特許 6299472 磁気記録媒体用無アルカリガラス、および、これを用いた磁気記録媒体用ガラス基板

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6299472

(24)【登録日】2018年3月9日

(45)【発行日】2018年3月28日

(54)【発明の名称】磁気記録媒体用無アルカリガラス、および、これを用いた磁気記録媒体用ガラス基板

(51)【国際特許分類】

   G11B 5/73 20060101AFI20180319BHJP

   C03C 3/087 20060101ALI20180319BHJP

   C03C 19/00 20060101ALI20180319BHJP

   G11B 5/84 20060101ALI20180319BHJP

【ＦＩ】

   G11B5/73

   C03C3/087

   C03C19/00 Z

   G11B5/84 A

【請求項の数】7

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2014-126559(P2014-126559)

(22)【出願日】2014年6月19日

(65)【公開番号】特開2015-28828(P2015-28828A)

(43)【公開日】2015年2月12日

【審査請求日】2017年2月22日

(31)【優先権主張番号】特願2013-134755(P2013-134755)

(32)【優先日】2013年6月27日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000000044

【氏名又は名称】旭硝子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100080159

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 望稔

(74)【代理人】

【識別番号】100090217

【弁理士】

【氏名又は名称】三和 晴子

(74)【代理人】

【識別番号】100121393

【弁理士】

【氏名又は名称】竹本 洋一

(72)【発明者】

【氏名】野村 周平

(72)【発明者】

【氏名】小野 和孝

(72)【発明者】

【氏名】秋山 順

(72)【発明者】

【氏名】中島 哲也

(72)【発明者】

【氏名】西沢 学

【審査官】 中野 和彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−１１６２６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／０８４８３２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００３−０１６６３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０１３６５５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ１１Ｂ ５／７３

Ｃ０３Ｃ ３／０８７

Ｃ０３Ｃ １９／００

Ｇ１１Ｂ ５／８４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ヤング率が９０ＧＰａ以上であり、
酸化物基準の質量％表示で、
ＳｉＯ₂ ５２〜６５、
Ａｌ₂Ｏ₃ ２３．５超〜３０、
ＭｇＯ ２．５〜２０、
ＣａＯ ２〜３０
を含有し、
ＳｉＯ₂ ＋Ａｌ₂Ｏ₃が７７以上９０以下である無アルカリガラス。

【請求項2】

比弾性率が３５ＧＰａ・ｃｍ³／ｇ以上である請求項１に記載の磁気記録媒体用無アルカリガラス。

【請求項3】

ガラス転移点が７４０℃以上である請求項１または２に記載の磁気記録媒体用無アルカリガラス。

【請求項4】

粘度ηが１０²ポイズとなる温度Ｔ₂が１７３０℃以下である請求項１〜３のいずれかに記載の磁気記録媒体用無アルカリガラス。

【請求項5】

粘度ηが１０⁴ポイズとなる温度Ｔ₄が１３７０℃以下である請求項１〜４のいずれかに記載の磁気記録媒体用無アルカリガラス。

【請求項6】

請求項１〜５のいずれかに記載の磁気記録媒体用無アルカリガラスを用いた磁気記録媒体用ガラス基板。

【請求項7】

研磨パッドと、研磨砥粒を含むｐＨ７未満の研磨液と、を用いてガラス基板の主表面を鏡面研磨する工程を有する、請求項１〜５のいずれかに記載の磁気記録媒体用無アルカリガラスを用いて、磁気ディスク用ガラス基板を製造する方法であって、
前記鏡面研磨工程において、下記式（１）により導出される、ガラス成分の溶出レートｆ（μｇ・ｃｍ^-2・ｍｉｎ^-1）が、下記式（２）を満たす条件で鏡面研磨を実施することを特徴とする、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。

【数1】

（１）
（式（１）中、ｆ₀＝７．９３×１０⁶であり、α，βは、無アルカリガラスのＳｉＯ₂含有量ｗが６０質量％以上の場合、α＝０．０１２１×ｗ−１．４６，β＝−０．０８６８×ｗ＋４．３８であり、無アルカリガラスのＳｉＯ₂含有量ｗが６０質量％未満の場合、α＝０．０５６２×ｗ−４．０７，β＝−０．３８１×ｗ＋２１．８であり、ｐＨは研磨液のｐＨ値であり、γ＝５．８１×１０³である。）
１×１０^-3≦ｆ≦１ （２）

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、磁気記録媒体用基板ガラスとして好適な、アルカリ金属酸化物を実質上含有せず、フロート成形が可能な、無アルカリガラスに関する。
また、本発明は、上記の無アルカリガラスを用いた磁気記録媒体用ガラス基板に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、磁気記録媒体用基板ガラス、特に表面に金属ないし酸化物薄膜等を形成するものでは、例えば特許文献１に示されるような以下に示す特性が要求されてきた。
（１）アルカリ金属酸化物を含有していると、空気中の水や二酸化炭素と反応して、基板表面に反応生成物が生じ、いわゆる耐候性が低下し、磁気記録層を劣化させるのでアルカリ金属イオンが少ないことが好ましい。
（２）磁気記録媒体用ガラス基板の製造工程では酸化セリウム砥粒を含むスラリーを用いる研磨が行われることが多い。そして、研磨後のスラリー除去の洗浄のためにｐＨが２以下の強酸性あるいはｐＨが１２以上の強アルカリ性の洗浄液が使用され、これらの薬品に対して十分な化学耐久性を有すること。
（３）内部および表面に欠点（泡、脈理、インクルージョン、ピット、キズ等）がないこと。
（４）研磨あるいは洗浄後の基板表面が十分平滑であること。
（５）ハードディスクドライブの回転中の反りやたわみが発生しないために比弾性率が高いこと。
（６）割れが発生しないように高強度であること。

