专利名称：用于信息存储媒体的基片的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用磁盘、光盘、光磁盘等的信息存储媒体的盘基片(下面称为「用于信息存储媒体的基片」。)及信息存储媒体，尤其涉及用于玻璃制造的信息存储媒体的基片以及使用了该信息存储媒体用的基片的信息存储媒体。
作为用于信息存储媒体的基片，已知的有铝基片、非晶形的玻璃基片(下面简称「玻璃基片」)、结晶化玻璃基片。用于这些信息存储媒体基片中的玻璃基片与其他的用于信息存储媒体的基片相比，容易达到高表面平整性的基片(表面光洁度Ra很小)，且具备耐薄板化及小型化的强度，同时重要的是扩大了市场占有率。
众所周知，上述的玻璃基片中，通过其表面离子交换、化学回火了的化学回火玻璃基片。作为该化学回火玻璃基片含有60.0～70.0重量％的SiO2、0.5～14.0重量％的Al2O3、10.0～32.0重量％的碱金属氧化物、1.0～15.0重量％的ZnO、1.1～14.0重量％的B2O3，是由线膨胀系数、压缩强度及抗折强度分别为特定值以上的玻璃构成的基片。(参照特公平4-70262号公报)。
作为化学回火玻璃基片的材料，我们知道的有以下的(a)或(b)。
(a)含有55～60重量％的SiO2、10～18重量％的Al2O3、2～10重量％的ZrO2、2～5重量％的MgO、0.1～3重量％的BaO、12～15重量％的Na2O、2～5重量％的K2O、0～7重量％的P2O3、0.5～5重量％的TiO2，AL2O3和TiO2的合计重量为13～20重量％的玻璃(参照特开平1-167245号公报)。
(b)由64～70重量％的SiO2和14～20重量％的AL2O3和4～6重量％的Li2O和7～10重量％的Na2O和0～4重量％的MgO和0～1.5重量％的NrO2构成的玻璃(参照特公平6-76224号公报)。
可是，关于硬盘装置，对于使用了光存储媒体、光磁存储媒体等的信息存储媒体的其他存储再生装置，为了确保其领先地位，每天都在进行技术革新。其技术革新之一是磁盘的旋转高速化。该旋转高速化是为了提高存储再生磁头的存取速度的尝试之一，以前5000～7000rpm的磁盘，今后有超过10000rpm的趋势。
当然如上所述，虽然就磁盘寻求其旋转高速化，但是，用以前的玻璃基片(用于信息存储媒体的玻璃基片)，谋求所述的旋转高速化，难以稳定确保飞行高度(记录再生时，磁头与磁盘间的距离)。
本发明的第1目的在于提供一种容易得到可对应旋转高速化的信息存储媒体的用于信息存储媒体的基片。
本发明的第2目的在于提供一种容易得到高存取速度的记录再生装置的信息存储媒体。
本发明的第3目的在于提供一种可同时实现高杨氏系数(高纵弹性模量)和低飞行高度的信息存储媒体。
本发明的第4目的在于提供一种由高杨氏系数，可抑制伴随旋转的振动的信息存储媒体。
本发明人就在用以前的玻璃基片(用于信息存储媒体的基片)谋求旋转高速化时，难于稳定确保飞行高度的原因，进行潜心研究的结果发现，当信息存储媒体高速旋转时，该信息存储媒体由于共振等而变形，因此，稳定确保飞行高度很困难。并且，发现可防止在信息存储媒体高速旋转时，由于共振等引起该信息存储媒体的变形、理想的是提高用于信息存储媒体的基片的杨氏系数。
作为具有高杨氏系数的用于信息存储媒体的基片，有结晶化玻璃基片。但是，由于在结晶化玻璃基片中，根据结晶化的程度，能控制其强度及杨氏系数，因此如提高强度及杨氏系数则增加结晶的比例，其结果，达到用于信息存储媒体的基片所要求的表面平整性(表面光洁度Ra)是很困难的。由此，即使用于结晶化玻璃基片在谋求所述旋转高速化时，也难于稳定、确保飞行高度。
