JPH10226532A

JPH10226532A - 磁気ディスク基板用ガラス組成物及び磁気ディスク基板

Info

Publication number: JPH10226532A
Application number: JP35720396A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Taguchi; 智之田口; Hideki Kawai; 秀樹河合; Toru Obara; 融小原; Ikuo Kuriyama; 育夫栗山; Hajime Wakabayashi; 肇若林
Original assignee: Yamamura Glass KK
Current assignee: Yamamura Glass KK
Priority date: 1995-12-28
Filing date: 1996-12-26
Publication date: 1998-08-25

Abstract

(57)【要約】【課題】成形が容易で、熱処理による結晶化後、容易に
研磨加工ができ、あるいは成形、研磨後、イオン交換に
より化学強化でき、優れた化学的耐久性、機械的強度、
耐熱性、表面平滑性、表面平坦性を有し、磁気膜特性の
劣化の少ない磁気ディスク基板用ガラス組成物及び磁気
ディスク基板を提供する。【解決手段】ＳｉＯ₂：６６〜８０重量％、Ａｌ₂Ｏ₃：
５〜１５重量％、Ｌｉ₂Ｏ：３〜８.５重量％、Ｎａ
₂Ｏ：０〜３重量％、Ｋ₂Ｏ：０〜３重量％、ＴｉＯ₂：
０.５〜８重量％、ＺｒＯ₂：３.５〜８重量％、Ｐ
₂Ｏ₅：０.５〜３重量％、Ｓｂ₂Ｏ₃：０〜２重量％、Ａ
ｓ₂Ｏ₃：０〜２重量％の組成を有し、理論的光学的塩基
性度が０.５４８以下である磁気ディスク基板用ガラス
組成物、並びに、該組成物を成形、研磨後、イオン交換
し、強化した磁気ディスク基板、及び、該組成物を成
形、熱処理、研磨して作製された主結晶相がＬｉ₂Ｏ・
２ＳｉＯ₂及び／又はスポジュメンである磁気ディスク
基板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスク基板
用ガラス組成物及び磁気ディスク基板に関する。さらに
詳しくは、本発明は、容易に成形することができ、ガラ
ス熱処理によって主結晶相としてＬｉ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂及
びスポジュメンの内の少なくとも１種を析出させた後に
も、容易に研磨加工することができ、あるいは成形、研
磨後、ガラスをイオン交換することにより化学強化で
き、優れた化学的耐久性、機械的強度、耐熱性、表面平
坦性、表面平滑性を有するコンピューターのハードディ
スクなどに適した磁気ディスク基板を作製するための磁
気ディスク基板用ガラス組成物及び該組成物から得られ
る磁気ディスク基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気ディスクは、主としてコンピュータ
ーなどの記録媒体として使用されている。従来、磁気デ
ィスク基板材料としてアルミニウム合金が使用されてい
るが、近年、磁気ディスクの小型化、薄型化、高記録密
度化の流れの中で、高平坦性、高平滑性への要望が高ま
っており、アルミニウム合金では対応しきれないため、
これに変わる磁気ディスク基板材料が必要になってい
る。磁気ディスク基板に必要な特性は、ディスク表面の
平坦性、平滑性や、ディスク基板の高強度、高硬度、化
学的耐久性、耐マイグレーション性、耐熱性などである
が、アルミニウム合金は強度、硬度が劣るため、ディス
クの厚みを厚くし、表面を硬化する必要がある。ディス
クの厚みを薄くすると、うねりが発生し平坦度が悪化す
るため、磁気ヘッドがディスクに衝突する回数が多くな
り、ディスクの塑性変形を招き、データ破壊が起こる。
従って、フライングハイト（磁気ヘッドと磁気ディスク
の隙間）を小さくすることができないため、記録密度が
上がらないという問題が生じる。また、磁性膜が白金系
になると、アルミニウム合金基板と磁性膜の間に電位が
発生し、電界腐食を引き起こすため、磁性膜が侵される
といった現象を引き起こす。これらのアルミニウム合金
の問題点を解決する基板材料として、磁気ディスク用ガ
ラス基板が開発されている。磁気ディスク用ガラス基板
は、大別するとイオン交換タイプと、結晶化ガラスタイ
プとの２つに分けられる。イオン交換タイプの磁気ディ
スク用ガラス基板は、一般的にガラス中に多量のアルカ
リ成分を有しており、アルカリ成分が基板表面に移動し
て磁気膜特性を悪化させる現象をしばしば引き起こす。
結晶化ガラスタイプの磁気ディスク用ガラス基板は、ア
ルミニウム合金基板やイオン交換タイプのガラス基板の
欠点を補うべく開発されたものであり、これまでに種々
のガラス組成物が提案されている。特開昭６２−７２５
４７号公報、特開平４−１４４９３８号公報、特開平６
−３２９４４０号公報、特開平７−１５７３３１号公報
などに提案されているＬｉ₂Ｏ−ＳｉＯ₂系結晶化ガラス
は、ガラス組成物中に多量のアルカリ成分を含んだもの
である。このようなガラス組成物は、析出結晶中にある
程度のアルカリ成分が取り込まれることによってアルカ
リイオンの移動を抑えるが、結晶でないマトリックスガ
ラス中にも相当量のアルカリ成分が残存するため、イオ
ン交換タイプと同様にアルカリマイグレーションにより
磁気膜特性を悪化させるおそれがあり、今後の薄膜化へ
の対応が困難である。特に、特開昭６２−７２５４７号
公報に提案されているＬｉ₂Ｏ・ＳｉＯ₂（リチウムメタ
シリケート）結晶は、化学的耐久性が非常に悪く、アル
カリマイグレーションにより磁気膜特性を悪化させるお
それがある。特開平６−３２９４３９号公報に提案され
ているＬｉ₂Ｏ−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系結晶化ガラスは、
１５５０℃以上の高温溶融が必要であり、溶融、成形が
容易ではない。また、特開平７−２４７１３８号公報に
提案されているＬｉ₂Ｏ−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系結晶化ガ
ラスは、ガラス組成中のＳｉＯ₂成分が少ないため、化
学的耐久性が劣るという欠点がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、容易に成形
することができ、ガラスの熱処理による結晶化後、容易
に研磨加工することができ、あるいは成形、研磨後、ガ
ラスをイオン交換することにより化学強化でき、優れた
化学的耐久性、機械的強度、耐熱性、表面平滑性、表面
平坦性を有し、アルカリマイグレーションによる磁気膜
特性の劣化の少ない磁気ディスク基板を作製するための
磁気ディスク基板用ガラス組成物及び磁気ディスク基板
を提供することを目的としてなされたものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、ガラスの理論的
光学的塩基性度が０.５４８以下であり、イオン交換に
よる強化が可能であり、熱処理した場合は主結晶相とし
てＬｉ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂及びスポジュメンの内の少なくと
も１種の結晶が析出する特定組成のガラス組成物が、容
易に成形、研磨加工することができ、しかも磁気ディス
ク基板としたときの化学的特性及び物理的特性に優れる
ことを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成する
に至った。すなわち、本発明は、（１）酸化物として、
ＳｉＯ₂：６６〜８０重量％、Ａｌ₂Ｏ₃：５〜１５重量
％、Ｌｉ₂Ｏ：３〜８.５重量％、Ｎａ₂Ｏ：０〜３重量
％、Ｋ₂Ｏ：０〜３重量％、但し、Ｌｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ＋
Ｋ₂Ｏ：３〜１０重量％、ＴｉＯ₂：０.５〜８重量％、
ＺｒＯ₂：３.５〜８重量％、Ｐ₂Ｏ₅：０.５〜３重量
％、Ｓｂ₂Ｏ₃：０〜２重量％、Ａｓ₂Ｏ₃：０〜２重量％
の組成を有し、理論的光学的塩基性度が０.５４８以下
であることを特徴とする磁気ディスク基板用ガラス組成
物、（２）酸化物として、ＳｉＯ₂：６６〜７５重量
％、Ａｌ₂Ｏ₃：５.５〜１０重量％、Ｌｉ₂Ｏ：４〜８.
５重量％、Ｎａ₂Ｏ：０〜２重量％、Ｋ₂Ｏ：０〜２重量
％、但し、Ｌｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ：４〜９重量％、
ＴｉＯ₂：２〜６重量％、ＺｒＯ₂：３.８〜６.５重量
％、Ｐ₂Ｏ₅：１〜２.５重量％、Ｓｂ₂Ｏ₃：０〜２重量
％、Ａｓ₂Ｏ₃：０〜２重量％の組成を有し、理論的光学
的塩基性度が０.５４８以下であることを特徴とする磁
気ディスク基板用ガラス組成物、（３）酸化物として、
ＳｉＯ₂：６６〜７５重量％、Ａｌ₂Ｏ₃：５.５〜７.５
重量％、Ｌｉ₂Ｏ：５〜８.５重量％、Ｎａ₂Ｏ：０〜２
重量％、Ｋ₂Ｏ：０〜２重量％、但し、Ｌｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂
Ｏ＋Ｋ₂Ｏ：５〜９重量％、ＴｉＯ₂：２〜４重量％、Ｚ
ｒＯ₂：４.１〜６重量％、Ｐ₂Ｏ₅：１〜２.５重量％、
Ｓｂ₂Ｏ₃：０〜１重量％、Ａｓ₂Ｏ₃：０〜１重量％の組
成を有し、理論的光学的塩基性度が０.５４８以下であ
ることを特徴とする磁気ディスク基板用ガラス組成物、
（４）第(１)項乃至第(３)項のいずれかに記載の磁気デ
ィスク基板用ガラス組成物を、成形、研磨後、３５０℃
から５５０℃の間の温度で、ガラス表面層のアルカリ金
属イオンを、イオン半径がより大きいアルカリ金属イオ
ンでイオン交換し、強化したことを特徴とする磁気ディ
スク基板、（５）第(１)項乃至第(３)項のいずれかに記
載の磁気ディスク基板用ガラス組成物を、成形、熱処
理、研磨して作製された、主結晶相がＬｉ₂Ｏ・２Ｓｉ
Ｏ₂及びスポジュメンの内の少なくとも１種であること
を特徴とする磁気ディスク基板、（６）酸化物として、
ＳｉＯ₂：６６〜８０重量％、Ａｌ₂Ｏ₃：５.５〜１０重
量％、Ｌｉ₂Ｏ：３〜８.５重量％、Ｎａ₂Ｏ：０〜３重
量％、Ｋ₂Ｏ：０〜３重量％、但し、Ｌｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ
＋Ｋ₂Ｏ：３〜１０重量％、ＴｉＯ₂：０.５〜８重量
％、ＺｒＯ₂：３.５〜８重量％、Ｐ₂Ｏ₅：０.５〜３重
量％、Ｓｂ₂Ｏ₃：０〜２重量％、Ａｓ₂Ｏ₃：０〜２重量
％の組成を有するガラス組成物を、成形、熱処理、研磨
して作製された、主結晶相がＬｉ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂及びス
ポジュメンの内の少なくとも１種であることを特徴とす
る磁気ディスク基板、（７）結晶化度の合計が２０容量
％以上である第(５)項又は第(６)項記載の磁気ディスク
基板、（８）粉末法によるガラスの水溶出試験で、重量
減少が６×１０^-7ｇ／cm²・ｈ以下である第(１)項乃至
第(３)項のいずれかに記載の磁気ディスク基板用ガラス
組成物、及び、（９）粉末法によるガラス又は結晶化ガ
ラスの水溶出試験で、重量減少が６×１０^-7ｇ／cm²・
ｈ以下である第(４)項乃至第(７)項のいずれかに記載の
磁気ディスク基板、を提供するものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の磁気ディスク基板用ガラ
ス組成物は、酸化物として、ＳｉＯ₂：６６〜８０重量
％、Ａｌ₂Ｏ₃：５〜１５重量％、Ｌｉ₂Ｏ：３〜８.５重
量％、Ｎａ₂Ｏ：０〜３重量％、Ｋ₂Ｏ：０〜３重量％、
但し、Ｌｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ：３〜１０重量％、Ｔ
ｉＯ₂：０.５〜８重量％、ＺｒＯ₂：３.５〜８重量％、
Ｐ₂Ｏ₅：０.５〜３重量％、Ｓｂ₂Ｏ₃：０〜２重量％、
Ａｓ₂Ｏ₃：０〜２重量％の組成を有し、理論的光学的塩
基性度が０.５４８以下である。本発明の磁気ディスク
基板用ガラス組成物は、必要に応じて、Ｂ₂Ｏ₃：０〜５
重量％、ＭｇＯ：０〜８重量％、ＣａＯ：０〜５重量
％、ＳｒＯ：０〜５重量％、ＢａＯ：０〜５重量％、Ｚ
ｎＯ：０〜５重量％、ＰｂＯ：０〜３重量％などの酸化
物を含有せしめることができる。本発明組成物におい
て、ＳｉＯ₂はガラス形成酸化物であり、ガラスを熱処
理する場合は、主結晶相であるＬｉ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂及び
スポジュメン（Ｌｉ₂Ｏ・Ａｌ₂Ｏ₃・４ＳｉＯ₂）の構成
成分である。ＳｉＯ₂の含有量が６６重量％未満である
と、ガラスの理論的光学的塩基性度を０.５４８以下に
することが困難になり、化学的耐久性が悪化する上に、
結晶化する場合は上記の結晶が析出し難くなるおそれが
ある。ＳｉＯ₂の含有量が８０重量％を超えると、溶融
温度が上がりすぎて生産が困難になるおそれがある。Ｓ
ｉＯ₂の含有量は、生産性を考慮すると、６６〜７５重
量％であることがより好ましい。本発明組成物におい
て、Ａｌ₂Ｏ₃はガラス中間酸化物であり、ガラスを熱処
理する場合は、主結晶相であるスポジュメンの構成成分
である。Ａｌ₂Ｏ₃の含有量が５重量％未満であると、化
学的耐久性が悪化する。Ａｌ₂Ｏ₃の含有量が１５重量％
を超えると、溶融温度が高くなり生産が困難になるおそ
れがある。Ａｌ₂Ｏ₃の含有量は、化学的耐久性や生産性
を考慮すると、５.５〜１０重量％であることがより好
ましく、５.５〜７.５重量％であることがさらに好まし
い。

