JPH1160283A - 化学強化ガラス基板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁気ヘッドの低浮上化やディスク回転の高速
化に対応可能な高比弾性率又は高ヤング率の低アルカリ
ガラス（無アルカリガラスを含む）からなり、イオン交
換による化学強化が施された高い曲げ強度を有するガラ
ス基板及びその製造方法を提供すること。 【解決手段】少なくとも基板の表面にイオン交換層を有
するガラス基板であって、前記イオン交換層以外の部分
がアルカリ金属酸化物を含有しないか、または５モル％
以下のNa₂O及び／又は１０モル％以下のLi₂Oを含有し、
前記イオン交換層以外の部分が少なくとも１種の二価金
属酸化物を含有し、かつ曲げ強度が２５Ｋｇ／ｍｍ²以
上である基板。アルカリ金属酸化物を含有しないか、ま
たは５モル％以下のNa₂O及び／又は１０モル％以下のLi
₂Oを含有し、少なくとも１種の二価金属酸化物を含有す
るガラス基板を、前記二価金属酸化物を構成する二価金
属イオンより大きいイオン半径を有するアルカリ金属イ
オン又は二価金属イオンを含有する溶液に浸漬して、基
板の少なくとも表面にイオン交換層を形成する工程を含
むガラス基板の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の属する技術分野】

【０００１】本発明は、磁気ディスク、光ディスク等の
情報記録媒体用基板や次世代ＬＣＤとして期待される低
温多結晶シリコン液晶表示装置用耐熱性基板、或いは電
気、電子部品用の基板等に好適に用いられるガラス基板
及びその製造方法並びにこのガラス基板を用いた情報記
録媒体に関する。特に、高い比弾性率及び／又はヤング
率と、高い耐熱性とを有し、基板とした場合に高い表面
平滑性を有し、かつ高い曲げ強度を有する情報記録媒体
用基板等に好適なガラス基板及びそ製造方法並びにこの
ガラス基板を用いた情報記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピューター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る。しかし、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。最近、ノートパソコン用ハードディ
スクドライブの小型化や磁気記録の高密度化にともなっ
て磁気ヘッドの浮上量が顕著に減少してきている。これ
に伴い、磁気ディスク基板の表面平滑性について、きわ
めて高い精度が要求されてきている。しかし、アルミニ
ウム合金の場合には、硬度が低いことから高精度の研磨
材及び工作機器を使用して研磨加工を行っても、この研
磨面が塑性変形するので、ある程度以上の高精度の平坦
面を製造することは困難である。たとえアルミニウム合
金の表面にニッケル−リンめっきを施しても、表面粗さ
Raを２０オングストローム以下にすることはできない。
さらに、ハードディスクドライブの小型化・薄型化が進
展するのにつれて、磁気ディスク用基板の厚みを小さく
することも強く要求されている。しかし、アルミニウム
合金は、強度、剛性が低いので、ハードディスクドライ
ブの仕様から要求される所定の強度を保持しつつ、ディ
スクを薄くすることは困難である。

【０００３】そこで、高強度、高剛性、高耐衝撃性、高
表面平滑性を有する磁気ディスク用ガラス基板が登場し
きた。ガラス基板は、表面の平滑性や機械的強度が優れ
ていることから、現在及び将来的な基板としても注目を
浴びている。ガラス基板としては、例えば、基板表面を
イオン交換法で強化した化学強化ガラス基板、結晶化処
理を施した結晶化ガラス基板、及び実質的にアルカリを
含まない無アルカリガラス基板などがよく知られてい
る。

【０００４】例えば、化学強化ガラス基板として、特開
平１−２３９０３６号公報（以下先行技術１という）に
は、重量％でSiO₂を６０〜７０％、Al₂O₃ を０．５〜１
４％、R₂O （ただしＲはアルカリ金属）を１０〜３２
％、ZnO を１〜１５％、B₂O₃を１．１〜１４％含むガラ
スをイオン交換することによりガラス基板の表面に圧縮
応力層形成し強化された磁気ディスク用ガラス基板が開
示されている。

【０００５】ところが、イオン交換による化学強化を施
したガラスには多量のアルカリ成分含まれる。そのた
め、高温、多湿環境下において長時間使用すると磁気膜
のピンホール部または磁気膜の周辺部など磁気膜が薄い
部分またはガラスが露出した部分からアルカリイオンが
析出し、これが引き金となって磁気膜が腐食或いは変質
するなどの欠点が見出されている。そこで、最近では、
この問題を解決するために、無アルカリガラスからなる
磁気ディスク用ガラス基板が開示されている（例えば、
特開平８−１６９７２４及び特開平９−１２３３３参
照）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな無アルカリガラスは、アルカリ金属を含まないた
め、化学強化ができないと考えられてきた。その結果、
充分な強度が得られないか、化学強化以外の方法で強化
が行う必要があった。また、最近のハードディスクの小
型化、薄型化、記録の高密度化に伴って、磁気ヘッドの
低浮上化及びディスク回転の高速化が急速に進んでい
る。そのため、ディスク基板材料のたわみによる影響を
低減することが一層厳しく要求されている。しかしなが
ら、従来のイオン交換強化基板ガラスの多くはイオン交
換のため多量のアルカリイオンをガラスに導入してお
り、そのためほとんどの強化ガラスは比弾性率、ヤング
率が低いので、磁気ディスクの回転の高速化に対応でき
ない。本発明者らは、長年にわたって高比弾性率、高ヤ
ング率のガラスについて研究した結果、多量のアルカリ
を含まない低アルカリガラスとすることが好ましいこと
が分かった。そして、このようなガラスに対しても強化
を行う必要がある。従って、本発明の目的は、磁気ヘッ
ドの低浮上化やディスク回転の高速化に対応可能な高比
弾性率又は高ヤング率の低アルカリガラス（無アルカリ
ガラスを含む）からなるガラス基板でありながら、イオ
ン交換による化学強化が施された高い曲げ強度を有する
ガラス基板及びその製造方法を提供することにある。さ
らに本発明の目的は、磁気ヘッドの低浮上化やディスク
回転の高速化に対応可能な高比弾性率又は高ヤング率を
有し、かつ高い曲げ強度を有するガラス基板を用いた情
報記録媒体を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、以下のとおり
である。 〔請求項１〕 少なくとも基板の表面にイオン交換層を
有するガラス基板であって、前記イオン交換層以外の部
分がアルカリ金属酸化物を含有しないか、または５モル
％以下のNa₂O及び／又は１０モル％以下のLi₂O（但し、
Na₂OとLi₂Oの合計含有量は１０モル％以下である）を含
有し、前記イオン交換層以外の部分が少なくとも１種の
二価金属酸化物を含有し、かつ曲げ強度が２５Ｋｇ／ｍ
ｍ²以上であることを特徴とする基板。 〔請求項２〕イオン交換層以外の部分がアルカリ金属酸
化物を含有しない請求項１に記載の基板。 〔請求項３〕 イオン交換層が、前記二価金属酸化物を
構成する二価金属イオンより大きいイオン半径を有する
アルカリ金属イオン又は二価金属イオンを含有する請求
項１または２に記載の基板。 〔請求項４〕 イオン交換層は、前記二価金属酸化物を
構成する二価金属イオンの少なくとも一部が、この二価
金属イオンより大きいイオン半径を有するアルカリ金属
イオン又は二価金属イオンで置換されることにより形成
されている請求項３に記載の基板。 〔請求項５〕 二価金属酸化物が、ＭｇＯ、ＣａＯ、Ｓ
ｒＯ及びＺｎＯから選ばれる１種又は２種以上である請
求項１〜４のいずれか１項に記載の基板。 〔請求項６〕 二価金属酸化物がＭｇＯである請求項５
に記載の基板。 〔請求項７〕 イオン交換層以外の部分における二価金
属酸化物の含有量が５〜４５モル％の範囲である請求項
１〜６のいずれか１項に記載の基板。 〔請求項８〕 二価金属酸化物を構成する二価金属イオ
ンより大きいイオン半径を有するアルカリ金属イオン及
び二価金属イオンが、Ｌｉイオン、Ｎａイオン、Ｋイオ
ン、Ｚｎイオン、Ｃａイオン、Srイオン、及びBaイオン
からなる群から選ばれる少なくとも一種である請求項１
〜７のいずれか１項に記載の基板。 〔請求項９〕 36×10⁶Nm/kg以上の比弾性率Ｇ又は１１
０ＧＰａ以上のヤング率を有する請求項１〜８のいずれ
か１項に記載の基板。 〔請求項１０〕アルカリ金属酸化物を含有しないか、ま
たは５モル％以下のNa₂O及び／又は１０モル％以下のLi
₂O（但し、Na₂OとLi₂Oの合計含有量は１０モル％以下で
ある）を含有し、少なくとも１種の二価金属酸化物を含
有するガラス基板を、前記二価金属酸化物を構成する二
価金属イオンより大きいイオン半径を有するアルカリ金
属イオン又は二価金属イオンを含有する溶液に浸漬し
て、基板の少なくとも表面にイオン交換層を形成する工
程を含むガラス基板の製造方法。 〔請求項１１〕イオン交換層を形成した基板が２５Ｋｇ
／ｍｍ²以上の曲げ強度を有するようにイオン交換条件
を選択する請求項１０に記載の製造方法。 〔請求項１２〕 二価金属酸化物が、ＭｇＯ、ＣａＯ、
ＳｒＯ及びＺｎＯから選ばれる１種又は２種以上である
請求項１０または１１に記載の製造方法。 〔請求項１３〕 イオン交換層を形成する前のガラス
が、５〜４５モル％の二価金属酸化物を含有する請求項
１０〜１２のいずれか１項に記載の製造方法。 〔請求項１４〕 二価金属酸化物を構成する二価金属イ
オンより大きいイオン半径を有するアルカリ金属イオン
又は二価金属が、Ｌｉイオン、Ｎａイオン、Ｋイオン、
Ｚｎイオン、Ｃａイオン、Srイオン、及びBaイオンから
なる群から選ばれる少なくとも一種である請求項１０〜
１３のいずれか１項に記載の製造方法。 〔請求項１５〕 溶液への浸漬を４００℃以上の温度で
行う請求項１０〜１４のいずれか１項に記載の製造方
法。 〔請求項１６〕 36×10⁶Nm/kg以上の比弾性率Ｇ又は１
１０ＧＰａ以上のヤング率を有する請求項１０〜１５の
いずれか１項に記載の製造方法。 〔請求項１７〕 請求項１０〜１６のいずれか１項に記
載の製造方法により製造された化学強化ガラス基板。 〔請求項１８〕 請求項１〜９及び１７のいずれか１項
に記載のガラス基板からなることを特徴とする情報記録
媒体用基板。 〔請求項１９〕 少なくとも基板及び情報記録部からな
る情報記録媒体であって、前記基板が請求項１８に記載
の基板であることを特徴とする情報記録媒体。 〔請求項２０〕情報記録媒体が磁気記録媒体である請求
項１９に記載の情報記録媒体。

