JP4039381B2 - ガラス組成物を用いた情報記録媒体用ガラス基板及びこれを用いた情報記録媒体 - Google Patents

Description

本発明はガラス組成物を用いた情報記録媒体用ガラス基板（以下、単に「ガラス基板」と記することがある）に関し、より詳細には磁気ディスク、光磁気ディスク、ＤＶＤ、ＭＤなどの情報記録用媒体などの基板として用いるガラス基板に関するものである。

従来、磁気ディスク用基板としては、デスクトップ用コンピュータやサーバなどの据え置き型にはアルミニウム合金が、他方ノート型コンピュータやモバイル型コンピュータなどの携帯型にはガラス基板が一般に使用されていたが、アルミニウム合金は変形しやすく、また硬さが不十分であるため研磨後の基板表面の平滑性が十分とは言えなかった。さらに、ヘッドが機械的に磁気ディスクに接触する際、磁性膜が基板から剥離しやすいという問題もあった。そこで、変形が少なく、平滑性が良好で、かつ機械的強度の大きいガラス基板が携帯型のみならず据え置き型の機器やその他の家庭用情報機器にも今後広く使用されていくものと予測される。

ガラス基板としては一般的に、基板表面のアルカリ元素を他のアルカリ元素と置換して機械的強度を向上させた化学強化ガラスや、結晶化処理を施した結晶化ガラス、そしてソーダライムガラスなどが知られている。

しかし、化学強化ガラスでは煩雑なイオン交換工程が必要であり、またイオン交換後の再加工が不可能であるため製造歩留を上げることが難しい。また、ガラス基板にイオン交換性を持たせるために、アルカリ金属イオンの基板中での移動が容易となるようにしていたので、基板表面のアルカリ金属イオンが、磁性膜を成膜する際の加熱工程時に表面に移動して溶出したり、あるいは磁性膜を侵食したり、磁性膜の付着強度を劣化させたりする問題がある。

結晶化ガラスでは表面平滑性が不十分で、高密度記録化が困難という問題がある。この問題を解決するために例えば、主結晶として石英固溶体又はエンスタタイトを含有させた結晶化ガラスが提案されているが（特許文献１〜特許文献３）、かかる結晶化ガラスは表面硬度が高いため、研磨加工性が悪く、テープ研磨などによる表面形状制御が困難である。

ソーダライムガラスでは、情報記録用基板として用いるには機械的強度、化学的耐久性が不十分であった。加えて、前記の化学強化ガラスと同様にアルカリ金属元素を含むので、基板表面のアルカリ金属イオンが磁性膜を侵食したり、磁性膜の付着強度を劣化させたりする問題がある。この問題を解決するために例えば、アルカリ金属酸化物を含有しないガラスが提案されているが（特許文献４）、提案されているガラス基板では、溶融性を確保するためにアルカリ土類金属又は酸化ホウ素を多量に含有させる必要があり、溶融時に失透しやすくなると共に、破壊靭性が低下し、加工時の歩留まりが大きく低下する。
特開２０００−１６９１８４号公報（特許請求の範囲、（０００７）段〜（０００８）段） 特開２０００−１６９１８６号公報（特許請求の範囲、（０００７）段〜（００１１）段） 特開２０００−１６９００８号公報（特許請求の範囲、（０００８）段〜（０００９）段） 特開平９−１２３３３号公報（特許請求の範囲、（０００６）段〜（０００８）段）

本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、強化処理を行うことなく優れた比弾性率を有し、またアルカリ溶出量が少なく、そして高い耐熱性を有し、さらには高い破壊靭性を有すると共に所定の表面硬度を有するガラス組成物を用いて作製された情報記録媒体用ガラス基板を提供することにある。

また本発明の他の目的は、機械的強度および耐久性に優れると共に、高密度記録が可能な情報記録媒体を提供することにある。

本発明によれば、重量％で、ＳｉＯ_２：６０．２〜７０％、Ａｌ_２Ｏ_３：１〜２０％、Ｂ_２Ｏ_３：０〜１０％（ただし、ゼロを含む）、ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３：６０〜９０％、Ｒ_２Ｏ（Ｒ＝Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）の総量：３．０〜１５％、Ｒ’Ｏ（Ｒ’＝Ｍｇ，Ｚｎ）の総量：２．０〜１５％、ＭＯｘ（ＴｉＯ_２＋ＺｒＯ_２＋Ｌｎ_ｘＯ_ｙ）：１．０〜２０％（Ｌｎ_ｘＯ_ｙはランタノイド金属酸化物及びＹ_２Ｏ_３，Ｎｂ_２Ｏ_５，Ｔａ_２Ｏ_５からなる群より選ばれた少なくとも１つの化合物を意味する）の各ガラス成分を有し、下記式
０．０８０＜（Ｒ’Ｏの総量）／（ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３）＜０．１８０
０．１５＜Ａｌ_２Ｏ_３／（ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３）＜０．２５
を満足するガラス組成物を用いて作製されたことを特徴とする情報記録媒体用ガラス基板が提供される。なお、以下「％」は特に断りのない限り「重量％」を意味するものとする。