【０００６】本発明組成物において、Ｌｉ₂Ｏは融剤と
しての役割を果たすと共に、ガラスをイオン交換し、強
化する場合は、アルカリ金属イオンの中で最も小さいイ
オンなので、ナトリウムやカリウムなどのイオン半径が
より大きいアルカリ金属イオンとイオン交換してガラス
を強化し得る成分であり、ガラスを熱処理する場合は、
主結晶相であるＬｉ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂及びスポジュメンの
構成成分である。Ｌｉ₂Ｏの含有量が３重量％未満であ
ると、溶融温度が高くなりすぎる上に、イオン交換し、
強化する場合は、イオン交換し難く、特性が向上しない
おそれがある。また、ガラスを熱処理する場合は、Ｌｉ
₂Ｏ・２ＳｉＯ₂及びスポジュメン結晶が析出し難くなる
おそれがある。Ｌｉ₂Ｏの含有量が８.５重量％を超える
と、ガラスの理論的光学的塩基性度を０.５４８以下に
し難く、化学的耐久性及び耐マイグレーション性を悪化
させ、磁気膜特性に悪影響を与えるおそれがある。Ｌｉ
₂Ｏの含有量は、生産性、イオン交換量、化学的耐久性
や耐マイグレーション性を考慮すると、４〜８.５重量
％であることがより好ましく、５〜８.５重量％である
ことがさらに好ましい。本発明組成物において、Ｎａ₂
Ｏ及びＫ₂Ｏは融剤であり、組成物の溶融性を改良する
とともに、Ｎａ₂Ｏはカリウムなどのナトリウムよりイ
オン半径がより大きいアルカリ金属イオンとイオン交換
してガラスを強化し得る成分である。磁気ディスク基板
の化学的耐久性、耐マイグレーション性を考慮すると、
Ｌｉ₂Ｏのみを単独で使用するよりも、これらのアルカ
リ成分をＬｉ₂Ｏと併用し、複数種のアルカリ成分を使
用することにより化学的耐久性の低下やアルカリマイグ
レーションを防ぐことが好ましい。Ｎａ₂Ｏ又はＫ₂Ｏの
含有量が３重量％を超えるか、あるいは、Ｌｉ₂Ｏ＋Ｎ
ａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏの合計の含有量が１０重量％を超えると、
ガラスの理論的光学的塩基性度を０.５４８以下に保つ
ことが困難になり、磁気ディスク基板の化学的耐久性が
低下するとともに耐マイグレーション性も低下するおそ
れがある。Ｎａ₂Ｏ及びＫ₂Ｏのそれぞれの含有量は、化
学的耐久性、耐マイグレーション性やガラスの理論的光
学的塩基性度を考慮すると、２重量％以下であることが
より好ましい。また、Ｌｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏの合計
量は４〜９重量％であることがより好ましく、５〜９重
量％であることがさらに好ましい。