本发明使用玻璃(非结晶质的玻璃)可得到能够对应所述的旋转高速化的用于信息存储媒体的基片。本发明的用于信息存储媒体的基片可分类成第1至第6种样式，其中，第1至第4种样式在杨氏系数及液相温度点方面是共同的。按照第1至第6种样式的用于各信息存储媒体的基片，形成第1实施例，能够达到上述第1目的。
(1)、一种用于信息存储媒体的基片(以下，称为「玻璃基片I」。)，其特征是，由杨氏系数为100Gpa以上，液相温度为1350℃以下的玻璃构成的。
(2)、一种用于信息存储媒体的基片(以下，称为「玻璃基片III」。)，其特征是由作为玻璃成分至少含有TiO2及CaO，并且选定TiO2及CaO的含有量杨氏系数为100Gpa以上，液相温度为1350℃以下那样的所述TiO2及CaO的玻璃构成的。
(3)、一种用于信息存储媒体的存储板(以下，称为「玻璃存储板III」。)，其特征是由作为玻璃成分至少含有TiO2及CaO，选定TiO2及CaO的含有量杨氏系数为100GPa以上、液相温度为1350℃以下，在可成形的温度范围内，粘度是10泊以上的玻璃构成的。
(4)、一种用于信息存储媒体的基片(以下，称为「玻璃基片IV」。)，其特征是由作为玻璃成分包括TiO2，CaO，MgO及AL2O3同时，Na2O及Li2O中至少含有Li2O，选定所述各玻璃成分的含有量是杨氏系数为100Gpa以上，液相温度为1350℃以下，在可成形的温度范围中的粘度是10泊以上，比重是3.5g/cm3以下的玻璃构成的。
(5)、一种用于信息存储媒体的基片(以下，称为「玻璃基片V」。)，其特征是由作为玻璃成分含有0.1～30克分子％的TiO2、1～45克分子％的CaO、以MgO和所述CaO的合量为5～40克分子％，Na2O和Li2O的合量为3～30克分子％，用含有不足0～15克分子％的Al2O3、含有35～65克分子％的SiO2的玻璃构成的。
(6)、一种用于信息存储媒体的基片(以下，称为「玻璃基片VI」。)，其特征是由上述的玻璃基片I至玻璃基片V的任一种或是化学回火其材料玻璃构成的。
另一方面，达到所述第2目的的本发明的信息存储媒体是具有由上述玻璃基片I至玻璃基片VI任一种和在该玻璃基片上形成的记录层。
而且，用本发明能够得到与第1至第6样式不同的，第7至第9样式的用于信息存储媒体的基片。即，第7样式的用于信息存储媒体的基片，作为必须成分，有Y2O3和TiO2共存，第8样式的用于信息存储媒体的基片使TiO2、Y2O3及ZrO2共存。还有，本发明的第9样式的用于信息存储媒体的基片，至少从由Er2O3、Nd2O3、Sm2O3、Eu2O3、Gd2O3、Tb2O3、Dy2O3、及Yb2O3构成的组群中选择一种氧化物和包括TiO2。这些第7至第9的样式的用于信息存储媒体的基片构成本发明的实施例2。
关于本发明的实施例1及实施例2的用于信息存储媒体的基片或媒体，具有在650℃以下，理想的是550℃以下的玻璃转化温度，该玻璃转化温度是较低的温度。
这样，比较低的玻璃转化温度可有效减轻化学回火处理时的损伤等。具体来说，化学回火时，通常玻璃基片浸渍在熔融盐中。化学回火中，熔融盐保持比玻璃基片的玻璃化转变温度仅低100至150℃的温度。但是，熔融盐在500℃以上开始分解，该分解的熔融盐损伤玻璃基片表面。考虑到这一点，从防止玻璃基片上的损伤等的这一点出发，玻璃化转变温度在650℃以下，理想的最好是550℃以下。这样，为了得到较低温的玻璃化转变温度，添加Na2O、Li2O那样的碱金属氧化物成分，MgO、CaO那样的碱土金属氧化物成分。
下面，简单说明附图。
图1表示杨氏系数与根据信息存储媒体形成的盘的振动的关系。
下面说明关于本发明的第1实施形式的信息存储媒体及用于存储媒体的基片。
首先，说明关于本发明的第1实施形式的第1样式的玻璃基片I。
本发明的玻璃基片I是由上述那样的杨氏系数是100Gpa以上、液相温度是1350℃以下的玻璃构成。这里，本发明所说的所谓「玻璃基片」是由实质不含结晶粒子的玻璃「的非结晶质的玻璃」构成的基片的意思，与所述的「玻璃基片」是含有结晶粒子的结晶化玻璃或是陶瓷玻璃，有实质的不同。