ここで、情報記録媒体用ガラス基板としての必要特性を向上させる観点から、下記式の少なくとも一方を満足させるのが好ましい。
Ａｌ_２Ｏ_３／Ｂ_２Ｏ_３＞２．０ 又は Ｂ_２Ｏ_３＝０％
０．５０＜（Ｒ’Ｏの総量）／ＭＯｘ＜５．００

ここで、強化処理を行うことなく、比弾性率（Ｅ／ρ）を３３以上、ビッカース硬度Ｈｖを５５０〜６７５、アルカリ溶出量Ａを２．５インチディスク当たり２００ｐｐｂ以下、Ｓｉ溶出量Ｓを２．５インチディスク当たり５００ｐｐｂ以下、破壊靭性値Ｋｃを０．８５（ＭＰａ／ｍ^1/2）より大きく、ガラス転移点Ｔｇを５５０℃以上とするのが好ましい。さらには、Ｔｇ／Ｈｖ＞０．８５、Ｔｇ×Ｋｃ＞５００、Ｔｇ×Ｋｃ／Ｈｖ＞０．８０の各式を満足するようにするのが好ましい。

そしてまた本発明によれば、前記ガラス基板に情報記録層を形成したことを特徴とする情報記録媒体が提供される。

なお、比弾性率（Ｅ／ρ）はヤング率Ｅを比重ρで割った値であって、ヤング率はＪＩＳ Ｒ １６０２ファインセラミックスの弾性試験方法の動的弾性率試験方法に準じて測定する。またビッカース硬度Ｈｖは、ビッカース硬度試験機を用い荷重１００ｇ、負荷時間１５ｓｅｃの条件下にて測定した値である。アルカリ溶出量Ａ及びＳｉＯ₂溶出量Ｓは、酸化セリウムで表面を研磨してＲａ値が２ｎｍ以下の平滑面とした後表面を洗浄した試料ガラスを、８０℃の逆浸透膜水５０ｍｌ中に２４ｈ浸漬した後、ＩＣＰ発光分光分析装置でその溶出液を分析し算出した値である。なお、アルカリ溶出量はＬｉ，Ｎａ，Ｋ溶出量の総量である。試料ガラスは２．５インチディスク基板と略同一の表面積のものを用いる。

またガラス転移点Ｔｇは、粉末状に調整したガラス試料を、示差熱測定装置によって室温〜９００℃の温度範囲を１０℃／ｍｉｎの昇温速度で加熱し測定する。破壊靭性値Ｋｃは、ビッカース硬度試験機を用いて、荷重５００ｇ、負荷時間１５ｓｅｃの条件下にてビッカース圧子にて圧痕をつけ下記式から算出する（図２を参照）。

Ｋｃ＝0.018（Ｅ／Ｈｖ）^1/2（Ｐ／Ｃ^3/2）＝0.026Ｅ^1/2Ｐ^1/2ａ／Ｃ^3/2
（式中、Ｋｃ：破壊靭性値（Pa・m^1/2）、Ｅ：弾性率(Pa)、Ｈｖ：ビッカース硬度(Pa)、Ｐ：押し込み荷重(N)、Ｃ：クラック長さの平均の半分(m)、ａ：圧痕の対角線長さの平均の半分(m)）

本発明に係るガラス組成物及びガラス基板は、強化処理を行うことなく優れた比弾性率を有し、また適度な表面硬度を有し基板表面の傷を防止すると共に研磨などの表面加工が容易で、しかもアルカリ成分の溶出が少ない。また破壊靭性値が高いので情報記録用基板の製造時などに基板が破損することがない。さらに、優れた耐熱性を有するので記録膜の熱処理温度を高くでき高密度記録が可能となる。

本発明に係るガラス基板を情報記録用媒体に使用すると、表面処理が容易で、製造工程中において破損することがなく、耐久性に優れ、高い記録密度が得られる。

本発明者は、前記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、ガラス成分の組成比率、特にＳｉＯ₂−Ａｉ₂Ｏ₃−Ｂ₂Ｏ₃からなる骨格成分の総量と成分比率、Ｒ’Ｏ及びＭＯｘの比率、総量を所定範囲とすればよいことを見出し本発明をなすに至った。