【０００８】

【発明の実施の形態】ガラス基板 本発明のガラス基板は、少なくとも基板の表面にイオン
交換層を有するガラス基板である。さらに、このガラス
基板は、イオン交換層以外の部分が、アルカリ金属酸化
物を含有しないか、または５モル％以下のNa₂O及び／又
は１０モル％以下のLi₂O（但し、Na₂OとLi₂Oの合計含有
量は１０モル％以下である）を含有し、かつ少なくとも
１種の二価金属酸化物を含有する。即ち、無アルカリガ
ラスまたは低アルカリガラスである。また、二価金属酸
化物としては、例えば、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＺ
ｎＯから選ばれる１種又は２種以上の酸化物を挙げるこ
とができる。また、これら二価金属酸化物の含有量は、
例えば、５モル％以上であることが、イオン交換層を形
成する上で好ましい。但し、二価金属酸化物の含有量の
上限は、４５モル％とすることがガラスを形成する上で
好ましい。さらに、二価金属酸化物の含有量は、好まし
くは、１０〜４０モル％の範囲である。尚、ガラス基板
の形状や寸法には特に制限はなく、ガラス基板の用途に
応じて適宜決定することができる。また、本発明のガラ
ス基板は、磁気ヘッドの低浮上化やディスク回転の高速
化に対応可能な高比弾性率又は高ヤング率という観点か
らは、36×10⁶Nm/kg以上の比弾性率Ｇ又は１１０ＧＰａ
以上のヤング率を有することが好ましい。

【０００９】ガラス組成の説明 高比弾性率又は高ヤング率を有するガラス基板を形成す
るガラスとしては、以下の組成のガラスを挙げることが
できる。これらのガラスには、無アルカリ及び低アルカ
リが含まれる。 ガラス（１）：ガラスを構成する酸化物として、モル％
で表示して、SiO₂: 25-52％、Al₂O₃: 5-35％、MgO: 15-
45％、Y₂O₃: 0-17％、TiO₂: 0-25％、ZrO₂: 0-8 ％、Ca
O: 1-30 ％、但し、Y₂O₃+TiO₂+ZrO₂+CaO: 5-30％、B₂O₃
+P₂O₅: 0-5 ％である組成を有し、かつ比弾性率が36×1
0⁶Ｎｍ／kg以上であるガラス。このガラスは、さらに、
As₂O₃+Sb₂O₃: 0-3％、及びZnO+SrO+NiO+CoO+FeO+CuO+Fe
₂O₃+Cr₂O₃+B₂O₃+P₂O₅+V₂O₅: 0-5 ％を含有することがで
きる。 ガラス（２）：ガラスを構成する酸化物として、モル％
で表示して、SiO₂: 25-50 ％、Al₂O₃: 10-37％、MgO: 5
-40 ％、TiO₂: 1-25％である組成を有し、比弾性率が36
×10⁶Ｎｍ／kg以上であるガラス。このガラスは、さら
にY₂O₃: 0-17％、ZrO₂: 0-8 ％、CaO: 0-25 ％、As₂O₃+
Sb₂O₃: 0-3％、及びZnO+SrO+NiO+CoO+FeO+CuO+Fe₂O₃+Cr
₂O₃+B₂O₃+P₂O₅+V₂O₅: 0-5 ％を含むことができる。 ガラス（３）：ガラスを構成する酸化物として、モル％
で表示して、SiO₂: 25-50 ％、Al₂O₃: 20-40％、CaO: 8
-30 ％、Y₂O₃: 2-15％である組成を有し、比弾性率が36
×10⁶Ｎｍ／kg以上であるガラス。このガラスは、さら
にMgO: 0-20 ％、TiO₂: 0-25％、Li₂O: 0-10％、As₂O₃+
Sb₂O₃: 0-3％、及びZnO+SrO+NiO+CoO+FeO+CuO+Fe₂O₃+Cr
₂O₃+B₂O₃+P₂O₅+V₂O₅: 0-5 ％を含むことができる。

【００１０】ガラス（４）：ガラスを構成する酸化物と
してモル％表示で、SiO₂：３０−６０%、Al₂O₃：2−３
５％、MgO：0−４０％、Li₂O：０−１０％、Y₂O₃：0−
２７％、La₂O₃：0−２７％、CeO₂：0−２７％、Pr₂O₃：
0−２７％、Nd₂O₃：0−２７％、Sm₂O₃：0−２７％、Eu₂
O₃：0−２７％、Gd₂O₃：0−２７％、Tb₂O₃：0−２７
％、Dy₂O₃：0−２７％、Ho₂O₃：0−２７％、Er₂O₃：0−
２７％、Tm₂O₃：0−２７％、Yb₂O₃：0−２７％、但し、
Y₂O₃+La₂O₃+ CeO₂+Pr₂O₃+Nd₂O₃+Sm₂O₃+Eu₂O₃+Gd₂O₃+Tb₂
O₃+Dy₂O₃+Ho₂O₃+Er₂O₃+Tm₂O₃+Yb₂O₃：１−２７％、Li₂O
+ MgO+ Y₂O₃+La₂O₃+CeO₂+Pr₂O₃+Nd₂O₃+Sm₂O₃+Eu₂O₃+Gd₂
O₃+Tb₂O₃+Dy₂O₃+Ho₂O₃+Er₂O₃+Tm₂O₃+Yb₂O₃＞２５％であ
る組成を有し、かつヤング率が１１０ＧＰａ以上である
ガラス。このガラスは、さらにTiO₂：0−２０％、 Zr
O₂：０−８％、但し、TiO₂＋ZrO₂：0−２０％、CaO ：0
−１５％、ZnO：0−１５％、NiO： 0−１５％、Fe₂O₃：
0−1５%、但し、CaO＋ZnO＋NiO＋Fe₂O₃：0−１５%を含
むことができる。さらに、As₂O₃+Sb₂O₃：０−２％、B₂O
₃＋P₂O₅＋Nb₂O₅+V₂O₅＋Cr₂O₃+Ga₂O₃+CoO+SrO+BaO＋FeO
＋CuO＋MnO+Na₂O：０−８％を含むこともできる。 ガラス（５）：ガラスを構成する酸化物としてモル％表
示で、 TiO₂:５−３０％、 Al₂O₃：０−１０％、 Si
O₂：３５−６０％、（MgO＋CaO）：１０−４５％、但し
CaOは１−４５％、（Li₂O＋Na₂O）：３−３０％である
組成を有するガラス。

【００１１】ガラス（１） ガラス（１）のガラス組成は、主に比弾性率を大きくす
るために構成された組成であり、比弾性率Ｇが36×10⁶N
m/kg以上である。SiO₂はガラスの網目構造形成酸化物と
して働き、ガラス構造の安定化即ち失透に対する結晶化
安定性を増す成分である。またSiO₂はAl₂O3などの中間
酸化物とを組み合わせることによってガラスの強度、剛
性度などの磁気記録媒体用基板に必要となる機械的物性
を高めることができ、ガラスの耐熱性を向上させること
もできる。しかし、ガラスの主成分として５２％より多
くのSiO₂を導入した酸化物ガラスは、36×10⁶ Nm/kg を
超える比弾性率をほとんど示さないので、SiO₂の含有量
は５２％以下であることが適当である。一方、SiO₂の含
有量が２５％未満では、ガラスの結晶化安定性が相当悪
化し、量産化できるほどの安定なガラスが造れない。そ
こで、SiO₂の下限は２５％である。そこで、SiO₂の含有
量は、２５〜５２％の範囲、好ましくは３０〜５０％の
範囲であることが適当である。

【００１２】Al₂O₃ はガラスに高耐熱性と高耐久性を寄
与する成分としても、SiO₂と共にガラス構造の安定化及
びその剛性度を高める成分としても非常に重要である。
特にAl₂O₃ をSiO₂と置換してガラスに導入する場合、Al
₂O₃ はガラスの骨格に入り込み骨格形成成分としてガラ
スのヤング率や耐熱性を増大する効果が大きい。即ち、
Al₂O₃ はガラスのヤング率を高めるためにも耐熱性を向
上させるためにも欠かせない成分である。しかし、Al₂O
₃ の含有量が５％より少ないとガラスのヤング率を十分
に向上させることができない。また、Al₂O₃ の含有量が
3５％を超えると、ガラスの比弾性率の向上に寄与する
成分であるMgO を多く導入することができなくなり、ガ
ラスの高温溶融性も悪化する。そこで、Al₂O₃ の含有量
は５〜３５％の範囲、好ましくは７〜３２％の範囲であ
ることが適当である。

【００１３】MgO はガラスの剛性及び強度を向上させ、
高温溶解性を改善するために導入される成分である。ま
た、ガラスの結晶化安定性の向上やガラス均質性の改善
にも寄与する。特にAl₂O₃ の含有量が２０％より少ない
場合、ガラスの高比弾性率を維持するために多くのMgO
を導入することが好ましい。しかし、MgO の含有量が４
５％を超えると、量産化できるほどの結晶化安定性をも
つガラスが造れない。また、MgO の含有量を１5％より
少なくするとガラスのヤング率が低下してしまう傾向が
ある。そこで、MgO の含有量は１５〜４５％の範囲、好
ましくは２２〜４０％の範囲にすることが適当である。

【００１４】Y₂O₃はガラスの結晶化安定性を高め、耐久
性及び高温溶融性を改善するために添加される成分であ
る。特に少量のY₂O₃の導入はガラス比弾性率の向上及び
ガラス均質性の改善に非常に寄与する。しかし、Y₂O₃を
あまりにも多く添加するとガラスのヤング率が大きくな
るが、比重も急激に増加するので、逆にガラスの比弾性
率を低下させる傾向がある。そこで、Y₂O₃の含有量は１
７％以下、好ましくは１５％以下とすることが適当であ
る。尚、Y₂O₃の明らかな添加効果を得るためには、Y₂O₃
の含有量を０．５％以上とすることが好ましい。

