することにより、化学強化によって形成される応力分布を緩やかにすることができ、後述する化学強化ガラスの遅れ破壊を防止する効果もある。ただし、Li2Oの含有量を過剰にすると、ガラス転移温度が低下したり、化学的耐久性が悪化傾向を示すため、Li2Oの含有量は0%を超えて5%以下とすることが好ましい。Li2Oの含有量のより好ましい上限は4%、さらに好ましい上限は3.5%、一層好ましい上限は3%である。Li2Oの含有量の好ましい下限は0.1%、より好ましい下限は0.3%、さらに好ましい下限は0.5%である。Li 2 O has an effect of improving the meltability of glass, improving the homogeneity of glass, and increasing the thermal expansion coefficient, and is an essential component that enables chemical strengthening. Further, as will be described later, by coexisting with Na 2 O as a glass component, the stress distribution formed by chemical strengthening can be moderated, and there is an effect of preventing delayed fracture of chemically strengthened glass described later. However, if the Li 2 O content is excessive, the glass transition temperature decreases or the chemical durability tends to deteriorate. Therefore, the Li 2 O content should be more than 0% and not more than 5%. Is preferred. A more preferable upper limit of the content of Li 2 O is 4%, a further preferable upper limit is 3.5%, and a more preferable upper limit is 3%. A preferable lower limit of the content of Li 2 O is 0.1%, a more preferable lower limit is 0.3%, and a further preferable lower limit is 0.5%.

Na2Oは、ガラスの熔融性を改善し、ガラスの均質性を改善する効果、熱膨張係数を大きくする効果があり、化学強化を可能にする必須成分である。ただし、Na2Oの含有量を過剰にすると、ガラス転移温度が低下したり、化学的耐久性が悪化傾向を示すため、Na2Oの含有量は2〜15%とすることが好ましい。Na2Oの含有量のより好ましい上限は14%、さらに好ましい上限は12%、一層好ましい上限は10%であり、Na2Oの含有量のより好ましい下限は3%、さらに好ましい下限は4%、一層好ましい下限は5%である。Na 2 O has the effect of improving the meltability of glass, improving the homogeneity of glass, and increasing the thermal expansion coefficient, and is an essential component that enables chemical strengthening. However, when the content of Na 2 O is excessive, the glass transition temperature is lowered or the chemical durability tends to deteriorate. Therefore, the content of Na 2 O is preferably 2 to 15%. The more preferable upper limit of the Na 2 O content is 14%, the more preferable upper limit is 12%, and the more preferable upper limit is 10%. The more preferable lower limit of the Na 2 O content is 3%, and the more preferable lower limit is 4%. A more preferred lower limit is 5%.

Li2OおよびNa2Oを含むガラスをナトリウム塩とカリウム塩の混合熔融塩に浸漬して化学強化を行うと、ガラス中のLi+イオンと熔融塩中のNa+イオンとがイオン交換し、またガラス中のNa+イオンと熔融塩中のK+イオンがイオン交換して、表面近傍に圧縮応力層が、ガラス内部に引張応力層が形成される。
本発明の磁気記録媒体基板用ガラスは、ガラス転移温度が650℃以上と高く、優れた耐熱性を有し、高Ku磁性材料からなる磁気記録層を形成するための磁気記録媒体用基板材料として好適である。磁性材料の高温処理などにおいて、ガラス基板は高温下に晒されることになるが、上記のようにガラス転移温度が高いガラス材料を使用すれば、基板の平坦性が損なわれることがない。耐熱性の高い基板材料を提供するという観点から、本発明においてガラス転移温度の好ましい下限は655℃、より好ましい下限は660℃、さらに好ましい下限は665℃、一層好ましい下限は670℃、より一層好ましい下限は675℃である。ただし、ガラス転移温度を過剰に高めると化学強化処理温度が高くなり、化学強化時に熔融塩の熱分解が起こり、ガラスの表面を侵蝕するため、ガラス転移温度の上限を740℃とすることが好ましい。なお、ガラス転移温度は化学強化の前後でほぼ一定の値となる。
ガラス中におけるアルカリ金属イオンの拡散速度はイオン半径が小さいイオンほど大きいため、熔融塩中のNa+イオンはガラス表面からより深層にまで達して深い圧縮応力層を形成し、熔融塩中のK+イオンはNa+イオンほど深層には達せず、圧縮応力層は表面から浅い部分に形成される。混合塩により化学強化されたガラスの深さ方向の応力分布は、Na+とLi+のイオン交換により形成される応力分布とK+とNa+のイオン交換により形成される応力分布を合成したものになる。そのため、深さ方向の応力分布は緩やかに変化し、図1に模式図を示すように、バビネ法により測定される2つの主表面に垂直な仮想断面における応力プロファイルにおいて、引張応力分布が凸形状となる。この凸形状には、後述の図2に示すような圧縮応力側へ凹む凹み部は含まれない。また、比較的深い圧縮応力層が形成される。なお図1中、中央のL線よりも左側が圧縮応力の領域であり、右側が引張応力の領域である。
仮にガラス表面のクラックが成長して引張応力層に達しても、上記応力分布を有する化学強化ガラスでは、即、ガラスが破壊することはない。
一方、Na2Oを含み、Li2Oを含まないガラスを化学強化する場合は、ガラスをカリウム熔融塩に浸漬し、ガラス中のNa+イオンと熔融塩中のKイオンとの交換により、ガラス表面近傍に圧縮応力層を形成する。K+イオンはNa+やLi+と比較し拡散速度が小さいため、ガラス深層まで達せず、圧縮応力層は浅く、深さ方向の応力分布は急峻に変化し、図2に模式図を示すように、バビネ法により測定される2つの主表面に垂直な仮想断面における応力プロファイルにおいて、主表面間の中央部からそれぞれ主表面側に寄った箇所で極大となる。つまり、引張応力が極大となる位置は2箇所になる。このような極大は、アップヒルと呼ばれる。このようなガラスでは、仮にガラス表面のクラックが成長して引張応力層に達すると、クラックの先端が引張応力の極大領域に達するので、引張応力によって破壊の進行が助長され、所謂、遅れ破壊を引き起こす。
本発明の磁気記録媒体基板用ガラスは、ガラス成分としてLi2OおよびNa2Oを含むため、Na+、K+の混合塩で化学強化することにより、遅れ破壊を防止することができる。遅れ破壊の発生をより一層効果的に防止する観点からは、Li2O含有量は0.1モル%以上であることが好ましい。
When a glass containing Li 2 O and Na 2 O is immersed in a mixed molten salt of sodium salt and potassium salt for chemical strengthening, Li + ions in the glass and Na + ions in the molten salt are ion-exchanged, Further, Na + ions in the glass and K + ions in the molten salt are ion-exchanged to form a compressive stress layer near the surface and a tensile stress layer inside the glass.
The glass for magnetic recording medium substrate of the present invention has a glass transition temperature as high as 650 ° C. or more, has excellent heat resistance, and is used as a magnetic recording medium substrate material for forming a magnetic recording layer made of a high Ku magnetic material. Is preferred. In high temperature processing of magnetic materials, the glass substrate is exposed to high temperatures. However, if a glass material having a high glass transition temperature is used as described above, the flatness of the substrate is not impaired. From the viewpoint of providing a substrate material having high heat resistance, the preferred lower limit of the glass transition temperature in the present invention is 655 ° C., the more preferred lower limit is 660 ° C., the still more preferred lower limit is 665 ° C., and the more preferred lower limit is 670 ° C., even more preferred. The lower limit is 675 ° C. However, when the glass transition temperature is excessively increased, the chemical strengthening treatment temperature is increased, and thermal decomposition of the molten salt occurs during chemical strengthening, and the glass surface is eroded. Therefore, the upper limit of the glass transition temperature is preferably 740 ° C. . Note that the glass transition temperature is almost constant before and after chemical strengthening.
Since the diffusion rate of alkali metal ions in the glass increases as the ion radius decreases, the Na + ions in the molten salt reach the deeper layer from the glass surface to form a deep compressive stress layer, and K + in the molten salt. The ions do not reach as deep as Na + ions, and the compressive stress layer is formed in a shallow portion from the surface. The stress distribution in the depth direction of the glass chemically strengthened with the mixed salt is a combination of the stress distribution formed by ion exchange of Na + and Li + and the stress distribution formed by ion exchange of K + and Na +. become. Therefore, the stress distribution in the depth direction changes slowly, and as shown in the schematic diagram of FIG. 1, the tensile stress distribution is convex in the stress profile in the virtual cross section perpendicular to the two main surfaces measured by the Babinet method. It becomes. This convex shape does not include a concave portion that is recessed toward the compressive stress as shown in FIG. In addition, a relatively deep compressive stress layer is formed. In FIG. 1, the left side of the center L line is a compressive stress region, and the right side is a tensile stress region.
Even if a crack on the glass surface grows and reaches the tensile stress layer, the chemically strengthened glass having the above stress distribution does not immediately destroy the glass.
On the other hand, when chemically strengthening a glass containing Na 2 O and not containing Li 2 O, the glass is immersed in potassium molten salt and exchanged between Na + ions in the glass and K ions in the molten salt. A compressive stress layer is formed near the surface. Since K + ions have a lower diffusion rate than Na + and Li +, they do not reach the glass deep layer, the compressive stress layer is shallow, and the stress distribution in the depth direction changes sharply, as shown in FIG. In addition, in the stress profile in the virtual cross section perpendicular to the two main surfaces measured by the Babinet method, it becomes maximum at the locations near the main surface side from the central portion between the main surfaces. That is, there are two positions where the tensile stress is maximized. Such a maximum is called uphill. In such a glass, if a crack on the glass surface grows and reaches the tensile stress layer, the crack tip reaches the maximum region of the tensile stress. cause.
Since the glass for a magnetic recording medium substrate of the present invention contains Li 2 O and Na 2 O as glass components, delayed fracture can be prevented by chemically strengthening with a mixed salt of Na + and K + . From the viewpoint of more effectively preventing the occurrence of delayed fracture, the Li 2 O content is preferably 0.1 mol% or more.

本発明の磁気記録媒体用ガラスは、アルカリ土類金属酸化物MgO、CaO、SrO、BaOを一種以上含む。これらのアルカリ土類金属酸化物は、ガラスの熔融性を改善する効果、熱膨張係数を大きくする効果がある。   The glass for magnetic recording media of the present invention contains at least one alkaline earth metal oxide MgO, CaO, SrO, BaO. These alkaline earth metal oxides have the effect of improving the meltability of glass and the effect of increasing the thermal expansion coefficient.

ところで、ガラス転移温度が650℃以上と高いガラスを化学強化する場合、強化処理温度も高温になる。ガラス転移温度が高いガラスを化学強化する場合、ガラス転移温度が比較的低い従来のガラスでは問題にならなかったイオン交換効率の低下が顕著になる。
本発明者らは、この点について検討した結果、次のような知見を得た。
アルカリ金属イオンLi+、Na+、K+、アルカリ土類金属イオンMg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+のポーリングによるイオン半径は表1に示すとおりである。
By the way, when chemically strengthening a glass having a high glass transition temperature of 650 ° C. or higher, the strengthening treatment temperature also becomes high. In the case of chemically strengthening a glass having a high glass transition temperature, the reduction in ion exchange efficiency, which has not been a problem with conventional glasses having a relatively low glass transition temperature, becomes significant.
As a result of studying this point, the present inventors have obtained the following knowledge.
Table 1 shows the ionic radii of poling alkali metal ions Li + , Na + , K + , alkaline earth metal ions Mg 2+ , Ca 2+ , Sr 2+ , and Ba 2+ .

表1から明らかなように、Li+とMg2+、Na+とCa2+、K+とSr2+のイオン半径は近い値となっている。強化処理温度を高めていくと、ガラス中と熔融塩中のアルカリ金属イオン同士のイオン交換に加え、ガラス中のアルカリ土類金属イオンと熔融塩中のアルカリ金属イオンとのイオン交換が起こるようになる。特に、イオン半径の値が近いアルカリ金属イオンとアルカリ土類金属イオンのイオン交換速度が増加すると考えられる。
CaOを含むガラスをナトリウム塩とカリウム塩の混合熔融塩を用いて高温で化学強化する場合、Na+(ガラス)⇔K+(熔融塩)の反応と並行してCa2+(ガラス)⇔Na+(熔融塩)が起こり、アルカリ金属イオン同士の交換が阻害されると考えられる。
ガラス中のMg2+は、リチウム熔融塩を用いなければMg2+(ガラス)⇔Li+(熔融塩)というイオン交換は起こらず、ガラス中のSr2+は、イオン半径が大きく拡散速度が遅いため、熔融塩中のK+と交換しにくい。
そこで、本発明では、アルカリ金属イオン同士のイオン交換を阻害すると考えられるCaOの含有量を制限し、高耐熱性ガラスの化学強化に特有のイオン交換効率の低下によって引き起こされると考えられる機械的強度の低下を解決する。すなわち、MgO、CaO、SrOおよびBaOの合計含有量に対するCaOの含有量のモル比(CaO/(MgO+CaO+SrO+BaO))を0.20以下とすることにより、上記の機械的強度の低下を解決した。イオン交換効率の維持、機械的強度の維持という観点から、モル比(CaO/(MgO+CaO+SrO+BaO))の好ましい上限は0.18、より好ましい上限は0.16、さらに好ましい上限は0.15である。
As is clear from Table 1, the ionic radii of Li + and Mg 2+ , Na + and Ca 2+ , K + and Sr 2+ are close to each other. As the tempering treatment temperature is increased, in addition to ion exchange between alkali metal ions in glass and molten salt, ion exchange between alkaline earth metal ions in glass and alkali metal ions in molten salt occurs. Become. In particular, the ion exchange rate between alkali metal ions and alkaline earth metal ions having a close ion radius value is considered to increase.
When a glass containing CaO is chemically strengthened at a high temperature using a mixed molten salt of sodium salt and potassium salt, in parallel with the reaction of Na + (glass) ⇔ K + (molten salt), Ca 2+ (glass) ⇔ Na + (Molten salt) occurs and the exchange of alkali metal ions is considered to be hindered.
Mg 2+ in the glass, ion exchange that unless a lithium molten salt Mg 2+ (glass) ⇔Li + (molten salt) does not occur, Sr 2+ in the glass, ionic radius is larger diffusion rate Since it is slow, it is difficult to exchange with K + in the molten salt.
Therefore, in the present invention, the mechanical strength considered to be caused by the decrease in ion exchange efficiency peculiar to the chemical strengthening of high heat-resistant glass by limiting the content of CaO which is considered to inhibit ion exchange between alkali metal ions. To solve the decline. That is, by reducing the molar ratio of the CaO content to the total content of MgO, CaO, SrO and BaO (CaO / (MgO + CaO + SrO + BaO)) of 0.20 or less, the above-described decrease in mechanical strength was solved. From the viewpoint of maintaining ion exchange efficiency and maintaining mechanical strength, the upper limit of the molar ratio (CaO / (MgO + CaO + SrO + BaO)) is preferably 0.18, more preferably 0.16, and even more preferably 0.15.

MgO、CaO、SrO、BaOは、ガラスの剛性を改善し、熱膨張係数を増加させる働きがあり、ガラスの熔融性を改善する働きもするが、過剰に導入すると化学的耐久性が低下する傾向を示す。
したがって、MgO、CaO、SrOおよびBaOの合計含有量は10〜25%とすることが好ましい。MgO、CaO、SrOおよびBaOの合計含有量のより好ましい上限は24%、さらに好ましい上限は22%、一層好ましい上限は20%であり、MgO、CaO、SrOおよびBaOの合計含有量のより好ましい下限は11%、さらに好ましい下限は13%、一層好ましい下限は15%である。
MgO, CaO, SrO, BaO has the function of improving the rigidity of the glass and increasing the thermal expansion coefficient, and also functions to improve the meltability of the glass. However, when it is introduced excessively, the chemical durability tends to decrease. Indicates.
Therefore, the total content of MgO, CaO, SrO and BaO is preferably 10 to 25%. A more preferable upper limit of the total content of MgO, CaO, SrO and BaO is 24%, a further preferable upper limit is 22%, and a more preferable upper limit is 20%. A more preferable lower limit of the total content of MgO, CaO, SrO and BaO Is 11%, a more preferred lower limit is 13%, and a more preferred lower limit is 15%.

MgOは、ガラスの比重を増大させずにヤング率、比弾性率を高める効果に優れた成分であり、CaOのように化学強化時にアルカリ金属イオン同士のイオン交換を阻害しない。したがって、MgOを含有するガラスが好ましい。MgOの含有量の好ましい下限は8%、より好ましい下限は12%、さらに好ましい下限は15%である。一方、MgOの含有量の好ましい上限は25%、より好ましい上限は23%、さらに好ましい上限は20%である。MgOの含有量の好ましい範囲は、MgO、CaO、SrOおよびBaOの合計含有量との関係でも特定することができる。MgO、CaO、SrOおよびBaOの中でもMgOは比重増加を抑制しつつ剛性を高める働きがあり、アルカリ金属イオン同士のイオン交換を阻害することもないので、MgO、CaO、SrOおよびBaOの合計含有量に対するMgOの含有量のモル比(MgO/(MgO+CaO+SrO+BaO))を0.5〜1.0の範囲にすることが好ましい。モル比(MgO/(MgO+CaO+SrO+BaO))のより好ましい範囲は0.6〜1.0、さらに好ましい範囲は0.7〜1.0、一層好ましい範囲は0.8〜1.0、特に好ましい範囲は1.0である。   MgO is a component excellent in the effect of increasing the Young's modulus and specific elastic modulus without increasing the specific gravity of glass, and does not inhibit ion exchange between alkali metal ions during chemical strengthening like CaO. Therefore, glass containing MgO is preferred. A preferred lower limit for the MgO content is 8%, a more preferred lower limit is 12%, and a still more preferred lower limit is 15%. On the other hand, the preferable upper limit of the MgO content is 25%, the more preferable upper limit is 23%, and the more preferable upper limit is 20%. The preferable range of the content of MgO can also be specified in relation to the total content of MgO, CaO, SrO, and BaO. Among MgO, CaO, SrO and BaO, MgO has a function of increasing rigidity while suppressing an increase in specific gravity, and does not inhibit ion exchange between alkali metal ions, so the total content of MgO, CaO, SrO and BaO It is preferable that the molar ratio of MgO content to MgO (MgO / (MgO + CaO + SrO + BaO)) is in the range of 0.5 to 1.0. The more preferable range of the molar ratio (MgO / (MgO + CaO + SrO + BaO)) is 0.6 to 1.0, the more preferable range is 0.7 to 1.0, the still more preferable range is 0.8 to 1.0, and the particularly preferable range is 1.0.

CaOは、膨張係数を大きくする働きのある成分であるが、上記のようにアルカリ金属イオン同士のイオン交換を阻害する作用があると考えられるため、その含有量を0〜5%とすることが好ましく、0〜4%とすることがより好ましく、0〜3%とすることがさらに好ましい。なおCaOを含有させなくてもよい。CaOがアルカリ金属イオン同士のイオン交換を阻害して化学強化の効率を低下させるのに対し、Na2Oは化学強化によってガラスの機械的強度を高める働きに優れているため、化学強化によって優れた機械的強度を実現する上から、Na2Oの含有量に対するCaOの含有量のモル比(CaO/Na2O)を0〜1.5の範囲にすることが好ましく、0〜1の範囲にすることがより好ましく、0〜0.5の範囲にすることがさらに好ましく、0にすることが一層好ましい。CaO is a component that has a function of increasing the expansion coefficient. However, since CaO is considered to have an effect of inhibiting ion exchange between alkali metal ions as described above, its content may be set to 0 to 5%. Preferably, 0 to 4% is more preferable, and 0 to 3% is more preferable. CaO may not be contained. CaO inhibits ion exchange between alkali metal ions to reduce the efficiency of chemical strengthening, whereas Na 2 O is excellent in the function of increasing the mechanical strength of glass by chemical strengthening, and therefore excellent in chemical strengthening. From the standpoint of achieving mechanical strength, the molar ratio of the CaO content to the Na 2 O content (CaO / Na 2 O) is preferably in the range of 0 to 1.5, preferably in the range of 0 to 1. More preferably, it is more preferably in the range of 0 to 0.5, and even more preferably 0.

SrOは、比重を増加させる作用があり、MgO、CaOと比較し高価な成分であるので、SrOの含有量を0〜8%とすることが好ましく、0〜7%とすることがより好ましく、0〜5%とすることがさらに好ましく、0〜3%とすることが一層好ましく、0〜1%とすることがより一層好ましく、0〜0.5%とすることがさらに一層好ましい。なおSrOを含有させなくてもよい。   SrO has an effect of increasing the specific gravity, and is an expensive component compared with MgO and CaO. Therefore, the content of SrO is preferably 0 to 8%, more preferably 0 to 7%. It is more preferably 0 to 5%, still more preferably 0 to 3%, still more preferably 0 to 1%, and still more preferably 0 to 0.5%. SrO may not be contained.

BaOは、比重を増加させ、ヤング率を低下させ、化学的耐久性を低下させる作用があるため、BaOの含有量を0〜8%とすることが好ましく、0〜7%とすることがより好ましく、0〜5%とすることがさらに好ましく、0〜3%とすることが一層好ましく、0〜1%とすることがより一層好ましく、0〜0.5%とすることがさらに一層好ましい。なおBaOを含有させなくてもよい。   BaO increases the specific gravity, lowers the Young's modulus, and lowers the chemical durability. Therefore, the content of BaO is preferably 0 to 8%, more preferably 0 to 7%. It is preferably 0 to 5%, more preferably 0 to 3%, still more preferably 0 to 1%, still more preferably 0 to 0.5%. In addition, it is not necessary to contain BaO.