以下、本発明に係るガラス組成物の成分についてその限定した理由について説明する。まずＳｉＯ_２はガラスのマトリックスを形成する成分である。その含有量が６０．２％未満では、ガラスの構造が不安定となり化学的耐久性が劣化すると共に、溶融時粘性特性が悪くなり成形性に支障を来す。一方含有量が７０％を超えると、溶融性が悪くなり生産性が低下すると共に、十分な剛性が得られなくなる。そこで含有量を６０．２〜７０％の範囲と定めた。より好ましい範囲は６０．２〜６５％の範囲である。

Ａｌ₂Ｏ₃はガラスのマトリックス中に入り、ガラス構造を安定化させ、化学的耐久性を向上させる効果を奏する。含有量が１％未満では十分な安定化効果が得られない。他方２０％を超えると溶融性が悪くなり、生産性に支障を来す。そこで含有量を１〜２０％の範囲と定めた。より好ましい範囲は５〜１８％の範囲であり、さらに好ましい範囲は１０〜１８％の範囲である。

Ｂ₂Ｏ₃は溶融性を改善し生産性を向上させると共に、ガラスのマトリックス中に入りガラス構造を安定化させ、化学的耐久性を向上させる効果を奏する。含有量が１０％を超えると、溶融時粘性特性が悪くなり、成形性に支障を来すと共に、ガラス融液の揮発性が高くなり、生産性および安定性が著しく低下する。またガラス構造が脆弱となり化学的耐久性、破壊靭性も劣化する。そこで含有量を１０％以下（ただしゼロを含む）の範囲と定めた。より好ましい上限値は５％であり、好ましい下限値は０．５％である。

ガラスの骨格成分であるこれら３つのガラス成分の総量が６０％より少ないと、ガラスの構造が脆弱となる一方、前記総量が９０％を超えると、溶融性が低下し生産性が落ちる。そこで前記総量を６０〜９０％の範囲と定めた。より好ましい範囲は６５〜８５％の範囲であり、さらに好ましい範囲は７０〜８０％の範囲である。

アルカリ金属酸化物Ｒ₂Ｏ（Ｒ＝Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）は、ガラス構造を安定化させると共に溶融性を改善し、溶融生産性を向上させる効果を奏する。アルカリ金属酸化物の総量が３．０％未満では前記効果が充分には得られない。他方、総量が１５％超えるとガラス骨格間に分散されるアルカリ量が過剰となりアルカリ溶出量が増大する。これによりガラス結合構造が脆弱となり、化学的耐久性が著しく低下すると共に耐熱性、破壊靭性が大きく低下する。そこでアルカリ金属酸化物の総量を３．０〜１５％の範囲と定めた。より好ましい範囲は５．０〜１２．０％の範囲であり、さらに好ましい範囲は７．０〜１０．０の範囲である。また、アルカリ溶出量を低減する、いわゆるアルカリ混合効果を得るためには、前記アルカリ金属酸化物の各成分の下限含有量をそれぞれ０．１％とするのが望ましい。

また２価の金属酸化物Ｒ’Ｏ（Ｒ’：Ｍｇ，Ｚｎ）は、剛性を上げると共に溶融性を改善し、ガラス構造を安定化させる効果を奏する。Ｒ’Ｏの総量が２．０％未満では前記効果が充分には得られない。他方、総量が１５％を超えると、ガラス構造が脆弱となり化学的耐久性、破壊靭性が大幅に劣化すると共に、溶融生産性が低下する。そこでＲ’Ｏの含有量を２．０〜１５％の範囲と定めた。Ｒ’Ｏの総量のより好ましい範囲は３〜１３％の範囲である。Ｒ’Ｏの各成分の好適含有量は次の通りである。

ＴｉＯ₂、ＺｒＯ₂、Ｌｎ_xＯ_yは、ガラスの構造を強固にし、剛性及び耐熱性を向上させる効果を奏する。これらの総量ＭＯｘが１．０％未満では前記効果が充分には得られない。他方、総量ＭＯｘが２０％を超えると、ガラスが不安定となり破壊靭性が大幅に低下する。また失透傾向が高まりガラスの生産性が著しく低下する。そこで総量ＭＯｘを１．０〜２０％の範囲と定めた。総量ＭＯｘのより好ましいは２〜１５％の範囲である。これらのガラス成分の好適含有量は次の通りである。

ＴｉＯ₂はガラスの構造を強固にし、剛性を向上させると共に溶融性を改善する効果を奏する。含有量が１０％を超えるとガラス構造が不安定となり、溶融生産性が低下すると共に化学的耐久性が低下するおそれがある。したがって含有量は０〜１０％の範囲が好ましい。より好ましい範囲は０．５〜７．０％の範囲であり、さらに好ましい範囲は１．０〜５．０％の範囲である。