【００１５】TiO₂はガラス骨格形成成分としても修飾成
分としても働き、ガラスの高温粘性を低め溶融性を改善
し、構造の安定化及びその耐久性を増す。また、TiO₂は
成分としてガラスに導入すると、ガラスの比重はあまり
増加しないのに対し、ガラスのヤング率は大きく向上で
きる。特に、MgO やAl₂O₃ を多く導入するガラスに対し
ては、TiO₂はガラスの高温溶解性及び結晶化安定性を向
上させ、MgO とAl₂O₃などの酸化物との組み合わせによ
ってガラスの比弾性率を高めることが大いに期待でき
る。但し、TiO₂を多く導入し過ぎると、ガラスの分相傾
向が強まり、かえってガラスの結晶化安定性及びその均
質性を悪化させる傾向がある。そこで、TiO₂の含有量
は、２５％以下、好ましくは２０％以下とすることが適
当である。尚、TiO₂の明らかな添加効果を得るために
は、TiO₂の含有量を１％以上とすることが好ましい。

【００１６】CaO はMgO と共にガラスの剛性及び強度を
向上させ、高温溶解性を改善するために導入される成分
である。また、CaO は、MgO と同様に、ガラスの結晶化
安定性の向上やガラス均質性の改善にも寄与する。前述
のように、Al₂O₃ の含有量が２０％より少ない場合、ガ
ラスの高比弾性率を維持するために多くのMgO を導入す
ることが好ましく、この場合のCaO は主にガラスの高温
溶融性、結晶化安定性を改善するために導入される成分
となる。しかし、CaO の含有量が３０％を超えると量産
化できるほどの結晶化安定性をもつガラスが造れない。
そこで、CaO の含有量は３０％以下、好ましくは２７％
以下とすることが適当である。尚、CaOの明らかな添加
効果を得るためには、CaO の含有量を２％以上とするこ
とが好ましい。

【００１７】ZrO₂は主にガラスの耐久性及び剛性を高め
るために添加される成分である。少量のZrO₂を添加する
場合はガラス耐熱性を向上させる効果があり、ガラスの
失透に対する結晶化安定性も向上する。しかし、ZrO₂が
８％を超えるとガラスの高温溶解性が著しく悪化し、ガ
ラスの表面平滑性も悪くなり、比重も増加する。そこ
で、ZrO₂の含有量は８％以下、好ましくは６％以下とす
ることが適当である。尚、ZrO₂の明らかな添加効果を得
るためには、ZrO₂の含有量を０．５％以上とすることが
好ましい。

【００１８】尚、Y₂O₃+TiO₂+ZrO₂+CaOは１〜30％の範囲
であることが適当である。これらの成分は、ガラスのヤ
ング率の向上及び結晶化安定性の向上に寄与する成分で
ある。これらの成分の合計が１％未満では、ガラスのヤ
ング率が低くなる傾向があり、かつガラスの結晶化安定
性も低下する傾向がある。一方、これらの成分は、いず
れもガラスの比重を増加させるものであり、多量に導入
しすぎるとガラスの比弾性率が小さくなってしまう。そ
こで、Y₂O₃+TiO₂+ZrO₂+CaOの含有量は、１〜30％の範
囲、好ましくは5.5 〜27％の範囲であることが適当であ
る。

【００１９】P₂O₅及びB₂O₃はいずれもガラスの高温溶解
性を調整するために添加される成分である。例えば、少
量のP₂O₅又はB₂O₃をガラスに導入するとガラスの比弾性
率が大きな変化がないのに対し、ガラスの高温粘性がか
なり低くなるのでガラスの溶解を容易にする効果が大き
い。B₂O₃+P₂O₅の合計は、ガラスの溶解性の改善とガラ
スの結晶化安定性及び物理的特性の調整という観点か
ら、5 ％以下、好ましくは3.5％以下であることが適当
である。尚、B₂O₃及びP₂O₅の明らかな添加効果を得るた
めには、その合計含有量を0.5％以上とすることが好ま
しい。

【００２０】As₂O₃ とSb₂O₃ はガラスの均質化を図るた
めに脱泡剤として添加させる成分である。各ガラスの高
温粘性に応じて適量量のAs₂O₃ やSb₂O₃ 或いはAs₂O₃ ＋
Sb₂O₃ をガラスに添加するとより均質なガラスが得られ
る。しかし、脱泡剤の添加量を多すぎると、ガラスの比
重が上昇して比弾性率を低下させる傾向があり、また溶
解用白金るつぼと反応してるつぼにダメージを与える傾
向もある。そこで、その添加量は３％以下、好ましくは
２％以下とすることが適当である。尚、これら脱泡剤の
明らかな添加効果を得るためには、その含有量を０．２
％以上とすることが好ましい。

【００２１】さらに、V₂O₅、Cr₂O₃ 、ZnO 、SrO 、NiO
、CoO 、Fe₂O₃ 、CuO 等その他の成分はいずれもガラ
スの高温溶解性や物理的な物性を調整するときに添加さ
れる成分である。例えば、少量のV₂O₅、Cr₂O₃ 、CuO 、
CoO などの着色剤をガラスに添加すると、ガラスに赤外
線吸収特性を持たせ、加熱ランプ照射による磁性膜の加
熱処理を効果的に行うことができる。ZnO+SrO+NiO+CoO+
FeO+CuO+Fe₂O₃+ Cr₂O₃+B₂O₃+P₂O₅+V₂O₅の合計は、ガラ
スの溶解性の改善とガラスの結晶化安定性及び物理的特
性の調整という観点から、5 ％以下、好ましくは4％以
下であることが適当である。

【００２２】以上の成分の他に原料中の不純物、例えば
Fe₂O₃ など及びガラスの清澄剤となるCl、F、SO₃ 等は
それぞれ１％までなら含有しても、本発明のガラスの目
的とする物性を実質的に損なうことはない。尚、このガ
ラスは実質的にアルカリ成分を含まない無アルカリガラ
スであるため、このガラスからなる基板上に薄膜を形成
した場合、アルカリ成分が基板上の薄膜に拡散して悪影
響を及ぼすことがない。

【００２３】ガラス（２） ガラス（２）のガラス組成は、主に比弾性率を大きくす
るために構成された組成であり、比弾性率Ｇが36×10⁶N
m/kg以上である。SiO₂はガラスの網目構造形成酸化物と
して働き、ガラス構造の安定化即ち失透に対する結晶化
安定性を増す成分である。またSiO₂は、Al₂O₃ などの中
間酸化物とを組み合わせることによってガラスの強度、
剛性度などの磁気記録媒体用基板に必要となる機械的物
性を高めることができ、ガラスの耐熱性を向上させるこ
ともできる。しかし、ガラスの主成分として５０％を超
える量のSiO₂を含むガラスには、ガラスの耐衝撃性や機
械強度の向上に寄与する成分であるAl₂O₃ を多く導入す
ることができない。そこで、より大きな比弾性率を有す
るガラスを得るという観点から含有量の上限は５０％と
することが適当である。一方、SiO₂の含有量が２５％未
満となると、ガラスの結晶化安定性が相当悪化し、量産
化できるほどの安定なガラスが造れない。そこで、SiO₂
の下限は２５％とすることが適当である。SiO₂の含有量
は２５〜５０％の範囲、好ましくは３０〜４９％の範囲
であることが適当である。

【００２４】Al₂O₃ はガラスに高耐熱性と高耐久性を寄
与する成分としても、SiO₂と共にガラス構造の安定化及
びその剛性度を高める成分としても非常に重要である。
特にAl₂O₃ をSiO₂と置換してガラスに導入する場合、Al
₂O₃ はガラスの骨格に入り込み骨格形成成分としてガラ
スのヤング率や耐熱性を増大する効果が大きい。即ち、
Al₂O₃ はガラスのヤング率を高めるためにも耐熱性を向
上させるためにも欠かせない成分である。しかし、ガラ
スの曲げ強度や耐衝撃性を一層増大させるためにMgO の
含有量を２５％以下とする場合、Al₂O₃ の含有量を１０
％より少なくするとガラスのヤング率を十分に向上させ
られず、所望の比弾性率を得られない。また、Al₂O₃ 含
有量が３７％を超えるとガラスの高温溶融性が悪化し、
均質なガラスが造れない上にガラスの結晶化安定性も低
下する。そこで、Al₂O₃ の含有量の上限は３７％とする
ことが適当である。Al₂O₃ の含有量は１０〜３７％の範
囲、好ましくは１１〜３５％の範囲とすることが適当で
ある。

【００２５】MgO はガラスの剛性及び強度を向上させ、
高温溶解性を改良するために導入される成分である。Mg
O はガラスの結晶化安定性の向上やガラス均質性の改善
にも寄与する。特にガラスのヤング率の向上に大きく寄
与する成分としてのAl₂O₃ が多く導入された場合、ガラ
ス構造の安定化を向上させるためにも、高温粘性を低め
て溶解を容易にするためにもMgO は好ましい成分であ
る。しかし、MgO の含有量が４０％を超えると、ガラス
の耐衝撃性と強度を高めるために多量のAl₂O₃ を導入す
る組成物では量産化できるほどの結晶化安定性をもつガ
ラスが造れない。一方、MgO の含有量が５％未満では、
十分な安定性を有し、かつ高い比弾性率をもつガラスが
造れない。従って、MgO の含有量は５〜４０％の範囲
に、好ましくは７〜３５％の範囲とすることが適当であ
る。

【００２６】TiO₂はガラス骨格形成成分としても修飾成
分としても働き、ガラスの高温粘性を低め溶融性を改善
し、構造の安定化及びその耐久性を増す成分である。ま
た、TiO₂は成分としてガラスに導入すると、ガラスの比
重はあまり増加しないのに対し、ガラスのヤング率は大
きく向上できる。特にAl₂O₃ を多く導入するガラスに対
しては、TiO₂はガラスの高温溶解性及び結晶化安定性を
向上させ、Al₂O₃ との組み合わせによってガラスの比弾
性率を高めることが大いに期待できる。但し、TiO₂の含
有量が２５％を超えるとガラスの分相傾向が強まり、か
えってガラスの結晶化安定性及びその均質性を悪化させ
る傾向がある。また、１％以上のTiO₂の添加により、ガ
ラスの高温溶解性が大きく改善される。そこで、TiO₂の
含有量は、１〜２５％の範囲、好ましくは２〜２０％の
範囲とすることが適当である。