前述のように、MgO、CaO、SrOおよびBaOの中でSrOは高価な成分であることから、SrOの含有量を抑えた場合、高耐熱性ガラスであって優れた化学強化の効率を供えるガラスは、モル比(CaO/(MgO+CaO+BaO))によって特定することもできる。前記の観点からモル比(CaO/(MgO+CaO+BaO))の好ましい範囲は0〜0.20、より好ましい範囲は0〜0.18、さらに好ましい範囲は0〜0.16、一層好ましい範囲は0〜0.15である。   As described above, SrO is an expensive component among MgO, CaO, SrO, and BaO. Therefore, when the content of SrO is suppressed, it is a high heat-resistant glass that provides excellent chemical strengthening efficiency. Can also be specified by the molar ratio (CaO / (MgO + CaO + BaO)). From the above viewpoint, a preferable range of the molar ratio (CaO / (MgO + CaO + BaO)) is 0 to 0.20, a more preferable range is 0 to 0.18, a further preferable range is 0 to 0.16, and a more preferable range is 0 to 0. .15.

本発明の磁気記録媒体基板用ガラスは、任意成分としてK2Oを含むことができるが、Na2Oの含有量に対してK2Oの含有量が多くなるとナトリウム塩とカリウム塩の混合熔融塩によるイオン交換効率が低下するため、Na2Oの含有量に対するK2Oの含有量のモル比(K2O/Na2O)を1.0以下とすることが好ましい。モル比(K2O/Na2O)のより好ましい範囲は0.7以下、さらに好ましい範囲は0.3以下、一層好ましい範囲は0.1以下であり、前記モル比を0にしてもよい。The glass for a magnetic recording medium substrate of the present invention can contain K 2 O as an optional component, but when the content of K 2 O increases with respect to the content of Na 2 O, mixed melting of sodium salt and potassium salt since the ion-exchange efficiency by salt decreases, it is preferable that the molar ratio of K 2 O content for the Na 2 O content of the (K 2 O / Na 2 O ) and 1.0 or less. A more preferable range of the molar ratio (K 2 O / Na 2 O) is 0.7 or less, a further preferable range is 0.3 or less, and a more preferable range is 0.1 or less, and the molar ratio may be 0. .

記録密度を高めるためには磁気ヘッドと磁気記録媒体表面との距離を近づけ、書き込み・読み込み分解能を挙げる必要がある。そのため近年、ヘッドの低浮上量化(磁気ヘッドと磁気記録媒体表面との間のスペーシングの低減)が進められており、これに伴い磁気記録媒体表面にはわずかな突起の存在も許容されなくなってきている。低浮上量化された記録再生システムでは、微小突起であってもヘッドと衝突しヘッド素子の損傷等の原因となるからである。一方、BaOは大気中の炭酸ガスとの反応によりガラス基板表面の付着物となるBaCO3を生成する。加えてBaOはガラス表面の変質(ヤケと呼ばれる)の発生原因となり、基板表面に微小突起を形成するおそれのある成分でもある。したがって、BaOの含有量を上記範囲に抑えることが好ましく、BaOを含有しないガラス、すなわちBaフリーガラスであることが好ましい。Baフリー化は環境への負担を軽減する上からも好ましい。In order to increase the recording density, it is necessary to reduce the distance between the magnetic head and the surface of the magnetic recording medium and increase the writing / reading resolution. Therefore, in recent years, the flying height of the head has been reduced (reducing the spacing between the magnetic head and the surface of the magnetic recording medium), and as a result, the presence of slight protrusions on the surface of the magnetic recording medium has become unacceptable. ing. This is because in a recording / reproducing system with a low flying height, even a minute protrusion collides with the head and causes damage to the head element. On the other hand, BaO generates BaCO 3 that becomes a deposit on the surface of the glass substrate by reaction with carbon dioxide in the atmosphere. In addition, BaO is a component that causes the surface of the glass to be altered (called burn) and may form microprotrusions on the substrate surface. Therefore, the content of BaO is preferably suppressed to the above range, and a glass not containing BaO, that is, a Ba-free glass is preferable. The Ba-free is preferable from the viewpoint of reducing the burden on the environment.

また、高いガラス転移温度を得るために、混合アルカリ土類効果の観点からアルカリ土類金属酸化物は、複数種添加するのではなく、アルカリ土類酸化物のうち単一成分のみを添加することが好ましく、複数種添加する場合には、最も多いアルカリ土類酸化物の割合がアルカリ土類金属酸化物全量の70%以上、より好ましくは80%以上、さらに好ましくは90%以上、特に好ましくは95%以上となるように選択することができる。   In addition, in order to obtain a high glass transition temperature, from the viewpoint of mixed alkaline earth effect, alkaline earth metal oxides should not be added in plural, but only a single component of alkaline earth oxide should be added. When a plurality of types are added, the ratio of the most alkaline earth oxide is 70% or more, more preferably 80% or more, still more preferably 90% or more, particularly preferably the total amount of the alkaline earth metal oxide. It can be selected to be 95% or more.

また、化学強化の効率を保ちつつ、耐熱性を改善する上から、MgO、CaO、SrOおよびBaOの合計含有量に対するLi2O、Na2OおよびK2Oの合計含有量のモル比((Li2O+Na2O+K2O)/(MgO+CaO+SrO+BaO))を2.0以下にすることが好ましく、1.7以下にすることがより好ましく、1.5以下にすることがさらに好ましく、1.3以下にすることが一層好ましく、1.0以下にすることがより一層好ましい。Further, in order to improve heat resistance while maintaining the efficiency of chemical strengthening, the molar ratio of the total content of Li 2 O, Na 2 O and K 2 O to the total content of MgO, CaO, SrO and BaO (( Li 2 O + Na 2 O + K 2 O) / (MgO + CaO + SrO + BaO)) is preferably 2.0 or less, more preferably 1.7 or less, further preferably 1.5 or less, and 1.3 or less More preferably, it is more preferably 1.0 or less.

Al23は、剛性および耐熱性を向上させる効果とイオン交換効率を改善する効果のある任意成分である。前記効果を得る上から、Al23の含有量を1%以上とすることが好ましく、2%以上とすることがより好ましく、4%以上とすることがさらに好ましい。しかし、Al23の含有量が過剰になるとガラスの耐失透性(安定性)や熔融性が低下傾向を示すため、Al23の含有量を12%以下とすることが好ましく、10%以下とすることがより好ましく、7%以下とすることがさらに好ましい。Al 2 O 3 is an optional component having an effect of improving rigidity and heat resistance and an effect of improving ion exchange efficiency. In order to obtain the effect, the content of Al 2 O 3 is preferably 1% or more, more preferably 2% or more, and further preferably 4% or more. However, when the content of Al 2 O 3 is excessive, the devitrification resistance (stability) and meltability of the glass tend to decrease. Therefore, the content of Al 2 O 3 is preferably 12% or less, It is more preferably 10% or less, and further preferably 7% or less.

なお、ガラスの熔融性を維持し、ガラスの耐酸性を良好にする上からSiO2の含有量に対するSiO2の含有量のモル比(Al23/SiO2)を0.178以下にすることが好ましく、0.175以下にすることがより好ましく、0.170以下にすることがさらに好ましい。Note that maintaining the meltability of the glass and from the top to improve acid resistance of the glass molar ratio of the content of SiO 2 to the content of SiO 2 of (Al 2 O 3 / SiO 2 ) to 0.178 or less Preferably, it is less than 0.175, more preferably less than 0.170.

2Oは他のLi2O、Na2Oと比べて破壊靭性値を低下させる作用がある。また、K2OはNa+(ガラス)⇔K+(熔融塩)のイオン交換の効率を低下させる働きがあるため、K2O含有量を7%以下にすることが好ましく、5%以下にすることがより好ましく、3%以下にすることがさらに好ましく、1%以下にすることが一層好ましく、0.5%以下にすることがより一層好ましい。さらにK2Oを含有させなくてもよい。K 2 O has the effect of lowering the fracture toughness value compared to other Li 2 O and Na 2 O. Further, since K 2 O has a function of reducing the efficiency of ion exchange of Na + (glass) K + (molten salt), the K 2 O content is preferably 7% or less, and preferably 5% or less. More preferably, it is 3% or less, more preferably 1% or less, and even more preferably 0.5% or less. Furthermore, it is not necessary to contain K 2 O.

ZrO2、TiO2、Y23、La23、Gd23、Nb25、Ta25、HfO2は、剛性および耐熱性を高める成分であるため少なくとも一種を導入することが好ましいが、過剰量の導入によりガラスの熔融性および熱膨張特性が低下する。したがって、ZrO2、TiO2、Y23、La23、Gd23、Nb25、Ta25およびHfO2の合計含有量は0〜10%とすることが好ましい。
上記酸化物の導入効果を得る上から、ZrO2、TiO2、Y23、La23、Gd23、Nb25、Ta25およびHfO2の合計含有量の好ましい下限は0.1%、より好ましい下限は0.3%、さらに好ましい下限は0.5%である。また熔融性、熱膨張係数を維持する観点から、ZrO2、TiO2、Y23、La23、Gd23、Nb25、Ta25およびHfO2の合計含有量の好ましい上限は8%、より好ましい上限は6%、さらに好ましい上限は4%である。
ZrO 2 , TiO 2 , Y 2 O 3 , La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 , and HfO 2 are components that enhance rigidity and heat resistance, so at least one kind is introduced. Although it is preferable, introduction of an excessive amount reduces the meltability and thermal expansion characteristics of the glass. Therefore, the total content of ZrO 2 , TiO 2 , Y 2 O 3 , La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 and HfO 2 is preferably 0 to 10%.
From the viewpoint of obtaining the effect of introducing the oxide, the total content of ZrO 2 , TiO 2 , Y 2 O 3 , La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 and HfO 2 is preferable. The lower limit is 0.1%, the more preferable lower limit is 0.3%, and the more preferable lower limit is 0.5%. From the standpoint of maintaining the meltability and thermal expansion coefficient, the total content of ZrO 2 , TiO 2 , Y 2 O 3 , La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 and HfO 2 The preferred upper limit is 8%, the more preferred upper limit is 6%, and the still more preferred upper limit is 4%.

ZrO2は任意成分であるが、ガラス転移温度を高め耐熱性を改善する働きや、化学的耐久性、特に耐アルカリ性を改善する働きが大きく、また、ヤング率を高めて高剛性化する効果やイオン交換効率を改善する効果も有する。したがって、ZrO2の含有量を0.1%以上にすることが好ましく、0.3%以上にすることがより好ましく、0.5%以上にすることがさらに好ましい。ZrO2を過剰に導入するとガラスの熔融性が低下し、原料の溶け残りが生じ、均質なガラスの生産が困難になるおそれがあるため、ZrO2の含有量を6%以下にすることが好ましく、4%以下にすることがより好ましく、3%以下にすることがさらに好ましい。Although ZrO 2 is an optional component, it has a great effect of increasing the glass transition temperature and improving heat resistance, chemical durability, particularly improving alkali resistance, and increasing the Young's modulus and increasing rigidity. It also has the effect of improving ion exchange efficiency. Therefore, the ZrO 2 content is preferably 0.1% or more, more preferably 0.3% or more, and further preferably 0.5% or more. If ZrO 2 is introduced excessively, the meltability of the glass is lowered, the raw material remains undissolved, and it may be difficult to produce homogeneous glass. Therefore, the ZrO 2 content is preferably 6% or less. It is more preferably 4% or less, and further preferably 3% or less.

また、ZrO2の含有量の好ましい範囲を、ZrO2、TiO2、Y23、La23、Gd23、Nb25、Ta25およびHfO2の合計含有量を用いて特定することもできる。ZrO2は、イオン交換効率を高める効果があることから、ZrO2、TiO2、Y23、La23、Gd23、Nb25、Ta25およびHfO2の合計含有量に対するZrO2の含有量のモル比(ZrO2/(ZrO2+TiO2+Y23+La23+Gd23+Nb25+Ta25+HfO2))を0.3〜1.0の範囲とすることが好ましい。モル比(ZrO2/(ZrO2+TiO2+Y23+La23+Gd23+Nb25+Ta25+HfO2))のより好ましい範囲は0.5〜1.0、さらに好ましい範囲は0.7〜1.0、特に好ましくは1.0である。The preferred range of the content of ZrO 2 is the total content of ZrO 2 , TiO 2 , Y 2 O 3 , La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 and HfO 2. Can also be specified. Since ZrO 2 has the effect of increasing the ion exchange efficiency, the total of ZrO 2 , TiO 2 , Y 2 O 3 , La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 and HfO 2 The molar ratio of the ZrO 2 content to the content (ZrO 2 / (ZrO 2 + TiO 2 + Y 2 O 3 + La 2 O 3 + Gd 2 O 3 + Nb 2 O 5 + Ta 2 O 5 + HfO 2 )) is 0.3 to 1 It is preferable to set it in the range of 0.0. A more preferable range of the molar ratio (ZrO 2 / (ZrO 2 + TiO 2 + Y 2 O 3 + La 2 O 3 + Gd 2 O 3 + Nb 2 O 5 + Ta 2 O 5 + HfO 2 )) is 0.5 to 1.0, more preferably. The range is 0.7 to 1.0, particularly preferably 1.0.

ガラスの化学的耐久性を改善する上から、SiO2、ZrO2、TiO2、Y23、La23、Gd23、Yb23、Nb25、Ta25およびHfO2の合計含有量を66%以上にすることが好ましく、66.5%以上にすることがより好ましく、67.0%以上にすることがさらに好ましい。なおSiO2、ZrO2、TiO2、Y23、La23、Gd23、Yb23、Nb25、Ta25およびHfO2の合計含有量の上限は、Al23、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、その他成分の各含有量により定まる。
本発明の磁気記録媒体基板用ガラスがZrO2を含有する場合、ガラスの化学的耐久性を改善する上から、SiO2とZrO2の合計含有量を66%以上にすることが好ましい。SiO2とZrO2の合計含有量のより好ましい下限は66.5%、さらに好ましい下限は67.0%である。なおSiO2とZrO2の合計含有量の上限は、Al23、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、その他成分の各含有量により定まる。
From the viewpoint of improving the chemical durability of the glass, SiO 2 , ZrO 2 , TiO 2 , Y 2 O 3 , La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Yb 2 O 3 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 And the total content of HfO 2 is preferably 66% or more, more preferably 66.5% or more, and further preferably 67.0% or more. The upper limit of the total content of SiO 2 , ZrO 2 , TiO 2 , Y 2 O 3 , La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Yb 2 O 3 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 and HfO 2 is It is determined by the contents of Al 2 O 3 , alkali metal oxide, alkaline earth metal oxide, and other components.
When the magnetic recording medium glass substrate of the present invention contains ZrO 2, from top to improve the chemical durability of the glass, it is preferable that the total content of SiO 2 and ZrO 2 to 66% or more. A more preferred lower limit of the total content of SiO 2 and ZrO 2 is 66.5%, and a more preferred lower limit is 67.0%. The upper limit of the total content of SiO 2 and ZrO 2 is determined by the content of Al 2 O 3 , alkali metal oxide, alkaline earth metal oxide, and other components.

TiO2は、ZrO2、Y23、La23、Gd23、Nb25、Ta25、HfO2と比較し、比重の増加を抑える働きが大きく、ヤング率、比弾性率を高める効果を有する成分である。ただし、過剰の導入によりガラスを水に浸漬したときにガラス表面に水との反応生成物が付着し、ガラス表面の平滑性を損なうおそれがあることから、TiO2の含有量は0〜5%とすることが好ましく、0〜4%とすることがより好ましく、0〜3%とすることがさらに好ましく、TiO2を含有しないことが特に好ましい。TiO 2 is, ZrO 2, Y 2 O 3 , La 2 O 3, Gd 2 O 3, Nb 2 O 5, Ta 2 O 5, compared to the HfO 2, large work to suppress an increase in the specific gravity, Young's modulus, It is a component having the effect of increasing the specific modulus. However, when the glass is immersed in water due to excessive introduction, a reaction product with water adheres to the glass surface, and the smoothness of the glass surface may be impaired. Therefore, the content of TiO 2 is 0 to 5%. The content is preferably 0 to 4%, more preferably 0 to 3%, and particularly preferably TiO 2 is not contained.

La23、Gd23、Nb25、Y23、Ta25、HfO2は、比重を増加させる成分であるので、各成分の含有量をそれぞれ0〜7%とすることが好ましく、0〜6%とすることがより好ましく、0〜5%とすることがさらに好ましく、各成分を含有させなくてもよい。La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Nb 2 O 5 , Y 2 O 3 , Ta 2 O 5 , and HfO 2 are components that increase the specific gravity, so the content of each component is 0 to 7%. Preferably, 0 to 6%, more preferably 0 to 5%, and each component may not be contained.

23は、ガラス基板の脆さを改善し、ガラスの熔融性を向上する成分であるが、過剰量の導入により耐熱性が低下するため、上記各ガラスにおいて、その導入量を0〜3モル%とすることが好ましく、0〜2モル%とすることがより好ましく、0モル%以上1モル%未満とすることがさらに好ましく、0〜0.5モル%とすることが一層好ましく、0〜0.3モル%とすることがより一層好ましく、0〜0.1モル%とすることがさらに一層好ましく、実質的に導入しなくてもよい。B 2 O 3 is a component that improves the brittleness of the glass substrate and improves the meltability of the glass. However, since the heat resistance decreases due to the introduction of an excessive amount, the amount of introduction is set to 0 to 0 in each of the glasses. 3 mol% is preferable, 0 to 2 mol% is more preferable, 0 mol% or more and less than 1 mol% is further preferable, 0 to 0.5 mol% is more preferable, It is still more preferable to set it as 0-0.3 mol%, it is still more preferable to set it as 0-0.1 mol%, and it is not necessary to introduce | transduce substantially.

ZnOは、ガラスの熔融性、成形性およびガラス安定性を改善し、剛性を高め、熱膨張係数を高くする働きがあるが、過剰に導入するとガラス転移温度が大幅に低下し、耐熱性が著しく低下したり、化学的耐久性が悪化するため、ZnOの含有量を0〜10%とすることが好ましい。ZnOの含有量のより好ましい範囲は0〜7%、さらに好ましい範囲は0〜5%であり、ZnOを含有させなくてもよい。   ZnO works to improve the meltability, moldability and glass stability of glass, increase rigidity, and increase the coefficient of thermal expansion. However, when introduced excessively, the glass transition temperature is greatly reduced and the heat resistance is remarkably increased. In order to decrease or chemical durability deteriorates, it is preferable that the content of ZnO is 0 to 10%. A more preferable range of the content of ZnO is 0 to 7%, and a more preferable range is 0 to 5%, and ZnO may not be included.

環境への影響に配慮する上から、Pb、As、Cd、U、Thなどを含有させないことは好ましい。   In consideration of the influence on the environment, it is preferable not to contain Pb, As, Cd, U, Th or the like.