【０００７】本発明組成物において、ＴｉＯ₂、ＺｒＯ₂
及びＰ₂Ｏ₅は、結晶化促進剤としての役割を果たす。さ
らに、ＴｉＯ₂は融剤としての役割や、レーザーテクス
チャーを行う場合には、敏感にレーザー光と反応して磁
気ディスク基板表面の構造変化を誘起する重要な成分と
しての役割も果たす。ＴｉＯ₂の含有量が０.５重量％未
満であると、結晶化促進剤としての効果、融剤としての
効果及びレーザー反応成分としての効果が乏しく、ま
た、ＴｉＯ₂の含有量が８重量％を超えると、ガラス成
形時に失透しやすくなるおそれがある。ＴｉＯ₂の含有
量は、結晶化促進剤としての効果、融剤としての効果、
レーザー反応成分としての効果及び失透性を考慮する
と、２〜６重量％であることがより好ましく、２〜４重
量％であることがさらに好ましい。ＺｒＯ₂は化学的耐
久性を顕著に向上させる働きも有するが、ＺｒＯ₂の含
有量が３.５重量％未満であると、化学的耐久性の向上
が認められないおそれがある。ＺｒＯ₂の含有量が８重
量％を超えると、ガラス中に溶けきれず、未溶融物とな
るおそれがある。ＺｒＯ₂の含有量は、結晶化促進剤と
しての効果、化学的耐久性や溶融性を考慮すると、３.
８〜６.５重量％であることがより好ましく、４.１〜６
重量％であることがさらに好ましい。Ｐ₂Ｏ₅は融剤とし
ての働き、特にＺｒＯ₂の難溶融性を著しく改善する働
きもあるが、Ｐ₂Ｏ₅の含有量が０.５重量％未満である
と、結晶化促進剤としての効果及びＺｒＯ₂の難溶融性
の改善効果が乏しく、また、Ｐ₂Ｏ₅の含有量が３重量％
を超えると溶融ルツボの腐食量が増大するおそれがあ
る。Ｐ₂Ｏ₅の含有量は、結晶化促進剤としての効果、融
剤としての効果、特にＺｒＯ₂の難溶融性の改善効果及
びルツボの腐食性を考慮すると、１〜２.５重量％であ
ることがより好ましい。本発明組成物において、Ｓｂ₂
Ｏ₃及びＡｓ₂Ｏ₃は、ガラス溶融時の清澄剤としての役
割を果たす。Ｓｂ₂Ｏ₃若しくはＡｓ₂Ｏ₃を単独で用いる
場合、又は併用する場合の含有量が０.１重量％未満で
あると、清澄剤としての作用に乏しくなるおそれがある
が、２重量％以下で十分清澄効果を発揮する。Ａｓ₂Ｏ₃
は清澄剤としてＳｂ₂Ｏ₃と併用又は単独で用いることが
できるが、環境の点からは使用しないことが好ましい。
Ｓｂ₂Ｏ₃＋Ａｓ₂Ｏ₃の合計量は、清澄効果を考慮すると
０.２〜１重量％であることがより好ましい。

【０００８】本発明組成物に必要に応じて含有せしめる
ことができるＢ₂Ｏ₃、ＺｎＯ及びＰｂＯは、融剤として
の働きを有する。Ｂ₂Ｏ₃の含有量が５重量％を超える
と、化学的耐久性を悪化させ、熱処理する場合は結晶化
を抑制するおそれがある。Ｂ₂Ｏ₃の含有量は、３.５重
量％以下であることがより好ましい。ＺｎＯは化学的耐
久性を向上させる働きを有するが、ＺｎＯの含有量が５
重量％を超えると、熱処理する場合は析出結晶量が少な
くなるおそれがある。ＺｎＯの含有量は、４.５重量％
以下であることがより好ましい。ＰｂＯは融剤として顕
著な働きがあるが、環境の点からは使用しないことが好
ましい。ＰｂＯを使用する場合は、その含有量が３重量
％を超えると、化学的耐久性を悪化させ、また、熱処理
する場合は析出結晶量が少なくなるおそれがある。Ｐｂ
Ｏの含有量は、１.５重量％以下であることがより好ま
しい。本発明組成物に必要に応じて含有せしめることが
できるＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯは、ガラス修
飾酸化物であり、作業温度幅を広げる働きがある。特
に、ＭｇＯは化学的耐久性を向上させる働きを有する。
ＭｇＯの含有量が８重量％を超えるか、又はＣａＯ、Ｓ
ｒＯ若しくはＢａＯの含有量が５重量％を超えると、ガ
ラスが安定になりすぎて析出結晶量が少なくなるおそれ
がある。析出結晶量を考慮すると、ＭｇＯの含有量は５
重量％以下であることがより好ましく、ＣａＯ、Ｓｒ
Ｏ、ＢａＯの含有量は、それぞれ３重量％以下であるこ
とがより好ましい。また、磁気ディスク基板のテクスチ
ャーには、ひとつの方法としてレーザー光などを使用す
る場合がある。その場合は、使用する光の波長に吸収を
有するＣｏ、Ｍｎ、Ｖ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐ
ｔ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｔｅ、Ｃｅ、Ｓｅ、Ｎｄ、Ｐ
ｒ、Ｓｍ、Ｅｒ、Ｓなどの元素又はこれらの元素を含む
化合物を、磁気ディスクとしての特性に悪影響を与えな
い範囲で、ガラス組成中に含有させることができる。