【００２７】Y₂O₃はガラスのヤング率を向上させ、結晶
化安定性を高め、耐久性及び高温溶融性を改善する成分
である。特にガラスの曲げ強度や耐衝撃性を高めるため
に多くのAl₂O₃ をガラスに導入する場合には、Al₂O₃ の
助熔剤としてのY₂O₃の効果が優れている。例えば２５％
以上のAl₂O₃ をガラスに導入する場合、Y₂O₃を添加する
ことで均質なガラスを作製することができる。但し、Y₂
O₃は比較的に高価なので、添加量は少量である方がコス
トの点からは好ましい。また、適当量のY₂O₃の添加は、
ガラス比弾性率の向上に大きく寄与するが、Y₂O₃の含有
量が１７％を超えると、ガラスのヤング率の増加に比べ
て比重の増加が勝り、ガラスの比弾性率の向上に寄与し
なくなる。そこで、Y₂O₃の含有量は、Al₂O₃ の導入量に
応じて０〜１７％の範囲、好ましくは１〜１５％の範囲
することが適当である。

【００２８】CaO はMgO と共にガラスの剛性及び強度を
向上させ、高温溶解性を改良することができる成分であ
る。ガラスの結晶化安定性の向上やガラス均質性の改善
にも寄与する。ガラスのヤング率の向上に大きく寄与す
る成分としてのAl₂O₃ が多く導入された場合、ガラス構
造の安定化を向上させるためにも、高温粘性を低めて溶
解を容易にするためにもCaO の添加は好ましい。CaO の
含有量が２５％を超えると、ガラスの耐衝撃性と強度を
高めるために多量のAl₂O₃ を導入した組成物では量産化
できるほどの結晶化安定性をもつガラスが造れない。そ
こで、CaO の含有量の上限は２５％であることが適当で
ある。尚、CaOの明らかな添加効果を得るためには、そ
の含有量を2％以上とすることが好ましい。

【００２９】ZrO₂は主にガラスの耐久性及び剛性を高め
るために添加される成分である。少量のZrO₂を添加する
場合はガラス耐熱性を向上させる効果があり、ガラスの
失透に対する結晶化安定性も向上する。しかし、ZrO₂の
含有量が８％を超えるとガラスの高温溶解性が著しく悪
化し、ガラスの表面平滑性も悪くなり、比重も増加す
る。そこで、ZrO₂の含有量は８％以下、好ましくは６％
以下とすることが適当である。尚、ZrO₂の明らかな添加
効果を得るためには、ZrO₂の含有量を０．５％以上とす
ることが好ましい。

【００３０】As₂O₃ とSb₂O₃ はガラスの均質化を図るた
めに脱泡剤として添加する成分である。各ガラスの高温
粘性に応じて適量量のAs₂O₃ やSb₂O₃ 或いはAs₂O₃ ＋Sb
₂O₃をガラスに添加するとより均質なガラスが得られ
る。しかし、これら脱泡剤の添加量が多すぎると、ガラ
スの比重が上昇して比弾性率を低下させる傾向があり、
また溶解用白金るつぼと反応してるつぼにダメージを与
える傾向もある。そこで、その添加量は３％以下、好ま
しくは２％以下とすることが適当である。尚、これら脱
泡剤の明らかな添加効果を得るためには、その含有量を
０．２％以上とすることが好ましい。

【００３１】P₂O₅、V₂O₅、B₂O₃、Cr₂O₃ 、ZnO 、SrO 、
NiO 、CoO 、Fe₂O₃ 、CuO 等その他の成分はいずれもガ
ラスの高温溶解性とか物理的な物性を調整するときに添
加することができる。例えば、少量のP₂O₅をガラスに導
入するとガラスの比弾性率が大きく変化しないのに対
し、ガラスの高温粘性がかなり低くなるのでガラスの溶
解を容易にする効果が大きい。また、少量のV₂O₅、Cr₂O
₃ 、CuO 、CoO などの着色剤をガラスに添加する場合、
ガラスに赤外線吸収特性を持たせ、加熱ランプ照射によ
る磁性膜の加熱処理を効果的に行うことができる。ZnO+
SrO+NiO+CoO+FeO+CuO+Fe₂O₃+ Cr₂O₃+B₂O₃+P₂O₅+V₂O₅の
合計は、ガラスの高温溶解性の改善とガラスの機械的・
熱的物性の調整という観点から、5 ％以下であることが
適当である。

【００３２】以上の成分の他に原料中の不純物、例えば
Fe₂O₃ など及びガラスの清澄剤となるCl、F 、SO₃ 等は
それぞれ１％までなら含有しても、本発明のガラスの目
的とする物性を実質的に損なうことはない。Li₂Oを含有
しない無アルカリガラスの場合には、このガラスからな
る基板上に薄膜を形成した場合、アルカリ成分が基板上
の薄膜に拡散して悪影響を及ぼすことがない。

【００３３】ガラス（３） ガラス（３）のガラス組成は、主に比弾性率を大きくす
るために構成された組成であり、比弾性率Ｇが36×10⁶N
m/kg以上である。SiO₂はガラスの網目構造形成酸化物と
して働き、ガラス構造の安定化即ち失透に対する結晶化
安定性を増す成分である。またAl₂O₃ などの中間酸化物
とを組み合わせることによってガラスの強度、剛性度な
どの磁気記録媒体用基板に必要となる機械的物性を高め
ることができ、ガラスの耐熱性を向上させることもでき
る。しかし、しかし、ガラスの主成分として５０％を超
えるSiO₂を導入したCaO −Al₂O₃ −SiO₂系酸化物ガラス
は、36×10⁶ Nm/kg を超える比弾性率をほとんど示さな
いので、SiO₂の含有量は５０％以下であることが適当で
ある。一方、SiO₂の含有量が２５％以下になる場合、ガ
ラスの結晶化安定性が相当悪化し、量産化できるほどの
安定なガラスが造れない。そこで、SiO₂の下限は２５％
である。そこで、SiO₂の含有量は、２５〜５０％の範
囲、好ましくは３０〜５０％の範囲であることが適当で
ある。

【００３４】Al₂O₃ はガラスに高耐熱性と高耐久性を寄
与する成分としても、SiO₂と共にガラス構造の安定化及
びその剛性度を高める成分としても非常に重要である。
特にAl₂O₃ をSiO₂と置換してガラスに導入する場合、Al
₂O₃ はガラスの骨格に入り込み骨格形成成分としてガラ
スのヤング率や耐熱性を増大する効果が大きい。即ち、
Al₂O₃ はガラスのヤング率を高めるためにも耐熱性を向
上させるためにも欠かせない成分である。しかし、Al₂O
₃ の含有量が２０％より少ないとガラスのヤング率を十
分に向上させることができない。また、Al₂O₃ の含有量
が４０％を超えると、ガラスの高温溶融性も悪化し、均
質なガラスが造れない上にガラスの結晶化安定性も低下
する。そこで、Al₂O₃ の含有量は２０〜４０％の範囲、
好ましくは₂１〜３７％の範囲であることが適当であ
る。

【００３５】CaO はガラスの剛性及び強度を向上させ、
高温溶解性を改良する成分である。勿論ガラスの結晶化
安定性の向上やガラス均質性の改善にも寄与する。特に
ガラスにヤング率の向上に大きく寄与する成分としての
Al₂O₃ が多く導入された場合、ガラス構造の安定化を向
上させるためにも、高温粘性を低めて溶解を容易にする
ためにもCaO の添加が必要である。しかし、その含有量
が８％未満では、ガラスの結晶化安定性が著しく低下す
るのに対し、３０％を超えるとガラスのヤング率も低く
なる傾向がある。そこでCaO の含有量は８〜３０％の範
囲、好ましくは１０〜２７％の範囲とすることが適当で
ある。

【００３６】Y₂O₃はガラスのヤング率を向上させ、結晶
化安定性を高め、耐久性及び高温溶融性を改善するため
に添加される成分である。特にガラスのヤング率を高め
るために多くのAl₂O₃ をガラスに導入する場合には、Al
₂O₃ の助熔剤としてY₂O₃は有効である。例えば２５％以
上のAl₂O₃ をガラスに導入する場合、Y₂O₃を助熔剤とし
て添加することで、均質なガラスが作製できる。しか
し、Y₂O₃は比較的に高価なので、Y₂O₃の含有量は、要求
されるガラスの物性に応じて１５％までの量で、比較的
少量とすることが好ましい。しかし、Y₂O₃の含有量が少
なく過ぎるとガラスの高温溶解性も悪化し、比弾性率も
低下してしまう。そこで、Y₂O₃の含有量の下限は２％で
あることが適当である。Y₂O₃の含有量は、２〜１５％の
範囲、好ましくは３〜１２％の範囲であることが適当で
ある。

【００３７】MgO は、ガラスの剛性及び強度を向上さ
せ、高温溶解性を改善する効果があり、ガラスの結晶化
安定性の向上やガラス均質性の改善にも寄与し、比弾性
率を高める効果もある成分であるため、所望により添加
することができる。しかし、MgO の含有量が２０％を超
えると、必須の成分であるCaO を多く添加することがで
きなくなり、ガラスの結晶化安定性も低下する傾向があ
る。そこで、MgO の含有量の上限は２０％とすることが
適当である。尚、MgOの明らかな添加効果を得るために
は、その含有量を5％以上とすることが好ましい。

【００３８】TiO₂はガラス骨格形成成分としても修飾成
分としても働き、ガラスの高温粘性を低め溶融性を改善
し、構造の安定化及びその耐久性を増す成分である。ま
た、TiO₂は成分としてガラスに導入すると、ガラスの比
重はあまり増加しないのに対し、ガラスのヤング率は大
きく向上できる。しかし、CaO −Al₂O₃ −SiO₂系酸化物
ガラスに対しては、あまりにも多くのTiO₂を導入する
と、ガラスの分相傾向が強まり、かえってガラスの結晶
化安定性及びその均質性を悪化させる傾向がある。そこ
で、含有量は２５％以下、好ましくは２０％以下とする
ことが適当である。尚、TiO₂の効果を得るという観点か
らは、TiO₂の含有量は１％以上であることが適当であ
る。

【００３９】Li₂Oは主にガラスの高温粘性を下げて溶解
を容易にする成分である。特にAl₂O₃ の含有量が多い場
合、少量のLi₂Oを導入すればガラスの均質化に非常に効
果がある。しかし、その含有量が多くなり過ぎるとガラ
スの耐久性も悪化し、ヤング率も小さくなる傾向があ
る。そこで、Li₂Oの含有量は１５％以下、好ましくは１
２％以下とすることが適当である。尚、Li₂Oの明らかな
添加効果を得るためには、その含有量を1.5 ％以上とす
ることが好ましい。

【００４０】As₂O₃ とSb₂O₃ はガラスの均質化を図るた
めに脱泡剤として添加させる成分である。各ガラスの高
温粘性に応じて適量量のAs₂O₃ やSb₂O₃ 或いはAs₂O₃ ＋
Sb₂O₃ をガラスに添加するとより均質なガラスが得られ
る。しかし、脱泡剤の添加量を多すぎると、ガラスの比
重が上昇して比弾性率を低下させる傾向があり、また溶
解用白金るつぼと反応してるつぼにダメージを与える傾
向もある。そこで、その添加量は３％以下、好ましくは
２％以下とすることが適当である。尚、これら脱泡剤の
明らかな添加効果を得るためには、その含有量を０．２
％以上とすることが好ましい。