(添加剤)
上記ガラス成分に加えて、Sn酸化物、Ce酸化物、Sb23、F、Clなどのハロゲン化物等を清澄剤として少量添加してもよい。中でも、清澄剤としては、Sn酸化物およびCe酸化物を使用することが好ましい。これは以下の理由による。
Sn酸化物は、ガラス熔融時、高温で酸素ガスを放出し、ガラス中に含まれる微小な泡を取り込んで大きな泡にすることで浮上しやすくすることにより清澄を促す働きに優れている。一方、Ce酸化物は、低温でガラス中にガスとして存在する酸素をガラス成分として取り込むことにより泡を消す働きに優れている。泡の大きさ(固化したガラス中に残留する泡(空洞)の大きさ)が0.3mm以下の範囲で、Sn酸化物は比較的大きな泡も極小の泡も除く働きが強い。Sn酸化物とともにCe酸化物を添加すると、50μm〜0.3mm程度の大きな泡の密度が数十分の一程度にまで激減する。このように、Sn酸化物とCe酸化物を共存させることにより、高温域から低温域にわたり広い温度範囲でガラスの清澄効果を高めることができるため、Sn酸化物およびCe酸化物を添加することが好ましい。
Sn酸化物およびCe酸化物の外割り添加量の合計が0.02質量%以上であれば、十分な清澄効果を期待することができる。微小かつ少量であっても未熔解物を含むガラスを用いて基板を作製すると、研磨によってガラス基板表面に未熔解物が現れると、ガラス基板表面に突起が生じたり、未熔解物が欠落した部分が窪みとなって、ガラス基板表面の平滑性が損なわれ、磁気記録媒体用の基板としては使用できなくなる。これに対しSn酸化物およびCe酸化物の外割り添加量の合計が3.5質量%以下であれば、ガラス中に十分に熔解し得るため未熔解物の混入を防ぐことができる。
また、SnやCeは結晶化ガラスを作る場合には結晶核を生成する働きをする。本発明のガラス基板は非晶質性ガラスからなるので、加熱によって結晶を析出しないことが望ましい。Sn、Ceの量が過剰になると、こうした結晶の析出がおこりやすくなる。そのため、Sn酸化物、Ce酸化物とも過剰の添加は避けるべきである。
以上の観点から、Sn酸化物およびCe酸化物の外割り添加量の合計を0.02〜3.5質量%とすることが好ましい。Sn酸化物とCe酸化物の外割り添加量の合計の好ましい範囲は0.1〜2.5質量%、より好ましい範囲は0.1〜1.5質量%、さらに好ましい範囲は0.5〜1.5質量%である。
Sn酸化物としては、SnO2を用いることがガラス熔融中、高温で酸素ガスを効果的に放出する上から好ましい。Sn酸化物、Ce酸化物の添加量を調整することにより、Sb23を添加しなくても十分な清澄性を得ることもできる。
なお、清澄剤として硫酸塩を外割りで0〜1質量%の範囲で添加することもできるが、ガラス熔融中に熔融物が吹きこぼれるおそれがあり、ガラス中の異物が激増することから、上記吹きこぼれが懸念される場合は、硫酸塩を導入しないことが好ましい。なお、本発明の目的を損なわないものであって清澄効果が得られるものであれば、上記清澄剤以外のものを使用してもよい。ただし、前述のように環境負荷が大きいAsの添加は避けるべきである。
Sb23は清澄剤として単独で使用してもよいし、Sn酸化物またはCe酸化物と併用してもよいし、Sn酸化物およびCe酸化物と併用してもよい。
(Additive)
In addition to the glass component, a small amount of a halide such as Sn oxide, Ce oxide, Sb 2 O 3 , F, or Cl may be added as a clarifier. Among them, it is preferable to use Sn oxide and Ce oxide as the fining agent. This is due to the following reason.
The Sn oxide is excellent in the function of promoting clarification by releasing oxygen gas at a high temperature during glass melting and taking in the fine bubbles contained in the glass to make it easy to float. On the other hand, Ce oxide has an excellent function of eliminating bubbles by incorporating oxygen present as a gas in glass at a low temperature as a glass component. When the size of bubbles (the size of bubbles (cavities) remaining in the solidified glass) is 0.3 mm or less, Sn oxide has a strong function of removing relatively large bubbles and extremely small bubbles. When Ce oxide is added together with Sn oxide, the density of large bubbles of about 50 μm to 0.3 mm is drastically reduced to several tenths. Thus, by allowing Sn oxide and Ce oxide to coexist, the glass refining effect can be enhanced over a wide temperature range from a high temperature range to a low temperature range, so that Sn oxide and Ce oxide can be added. preferable.
When the total amount of Sn oxide and Ce oxide added is 0.02% by mass or more, a sufficient clarification effect can be expected. When a substrate is made using glass containing unmelted material even if it is minute and small, when unmelted material appears on the surface of the glass substrate due to polishing, protrusions are generated on the surface of the glass substrate or unmelted material is missing Becomes a depression, the smoothness of the glass substrate surface is impaired, and it cannot be used as a substrate for a magnetic recording medium. On the other hand, if the total amount of Sn oxide and Ce oxide added is 3.5% by mass or less, it can be sufficiently melted in the glass, so that undissolved substances can be prevented from being mixed.
Sn and Ce serve to generate crystal nuclei when making crystallized glass. Since the glass substrate of the present invention is made of amorphous glass, it is desirable not to precipitate crystals by heating. When the amount of Sn and Ce is excessive, such crystals are likely to precipitate. Therefore, excessive addition of Sn oxide and Ce oxide should be avoided.
From the above viewpoint, it is preferable that the total amount of Sn oxide and Ce oxide added is 0.02 to 3.5% by mass. The preferable range of the total amount of the external addition of the Sn oxide and Ce oxide is 0.1 to 2.5% by mass, the more preferable range is 0.1 to 1.5% by mass, and the more preferable range is 0.5 to 1.5% by mass.
As the Sn oxide, it is preferable to use SnO 2 from the viewpoint of effectively releasing oxygen gas at a high temperature during glass melting. By adjusting the addition amount of Sn oxide and Ce oxide, sufficient clarity can be obtained without adding Sb 2 O 3 .
In addition, although sulfate can be added in the range of 0 to 1% by mass as a fining agent, there is a risk that the melted material may be blown out during glass melting, and foreign substances in the glass increase dramatically. If there is concern about spillage, it is preferable not to introduce sulfate. In addition, you may use things other than the said clarifying agent, if the objective of this invention is not impaired and the clarification effect is acquired. However, as described above, addition of As, which has a large environmental load, should be avoided.
Sb 2 O 3 may be used alone as a fining agent, may be used in combination with Sn oxide or Ce oxide, or may be used in combination with Sn oxide and Ce oxide.

次に、本発明にかかるガラスまたはガラス基板の諸特性について説明する。   Next, various characteristics of the glass or glass substrate according to the present invention will be described.

(熱膨張係数)
磁気記録媒体を組み込んだHDD(ハードディスクドライブ)は、中央部分をスピンドルモーターのスピンドルおよびクランプで押さえて磁気記録媒体そのものを回転させる構造となっている。そのため、磁気記録媒体基板とスピンドル部分を構成するスピンドル材料の各々の熱膨張係数に大きな差があると、使用時に周囲の温度変化に対してスピンドルの熱膨張・熱収縮と磁気記録媒体基板の熱膨張・熱収縮にずれが生じてしまい、結果として磁気記録媒体が変形してしまう現象が起きる。このような現象が生じると書き込んだ情報をヘッドが読み出せなくなってしまい、記録再生の信頼性を損なう原因となる。したがって磁気記録媒体の信頼性を高めるには、基板材料には、スピンドル材料(例えばステンレスなど)熱膨張係数にできるだけ近い熱膨張係数を有するガラスが求められる。特に、高Ku磁性材料からなる磁気記録層を有する磁気記録媒体は、記録密度が極めて高いため、磁気記録媒体の僅かな変形によっても前記トラブルが起こりやすくなる。
本発明の磁気記録媒体基板用ガラスの好ましい態様では、100〜300℃の温度範囲における平均線膨張係数が50×10-7/℃以上である。前記ガラスを用いて基板を作製することにより、HDDにおける上記信頼性を向上することができる。このように、高Ku磁性材料からなる磁気記録層を有する磁気記録媒体に好適な基板材料を提供することができる。前記平均線膨張係数のより好ましい範囲は55×10-7/℃以上、さらに好ましい範囲は60×10-7/℃以上である。前記平均線膨張係数の上限は、スピンドル材料の熱膨張特性を考慮すると、例えば120×10-7/℃程度であることが好ましく、100×10-7/℃であることがより好ましい。なお、熱膨張係数は化学強化の前後でほぼ一定の値となる。
また、500〜600℃の温度範囲における平均線膨張係数は、60×10-7/℃以上であることが好ましく、70×10-7/℃以上であることがより好ましい。500〜600℃の温度範囲における平均線膨張係数は、例えば100×10-7/℃以下であることが好ましく、90×10-7/℃以下であることがより好ましい。500〜600℃の温度範囲における平均線膨張係数が上記範囲内であるガラスを用いて基板を作製することにより、高Ku磁性材料等の多層膜を成膜後、アニール処理する際に、アニール処理中や処理後に多層膜がガラス基板から剥離することや、アニール処理中に基板が保持部材から落下することを、確実に防止することができる。
(Coefficient of thermal expansion)
An HDD (hard disk drive) incorporating a magnetic recording medium has a structure in which the magnetic recording medium itself is rotated by pressing the center portion with a spindle and a clamp of a spindle motor. For this reason, if there is a large difference in the thermal expansion coefficient between the magnetic recording medium substrate and the spindle material constituting the spindle portion, the thermal expansion / contraction of the spindle and the magnetic recording medium substrate Deviation occurs in expansion and contraction, resulting in a phenomenon that the magnetic recording medium is deformed. When such a phenomenon occurs, the head cannot read the written information, which causes a loss of recording / reproduction reliability. Therefore, in order to increase the reliability of the magnetic recording medium, the substrate material is required to be a glass having a thermal expansion coefficient as close as possible to the spindle material (for example, stainless steel). In particular, a magnetic recording medium having a magnetic recording layer made of a high Ku magnetic material has a very high recording density, so that the above-described trouble is likely to occur even if the magnetic recording medium is slightly deformed.
In a preferred embodiment of the glass for a magnetic recording medium substrate of the present invention, the average linear expansion coefficient in the temperature range of 100 to 300 ° C. is 50 × 10 −7 / ° C. or higher. By making a substrate using the glass, the reliability of the HDD can be improved. Thus, a substrate material suitable for a magnetic recording medium having a magnetic recording layer made of a high Ku magnetic material can be provided. A more preferable range of the average linear expansion coefficient is 55 × 10 −7 / ° C. or more, and a more preferable range is 60 × 10 −7 / ° C. or more. The upper limit of the average linear expansion coefficient is, for example, preferably about 120 × 10 −7 / ° C., more preferably 100 × 10 −7 / ° C., considering the thermal expansion characteristics of the spindle material. The coefficient of thermal expansion becomes a substantially constant value before and after chemical strengthening.
The average linear expansion coefficient in the temperature range of 500 to 600 ° C. is preferably 60 × 10 −7 / ° C. or more, and more preferably 70 × 10 −7 / ° C. or more. The average linear expansion coefficient in the temperature range of 500 to 600 ° C. is, for example, preferably 100 × 10 −7 / ° C. or less, and more preferably 90 × 10 −7 / ° C. or less. Annealing treatment is performed when annealing is performed after forming a multilayer film such as a high Ku magnetic material by forming a substrate using glass having an average linear expansion coefficient in the temperature range of 500 to 600 ° C. within the above range. It is possible to reliably prevent the multilayer film from being peeled off from the glass substrate during and after the treatment, and the substrate from dropping from the holding member during the annealing treatment.

(ヤング率)
ディスク状の磁気記録媒体では、媒体を中心軸の周りに高速回転させつつ、磁気ヘッドを半径方向に移動させながら、回転方向に沿ってデータの書き込み、読み出しを行う。近年、この書き込み速度および読み出し速度を上げるため回転数は5000rpmから7200rpm、更には10000rpmと高速化する方向で進んでいるが、ディスク状の磁気記録媒体では、予め、中心軸からの距離に応じてデータを記録するポジションが割り当てられるため、ディスクが回転中に変形を起こすと磁気ヘッドの位置ズレが起こり、正確な読み取りが困難となる。したがって上記高速回転化に対応するために、ガラス基板には高速回転時に大きな変形を起こさない高い剛性(ヤング率)を有することも求められる。本発明の磁気記録媒体基板用ガラスの好ましい態様では、75GPa以上のヤング率を有するため、前記ガラスを用いて基板を作製することにより、高速回転時の基板変形を抑制し、高Ku磁性材料を備えた高記録密度化された磁気記録媒体においても、データの読み取り、書き込みを正確に行うことができる。ヤング率のより好ましい範囲は78GPa以上であり、さらに好ましくは80GPa以上、一層好ましくは82GPa以上である。ヤング率の上限は、特に限定されるものではないが、他の特性を好ましい範囲にする上から、例えば90GPaを上限の目安と考えることができる。なおヤング率も化学強化の前後でほぼ一定の値となる。
(Young's modulus)
In a disk-shaped magnetic recording medium, data is written and read along the rotation direction while rotating the magnetic head around the central axis and moving the magnetic head in the radial direction. In recent years, in order to increase the writing speed and the reading speed, the number of revolutions has been increasing from 5000 rpm to 7200 rpm, and further to 10000 rpm. However, in a disk-shaped magnetic recording medium, depending on the distance from the central axis in advance. Since a position for recording data is assigned, if the disk is deformed while it is rotating, the magnetic head is displaced, making accurate reading difficult. Therefore, in order to cope with the above high-speed rotation, the glass substrate is also required to have high rigidity (Young's modulus) that does not cause large deformation during high-speed rotation. In a preferred embodiment of the glass for a magnetic recording medium substrate of the present invention, since it has a Young's modulus of 75 GPa or more, the substrate is produced using the glass, thereby suppressing substrate deformation during high-speed rotation, and using a high Ku magnetic material. Even in the magnetic recording medium having a high recording density, data can be read and written accurately. A more preferable range of Young's modulus is 78 GPa or more, more preferably 80 GPa or more, and still more preferably 82 GPa or more. The upper limit of the Young's modulus is not particularly limited, but 90 GPa can be considered as a guideline for the upper limit, for example, in order to bring other characteristics into a preferable range. The Young's modulus is almost constant before and after chemical strengthening.

(比弾性率・比重)
磁気記録媒体を高速回転させたときの変形(基板のたわみ)を抑制する上から、基板材料として高い比弾性率を有するガラスが好ましい。比弾性率も化学強化の前後でほぼ一定の値となるが、本発明の磁気記録媒体基板用ガラスにおける比弾性率の好ましい範囲は、25MNm/kg以上であり、27MNm/kg以上であることがより好ましく、30MNm/kg以上であることがさらに好ましい。その上限は、例えば37MNm/kg程度であるが特に限定されるものではない。比弾性率はガラスのヤング率を密度で除したものである。ここで密度とはガラスの比重に、g/cm3という単位を付けた量と考えればよい。ガラスの低比重化によって、比弾性率を大きくすることができることに加え、基板を軽量化することができる。基板の軽量化により、磁気記録媒体の軽量化がなされ、磁気記録媒体の回転に要する電力を減少させ、HDDの消費電力を抑えることができる。本発明の磁気記録媒体基板用ガラスの比重の好ましい範囲は2.9以下、より好ましい範囲は2.8以下、さらに好ましい範囲は2.7以下である。比重も化学強化前後でほぼ一定の値となる。
(Specific modulus / specific gravity)
From the viewpoint of suppressing deformation (bending of the substrate) when the magnetic recording medium is rotated at a high speed, glass having a high specific elastic modulus is preferable as the substrate material. Although the specific elastic modulus is almost constant before and after chemical strengthening, the preferable range of the specific elastic modulus in the glass for a magnetic recording medium substrate of the present invention is 25 MNm / kg or more and 27 MNm / kg or more. More preferably, it is more preferably 30 MNm / kg or more. The upper limit is, for example, about 37 MNm / kg, but is not particularly limited. The specific modulus is obtained by dividing the Young's modulus of glass by the density. Here, the density may be considered as an amount obtained by adding a unit of g / cm 3 to the specific gravity of glass. By reducing the specific gravity of the glass, the specific elastic modulus can be increased, and the weight of the substrate can be reduced. By reducing the weight of the substrate, the weight of the magnetic recording medium can be reduced, the power required for rotating the magnetic recording medium can be reduced, and the power consumption of the HDD can be suppressed. The preferred range of the specific gravity of the glass for a magnetic recording medium substrate of the present invention is 2.9 or less, more preferred range is 2.8 or less, and further preferred range is 2.7 or less. The specific gravity is almost constant before and after chemical strengthening.

(耐酸性・耐アルカリ性)
磁気記録媒体用ガラス基板を生産する際には、ガラスをディスク形状に加工し、主表面を極めて平坦かつ平滑に加工する。そして、前記加工工程の後、通常、ガラス基板を酸洗浄して表面に付着した汚れである有機物を除去する。ここでガラス基板が耐酸性に劣るものであると、上記酸洗浄時に面荒れを起こし、平坦性、平滑性が損なわれ磁気記録媒体用ガラス基板として使用することが困難となる。特にガラス基板表面の高い平坦性、平滑性が求められる高Ku磁性材料からなる磁気記録層を有する、高記録密度化された磁気記録媒体用ガラス基板の材料には、優れた耐酸性を有するガラスが望ましい。
また、酸洗浄に続いて、アルカリ洗浄して表面に付着した研磨剤などの異物を除去して一層清浄な状態の基板を得ることができる。アルカリ洗浄時にも面荒れによる基板表面の平坦性、平滑性の低下を防ぐ上からガラス基板の材料として、耐アルカリ性に優れたガラスが好ましい。優れた耐酸性および耐アルカリ性を有し基板表面の平坦性、平滑性が高いことは、磁気ヘッドの低浮上量化の観点からも有利である。本発明では前記したガラス組成の調整、特に化学的耐久性に有利な組成調整を行うことにより、優れた耐酸性および耐アルカリ性を実現することができる。
(Acid and alkali resistance)
When producing a glass substrate for a magnetic recording medium, the glass is processed into a disk shape, and the main surface is processed to be extremely flat and smooth. And after the said process process, the organic substance which is the stain | pollution | contamination adhering to the surface is usually removed by acid cleaning of a glass substrate. Here, if the glass substrate is inferior in acid resistance, surface roughening occurs during the acid cleaning, flatness and smoothness are impaired, and it becomes difficult to use the glass substrate for a magnetic recording medium. In particular, the glass substrate material for a magnetic recording medium having a high recording density, which has a magnetic recording layer made of a high Ku magnetic material that requires high flatness and smoothness on the surface of the glass substrate, has excellent acid resistance. Is desirable.
Further, following the acid cleaning, foreign substances such as abrasives adhered to the surface by alkali cleaning can be removed to obtain a cleaner substrate. From the viewpoint of preventing the flatness and smoothness of the substrate surface from being deteriorated due to surface roughness even during alkali cleaning, glass having excellent alkali resistance is preferred as a material for the glass substrate. High acidity and alkali resistance and high flatness and smoothness of the substrate surface are advantageous from the viewpoint of reducing the flying height of the magnetic head. In the present invention, excellent acid resistance and alkali resistance can be realized by adjusting the glass composition described above, particularly by adjusting the composition advantageous for chemical durability.

(液相温度)
ガラスを熔融し、得られた熔融ガラスを成形する際、成形温度が液相温度を下回るとガラスが結晶化し、均質なガラスが生産できない。そのためガラス成形温度は液相温度以上にする必要があるが、成形温度が1450℃を超えると、例えば熔融ガラスをプレス成形する際に用いるプレス成形型が高温のガラスと反応して、ダメージを受けやすくなる。熔融ガラスを鋳型に鋳込んで成形する場合も同様に鋳型がダメージを受けやすくなる。こうした点に配慮し、本発明のガラス基板を構成するガラスの液相温度は1450℃以下であることが好ましい。液相温度のより好ましい範囲は1430℃以下、さらに好ましい範囲は1400℃以下である。本発明では前記したガラス組成調整を行うことにより、上記好ましい範囲の液相温度を実現することができる。下限は特に限定されないが、800℃以上を目安に考えればよい。
(Liquid phase temperature)
When glass is melted and the resulting molten glass is molded, if the molding temperature falls below the liquidus temperature, the glass crystallizes, and a homogeneous glass cannot be produced. For this reason, the glass forming temperature must be equal to or higher than the liquidus temperature. However, if the forming temperature exceeds 1450 ° C., for example, the press forming mold used for press forming molten glass reacts with the high-temperature glass and is damaged. It becomes easy. Similarly, when the molten glass is cast in a mold, the mold is easily damaged. Considering these points, the liquidus temperature of the glass constituting the glass substrate of the present invention is preferably 1450 ° C. or lower. A more preferable range of the liquidus temperature is 1430 ° C. or less, and a more preferable range is 1400 ° C. or less. In the present invention, the liquid phase temperature in the above preferred range can be realized by adjusting the glass composition described above. Although a minimum is not specifically limited, What is necessary is just to consider 800 degreeC or more as a standard.