【０００９】本発明の磁気ディスク基板用ガラス組成物
は、理論的光学的塩基性度が０.５４８以下である。ガ
ラス組成物の理論的光学的塩基性度がこのように低い
と、ガラス中に少量のアルカリが含まれていても磁気デ
ィスク基板に必要かつ重要な特性である化学的耐久性に
優れており、信頼性の高い磁気ディスク基板を得ること
ができる。本発明において、磁気ディスク基板用ガラス
組成物の理論的光学的塩基性度は、０.５４４以下であ
ることがより好ましく、０.５４０以下であることがさ
らに好ましい。ガラスの理論的光学的塩基性度（Ｔｈｅ
ｏｒｅｔｉｃａｌＯｐｔｉｃａｌＢａｓｉｃｉｔｙ）
とは、Ｊ．Ａ．ＤｕｆｆｙとＭ．Ｄ．Ｉｎｇｒａｍが、
１９７５年に、ＪｏｕｒｎａｌｏｆＩｎｏｒｇａｎ
ｉｃａｎｄＮｕｃｌｅａｒＣｈｅｍｉｓｔｒｙ、
第３７巻、１２０３頁、及び、Ｐｈｙｓｉｃｓａｎｄ
ＣｈｅｍｉｓｔｒｙｏｆＧｌａｓｓｅｓ、第１６巻、
第６号、１１９頁に発表した論文に掲載されたものであ
り、ガラスの理論的光学的塩基性度Λは次式により計算
される。 Λ＝Σ｛（ｚ_i×ｒ_i）／２γ_i｝ …（１）式中のｚ_iは各酸化物成分中のカチオンｉの酸化数を、
ｒ_iはガラス中の全酸素数に対する各酸化物成分中に存
在する、すなわちガラス中に存在するカチオンｉの数
を、γ_iはカチオンｉの塩基性度調整パラメーターを表
す。ここでγ_iはＬ．Ｐａｕｌｉｎｇの電気陰性度χ_iか
ら、次式により求めることができる。γ_i＝１.３６×
（χ_i−０.２６）したがって、ガラスの理論的光学的塩
基性度Λは、次式により表される。 Λ＝Σ｛（ｚ_i×ｒ_i）／（２.７２×χ_i−０.７０７）｝ …（２）例として、ＳｉＯ₂：７２.０モル％、Ａｌ₂Ｏ₃：３.６
モル％、Ｌｉ₂Ｏ：１０.３モル％、Ｋ₂Ｏ：１.０モル
％、ＴｉＯ₂：３.４モル％、ＺｒＯ₂：２.１モル％、Ｐ
₂Ｏ₅：１.０モル％、ＭｇＯ：３.０モル％、ＣａＯ：
２.１モル％、ＺｎＯ：１.５モル％の組成を有するガラ
スについて、Λを計算する。χ_iについては、「化学便
覧基礎編、改訂３版」（丸善、昭和５９年発行）II−５
８９頁に記載されているＰａｕｌｉｎｇの電気陰性度の
値を用いる。ｚ_iの値は酸化物の構造より、χ_iの値はＰ
ａｕｌｉｎｇの電気陰性度として、第１表のごとく求め
られる。

【００１０】

【表１】

【００１１】次にｒ_iの値を求める。ｒ_iの値を求めるた
めに、まずガラス中の全酸素数を計算する。全酸素数
は、ガラスを構成している各酸化物の酸素数の和とし
て、下記のごとく求められる。各カチオンのｒ_iは、得られた全酸素数を１としたとき
の各カチオンの数として求めることができる。例えば、
ＳｉＯ₂については次式から求められる。ＳｉＯ₂ ：（０.７２０×１）／１.８８７＝０.３８１６各カチオンのｒ_iについて、上記のごとく計算した結果
を第２表に示す。

【００１２】

【表２】

【００１３】第１表に示したｚ_i、χ_iの値及び第２表に
示したｒ_iの値を理論的光学的塩基性度の式（２）に代
入して計算すると、上記のガラス組成物の理論的光学的
塩基性度は０.５３３７となる。本発明の磁気ディスク
基板用ガラス組成物は、ガラスを溶融、成形、研磨加工
後、例えば、ＮａＮＯ₃やＫＮＯ₃などの溶融塩中にガラ
スを浸漬するなど公知の方法により、イオン交換し、強
化を行うことができる。処理温度は、ＮａＮＯ₃やＫＮ
Ｏ₃などの融点よりも高い約３５０℃から、ガラス組成
物のガラス転移温度よりも低い約５５０℃の間の温度で
行う。また、イオン交換処理時間は、１０時間以上とす
ることが好ましい。イオン交換処理により、ガラス表面
層のリチウムイオンが、イオン半径のより大きいナトリ
ウムイオンやカリウムイオンなどと交換され、また、ガ
ラス中にＮａ₂Ｏが含まれている場合は、ナトリウムイ
オンが、イオン半径のより大きいカリウムイオンなどと
交換される。これらのイオン交換により、ガラス表面に
圧縮応力層が形成されるため、強度が高い強化ガラス磁
気ディスク基板を得ることができる。本発明の磁気ディ
スク基板用ガラス組成物は、熱処理することにより、主
結晶相としてＬｉ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂及びスポジュメンの内
の少なくとも１種が析出する。Ｌｉ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂結晶
は棒状であり、機械的強度の高い結晶であるが、結晶サ
イズが１μｍを超えると研磨加工性が悪化するため、Ｔ
ｉＯ₂、ＺｒＯ₂、Ｐ₂Ｏ₅などの適度な結晶化促進剤の使
用及び適切な結晶化処理により、結晶サイズを１μｍ以
下にすることが好ましく、０.５μｍ以下にすることが
より好ましい。スポジュメン結晶は粒状結晶であり、Ｔ
ｉＯ₂、ＺｒＯ₂、Ｐ₂Ｏ₅などの結晶化促進剤の使用及び
適切な結晶化処理により、Ｌｉ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂結晶と同
程度の微細な結晶を均一に得ることができる。今後の磁
気ディスクに要求される高記録密度化を達成するために
は、平滑度の極めて高い、ディスク基板の面精度が必要
になる。その場合は、Ｌｉ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂結晶が主結晶
相で、スポジュメン結晶が析出しないことが好ましい。
Ｌｉ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂結晶が主結晶相でありスポジュメン
結晶が析出しない場合には、結晶化処理前に比べ残存ガ
ラスマトリックス中のＡｌ₂Ｏ₃成分比が高くなるため、
ガラス相の化学的耐久性が高くなる。その結果、結晶相
とマトリックスガラス相の化学的耐久性の差が少なくな
るため、両相の研磨スピードの差が小さく、Ｌｉ₂Ｏ・
２ＳｉＯ₂の微細結晶が析出した結晶化ガラスから、極
めて表面平滑度の高いディスク基板を得ることができ
る。一方、スポジュメン結晶が多量に析出する場合は、
結晶化処理前に比べ残存ガラスマトリックス中のＡｌ₂
Ｏ₃成分比が減少するため、ガラス相の化学的耐久性が
やや劣るとともに、スポジュメン結晶の化学的耐久性が
Ｌｉ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂結晶よりも高いため、結晶相とマト
リックスガラス相の化学的耐久性の差が大きくなる。そ
の結果、両相の研磨スピードの差が若干大きくなり、研
磨と同時にテクスチャー形成が可能となる。従って、ス
ポジュメン結晶の量及びサイズ、スポジュメン結晶とＬ
ｉ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂結晶の比率を制御することにより、極
めて平滑な基板表面から用途に応じた所望のテクスチャ
ーを形成した基板表面まで、自由に得ることができる。
また、スポジュメン結晶とＬｉ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂結晶の比
率を制御することにより、磁気ディスク基板の熱膨張係
数を８０×１０^-7／℃〜１１０×１０^-7／℃の間で制御
することも可能である。Ｌｉ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂結晶が最大
量の結晶相となるのは、最終の結晶化処理温度を約７２
０℃以下にした場合であり、スポジュメン結晶が最大量
の結晶相となるのは、最終の結晶化処理温度を約７３０
℃以上した場合である。本発明の磁気ディスク基板にお
いては、主結晶相であるＬｉ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂及びスポジ
ュメン結晶とその他の結晶の合計の結晶化度は、粉末Ｘ
線回折による検量線法で、２０容量％以上であることが
好ましい。結晶化度の合計が２０容量％未満であると、
磁気ディスク基板として満足のいく機械的強度が得られ
ないおそれがある。