【0003】

上記の要求に加えて、近年では、以下のような状況にある。
（７）ハードディスクドライブ回転時のモーター負荷軽減、消費電力低減のために、磁気ディスクの軽量化が要求され、ガラス自身も密度の小さいガラスが望まれる。
（８）磁気記録媒体の軽量化の要求から、基板ガラスの薄板化が望まれる。

【0004】

（９）磁気記録層成膜時の昇降温速度を速くして、生産性を上げたり耐熱衝撃性を上げるために、ガラスの線膨張係数の小さいガラスが求められる。

【0005】

一方、磁気記録媒体用基板を製造する場合、ガラス基板の主表面を平滑に仕上げるために、該主表面が鏡面研磨される（特許文献２参照）。上記の鏡面研磨では、ガラス基板の主表面に研磨パッドを接触させ、該ガラス基板の主表面に研磨砥粒を含む、酸性（ｐＨ１〜３）の研磨液を供給し、該ガラス基板と前記研磨パッドとを相対的に移動させて該ガラス基板の主表面を研磨する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１２−１０６９０８号公報

【特許文献2】特開２００７−２５７８１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

磁気記録媒体の薄板化と記録密度の高密度化が進むにつれ、ハードディスクドライブ回転中の反りやたわみの一層の低減が求められている。また、磁気記録媒体の実用強度に対する要求も増大しており、これに対応するには、基板ガラスの破壊靭性を向上させることが有用である。
このため、磁気記録媒体用基板ガラスは、ハードディスクドライブ回転中の反りやたわみを低減するために高比弾性率であることが求められ、かつ、破壊靭性を向上させるために高ヤング率であることが求められる。

【0008】

また、薄膜形成工程で高温にさらされる際に、ガラスの変形およびガラスの構造安定化に伴う収縮（熱収縮）を最小限に抑えうるように、ガラス転移点が高いことが求められる。
なお、近年、ハードディスクドライブの記録容量の増大に伴い、高記録密度化がハイペースで進行している。しかし、高記録密度化に伴い、磁性粒子の微細化が熱安定性を損ない、クロストークや再生信号のＳＮ比低下が問題となっている。そこで、光と磁気の融合技術として熱アシスト磁気記録技術が注目されている。これは、磁気記録層にレーザ光や近接場光を照射して局所的に加熱した部分の保磁力を低下させた状態で外部磁界を印加して記録し、ＧＭＲ素子等で記録磁化を読み出す技術であり、高保持力媒体に記録できるため、熱安定性を保ちながら磁性粒子を微細化することが可能となる。しかし、高保持力媒体を多層膜にして成膜するには、基板を十分に加熱する必要があり、耐熱性が求められる。垂直磁気記録方式においても高記録密度化の要求に応えるべく従来のものとは異なる磁気記録層が提案されているが、そのような磁気記録層の成膜は基板を高温にして行う必要があることが多い。これらの理由からもガラス転移点が高いことが求められる。

【0009】

本発明の目的は、高比弾性率、かつ、高ヤング率であり、ガラス転移点が高く、化学耐久性が高く、低密度で、高強度であり、フロート成形が容易な磁気記録媒体用無アルカリガラス、および、それを用いた磁気記録媒体用ガラス基板を提供することにある。
また、本発明の目的は、鏡面研磨実施時におけるガラス基板主表面の表面粗さの悪化が抑制された、磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は、ヤング率が９０ＧＰａ以上であり、酸化物基準の質量％表示で、
ＳｉＯ₂ ５２〜６５、
Ａｌ₂Ｏ₃ ２３．５超〜３０、
ＭｇＯ ２．５〜２０、
ＣａＯ ２〜３０
を含有し、
ＳｉＯ₂＋Ａｌ₂Ｏ₃が７７以上９０以下である磁気記録媒体用無アルカリガラスを提供する。

【0011】

また、本発明は、本発明の磁気記録媒体用無アルカリガラスを用いた磁気記録媒体用ガラス基板を提供する。

【0012】

また、本発明は、研磨パッドと、研磨砥粒を含むｐＨ７未満の研磨液と、を用いてガラス基板の主表面を鏡面研磨する工程を有する、本発明の磁気記録媒体用無アルカリガラスを用いて、磁気ディスク用ガラス基板を製造する方法であって、
前記鏡面研磨工程において、下記式（１）により導出される、ガラス成分の溶出レートｆ（μｇ・ｃｍ^-2・ｍｉｎ^-1）が、下記式（２）を満たす条件で鏡面研磨を実施することを特徴とする、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法を提供する。