(分光透過率)
磁気記録媒体は、ガラス基板上に磁気記録層を含む多層膜を成膜する工程を経て生産される。現在、主流になっている枚葉式の成膜方式で基板上に多層膜を形成する際、例えばまずガラス基板を成膜装置の基板加熱領域に導入しスパッタリングリングなどによる成膜が可能な温度にまでガラス基板を加熱昇温する。ガラス基板の温度が十分昇温した後、ガラス基板を第1の成膜領域に移送し、ガラス基板上に多層膜の最下層に相当する膜を成膜する。次にガラス基板を第2の成膜領域に移送し、最下層の上に成膜を行う。このようにガラス基板を後段の成膜領域に順次移送して成膜することにより、多層膜を形成する。上記加熱と成膜は真空ポンプにより排気された低圧下で行うため、ガラス基板の加熱は非接触方式を取らざるを得ない。そのため、ガラス基板の加熱には輻射による加熱が適している。この成膜はガラス基板が成膜に好適な温度を下回らないうちに行う必要がある。各層の成膜に要する時間が長すぎると加熱したガラス基板の温度が低下し、後段の成膜領域では十分なガラス基板温度を得ることができないという問題が生じる。ガラス基板を長時間にわたって成膜可能な温度を保つためには、ガラス基板をより高温に加熱することが考えられるが、ガラス基板の加熱速度が小さいと加熱時間をより長くしなければならず、加熱領域にガラス基板が滞在する時間も長くしなければならない。そのため各成膜領域におけるガラス基板の滞在時間も長くなり、後段の成膜領域では十分なガラス基板温度を保てなくなってしまう。さらにスループットを向上することも困難となる。特に高Ku磁性材料からなる磁気記録層を備えた磁気記録媒体を生産する場合、所定時間内にガラス基板を高温に加熱するために、ガラス基板の輻射による加熱効率を一層高めるべきである。
上記ガラスには、波長2750〜3700nmを含む領域に吸収ピークが存在し得る。また、後述する赤外線吸収剤を添加するか、ガラス成分として導入することにより、さらに短波長の輻射の吸収を高めることができ、波長700nm〜3700nmの波長領域に吸収を持たせることができる。ガラス基板を輻射、すなわち、赤外線照射により効率よく加熱するには、上記波長域にスペクトルの極大が存在する赤外線を用いることが望まれる。加熱速度を上げるには、赤外線のスペクトル極大波長と基板の吸収ピーク波長をマッチさせるとともに赤外線パワーを増やすことが考えられる。赤外線源として高温状態のカーボンヒータを例にとると、赤外線のパワーを増加するにはカーボンヒータの入力を増加すればよい。しかし、カーボンヒータからの輻射を黒体輻射と考えると、入力増加によってヒータ温度が上昇するため、赤外線のスペクトルの極大波長が短波長側にシフトし、ガラスの上記吸収波長域から外れてしまう。そのため、基板の加熱速度を上げるためにはヒータの消費電力を過大にしなければならず、ヒータの寿命が短くなってしまうなどの問題が発生する。
このような点に鑑み、上記波長領域(波長700〜3700nm)におけるガラスの吸収をより大きくすることにより、赤外線のスペクトル極大波長と基板の吸収ピーク波長を近づけた状態で赤外線の照射を行い、ヒータ入力を過剰にしないことが望ましい。そこで赤外線照射過熱効率を高めるため、ガラス基板としては、700〜3700nmの波長域に、厚さ2mmに換算した分光透過率が50%以下となる領域が存在するか、または、前記波長域にわたり、厚さ2mmに換算した分光透過率が70%以下となる透過率特性を備えるものが好ましい。例えば、鉄、銅、コバルト、イッテルビウム、マンガン、ネオジム、プラセオジム、ニオブ、セリウム、バナジウム、クロム、ニッケル、モリブデン、ホルミウムおよびエルビウムの中から選ばれる少なくとも1種の金属の酸化物は、赤外線吸収剤として作用し得る。また、水分または水分に含まれるOH基は、3μm帯に強い吸収を有するため、水分も赤外線吸収剤として作用し得る。ガラス組成に上記赤外線吸収剤として作用し得る成分を適量導入することにより、ガラス基板に上記好ましい吸収特性を付与することができる。上記赤外線吸収剤として作用し得る酸化物の添加量は、酸化物として質量基準で500ppm〜5%であることが好ましく、2000ppm〜5%であることがより好ましく、2000ppm〜2%であることがさらに好ましく、4000ppm〜2%の範囲がより一層好ましい。また、水分については、H2O換算の重量基準で200ppm超含まれることが好ましく、220ppm以上含まれることがより好ましい。
なお、Yb23、Nb25をガラス成分として導入する場合や清澄剤としてCe酸化物を添加する場合は、これら成分による赤外線吸収を基板加熱効率の向上に利用することができる。
(Spectral transmittance)
A magnetic recording medium is produced through a process of forming a multilayer film including a magnetic recording layer on a glass substrate. When a multilayer film is formed on a substrate by the single-wafer type film forming method which is currently in the mainstream, for example, a glass substrate is first introduced into a substrate heating region of a film forming apparatus, and a film forming temperature by a sputtering ring or the like The glass substrate is heated to a temperature of After the temperature of the glass substrate is sufficiently raised, the glass substrate is transferred to the first film formation region, and a film corresponding to the lowermost layer of the multilayer film is formed on the glass substrate. Next, the glass substrate is transferred to the second film formation region, and film formation is performed on the lowermost layer. In this way, the glass substrate is sequentially transferred to a subsequent film formation region to form a multilayer film. Since the heating and film formation are performed under a low pressure exhausted by a vacuum pump, the glass substrate must be heated in a non-contact manner. Therefore, heating by radiation is suitable for heating the glass substrate. This film formation needs to be performed before the glass substrate falls below a temperature suitable for film formation. If the time required for forming each layer is too long, the temperature of the heated glass substrate is lowered, and there is a problem that a sufficient glass substrate temperature cannot be obtained in the subsequent film formation region. In order to maintain the temperature at which the glass substrate can be formed over a long period of time, it is conceivable to heat the glass substrate to a higher temperature, but if the heating rate of the glass substrate is low, the heating time must be longer, The time for the glass substrate to stay in the heating area must also be increased. For this reason, the residence time of the glass substrate in each film formation region also becomes long, and a sufficient glass substrate temperature cannot be maintained in the subsequent film formation region. Further, it is difficult to improve the throughput. In particular, when producing a magnetic recording medium having a magnetic recording layer made of a high Ku magnetic material, the heating efficiency by radiation of the glass substrate should be further increased in order to heat the glass substrate to a high temperature within a predetermined time.
The glass may have an absorption peak in a region including a wavelength of 2750 to 3700 nm. Further, by adding an infrared absorber described later or introducing it as a glass component, the absorption of short-wave radiation can be further increased, and absorption can be provided in the wavelength region of wavelength 700 nm to 3700 nm. In order to efficiently heat the glass substrate by radiation, that is, infrared irradiation, it is desirable to use infrared rays having a spectrum maximum in the above wavelength range. In order to increase the heating rate, it is conceivable to match the infrared spectral maximum wavelength with the absorption peak wavelength of the substrate and increase the infrared power. Taking a high-temperature carbon heater as an example of the infrared source, the input of the carbon heater may be increased to increase the infrared power. However, when the radiation from the carbon heater is considered as black body radiation, the heater temperature rises due to an increase in input, so that the maximum wavelength of the infrared spectrum shifts to the short wavelength side and deviates from the above absorption wavelength range of the glass. For this reason, in order to increase the heating rate of the substrate, the power consumption of the heater must be excessive, and problems such as shortening the life of the heater occur.
In view of such a point, by increasing the absorption of the glass in the wavelength region (wavelength 700 to 3700 nm), infrared irradiation is performed in a state where the infrared spectral maximum wavelength and the absorption peak wavelength of the substrate are close to each other. It is desirable not to overload the input. Therefore, in order to increase the infrared irradiation overheating efficiency, the glass substrate has a region where the spectral transmittance converted to a thickness of 2 mm is 50% or less in the wavelength range of 700 to 3700 nm, or over the wavelength range, What has the transmittance | permeability characteristic from which the spectral transmittance converted into thickness 2mm becomes 70% or less is preferable. For example, an oxide of at least one metal selected from iron, copper, cobalt, ytterbium, manganese, neodymium, praseodymium, niobium, cerium, vanadium, chromium, nickel, molybdenum, holmium, and erbium is used as an infrared absorber. Can work. In addition, since moisture or OH groups contained in moisture have strong absorption in the 3 μm band, moisture can also act as an infrared absorber. By introducing an appropriate amount of a component capable of acting as the infrared absorber into the glass composition, the above preferable absorption characteristics can be imparted to the glass substrate. The amount of the oxide that can act as the infrared absorber is preferably 500 ppm to 5%, more preferably 2000 ppm to 5%, and more preferably 2000 ppm to 2% as an oxide. More preferably, the range of 4000 ppm to 2% is even more preferable. In addition, the water content is preferably more than 200 ppm, more preferably 220 ppm or more, on a weight basis in terms of H 2 O.
When Yb 2 O 3 or Nb 2 O 5 is introduced as a glass component or Ce oxide is added as a clarifier, infrared absorption by these components can be used for improving the substrate heating efficiency.

(ガラスの製法)
本発明の磁気記録媒体基板用ガラスは、例えば、上記組成のガラスが得られるように酸化物、炭酸塩、硝酸塩、水酸化物などの原料を秤量し、混合して調合原料とし、この調合原料を熔融容器に投入して1400〜1600℃の範囲で加熱、熔融し、清澄、攪拌して泡、未熔解物を含まない均質な熔融ガラスを作製し、この熔融ガラスを成形して得ることができる。熔融ガラスの成形には、プレス成形法、キャスト法、フロート法、オーバーフローダウンドロー法などを使用することができる。後述する理由により、熔融ガラスの成形には、プレス成形法を用いることが特に好ましい。
(Glass manufacturing method)
The glass for magnetic recording medium substrate of the present invention, for example, weighs and mixes raw materials such as oxide, carbonate, nitrate and hydroxide so that a glass having the above composition is obtained. Is heated and melted in the range of 1400 to 1600 ° C., clarified and stirred to produce a homogeneous molten glass that does not contain bubbles and unmelted material, and is obtained by molding this molten glass. it can. For forming molten glass, a press forming method, a cast method, a float method, an overflow down draw method, or the like can be used. For the reason described later, it is particularly preferable to use a press molding method for molding the molten glass.

(化学強化ガラス)
本発明の磁気記録媒体基板用ガラスは、化学強化用ガラスとして好適である。
前述の組成調整により良好な化学強化性能を付与されているため、化学強化処理によってガラス表面にイオン交換層を容易に形成することができ、表面の一部または全部にイオン交換層を形成可能である。イオン交換層は、高温下、基板表面にアルカリ塩を接触させ、該アルカリ塩中のアルカリ金属イオンと基板中のアルカリ金属イオンを交換させることにより形成することができる。
(Chemical tempered glass)
The glass for a magnetic recording medium substrate of the present invention is suitable as a glass for chemical strengthening.
Since the chemical adjustment performance is imparted by the above-described composition adjustment, the ion exchange layer can be easily formed on the glass surface by the chemical strengthening treatment, and the ion exchange layer can be formed on a part or all of the surface. is there. The ion exchange layer can be formed by bringing an alkali salt into contact with the substrate surface at a high temperature and exchanging alkali metal ions in the alkali salt with alkali metal ions in the substrate.

通常のイオン交換は、アルカリ硝酸塩を加熱して熔融塩とし、この熔融塩に基板を浸漬して行う。基板中のイオン半径の小さいアルカリ金属イオンに換えてイオン半径の大きいアルカリ金属イオンを導入すると、基板表面に圧縮応力層が形成される。これにより磁気記録媒体用ガラス基板の破壊靭性を向上し、その信頼性を高めることができる。   Normal ion exchange is performed by heating alkali nitrate to form a molten salt and immersing the substrate in the molten salt. When alkali metal ions having a large ion radius are introduced instead of alkali metal ions having a small ion radius in the substrate, a compressive stress layer is formed on the substrate surface. Thereby, the fracture toughness of the glass substrate for magnetic recording media can be improved, and its reliability can be enhanced.

化学強化は、必要に応じて予め加工した上記ガラスを、例えば、ナトリウム塩とカリウム塩を含む混合熔融塩に浸漬して行うことができる。ナトリウム塩として硝酸ナトリウムを、カリウム塩として硝酸カリウムをそれぞれ用いることが好ましい。本発明の磁気記録媒体基板用ガラスは、前述のようにLi2Oを必須成分として含むものであるため、イオン交換は、Liよりもイオン半径の大きなNa、Kにより行うことが好ましい。The chemical strengthening can be performed by immersing the glass processed in advance as necessary in, for example, a mixed molten salt containing a sodium salt and a potassium salt. It is preferable to use sodium nitrate as the sodium salt and potassium nitrate as the potassium salt. Since the glass for a magnetic recording medium substrate of the present invention contains Li 2 O as an essential component as described above, ion exchange is preferably performed with Na and K having a larger ion radius than Li.

イオン交換により、化学強化ガラス表面からのアルカリ溶出量を低減することもできる。なお、化学強化する場合は、イオン交換を、基板を構成するガラスの歪点より高温かつガラス転移温度より低温で、アルカリ熔融塩が熱分解しない温度範囲で行うことが好ましい。基板がイオン交換層を有することは、ガラスの断面(イオン交換層を切る面)をバビネ法により観察して確認する方法、ガラス表面からアルカリ金属イオンの深さ方向の濃度分布を測定する方法等によって確認することができる。   The amount of alkali elution from the chemically tempered glass surface can also be reduced by ion exchange. In addition, when chemically strengthening, it is preferable to perform ion exchange in a temperature range in which the alkali molten salt is not thermally decomposed at a temperature higher than the strain point of the glass constituting the substrate and lower than the glass transition temperature. That the substrate has an ion exchange layer is a method of observing and confirming the cross section of the glass (surface cut through the ion exchange layer) by the Babinet method, a method of measuring the concentration distribution of alkali metal ions in the depth direction from the glass surface, etc. Can be confirmed.

強化処理温度(熔融塩の温度)、強化処理時間(ガラスを熔融塩に浸漬している時間)は適宜調整可能である。例えば強化処理温度の範囲は400〜570℃を目処に調整すればよい。強化処理時間の範囲は0.5〜10時間を目処に調整すればよく、1〜6時間を目処に調整することが好ましい。   The tempering temperature (temperature of the molten salt) and the tempering time (time during which the glass is immersed in the molten salt) can be adjusted as appropriate. For example, the range of the tempering treatment temperature may be adjusted to 400 to 570 ° C. The range of the tempering treatment time may be adjusted with 0.5 to 10 hours as a target, and it is preferably adjusted with 1 to 6 hours as a target.

前述のようにガラスのガラス転移温度、熱膨張係数、ヤング率、比弾性率、比重、分光透過率は化学強化の前後でほぼ一定の値を示すことから、本発明においては、化学強化前後の熱膨張係数、ヤング率、比弾性率、比重、分光透過率の各特性は同じ値として扱う。またアモルファス状態のガラスは、化学強化後もアモルファス状態を維持している。   As described above, the glass transition temperature, thermal expansion coefficient, Young's modulus, specific elastic modulus, specific gravity, and spectral transmittance of the glass show almost constant values before and after chemical strengthening. The characteristics of thermal expansion coefficient, Young's modulus, specific elastic modulus, specific gravity, and spectral transmittance are treated as the same value. In addition, amorphous glass maintains an amorphous state after chemical strengthening.

[磁気記録媒体用ガラス基板]
本発明の磁気記録媒体用ガラス基板の第一の態様(以下、ガラス基板Iという)は、上記本発明の磁気記録媒体基板用ガラスを化学強化してなるガラス基板である。
本発明の磁気記録媒体基板用ガラスは、化学強化により前述の応力プロファイルを示すことができ、これにより遅れ破壊の発生を防ぐことができる。したがってガラス基板Iは、遅れ破壊が起きず、かつ、高い耐熱性と優れた機械的強度を有することができるガラス基板であり、上記磁気記録媒体基板用ガラスを化学強化してなるガラスが有する諸々の特長を示すことができる。
[Glass substrate for magnetic recording media]
A first aspect of the glass substrate for a magnetic recording medium of the present invention (hereinafter referred to as glass substrate I) is a glass substrate obtained by chemically strengthening the glass for a magnetic recording medium substrate of the present invention.
The glass for a magnetic recording medium substrate of the present invention can exhibit the aforementioned stress profile by chemical strengthening, thereby preventing delayed fracture. Accordingly, the glass substrate I is a glass substrate that does not cause delayed fracture and that can have high heat resistance and excellent mechanical strength, and various glass materials obtained by chemically strengthening the glass for magnetic recording medium substrates. The features of can be shown.

本発明の磁気記録媒体用ガラス基板の第二の態様(以下、ガラス基板IIという)は、ガラス転移温度が650℃以上であり、かつ、バビネ法により求められる2つの主表面に垂直な仮想断面における応力プロファイルにおいて、引張応力分布が凸形状であり、ただし該凸形状は圧縮応力側へ凹む凹み部を含まない化学強化ガラスからなるガラス基板である。当該応力プロファイルについては、先に説明した通りであり、このような応力プロファイルを示すことにより、遅れ破壊の発生を防ぐことができる。例えば、前記仮想断面において、主表面からの深さをxとしたとき、深さxにおける応力値S(x)を応力プロファイルと呼ぶことにする。応力プロファイルは、通常、2つの主表面間の中心で線対称となる。応力プロファイルを知るには、2つの主表面に対して垂直にガラス基板を破断し、破断面をバビネ法により観察すればよい。
ガラス基板IIの応力プロファイルの好ましい態様としては、両主表面近傍において圧縮応力値が極大となり、深さxが増加するにつれて圧縮応力値は減少し、圧縮応力と引張応力とが釣合う深さx0よりもさらに深くなるにつれて圧縮応力が引張応力に転じ、引張応力値が緩やかに増加して2つの主表面間の中央部または中央部近傍で極大値を取る態様を挙げることができる。当該極大値は、図1に示すように、深さ方向の一定領域で維持されている場合もある。このような応力プロファイルを取るガラス基板であれば、基板表面で発生したクラックの深さがx0より深くなっても引張応力によってクラックが急激に成長して破壊に至る遅れ破壊を防止することができる。
The second aspect of the glass substrate for magnetic recording media of the present invention (hereinafter referred to as glass substrate II) has a glass transition temperature of 650 ° C. or higher and a virtual cross section perpendicular to the two main surfaces determined by the Babinet method. In the stress profile, the tensile stress distribution is a convex shape, but the convex shape is a glass substrate made of chemically strengthened glass that does not include a dent portion recessed toward the compressive stress side. The stress profile is as described above, and the occurrence of delayed fracture can be prevented by showing such a stress profile. For example, in the virtual section, when the depth from the main surface is x, the stress value S (x) at the depth x is referred to as a stress profile. The stress profile is usually line symmetric at the center between the two major surfaces. In order to know the stress profile, the glass substrate is broken perpendicularly to the two main surfaces, and the fracture surface is observed by the Babinet method.
As a preferred embodiment of the stress profile of the glass substrate II, the compressive stress value becomes maximum in the vicinity of both main surfaces, the compressive stress value decreases as the depth x increases, and the depth x at which the compressive stress and the tensile stress are balanced. As the depth becomes deeper than 0 , the compressive stress is changed to the tensile stress, and the tensile stress value gradually increases so that a maximum value can be obtained at or near the center between the two main surfaces. The maximum value may be maintained in a constant region in the depth direction as shown in FIG. With a glass substrate having such a stress profile, even if the depth of cracks generated on the substrate surface is deeper than x 0, it is possible to prevent delayed fracture leading to fracture due to rapid growth of cracks due to tensile stress. it can.

本発明の磁気記録媒体用ガラス基板の第三の態様(以下、ガラス基板IIIという)は、ガラス転移温度が650℃以上であり、かつバビネ法により求められる引張応力の平均値Tavと引張応力の最大値Tmaxとが、下記式(1):
Tav/Tmax≧0.5
を満たす化学強化ガラスからなるガラス基板である。以下、図3および図4に基づき式(1)について説明する。
引張応力の最大値Tmaxとは、上記引張応力値の極大値である。図3中、引張応力と圧縮応力との中心線であるL線は、面積S1、S2、S3が、S1+S2=S3となるように決定される。S2側の主表面と平行な仮想直線と、2つの主表面に垂直でTmaxを通過する仮想直線との交点からS2側の主表面までの距離をDOLとすると、Tav=S3/(tsub−2×DOL)として、引張応力の平均値Tavが算出される。
ガラスIIIは、Tav/Tmax≧0.5であり、Tav/Tmax≧0.7であることが好ましく、Tav/Tmax≧0.8であることがより好ましい。Tav/Tmaxの上限値については、例えば、Tav/Tmax<1.0である。
式(1)で規定するTav/Tmaxは、先に図2を示し説明したアップヒルが存在しないことを示す指標として用いることができ、アップヒルが存在するガラス基板は、Tmaxが大きいため、Tav/Tmax<0.5となる。
これに対し、上記式(1)を満たすガラスは、アップヒルが存在しないため、遅れ破壊の発生が抑制されている。
なお図2に示すようにアップヒルが存在するガラス基板については、図4に示すように、L線は面積S4、S5、S6、S7、S8が、S4+S5+S6、=S7+S8となるように決定される。さらにTavは、Tav=(S7+S8−S6)/(tsub−2×DOL)として算出される。図2において、引張応力層はS6によって2つの層S7とS8とに分かれているが、図1に示すように引張応力層が一層からなる場合は、上記の通り、Tav=S3/(tsub−2×DOL)によりTavを算出すればよい。
The third aspect of the glass substrate for magnetic recording media of the present invention (hereinafter referred to as glass substrate III) has a glass transition temperature of 650 ° C. or higher and an average tensile stress Tav and tensile stress obtained by the Babinet method. The maximum value Tmax is the following formula (1):
Tav / Tmax ≧ 0.5
It is the glass substrate which consists of chemically strengthened glass which satisfy | fills. Hereinafter, Formula (1) is demonstrated based on FIG. 3 and FIG.
The maximum value Tmax of tensile stress is the maximum value of the tensile stress value. In FIG. 3, the L line, which is the center line between the tensile stress and the compressive stress, is determined such that the areas S 1 , S 2 , S 3 are S 1 + S 2 = S 3 . If the distance from the intersection of a virtual straight line parallel to the main surface on the S 2 side and a virtual straight line perpendicular to the two main surfaces and passing through Tmax to the main surface on the S 2 side is DOL, Tav = S 3 / ( The average value Tav of the tensile stress is calculated as (tsub-2 × DOL).
Glass III satisfies Tav / Tmax ≧ 0.5, preferably Tav / Tmax ≧ 0.7, and more preferably Tav / Tmax ≧ 0.8. The upper limit value of Tav / Tmax is, for example, Tav / Tmax <1.0.
The Tav / Tmax defined by the equation (1) can be used as an index indicating that there is no uphill as shown in FIG. /Tmax<0.5.
On the other hand, since the glass satisfy | filling said Formula (1) does not have an uphill, generation | occurrence | production of a delayed fracture is suppressed.
Note that although the glass substrate is uphill exists as shown in FIG. 2, as shown in FIG. 4, L line area S 4, S 5, S 6 , S 7, S 8 is, S 4 + S 5 + S 6 , = S 7 + S 8 . Further, Tav is calculated as Tav = (S 7 + S 8 −S 6 ) / (tsub−2 × DOL). In FIG. 2, the tensile stress layer is divided into two layers S 7 and S 8 by S 6 , but when the tensile stress layer is composed of one layer as shown in FIG. 1, as described above, Tav = S 3 Tav may be calculated by / (tsub-2 × DOL).

さらに、ガラス基板II、IIIは、ガラス転移温度が650℃以上と高いので、高Ku磁性材料を基板上に形成して熱処理しても基板の平坦性が損なわれることがない。この点は、ガラス転移温度650℃以上のガラスを化学強化することによって得られたガラス基板Iも同様である。
このように、ガラス基板I、II、IIIは、高記録密度対応の磁気記録媒体用基板をはじめとする高い信頼性と優れた耐熱性を要求される用途に好適である。
Furthermore, since the glass substrates II and III have a glass transition temperature as high as 650 ° C. or higher, the flatness of the substrate is not impaired even if a high Ku magnetic material is formed on the substrate and heat-treated. The same applies to the glass substrate I obtained by chemically strengthening glass having a glass transition temperature of 650 ° C. or higher.
Thus, the glass substrates I, II, and III are suitable for applications that require high reliability and excellent heat resistance, such as a magnetic recording medium substrate that supports high recording density.