【００１４】本発明の磁気ディスク基板用ガラス組成物
は、熱処理した場合、主結晶相以外に副結晶相としてリ
チウム長石（Ｌｉ₂Ｏ・Ａｌ₂Ｏ₃・６ＳｉＯ₂）、α−ク
オーツ、β−クリストバライト（ＳｉＯ₂）などが析出
する場合があるが、これらの副結晶相の析出によって、
本発明組成物の特性は損なわれない。α−クォーツは、
約６５０℃から析出し始め、スポジュメン結晶が析出し
始めると結晶量が下がる挙動を示す。本発明の磁気ディ
スク基板用ガラス組成物は、粉末法によるガラスの水溶
出試験で、重量減少が６×１０^-7ｇ／cm²・ｈ以下であ
ることが好ましい。粉末法によるガラスの水溶出試験
で、重量減少が６×１０^-7ｇ／cm²・ｈ以下であれば、
ガラス中に少量のアルカリが含まれていても、磁気ディ
スク基板に必要かつ重要な特性である化学的耐久性に優
れ、信頼性の高い磁気ディスク基板を得ることができ
る。粉末法によるガラスの水溶出試験での重量減少は、
４×１０^-7ｇ／cm²・ｈ以下であることがより好まし
く、２×１０^-7ｇ／cm²・ｈ以下であることがさらに好
ましい。本発明の磁気ディスク基板は、粉末法によるガ
ラス又は結晶化ガラス（以下まとめて「ガラス」と記
す。）の水溶出試験で、重量減少が６×１０^-7ｇ／cm²
・ｈ以下であることが好ましい。粉末法によるガラスの
水溶出試験で、重量減少が６×１０^-7ｇ／cm²・ｈ以下
であれば、ガラス中に少量のアルカリが含まれていて
も、磁気ディスク基板に必要かつ重要な特性である化学
的耐久性に優れ、信頼性の高い磁気ディスク基板とな
る。粉末法によるガラスの水溶出試験での重量減少は、
４×１０^-7ｇ／cm²・ｈ以下であることがより好まし
く、２×１０^-7ｇ／cm²・ｈであることがさらに好まし
い。

【００１５】本発明でいう粉末法によるガラス又は結晶
化ガラス（以下まとめて「ガラス」と記す。）の水溶出
試験方法について説明する。まず、ガラスを乳鉢などで
粉砕する。粉砕されたガラス粉末を目の開きが１.７０m
mと０.８５mmの標準篩でふるい、１.７０mmを通り０.８
５mmの上に残ったガラス粉末を試料とする。このガラス
粉末を、ジエチルエーテルの入ったビーカーに入れ、超
音波洗浄を２〜３分かけ、白濁した液を捨てる。ジエチ
ルエーテルを用いた超音波洗浄をもう１度繰り返したの
ち、メタノールを用いて超音波洗浄を２〜３分かけ、液
を捨てる。その後、ガラス粉末をビーカーに入れたまま
１２０℃で１時間乾燥し、デシケータ内で放冷する。洗
浄されたガラス粉末を、表面積が同一になるように、あ
らかじめ測定した比重と同数値のグラム数だけ秤取し、
７０メッシュ（０.２１mm）の白金製の籠に入れる。白
金製の籠に入れたままメタノールの入ったビーカーに浸
け、超音波洗浄を２〜３分かけた後、白金製の籠をビー
カーから引き出し、１２０℃で１時間乾燥し、デシケー
タ内で放冷する。放冷されたガラス粉末入りの白金製の
籠を、１０^-5ｇ単位まで秤量する。次にテフロン製の容
器に秤量したガラス粉末入りの白金製の籠を入れ、次い
でイオン交換水１００mlを入れ、テフロン製のふたで密
閉する。これをあらかじめ８０℃にしておいた恒温器に
入れ、６６時間放置して耐水試験をする。６６時間後、
テフロン製の容器からガラス粉末の入った白金製の籠を
取り出し、メタノール中で２〜３分超音波洗浄する。超
音波洗浄後、１２０℃で１時間乾燥させ、デシケータ内
で放冷する。放冷されたガラス粉末入りの白金製の籠
を、１０^-5ｇ単位まで秤量し、耐水試験前後の重量か
ら、重量減少を求める。重量減少と、あらかじめ比表面
積計を用いて測定した表面積の値から、１cm²、１時間
当たりの重量減少を計算する。また、１種類のガラスに
対し３回試験を繰り返し、その平均値をガラスの水溶出
試験の重量減少とする。

【００１６】本発明の磁気ディスク基板は、本発明の磁
気ディスク基板用ガラス組成物を成形し、イオン交換し
て強化する場合は研磨後にイオン交換して作製し、また
結晶化の場合は熱処理後に研磨して作製した磁気ディス
ク基板である。ガラス組成物の成形方法には特に制限は
なく、例えば、原料をタンク窯で加熱して溶解、あるい
は直接通電することにより溶融し、プレス成形、あるい
は鋳込み−スライス成形などにより成形することができ
る。成形品の処理方法には特に制限はなく、例えば、熱
処理の場合は、はじめに比較的低温で熱処理して多数の
結晶核を発生せしめたのち、温度を上げて結晶を成長さ
せることが、微細な結晶を得る上で好ましい。処理を終
えた成形品の研磨方法には特に制限はなく、例えば、合
成ダイヤモンド、酸化ケイ素、炭化ケイ素、酸化アルミ
ニウム、酸化ジルコニウム、炭化ホウ素、ｃ−ＢＮなど
の合成砥粒や、天然ダイヤモンド、酸化セリウムなどの
天然砥粒を用いて、公知の方法により研磨することがで
きる。本発明の磁気ディスク基板用ガラス組成物を使用
することにより、イオン交換した場合も、また、熱処理
した場合も、高強度、高硬度で化学的耐久性、耐熱性に
優れた磁気ディスク基板を得ることができる。本発明組
成物は、理論的光学的塩基性度が０.５４８以下と低い
ため、高い化学的耐久性を達成することができ、また耐
マイグレーション性にも優れているため、磁気膜特性を
最善に保つことができる。