【数1】

（１）
（式（１）中、ｆ₀＝７．９３×１０⁶であり、α，βは、無アルカリガラスのＳｉＯ₂含有量ｗが６０質量％以上の場合、α＝０．０１２１×ｗ−１．４６，β＝−０．０８６８×ｗ＋４．３８であり、無アルカリガラスのＳｉＯ₂含有量ｗが６０質量％未満の場合、α＝０．０５６２×ｗ−４．０７，β＝−０．３８１×ｗ＋２１．８であり、ｐＨは研磨液のｐＨ値であり、γ＝５．８１×１０³である。）
１×１０^-3≦ｆ≦１ （２）

【発明の効果】

【0013】

本発明の無アルカリガラスは、磁気記録媒体用基板ガラスとして好適である。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、および、ＣａＯを主成分とする無アルカリガラスについて、無アルカリガラスのＳｉＯ₂含有量（ｗ）と、ガラス成分の溶出レートｆと、の関係を示したグラフであり、（模擬）研磨液の温度が５０℃、７０℃、９０℃の３通りで実施されている。

【図2】図２は、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、および、ＣａＯを主成分とする無アルカリガラスについて、無アルカリガラスのＳｉＯ₂含有量（ｗ）と、ガラス成分の溶出レートｆと、の関係を示したグラフであり、（模擬）研磨液のｐＨ値が１、２、３の３通りで実施したものである。（模擬）研磨液のｐＨ値は１、２、３の３通りで実施されている。

【図3】図３は、ガラス基板の主平面の鏡面研磨に使用される両面研磨装置の概略を示す一部断面斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

次に各成分の組成範囲について説明する。ＳｉＯ₂は、ヤング率を高くし、失透温度Ｔ_Lを下げ、粘性も高くならず溶解温度が上昇しない、清澄時に泡が抜けきらず気泡が混入するおそれがないため、６５％（質量％、以下特記しないかぎり同じ）以下とする。また、平均熱膨張係数が低くし、失透温度Ｔ_Lを下げるため、４０％以上とする。好ましくは４２〜６３％、さらに好ましくは４４〜６１％である。

【0016】

Ａｌ₂Ｏ₃は、ガラスの分相性を抑制し、平均熱膨脹係数を下げ、ガラス転移点Ｔｇを上げ、ヤング率を高くするため、後述するコンパクションを低くするため、２３．５％超とする。また、失透温度Ｔ_Lが上昇しない、粘性も高くならず溶解温度が上昇しない、清澄時に泡が抜けきらず気泡が混入するおそれがないため、３０％以下とする。好ましくは２４〜２９％、さらに好ましくは２４．５〜２８％である。

【0017】

ＭｇＯは、溶解性を向上させ、ヤング率を向上させるため、２．５％以上含有させる必要がある。しかし、失透温度Ｔ_Lを下げるため、後述するコンパクションを低くするため、２０％以下とする。好ましくは３〜１９％、さらに好ましくは３．５％〜１８％である。

【0018】

ＣａＯは、溶解性を向上させ、ＭｇＯと共に含有することで失透の発生を抑制できるため、２％以上含有させる必要がある。しかし、平均熱膨張係数が低くするため、後述するコンパクションを低くするため、３０％以下とする。好ましくは３〜２９％、さらに好ましくは４〜２８％である。

【0019】

ＳｉＯ₂＋Ａｌ₂Ｏ₃が９０％以下であれば、ヤング率が高くなり、失透温度Ｔ_Lが下がり、粘性も高くならず溶解温度が上昇しない、清澄時に泡が抜けきらず気泡が混入するおそれがない。また７０％以上であれば、平均熱膨張係数が低くなり、後述するコンパクションを低くできる。好ましくは７２％〜８８％、さらに好ましくは７４％〜８６％である。

【0020】

本発明の効果を妨げない範囲で、他の成分、例えば以下の成分を含有してもよい。この場合の他の成分は、ヤング率の低下などを抑えるために、好ましくは５％未満、より好ましくは３％未満、さらに好ましくは１％未満、さらにより好ましくは０．５％未満であり、特に好ましくは、実質的に、すなわち不可避的不純物を除き、含有しないことが好ましい。したがって、本発明において、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＣａＯ、および、ＭｇＯの合計含有量は９５％以上であることが好ましく、９６％以上であることがより好ましく、９７％以上であることがより好ましく、９９％以上であることがさらに好ましく、９９．５％以上であることがさらにより好ましい。実質的に、即ち不可避的不純物を除き、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＣａＯ、および、ＭｇＯからなることが特に好ましい。

【0021】

Ｂ₂Ｏ₃は、ガラスの溶解反応性をよくし、また、失透温度Ｔ_Lを低下させるため５％未満含有できる。しかし、多すぎるとヤング率が低下する。したがって３％未満が好ましく、１％未満がさらに好ましく、０．５％未満がさらにより好ましく、実質的に含有しないことが特に好ましい。

【0022】

ＳｒＯは、ガラスの失透温度Ｔ_Lを上昇させず溶解性を向上させるため５％未満含有できる。しかし、多すぎると平均熱膨張係数が増加する。したがって３％未満が好ましく、１％未満がさらに好ましく、０．５％未満がさらにより好ましく、実質的に含有しないことが特に好ましい。