またＺｒＯ₂はガラスの構造を強固にし剛性及び耐熱性を向上させ、また化学的耐久性を向上させる効果を奏する。含有量が１０％を超えると溶融性が低下し生産性が向上しないおそれがある。したがって含有量は０〜１０％の範囲が好ましい。より好ましい範囲は０〜８％の範囲であり、さらに好ましい範囲は０．５〜５．０％の範囲である。

ＬｎｘＯｙはガラスの構造を堅固にし、剛性、耐熱性及び破壊靭性を向上させる効果を奏する。含有量が８％を超えるとガラス構造が不安定となり、溶融生産性が低下すると共に比重が大きくなりＨＤＤ部材として不利となる。したがって含有量は８％以下が好ましい。より好ましい上限値は６％である。なお、このＬｎｘＯｙはランタノイド金属酸化物及びＹ₂Ｏ₃，Ｎｂ₂Ｏ₅，Ｔａ₂Ｏ₅からなる群より選ばれた少なくとも１つの化合物を意味し、ランタノイド金属酸化物としては、Ｌｎ₂Ｏ₃やＬｎＯなどが種類があり、ＬｎとしてはＬａ、Ｃｅ、Ｅｒ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕなどが挙げられる。

また本発明のガラス組成物では、（Ｒ’Ｏの総量）／（ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３）が０．０８０より大きく且つ０．１８０より小さいことが必要である。この比は、ガラスの骨格成分に対する、ガラス構造を強固にし剛性および耐熱性を向上させ溶融性を改善させる成分の比率であり、この比が０．０８０以下であると、骨格成分に対する（Ｒ’Ｏの総量）が過小となり、前記効果が充分には得られない。一方、前記比が０．１８０以上であると、骨格成分に対する（Ｒ’Ｏの総量）が過剰となり、ガラス構造が不安定化し化学的耐久性および破壊靭性が低下するとともに、溶融成形性が大きく低下する。

本発明のガラス組成物では、Ａｌ_２Ｏ_３／（ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３）が０．１５より大きく０．２５より小さいのが好ましい。Ａｌ_２Ｏ_３／（ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３）は、ガラス骨格における骨格成分の構成比を表す指標であり、この比率が０．１５以下であると、ガラス骨格中のＡｌ_２Ｏ_３成分が不足し、ガラス骨格の強度が脆弱となり充分な剛性および耐熱性が得られなくなるおそれがある。一方、前記比率が０．２５以上であると、ガラス骨格中に占めるＡｌ_２Ｏ_３成分が過剰となり、ガラス骨格が不安定となって溶融生産性が大きく低下し、充分な強度特性、破壊靭性、化学的耐久性が得られなくなるおそれがある。

また本発明のガラス組成物ではＢ₂Ｏ₃の含有量がゼロでない場合には、Ａｌ₂Ｏ₃／Ｂ₂Ｏ₃が２．０より大きいことが好ましい。Ａｌ₂Ｏ₃／Ｂ₂Ｏ₃が２．０以下であると、ガラスの骨格におけるＢ₂Ｏ₃の量が多くなりすぎてガラスの構造が脆弱になり、充分な破壊靭性が得られないおそれがあるからである。

そしてまた、（Ｒ’Ｏの総量）／（ＭＯｘ）が０．５０より大きく且つ５．００より小さいこと好ましい。前述のように、Ｒ’ＯとＭＯｘとはどちらもガラス構造を強固にし剛性および耐熱性を向上させる成分であって、この比が上記範囲から外れると、ガラス構造が脆弱となり溶融生産性が低下するとともに、化学的耐久性および破壊靭性が大きく低下するおそれがある。前記比のより好ましい範囲は０．７０〜３．５０である。

本発明のガラス組成物では、ＣａＯやＳｒＯ、ＢａＯ、Ｓｂ₂Ｏ₃などを本発明の効果を害さない範囲において必要によりさらに含有させてもよい。ＣａＯは線熱膨張係数及び剛性を上げると共に溶融性を改善する効果を奏する。その含有量は０〜１０％の範囲が好ましい。ＳｒＯは線熱膨張係数を上げ、溶融性を改善する効果を奏する。その含有量は０〜８％の範囲が好ましい。ＢａＯはＳｒＯを同じ効果を奏し、その含有量は０〜８％の範囲が好ましい。Ｓｂ₂Ｏ₃は清澄剤としての効果を奏し、その含有量は２％以下が好ましい。