【００１７】

【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限
定されるものではない。なお、実施例及び比較例におい
て使用した原料は、ＳｉＯ₂、Ａｌ(ＯＨ)₃、Ｌｉ₂Ｃ
Ｏ₃、Ｎａ₂ＣＯ₃、Ｋ₂ＣＯ₃、ＴｉＯ₂、ＺｒＯ₂、Ａｌ
ＰＯ₄、Ｓｂ₂Ｏ₃、Ａｓ₂Ｏ₃、Ｈ₃ＢＯ₃、Ｍｇ(ＯＨ)₂、
ＣａＣＯ₃、ＳｒＣＯ₃、ＢａＣＯ₃、ＺｎＯ及びＰｂＯ
である。また、実施例及び比較例において、結晶相、結
晶化度、抗折強度及び算術平均粗さＲaは、下記の方法
により測定した。（１）結晶相得られた研磨成形体を、Ｘ線回折装置を用いて測定し
た。（２）結晶化度はじめに、求めようとする結晶相の検量線を作成した。
例えば、スポジュメン結晶の場合は、スポジュメンの組
成であるＬｉ₂Ｏ：Ａｌ₂Ｏ₃：ＳｉＯ₂＝１：１：４とな
るように、Ｌｉ₂ＣＯ₃、Ａｌ(ＯＨ)₃及びＳｉＯ₂を秤量
し、イソプロピルアルコールを加えて２４時間湿式混合
した。その後、イソプロピルアルコールを除去し、Ｘ線
回折ピーク強度の増加がなくなるまで焼結してスポジュ
メン結晶を作製した。このスポジュメン結晶を粉砕し、
結晶が析出していない母ガラス粉末と種々の割合で混合
して、Ｘ線回折でのメインピーク４本についてピーク強
度を測定し、検量線を作成した。ガラスを溶融、成形、
熱処理、研磨後、結晶化度測定サンプルとした。測定サ
ンプルをＸ線回折で測定し、あらかじめ作成した検量線
から結晶化度を求めた。（３）抗折強度ガラス成形体を熱処理したのちＪＩＳＲ１６０１に準
じて加工し、又は、ＪＩＳＲ１６０１に準じて加工し
たのちイオン交換処理し、３点曲げにより抗折強度を測
定した。（４）算術平均粗さＲa 得られた研磨成形体を、原子間力顕微鏡（Ｄｉｇｉｔａ
ｌＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製）を用いて表面観察を
行った。サンプル表面中で５カ所をランダムに選び、１
カ所当たり１０μｍ×１０μｍの視野中でランダムに４
本の線を引き、それぞれのＲaを算出した。これら合計
２０カ所の平均を、算術平均粗さＲaとした。実施例１ガラス組成が、ＳｉＯ₂：７０.０重量％、Ａｌ₂Ｏ₃：
６.０重量％、Ｌｉ₂Ｏ：８.０重量％、ＴｉＯ₂：２.５
重量％、ＺｒＯ₂：４.０重量％、Ｐ₂Ｏ₅：１.８重量
％、Ｓｂ₂Ｏ₃：０.２重量％、Ｂ₂Ｏ₃：２.０重量％、Ｃ
ａＯ：２.０重量％、ＢａＯ：１.５重量％及びＺｎＯ：
２.０重量％となるよう各成分原料を秤量、混合した。
このガラスの組成をモル％表示すると、ＳｉＯ₂：６９.
８７モル％、Ａｌ₂Ｏ₃：３.５３モル％、Ｌｉ₂Ｏ：１
６.０５モル％、ＴｉＯ₂：１.８８モル％、ＺｒＯ₂：
１.９５モル％、Ｐ₂Ｏ₅：０.７６モル％、Ｓｂ₂Ｏ₃：
０.０４モル％、Ｂ₂Ｏ₃：１.７２モル％、ＣａＯ：２.
１４モル％、ＢａＯ：０.５９モル％及びＺｎＯ：１.４
７モル％となり、このガラス組成物の理論的光学的塩基
性度は、０.５３９５である。混合した原料を電気炉中
の白金ルツボに投入して１,４５０℃で５時間溶融し、
均質になるよう撹拌したのち、５０×５０×５mmの板状
に成形し、除歪、冷却してガラス成形体を得た。このガ
ラス成形体を、６００℃で３時間、続いて８００℃で２
時間熱処理して、ガラス中に結晶を析出させた。さら
に、成形体の表面を平均粒径１０μｍの炭化ケイ素砥粒
を用いて３０分間ラッピングし、さらに平均粒径１μｍ
の酸化セリウム砥粒で１５分間ポリッシュして研磨成形
体を得た。この研磨成形体は、結晶相１がスポジュメン
であり、結晶相２はＬｉ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂であり、結晶相
３はα−クオーツであった。結晶化度は、スポジュメン
が２１容量％、Ｌｉ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂が１６容量％、α−
クオーツが１４容量％であった。また、粉末法による結
晶化ガラスの水溶出試験における重量減少は４.１×１
０^-7ｇ／cm²・ｈであり、抗折強度は２７０ＭＰａであ
り、算術平均粗さＲaは１８.０Åであった。実施例２〜７実施例１と同様にして、組成に応じて１,４００〜１,５
３０℃で３〜２４時間溶融して得たガラス組成物を成形
し、第３表に示す条件で熱処理して得られた結晶化ガラ
ス成形体を、実施例１と同様に研磨した。得られた研磨
成形体について、結晶相、結晶化度、粉末法による結晶
化ガラスの水溶出試験における重量減少、抗折強度及び
算術平均粗さＲaを測定した。結果を第３表に示す。実施例８ガラス組成が、ＳｉＯ₂：７０.０重量％、Ａｌ₂Ｏ₃：
６.０重量％、Ｌｉ₂Ｏ：８.０重量％、ＴｉＯ₂：２.５
重量％、ＺｒＯ₂：４.０重量％、Ｐ₂Ｏ₅：１.８重量
％、Ｓｂ₂Ｏ₃：０.２重量％、Ｂ₂Ｏ₃：２.０重量％、Ｃ
ａＯ：２.０重量％、ＢａＯ：１.５重量％及びＺｎＯ：
２.０重量％となるよう各成分原料を秤量、混合した。
このガラスの組成をモル％表示すると、ＳｉＯ₂：６９.
８７モル％、Ａｌ₂Ｏ₃：３.５３モル％、Ｌｉ₂Ｏ：１
６.０５モル％、ＴｉＯ₂：１.８８モル％、ＺｒＯ₂：
１.９５モル％、Ｐ₂Ｏ₅：０.７６モル％、Ｓｂ₂Ｏ₃：
０.０４モル％、Ｂ₂Ｏ₃：１.７２モル％、ＣａＯ：２.
１４モル％、ＢａＯ：０.５９モル％及びＺｎＯ：１.４
７モル％となり、このガラス組成物の理論的光学的塩基
性度は、０.５３９５である。混合した原料を電気炉中
の白金ルツボに投入して１,４５０℃で５時間溶融し、
均質になるよう撹拌したのち、５０×５０×５mmの板状
に成形し、除歪、冷却してガラス成形体を得た。このガ
ラス成形体を、５７０℃で３時間、続いて６７０℃で２
時間熱処理して、ガラス中に結晶を析出させた。さら
に、成形体の表面を平均粒径１０μｍの炭化ケイ素砥粒
を用いて３０分間ラッピングし、さらに平均粒径１μｍ
の酸化セリウム砥粒で１５分間ポリッシュして研磨成形
体を得た。この研磨成形体は、結晶相１がＬｉ₂Ｏ・２
ＳｉＯ₂であり、結晶相２はα−クオーツであった。結
晶化度は、Ｌｉ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂が２０容量％、α−クオ
ーツが１９容量％であった。また、粉末法による結晶化
ガラスの水溶出試験における重量減少は３.８×１０^-7
ｇ／cm²・ｈであり、抗折強度は２３０ＭＰａであり、
算術平均粗さＲaは７.０Åであった。実施例９〜１５実施例８と同様にして、組成に応じて１,４００〜１,５
３０℃で３〜２４時間溶融して得たガラス組成物を成形
し、第３表に示す条件で熱処理して得られた結晶化ガラ
ス成形体を、実施例８と同様に研磨した。得られた研磨
成形体について、結晶相、結晶化度、粉末法による結晶
化ガラスの水溶出試験における重量減少、抗折強度及び
算術平均粗さＲaを測定した。結果を第３表に示す。実施例１６ガラス組成が、ＳｉＯ₂：７０.０重量％、Ａｌ₂Ｏ₃：
６.０重量％、Ｌｉ₂Ｏ：８.０重量％、ＴｉＯ₂：２.５
重量％、ＺｒＯ₂：４.０重量％、Ｐ₂Ｏ₅：１.８重量
％、Ｓｂ₂Ｏ₃：０.２重量％、Ｂ₂Ｏ₃：２.０重量％、Ｃ
ａＯ：２.０重量％、ＢａＯ：１.５重量％及びＺｎＯ：
２.０重量％となるよう各成分原料を秤量、混合した。
このガラスの組成をモル％表示すると、ＳｉＯ₂：６９.
８７モル％、Ａｌ₂Ｏ₃：３.５３モル％、Ｌｉ₂Ｏ：１
６.０５モル％、ＴｉＯ₂：１.８８モル％、ＺｒＯ₂：
１.９５モル％、Ｐ₂Ｏ₅：０.７６モル％、Ｓｂ₂Ｏ₃：
０.０４モル％、Ｂ₂Ｏ₃：１.７２モル％、ＣａＯ：２.
１４モル％、ＢａＯ：０.５９モル％及びＺｎＯ：１.４
７モル％となり、このガラス組成物の理論的光学的塩基
性度は、０.５３９５である。混合した原料を電気炉中
の白金ルツボに投入して１,４５０℃で５時間溶融し、
均質になるよう撹拌したのち、５０×５０×５mmの板状
に成形し、除歪、冷却してガラス成形体を得た。このガ
ラス成形体の表面を平均粒径１０μｍの炭化ケイ素砥粒
を用いて３０分間ラッピングし、さらに平均粒径１μｍ
の酸化セリウム砥粒で１５分間ポリッシュして研磨成形
体を得た。この研磨成形体を、４５０℃に保った溶融硝
酸ナトリウム浴に４８時間浸漬して、ガラス表面層のリ
チウムイオンをナトリウムイオンでイオン交換し、研磨
成形体を化学強化した。この研磨成形体は、粉末法によ
るガラスの水溶出試験における重量減少は４.０×１０
^-7ｇ／cm²・ｈであり、抗折強度は２８０ＭＰａであ
り、算術平均粗さＲaは６.５Åであった。実施例１７〜１８実施例１６と同様にして、ガラス組成物を成形、研磨し
て得られた研磨成形体を、第３表に示す条件でイオン交
換し、化学強化した。得られた研磨成形体について、粉
末法によるガラスの水溶出試験における重量減少、抗折
強度及び算術平均粗さＲaを測定した。結果を第３表に
示す。