如前所述，在使薄板化的玻璃基片高速旋转时，为防止该玻璃基片由共振等引起的变形，理想的是提高玻璃基片的杨氏系数。例如，使用直径3.5英寸、厚度0.635mm(25密耳；该厚度是用于现在的磁盘的基片的一般厚度。)的玻璃基片制作的磁盘，使其在10000rpm旋转时(以下，称该情况为「情况A」。)、能够稳定确保该磁盘和记录再生磁头的飞行高度大致在1μm以下，从可抑制旋转时的振动这一出发点来说，理想的是玻璃基片的杨氏系数在100Gpa以上。
还有，为了得到本发明所说的玻璃基片，在其制造过程中，有必要做到实质不折出结晶，为此，需要在玻璃的液相温度以上进行在制造玻璃基片时，所进行的原料的熔解、成形、冷却等的各工序。但是，若该液相温度明显高，则玻璃基片制造本体变得困难，就失去实用性。
从以上的观点来看，在本发明的玻璃基片I使材料玻璃的杨氏系数为100Gpa以上，并且，使液相温度为1350℃以下。理想的是该杨氏系数为105Gpa以上。而且，所述的液相温度是1250℃以下更好，特别最好是1150℃以下。
还有，即使玻璃基片或是材料的玻璃的杨氏系数是100Gpa以上，用玻璃基片的比重除该杨氏系数的值(以下，称为「比弹性率」。)是大致30×166Nm/kg以下，情况A的磁盘挠度最大容易超过2μm，其结果，稳定确保飞行高度大致在1μm以下很困难。因此，本发明的玻璃基片I的比重最好大致在3.5g/cm3以下。在3.0g/cm3以下更好。虽然该比重越低越理想，但是，以硅酸盐为基础的玻璃其比重实质在2.1g/cm3以上。
另外，即使材料玻璃的液相温度是1350℃以下，该材料玻璃的可成形的温度范围的粘度、即，液相温度以上的温度范围的粘度明显低，在向得到玻璃基片过程中所进行的成形工序提供玻璃融液时，不仅其流量的控制是困难的，也降低可成形形状的自由度。因此，本发明的玻璃基片I的材料玻璃的所述粘度最好是大致10泊以上，30泊以上更好。
而且，在向磁盘、光盘、光磁盘等信息存储媒体写入信息时或者在更新该信息存储媒体记录的信息时，当然该信息存储媒体通过夹板以在信息处理装置内的驱动电动机的主轴上，所固定的状态旋转，但是，这时，如信息存储媒体的热膨胀系数和所述的夹紧的热膨胀系数明显不同，则产生如下问题。
也就是说，在使信息存储媒体旋转时，由于驱动电动机的发热，当然信息存储媒体、主轴、夹板等的温度急剧升温到90℃左右，但是当信息存储媒体的热膨胀系数和所述的夹板的热膨胀系数明显不同，则由于所述的升温是在信息存储媒体和夹板之间弛缓产生，使信息存储媒体产生变形和挠度，其结果，改变信息存储媒体的数据记录处(磁道)的位置，容易产生信息的写入或是更新的错误。这样的问题尤其成为3.5英寸那样的大基片的问题。
因此，本发明的玻璃基片I的热膨胀系数最好仅可近似所述的夹板的热膨胀系数。由于所述的夹板是由一般的不锈钢制作的，所以本发明的玻璃基片I的热膨胀系数(意味着在100～300℃的平均热膨系数。以下同样。)理想的是大致7～14ppm/℃(7×10-6～14×10-6/℃)、更理想的是9～12ppm/℃(9×10-6～12×10-6/℃)，下面，说明关于本发明的玻璃基片II。
本发明的玻璃基片II如前所述，作为玻璃基片至少含有TiO2及CaO，是由选定杨氏系数为100Gpa以上、液相温度为1350℃以下那样的所述TiO2及CaO的含有量的玻璃构成。
这里，关于玻璃基片II的材料玻璃，设其杨氏系数为100Gpa以上、其液相温度为1350℃以下，与所述的本发明的玻璃基片I的理由相同。关于这些物性的理想的范围与所述的本发明的玻璃基片I的物性的理想范围相同。
在得到杨氏系数高的玻璃中作为玻璃成分含有TiO2是合适的，杨氏系数高。在得到液相温度低的玻璃中作为玻璃成分含有CaO是合适的。