次に本発明のガラス基板について説明する。本発明のガラス基板の大きな特徴は前記ガラス組成物を用いて製造したことにある。ガラス基板の製造方法に特に限定はなく、これまで公知の製造方法を用いることができる。例えば、各成分の原料として各々相当する酸化物、炭酸塩、硝酸塩、水酸化物等を使用し、所望の割合に秤量し、粉末で十分に混合して調合原料とする。これを例えば１，３００〜１，５５０℃に加熱された電気炉中の白金坩堝などに投入し、溶融清澄後、撹拌均質化して予め加熱された鋳型に鋳込み、徐冷してガラスブロックにする。次に、ガラス転移点付近まで再加熱し、徐冷して歪み取りを行う。そして得られたガラスブロックを円盤形状にスライスして、内周および外周を同心円としてコアドリルを用いて切り出す。あるいは溶融ガラスをプレス成形して円盤状に成形する。そして、このようにして得られた円盤状のガラス基板は、さらにその両面を粗研磨および研磨された後、水、酸、アルカリの少なくとも１つの液で洗浄されて最終的なガラス基板とされる。

ここで、本発明のガラス基板は情報記録用媒体の基板として用いるので、ヘッドの浮上量や記録媒体の膜厚を小さくする観点などから、研磨工程後のガラス基板の表面粗度Ｒａを１ｎｍ以下とし、且つ洗浄工程後の表面粗度Ｒａ’を表面粗度Ｒａの１．５倍以下とするのが好ましい。アルカリ成分を多く含む、強化処理を行ったガラス基板の場合には、研磨により表面粗度Ｒａを１ｎｍ以下にすることは可能であるが、次の洗浄工程において、水や酸、アルカリで基板表面を表面洗浄したときに、化学的耐久性が低いため表面が激しく浸食される結果、洗浄工程後の表面粗度Ｒａ’が大きくなってしまう。一方、強化処理しないガラス基板では一般に、基板の表面および内部の組成が均質であるので、洗浄工程においても基板の表面粗度Ｒａ’は大きくは変化しない。このため、ガラス成分を最適化することにより洗浄工程後の表面粗度Ｒａ’を研磨工程後の表面粗度Ｒａの１．５倍以下とすることも可能となる。

本発明に係るガラス基板ではつぎの諸物性を満足しているのが好ましい。まず、比弾性率（Ｅ／ρ）が３３以上であるのが好ましい。強化処理を行っていないガラス基板では機械的強度は基板の剛性に依存するため、比弾性率が３３よりも小さいと、基板の機械的強度が不十分となり、ＨＤＤ搭載時に外部から衝撃を受けた際、ＨＤＤ部材との締結部分から破損しやすくなるからである。より好ましい比弾性率（Ｅ／ρ）は３４以上である。

ビッカース硬度Ｈｖは５５０〜６７５の範囲が好ましい。ビッカース硬度Ｈｖが５５０よりも小さいと、衝撃による破損や製造工程内での損傷が生じやすくなる。一方、ビッカース硬度Ｈｖが６７５よりも大きいと、ガラス基板の研磨加工において研磨レート低下し、所望の平滑面が得られにくくなる共に、研磨加工後のテープテクスチャー加工による表面形状の調整やテープもしくはスクラブ洗浄処理による表面欠陥修正などが困難となるからである。ビッカース硬度をこのような範囲とするには、例えば目的とする主物性を劣化させない範囲で、ガラス中のイオン充填率を高めるように成分比率を調整すればよい。ビッカース硬度Ｈｖのより好ましい下限値は５７０であり、より好ましい上限値は６５０である。

アルカリ溶出量Ａは２．５インチディスク当たり２００ｐｐｂ以下が好ましい。アルカリ溶出量Ａが２００ｐｐｂより多いと、ガラス基板を情報記録用媒体として用いた場合に、ガラス基板表面に形成される磁性膜などの記録膜が、溶出したアルカリ成分によって劣化するからである。より好ましいアルカリ溶出量Ａは１５０ｐｐｂ以下であり、さらに好ましいアルカリ溶出量Ａは１００ｐｐｂ以下である。

Ｓｉ溶出量Ｓは２．５インチディスク当たり５００ｐｐｂ以下が好ましい。Ｓｉ溶出量Ｓが５００ｐｐｂより多いと、ガラス基板を情報記録用媒体として用いた場合に、ガラス基板表面に形成される磁性膜などの記録膜が、溶出したアルカリ成分によって劣化するからである。より好ましいＳｉ溶出量Ｓは３５０ｐｐｂ以下である。

破壊靭性値Ｋｃは０．８５より大きいのが好ましい。ガラス基板を情報記録用媒体として用いる場合、破壊靭性値Ｋｃが０．８５以下であると、ガラス基板表面に磁性膜などの記録膜を形成する工程において加わえられる圧力などによりガラス基板にひび割れが生じることがあるからである。また、破壊靭性値Ｋｃが０．８５以下であると、基板の機械加工において基板が損傷を受けやすくなり、加工歩留まりが大きく低下する。破壊靭性値Ｋｃのより好ましい下限値は０．９０である。