【0023】

ＢａＯは、ガラスの溶解性を向上させるため５％未満含有できる。しかし、多すぎると平均熱膨張係数が増加する。したがって３％未満が好ましく、１％未満がさらに好ましく、０．５％未満がさらにより好ましく、実質的に含有しないことが特に好ましい。

【0024】

ＺｒＯ₂は、ガラスのヤング率を向上させるため３％未満含有できる。しかし、多すぎると失透温度Ｔ_Lが上昇する。したがって２％未満が好ましく、１％未満がさらに好ましく、０．５％未満がさらにより好ましく、実質的に含有しないことが特に好ましい。

【0025】

なお、本発明のガラスは、磁気記録媒体製造時にガラス表面に設ける金属ないし酸化物薄膜の特性劣化を生じさせないために、アルカリ金属酸化物を不純物レベルを超えて（すなわち実質的に）含有しないのが好ましい。また、ガラスのリサイクルを容易にするため、ＰｂＯ、Ａｓ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₃は実質的に含有しないことが好ましい。
また本発明ではガラスの溶解性、清澄性、成形性を改善するため、ガラス原料にはＺｎＯ、ＳＯ₃、Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｆ、Ｃｌ、ＳｎＯ₂を総量で１％未満、好ましくは０．５％未満、より好ましくは０．３％未満、さらにより好ましくは０．１％未満含有できる。

【0026】

本発明の無アルカリガラスは、ヤング率が９０ＧＰａ以上であるため、破壊靭性が向上しており、ガラス板の薄板化が求められる磁気記録媒体用基板ガラスに好適である。９２ＧＰａ以上がより好ましく、９４ＧＰａ以上がさらに好ましい。

【0027】

また、本発明の無アルカリガラスは、ハードディスクドライブの回転時の反りやたわみが低減し、磁気記録媒体の高密度化に対応できるため、比弾性率（ヤング率／密度）が３５ＧＰａ・ｃｍ³／ｇ以上であることが好ましい。３６ＧＰａ・ｃｍ³／ｇ以上がより好ましく、３７ＧＰａ・ｃｍ³／ｇ以上がさらに好ましい。

【0028】

本発明の無アルカリガラスは、磁気記録媒体製造時の熱変形を抑えられるため、ガラス転移点Ｔｇが７４０℃以上であることが好ましい。
本発明の無アルカリガラスは、ガラス転移点Ｔｇが７４０℃以上であると、製造プロセスにおいてガラスの仮想温度が上昇しやすい用途（例えば、板厚０．７ｍｍ以下、好ましくは０．５ｍｍ以下、より好ましくは０．３ｍｍ以下、さらに好ましくは０．１ｍｍ以下の磁気記録媒体用ガラス基板）に適している。
板厚０．７ｍｍ以下、さらには０．５ｍｍ以下、さらには０．３ｍｍ以下、さらには０．１ｍｍ以下の板ガラスの成形では、成形時の引き出し速度が速くなる傾向があるため、ガラスの仮想温度が上昇し、ガラスの熱変形が増大しやすい。この場合、高ガラス転移点Ｔｇのガラスであると、熱変形を抑制することができる。

【0029】

また、本発明の無アルカリガラスは、粘度ηが１０²ポイズ（ｄＰａ・ｓ）となる温度Ｔ₂が１７３０℃以下であることが好ましく、より好ましくは１７１０℃以下、さらに好ましくは１６９０℃以下になっているため溶解が比較的容易である。

【0030】

また、本発明の無アルカリガラスは、粘度ηが１０^４ポイズ（ｄＰａ・ｓ）となる温度Ｔ_４が１３７０℃以下であることが好ましく、より好ましくは１３５０℃以下、さらに好ましくは１３３０℃以下になっているため、フロート法による成型が可能である。

【0031】

本発明において、熱変形の指標に、ガラスのコンパクションを用いることができる。
コンパクションとは、加熱処理の際にガラス構造の緩和によって発生するガラス熱収縮率である。本発明の無アルカリガラスは、コンパクションがきわめて低い。
本発明においてコンパクションとは、次に説明する方法で測定した値を意味するものとする。
初めに、対象となるガラスを１５５０℃〜１６５０℃で溶解した後、溶融ガラスを流し出し、板状に成形後冷却する。得られた板状ガラスを研磨加工して１００ｍｍ×２０ｍｍ×１ｍｍのガラス板を得る。
次に、得られたガラス板をガラス転移点Ｔｇ＋７０℃まで加熱し、この温度で１分間保持した後、降温速度４０℃／分で室温まで冷却する。その後、ガラス板の表面に圧痕を長辺方向に２箇所、間隔Ａ（Ａ＝９０ｍｍ）で打ち、処理前試料とする。
次に処理前試料を４５０℃まで昇温速度１００℃／時間で加熱し、４５０℃で２時間保持した後、降温速度１００℃／時間で室温まで冷却し処理後試料１とする。
そして、処理後試料１の圧痕間距離Ｂ１を測定する。
このようにして得たＡ、Ｂ１から下記式を用いてコンパクションＣ１を算出する。
Ｃ１[ｐｐｍ]＝（Ａ−Ｂ１）／Ａ×１０⁶
また処理前試料を６００℃まで昇温速度１００℃／時間で加熱し、６００℃で１時間保持した後、降温速度１００℃／時間で室温まで冷却し処理後試料２とする。
そして、処理後試料２の圧痕間距離Ｂ２を測定する。
このようにして得たＡ、Ｂ２から下記式を用いてコンパクションＣ２を算出する。
Ｃ２[ｐｐｍ]＝（Ａ−Ｂ２）／Ａ×１０⁶