なお、本発明のガラス基板としてより好ましい態様は、ガラス基板Iであり、かつ、ガラス基板IIまたはガラスIIIであるガラス基板であり、より一層好ましい態様は、ガラス基板Iであり、かつガラス基板IIおよびガラス基板IIIでもあるガラス基板である。ガラス基板II、IIIは、化学強化ガラス基板であることが好ましい。
例えば、好ましい態様としては、
バビネ法により求められる2つの主表面に垂直な仮想断面における応力プロファイルにおいて、引張応力分布が凸形状であり、ただし該凸形状は圧縮応力側へ凹む凹み部を含まない化学強化ガラスからなるガラス基板I;
バビネ法により求められる引張応力の平均値Tavと引張応力の最大値Tmaxとが、下記式(1):
Tav/Tmax≧0.5
を満たす化学強化ガラスからなるガラス基板I;
バビネ法により求められる2つの主表面に垂直な仮想断面における応力プロファイルにおいて、引張応力分布が凸形状であり、ただし該凸形状は圧縮応力側へ凹む凹み部を含まず、かつ引張応力の平均値Tavと引張応力の最大値Tmaxとが、下記式(1):
Tav/Tmax≧0.5
を満たす化学強化ガラスからなるガラス基板I;
などを挙げることができる。
A more preferable embodiment as the glass substrate of the present invention is the glass substrate I and the glass substrate II or the glass III, and an even more preferable embodiment is the glass substrate I and the glass substrate II. And a glass substrate which is also a glass substrate III. The glass substrates II and III are preferably chemically strengthened glass substrates.
For example, as a preferred embodiment,
In the stress profile in the virtual cross section perpendicular to the two main surfaces obtained by the Babinet method, the tensile stress distribution is a convex shape, however, the convex shape is a glass substrate made of chemically strengthened glass that does not include a concave portion recessed toward the compressive stress side. I;
The average value Tav of the tensile stress obtained by the Babinet method and the maximum value Tmax of the tensile stress are expressed by the following formula (1):
Tav / Tmax ≧ 0.5
A glass substrate I made of chemically strengthened glass satisfying
In the stress profile in the virtual cross section perpendicular to the two main surfaces obtained by the Babinet method, the tensile stress distribution has a convex shape, however, the convex shape does not include a concave portion recessed toward the compressive stress side, and the average value of the tensile stress Tav and the maximum value Tmax of tensile stress are expressed by the following formula (1):
Tav / Tmax ≧ 0.5
A glass substrate I made of chemically strengthened glass satisfying
And so on.

本発明のガラス基板によれば、基板表面からのアルカリ溶出量を低減することができるため、本発明のガラス基板は磁気記録媒体用のガラス基板として好適である。   According to the glass substrate of the present invention, the amount of alkali elution from the substrate surface can be reduced. Therefore, the glass substrate of the present invention is suitable as a glass substrate for a magnetic recording medium.

以下、ガラス基板I、II、およびIIIの共通点について説明する。   Hereinafter, the common points of the glass substrates I, II, and III will be described.

(破壊靱性値)
本発明のガラス基板の好ましい態様は、破壊靭性値K1cが0.8MPa・m1/2以上、さらに好ましくは1.0MPa・m1/2以上、一層好ましくは1.1MPa・m1/2以上、より一層好ましくは1.2MPa・m1/2以上、さらに一層好ましくは1.3MPa・m1/2以上、なお一層好ましくは1.4MPa・m1/2以上、特に好ましくは1.5MPa・m1/2以上、最も好ましくは1.6MPa・m1/2以上であるガラス基板である。前述のように、磁気記録媒体の高記録密度化によって、媒体の回転速度が高速化し、磁気ヘッドと媒体との距離も益々減少傾向を辿っており、高速回転中の磁気記録媒体に磁気ヘッドが当たった衝撃基板が破損しないために、優れた耐衝撃性を有する基板が必要とされる。上記基板は破壊靱性値が大きいので、耐衝撃性に優れ、高記録密度化された磁気記録媒体用ガラス基板として好適である。
(Fracture toughness value)
In a preferred embodiment of the glass substrate of the present invention, the fracture toughness value K 1c is 0.8 MPa · m 1/2 or more, more preferably 1.0 MPa · m 1/2 or more, more preferably 1.1 MPa · m 1/2. or, even more preferably 1.2 MPa · m 1/2 or more, even more preferably 1.3 MPa · m 1/2 or more, even more preferably 1.4 MPa · m 1/2 or more, particularly preferably 1.5MPa A glass substrate of m 1/2 or more, most preferably 1.6 MPa · m 1/2 or more. As described above, with the increase in recording density of magnetic recording media, the rotational speed of the medium has increased, and the distance between the magnetic head and the medium has been decreasing. A substrate having excellent impact resistance is required in order not to damage the impact substrate hit. Since the substrate has a large fracture toughness value, it is excellent in impact resistance and suitable as a glass substrate for a magnetic recording medium having a high recording density.

破壊靭性値は、以下の方法で測定される。
AKASHI社製の装置MVK−Eを用い、板状に加工した試料に押し込み荷重P[N]でビッカース圧子を押し込み、試料に圧痕およびクラックを導入する。試料のヤング率をE[GPa]、圧痕対角線長さをd[m]、表面クラックの半長をa[m]とすると破壊靭性値K1c[Pa・m1/2]は下式で表される。
1c=[0.026(EP/π)1/2(d/2)(a)-2]/[(πa)-1/2
なお、特記しない限り、本発明において破壊靭性値とは、荷重Pを9.81N(1000gf)として測定される破壊靭性値を意味する。破壊靱性値の測定は、圧痕対角線長さd、表面クラックの半長aを正確に測定する上から、ガラスの平滑面、例えば研磨された面において行うことが好ましい。上記破壊靱性値は、ガラス組成によっても変化し、また化学強化条件によっても変化するため、化学強化されたガラスからなる本発明の磁気記録媒体用ガラス基板を得るためには、組成調整および化学強化処理条件によって、上記破壊靱性値を所望の範囲とすることができる。
The fracture toughness value is measured by the following method.
Using a device MVK-E manufactured by AKASHI, a Vickers indenter is pushed into a plate-like sample with an indentation load P [N], and indentations and cracks are introduced into the sample. When the Young's modulus of the sample is E [GPa], the diagonal length of the indentation is d [m], and the half length of the surface crack is a [m], the fracture toughness value K 1c [Pa · m 1/2 ] is expressed by the following equation. Is done.
K 1c = [0.026 (EP / π) 1/2 (d / 2) (a) −2 ] / [(πa) −1/2 ]
Unless otherwise specified, the fracture toughness value in the present invention means a fracture toughness value measured with a load P of 9.81 N (1000 gf). The fracture toughness value is preferably measured on a smooth surface of glass, for example, a polished surface, in order to accurately measure the indent diagonal length d and the half length a of the surface crack. The fracture toughness value varies depending on the glass composition and also varies depending on the chemical strengthening conditions. Therefore, in order to obtain the glass substrate for magnetic recording medium of the present invention composed of chemically strengthened glass, composition adjustment and chemical strengthening are required. Depending on the processing conditions, the fracture toughness value can be in a desired range.

(表面状態)
磁気記録層が形成される主表面は、下記(1)〜(3)のいずれか1つ以上の表面性を有することが好ましい。
(1)原子間力顕微鏡を用いて1μm×1μmの範囲で512×256ピクセルの解像度で測定される表面粗さの算術平均Raが0.15nm以下;
(2)5μm×5μmの範囲で測定される表面粗さの算術平均Raが0.12nm以下;
(3)波長100μm〜950μmにおける表面うねりの算術平均Waが0.5nm以下。
基板上に成膜する磁気記録層のグレインサイズは、例えば垂直記録方式では、10nm未満となっている。高記録密度化のため、ビットサイズが微細化されても、基板表面の表面粗さが大きいと、磁気特性の向上は見込めない。これに対し上記(1)、(2)の2種の表面粗さの算術平均Raが上記範囲の基板であれば、高記録密度化のためにビットサイズが微細化されても磁気特性の改善が可能である。また、上記(3)の表面うねりの算術平均Waを上記範囲にすることにより、HDDにおける磁気ヘッドの浮上安定性を向上させることができる。
したがって、本発明の磁気記録媒体用ガラス基板は、(1)〜(3)のいずれかを満たすことが好ましく、(1)および(2)を満たすことがより好ましく、(1)〜(3)のすべてを満たすことがさらに好ましい。
(Surface condition)
The main surface on which the magnetic recording layer is formed preferably has one or more of the following surface properties (1) to (3).
(1) The arithmetic average Ra of the surface roughness measured at a resolution of 512 × 256 pixels in the range of 1 μm × 1 μm using an atomic force microscope is 0.15 nm or less;
(2) The arithmetic average Ra of the surface roughness measured in the range of 5 μm × 5 μm is 0.12 nm or less;
(3) The arithmetic average Wa of the surface waviness at a wavelength of 100 μm to 950 μm is 0.5 nm or less.
The grain size of the magnetic recording layer formed on the substrate is, for example, less than 10 nm in the perpendicular recording method. Even if the bit size is miniaturized for high recording density, if the surface roughness of the substrate surface is large, the improvement of the magnetic characteristics cannot be expected. On the other hand, if the arithmetic mean Ra of the two types of surface roughness (1) and (2) is in the above range, the magnetic characteristics are improved even if the bit size is reduced for higher recording density. Is possible. Further, by setting the arithmetic mean Wa of the surface waviness (3) in the above range, the flying stability of the magnetic head in the HDD can be improved.
Therefore, the glass substrate for a magnetic recording medium of the present invention preferably satisfies any of (1) to (3), more preferably satisfies (1) and (2), and (1) to (3). It is more preferable to satisfy all of the above.

(板厚)
ノートパソコン用のHDDには外径2.5インチサイズの磁気記録媒体が通常用いられ、それに使用されるガラス基板の板厚は0.635mmであったが、比弾性率を変えずとも基板の剛性を高め、耐衝撃性をさらに改善するため、板厚を厚くすることが好ましい。したがって、本発明の磁気記録媒体用ガラス基板においては、板厚を0.5mm以上にすることが好ましく、基板の剛性を一層高める上から、例えば0.7mm以上の板厚とすることがより好ましく、0.8mm以上の板厚とすることがさらに好ましい。
(Thickness)
For HDDs for notebook computers, magnetic recording media having an outer diameter of 2.5 inches are usually used, and the thickness of the glass substrate used for them is 0.635 mm. In order to increase the rigidity and further improve the impact resistance, it is preferable to increase the plate thickness. Therefore, in the glass substrate for a magnetic recording medium of the present invention, the plate thickness is preferably 0.5 mm or more, and more preferably, for example, a plate thickness of 0.7 mm or more in order to further increase the rigidity of the substrate. More preferably, the plate thickness is 0.8 mm or more.

前述のように本発明の磁気記録媒体用ガラス基板は、高耐熱性と高破壊靱性を備えることができるので、高い信頼性が求められる回転数が5000rpm以上、好ましくは7200rpm以上、より好ましくは10000rpm以上の磁気記録装置に用いられる磁気記録媒体用のガラス基板や、DFH(Dynamic Flying Height)ヘッドを搭載した磁気記録装置に用いられる磁気記録媒体用のガラス基板に好適である。
さらに、高低熱性、高信頼性によって、エネルギーアシスト磁気記録用磁気記録媒体用のガラス基板に好適である。
また、上記(1)〜(3)の表面性を兼ね備えた基板を実現する上で、ガラスの耐酸性、耐アルカリ性を高めることは有効である。
As described above, the glass substrate for a magnetic recording medium of the present invention can have high heat resistance and high fracture toughness. Therefore, the rotational speed for which high reliability is required is 5000 rpm or more, preferably 7200 rpm or more, more preferably 10,000 rpm. It is suitable for a glass substrate for a magnetic recording medium used in the above magnetic recording apparatus and a glass substrate for a magnetic recording medium used in a magnetic recording apparatus equipped with a DFH (Dynamic Flying Height) head.
Furthermore, it is suitable for a glass substrate for a magnetic recording medium for energy-assisted magnetic recording because of its high and low heat resistance and high reliability.
Moreover, it is effective to improve the acid resistance and alkali resistance of the glass in realizing a substrate having the above surface properties (1) to (3).

[磁気記録媒体用ガラス基板ブランク]
次に磁気記録媒体用ガラス基板ブランクについて説明する。
本発明の磁気記録媒体用ガラス基板ブランクは、必須成分として、SiO2、Li2O、Na2O、ならびに、MgO、CaO、SrOおよびBaOからなる群から選ばれる一種以上のアルカリ土類金属酸化物を含み、MgO、CaO、SrOおよびBaOの合計含有量に対するCaOの含有量のモル比(CaO/(MgO+CaO+SrO+BaO))が0.20以下であり、ガラス転移温度が650℃以上である。
ここで磁気記録媒体用ガラス基板ブランク(以下、基板ブランクという)とは、加工して磁気記録媒体用ガラス基板に仕上げる前の基板用ガラス母材を意味する。基板ブランクを構成するガラスの組成、特性、ならびに組成および特性の好ましい範囲については、先に説明したとおりである。
本発明の基板ブランクは磁気記録媒体用ガラス基板がディスク形状をしていることから、ディスク形状であることが好ましい。
[Glass substrate blank for magnetic recording media]
Next, the glass substrate blank for magnetic recording media will be described.
The glass substrate blank for a magnetic recording medium of the present invention contains, as an essential component, one or more alkaline earth metal oxides selected from the group consisting of SiO 2 , Li 2 O, Na 2 O, and MgO, CaO, SrO, and BaO. The molar ratio of the content of CaO to the total content of MgO, CaO, SrO and BaO (CaO / (MgO + CaO + SrO + BaO)) is 0.20 or less, and the glass transition temperature is 650 ° C. or more.
Here, the glass substrate blank for a magnetic recording medium (hereinafter referred to as substrate blank) means a glass base material for a substrate before being processed into a glass substrate for a magnetic recording medium. The composition and characteristics of the glass constituting the substrate blank, and the preferred range of the composition and characteristics are as described above.
The substrate blank of the present invention preferably has a disk shape since the glass substrate for magnetic recording medium has a disk shape.

基板ブランクは、上記ガラスが得られるように、ガラス原料を調合し、熔融して熔融ガラスとし、作製した熔融ガラスをプレス成形法、ダウンドロー法またはフロート法のいずれかの方法により板状に成形し、得られた板状のガラスを必要に応じて加工することで作製することができる。
プレス成形法では、流出する熔融ガラスを切断し、所要の熔融ガラス塊を得て、これをプレス成形型でプレス成形して薄肉円盤状の基板ブランクを作製する。
即ち、本発明は、必須成分として、SiO2、Li2O、Na2O、ならびに、MgO、CaO、SrOおよびBaOからなる群から選ばれる一種以上のアルカリ土類金属酸化物を含み、MgO、CaO、SrOおよびBaOの合計含有量に対するCaOの含有量のモル比(CaO/(MgO+CaO+SrO+BaO))が0.20以下であり、ガラス転移温度が650℃以上であるガラスが得られるようにガラス原料を調合すること、調合したガラス原料を熔融して熔融ガラスを得ること、および、得られた熔融ガラスをプレス成形してガラスからなる基板ブランクを作製すること、を含む磁気記録媒体用ガラス基板ブランクの製造方法に関する。
In order to obtain the glass, the substrate blank is prepared by melting the glass raw material into a molten glass, and forming the molten glass into a plate shape by any one of the press molding method, the down draw method, and the float method. And it can produce by processing the obtained plate-shaped glass as needed.
In the press molding method, the molten glass flowing out is cut to obtain a required molten glass lump, which is press-molded with a press mold to produce a thin disk-shaped substrate blank.
That is, the present invention includes, as an essential component, SiO 2 , Li 2 O, Na 2 O, and one or more alkaline earth metal oxides selected from the group consisting of MgO, CaO, SrO, and BaO, A glass raw material is obtained so that a glass having a molar ratio of CaO to the total content of CaO, SrO and BaO (CaO / (MgO + CaO + SrO + BaO)) of 0.20 or less and a glass transition temperature of 650 ° C. or more is obtained. A glass substrate blank for a magnetic recording medium comprising: preparing, melting a prepared glass raw material to obtain a molten glass; and press-molding the obtained molten glass to produce a substrate blank made of glass. It relates to a manufacturing method.

プレス成形法では、熔融ガラスをプレスしてディスク形状に成形することができ、磁気記録媒体基板用のブランクを成形する方法として好適である。
プレス成形法の中でも、基板ブランク1個分に相当する熔融ガラスを落下させ、空中にある熔融ガラスをプレス成形する方法が好ましい。前記方法では、一対のプレス成形型で空中の熔融ガラスを挟んでプレスするので、各プレス成形型と接する面からガラスを均等に冷却することができ、平坦性のよい基板ブランクを製造することができる。
In the press molding method, molten glass can be pressed into a disk shape, which is suitable as a method for molding a blank for a magnetic recording medium substrate.
Among the press molding methods, a method of dropping molten glass corresponding to one substrate blank and pressing the molten glass in the air is preferable. In the method, since the molten glass in the air is pressed with a pair of press molds, the glass can be cooled uniformly from the surface in contact with each press mold, and a flat substrate blank can be manufactured. it can.

ダウンドロー法では、樋状の成形体を用いて熔融ガラスを導き、成形体の両側へと熔融ガラスをオーバーフローさせ、成形体の下方で成形体に沿って流下する2つの熔融ガラス流を合流させてから、下方に引っ張ってシート状に成形する。この方法はフュージョン法とも呼ばれ、成形体表面に接触したガラスの面を互いに張り合わせことにより、接触痕のないシートガラスを得ることができる。その後、得られたシート材から薄肉円盤状の基板ブランクがくり抜かれる。   In the down-draw method, molten glass is guided using a bowl-shaped molded body, the molten glass overflows to both sides of the molded body, and two molten glass streams flowing down along the molded body are joined below the molded body. Then, pull it downward to form a sheet. This method is also called a fusion method, and a sheet glass having no contact mark can be obtained by sticking the glass surfaces in contact with the surface of the molded body to each other. Thereafter, a thin disc-shaped substrate blank is cut out from the obtained sheet material.

フロート法では、溶融錫などを蓄えたフロートバス上に熔融ガラスを流し出し、引っ張りながらシート状ガラスに成形する。その後、得られたシート材から薄肉円盤状の基板ブランクがくり抜かれる。   In the float process, molten glass is poured onto a float bath in which molten tin or the like is stored, and is formed into a sheet glass while being pulled. Thereafter, a thin disc-shaped substrate blank is cut out from the obtained sheet material.

フロート法、ダウンドロー法などのように熔融ガラスに張力を加えてシート状に成形する方法では、熔融ガラスを比較的低い温度で保持し、ガラスの粘度を高めた状態で張力を発生させるため、使用するガラスが十分な耐失透性を有するものに限定される。耐失透性とガラス転移温度とはトレードオフの関係があるため、フロート法、ダウンドロー法などの方法は、高耐熱性ガラスの成形法としては適していいない。一方、プレス成形法は、高温状態のガラスをプレスして急冷することができるので、耐失透性がそれほど優れていない高耐熱性ガラスでも高い生産性のもとに基板ブランクを生産することができる。   In the method of forming a sheet by applying tension to the molten glass, such as the float method or the down draw method, the molten glass is maintained at a relatively low temperature, and the tension is generated in a state where the viscosity of the glass is increased. The glass to be used is limited to those having sufficient devitrification resistance. Since the devitrification resistance and the glass transition temperature have a trade-off relationship, methods such as the float method and the downdraw method are not suitable as a method for forming a high heat resistant glass. On the other hand, the press molding method can press and quench glass in a high temperature state, so that even a high heat resistance glass that is not so excellent in devitrification resistance can produce a substrate blank with high productivity. it can.

[磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法]
本発明の磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法の第一の態様は、上記本発明の基板ブランクを加工することを含む方法である。
本発明の磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法の第二の態様は、上記本発明の基板ブランクの製造方法により基板ブランクを作製すること、および前記基板ブランクを加工することを含む方法である。
いずれの態様においても、ナトリウム塩およびカリウム塩を含む熔融塩にガラスを浸漬して化学強化する工程を備えることが好ましい。
上記ガラスを用いて基板ブランクが作られているので、ガラス基板の2つの主表面に垂直な仮想断面における引張応力が、前記2つの主表面間の中央部で極大になるように化学強化が行われる。
そのため、優れた耐熱性を備えるとともに、遅れ破壊が発生しにくいガラス基板を製造することができる。Li2Oを0.1モル%以上含むガラスを、前記熔融塩に浸漬して化学強化することが、遅れ破壊が発生しにくいガラス基板を得るうえで好ましい。
[Method for producing glass substrate for magnetic recording medium]
The 1st aspect of the manufacturing method of the glass substrate for magnetic recording media of this invention is a method including processing the board | substrate blank of the said invention.
The 2nd aspect of the manufacturing method of the glass substrate for magnetic recording media of this invention is a method including producing a substrate blank by the manufacturing method of the said substrate blank of the said invention, and processing the said substrate blank.
In any embodiment, it is preferable to include a step of chemically strengthening glass by immersing it in a molten salt containing a sodium salt and a potassium salt.
Since the substrate blank is made using the glass, chemical strengthening is performed so that the tensile stress in the virtual cross section perpendicular to the two main surfaces of the glass substrate is maximized at the center between the two main surfaces. Is called.
Therefore, it is possible to manufacture a glass substrate that has excellent heat resistance and hardly causes delayed fracture. It is preferable to immerse the glass containing Li 2 O in an amount of 0.1 mol% or more in the molten salt for chemical strengthening in order to obtain a glass substrate that hardly causes delayed fracture.