【００４１】P₂O₅、V₂O₅、B₂O₃、Cr₂O₃ 、ZnO 、SrO 、
NiO 、CoO 、Fe₂O₃ 、CuO 等その他の成分はいずれもガ
ラスの高温溶解性や物理的な物性を調整するときに添加
される成分である。例えば、少量のP₂O₅をガラスに導入
するとガラスの比弾性率は大きく変化しないのに対し、
ガラスの高温粘性がかなり低くなるのでガラスの溶解を
容易にする効果が大きい。また、少量のV₂O₅、Cr₂O₃ 、
CuO 、CoO などの着色剤をガラスに添加すると、ガラス
に赤外線吸収特性を持たせ、加熱ランプ照射による磁性
膜の加熱処理を効果的に行うことができる。ZnO+SrO+Ni
O+CoO+FeO+CuO+Fe₂O₃+ Cr₂O₃+B₂O₃+P₂O₅+V₂O₅の合計
は、ガラスの機械的及び熱的な物性を調整するという観
点から、5 ％以下であることが適当である。以上の成分
の他に原料中の不純物、例えばFe₂O₃ など及びガラスの
清澄剤となるCl、F 、SO₃ 等はそれぞれ１％までなら含
有しても、本発明のガラスの目的とする物性を実質的に
損なうことはない。

【００４２】ガラス（４） ガラス（4）のガラス組成は、主にヤング率を大きくす
るために構成された組成であり、ヤング率が１１０ＧＰ
ａ以上である。SiO₂はガラスの網目構造形成酸化物とし
て働き、ガラス構造の安定化、即ち失透に対する結晶化
安定性を増す。またAl₂O₃などの中間酸化物とを組み合
わせることによってガラスの強度、剛性度などの磁気記
録媒体用基板に必要となる機械的物性を高めることがで
き、ガラスの耐熱性を向上させることもできる。しか
し、ガラスの主成分として60％より多くのSiO₂を導入し
たガラス組成物には、ガラスの対衝撃性や機械強度の向
上に寄与する成分であるAl₂O₃を多く導入することがで
きないので、より大きなヤング率を有するガラスの開発
にはSiO₂の含有量を６０％以下に抑える必要がある。こ
れに対し、あまりにもSiO₂の含有量を少なく抑えると、
例えば30％未満では、ガラスの結晶化安定性が相当に悪
化し、量産化できるほどの安定なガラスが造れない。そ
こで、SiO₂の含有量は３０−６０％の範囲とする。特に
３２−５５％の範囲であることが好ましい。

【００４３】Al₂O₃はガラスに高耐熱性と高耐久性を寄
与する成分としても、SiO₂と共にガラス構造の安定化及
びその剛性度を高める成分としても非常に重要である。
特に、Al₂O₃でSiO₂を置換してガラスに導入する場合は
ガラスの骨格に入り込み骨格形成成分としてガラスのヤ
ング率や耐熱性を増大する効果が大きい。即ち、Al₂O₃
はガラスのヤング率を高めるためにも耐熱性を向上させ
るためにも絶対欠かせない成分である。しかし、ガラス
の曲げ強度や対衝撃性を一層増大させるためにY₂O₃の含
有量が5％以下である場合、Al₂O₃の含有量が2％未満で
はガラスのヤング率を十分に向上させられない。また、
Al₂O₃を35％を超えて導入するとガラスの高温熔融性が
悪化し、均質なガラスが造れない上にガラスの結晶化安
定性も低下する。そこで、その含有量は2−３５％の範
囲とする。特に、3−３０％の範囲であることが好まし
い。

【００４４】MgOはガラスの剛性及び強度を向上させ、
高温溶解性を改良するために導入される成分である。さ
らに、MgOはガラスの結晶化安定性の向上やガラス均質
性の改善にも寄与する。特にガラスにヤング率の向上に
大きく寄与する成分としてのAl₂O₃が多く導入される場
合、ガラス構造の安定化を向上させるためにも、高温粘
性を低めて溶解を容易にするるためにもMgOは非常に重
要な成分である。しかし、４０％を超えるMgOをガラス
に導入すると、ガラスの対衝撃性と強度を高めるために
多量のY₂O₃やAl₂O₃を導入したガラスでは、量産化でき
るほどの結晶化安定性が得られない。従って、MgOの含
有量は、0-４０％の範囲であることが適当である。特
に、MgOの含有量は5-３５％の範囲であることが好まし
い。

【００４５】Y₂O₃、La₂O₃、CeO₂、Pr₂O₃、Nd₂O₃、Sm
₂O₃、Eu₂O₃、Gd₂O₃、Tb₂O₃、Dy₂O₃、Ho₂O₃、Er₂O₃、Tm₂
O₃、Yb₂O₃などの希土類金属酸化物は、ガラスのヤング
率を向上させ、結晶化安定性を高め、耐久性及び高温熔
融性を改善するために添加される成分である。特にガラ
スの曲げ強度や対衝撃性を高めるために多くのAl₂O₃を
ガラスに導入する場合には、Al₂O₃の助熔剤としての希
土類金属酸化物の役割が無視できない。例えば、２０％
以上のAl₂O₃をガラスに導入する場合、Y₂O₃は均質なガ
ラスの作製に必要不可欠な成分である。しかし、希土類
金属酸化物は比較的高価なものであるので、所望のヤン
グ率に応じて、なるべく少量の希土類金属酸化物を導入
することが好ましい。また、希土類金属酸化物の添加量
が多くなり過ぎると、ガラスのヤング率は増加するが、
比重も大きく増加してしまう。これに対し適当量の希土
類金属酸化物をガラスに導入するとガラスヤング率の向
上に大きく寄与する。従って、希土類金属酸化物の合計
の含有量は、磁気ディスク基板として使用されるガラス
に要求されるヤング率に応じて１-２７％の範囲とする
ことが適当である。特に、希土類金属酸化物の合計の含
有量は、２-２０％の範囲であることが好ましい。

【００４６】Li₂Oはガラスの高温溶解性を改善するため
に非常に有用な成分である。さらに、少量のLi₂Oを導入
すると、ガラスのヤング率はあまり変わらないが、比重
を大幅に減少できるという利点がある。また、少量でも
Li₂Oを導入したガラスは、イオン交換により化学強化す
ることができ、高強度ガラスの製造の際に有利である。
しかし、Li₂Oの導入量が多くなり過ぎるとガラスの結晶
化安定性が低下する傾向がある。そこで、Li₂Oの導入量
は、１５％以下であることが好ましい。尚、Li₂O の添
加効果を得るという観点からは、Li₂O の含有量は2％以
上であることが適当である。

【００４７】TiO₂はガラス骨格形成成分としても修飾成
分としても働き、ガラスの高温粘性を低め熔融性を改善
し、構造の安定化及びその耐久性を増す。また、TiO₂は
成分としてガラスに導入すると、ガラスの比重はあまり
増加しないのに対し、ガラスのヤング率は大きく向上で
きる。特にMgOやAl₂O₃を多く導入するガラスに対して
は、TiO₂はガラスの高温溶解性及び結晶化安定性を向上
させ、Al₂O₃との組み合わせによってガラスのヤング率
を高めることが大いに期待できる。但し、あまりにも多
くのTiO₂を導入すると、ガラスの分相傾向が強まり、か
えってガラスの結晶化安定性及びその均質性を悪化させ
る恐れがある。そこで、TiO₂の含有量は２０％以下とす
ることが適当である。特に、１５％以下であることが好
ましい。尚、TiO₂ の添加効果を得るという観点から
は、TiO₂ の含有量は2％以上であることが適当である。

【００４８】ZrO₂は主にガラスの耐久性及び剛性を高め
るために添加される成分である。少量のZrO₂を添加する
とガラス耐熱性を向上させる効果があり、ガラスの失透
に対する結晶化安定性も向上する。しかし、８％を超え
る量のZrO₂を導入するとガラスの高温溶解性が著しく悪
化し、ガラスの表面平滑性も悪くなり、比重も増加す
る。そこで、ZrO₂の含有量は８％以下にすることが好ま
しく、６％以下であることがさらに好ましい。尚、ZrO
₂ の添加効果を得るという観点からは、ZrO₂ の含有量
は0.5％以上であることが適当である。

【００４９】CaO、ZnO、NiO及びFe₂O₃は主にガラスの高
温溶融性、結晶化安定性を改善するために導入される成
分である。これらの成分は陽イオンの半径が大きく、Mg
Oと混合してガラスに導入すると結晶化安定性を向上さ
せる効果がある。しかし、導入量が多くなり過ぎるとガ
ラスの比重も増大し、ヤング率も低下する傾向がある。
そこで、CaO、ZnO、NiO及びFe₂O₃の合計の含有量は、１
５％以下であることが好ましく、１２％以下であること
がさらに好ましい。尚、これらの成分の添加効果を得る
という観点からは、その合計の含有量は1％以上である
ことが適当である。

【００５０】As₂O₃とSb₂O₃はガラスの均質化を図るため
に脱泡剤として添加される成分である。各ガラスの高温
粘性に応じて適当量のAs₂O₃やSb₂O₃或いはAs₂O₃＋Sb₂O₃
をガラスに添加するともっと均質なガラスが得られる。
しかし、これらの脱泡剤の添加量が多過ぎると、ガラス
の比重が上昇してヤング率を低下させる傾向があり、か
つ溶解用白金るつぼと反応してるつぼにダメージを与え
る恐れもある。そこで、As₂O₃＋Sb₂O₃の添加量は２％以
下であることが好ましく、1.5％以下であることがさら
に好ましい。

【００５１】SrO、CoO、Fe₂O₃、CuO、Cr₂O₃ 、B₂O₃、P₂
O₅、V₂O₅等の成分はいずれもガラスの高温溶解性とか物
理的な物性を調整するときに添加される成分である。例
えば、少量のP₂O₅をガラスに導入するとガラスのヤング
率に大きな変化はないのに対し、ガラスの高温粘性がか
なり低くなるのでガラスの溶解を容易にする効果が大き
い。また、少量のV₂O₅、Cr₂O₃、CuO、CoOなどの着色剤
をガラスに添加すると、ガラスに赤外線吸収特性を持た
せ、加熱ランプ照射による磁性膜の加熱処理を効果的に
行うことができるZnO+SrO+NiO+CoO+FeO+CuO+Cr₂O₃+B₂O₃
+P₂O₅+V₂O₅の合計は、ガラスの高温溶解性の改善とガラ
スの機械的・熱的物性の調整という観点から、5 ％以下
であることが適当である。