ガラス転移点Ｔｇは５５０℃以上であるのが好ましい。磁気記録媒体の高密度記録化を達成する一つの方法として、媒体（記録膜）の熱処理温度を高くして膜結晶構造を改善する方法が近年注目されている。特に次世代記録方式として期待されている垂直磁気記録方式における記録膜の熱処理温度は、現在使用されている面内記録方式の場合に比べて非常に高温である。そこで、このような高温の熱処理にガラス基板が耐え得るようにするため、ガラス転移点Ｔｇを前記温度範囲とするのが好ましい。ガラス転移点Ｔｇのより好ましい下限値は５７０℃である。

本発明に係るガラス基板ではさらにつぎの不等式を満足しているのが好ましい。まずＴｇ／Ｈｖ＞０．８５を満足するようにするのが好ましい。Ｔｇ／Ｈｖは耐熱性と表面加工性のバランスを表す一つの指標であり、この算出値が０．８５よりも大きいと、ガラス基板の耐熱性に対する表面硬度が好適範囲となり、表面形状の制御が容易に行えるようになる。Ｔｇ／Ｈｖのより好ましい下限値は０．９０である。

またＴｇ×Ｋｃ＞５００を満足するようにするのが好ましい。Ｔｇ×Ｋｃはガラス基板の熱強度安定性の表す一つの指標であり、この算出値が大きいほど熱強度安定性に優れ、熱衝撃に強く、ガラス基板への成膜時に生じる急激な熱負荷に耐えうる。Ｔｇ×Ｋｃのより好ましい下限値は５５０である。

そしてまたＴｇ×Ｋｃ／Ｈｖ＞０．８０を満足するようにするのが好ましい。Ｔｇ×Ｋｃ／Ｈｖはガラス基板の耐熱性と加工安定性のバランスを表す一つの指標であって、この算出値が０．８０より大きいと、ガラス基板の耐熱性に対して加工安定性が十分に高く、生産性の優れた基板であることを意味する。Ｔｇ×Ｋｃ／Ｈｖのより好ましい下限値は０．９０である。

本発明のガラス基板は、その大きさに限定はなく３．５，２．５，１．８インチ、あるいはそれ以下の小径ディスクとすることもでき、またその厚さは２ｍｍや１ｍｍ、０．６３ｍｍ、あるいはそれ以下といった薄型とすることもできる。

次に、本発明のガラス基板を用いた情報記録用媒体について説明する。情報記録用媒体の基板として本発明のガラス基板を用いると、耐久性および高記録密度が実現される。以下、図面に基づき情報記録用媒体について説明する。

図１は磁気ディスクの斜視図である。この磁気ディスクＤは、円形のガラス基板１の表面に磁性膜２を直接形成したものである。磁性膜２の形成方法としては従来公知の方法を用いることができ、例えば磁性粒子を分散させた熱硬化性樹脂を基板上にスピンコートして形成する方法や、スパッタリング、無電解めっきにより形成する方法が挙げられる。スピンコート法での膜厚は約０．３〜１．２μｍ程度、スパッタリング法での膜厚は０．０４〜０．０８μｍ程度、無電解めっき法での膜厚は０．０５〜０．１μｍ程度であり、薄膜化および高密度化の観点からはスパッタリング法および無電解めっき法による膜形成が好ましい。

磁性膜に用いる磁性材料としては、特に限定はなく従来公知のものが使用できるが、高い保持力を得るために結晶異方性の高いＣｏを基本とし、残留磁束密度を調整する目的でＮｉやＣｒを加えたＣｏ系合金などが好適である。具体的には、Ｃｏを主成分とするＣｏＰｔ、ＣｏＣｒ、ＣｏＮｉ、ＣｏＮｉＣｒ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＰｔＣｒ、ＣｏＮｉＰｔや、ＣｏＮｉＣｒＰｔ、ＣｏＮｉＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔＴａ、ＣｏＣｒＰｔＢ、ＣｏＣｒＰｔＳｉＯなどが挙げられる。磁性膜は、非磁性膜（例えば、Ｃｒ、ＣｒＭｏ、ＣｒＶなど）で分割しノイズの低減を図った多層構成（例えば、ＣｏＰｔＣｒ／ＣｒＭｏ／ＣｏＰｔＣｒ、ＣｏＣｒＰｔＴａ／ＣｒＭｏ／ＣｏＣｒＰｔＴａなど）としてもよい。上記の磁性材料の他、フェライト系、鉄−希土類系や、ＳｉＯ２、ＢＮなどからなる非磁性膜中にＦｅ、Ｃｏ、ＦｅＣｏ、ＣｏＮｉＰｔ等の磁性粒子を分散された構造のグラニュラーなどであってもよい。また、磁性膜は、内面型および垂直型のいずれの記録形式であってもよい。