【００１８】

【表３】

【００１９】

【表４】

【００２０】

【表５】

【００２１】

【表６】

【００２２】

【表７】

【００２３】

【表８】

【００２４】実施例１〜７の、本発明のガラス組成物か
ら、成形、熱処理、研磨によって作製された研磨成形体
は、すべてスポジュメン結晶相を２０容量％以上有し、
粉末法による結晶化ガラスの水溶出試験における重量減
少は４.６×１０^-7ｇ／cm²・ｈ以下であり、抗折強度は
２００ＭＰａ以上であり、算術平均粗さＲaは２３.０Å
以下であって、磁気ディスク基板として好ましい特性を
備えている。実施例８〜１４の、本発明のガラス組成物
から、成形、熱処理、研磨によって作製された研磨成形
体は、すべてＬｉ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂結晶相を１３容量％以
上有し、粉末法による結晶化ガラスの水溶出試験におけ
る重量減少は３.８×１０^-7ｇ／cm²・ｈ以下であり、抗
折強度は２１０ＭＰａ以上であり、算術平均粗さＲaは
１０.５Å以下であって、磁気ディスク基板として好ま
しい特性を備えている。また、実施例１５の、本発明の
ガラス組成物から、成形、熱処理、研磨によって作製さ
れた研磨成形体は、理論的光学的塩基性度は０.５４８
を超えているが、Ｌｉ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂結晶相を２３容量
％有し、粉末法による結晶化ガラスの水溶出試験におけ
る重量減少は５.３×１０^-7ｇ／cm²・ｈであり、抗折強
度は２１０ＭＰａであり、算術平均粗さＲaは７.３Åで
あって、磁気ディスク基板として好ましい特性を備えて
いる。さらに、実施例１６〜１８の、本発明のガラス組
成物から、成形、研磨、イオン交換強化によって作製さ
れた研磨成形体は、すべて粉末法によるガラスの水溶出
試験における重量減少は４.０×１０^-7ｇ／cm²・ｈ以下
であり、抗折強度は２４０ＭＰａ以上であり、算術平均
粗さＲaは６.５Å以下であって、磁気ディスク基板とし
て好ましい特性を備えている。比較例１ガラス組成が、ＳｉＯ₂：８２.０重量％、Ａｌ₂Ｏ₃：
５.５重量％、Ｌｉ₂Ｏ：６.５重量％、ＴｉＯ₂：０.５
重量％、ＺｒＯ₂：４.０重量％、Ｐ₂Ｏ₅：０.５重量
％、Ｓｂ₂Ｏ₃：０.２重量％及びＭｇＯ：０.８重量％と
なるよう各成分原料を秤量、混合した。このガラスの組
成をモル％表示すると、ＳｉＯ₂：８０.３２モル％、Ａ
ｌ₂Ｏ₃：３.１８モル％、Ｌｉ₂Ｏ：１２.８０モル％、
ＴｉＯ₂：０.３７モル％、ＺｒＯ₂：１.９１モル％、Ｐ
₂Ｏ₅：０.２１モル％、Ｓｂ₂Ｏ₃：０.０４モル％及びＭ
ｇＯ：１.１７モル％となり、このガラス組成物の理論
的光学的塩基性度は、０.５２３３である。混合した原
料を電気炉中の白金ルツボに投入して加熱したが、Ｓｉ
Ｏ₂の量が多いために、１,５５０℃に達しても溶融しな
かった。比較例２ガラス組成が、ＳｉＯ₂：７２.０重量％、Ａｌ₂Ｏ₃：
３.０重量％、Ｌｉ₂Ｏ：１０.５重量％、Ｋ₂Ｏ：２.０
重量％、ＺｒＯ₂：３.０重量％、Ｐ₂Ｏ₅：１.８重量
％、Ｓｂ₂Ｏ₃：０.２重量％、Ｂ₂Ｏ₃：３.５重量％、Ｍ
ｇＯ：２.０重量％及びＢａＯ：２.０重量％となるよう
各成分原料を秤量、混合した。このガラスの組成をモル
％表示すると、ＳｉＯ₂：６８.４４モル％、Ａｌ₂Ｏ₃：
１.６８モル％、Ｌｉ₂Ｏ：２０.０８モル％、Ｋ₂Ｏ：
１.２１モル％、ＺｒＯ₂：１.３９モル％、Ｐ₂Ｏ₅：０.
７２モル％、Ｓｂ₂Ｏ₃：０.０４モル％、Ｂ₂Ｏ₃：２.８
７モル％、ＭｇＯ：２.８３モル％及びＢａＯ：０.７４
モル％となり、このガラス組成物の理論的光学的塩基性
度は、０.５４９４である。混合した原料を電気炉中の
白金ルツボに投入して１,４５０℃で５時間溶融し、均
質になるよう撹拌したのち、５０×５０×５mmの板状に
成形し、除歪、冷却してガラス成形体を得た。このガラ
ス成形体を、５７０℃で３時間、続いて７８０℃で２時
間熱処理して、ガラス中に結晶を析出させた。さらに、
成形体の表面を平均粒径１０μｍの炭化ケイ素砥粒を用
いて３０分間ラッピングし、さらに平均粒径１μｍの酸
化セリウム砥粒で１５分間ポリッシュして研磨成形体を
得た。この研磨成形体は、Ｌｉ₂Ｏの量が多くＡｌ₂Ｏ₃
の量が少ないために、理論的光学的塩基性度が大きく、
粉末法による結晶化ガラスの水溶出試験における重量減
少は６.５×１０^-7ｇ／cm²・ｈとやや大きかった。比較例３ガラス組成が、ＳｉＯ₂：５８.０重量％、Ａｌ₂Ｏ₃：
７.０重量％、Ｌｉ₂Ｏ：７.０重量％、Ｋ₂Ｏ：２.０重
量％、ＴｉＯ₂：２.０重量％、ＺｒＯ₂：４.０重量％、
Ｐ₂Ｏ₅：１.８重量％、Ｓｂ₂Ｏ₃：０.２重量％、Ｂ
₂Ｏ₃：４.０重量％、ＭｇＯ：５.０重量％、ＢａＯ：
６.０重量％及びＺｎＯ：３.０重量％となるよう各成分
原料を秤量、混合した。このガラスの組成をモル％表示
すると、ＳｉＯ₂：５９.６７モル％、Ａｌ₂Ｏ₃：４.２
４モル％、Ｌｉ₂Ｏ：１４.４８モル％、Ｋ₂Ｏ：１.３１
モル％、ＴｉＯ₂：１.５５モル％、ＺｒＯ₂：２.０１モ
ル％、Ｐ ₂Ｏ₅：０.７８モル％、Ｓｂ₂Ｏ₃：０.０４モル
％、Ｂ₂Ｏ₃：３.５５モル％、ＭｇＯ：７.６７モル％、
ＢａＯ：２.４２モル％及びＺｎＯ：２.２８モル％とな
り、このガラス組成物の理論的光学的塩基性度は、０.
５５６４である。混合した原料を電気炉中の白金ルツボ
に投入して１,４５０℃で５時間溶融し、均質になるよ
う撹拌したのち、５０×５０×５mmの板状に成形し、除
歪、冷却してガラス成形体を得た。このガラス成形体の
表面を平均粒径１０μｍの炭化ケイ素砥粒を用いて３０
分間ラッピングし、さらに平均粒径１μｍの酸化セリウ
ム砥粒で１５分間ポリッシュして研磨成形体を得た。こ
の研磨成形体を、３６０℃に保った溶融硝酸ナトリウム
浴に７２時間浸漬して、ガラス表面層のリチウムイオン
をナトリウムイオンでイオン交換し、研磨成形体を化学
強化した。この研磨成形体は、粉末法によるガラスの水
溶出試験における重量減少は１７.５×１０^-7ｇ／cm²・
ｈと大きかった。比較例４ガラス組成が、ＳｉＯ₂：６６.０重量％、Ａｌ₂Ｏ₃：１
０.０重量％、Ｌｉ₂Ｏ：８.０重量％、ＴｉＯ₂：３.０
重量％、ＺｒＯ₂：３.５重量％、Ｐ₂Ｏ₅：０.８重量
％、Ｓｂ₂Ｏ₃：０.２重量％、Ｂ₂Ｏ₃：１.０重量％及び
ＭｇＯ：７.５重量％となるよう各成分原料を秤量、混
合した。このガラスの組成をモル％表示すると、ＳｉＯ
₂：６３.２３モル％、Ａｌ₂Ｏ₃：５.６５モル％、Ｌｉ₂
Ｏ：１５.４２モル％、ＴｉＯ₂：２.１６モル％、Ｚｒ
Ｏ₂：１.６４モル％、Ｐ₂Ｏ₅：０.３２モル％、Ｓｂ₂Ｏ
₃：０.０４モル％、Ｂ₂Ｏ₃：０.８３モル％及びＭｇ
Ｏ：１０.７１モル％となり、このガラス組成物の理論
的光学的塩基性度は、０.５５４４である。混合した原
料を電気炉中の白金ルツボに投入して１,４５０℃で５
時間溶融し、均質になるよう撹拌したのち、５０×５０
×５mmの板状に成形し、除歪、冷却してガラス成形体を
得た。このガラス成形体の表面を平均粒径１０μｍの炭
化ケイ素砥粒を用いて３０分間ラッピングし、さらに平
均粒径１μｍの酸化セリウム砥粒で１５分間ポリッシュ
して研磨成形体を得た。この研磨成形体を、４００℃に
保った溶融硝酸ナトリウム浴に７２時間浸漬して、ガラ
ス表面層のリチウムイオンをナトリウムイオンでイオン
交換し、研磨成形体を化学強化した。この研磨成形体
は、粉末法によるガラスの水溶出試験における重量減少
は９.９×１０^-7ｇ／cm²・ｈと大きかった。比較例１〜
４の結果を、まとめて第４表に示す。