【００５２】以上の基本成分の他に原料中の不純物例え
ばガラスの清澄剤となるCl、F、SO₃等はそれぞれ１％ま
でなら含有しても本発明のガラス組成物の主旨を損ねる
ことがない。

【００５３】ガラス（５） ガラス（５）のガラス組成は、主にヤング率を大きく
し、液相温度を低くして小さくするために構成された組
成であり、例えば、ヤング率が１００ＧＰａ以上であ
り、液相温度が１２５０℃以下である。TiO₂は、比重を
著しく上昇させることなしにヤング率をを向上させるこ
とができる必須の成分であり、５モル％以上添加するこ
とで、このような効果を得ることができる。しかし、３
０モル％を超えるとがき耐失透性が悪化し、容易に製造
できる１２５０℃以下の液相温度が得られない傾向があ
る。そこで、TiO₂は、5-30モル％の範囲であることが適
当である。好ましくは、６−２５モル％の範囲である。

【００５４】Al₂O₃は、ヤング率の向上には寄与しない
が、ガラスの液相温度低下、分相傾向の抑制、作業温度
領域での粘性の向上、化学強化特性の向上に有効であ
る。しかし、１０モル％を超えて添加すると逆に著しい
液相温度の上昇と、溶解性の悪化による未溶解物の生成
を引き起こす傾向がある。そこで、Al₂O₃は、０−１０
モル％の範囲であることが適当である。SiO₂は、ガラス
構造を形成する必須の成分である。１２５０℃以下の液
相温度を得るには、含有量が３５モル％以上であること
が適当である。但し、６０モル％を超えるとヤング率が
１００ＧＰａ以下に低下する。そこで、SiO₂は、３５−
６０モル%の範囲であることが適当である。好ましく
は、３５−５０モル％の範囲である。

【００５５】MgO及びCaOは、共にヤング率を上昇させる
成分である。さらにMgOとCaOとを比べると、 MgOは、液
相温度を上げる働きと比重を下げる働きとがあり、CaO
は、液相温度を低下させる働きと比重を上げる働きがあ
る。１２５０℃以下の液相温度を得るという観点から
は、CaOを１〜４５モル％の範囲とすくことが好まし
い。さらに、１１０ＧＰａ以上のヤング率を得るには、
MgO及びCaOの合計含有量を１０モル％以上とすることが
適当である。但し、４５モル％を超えるとガラス化が困
難になる傾向がある。よって、MgO＋CaOは、１０−４５
モル％の範囲とすることが適当である。

【００５６】Na₂Oはヤング率を低下させるが、液相温度
も低下させる効果がある成分であり、TiO₂が共存する場
合に特に有効である。TiO₂が多量に含まれるガラスの場
合でもNa₂Oを添加することにより、液相温度を１２５０
℃以下にすることができる。さらに、熱膨張係数を大き
くする効果も有るので、Na₂O量を調整することにより、
ドライブモーターのスピンドルに固定するクランプに使
用されるステンレス合金に近似させることもできる。一
方、Li₂Oはヤング率を低下させることなく、ガラスの高
温粘性を下げて溶解を容易にする成分である。しかし、
Li₂Oは、Na₂Oに比べて、液相温度を低下させる効果及び
熱膨張係数を大きくする効果は小さい。そこで、Li₂O
とNa₂Oの合計含有量は３−３０％の範囲とすることで、
ヤング率、液相温度及び熱膨張係数を調節することがで
きる。

【００５７】イオン交換層の説明 本発明のガラス基板は、少なくとも基板の表面にイオン
交換層を有する。基板の表面とは、平板状であるガラス
基板の２つの対向する平面を形成する面を意味する。イ
オン交換層は、ガラス基板を構成するガラスに本来含ま
れる二価金属酸化物を構成する二価金属イオンより大き
いイオン半径を有するアルカリ金属イオン又は二価金属
イオンを含有する。即ち、イオン交換層は、二価金属酸
化物を構成する二価金属イオンの少なくとも一部が、こ
の二価金属イオンより大きいイオン半径を有するアルカ
リ金属イオン又は二価金属イオンで置換されることによ
り形成されている。

【００５８】二価金属酸化物を構成する二価金属イオン
より大きいイオン半径を有するアルカリ金属イオン及び
二価金属イオンとしては、例えば、Ｎａイオン、Ｋイオ
ン、Ｚｎイオン、Ｃａイオン、Srイオン、及びBaイオン
からなる群から選ばれる少なくとも一種のイオンを挙げ
ることができる。これらのイオンの大小関係は以下のと
おりである。

【００５９】

【化１】Li⁺<Na⁺<K⁺ Mg²⁺< Zn²⁺<Ca²⁺< Sr²⁺<Ba²⁺ Mg²⁺<Li⁺<Zn²⁺<Ca²⁺<Na⁺<Sr²⁺<K⁺<Ba²⁺

【００６０】上記のように、Ｍｇイオンがもっともイオ
ン半径が小さく、多量のMgOをガラスに導入すること
で、イオン交換速度を促進し、ガラスの化学強化の効果
を大幅に増幅することができる。しかし、４５％以上の
MgOをガラスに導入すると量産化できるほどの結晶化安
定性をもつガラスが造れない傾向がある。また、MgOの
含有量が５％より少ないとイオン交換が不十分となり、
所望の曲げ強度が得られない場合がある。そこて、MgO
の導入量は５−４５％の範囲であることが適当である。
特に１０〜４０％の範囲で好ましい。

【００６１】イオン交換層の形成方法については後述す
るが、イオン交換層は、曲げ強度が２５Ｋｇ／ｍｍ²以
上となるように形成する。イオン交換層形成前のガラス
基板の曲げ強度は、ガラスの種類により異なるが、通常
10〜14Ｋｇ／ｍｍ²程度である。イオン交換層形成によ
る曲げ強度は、イオン交換される二価金属酸化物及びイ
オン交換により導入されるアルカリ金属イオン及び二価
金属イオンの種類及びイオン交換の程度(濃度及び層の
厚み)等により異なるが、適宜選択することができる。
イオン交換層形成による曲げ強度は好ましくは30Ｋｇ／
ｍｍ²以上である。

【００６２】ガラス基板の製造方法 本発明のイオン交換層を有するガラス基板の製造方法で
は、アルカリ金属酸化物を含有しないか、または５モル
％以下のNa₂O及び／又は１０モル％以下のLi₂O（但し、
Na₂OとLi₂Oの合計含有量は１０モル％以下である）を含
有し、少なくとも１種の二価金属酸化物を含有するガラ
ス基板を用いる。このガラス基板は、前記本発明のガラ
ス基板の説明において挙げたガラスを用いて形成したも
のであることができ、例えば、前記ガラス（１）〜
（５）を用いて形成したものであることができる。さら
に、上記ガラス基板は、磁気ヘッドの低浮上化やディス
ク回転の高速化に対応可能な高比弾性率又は高ヤング率
という観点からは、36×10⁶Nm/kg以上の比弾性率Ｇ又は
１１０ＧＰａ以上のヤング率を有することが好ましい。

【００６３】本発明の製造方法では、上記ガラス基板
を、基板中に含まれる二価金属酸化物を構成する二価金
属イオンより大きいイオン半径を有するアルカリ金属イ
オン又は二価金属イオンを含有する溶液に浸漬して、基
板の少なくとも表面にイオン交換層を形成する。イオン
交換によりガラスに導入するイオンは、基板中に含まれ
る二価金属酸化物を構成する二価金属イオンより大きい
イオン半径を有する金属イオンであり、例えば、Ｌｉイ
オン、Ｎａイオン、Ｋイオン、Ｚｎイオン、Ｃａイオ
ン、Srイオン、及びBaイオンからなる群から選ばれる少
なくとも一種を挙げることができる。前述のように、こ
れらのイオンの大小関係は以下のとおりである。

【００６４】

【化２】Li⁺<Na⁺<K⁺ Mg²⁺< Zn²⁺<Ca²⁺< Sr²⁺<Ba²⁺ Mg²⁺<Li⁺<Zn²⁺<Ca²⁺<Na⁺<Sr²⁺<K⁺<Ba²⁺

【００６５】Ｍｇイオンがもっともイオン半径が小さ
く、次いでＺｎイオン、Ｃａイオンがイオン半径が小さ
い。従って、ガラスに含まれる二価金属酸化物は、Ｍｇ
Ｏ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＺｎＯから選ばれる１種又は２
種以上であることが好ましい。特に、多量のMgOをガラ
スに導入することで、イオン交換速度を促進し、ガラス
の化学強化の効果を大幅に増幅することができる。

【００６６】MgOを含むガラスの場合、Liイオン、Naイ
オン、Kイオン、Znイオン、Caイオン、Srイオン、又はB
aイオンを含有する溶液に浸漬することでイオン交換す
ることができる。また、ＣａＯを含むガラスの場合、Na
イオン、Srイオン、又はBaイオンを含有する溶液に浸漬
することでイオン交換することができる。さらに、Ｚｎ
Ｏを含むガラスの場合、Naイオン、Caイオン、Srイオ
ン、又はBaイオンを含有する溶液に浸漬することでイオ
ン交換することができる。

【００６７】溶液への浸漬は、例えば、４００℃以上の
温度で行うことができ、好ましくは５００〜７５０℃の
範囲である。尚、ガラスに含まれるアルカリ成分を少な
くすると、ガラス転移点が高いもの（５００〜９００
℃）を得ることができる。ガラス転移点温度が高いガラ
スに対しては、イオン交換処理温度を高くすることがで
き、イオン交換を効果的に促進することができる。ま
た、浸漬時間は、所望の曲げ強度により適宜選択するこ
とができるが、例えば、６０〜３６０分程度である。

【００６８】また、Liイオン、Naイオン、Kイオン、 Zn
イオン、Caイオン、Srイオン、又はBaイオンを含有する
溶液としては、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸カ
ルシウム、硝酸ストロンチウム、硝酸バリウム及びその
混合硝酸塩を含有する処理浴を用いるのが好ましいが、
硝酸塩に限定されるものではなく、硫酸塩、重硫酸塩、
炭酸塩、重炭酸塩ハロゲン化物などを用いてもよい。イ
オン交換用溶液がLiイオン、Naイオン、Kイオン、 Znイ
オン、Caイオン、Srイオン、及びBaイオンを含む場合に
は、 Naイオン、Kイオン、Caイオン、Srイオン、及びBa
イオンがガラス中のLiイオンまたはＭｇイオンと次のよ
うにイオン交換する。