また、磁気ヘッドの滑りをよくするために磁性膜の表面に潤滑剤を薄くコーティングしてもよい。潤滑剤としては、例えば液体潤滑剤であるパーフロロポリエーテル（ＰＦＰＥ）をフレオン系などの溶媒で希釈したものが挙げられる。

さらに必要により下地層や保護層を設けてもよい。磁気ディスクにおける下地層は磁性膜に応じて選択される。下地層の材料としては、例えば、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、Ｖ、Ｂ、Ａｌ、Ｎｉなどの非磁性金属から選ばれる少なくとも一種以上の材料が挙げられる。Ｃｏを主成分とする磁性膜の場合には、磁気特性向上等の観点からＣｒ単体やＣｒ合金であることが好ましい。また、下地層は単層とは限らず、同一又は異種の層を積層した複数層構造としても構わない。例えば、Ｃｒ／Ｃｒ、Ｃｒ／ＣｒＭｏ、Ｃｒ／ＣｒＶ、ＮｉＡｌ／Ｃｒ、ＮｉＡｌ／ＣｒＭｏ、ＮｉＡｌ／ＣｒＶ等の多層下地層としてもよい。

磁性膜の摩耗や腐食を防止する保護層としては、例えば、Ｃｒ層、Ｃｒ合金層、カーボン層、水素化カーボン層、ジルコニア層、シリカ層などが挙げられる。これらの保護層は、下地層、磁性膜など共にインライン型スパッタ装置で連続して形成できる。また、これらの保護層は、単層としてもよく、あるいは、同一又は異種の層からなる多層構成としてもよい。なお、上記保護層上に、あるいは上記保護層に替えて、他の保護層を形成してもよい。例えば、上記保護層に替えて、Ｃｒ層の上にテトラアルコキシランをアルコール系の溶媒で希釈した中に、コロイダルシリカ微粒子を分散して塗布し、さらに焼成して酸化ケイ素（ＳｉＯ２)層を形成してもよい。

以上、情報記録用媒体の一実施態様として磁気ディスクについて説明したが、情報記録用媒体はこれに限定されるものではなく、光磁気ディスクや光ディスクなどにも本発明のガラス基板を用いることができる。

実施例１〜２８，比較例１〜３，参考例１〜２８
定められた量の原料粉末を白金るつぼに秤量して入れ、混合したのち、電気炉中で１，５５０℃で溶解した。原料が充分に溶解したのち、撹拌羽をガラス融液に挿入し、約１時間撹拌した。その後、撹拌羽を取り出し、３０分間静置したのち、治具に融液を流しこむことによってガラスブロックを得た。その後各ガラスのガラス転移点付近までガラスブロックを再加熱し、徐冷して歪取りを行った。得られたガラスブロックを約１.５ｍｍの厚さ、２．５インチの円盤形状にスライスし、内周，外周を同心円としてカッターを用いて切り出した。そして、両面を粗研磨及び研磨、洗浄を行って実施例及び比較例のガラス基板を作製した。作製したガラス基板について下記物性評価を行った。結果を合わせて表１〜表９に示す。

（ガラス転移点Ｔｇ）
粉末状に調整したガラス試料を、示差熱測定装置によって室温〜９００℃の温度範囲を１０℃／ｍｉｎの昇温速度で加熱し測定した。

（比弾性率Ｅ／ρ）
ヤング率Ｅを「ＪＩＳ Ｒ １６０２」ファインセラミックスの弾性試験方法の動的弾性率試験方法に準じて測定し、これをアルキメデス法により２５℃の蒸留水中で測定した比重値ρで割って比弾性率を算出した。

（ビッカース硬度Ｈｖ）
ビッカース硬度試験機を用い荷重１００ｇ、負荷時間１５ｓｅｃの条件下にて測定した。

（破壊靭性値Ｋｃ）
ビッカース硬度試験機を用い、荷重５００ｇ、負荷時間１５ｓｅｃの条件下にてビッカース圧子にて圧痕をつけ前記式から算出した。

（アルカリ溶出量Ａ）
ガラス基板の表面を酸化セリウムで研磨してＲａ値が２ｎｍ以下の平滑面とした後、表面を洗浄し、８０℃の逆浸透膜水５０ｍｌ中に２４ｈ浸漬した後、ＩＣＰ発光分光分析装置でその溶出液を分析し算出した。

（Ｓｉ溶出量Ｓ）
ガラス基板の表面を酸化セリウムで研磨してＲａ値が２ｎｍ以下の平滑面とした後、表面を洗浄し、８０℃の逆浸透膜水５０ｍｌ中に２４ｈ浸漬した後、ＩＣＰ発光分光分析装置でその溶出液を分析し算出した。