为此，本发明的玻璃基片II，作为玻璃成分由至少含有TiO2及CaO的玻璃制作。TiO2及CaO的含有量，按照其他玻璃成分的种类及其含有量，适当选定得到杨氏系数为100Gpa以上、液相温度为1350℃以下的玻璃。
与所述的本发明的玻璃基片I同样的理由考虑，玻璃基片II的比重大致在3.5g/cm3以下是理想的，3.0g/cm3以下最好。同样，玻璃基片II的热膨胀系数大致为7～14ppm/℃(7×10-6～14×10-6/℃)是理想的，9～12ppm/℃(9×10-6～12×10-6/℃)为最好。
下面，说明有关本发明的玻璃基片III。如前所述，本发明的玻璃基片作为玻璃成分至少含有TiO2及CaO，并且由选定杨氏系数为100Gpa以上、液相温度为1350℃以下，可成形的温度范围的粘度为10泊以上那样的所述TiO2及CaO的含有量的玻璃构成。
这里，关于玻璃基片III的材料设其杨氏系数为100Gpa以上、其液相温度为1350℃以下，其可成形的温度范围的粘度为10泊以上，与在本发明的玻璃基片1中说明的理由相同。关于这些物性的理想的范围与在本发明的玻璃基片1中说明的该物性的理想的范围相同。
另外，由至少含有TiO2及CaO的玻璃制作玻璃基片III，与所述的本发明的玻璃基片II的理由相同。TiO2及CaO的含有量按照其他的玻璃成分的种类及其含有量，适当选择得到杨氏系数为100Gpa以上、液相温度为1350℃以下、可成形温度范围的粘度为10泊以上的玻璃。
与所述的本发明的玻璃基片1的理由相同，玻璃基片III的比重大致在3.5g/cm3以下是理想的，在3.0g/cm3以下为更好。同样，玻璃基片III的热膨胀系数大致7～14ppm/℃(7×10-6～14×10-6/℃)是理想的、9～12ppm/℃(9×10-6～12×10-6/℃)更好。
下面，说明关于本发明的玻璃基片IV。
本发明的玻璃基片IV，如前所述那样，由作为玻璃成分至少含有TiO2、CaO、MgO、Na2O、Li2O及Al2O3，选定杨氏系数为100Gpa以上、液相温度在1350℃以下、可成形的温度范围的粘度为10泊以上，比重为3.5g/cm3以下那样的所述各玻璃成分的含有量的玻璃构成。
这里，关于玻璃基片IV的材料玻璃设其杨氏系数为100GPa以上，其液相温度为1350℃以下，其可成形的温度范围的粘度为10泊以上，比重为3.5g/cm3以下，与本发明的玻璃基片1的说明中的理由相同。关于这些物性的理想范围与本发明的玻璃基片1的说明中所说的该物性的理想范围相同。
如本发明的玻璃基片I的说明中所述的那样，在TiO2是在得到杨系数高的玻璃中合适的玻璃成分，在CaO是在得到杨氏系数高、液相温度低的玻璃中合适的玻璃成分。但是，CaO具有提高玻璃比重的作用。
MgO也是在得到杨氏系数高的玻璃的合适的玻璃成分，与CaO相比，同时具有提高液相温度的作用。并且，MgO具有降低玻璃比重的作用。
Na2O虽然具有降低杨氏系数的作用，但是，是使玻璃的液相温度明显降低的玻璃成分，由于Na2O的存在，液相温度的降低比该Na2O与TiO2共存时明显。另外，Na2O即使得到热膨胀系数大的玻璃也是有用的玻璃成分。
Li2O是在不降低杨氏系数，提高玻璃的熔解性中的合适的玻璃成分，并且，也是可通过化学回火增加强度的玻璃成分。
而且，虽然Al2O3是对杨氏系数的增减不起作用的玻璃成分，但是在谋求降低玻璃的液相温度，抑制分相倾向，提高在作业温度范围内的粘性及提高化学回火特性中是有效成分。
因此，本发明的玻璃基片IV，用含有至少上述6种成分的玻璃制作。这些6种类的玻璃成分分别的含有量是按照其他的玻璃成分(含有上述6种玻璃成分以外的玻璃成分。)的种类及其含有量，适当选定得到杨氏系数为100GPa以上、液相温度为1350℃以下、可成形的温度范围的粘度是10泊以上、比重是3.5g/cm3以下的玻璃。