【００２５】

【表９】

【００２６】

【表１０】

【００２７】第４表の結果から、本発明の磁気ディスク
基板用ガラス組成物と異なる組成のガラス組成物を用い
た比較例１〜３においては、ガラスの溶融が不可能であ
ったり、あるいは、磁気ディスク基板の作製が可能であ
っても、熱処理によって結晶化させた後も水溶出試験に
おける重量減少を十分に小さくすることができず、ま
た、イオン交換によって水溶出試験における重量減少の
小さい磁気ディスク基板とすることができない。また、
比較例４の磁気ディスク基板用ガラス組成物は、本発明
の組成物の組成範囲内にはあるが、理論的光学的塩基性
度が大きいために、イオン交換強化した磁気ディスク基
板は、水溶出試験における重量減少が大きい。

【００２８】

【発明の効果】本発明のガラス組成物は、容易に成形す
ることができ、研磨加工後ガラス表面層のアルカリ金属
イオンをイオン半径がより大きいアルカリ金属イオンで
イオン交換し、ガラスを化学強化することにより、ある
いは、熱処理によって主結晶相をＬｉ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂及
び／又はスポジュメンとして結晶化したのち、研磨加工
することにより、優れた化学的耐久性、機械的強度、表
面平滑性、表面平坦性、耐熱性を有し、アルカリマイグ
レーションによる磁気膜特性の劣化の少ない磁気ディス
ク基板とすることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者栗山育夫兵庫県西宮市浜松原町２番21号山村硝子株式会社内 (72)発明者若林肇兵庫県西宮市浜松原町２番21号山村硝子株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】酸化物として、ＳｉＯ₂ ：６６〜８０重量％Ａｌ₂Ｏ₃ ：５〜１５重量％Ｌｉ₂Ｏ：３〜８.５重量％Ｎａ₂Ｏ：０〜３重量％Ｋ₂Ｏ：０〜３重量％但し、Ｌｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ：３〜１０重量％ＴｉＯ₂ ：０.５〜８重量％ＺｒＯ₂ ：３.５〜８重量％Ｐ₂Ｏ₅ ：０.５〜３重量％Ｓｂ₂Ｏ₃ ：０〜２重量％Ａｓ₂Ｏ₃ ：０〜２重量％の組成を有し、理論的光学的塩基性度が０.５４８以下
であることを特徴とする磁気ディスク基板用ガラス組成
物。
【請求項２】酸化物として、ＳｉＯ₂ ：６６〜７５重量％Ａｌ₂Ｏ₃ ：５.５〜１０重量％Ｌｉ₂Ｏ：４〜８.５重量％Ｎａ₂Ｏ：０〜２重量％Ｋ₂Ｏ：０〜２重量％但し、Ｌｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ：４〜９重量％ＴｉＯ₂ ：２〜６重量％ＺｒＯ₂ ：３.８〜６.５重量％Ｐ₂Ｏ₅ ：１〜２.５重量％Ｓｂ₂Ｏ₃ ：０〜２重量％Ａｓ₂Ｏ₃ ：０〜２重量％の組成を有し、理論的光学的塩基性度が０.５４８以下
であることを特徴とする磁気ディスク基板用ガラス組成
物。
【請求項３】酸化物として、ＳｉＯ₂ ：６６〜７５重量％Ａｌ₂Ｏ₃ ：５.５〜７.５重量％Ｌｉ₂Ｏ：５〜８.５重量％Ｎａ₂Ｏ：０〜２重量％Ｋ₂Ｏ：０〜２重量％但し、Ｌｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ：５〜９重量％ＴｉＯ₂ ：２〜４重量％ＺｒＯ₂ ：４.１〜６重量％Ｐ₂Ｏ₅ ：１〜２.５重量％Ｓｂ₂Ｏ₃ ：０〜１重量％Ａｓ₂Ｏ₃ ：０〜１重量％の組成を有し、理論的光学的塩基性度が０.５４８以下
であることを特徴とする磁気ディスク基板用ガラス組成
物。
【請求項４】請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の
磁気ディスク基板用ガラス組成物を、成形、研磨後、３
５０℃から５５０℃の間の温度で、ガラス表面層のアル
カリ金属イオンを、イオン半径がより大きいアルカリ金
属イオンでイオン交換し、強化したことを特徴とする磁
気ディスク基板。
【請求項５】請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の
磁気ディスク基板用ガラス組成物を、成形、熱処理、研
磨して作製された、主結晶相がＬｉ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂及び
スポジュメンの内の少なくとも１種であることを特徴と
する磁気ディスク基板。
【請求項６】酸化物として、ＳｉＯ₂ ：６６〜８０重量％Ａｌ₂Ｏ₃ ：５.５〜１０重量％Ｌｉ₂Ｏ：３〜８.５重量％Ｎａ₂Ｏ：０〜３重量％Ｋ₂Ｏ：０〜３重量％但し、Ｌｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ：３〜１０重量％ＴｉＯ₂ ：０.５〜８重量％ＺｒＯ₂ ：３.５〜８重量％Ｐ₂Ｏ₅ ：０.５〜３重量％Ｓｂ₂Ｏ₃ ：０〜２重量％Ａｓ₂Ｏ₃ ：０〜２重量％の組成を有するガラス組成物を、成形、熱処理、研磨し
て作製された、主結晶相がＬｉ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂及びスポ
ジュメンの内の少なくとも１種であることを特徴とする
磁気ディスク基板。
【請求項７】結晶化度の合計が２０容量％以上である請
求項５又は請求項６記載の磁気ディスク基板。
【請求項８】粉末法によるガラスの水溶出試験で、重量
減少が６×１０^-7ｇ／cm²・ｈ以下である請求項１乃至
請求項３のいずれかに記載の磁気ディスク基板用ガラス
組成物。
【請求項９】粉末法によるガラス又は結晶化ガラスの水
溶出試験で、重量減少が６×１０^-7ｇ／cm²・ｈ以下で
ある請求項４乃至請求項７のいずれかに記載の磁気ディ
スク基板。