【0032】

本発明の無アルカリガラスは、コンパクションＣ１が５ｐｐｍ以下であることが好ましい。一方、コンパクションＣ２が５０ｐｐｍ以下であるあることが好ましい。好ましくは４７ｐｐｍ以下であり、さらに好ましくは４４ｐｐｍ以下である。

【0033】

本発明の無アルカリガラスは、例えば次のような方法で製造できる。通常使用される各成分の原料を目標成分になるように調合し、これを溶解炉に連続的に投入し、１５５０〜１６５０℃に加熱して溶融する。この溶融ガラスをフロート法により所定の板厚に成形し、徐冷後切断することによって板ガラスを得ることができる。

【0034】

本発明の無アルカリガラスを用いて磁気ディスク用ガラス基板を製造する場合、上記の手順で得られた板ガラスを所定の形状のガラス基板に加工した後、該ガラス基板の主表面を、研磨パッドと、研磨砥粒を含むｐＨ７未満の研磨液と、を用いて鏡面研磨する。
本発明では、下記式（１）により導出される、ガラス成分の溶出レートｆ（μｇ・ｃｍ^-2・ｍｉｎ^-1）が、下記式（２）を満たす条件で鏡面研磨を実施する。

【数2】

（１）
（式（１）中、ｆ₀＝７．９３×１０⁶であり、α，βは、無アルカリガラスのＳｉＯ₂含有量ｗが６０質量％以上の場合、α＝０．０１２１×ｗ−１．４６，β＝−０．０８６８×ｗ＋４．３８であり、無アルカリガラスのＳｉＯ₂含有量ｗが６０質量％未満の場合、α＝０．０５６２×ｗ−４．０７，β＝−０．３８１×ｗ＋２１．８であり、ｐＨは研磨液のｐＨ値であり、γ＝５．８１×１０³である。）
１×１０^-3≦ｆ≦１ （２）

【0035】

上記式（１）は、本発明の無アルカリガラス、すなわち、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、および、ＣａＯを主成分とする無アルカリガラスについて、ｐＨ７未満の研磨液に対するガラス成分の溶出レートｆに及ぼす因子を、無アルカリガラスのＳｉＯ₂含有量（ｗ）、研磨液の温度（Ｔ）、および、研磨液のｐＨ値（ｐＨ）の３つの因子に特定し、これら特定した因子によるガラス成分の溶出レートｆへの影響を定量し、定式化したものである。
上記式（１）により導出されるガラス成分の溶出レートｆが、上記式（２）を満たす条件で鏡面研磨を実施することにより、ガラス基板の主表面の表面粗さの悪化を抑制できる。また、ガラス成分の溶出による、研磨液のｐＨ値に変動を抑制し、安定した研磨加工速度が確保される。
ｆが、１μｇ・ｃｍ^-2・ｍｉｎ^-1より大きいと、ガラス基板の主表面の表面粗さが悪化する。また、ガラス成分の溶出により、研磨液のｐＨ値に変動が生じ、安定した研磨加工速度が確保できなくなる。
一方、ｆが、１×１０^-3μｇ・ｃｍ^-2・ｍｉｎ^-1未満の場合、研磨加工速度が著しく低下するため生産性が低下する。
本発明では、下記式（１）により導出される、ガラス成分の溶出レートｆ（μｇ・ｃｍ^-2・ｍｉｎ^-1）が、下記式（２）を満たす条件で鏡面研磨を実施することにより、本発明に属する任意の組成の無アルカリガラスを用いて、極めて平坦度が高い磁気ディスク用ガラス基板を製造することができる。

【0036】

上記式（２）を満たす条件で鏡面研磨を実施するには、磁気ディスク用ガラス基板の製造に使用する無アルカリガラスのＳｉＯ₂含有量（ｗ）に応じて、研磨液の温度（Ｔ）、および／または、研磨液のｐＨ値（ｐＨ）を適宜調節すればよい。
図１は、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、および、ＣａＯを主成分とする無アルカリガラスについて、無アルカリガラスのＳｉＯ₂含有量（ｗ）と、ガラス成分の溶出レートｆと、の関係を示したグラフである。図１中のプロット（点）は、下記手順で求めた溶出レートの実測値である。
ガラス成分の溶出レートｆは、縦および横４０ｍｍ、厚さ１ｍｍの両面を鏡面研磨したガラス基板を作製し、これを塩酸に５時間から４５時間浸漬し、浸漬前後の質量差を測定することにより算出した。
なお、（模擬）研磨液としては、ｐＨ値が１の塩酸を使用した。（模擬）研磨液の温度（Ｔ）は、５０℃、７０℃、９０℃の３通りで実施した。
図２は、図１と同じく、無アルカリガラスのＳｉＯ₂含有量（ｗ）と、ガラス成分の溶出レートｆと、の関係を示したグラフである。但し、（模擬）研磨液の温度（Ｔ）は９０℃のみとし、（模擬）研磨液のｐＨ値は１、２、３の３通りで実施した。図２中のプロット（点）は、上記手順で求めた溶出レートの実測値である。