与所述的本发明的玻璃基片I的理由相同，玻璃基片IV的热膨胀系数大致在7～14ppm/℃(7×10-6～14×10-6/℃)为理想的，在9～12ppm/℃(9×10-6～12×10-6/℃)这更好。
另外，上述的玻璃基片IV具有在650℃以下，理想的是550℃以下的玻璃化转变温度，该玻璃化转变温度是较低的温度。这是当化学回火玻璃时使用的熔融盐的温度，保持由一般的玻璃化转变温度100～150℃以下的温度。另一方面，熔融盐在500℃以上开始分解盐，对玻璃基片表面造成损伤。这样，为了避开上述问题的玻璃化转变温度是理想的。
下面，说明关于本发明的玻璃基片V。
本发明的玻璃基片V，如前所述，作为玻璃成分，是由含有0.1～30克分子％的TiO2、1～45克分子％的CaO、MgO和CaO的合量为5～40克分子％、Na2O和Li2O的合量为3～30克分子％、不足0～15克分子％的Al2O3、35～65克分子％的SiO2的玻璃构成的。
在上述的组成中，CaO和MgO的合量希望在5～35克分子％范围。在这种情况下，考虑玻璃基片的耐水性，希望SiO2在超过55克分子％，到65克分子％为止的范围。并且，Al2O3也可不足5克分子％。
上述组成的玻璃是容易得到杨氏系数是100GPa以上，液相温度是1350℃以下，可成形的温度范围的粘度是10泊以上，比重是3.5g/cm3的玻璃。
如前所述的TiO2是在得到杨氏系数高的玻璃方面的合适的玻璃成分，理想的是在得到杨氏系数为100GPa以上的玻璃，含有0.1％以上。但是，由于当其含有量超过30克分子％时，玻璃的耐失透性降低，难以得到液相温度为1350℃以下的玻璃。
由于CaO是在得到杨氏系数高、液相温度低的玻璃方面的合适的玻璃成分，理想的是得到杨氏系数在100GPa以上、液相温度在1350℃以下的玻璃含有1克分子％以上是理想的。但是，若其含有量超过45克分子％，则玻璃化是困难的。
MgO是在得到杨氏系数高、比重低的玻璃方面的合适的玻璃成分，但是该MgO具有提高玻璃的液相温度的作用。因此，含有MgO与CaO的合量为10～45克分子％是理想的，周时希望MgO是在0.5～40克分子％的范围。总之，关于第1至第5样式的玻璃基片含有CaO和MgO两者。
Na2O虽然具有降低杨氏系数的作用，但是是使玻璃的液相温度明显降低的玻璃成分，由于Na2O的存在，液相温度的降低比该Na2O与TiO2共存时明显。因此，在较多含有TiO2时(例如，5克分子％以上)，特别是，含有该Na2O为理想。另外，Na2O是在得到热膨胀系数大的玻璃方面也有用的玻璃成分。通过适当选定其含有量，可调整玻璃的热膨胀系数。另一方面，Li2O是不降低杨氏系数，提高原料的熔解性方面的合适的玻璃成分，而且是可通过化学回火增强强度的玻璃成分。鉴于这些理由，NaO及Li2O含有3克分子％合量是理想的。但是，由于这些Na2O及Li2O的合量超过30克分子％和降低玻璃的化学耐久性，在得到在玻璃基片上形成磁记录层的信息存储媒体时，容易引起由玻璃基片向记录层扩散碱离子等的问题。因此，Na2O及Li2O的合量在5～22克分子％范围内是理想的。
因Al2O3是对杨氏系数的增减无用的玻璃成分所以也可以不含有，但是，由于谋术玻璃的液相温度的降低、分相倾向的抑制、在作业温度范围的粘性的提高及提高化学回火特性方面的有效的玻璃成分，也可根据需要含有。在含有Al2O3时，当其含有量超过15克分子％时，容易引起液相温度的明显上升、由于熔解性变差，生成未熔解物的问题。
SiO2是形成玻璃结构的成分，得到液相温度是1350℃以下的玻璃含有35％以上克分子是理想的。但是，若其含有量超过65克分子％则得到具有100GPa以上杨氏系数的玻璃是困难的，SiO2的含有量为35～65克分子％更理想。SiO2是影响碱离子等的溶解析出的耐水性的成分，从耐水性方面来看，若为40～60克分子％则是有效果的。