【００６９】

【化３】Li⁺（ガラス）⇔Na⁺ or K⁺（処理浴） Ｍｇ⁺²（ガラス）⇔2Na⁺（処理浴） Ｍｇ⁺²（ガラス）⇔2K⁺（処理浴） Ｍｇ⁺²（ガラス）⇔Ca⁺²（処理浴） Ｍｇ⁺²（ガラス）⇔Sr⁺²（処理浴） Ｍｇ⁺²（ガラス）⇔Ba⁺²（処理浴） Ｍｇ⁺²（ガラス）⇔Zn⁺²（処理浴）

【００７０】このイオン交換により、ガラス表面層部の
アルカリ金属イオンまたは２価金属イオンが、イオン半
径のより大きなアルカリ金属イオンまたは２価金属イオ
ンに置き換わり、ガラス表層部に圧縮応力層が形成され
てガラスが化学強化される。上述のように本発明で用い
る化学強化用ガラスは、高いヤング率または高い比弾性
率を有し、優れたイオン交換性能をもち、曲げ強度も高
いので、得られた化学強化ガラスは破壊耐性を有する。
従って、この化学強化ガラスからなる本発明の磁気記録
基板も優れた破壊耐性を有する。

【００７１】本発明のガラス基板は、例えば上述の化学
強化用ガラスディスク状などの磁気記録媒体用基板の形
状に加工後、上記本発明の方法により化学強化したもの
であることが好ましい。本発明のガラス基板は、高ヤン
グ率または高比弾性率を有し、耐熱性、表面平滑性、化
学耐久性、光学的性質及び機械的強度に優れている。従
って、例えば、磁気記録媒体等の情報記録媒体用の基板
として好適である。さらに、光磁気ディスク用のガラス
基板や光ディスクなどの電子光学用ガラス基板、次世代
LCDとして期待される低温多結晶シリコン液晶表示装置
用の耐熱性基板、或いは電気・電子部品用のガラス基板
としても好適に使用できる。

【００７２】磁気ディスクの説明 本発明の磁気記録媒体は、上述した本発明のガラス基板
の主表面に、少なくとも磁性層を形成した磁気ディスク
（ハードディスク）である。この磁気ディスクについて
以下に説明する。磁性層以外の層としては、機能面か
ら、下地層、保護層、潤滑層、凹凸制御層などが挙げら
れ、必要に応じて形成される。これらの各層の形成には
各種薄膜形成技術が利用される。磁性層の材料は特に制
限されない。磁性層としては、例えば、Co系の他、フェ
ライト系、鉄−希土類系などが挙げられる。磁性層は、
水平磁気記録、垂直磁気記録のいずれの磁性層でもよ
い。磁性層としては、具体的には、例えば、Coを主成分
とするCoPt、CoCr、CoNi、CoNiCr、CoCrTa、CoPtCrやCo
NiCrPt、CoNiCrTa、CoCrPtTa、CoCrPtSiO などの磁性薄
膜が挙げられる。また、磁性層を非磁性層で分割してノ
イズ低減を図った多層構成としてもよい。

【００７３】磁性層における下地層は、磁性層に応じて
選択される。下地層としては、例えば、Cr、Mo、Ta、T
i、Ｗ、Ｖ、Ｂ、Al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、又はそれらの金属の酸化物、窒
化物、炭化物等からなる下地層等が挙げられる。Coを主
成分とする磁性層の場合には、磁気特性向上の観点から
Cr単体やCr合金であることが好ましい。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す
ることもできる。例えば、Al／Cr／CrMo、Al／Cr／Cr等
の多層下地層等が挙げられる。

【００７４】また、基板と磁性層の間又は磁性層の上部
に、磁気ヘッドと磁気ディスクが吸着することを防止す
るための凹凸制御層を設けてもよい。この凹凸制御層を
設けることによって、磁気ディスクの表面粗さは適度に
調整されるので、磁気ヘッドと磁気ディスクが吸着する
ことがなくなり、信頼性の高い磁気ディスクが得られ
る。凹凸制御層の材料及び形成方法は多種知られてお
り、特に制限されない。例えば、凹凸制御層の材料とし
ては、Al、Ag、Ti、Nb、Ta、Bi、Si、Zr、Cr、Cu、Au、
Sn、Pd、Sb、Ge、Mgなどから選ばれる少なくとも一種以
上の金属、又はそれらの合金、あるいは、それらの酸化
物、窒化物、炭化物等からなる下地層等が挙げられる。
形成が容易であるという観点からは、Al単体やAl合金、
酸化Al、窒化AlといったAlを主成分とする金属であるこ
とが望ましい。

【００７５】また、ヘッドスティクションを考慮する
と、凹凸形成層の表面粗さは、Rmax＝５０〜３００オン
グストロームであることが好ましい。より好ましい範囲
は、Rmax＝１００〜２００オングストロームである。Rm
axが５０オングストローム未満の場合、磁気ディスク表
面が平坦に近いため、磁気ヘッドと磁気ディスクが吸着
し、磁気ヘッドや磁気ディスクが吸着し、磁気ヘッドや
磁気ディスクが傷ついてしまったり、吸着によるヘッド
クラッシュを起こすので好ましくない。また、Rmaxが３
００オングストロームを超える場合、グライド高さ（グ
ライドハイト）が大きくなり記録密度の低下を招くので
好ましくない。尚、凹凸制御層を設けずに、ガラス基板
表面に、エッチング処理やレーザー光の照射等の手段で
凹凸を付け、テクスチャリング処理を施してもよい。

【００７６】保護層としては、例えば、Cr膜、Cr合金
膜、炭素膜、ジルコニア膜、シリカ膜等が挙げられる。
これらの保護膜は、下地層、磁性層等とともにインライ
ン型スパッタ装置等で連続して形成できる。また、これ
らの保護膜は、単層としてもよく、あるいは、同一又は
異種の膜からなる多層構成としてもよい。上記保護層上
に、あるいは上記保護膜に替えて、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）膜を形成してもよい。この場合、保護膜と凹
凸制御層の両方の機能を果たす。潤滑層としては多種多
様な提案がなされているが、一般的には、液体潤滑剤で
あるパーフルオロポリエーテルをフレオン系などの溶媒
で希釈し、媒体表面にディッピング法、スピンコート
法、スプレイ法によって塗布し、必要に応じて加熱処理
を行って形成する。

【００７７】

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに説明す
る。 実施例１〜９ 実施例１〜９は、本発明のガラス基板の製造に用いる化
学強化用ガラス及び化学強化ガラスの製造例である。こ
れらのガラスを溶解する際の出発原料としては、SiO₂、
Al₂O₃ 、Al(OH)₃ 、MgO 、CaCO₃ 、Y₂O₃、TiO₂、ZrO₂、
Li₂CO₃など、通常使用されている酸化物、炭酸塩、硝酸
塩、水酸化物等を用いた。これらの原料を、表１及び表
２に示した所定の割合に０．３−１８．０Kg秤量し、十
分に混合して調合バッチと成し、これを白金るつぼに入
れ、１５５０−１６００℃で空気中、５〜時間ガラスの
溶解を行った。熔融後、ガラス融液をサイズ１８０×１
５×２５mm或いは３００×２５０×６０のカーボンの金
型に流し、ガラスの転移点温度まで 放冷してから直ち
にアニール炉に入れ、ガラスの転移温度範囲で約１時間
アニールして炉内で室温まで放冷した。得られたガラス
は顕微鏡で観察できる結晶が析出しなかった。

【００７８】３００×２５０×６０ｍｍサイズのガラス
を５０×１５×１ｍｍサイズ及びφ９５mmx厚み０．８m
mディスク状のガラスに研磨して化学強化用ガラスを得
た。これらのガラスを５５０〜６５０℃の温度に保った
KNO₃硝酸塩、60%KNO₃と40%NaNO₃、85%KNO₃と15%Ca(NO₃)
₂及び85%KNO₃と15%Sr(NO₃)₂などの混合硝酸塩の処理浴
に４〜１６時間浸漬して、ガラス表面層のLiやNaなどの
アルカリイオンまたはＭｇなどアルカリ土類イオンを、
前期処理浴中のNa、K、Ca、Zn及びSrイオンとそれぞれ
イオン交換させ、化学強化した。このようにして実施例
１〜９の９種類の化学強化ガラスを得た。これらの化学
強化ガラスの曲げ強度を化学強化前の曲げ強度ととも
に、表１及び2の特性欄に示した。

【００７９】１８０×１５×２５mmサイズのガラスを１
００×１０×１０mm、１０×１０×２０mm、１０×１×
２０mmに研磨した後、ヤング率、比重、DSCの測定サン
プルとした。DSCの測定は１０×１×２０mmの板状ガラ
スを１５０メッシュの粉末に磨き、５０mgを秤量して白
金パンに入れ、MACー３３００型DSC装置を用いて行われ
た。ヤング率の測定は１００×１０×１０mmのサンプル
を用いて超音波法で行った。測定で得られたデータをガ
ラスの組成と共に表１及び2に示した。なお、比較のた
め、特許公報第2516553号に開示された市販のTS10結晶
化ガラス基板を比較例１として、表2にその特性を記載
する。

【００８０】

【表1】

【００８１】

【表2】

【００８２】表１及び２から明らかなように、実施例１
〜９の化学強化ガラス基板はヤング率や比弾性率などガ
ラスの強度特性が大きいことから、磁気記録媒体用基板
として使用した場合、このガラス基板が高速回転して
も、基板に反りやブレが生じにくく、より基板の薄型化
にも対応できることが分かる。さらに、これらのガラス
の表面粗度（Ra）を５Å以下に研磨することができ、平
坦性に優れているので、磁気ヘッドの低浮上化を図るこ
とができ、磁気記録媒体用ガラス基板として有用であ
る。これに対し、比較例１の結晶化ガラス基板は、曲げ
強度本発明のガラスとほぼ同程度で優れているものの、
ヤング率が本発明のガラス基板に比べかなり劣るため、
基板の薄型化や高速回転化に対応できない。特に基板の
平滑性が大きな結晶粒子の存在によって損なわれるの
で、高密度記録化を図ることができない。

【００８３】前述した実施例１−９で得られた化学強化
用ガラスについて、3.5磁気ディスク基板の形状（φ95m
m、中心孔部径φ 25mm、厚み0.8mm）に成形し、その
後、前述の実施例１−９で述べた方法で化学強化して化
学強化ガラスからなる磁気ディスク基板を得た。これら
の化学強化ガラス基板をディスク装置にセットして、３
５０００rpmで基板を回転させても破壊しなかった。こ
の基板上に磁気膜を付けたディスクでも３５０００rpm
の回転では破壊しなかった。