【0037】

上記したガラス基板の所定の形状は、特に限定されないが、一例をあげると、中央部に円孔を有する円盤形状である。
所定の形状のガラス基板に加工した後、ガラス基板の主表面を鏡面研磨する前に、通常は、ガラス基板の上下両主平面に、遊離砥粒または固定砥粒工具を用いて研削（ラッピング）加工する。また、ガラス基板の形状が、中央部に円孔を有する円盤形状の場合、ガラス基板の内周端面および外周端面を研磨する。

【0038】

ガラス基板の主表面の鏡面研磨には、たとえば、図３に示す両面研磨装置を使用できる。この両面研磨装置２０は、上下に対向して配置された上定盤２０１と下定盤２０２、およびこれらの間に配設されたキャリア３０を有する。キャリア３０は、その保持部に複数枚のガラス基板１０を保持している。上定盤２０１と下定盤２０２のガラス基板１０と対向する面には、それぞれ樹脂等からなる研磨パッド４０、５０が装着されている。

【0039】

図３に示す両面研磨装置２０を用いたガラス基板の主表面の鏡面研磨は以下の手順で実施される。
キャリア３０の保持部にガラス基板１０が保持された状態で、上側の研磨パッド４０の研磨面と、下側の研磨パッド５０の研磨面との間にガラス基板１０を狭持する。研磨パッド４０、５０の研磨面は、研磨対象物であるガラス基板１０に接する面をいう。
上側および下側の研磨パッド４０、５０の研磨面を、それぞれガラス基板１０の両主表面に押し付けた状態で、ガラス基板１０の両主表面に、研磨砥粒を含むｐＨ７未満の研磨液を供給するとともに、キャリア３０を自転させながらサンギア２０３の周りを公転させ、かつ上定盤２０１と下定盤２０２をそれぞれ所定の回転数で回転させることで、ガラス基板１０の両主表面が同時に鏡面研磨される。

【0040】

研磨パッドとしては、軟質または硬質の発泡樹脂からなるものが好ましく、特に軟質発泡ウレタン樹脂からなる研磨パッドが好ましい。

【0041】

研磨液としては、研磨砥粒として平均一次粒子径が１〜８０ｎｍのシリカ粒子を含有することが好ましい。シリカ粒子の平均一次粒子径は研磨速度を維持するために１ｎｍ以上が好ましい。シリカ粒子の平均一次粒子径は、研磨により得られる主平面の表面粗さを小さく適正な値とするために８０ｎｍ以下が好ましい。シリカ粒子の平均一次粒子径は、１〜６０ｎｍの範囲がより好ましく、１〜５０ｎｍの範囲がさらに好ましく、１〜４０ｎｍの範囲が特に好ましい。なお、この平均一次粒子径は、レーザー回折・散乱式の粒度分布計、動的光散乱方式の粒度分布測定装置、または電子顕微鏡を用いて測定できる。

【0042】

研磨液に含有されるシリカ粒子は、一部が凝集粒子（二次あるいは三次粒子）として存在してもよい。研磨液中のシリカ粒子の平均粒子径は、動的光散乱方式の粒度分布測定機（例えば、日機装株式会社製、製品名：ＵＰＡ−ＥＸ１５０）を用いて測定することができるが、こうして測定されたシリカ粒子の平均粒子径（Ｄ₅₀）は、一次粒子径と二次以上の粒子径を測定したものとなる。こうして測定される研磨液中のシリカ粒子の平均粒子径（Ｄ₅₀）は、１０〜４０ｎｍの範囲であることが好ましい。なお、Ｄ₅₀は、体積基準累積５０％粒径である。すなわち、体積基準で粒度分布を求め、全体積を１００％とした累積曲線において、累積値が５０％となる点の粒径である。

【0043】

研磨液には、研磨砥粒の分散媒として水が含有される。水については特に制限はないが、後述する他の成分に対する影響、不純物の混入、ｐＨ等への影響の少なさの点から、純水、超純水、イオン交換水等を使用することが好ましい。そして、研磨砥粒がシリカ粒子の場合、研磨液におけるシリカ粒子の含有割合（濃度）は、３〜３０質量％とすることが好ましい。シリカ粒子の含有割合が３質量％未満の場合には、十分な研磨速度を得ることが難しい。また、含有割合が３０質量％を超えると、後述する手順で研磨液のｐＨ値を７未満に調整した際に、シリカ粒子が凝集しやすくなる。シリカ粒子の含有割合は、５〜２５質量％がより好ましく、７〜２０質量％がさらに好ましく、１０〜１８質量％が特に好ましい。