一方、表９によれば、比較例１のガラス基板では、ガラスの骨格成分（ＳｉＯ₂＋Ａｌ₂Ｏ₃＋Ｂ₂Ｏ₃）に対するＡｌ₂Ｏ₃の含有量及びＲ’Ｏの含有量が共に少なく、またＡｌ₂Ｏ₃とＢ₂Ｏ₃との含有量比及びＲ’Ｏ／ＭＯｘの含有量比が共に少ないため、ガラス転移点が低く、破壊靭性が小さく、アルカリ溶出量およびＳｉ溶出量が多かった。また、比較例２のガラス基板では、Ｒ₂Ｏの含有量が多く、Ｒ’Ｏを含有せず、Ａｌ₂Ｏ₃とＢ₂Ｏ₃との含有量比が小さかったため、ガラス転移点が低く、アルカリ溶出量が多かった。比較例３のガラス基板では、ガラスの骨格成分（ＳｉＯ₂＋Ａｌ₂Ｏ₃＋Ｂ₂Ｏ₃）に対するＲ’Ｏの含有量が少なく、またＲ’Ｏ／ＭＯｘの含有量比が少ないため、ガラス転移点が低く、破壊靭性が小さく、Ｓｉ溶出量が多かった。

本発明の情報記録用媒体の一例を示す斜視図である。 ビッカース圧子で押圧したときにできるガラス基板表面の圧痕とクラックの模式図である。

符号の説明

１ ガラス基板
２ 磁性膜
Ｄ 磁気ディスク

Claims (8)

1. 重量％で、
   ＳｉＯ_２：６０．２〜７０％、
   Ａｌ_２Ｏ_３：１〜２０％、
   Ｂ_２Ｏ_３：０〜１０％（ただし、ゼロを含む）、
   ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３：６０〜９０％、
   Ｒ_２Ｏ（Ｒ＝Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）の総量：３．０〜１５％、
   Ｒ’Ｏ（Ｒ’＝Ｍｇ，Ｚｎ）の総量：２．０〜１５％、
   ＭＯｘ（ＴｉＯ_２＋ＺｒＯ_２＋Ｌｎ_ｘＯ_ｙ）：１．０〜２０％（Ｌｎ_ｘＯ_ｙはランタノイ
   ド金属酸化物及びＹ_２Ｏ_３，Ｎｂ_２Ｏ_５，Ｔａ_２Ｏ_５からなる群より選ばれた少なくとも
   １つの化合物を意味する）
   の各ガラス成分を有し、下記式
   ０．０８０＜（Ｒ’Ｏの総量）／（ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３）＜０．１８０
   ０．１５＜Ａｌ_２Ｏ_３／（ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３）＜０．２５
   を満足するガラス組成物を用いて作製されたことを特徴とする情報記録媒体用ガラス基板。
2. 請求項１記載のガラス組成物で、
   重量％で、
   Ｂ_２Ｏ_３：０．５〜１０％、
   であることを特徴とする情報記録媒体用ガラス基板。
3. 請求項１又は２記載のガラス組成物で、
   重量％で、
   Ａｌ_２Ｏ_３：１３．１〜２０％、
   Ｒ_２Ｏ（Ｒ＝Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）の総量：３．０〜９．５％、
   であることを特徴とする情報記録媒体用ガラス基板。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のガラス組成物において、さらに下記式
   Ａｌ_２Ｏ_３／Ｂ_２Ｏ_３＞２．０ 又は Ｂ_２Ｏ_３＝０％
   を満足することを特徴とする情報記録媒体用ガラス基板。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のガラス組成物において、さらに下記式
   ０．５０＜（Ｒ’Ｏの総量）／ＭＯｘ＜５．００
   を満足することを特徴とする情報記録媒体用ガラス基板。
6. 比弾性率（Ｅ／ρ）が３３以上、ビッカース硬度Ｈｖが５５０〜６７５、アルカリ溶出
   量Ａが２．５インチディスク当たり２００ｐｐｂ以下、Ｓｉ溶出量Ｓが２．５インチディ
   スク当たり５００ｐｐｂ以下、破壊靭性値Ｋｃが０．８５（ＭＰａ／ｍ^１／２）より大き
   く、ガラス転移点Ｔｇが５５０℃以上である請求項１〜５のいずれかに記載の情報記録媒体用ガラス基板。
7. 下記式、
   Ｔｇ／Ｈｖ＞０．８５、
   Ｔｇ×Ｋｃ＞５００
   Ｔｇ×Ｋｃ／Ｈｖ＞０．８０
   を満足する請求項６記載の情報記録媒体用ガラス基板。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載のガラス基板に情報記録層を形成したことを特徴とする情報記録媒体。

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