【００８４】実施例１０ （磁気ディスクの製造方法） 磁気ディスクの製造方法に関しては、図１に示すように
本発明のディスク１は、上記の実施例５の化学強化ガラ
ス基板２上に、順次、凸凹制御層３、下地層４、磁気層
５、保護層６、潤滑層７を形成したものである。各層に
ついて具体的に説明すると、基板１は、外円径47.5mm、
内円径22.5mm、厚み0.8mmの円板上に加工したものであ
って、その両主表面を表面粗さRa＝４オングストロー
ム、Rmax=３５オングストロームとなるように精密研磨
したものである。凸凹制御層は、平均粗さ５０オングス
トローム、表面粗さRmaxが１５０オングストローム、窒
素の含有量が５−３５％のAlNの薄膜である。下地層
は、厚さ約６００オングストロームのCrVの薄膜で、組
成比はCr：83at%、V：17at%である。磁気層は、厚さ約
３００オングストロームのCoPtCrの薄膜で、組成比はC
o：76at%、Pt：6.6at%、Cr：17.4at%である。保護層
は、厚さ約１００オングストロームのカーボン薄膜であ
る。潤滑層は、パーフルオロポリエーテルからなる潤滑
層をスピンコート法によって、カーボン保護層に塗布し
て厚さ８オングストロームに形成したものである。

【００８５】次に本発明の一実施例に関わる磁気ディス
クの製造方法について説明する。まず、実施例５で製造
した化学強化ガラスを、外円径47.5mm、内円径22.5mm、
厚み0.8mmの円板上に研削加工し、その両主表面を粗さ
がRa＝４オングストローム、Rmax=３５オングストロー
ムとなるように精密研磨し、化学強化して磁気ディスク
用ガラス基板を得る。次いで、上記化学強化ガラス基板
を基板ホルダーにセットした後、インラインスパッタ装
置の仕込み室に送り込む。続いて、化学強化ガラス基板
のセットされたホルダーを、Alターゲットがエッチされ
た第一チャンバーに送り込み、圧力４mtorr、基板温度
３５０℃、Ar+N2ガス雰囲気でスパッタリングする。そ
の結果、化学強化ガラス基板上に、表面粗さRmax１５０
オングストローム、薄膜厚み５０オングストロームのAl
N薄膜（凸凹層）が得られた。

【００８６】次に、AlNが成膜された化学強化ガラス基
板のセットされたホルダーをCrV（ Cr：83at%、V：17at
%）ターゲットが設置された第二チャンバー、CoPtCr（
Co：76at%、Pt：6.6at%、Cr：17.4at%）ターゲットが設
置された第三チャンバーに連続的に順次に送り込み、基
板上にに成膜する。これらの膜は、圧力２mtorr、基板
温度３５０℃、Ar雰囲気でスパッタリングし、薄膜厚約
６００オングストロームのCrV下地層、薄膜厚約３００
オングストロームのCoPtCr磁気層を得る。次いで、凸凹
制御層、下地層、磁性層が形成された積層体を、加熱処
理するための加熱ヒーターが設けられた第四チャンバー
に送り込む。このとき第四チャンバー内をArガスmtor
r）雰囲気にし、熱処理温度を変化させて熱処理を行
う。

【００８７】上記基板をカーボンターゲットが設置され
た第五チャンバーに送り込み、Ar+H₂（H₂=6%）雰囲気中
で成膜した以外は上記CrV下地層、CoPtCr磁性層と同じ
成膜条件で、薄膜厚約１００オングストロームのカーボ
ン保護層を得る。最後に、カーボン保護層の形成までを
終えた基板を上記インラインセンススパッタ装置から取
り出し、そのカーボン保護層の表面に、ディッピング法
によってパーフルオロポリエーテルを塗布して厚８オン
グストロームの潤滑層を形成して磁気ディスクを得た。
以上、好ましい実施例を挙げて本発明を説明したが、本
発明は上記実施例に限定されるものではない。

【００８８】

【発明の効果】本発明のガラスを用いることで、無アル
カリガラスまたは低アルカリガラスであっても、イオン
交換層を形成して曲げ強度が２５Ｋｇ／ｍｍ²以上のガ
ラス基板を提供することができる。本発明によれば、36
×10⁶Nm/kg以上の高い比弾性率または１１０ＧＰａ以上
の大きなヤング率を有する無アルカリガラスまたは低ア
ルカリガラスであっても、イオン交換層を形成して曲げ
強度が２５Ｋｇ／ｍｍ²以上のガラス基板を提供するこ
とができる。さらに、７００℃以上の高い転移温度（高
い耐熱性）を有し、優れた表面平滑性（表面粗さＲａ＜
９オングストローム）を有するガラス基板であって、曲
げ強度が２５Ｋｇ／ｍｍ²以上の強度の大きいガラスを
提供することもできる。また、本発明のガラスは耐熱性
に優れるため、磁気膜の特性向上に必要な熱処理を基板
が変形すること無しに施すことができ、平坦性に優れる
ため、磁気ヘッドの低浮上化即ち高密度記録化が達成で
き、比弾性率及び強度が大きいので、磁気ディスクの薄
型化を達成できると共に磁気ディスクの破損も避けられ
る。さらにガラスとしても比較的安定に得ることがで
き、工業的規模での生産が容易であるため、安価な次世
代磁気記録媒体用基板ガラスとして大いに期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ガラス基板２上に、順次、凹凸制御層３、下
地層４、磁性層５、保護層６、潤滑層７を形成した磁気
ディスク１の概略断面図。

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも基板の表面にイオン交換層を
   有するガラス基板であって、 前記イオン交換層以外の部分がアルカリ金属酸化物を含
   有しないか、または５モル％以下のNa₂O及び／又は１０
   モル％以下のLi₂O（但し、Na₂OとLi₂Oの合計含有量は１
   ０モル％以下である）を含有し、前記イオン交換層以外
   の部分が少なくとも１種の二価金属酸化物を含有し、か
   つ曲げ強度が２５Ｋｇ／ｍｍ²以上であることを特徴と
   する基板。
2. 【請求項２】イオン交換層以外の部分がアルカリ金属酸
   化物を含有しない請求項１に記載の基板。
3. 【請求項３】 イオン交換層が、前記二価金属酸化物を
   構成する二価金属イオンより大きいイオン半径を有する
   アルカリ金属イオン又は二価金属イオンを含有する請求
   項１または２に記載の基板。
4. 【請求項４】 イオン交換層は、前記二価金属酸化物を
   構成する二価金属イオンの少なくとも一部が、この二価
   金属イオンより大きいイオン半径を有するアルカリ金属
   イオン又は二価金属イオンで置換されることにより形成
   されている請求項３に記載の基板。
5. 【請求項５】 二価金属酸化物が、ＭｇＯ、ＣａＯ、Ｓ
   ｒＯ及びＺｎＯから選ばれる１種又は２種以上である請
   求項１〜４のいずれか１項に記載の基板。
6. 【請求項６】 二価金属酸化物がＭｇＯである請求項５
   に記載の基板。
7. 【請求項７】 イオン交換層以外の部分における二価金
   属酸化物の含有量が５〜４５モル％の範囲である請求項
   １〜６のいずれか１項に記載の基板。
8. 【請求項８】 二価金属酸化物を構成する二価金属イオ
   ンより大きいイオン半径を有するアルカリ金属イオン及
   び二価金属イオンが、Ｌｉイオン、Ｎａイオン、Ｋイオ
   ン、Ｚｎイオン、Ｃａイオン、Srイオン、及びBaイオン
   からなる群から選ばれる少なくとも一種である請求項１
   〜７のいずれか１項に記載の基板。
9. 【請求項９】 36×10⁶Nm/kg以上の比弾性率Ｇ又は１１
   ０ＧＰａ以上のヤング率を有する請求項１〜８のいずれ
   か１項に記載の基板。
10. 【請求項１０】アルカリ金属酸化物を含有しないか、ま
    たは５モル％以下のNa₂O及び／又は１０モル％以下のLi
    ₂O（但し、Na₂OとLi₂Oの合計含有量は１０モル％以下で
    ある）を含有し、少なくとも１種の二価金属酸化物を含
    有するガラス基板を、前記二価金属酸化物を構成する二
    価金属イオンより大きいイオン半径を有するアルカリ金
    属イオン又は二価金属イオンを含有する溶液に浸漬し
    て、基板の少なくとも表面にイオン交換層を形成する工
    程を含むガラス基板の製造方法。
11. 【請求項１１】イオン交換層を形成した基板が２５Ｋｇ
    ／ｍｍ²以上の曲げ強度を有するようにイオン交換条件
    を選択する請求項１０に記載の製造方法。
12. 【請求項１２】 二価金属酸化物が、ＭｇＯ、ＣａＯ、
    ＳｒＯ及びＺｎＯから選ばれる１種又は２種以上である
    請求項１０または１１に記載の製造方法。
13. 【請求項１３】 イオン交換層を形成する前のガラス
    が、５〜４５モル％の二価金属酸化物を含有する請求項
    １０〜１２のいずれか１項に記載の製造方法。
14. 【請求項１４】 二価金属酸化物を構成する二価金属イ
    オンより大きいイオン半径を有するアルカリ金属イオン
    又は二価金属が、Ｌｉイオン、Ｎａイオン、Ｋイオン、
    Ｚｎイオン、Ｃａイオン、Srイオン、及びBaイオンから
    なる群から選ばれる少なくとも一種である請求項１０〜
    １３のいずれか１項に記載の製造方法。
15. 【請求項１５】 溶液への浸漬を４００℃以上の温度で
    行う請求項１０〜１４のいずれか１項に記載の製造方
    法。
16. 【請求項１６】 36×10⁶Nm/kg以上の比弾性率Ｇ又は１
    １０ＧＰａ以上のヤング率を有する請求項１０〜１５の
    いずれか１項に記載の製造方法。
17. 【請求項１７】 請求項１０〜１６のいずれか１項に記
    載の製造方法により製造された化学強化ガラス基板。
18. 【請求項１８】 請求項１〜９及び１７のいずれか１項
    に記載のガラス基板からなることを特徴とする情報記録
    媒体用基板。
19. 【請求項１９】 少なくとも基板及び情報記録部からな
    る情報記録媒体であって、前記基板が請求項１８に記載
    の基板であることを特徴とする情報記録媒体。
20. 【請求項２０】情報記録媒体が磁気記録媒体である請求
    項１９に記載の情報記録媒体。