【0044】

本発明において、ｐＨ値が７未満の研磨液を使用する理由は、ｐＨ値が７以上の研磨液を使用した場合には、研磨速度が低くなり、十分な生産性を上げることができないからである。研磨液のｐＨ値は、上述したように、上記式（２）を満たす条件で鏡面研磨を実施するために適宜調整されるが、ｐＨ値が０．５〜６の範囲が好ましく、ｐＨ値が０．５〜５の範囲がより好ましく、ｐＨ値が１〜４．５の範囲が特に好ましい。

【0045】

研磨液のｐＨ値を７未満とするため、研磨砥粒の分散媒としての水は、無機酸または有機酸を含有する。
無機酸としては、塩酸、硝酸、リン酸、フッ酸等が挙げられる。なかでも、硫酸または塩酸は入手が容易であり、使用者、環境等への影響が少ないため好ましい。
有機酸としては、アスコルビン酸、クエン酸、コハク酸、リンゴ酸、酒石酸、フマル酸、マレイン酸およびフタル酸等を挙げることができる。また、有機酸としては、カルボン酸基を有するカルボン酸を好ましく使用することができる。カルボン酸基を２以上有する２価以上の多価カルボン酸がより好ましい。２価以上の多価カルボン酸は、錯形成作用により、研磨速度を向上させるとともに、砥粒の凝集を抑制して研磨キズの発生を抑える働きをする。すなわち、２価以上の多価カルボン酸は、ガラス基板の鏡面研磨の際に発生する金属イオンを捕捉して錯体（キレート）を形成することで、研磨速度の上昇に寄与するとともに、シリカ粒子の凝集を抑制する働きをする。
２価以上の多価カルボン酸として具体的には、クエン酸、コハク酸、リンゴ酸、酒石酸、フマル酸、マレイン酸およびフタル酸等が挙げられる。特に、クエン酸が好ましい。

【0046】

ガラス基板の主表面の表面粗さが所定値に達した時点で鏡面研磨を終了する。
目標とする表面粗さは、例えば、算術平均粗さ（Ｒａ）が０．４ｎｍ以下であり、最大山高さ（Ｒｐ）が２ｎｍ以下である。算術平均粗さ（Ｒａ）は、好ましくは０．２ｎｍ 未満である。最大山高さ（Ｒｐ）は、好ましくは１．５ｎｍ以下である。

【0047】

鏡面研磨後のガラス基板の洗浄（例えば、精密洗浄）を行い、磁気ディスク用ガラス基板を得る。鏡面研磨後のガラス基板の洗浄では、例えば、洗剤を用いたスクラブ洗浄を行った後、洗剤溶液へ浸漬した状態での超音波洗浄、純水に浸漬した状態での超音波洗浄を順次行う。洗浄後の乾燥は、例えば、イソプロピルアルコール蒸気による蒸気乾燥により行う。こうして得られた磁気ディスク用ガラス基板の主表面上に、磁性層などの薄膜を形成し、磁気ディスクを製造する。

【実施例】

【0048】

以下において例２、３、５〜１０、１３〜１６は実施例、例１、４、１１、１２は参考例、例１７〜１９は比較例である。各成分の原料を目標組成になるように調合し、白金坩堝を用いて１５５０〜１６５０℃の温度で溶解した。溶解にあたっては、白金スターラを用い撹拌しガラスの均質化を行った。次いで溶解ガラスを流し出し、板状に成形後徐冷した。

【0049】

表１〜３には、ガラス組成（単位：質量％）と、密度ρ（ｇ／ｃｍ³）、ヤング率Ｅ（ＧＰａ）（超音波法により測定）、比弾性率Ｅ／ρ（ＧＰａ・ｃｍ³／ｇ）、ガラス転移点Ｔｇ（単位：℃）、ガラス粘度ηが１０²ポイズとなる温度Ｔ₂（単位：℃）、ガラス粘度ηが１０⁴ポイズとなる温度Ｔ₄（単位：℃）、および、コンパクションＣ１、Ｃ２（上述した方法により測定、単位：ｐｐｍ）を示す。
なお、表１〜３中、括弧書で示した値は計算値である。

【表1】

【0050】

【表2】

【0051】

【表3】

【0052】

表から明らかなように、実施例のガラスはいずれも、ヤング率が９０ＧＰａ以上と高く、比弾性率が３５ＧＰａ・ｃｍ³／ｇ以上であり、ガラス転移点Ｔｇが７４０℃以上である。また、Ｔ₂が１７３０℃以下であり、Ｔ₄が１３７０℃以下である。また、コンパクションＣ１が５ｐｐｍ以下であり、コンパクションＣ２が５０ｐｐｍ以下である。