なお、ディスク形状のガラス基板を製造する場合は、プレス成形法で作製したディスク状の基板ブランク、あるいはダウンドロー法またはフロート法のいずれかの方法により作製したシート状ガラスからくり抜いたディスク状の基板ブランクを用い、基板ブランクに中心孔を設けたり、内外周加工、両主表面にラッピング、ポリッシングを施す。次いで、酸洗浄およびアルカリ洗浄を含む洗浄工程を経てディスク状のガラス基板を得ることができる。   When manufacturing a disk-shaped glass substrate, a disk-shaped substrate blank manufactured by a press molding method, or a disk-shaped substrate cut out from a sheet-shaped glass manufactured by either the downdraw method or the float method Using a blank, a center hole is provided in the substrate blank, inner and outer peripheral processing, lapping and polishing are performed on both main surfaces. Next, a disk-shaped glass substrate can be obtained through a cleaning process including acid cleaning and alkali cleaning.

本発明のガラス基板は、前述の組成調整により良好な化学強化性能を付与されているため、化学強化処理によって表面にイオン交換層を容易に形成することができるものである。
磁気記録媒体用ガラス基板の製造工程では、化学強化工程後に化学強化の効果が維持される範囲で、更に研磨工程を行ってもよい。
Since the glass substrate of the present invention has been provided with good chemical strengthening performance by the above-described composition adjustment, an ion exchange layer can be easily formed on the surface by chemical strengthening treatment.
In the manufacturing process of the glass substrate for magnetic recording media, a polishing process may be further performed as long as the effect of chemical strengthening is maintained after the chemical strengthening process.

[磁気記録媒体]
次に磁気記録媒体について説明する。
本発明の磁気記録媒体は、上記本発明の磁気記録媒体用ガラス基板上に磁気記録層を有する磁気記録媒体である。
前記磁気記録媒体は、例えば、ガラス基板の主表面上に、該主表面に近いほうから順に、少なくとも付着層、下地層、磁性層(磁気記録層)、保護層、潤滑層が積層された構成を有する、ディスク状磁気記録媒体(磁気ディスク、ハードディスクなどと呼ばれる)であることができる。
例えばガラス基板を、真空引きを行った成膜装置内に導入し、DCマグネトロンスパッタリング法にてAr雰囲気中で、ガラス基板主表面上に付着層から磁性層まで順次成膜する。付着層としては例えばCrTi、下地層としては例えばCrRuを用いることができる。上記成膜後、例えばCVD法によりC2H4を用いて保護層を成膜し、同一チャンバ内で、表面に窒素を導入する窒化処理を行うことにより、磁気記録媒体を形成することができる。その後、例えばPFPE(ポリフルオロポリエーテル)をディップコート法により保護層上に塗布することにより、潤滑層を形成することができる。
また、下地層と磁性層との間には、軟磁性層、シード層、中間層などを、スパッタ法(DCマグネトロンスパッタ法、RFマグネトロンスパッタ法などを含む)、真空蒸着法などの公知の成膜方法を用いて形成してもよい。
上記各層の詳細については、例えば特開2009−110626号公報段落[0027]〜[0032]を参照できる。また、ガラス基板と軟磁性層との間には、熱伝導性の高い材料からなるヒートシンク層を形成することもできるが、その詳細は後述する。
[Magnetic recording medium]
Next, the magnetic recording medium will be described.
The magnetic recording medium of the present invention is a magnetic recording medium having a magnetic recording layer on the glass substrate for a magnetic recording medium of the present invention.
The magnetic recording medium has, for example, a configuration in which at least an adhesion layer, an underlayer, a magnetic layer (magnetic recording layer), a protective layer, and a lubricating layer are stacked on the main surface of a glass substrate in order from the side closer to the main surface. And a disk-shaped magnetic recording medium (referred to as a magnetic disk or hard disk).
For example, a glass substrate is introduced into a vacuum-deposited film formation apparatus, and a film is sequentially formed from an adhesion layer to a magnetic layer on the main surface of the glass substrate in an Ar atmosphere by a DC magnetron sputtering method. For example, CrTi can be used as the adhesion layer, and CrRu can be used as the underlayer. After the film formation, a magnetic recording medium can be formed by forming a protective layer using, for example, C2H4 by CVD and performing nitriding treatment in which nitrogen is introduced into the surface in the same chamber. Thereafter, for example, PFPE (polyfluoropolyether) is applied on the protective layer by a dip coating method, whereby a lubricating layer can be formed.
In addition, a soft magnetic layer, a seed layer, an intermediate layer, or the like is formed between the underlayer and the magnetic layer by a known method such as sputtering (including DC magnetron sputtering, RF magnetron sputtering) or vacuum deposition. You may form using a film | membrane method.
For details of each of the above layers, reference can be made, for example, to paragraphs [0027] to [0032] of JP2009-110626A. In addition, a heat sink layer made of a material having high thermal conductivity can be formed between the glass substrate and the soft magnetic layer, details of which will be described later.

先に説明したように、磁気記録媒体のより一層の高密度記録化のためには、高Ku磁性材料から磁気記録層を形成することが好ましい。この点から前記磁気記録層はFeおよび/またはCoと、Ptとの合金を主成分とする磁性材料を含む磁気記録層であることが好ましく、磁気記録媒体はエネルギーアシスト磁気記録用磁気記録媒体であることが好ましい。   As described above, it is preferable to form a magnetic recording layer from a high Ku magnetic material in order to achieve higher density recording of the magnetic recording medium. From this viewpoint, the magnetic recording layer is preferably a magnetic recording layer containing a magnetic material mainly composed of an alloy of Fe and / or Co and Pt, and the magnetic recording medium is a magnetic recording medium for energy-assisted magnetic recording. Preferably there is.

Feおよび/またはCoと、Ptとの合金を主成分とする磁性材料としては、Fe−Pt系磁性材料、Co−Pt系磁性材料、またはFe−Co−Pt系磁性材料を挙げることができる。なおここで「系」とは、含有することを意味する。即ち、本発明の磁気記録媒体は、磁気記録層としてFeおよびPt、CoおよびPt、またはFe、CoおよびPtを含む磁気記録層を有することが好ましい。
このような磁気記録層を得るには、ガラス基板の主表面に、Feおよび/またはCoと、Ptとの合金を主成分とする磁性材料を成膜した後、アニール処理を行う。ここで、上記磁性材料の成膜温度は通常500℃超の高温である。更にこれら磁性材料は、成膜後に結晶配向性を揃えるため、上記アニール処理は成膜温度を超える温度で行われる。
したがって、Fe−Pt系磁性材料、Co−Pt系磁性材料、またはFe−Co−Pt系磁性材料を用いて磁気記録層を形成する際には基板が上記高温に晒されることとなる。ここで基板を構成するガラスが耐熱性に乏しいものであると、高温下で変形し平坦性が損なわれる。これに対し本発明の磁気記録媒体に含まれる基板は、優れた耐熱性(ガラス転移温度として650℃以上)を示すものであるため、Fe−Pt系磁性材料、Co−Pt系磁性材料、またはFe−Co−Pt系磁性材料を用いて磁気記録層を形成した後も、高い平坦性を維持することができる。
上記磁気記録層は、例えば、Ar雰囲気中、Fe−Pt系磁性材料、Co−Pt系磁性材料、またはFe−Co−Pt系磁性材料をDCマグネトロンスパッタリング法にて成膜し、次いで加熱炉内でより高温での熱処理を施すことにより形成することができる。
Examples of the magnetic material mainly composed of an alloy of Fe and / or Co and Pt include an Fe—Pt magnetic material, a Co—Pt magnetic material, and an Fe—Co—Pt magnetic material. Here, “system” means inclusion. That is, the magnetic recording medium of the present invention preferably has a magnetic recording layer containing Fe and Pt, Co and Pt, or Fe, Co and Pt as the magnetic recording layer.
In order to obtain such a magnetic recording layer, a magnetic material mainly composed of an alloy of Fe and / or Co and Pt is formed on the main surface of a glass substrate, and then an annealing process is performed. Here, the film formation temperature of the magnetic material is usually a high temperature exceeding 500 ° C. Furthermore, since these magnetic materials have the same crystal orientation after film formation, the annealing treatment is performed at a temperature exceeding the film formation temperature.
Therefore, when the magnetic recording layer is formed using the Fe—Pt magnetic material, the Co—Pt magnetic material, or the Fe—Co—Pt magnetic material, the substrate is exposed to the high temperature. If the glass constituting the substrate is poor in heat resistance, the glass is deformed at a high temperature and flatness is impaired. On the other hand, since the substrate included in the magnetic recording medium of the present invention exhibits excellent heat resistance (glass transition temperature of 650 ° C. or higher), an Fe—Pt magnetic material, a Co—Pt magnetic material, or Even after the magnetic recording layer is formed using the Fe—Co—Pt magnetic material, high flatness can be maintained.
The magnetic recording layer is formed, for example, by depositing a Fe—Pt magnetic material, a Co—Pt magnetic material, or an Fe—Co—Pt magnetic material in a Ar furnace in a DC magnetron sputtering method. It can be formed by heat treatment at a higher temperature.

ところで、Ku(結晶磁気異方性エネルギー定数)は保磁力Hcに比例する。保磁力Hcとは、磁化の反転する磁界の強さを表す。先に説明したように、高Ku磁性材料は熱揺らぎに対して耐性を有するため、磁性粒子を微粒子化しても熱揺らぎによる磁化領域の劣化が起こりにくく高密度記録化に好適な材料として知られている。しかし上記の通りKuとHcは比例関係にあるため、Kuを高めるほどHcも高まり、即ち磁気ヘッドによる磁化の反転が起こりにくくなり情報の書き込みが困難となる。そこで、記録ヘッドによる情報の書き込み時にヘッドからデータ書き込み領域に瞬間的にエネルギーを加え、保磁力を低下させることで高Ku磁性材料の磁化反転をアシストする記録方式が近年注目を集めている。このような記録方式は、エネルギーアシスト記録方式と呼ばれ、中でもレーザー光の照射により磁化反転をアシストする記録方式は熱アシスト記録方式、マイクロ波によりアシストする記録方式はマイクロ波アシスト記録方式と呼ばれる。前述のように、本発明によれば高Ku磁性材料による磁気記録層の形成が可能となるため、高Ku磁性材料とエネルギーアシスト記録の組み合わせにより、例えば面記録密度が1テラバイト/inch2を超える高密度記録を実現することができる。即ち、本発明の磁気記録媒体は、エネルギーアシスト記録方式に使用されることが好ましい。なお、熱アシスト記録方式については、例えばIEEE TRANSACTIONSON MAGNETICS, VOL. 44, No. 1, JANUARY 2008 119に、マイクロ波アシスト記録方式については、例えばIEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, VOL. 44, No. 1, JANUARY 2008 125に、それぞれ詳細に記載されており、本発明においてもこれら文献記載の方法により、エネルギーアシスト記録を行うことができる。By the way, Ku (crystal magnetic anisotropy energy constant) is proportional to the coercive force Hc. The coercive force Hc represents the strength of a magnetic field whose magnetization is reversed. As explained earlier, high-Ku magnetic materials are resistant to thermal fluctuations, so that even if magnetic particles are made finer, the magnetization region is less likely to deteriorate due to thermal fluctuations and is known as a material suitable for high-density recording. ing. However, since Ku and Hc are in a proportional relationship as described above, the higher the Ku is, the higher the Hc is, that is, the magnetization reversal by the magnetic head is less likely to occur, making it difficult to write information. Therefore, a recording system that assists the magnetization reversal of a high Ku magnetic material by momentarily applying energy from the head to the data writing area when the information is written by the recording head to reduce the coercive force has attracted attention in recent years. Such a recording method is called an energy-assisted recording method. Among them, a recording method that assists magnetization reversal by laser light irradiation is called a heat-assisted recording method, and a recording method that assists by microwaves is called a microwave-assisted recording method. As described above, according to the present invention, a magnetic recording layer can be formed of a high Ku magnetic material. For example, the surface recording density exceeds 1 terabyte / inch 2 by combining the high Ku magnetic material and energy assist recording. High density recording can be realized. That is, the magnetic recording medium of the present invention is preferably used for an energy assist recording system. For example, IEEE TRANSACTIONSON MAGNETICS, VOL. 44, No. 1, JANUARY 2008 119 for the heat assist recording method, and IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, VOL. 44, No. 1, JANUARY for the microwave assist recording method. 2008 125, each of which is described in detail. In the present invention, energy assist recording can be performed by the methods described in these documents.

上記磁気記録媒体用ガラス基板、磁気記録媒体(例えば磁気ディスク)とも、その寸法に特に制限はないが、例えば、高記録密度化が可能であるため媒体および基板を小型化することも可能である。例えば、公称直径2.5インチは勿論、更に小径(例えば1インチ、1.8インチ)、または3インチ、3.5インチ等の寸法のものとすることができる。   There are no particular limitations on the dimensions of the glass substrate for magnetic recording medium and the magnetic recording medium (for example, magnetic disk). For example, since the recording density can be increased, the medium and the substrate can be miniaturized. . For example, a nominal diameter of 2.5 inches can of course be of a smaller diameter (eg, 1 inch, 1.8 inches) or 3 inches, 3.5 inches, etc.

[磁気記録装置]
次に磁気記録装置について説明する。
本発明の磁気記録装置は、少なくとも磁気記録媒体の主表面を加熱するための熱源と、記録素子部と、再生素子部とを有する熱アシスト磁気記録ヘッド、および、上記本発明の磁気記録媒体を有するエネルギーアシスト磁気記録方式の磁気記録装置である。
本発明によれば、上記本発明の磁気記録媒体を搭載していることで、高記録密度かつ高い信頼性を有する磁気記録装置を提供することができる。
また、上記磁気記録装置は、破壊靱性の高い基板を備えるため、回転数が5000rpm以上、好ましくは7200rpm以上、より好ましくは10000rpm以上の高速回転においても十分な信頼性を有する。
さらに、上記磁気記録装置はDFH(Dynamic Flying Height)ヘッドを搭載したものであることが、高記録密度化の観点から好ましい。
上記磁気記録装置として、デスクトップパソコン、サーバ用コンピュータ、ノート型パソコン、モバイル型パソコンなどの各種コンピュータの内部記憶装置(固定ディスクなど)、画像および/または音声を記録再生する携帯記録再生装置の内部記憶装置、車載オーディオの記録再生装置を例示することができる。
[Magnetic recording device]
Next, the magnetic recording apparatus will be described.
The magnetic recording apparatus of the present invention comprises a heat-assisted magnetic recording head having at least a heat source for heating the main surface of a magnetic recording medium, a recording element unit, and a reproducing element unit, and the magnetic recording medium of the present invention. This is an energy-assisted magnetic recording type magnetic recording apparatus.
According to the present invention, a magnetic recording apparatus having a high recording density and high reliability can be provided by mounting the magnetic recording medium of the present invention.
In addition, since the magnetic recording apparatus includes a substrate having high fracture toughness, the magnetic recording apparatus has sufficient reliability even at a high speed rotation of 5000 rpm or higher, preferably 7200 rpm or higher, more preferably 10,000 rpm or higher.
Further, it is preferable that the magnetic recording apparatus is equipped with a DFH (Dynamic Flying Height) head from the viewpoint of increasing the recording density.
As the magnetic recording device, internal storage devices (fixed disks, etc.) of various computers such as desktop personal computers, server computers, notebook personal computers and mobile personal computers, and internal storages of portable recording / reproducing devices for recording and reproducing images and / or sounds Examples thereof include a device and an on-vehicle audio recording / reproducing device.

以下に、本発明を実施例により更に詳細に説明する。但し、本発明は実施例に示す態様に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, this invention is not limited to the aspect shown in the Example.

(1)熔融ガラスの作製
表2〜4に示す各組成のガラスが得られるように酸化物、炭酸塩、硝酸塩、水酸化物などの原料を秤量し、混合して調合原料とした。この原料を熔融容器に投入して1500〜1600℃の範囲で3〜6時間、加熱、熔融し、清澄、攪拌して泡、未熔解物を含まない均質な熔融ガラスを作製し、成形して8種のガラスを得た。得られたガラスNo.1〜No.16の中には泡や未熔解物、結晶の析出、熔融容器を構成する耐火物の混入物は認められなかった。
(1) Production of molten glass Raw materials such as oxides, carbonates, nitrates, hydroxides and the like were weighed and mixed so as to obtain glasses having respective compositions shown in Tables 2 to 4 to prepare blended raw materials. This raw material is put into a melting vessel, heated and melted in the range of 1500 to 1600 ° C. for 3 to 6 hours, clarified and stirred to produce a homogeneous molten glass free from bubbles and unmelted materials, and molded. Eight types of glass were obtained. The obtained glass no. 1-No. In 16, bubbles, undissolved material, crystal precipitation, and contamination of refractory constituting the melting vessel were not recognized.

(2)基板ブランクの作製
次に、下記方法AまたはBにより、円盤状の基板ブランクを作製した。
(方法A)
清澄、均質化した上記熔融ガラスをパイプから一定流量で流出するとともにプレス成形用の下型で受け、下型上に所定量の熔融ガラス塊が得られるよう流出した熔融ガラスを切断刃で切断した。そして熔融ガラス塊を載せた下型をパイプ下方から直ちに搬出し、下型と対向する上型および胴型を用いて、直径66mm、厚さ2mmの薄肉円盤状にプレス成形した。プレス成形品を変形しない温度にまで冷却した後、型から取り出してアニールし、基板ブランクを得た。なお、上記成形では複数の下型を用いて流出する熔融ガラスを次々に円盤形状の基板ブランクに成形した。
(方法B)
清澄、均質化した上記熔融ガラスを円筒状の貫通孔が設けられた耐熱性鋳型の貫通孔に上部から連続的に鋳込み、円柱状に成形して貫通孔の下側から取り出した。取り出したガラスをアニールした後、マルチワイヤーソーを用いて円柱軸に垂直な方向に一定間隔でガラスをスライス加工し、円盤状の基板ブランクを作製した。
なお、本実施例では上記方法A、Bを採用したが、円盤状の基板ブランクの製造方法としては、下記方法C、Dも好適である。
(方法C)
上記熔融ガラスをフロートバス上に流し出し、シート状のガラスに成形(フロート法による成形)し、次いでアニールした後にシートガラスから円盤状のガラスをくり貫いて基板ブランクを得ることもできる。
(方法D)
上記熔融ガラスをオーバーフローダウンドロー法(フュージョン法)によりシート状のガラスに成形、アニールし、次いでシートガラスから円盤状のガラスをくり貫いて基板ブランクを得ることもできる。
(2) Production of Substrate Blank Next, a disk-shaped substrate blank was produced by the following method A or B.
(Method A)
The clarified and homogenized molten glass flows out of the pipe at a constant flow rate and is received by a lower mold for press molding, and the molten glass that has flowed out is cut with a cutting blade so that a predetermined amount of molten glass lump is obtained on the lower mold. . Then, the lower mold on which the molten glass block was placed was immediately taken out from below the pipe, and was pressed into a thin disk shape having a diameter of 66 mm and a thickness of 2 mm using the upper mold and the barrel mold facing the lower mold. After the press molded product was cooled to a temperature at which it was not deformed, it was taken out of the mold and annealed to obtain a substrate blank. In the above molding, molten glass that flows out using a plurality of lower molds was formed into a disk-shaped substrate blank one after another.
(Method B)
The clarified and homogenized molten glass was continuously cast from above into a through hole of a heat resistant mold provided with a cylindrical through hole, formed into a columnar shape, and taken out from below the through hole. The annealed glass was annealed, and then the glass was sliced at regular intervals in a direction perpendicular to the cylinder axis using a multi-wire saw to produce a disk-shaped substrate blank.
In the present embodiment, the above methods A and B are employed, but the following methods C and D are also suitable as a method for manufacturing a disk-shaped substrate blank.
(Method C)
The molten glass is poured onto a float bath, formed into a sheet-like glass (formation by a float method), and then annealed, and then a disc-like glass is cut out from the sheet glass to obtain a substrate blank.
(Method D)
The molten glass can be formed into a sheet-like glass by the overflow down draw method (fusion method) and annealed, and then the disc-like glass is cut out from the sheet glass to obtain a substrate blank.

(3)ガラス基板の作製
上記各方法で得られた基板ブランクの中心に貫通孔をあけて、外周、内周の研削加工を行い、円盤の主表面をラッピング、ポリッシング(鏡面研磨加工)して直径65mm、厚さ0.8mmの磁気ディスク用ガラス基板に仕上げた。得られたガラス基板は、1.7質量%の珪弗酸(H2SiF)水溶液、次いで、1質量%の水酸化カリウム水溶液を用いて洗浄し、次いで純水ですすいだ後に乾燥させた。表2に示す10種のガラスから作製した基板の表面を拡大観察したところ、表面荒れなどは認められず、平滑な表面であった。
次に上記ディスク状のガラス基板を硝酸ナトリウムと硝酸カリウムの混合熔融塩に浸漬し、イオン交換(化学強化)によって表面にイオン交換層を有するガラス基板を得た。化学強化条件を表2〜4に示す。このようにイオン交換処理(化学強化処理)を施すことは、ガラス基板の耐衝撃性を高めるために有効である。イオン交換処理を施した複数枚のガラス基板から、サンプリングしたガラス基板の断面(イオン交換層を切る面)をバビネ法により観察し、イオン交換層が形成されていることを確認した。
イオン交換層はガラス基板表面の全域に形成してもよいし、外周面のみに形成してもよいし、外周面と内周面のみに形成してもよい。
また、イオン交換処理後、イオン交換層を残すように鏡面研磨処理を行ってもよい。破壊靭性値K1cを大きく低下させないためにはイオン交換層を十分残すことが好ましい。この点から、鏡面研磨処理による取代は、5μm以下とすることがより好ましい。
(3) Production of glass substrate A through hole is made in the center of the substrate blank obtained by each of the above methods, the outer periphery and inner periphery are ground, the main surface of the disk is lapped, and polishing (mirror polishing) is performed. A glass substrate for a magnetic disk having a diameter of 65 mm and a thickness of 0.8 mm was finished. The obtained glass substrate was washed with a 1.7% by mass aqueous solution of silicic acid (H 2 SiF) and then with a 1% by mass aqueous potassium hydroxide solution, then rinsed with pure water and then dried. When the surface of the substrate produced from 10 kinds of glasses shown in Table 2 was magnified, surface roughness was not observed, and the surface was smooth.
Next, the disk-shaped glass substrate was immersed in a mixed molten salt of sodium nitrate and potassium nitrate, and a glass substrate having an ion exchange layer on the surface was obtained by ion exchange (chemical strengthening). Chemical strengthening conditions are shown in Tables 2-4. Applying the ion exchange treatment (chemical strengthening treatment) in this way is effective for improving the impact resistance of the glass substrate. From a plurality of glass substrates subjected to ion exchange treatment, the sample glass substrate was observed by a Babinet method for the cross section of the sampled glass substrate (the surface to cut the ion exchange layer), and it was confirmed that the ion exchange layer was formed.
The ion exchange layer may be formed on the entire surface of the glass substrate, may be formed only on the outer peripheral surface, or may be formed only on the outer peripheral surface and the inner peripheral surface.
Further, after the ion exchange treatment, a mirror polishing treatment may be performed so as to leave an ion exchange layer. In order not to significantly reduce the fracture toughness value K 1c , it is preferable to leave a sufficient ion exchange layer. In this respect, the machining allowance by the mirror polishing process is more preferably 5 μm or less.

(4)磁気ディスクの作製
以下の方法により、上記ガラス基板の主表面上に、付着層、下地層、磁性層、保護層、潤滑層をこの順に形成し、磁気ディスクを得た。
まず、真空引きを行った成膜装置を用いて、DCマグネトロンスパッタリング法にて、Ar雰囲気中で、付着層、下地層および磁性層を順次成膜した。
このとき、付着層は、厚さ20nmのアモルファスCrTi層となるように、CrTiターゲットを用いて成膜した。続いて枚葉・静止対向型成膜装置を用いて、Ar雰囲気中で、DCマグネトロンスパッタリング法にて下地層としてCrRuからなる10nm厚の層を形成した。また、磁性層は、厚さ10nmのFePtまたはCoPt層となるように、FePtまたはCoPtターゲットを用いて成膜温度400℃にて成膜した。
磁性層までの成膜を終えた磁気ディスクを成膜装置から加熱炉内に移し、650〜700℃の温度範囲において条件を適宜選択してアニールした。
続いて、エチレンを材料ガスとしたCVD法により水素化カーボンからなる保護層を3nm形成した。この後、PFPE(パーフロロポリエーテル)を用いてなる潤滑層をディップコート法により形成した。潤滑層の膜厚は1nmであった。
以上の製造工程により、磁気ディスクを得た。
(4) Production of magnetic disk By the following method, an adhesion layer, an underlayer, a magnetic layer, a protective layer, and a lubricating layer were formed in this order on the main surface of the glass substrate to obtain a magnetic disk.
First, an adhesion layer, a base layer, and a magnetic layer were sequentially formed in an Ar atmosphere by a DC magnetron sputtering method using a vacuum-deposited film forming apparatus.
At this time, the adhesion layer was formed using a CrTi target so as to be an amorphous CrTi layer having a thickness of 20 nm. Subsequently, a 10 nm thick layer made of CrRu was formed as a base layer by a DC magnetron sputtering method in an Ar atmosphere using a single wafer / stationary facing type film forming apparatus. Further, the magnetic layer was formed at a film forming temperature of 400 ° C. using an FePt or CoPt target so as to be an FePt or CoPt layer having a thickness of 10 nm.
The magnetic disk after film formation up to the magnetic layer was transferred from the film forming apparatus to a heating furnace, and annealed by appropriately selecting conditions in a temperature range of 650 to 700 ° C.
Subsequently, a protective layer made of hydrogenated carbon was formed to 3 nm by a CVD method using ethylene as a material gas. Thereafter, a lubricating layer using PFPE (perfluoropolyether) was formed by a dip coating method. The thickness of the lubricating layer was 1 nm.
A magnetic disk was obtained by the above manufacturing process.

1.ガラスの評価
(1)ガラス転移温度Tg、熱膨張係数
化学強化処理を施す前の試料のガラス転移温度Tg、ならびに100〜300℃および500〜600℃における平均線膨張係数αを、リガク社製の熱機械分析装置(Thermo plus TMA8310)を用いて測定した。なお上記特性は、いずれも化学強化処理前後において殆んど変化しないことから、化学強化処理後のガラス基板も、上記測定によって得られたガラス転移温度Tg、ならびに100〜300℃および500〜600℃における平均線膨張係数αを有するものとみなす。
(2)ヤング率
化学強化処理を施す前の試料のヤング率を超音波法にて測定した。なおヤング率は、化学強化処理前後において殆んど変化しないことから、化学強化処理後のガラス基板も、上記測定によって得られたヤング率を有するものとみなす。
(3)比重
化学強化処理を施す前の試料の比重をアルキメデス法にて測定した。なお比重は、化学強化処理前後において殆んど変化しないことから、化学強化処理後のガラス基板も、上記測定によって得られた比重を有するものとみなす。
(4)比弾性率
上記(2)で得られたヤング率および(3)で得られた比重から、比弾性率を算出した。
(5)破壊靭性値
AKASHI社製の装置MVK−Eを用い、板状に加工し表2〜4に記載の条件で化学強化処理を施した試料に押し込み荷重9.81Nでビッカース圧子を押し込み、試料に圧痕およびクラックを導入した。
試料のヤング率をE[GPa]、圧痕対角線長さ、表面クラックの半長を測定し、荷重、試料のヤング率から破壊靭性値K1cを算出した。
(6)Tav/Tmax
板状に加工し表2〜4に記載の条件で化学強化処理を施した試料について、板厚方向の断面をバビネ法で観察し、前述の方法でTmaxとTavを算出し、算出した値からTav/Tmaxを求めた。
1. Evaluation of glass (1) Glass transition temperature Tg, coefficient of thermal expansion The glass transition temperature Tg of the sample before the chemical strengthening treatment and the average linear expansion coefficient α at 100 to 300 ° C and 500 to 600 ° C were obtained from Rigaku Corporation. It measured using the thermomechanical analyzer (Thermo plus TMA8310). In addition, since the above characteristics hardly change before and after the chemical strengthening treatment, the glass substrate after the chemical strengthening treatment also has a glass transition temperature Tg obtained by the above measurement, and 100 to 300 ° C. and 500 to 600 ° C. Is considered to have an average coefficient of linear expansion α.
(2) Young's modulus The Young's modulus of the sample before the chemical strengthening treatment was measured by an ultrasonic method. Since the Young's modulus hardly changes before and after the chemical strengthening treatment, the glass substrate after the chemical strengthening treatment is also considered to have the Young's modulus obtained by the above measurement.
(3) Specific gravity The specific gravity of the sample before the chemical strengthening treatment was measured by the Archimedes method. Since the specific gravity hardly changes before and after the chemical strengthening treatment, the glass substrate after the chemical strengthening treatment is also considered to have the specific gravity obtained by the above measurement.
(4) Specific modulus The specific modulus was calculated from the Young's modulus obtained in (2) above and the specific gravity obtained in (3).
(5) Fracture toughness value Using a device MVK-E manufactured by AKASHI, a Vickers indenter was pushed in with a pushing load of 9.81 N into a sample processed into a plate shape and subjected to chemical strengthening treatment under the conditions described in Tables 2 to 4. Indentations and cracks were introduced into the sample.
The Young's modulus of the sample was E [GPa], the diagonal length of the indentation, and the half length of the surface crack, and the fracture toughness value K 1c was calculated from the load and the Young's modulus of the sample.
(6) Tav / Tmax
About the sample processed into a plate shape and subjected to the chemical strengthening treatment under the conditions described in Tables 2 to 4, the cross section in the plate thickness direction was observed by the Babinet method, Tmax and Tav were calculated by the above-described method, and from the calculated values Tav / Tmax was determined.

2.基板の評価(表面粗さ、表面うねり)
化学強化処理前後の各基板の主表面(磁気記録層等を積層する面)の5μm×5μmの矩形領域を512×256ピクセルの解像度で原子間力顕微鏡(AFM)により観察し、1μm×1μmの範囲で512×256ピクセルの解像度で測定される表面粗さの算術平均Ra、5μm×5μmの範囲で512×256ピクセルの解像度で測定される表面粗さの算術平均Raを測定した。さらに、各基板の主表面を光学式表面形状測定装置により観察し、波長100μm〜950μmにおける表面うねりの算術平均Waを測定した。
測定の結果、1μm×1μmの範囲で測定される表面粗さの算術平均Raが0.05〜0.15nmの範囲、5μm×5μmの範囲で測定される表面粗さの算術平均Raが0.03〜0.12nmの範囲、波長100μm〜950μmにおける表面うねりの算術平均Waが0.2〜0.5nmであり、高記録密度の磁気記録媒体に用いられる基板として問題のない範囲であった。
2. Substrate evaluation (surface roughness, surface waviness)
A rectangular region of 5 μm × 5 μm on the main surface (surface on which the magnetic recording layer etc. is laminated) before and after the chemical strengthening treatment is observed with an atomic force microscope (AFM) at a resolution of 512 × 256 pixels, and 1 μm × 1 μm The arithmetic average Ra of the surface roughness measured at a resolution of 512 × 256 pixels in the range, and the arithmetic average Ra of the surface roughness measured at a resolution of 512 × 256 pixels in the range of 5 μm × 5 μm. Furthermore, the main surface of each board | substrate was observed with the optical surface shape measuring apparatus, and the arithmetic mean Wa of the surface waviness in wavelength 100micrometer-950micrometer was measured.
As a result of the measurement, the arithmetic average Ra of the surface roughness measured in the range of 1 μm × 1 μm is in the range of 0.05 to 0.15 nm, and the arithmetic average Ra of the surface roughness measured in the range of 5 μm × 5 μm is 0.00. The arithmetic average Wa of the surface waviness in the range of 03 to 0.12 nm and the wavelength of 100 μm to 950 μm was 0.2 to 0.5 nm, and there was no problem as a substrate used for a high recording density magnetic recording medium.

表2〜4に示すように、No.1〜No.16の化学強化ガラスからなる基板は、高い耐熱性(高いガラス転移温度)、高剛性(高いヤング率)、高熱膨張係数、高破壊靭性という、磁気記録媒体基板に求められる4つの特性を兼ね備えたものであった。更に表2〜4に示す結果から、No.1〜No.16のガラスからなる基板は、高速回転に耐え得る高い比弾性率を有し、かつ低比重であり基板の軽量化も可能であることも確認できる。加えてガラス基板作製のために実施例で使用したガラスが、化学強化処理によりイオン交換層を容易に形成できるものであり、その結果、高い破壊靭性を示すことも確認された。図5は、表2、表4に示すNo.1〜No.7、No.11、No.12のガラスについて、化学強化処理後の破壊靭性値を、モル比(CaO/(MgO+CaO+SrO+BaO))に対してプロットしたグラフである。このグラフから、モル比(CaO/(MgO+CaO+SrO+BaO))を下げるほど、破壊靭性値、即ち機械的強度が向上することが確認できる。
一方、モル比(CaO/(MgO+CaO+SrO+BaO))が約0.29と大きい表5に示すガラス(No.17)を用いて熔融塩の温度500℃で化学強化を行ったところ、破壊靭性値は0.74MPa・m1/2であった。さらに、複数枚のガラスを同時に500℃の熔融塩に浸漬し、化学強化したところ、急激に熔融塩が劣化し、強化後の破壊靭性値は0.74MPa・m1/2に達しなかった。同様に複数枚のガラスを順次、500℃の熔融塩に浸漬し、化学強化しても、2回目以降に化学強化したガラスの破壊靭性値は急激に低下した。これは、前述のとおり、ガラス組成中に含まれるCa2+イオンが熔融塩中に溶け出し、アルカリ金属イオン同士のイオン効果を阻害したためと推察される。なお、同様の結果が、モル比(CaO/(MgO+CaO+SrO+BaO))が0.2より大きい場合にも見られた。
これに対し、表2〜4に示すNo.1〜16の各ガラスでは、同時に複数枚のガラスを熔融塩に浸漬して化学強化しても、0.80MPa・m1/2に以上の破壊靭性値を維持することができた。また、No.1〜16の各ガラスでは、複数枚のガラスを順次、熔融塩に浸漬して化学強化しても、0.80MPa・m1/2以上の破壊靭性値を維持することができた。
このように、モル比(CaO/(MgO+CaO+SrO+BaO))が0.20以下のガラスでは、化学強化による熔融塩の劣化が生じにくく、高い破壊靭性値を有する化学強化ガラスを安定して生産することができる。これに対し、モル比(CaO/(MgO+CaO+SrO+BaO))が0.20を超えると、化学強化によって熔融塩が劣化し、高い破壊靭性値を維持することが困難になる。
なお化学強化後のNo.1〜No.7のガラスには、表面に深さ30〜120μmの圧縮応力層が形成されており、圧縮応力の大きさは2.0kgf/mm2以上の値(19.6MPa以上の値)となっている。またNo.8〜No.16のガラスには、表面に深さ20〜120μmの圧縮応力層が形成されており、圧縮応力の大きさは2.0kgf/mm2以上の値(19.6MPa以上の値)となっている。
以上の結果から、本発明によれば、磁気記録媒体基板に求められる特性を兼ね備えたガラスが得られることが確認された。
また、イオン交換処理後に0.5〜5μmの範囲内の取代で鏡面研磨を実施したこと以外は上記と同様にしてガラス基板を作製した。得られた複数枚のガラス基板の断面をバビネ法により観察したところ、イオン交換層が形成されており、機械的強度の劣化は見られなかった。その他特性については上記と同様であった。
As shown in Tables 2-4, no. 1-No. The substrate made of 16 chemically strengthened glasses has four characteristics required for a magnetic recording medium substrate, such as high heat resistance (high glass transition temperature), high rigidity (high Young's modulus), high thermal expansion coefficient, and high fracture toughness. It was a thing. Furthermore, from the results shown in Tables 2 to 4, No. 1-No. It can also be confirmed that the substrate made of 16 glass has a high specific elastic modulus that can withstand high-speed rotation, has a low specific gravity, and can reduce the weight of the substrate. In addition, it was also confirmed that the glass used in Examples for producing the glass substrate can easily form an ion exchange layer by chemical strengthening treatment, and as a result, exhibits high fracture toughness. 5 shows No. 2 shown in Tables 2 and 4. 1-No. 7, no. 11, no. It is the graph which plotted the fracture toughness value after a chemical strengthening process with respect to molar ratio (CaO / (MgO + CaO + SrO + BaO)) about 12 glasses. From this graph, it can be confirmed that as the molar ratio (CaO / (MgO + CaO + SrO + BaO)) is lowered, the fracture toughness value, that is, the mechanical strength is improved.
On the other hand, when chemical strengthening was performed at a molten salt temperature of 500 ° C. using the glass (No. 17) shown in Table 5 having a large molar ratio (CaO / (MgO + CaO + SrO + BaO)) of about 0.29, the fracture toughness value was 0. It was .74 MPa · m 1/2 . Furthermore, when a plurality of glasses were simultaneously immersed in a molten salt at 500 ° C. and chemically strengthened, the molten salt deteriorated rapidly, and the fracture toughness value after strengthening did not reach 0.74 MPa · m 1/2 . Similarly, even when a plurality of glasses were sequentially immersed in a molten salt at 500 ° C. and chemically strengthened, the fracture toughness value of the chemically strengthened glass after the second time decreased rapidly. As described above, this is presumed to be because Ca 2+ ions contained in the glass composition were dissolved in the molten salt and inhibited the ion effect between the alkali metal ions. Similar results were also observed when the molar ratio (CaO / (MgO + CaO + SrO + BaO)) was greater than 0.2.
On the other hand, No. shown in Tables 2-4. In each of the glasses 1 to 16, even when a plurality of glasses were immersed in a molten salt at the same time and chemically strengthened, the fracture toughness value of 0.80 MPa · m 1/2 or more could be maintained. No. In each of the glasses 1 to 16, a fracture toughness value of 0.80 MPa · m 1/2 or more could be maintained even when a plurality of glasses were sequentially immersed in a molten salt and chemically strengthened.
Thus, in a glass having a molar ratio (CaO / (MgO + CaO + SrO + BaO)) of 0.20 or less, it is difficult to cause deterioration of the molten salt due to chemical strengthening, and it is possible to stably produce chemically strengthened glass having a high fracture toughness value. it can. On the other hand, when the molar ratio (CaO / (MgO + CaO + SrO + BaO)) exceeds 0.20, the molten salt deteriorates due to chemical strengthening, and it becomes difficult to maintain a high fracture toughness value.
No. after chemical strengthening. 1-No. In the glass No. 7, a compressive stress layer having a depth of 30 to 120 μm is formed on the surface, and the magnitude of the compressive stress is 2.0 kgf / mm 2 or more (19.6 MPa or more). . No. 8-No. A compression stress layer having a depth of 20 to 120 μm is formed on the surface of 16 glass, and the magnitude of the compression stress is 2.0 kgf / mm 2 or more (a value of 19.6 MPa or more). .
From the above results, according to the present invention, it was confirmed that a glass having characteristics required for a magnetic recording medium substrate can be obtained.
Further, a glass substrate was produced in the same manner as described above except that mirror polishing was performed with a machining allowance within the range of 0.5 to 5 μm after the ion exchange treatment. When cross sections of the obtained plurality of glass substrates were observed by the Babinet method, an ion exchange layer was formed, and no deterioration in mechanical strength was observed. Other characteristics were the same as above.

各実施例(化学強化後のNo.1〜16の各ガラス)について、前記したバビネ法により観察により得られた断面写真では、2つの主表面に垂直な仮想断面における応力プロファイルにおいて、引張応力分布が凸形状であり、アップヒルは見られなかった。これら応力プロファイルから、図3に基づき説明した前記方法でTav/Tmaxを求めたところ、No.1 〜13のガラスの化学強化後のTav/Tmaxの値は0.8以上であった。また、No.14〜16のガラスの化学強化後のTav/Tmaxの値は0.5以上であった。
上記の応力プロファイルを示す化学強化ガラス基板が遅れ破壊を示さないことを実証するため、以下の試験を行った。
実施例において破壊靭性値を測定した化学強化処理後の試料には、押し込み荷重9.81Nでビッカース圧子を押し込んでできた圧痕が存在する。この圧痕のある試料を環境試験機に入れて温度80℃、相対湿度80%の環境下に7日間放置した後、取り出し、圧痕を観察した。試料は、各実施例ともに100枚ずつ用意し、上記試験を行った結果、いずれの試料においても圧痕からのクラックの伸長は認められなかった。
これに対し、Na2O、K2Oを含みLi2Oを含まないガラス、例えば、No.1のガラス組成において、Li2Oの全量をNa2Oに置換した組成を有するガラス、を硝酸カリウムの熔融塩に浸漬して化学強化した試料は、バビネ法による応力プロファイルにおいて、図2に示すようにアップヒルが観察され、Tav/Tmax<0.5であった。当該試料について、上記試験を行ったところ、100枚のうち8枚について、圧痕からのクラックの伸長が認められ、3枚についてはクラックの伸長が著しく、破損していた。
以上の遅れ破壊の加速試験の結果から、実施例の化学強化ガラス基板において遅れ破壊防止効果が得られていることを確認した。
For each example (each glass of No. 1 to 16 after chemical strengthening), in the cross-sectional photograph obtained by observation by the above-mentioned Babinet method, in the stress profile in the virtual cross section perpendicular to the two main surfaces, the tensile stress distribution Is convex and no uphill was seen. From these stress profiles, Tav / Tmax was determined by the method described with reference to FIG. The value of Tav / Tmax after chemical strengthening of glasses 1 to 13 was 0.8 or more. No. The value of Tav / Tmax after chemical strengthening of glasses 14 to 16 was 0.5 or more.
In order to demonstrate that the chemically strengthened glass substrate exhibiting the above stress profile does not exhibit delayed fracture, the following test was performed.
In the sample after the chemical strengthening treatment in which the fracture toughness value was measured in the examples, there is an indentation formed by indenting the Vickers indenter with an indentation load of 9.81N. The indented sample was placed in an environmental testing machine and left in an environment of a temperature of 80 ° C. and a relative humidity of 80% for 7 days, then taken out and indented. As a result of preparing 100 samples for each example and conducting the above test, no extension of cracks from the indentation was observed in any of the samples.
On the other hand, glass containing Na 2 O, K 2 O and no Li 2 O, for example, No. The glass composition of No. 1 having a composition in which the total amount of Li 2 O is replaced with Na 2 O is immersed in a molten salt of potassium nitrate and chemically strengthened, as shown in FIG. Uphill was observed at Tav / Tmax <0.5. When the above-mentioned test was performed on the sample, crack extension from the indentation was recognized in 8 out of 100 sheets, and crack extension was remarkable in 3 sheets and was damaged.
From the results of the delayed fracture acceleration test described above, it was confirmed that the delayed fracture prevention effect was obtained in the chemically strengthened glass substrate of the example.