【0053】

例４、１２については、段落［００３５］に記載する手順でガラス成分の溶出レートを測定した。なお、（模擬）研磨液のｐＨ値が、（模擬）研磨液の温度（Ｔ）、および、ガラス成分の溶出レートの測定値はそれぞれ以下の通りである。なお、これらの場合の無アルカリガラスのＳｉＯ₂含有量（ｗ）、研磨液の温度（Ｔ）および研磨液のｐＨ値（ｐＨ）を式（１）に適用して導出されるガラス成分の溶出レートｆも示す。
例４−１
（模擬）研磨液のｐＨ値：１
研磨液の温度：５０℃
ガラス成分の溶出レート：６．６μｇ・ｃｍ^-2・ｍｉｎ^-1
ｆ：５．７μｇ・ｃｍ^-2・ｍｉｎ^-1
例４−２
（模擬）研磨液のｐＨ値：１
研磨液の温度：７０℃
ガラス成分の溶出レート：２１．９μｇ・ｃｍ^-2・ｍｉｎ^-1
ｆ：１５．９μｇ・ｃｍ^-2・ｍｉｎ^-1
例４−３
（模擬）研磨液のｐＨ値：１
研磨液の温度：９０℃
ガラス成分の溶出レート：６１．７μｇ・ｃｍ^-2・ｍｉｎ^-1
ｆ：４０μｇ・ｃｍ^-2・ｍｉｎ^-1
例４−４
（模擬）研磨液のｐＨ値：２
研磨液の温度：９０℃
ガラス成分の溶出レート：２．６μｇ・ｃｍ^-2・ｍｉｎ^-1
ｆ：２．１μｇ・ｃｍ^-2・ｍｉｎ^-1
例４−５
（模擬）研磨液のｐＨ値：３
研磨液の温度：９０℃
ガラス成分の溶出レート：４．９×１０^-2μｇ・ｃｍ^-2・ｍｉｎ^-1
ｆ：０．１μｇ・ｃｍ^-2・ｍｉｎ^-1
例１２−１
（模擬）研磨液のｐＨ値：１
研磨液の温度：５０℃
ガラス成分の溶出レート：４．６μｇ・ｃｍ^-2・ｍｉｎ^-1
ｆ：３．８μｇ・ｃｍ^-2・ｍｉｎ^-1
例１２−２
（模擬）研磨液のｐＨ値：１
研磨液の温度：７０℃
ガラス成分の溶出レート：１５．４μｇ・ｃｍ^-2・ｍｉｎ^-1
ｆ：１０．９μｇ・ｃｍ^-2・ｍｉｎ^-1
例１２−３
（模擬）研磨液のｐＨ値：１
研磨液の温度：９０℃
ガラス成分の溶出レート：４５．８μｇ・ｃｍ^-2・ｍｉｎ^-1
ｆ：２７．８μｇ・ｃｍ^-2・ｍｉｎ^-1
例１２−４
（模擬）研磨液のｐＨ値：２
研磨液の温度：９０℃
ガラス成分の溶出レート：１．６μｇ・ｃｍ^-2・ｍｉｎ^-1
ｆ：１．５３μｇ・ｃｍ^-2・ｍｉｎ^-1
例１２−５
（模擬）研磨液のｐＨ値：３
研磨液の温度：９０℃
ガラス成分の溶出レート：５．８×１０^-2μｇ・ｃｍ^-2・ｍｉｎ^-1
ｆ：０．０８μｇ・ｃｍ^-2・ｍｉｎ^-1

【0054】

例４のガラスを用いて作製されるガラス基板について、図３に示す両面研磨装置２０を用いて、ガラス基板の両主表面を鏡面研磨する。研磨砥粒として、平均一次粒子径が３０
ｎｍのシリカ粒子を使用し、分散剤として、ｐＨ値が３の塩酸を使用する。研磨液におけるシリカ粒子の含有割合（濃度）は、１０質量％であり、研磨液の温度（Ｔ）は９０℃である。軟質発泡ウレタン樹脂からなる研磨パッドを使用し、ガラス基板の両主表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が０．４ｎｍ以下、最大山高さ（Ｒｐ）が２ｎｍ以下となるまで鏡面研磨する。
例４のガラスを用いて作製されるガラス基板について、上記と同様の手順でガラス基板の両主表面を鏡面研磨する。但し、研磨液のｐＨ値および温度（Ｔ）は、例４−１〜４−４の条件とする。鏡面研磨後のガラス基板は両主表面の表面粗さが悪化し、算術平均粗さ（Ｒａ）が０．４ｎｍ超、最大山高さ（Ｒｐ）が２ｎｍ超となる。
例１２のガラスを用いて作製されるガラス基板について、上記と同様の手順でガラス基板の両主表面を、該両主表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が０．４ｎｍ以下、最大山高さ（Ｒｐ）が２ｎｍ以下となるまで鏡面研磨する。なお、研磨液のｐＨ値および温度（Ｔ）は、例１２−５の条件である。
例１２のガラスを用いて作製されるガラス基板について、上記と同様の手順でガラス基板の両主表面を鏡面研磨する。但し、研磨液のｐＨ値および温度（Ｔ）は、例１２−１〜１２−４の条件とする。鏡面研磨後のガラス基板は両主表面の表面粗さが悪化し、算術平均粗さ（Ｒａ）が０．４ｎｍ超、最大山高さ（Ｒｐ）が２ｎｍ超となる。

【産業上の利用可能性】

【0055】

本発明の無アルカリガラスは、磁気記録媒体用基板ガラスとして好適である。

【符号の説明】

【0056】

１０ ガラス基板
２０ 両面研磨装置
３０ キャリア
４０ 上側研磨パッド
５０ 下側研磨パッド
２０１ 上定盤
２０２ 下定盤
２０３ サンギア

【図1】

【図2】

【図3】