3.磁気ディスクの評価
(1)平坦性
一般に、平坦度が5μm以下であれば信頼性の高い記録再生を行うことができる。上記方法で実施例のガラス基板を用いて形成した各磁気ディスク表面の平坦度(ディスク表面の最も高い部分と、最も低い部分との上下方向(表面に垂直な方向)の距離(高低差))を、平坦度測定装置で測定したところ、いずれの磁気ディスクも平坦度は5μm以下であった。この結果から、実施例のガラス基板は、FePt層またはCoPt層形成時の高温処理においても大きな変形を起こさなかったことが確認できる。
(2)ロードアンロード試験
上記方法で実施例のガラス基板を用いて形成した各磁気ディスクを、回転数10000rpmの高速で回転する2.5インチ型ハードディスクドライブに搭載し、ロードアンロード(Load Unload、以下、LUL)試験を行った。上記ハードディスクドライブにおいて、スピンドルモーターのスピンドルはステンレス製であった。いずれの磁気ディスクもLULの耐久回数は60万回を超えた。また、LUL試験中にスピンドル材料との熱膨張係数の違いによる変形や高速回転によるたわみが生じると試験中にクラッシュ障害やサーマルアスペリティ障害が生じるが、いずれの磁気ディスクも試験中にこれら障害は発生しなかった。
(3)耐衝撃性試験
磁気ディスク用ガラス基板(2.5インチサイズ、板厚0.8mm)を作製し、ランスモント社製MODEL−15Dを用いて衝撃試験を行った。この衝撃試験は、磁気ディスク用ガラス基板を、HDDのスピンドルおよびクランプ部に似せて作製された専用の衝撃試験用治具に組み付け、1msecで1500Gの正弦半波パルスの衝撃を主表面に対する垂直方向に与え、この磁気ディスク用ガラス基板の破損状況を見ることによって行った。その結果、実施例のガラス基板においては破損が観察されなかった。
3. Evaluation of magnetic disk (1) Flatness Generally, if the flatness is 5 μm or less, highly reliable recording and reproduction can be performed. Flatness of each magnetic disk surface formed using the glass substrate of the example by the above method (distance (height difference) in the vertical direction (direction perpendicular to the surface) between the highest part and the lowest part of the disk surface) Was measured with a flatness measuring device, and the flatness of all the magnetic disks was 5 μm or less. From this result, it can be confirmed that the glass substrate of the example did not undergo major deformation even in the high-temperature treatment when forming the FePt layer or the CoPt layer.
(2) Load / unload test Each magnetic disk formed using the glass substrate of the example by the above method is mounted on a 2.5 inch hard disk drive rotating at a high speed of 10,000 rpm, and load unload (Load Unload). , Hereinafter referred to as LUL). In the hard disk drive, the spindle motor spindle was made of stainless steel. In all the magnetic disks, the LUL endurance exceeded 600,000 times. Also, if a deformation due to a difference in thermal expansion coefficient with the spindle material or a deflection due to high-speed rotation occurs during the LUL test, a crash failure or thermal asperity failure will occur during the test. I did not.
(3) Impact resistance test A glass substrate for magnetic disk (2.5 inch size, 0.8 mm thick) was prepared, and an impact test was performed using MODEL-15D manufactured by Lancemont. In this impact test, the magnetic disk glass substrate was assembled in a dedicated impact test jig made to resemble the HDD spindle and clamp, and a shock of a 1500 G sine half-wave pulse was perpendicular to the main surface in 1 msec. This was performed by observing the breakage of the glass substrate for magnetic disk. As a result, no breakage was observed in the glass substrate of the example.

以上の結果から、本発明によれば、耐衝撃性に優れ、信頼性の高い記録再生が可能である磁気記録媒体用ガラス基板が得られることが確認できる。   From the above results, it can be confirmed that according to the present invention, a glass substrate for a magnetic recording medium having excellent impact resistance and capable of recording and reproducing with high reliability can be obtained.

上記方法で実施例のガラス基板を用いて作製した磁気ディスクをレーザー光の照射により磁化反転をアシストする記録方式(熱アシスト記録方式)のハードディスクドライブに搭載し、熱アシスト記録方式の磁気記録装置を作製した。前記磁気記録装置は、磁気記録媒体(磁気ディスク)の主表面を加熱するための熱源(レーザー光源)と、記録素子部と、再生素子部とを有する熱アシスト磁気記録ヘッド、および磁気ディスクを有する。なお、上記磁気記録装置の磁気ヘッドはDFH(Dynamic Flying Height)ヘッドであり、磁気ディスクの回転数は10000rpmである。これとは別に、作製した磁気ディスクをマイクロ波によりアシストする記録方式(マイクロ波アシスト記録方式)のハードディスクドライブに搭載し、マイクロ波アシスト記録方式の情報記録装置を作製した。これら作製したHDD(ハードディスクドライブ)はいずれも良好に動作した。このように高Ku磁性材料とエネルギーアシスト記録の組み合わせた情報記録装置によれば、先に説明したように高密度記録を実現することができる。   A magnetic disk produced by using the glass substrate of the above example by the above method is mounted on a hard disk drive of a recording system (thermally assisted recording system) that assists magnetization reversal by irradiation of a laser beam, and a magnetic recording apparatus of a thermally assisted recording system is installed. Produced. The magnetic recording device includes a heat source (laser light source) for heating the main surface of a magnetic recording medium (magnetic disk), a heat-assisted magnetic recording head having a recording element unit, and a reproducing element unit, and a magnetic disk. . The magnetic head of the magnetic recording apparatus is a DFH (Dynamic Flying Height) head, and the rotational speed of the magnetic disk is 10,000 rpm. Separately, the produced magnetic disk was mounted on a recording system (microwave assisted recording system) hard disk drive assisted by microwaves to produce an information recording apparatus of microwave assisted recording system. All of these manufactured HDDs (hard disk drives) operated well. As described above, according to the information recording apparatus in which the high Ku magnetic material and the energy assist recording are combined, high-density recording can be realized.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明によれば、高密度記録化に最適な磁気記録媒体を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a magnetic recording medium optimum for high density recording.

Claims (38)

モル%表示で、
SiO を55〜78%、
Li Oを0%を超えて5%以下、
Na Oを3〜15%、
MgO、CaO、SrOおよびBaOを合計で10〜25%、
含み、
MgO、CaO、SrOおよびBaOの合計含有量に対するCaOの含有量のモル比(CaO/(MgO+CaO+SrO+BaO))が0.20以下、
ガラス転移温度が650℃以上、
である磁気記録媒体基板用ガラス。
In mol%
The SiO 2 55~78%,
Li 2 O exceeds 0% and 5% or less,
The Na 2 O 3~15%,
10 to 25% in total of MgO, CaO, SrO and BaO,
Including
The molar ratio of the content of CaO to the total content of MgO, CaO, SrO and BaO (CaO / (MgO + CaO + SrO + BaO)) is 0.20 or less,
Glass transition temperature of 650 ° C. or higher,
A glass for a magnetic recording medium substrate.
含有量が0〜3モル%である請求項1に記載の磁気記録媒体基板用ガラス。 The glass for a magnetic recording medium substrate according to claim 1, wherein the B 2 O 3 content is 0 to 3 mol% . Al 含有量が0〜12モル%である請求項1または2に記載の磁気記録媒体基板用ガラス。 Al 2 O 3 content is 0 to 12 mol% claim 1 or 2 magnetic recording medium glass substrate according to. NaOの含有量に対するCaOの含有量のモル比CaO/NaOが1.5以下である請求項1〜3のいずれか1項に記載の磁気記録媒体基板用ガラス。 Na 2 O magnetic recording medium glass substrate according to any one of claims 1 to 3 molar ratio CaO / Na 2 O content of CaO is 1.5 or less to the content of. ZrO、TiO、Y、La、Gd、Yb、Nb、TaおよびHfOからなる群から選ばれる一種以上を含む請求項1〜4のいずれか1項に記載の磁気記録媒体基板用ガラス。 ZrO 2, TiO 2, Y 2 O 3, La 2 O 3, Gd 2 O 3, Yb 2 O 3, Nb 2 O 5, Ta 2 O 5 and claims, including one or more kinds selected from the group consisting of HfO 2 The glass for magnetic recording medium substrates of any one of 1-4. ZrO、TiO、Y、La、Gd、Yb、Nb、TaおよびHfOの合計含有量が0〜10モル%である請求項1〜5のいずれか1項に記載の磁気記録媒体基板用ガラス。 The total content of ZrO 2 , TiO 2 , Y 2 O 3 , La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Yb 2 O 3 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 and HfO 2 is 0 to 10 mol%. The glass for magnetic recording media substrates of any one of Claims 1-5. SiO、ZrO、TiO、Y、La、Gd、Yb、Nb、TaおよびHfOの合計含有量が66モル%以上である請求項5または6に記載の磁気記録媒体基板用ガラス。 The total content of SiO 2 , ZrO 2 , TiO 2 , Y 2 O 3 , La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Yb 2 O 3 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 and HfO 2 is 66 mol% or more. The glass for a magnetic recording medium substrate according to claim 5 or 6. ZrO 含有量が0〜6モル%である請求項1〜7のいずれか1項に記載の磁気記録媒体基板用ガラス。 The magnetic recording medium glass substrate according to any one of claims 1 to 7 ZrO 2 content of 0-6 mol%. SiOおよびZrOの合計含有量が66モル%以上である請求項1〜8のいずれか1項に記載の磁気記録媒体基板用ガラス。 The glass for a magnetic recording medium substrate according to claim 1, wherein the total content of SiO 2 and ZrO 2 is 66 mol% or more. 100〜300℃における平均線膨張係数が50×10−7/℃以上、
ヤング率が75GPa以上、かつ
比弾性率が25MNm/kg以上、
である請求項1〜9のいずれか1項に記載の磁気記録媒体基板用ガラス。
The average linear expansion coefficient at 100 to 300 ° C. is 50 × 10 −7 / ° C. or more,
Young's modulus is 75 GPa or more and specific modulus is 25 MNm / kg or more,
The glass for a magnetic recording medium substrate according to any one of claims 1 to 9.
請求項1〜10のいずれか1項に記載の磁気記録媒体基板用ガラスを化学強化することにより得られた化学強化ガラスからなる磁気記録媒体用ガラス基板。 The glass substrate for magnetic recording media which consists of chemically strengthened glass obtained by chemically strengthening the glass for magnetic recording medium substrates of any one of Claims 1-10. 前記化学強化ガラスは、バビネ法により求められる2つの主表面に垂直な仮想断面における応力プロファイルにおいて、引張応力分布が凸形状であり、ただし該凸形状は圧縮応力側へ凹む凹み部を含まない化学強化ガラスである請求項11に記載の磁気記録媒体用ガラス基板。 The chemically tempered glass has a convex tensile stress distribution in a stress profile in a virtual cross section perpendicular to two main surfaces obtained by the Babinet method, but the convex shape does not include a dent that is recessed toward the compressive stress side. The glass substrate for a magnetic recording medium according to claim 11, which is a tempered glass. 前記化学強化ガラスは、バビネ法により求められる引張応力の平均値Tavと引張応力の最大値Tmaxとが、下記式(1):
Tav/Tmax≧0.5
である化学強化ガラスである請求項11または12に記載の磁気記録媒体用ガラス基板。
In the chemically strengthened glass, the average value Tav of tensile stress and the maximum value Tmax of tensile stress obtained by the Babinet method are expressed by the following formula (1):
Tav / Tmax ≧ 0.5
The glass substrate for magnetic recording media according to claim 11, wherein the glass substrate is a chemically strengthened glass.
前記化学強化ガラスは、ナトリウム塩およびカリウム塩を含む熔融塩に浸漬して化学強化されたガラスである請求項11〜13のいずれか1項に記載の磁気記録媒体用ガラス基板。 The glass substrate for a magnetic recording medium according to any one of claims 11 to 13 , wherein the chemically strengthened glass is glass that has been chemically strengthened by immersion in a molten salt containing a sodium salt and a potassium salt. LiOを0.1モル%以上含むガラスを前記熔融塩に浸漬して化学強化されたガラスである請求項14に記載の磁気記録媒体用ガラス基板。 The glass substrate for a magnetic recording medium according to claim 14 , wherein the glass substrate is a glass that is chemically strengthened by immersing glass containing 0.1 mol% or more of Li 2 O in the molten salt. 破壊靭性値K1cが0.8MPa・m1/2以上である請求項11〜15のいずれか1項に記載の磁気記録媒体用ガラス基板。 The glass substrate for a magnetic recording medium according to any one of claims 11 to 15 , wherein the fracture toughness value K1c is 0.8 MPa · m1 / 2 or more. 原子間力顕微鏡を用いて1μm角で512×256ピクセルの解像度で測定し主表面の算術平均粗さ(Ra)が0.15nm以下である請求項11〜16のいずれか1項に記載の磁気記録媒体用ガラス基板。 The magnetism according to any one of claims 11 to 16 , wherein an arithmetic mean roughness (Ra) of the main surface is 0.15 nm or less as measured with an atomic force microscope at a resolution of 512 x 256 pixels at 1 µm square. Glass substrate for recording media. 板厚が0.5mm以上である請求項11〜17のいずれか1項に記載の磁気記録媒体用ガラス基板。 The glass substrate for a magnetic recording medium according to any one of claims 11 to 17 , wherein a plate thickness is 0.5 mm or more. 回転数が5000rpm以上の磁気記録装置に用いられる磁気記録媒体用のガラス基板である請求項11〜18のいずれか1項に記載の磁気記録媒体用ガラス基板。 The glass substrate for a magnetic recording medium according to any one of claims 11 to 18 , which is a glass substrate for a magnetic recording medium used in a magnetic recording apparatus having a rotational speed of 5000 rpm or more. DFH(Dynamic Flying Height)ヘッドを搭載した磁気記録装置に用いられる磁気記録媒体用のガラス基板である請求項11〜19のいずれか1項に記載の磁気記録媒体用ガラス基板。 The glass substrate for a magnetic recording medium according to any one of claims 11 to 19 , which is a glass substrate for a magnetic recording medium used in a magnetic recording apparatus equipped with a DFH (Dynamic Flying Height) head. エネルギーアシスト磁気記録用磁気記録媒体に用いられる請求項11〜20のいずれか1項に記載の磁気記録媒体用ガラス基板。 21. The glass substrate for a magnetic recording medium according to any one of claims 11 to 20 , which is used for a magnetic recording medium for energy-assisted magnetic recording. モル%表示で、
SiO を55〜78%、
Li Oを0%を超えて5%以下、
Na Oを3〜15%、
MgO、CaO、SrOおよびBaOを合計で10〜25%、
含み、
MgO、CaO、SrOおよびBaOの合計含有量に対するCaOの含有量のモル比(CaO/(MgO+CaO+SrO+BaO))が0.20以下、
ガラス転移温度が650℃以上、
である磁気記録媒体用ガラス基板ブランク。
In mol%
The SiO 2 55~78%,
Li 2 O exceeds 0% and 5% or less,
The Na 2 O 3~15%,
10 to 25% in total of MgO, CaO, SrO and BaO,
Including
The molar ratio of the content of CaO to the total content of MgO, CaO, SrO and BaO (CaO / (MgO + CaO + SrO + BaO)) is 0.20 or less,
Glass transition temperature of 650 ° C. or higher,
A glass substrate blank for a magnetic recording medium.
ディスク形状である請求項22に記載の磁気記録媒体用ガラス基板ブランク。 The glass substrate blank for a magnetic recording medium according to claim 22 , which has a disk shape. モル%表示で、
SiO を55〜78%、
Li Oを0%を超えて5%以下、
Na Oを3〜15%、
MgO、CaO、SrOおよびBaOを合計で10〜25%、
含み、
MgO、CaO、SrOおよびBaOの合計含有量に対するCaOの含有量のモル比(CaO/(MgO+CaO+SrO+BaO))が0.20以下、
ガラス転移温度が650℃以上、
であるガラスが得られるようにガラス原料を調合すること、
調合したガラス原料を熔融して熔融ガラスを得ること、および、
得られた熔融ガラスをプレス成形してガラスからなる基板ブランクを作製すること、
を含む磁気記録媒体用ガラス基板ブランクの製造方法。
In mol%
The SiO 2 55~78%,
Li 2 O exceeds 0% and 5% or less,
The Na 2 O 3~15%,
10 to 25% in total of MgO, CaO, SrO and BaO,
Including
The molar ratio of the content of CaO to the total content of MgO, CaO, SrO and BaO (CaO / (MgO + CaO + SrO + BaO)) is 0.20 or less,
Glass transition temperature of 650 ° C. or higher,
Formulating the glass raw material so that a glass is obtained,
Melting the prepared glass raw material to obtain a molten glass; and
Producing a substrate blank made of glass by press-molding the obtained molten glass;
The manufacturing method of the glass substrate blank for magnetic recording media containing this.
前記熔融ガラスをディスク形状にプレス成形する請求項24に記載の磁気記録媒体用ガラス基板ブランクの製造方法。 The method for producing a glass substrate blank for a magnetic recording medium according to claim 24 , wherein the molten glass is press-molded into a disk shape. 空中にある熔融ガラスをプレス成形する請求項24または25に記載の磁気記録媒体用ガラス基板ブランクの製造方法。 The method for producing a glass substrate blank for a magnetic recording medium according to claim 24 or 25 , wherein molten glass in the air is press-molded. 請求項22または23に記載の磁気記録媒体用ガラス基板ブランクを加工することを含む磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法。 The manufacturing method of the glass substrate for magnetic recording media including processing the glass substrate blank for magnetic recording media of Claim 22 or 23 . 請求項2426のいずれか1項に記載の方法により磁気記録媒体用ガラス基板ブランクを作製すること、および、
前記基板ブランクを加工すること、
を含む磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法。
To produce a glass substrate blank for a magnetic recording medium by the method according to any one of claims 24-26, and,
Processing the substrate blank;
The manufacturing method of the glass substrate for magnetic recording media containing this.
ナトリウム塩およびカリウム塩を含む熔融塩にガラスを浸漬して化学強化することを含む請求項27または28に記載の磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法。 The method for producing a glass substrate for a magnetic recording medium according to claim 27 or 28 , comprising immersing the glass in a molten salt containing a sodium salt and a potassium salt to chemically strengthen the glass. LiOを0.1モル%以上含むガラスを前記熔融塩に浸漬して化学強化する請求項29に記載の磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法。 Method of manufacturing a glass substrate for a magnetic recording medium of claim 29, chemical strengthening glass that contains a li 2 O 0.1 mol% or more immersed in the molten salt. バビネ法により求められる引張応力の平均値Tavと引張応力の最大値Tmaxとが、下記式(1):
Tav/Tmax≧0.5
を満たす化学強化ガラスとなるように前記化学強化を行う請求項29または30に記載の磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法。
The average value Tav of the tensile stress obtained by the Babinet method and the maximum value Tmax of the tensile stress are expressed by the following formula (1):
Tav / Tmax ≧ 0.5
The method for producing a glass substrate for a magnetic recording medium according to claim 29 or 30 , wherein the chemical strengthening is performed so as to be a chemically strengthened glass satisfying the above.
バビネ法により求められる2つの主表面に垂直な仮想断面における応力プロファイルにおいて、引張応力分布が凸形状であり、ただし該凸形状は圧縮応力側へ凹む凹み部を含まない化学強化ガラスとなるように前記化学強化を行う請求項29または30に記載の磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法。 In the stress profile in the virtual cross section perpendicular to the two main surfaces obtained by the Babinet method, the tensile stress distribution has a convex shape, provided that the convex shape is a chemically strengthened glass that does not include a concave portion recessed to the compressive stress side. The method for producing a glass substrate for a magnetic recording medium according to claim 29 or 30 , wherein the chemical strengthening is performed. 請求項11〜19のいずれか1項に記載の磁気記録媒体用ガラス基板上に磁気記録層を有する磁気記録媒体。 The magnetic recording medium having a magnetic recording layer on the magnetic recording medium glass substrate according to any one of claims 11 to 19. 前記磁気記録層はFeおよび/またはCoと、Ptとの合金を主成分とする磁性材料を含む磁気記録層であり、前記磁気記録媒体はエネルギーアシスト磁気記録用磁気記録媒体である請求項33に記載の磁気記録媒体。 The magnetic recording layer and the Fe and / or Co, a magnetic recording layer containing magnetic material mainly composed of an alloy of Pt, to claim 33 wherein the magnetic recording medium is an energy-assisted magnetic recording for a magnetic recording medium The magnetic recording medium described. 請求項11〜21のいずれか1項に記載の磁気記録媒体用ガラス基板の主表面に、Feおよび/またはCoと、Ptとの合金を主成分とする磁性材料を成膜した後、アニール処理を行うことにより磁気記録層を形成することを含む磁気記録媒体の製造方法。 An annealing treatment after forming a magnetic material mainly composed of an alloy of Fe and / or Co and Pt on the main surface of the glass substrate for a magnetic recording medium according to any one of claims 11 to 21. A method of manufacturing a magnetic recording medium including forming a magnetic recording layer by performing 少なくとも磁気記録媒体の主表面を加熱するための熱源と、記録素子部と、再生素子部とを有する熱アシスト磁気記録ヘッド、および、請求項33または34に記載の磁気記録媒体を有するエネルギーアシスト磁気記録方式の磁気記録装置。 35. A heat-assisted magnetic recording head having at least a heat source for heating the main surface of the magnetic recording medium, a recording element portion, and a reproducing element portion, and energy-assisted magnetism having the magnetic recording medium according to claim 33 or 34 Recording type magnetic recording device. 回転数が5000rpm以上である請求項36に記載の磁気記録装置。 The magnetic recording apparatus according to claim 36 , wherein the rotational speed is 5000 rpm or more. DFH(Dynamic Flying Height)ヘッドを搭載した請求項36または37に記載の磁気記録装置。
38. The magnetic recording apparatus according to claim 36 or 37 , wherein a DFH (Dynamic Flying Height) head is mounted.
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