与所述的本发明的玻璃基片I同样的理由，由于玻璃基片V的杨氏系数是100GPa以上、液相温度是1350℃以下，热膨胀系数大致7～14ppm/℃(7×10-6～14×10-6/℃)是理想的，得到具有希望的物性的玻璃基片V那样，在上述的范围内适当选定各玻璃成分的含有量。关于所述的物性的理想范围，与在本发明的玻璃基片I的说明中所述的该物性的理想范围相同。
作为玻璃基片V，理想的是使用玻璃成分为含有5～15克分子％的TiO2、4～20克分子％的CaO、MgO和所述CaO的合量为5～30克分子％、Na2O和Li2O的合量为5～22克分子％、0～8克分子％的Al2O3、40～60克分子％的SiO2的玻璃。
以上，说明了关于本发明的玻璃基片I～玻璃基片V，是由作为必须的玻璃成分含有TiO2的玻璃构成的玻璃基片，也就是说关于玻璃基片II、玻璃基片III、玻璃基片IV及玻璃基片V，也可由使用代替TiO2的一部分或是全部的过渡金属氧化物(但是，钛氧化物除外。)的玻璃制作。
作为该过渡金属氧化物举出从Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Ga、Ge、Y、Zr、Nb、Mo、La、Ce、Pr、Nd、Pn、Ev、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tn、Yb、Hf、Ta、W中选择的至少1种氧化物。
也可从比这些过渡金属氧化物稍微降低杨氏系数的Cu、V、Zn中选择至少1种的氧化物。
在这些氧化物中，特别是Y2O3不提高比重可提高杨氏系数。这些氧化物的含有量是0.1～15克分子％，理想的是0.1～8克分子％。这些过渡金属氧化物如TiO2为10克分子％以上，则杨氏系数的提高量/含有量稍低，因此，使TiO2在10克分子％以下共存是理想的。
但是，在所述的过渡金属氧化物中，由于没有象使玻璃的杨氏系数提高的那样的效果，相反，有提高比重的效果，关于其含有量，按照其他的玻璃成分的种类及其含有量，适当选定达到目的的玻璃基片。作为过渡金属氧化物使用ZrO2时，该ZrO2的含有量为10克分子％以下是理想的，在4克分子％以下更理想。作为过渡金属氧化物当使用ZrO2时，其含有量在5克分子％以下时，稍微能够降低液相温度。
另外，本发明的玻璃基片I～玻璃基片V是不进行化学回火也能得到的，也可通过进行化学回火来得到。在进行化学回火(用低温型离子交换法)时，化学回火前的玻璃作为玻璃成分含有SiO2和Al2O3合量为40克分子％以上、Li2O在3克分子％以上、Na2O与所述Li2O的合量为5克分子％以上、CaO和MgO合量在35克分子％以下是理想的。
在上述场合，通过化学回火，由于形成充分的压缩应力层，含有40克分子％以上的SiO2是理想的，但是，该SiO2的一部分能够通过Al2O3置换。因此，SiO2和Al2O3含有这些的合量为40～80克分子％是理想的。而且，SiO2和Al2O3的合量在44克分子％以上更理想。
Li2O及Na2O在进行化学回火中，是为了在玻璃中导入必要的Li+离子及Na+离子的成分，形成充分的压缩应力层，含有3克分子％以上的Li2O，并且，含有Na2O和Li2O的合量在5克分子％以上是理想的。而且，为了抑制从玻璃基片溶解析出碱离子，碱离子的合量在22克分子％以下是理想的。
另一方面，虽然CaO和MgO是在玻璃的杨氏系数、液相温度、调整可成形的温度范围的粘度等方面的有效的玻璃成分，但是、也是阻碍化学回火时的碱离子的移动的成分。因此，形成充分的压缩应力层，CaO和MgO的合量为35克分子％以下是理想的。
下面，说明关于本发明的玻璃基片VI。
本发明的玻璃基片VI，如前所述，是由本发明的玻璃基片I～玻璃基片V的任一种或是化学回火了其材料玻璃的材料构成。
化学回火是得到耐冲击性高的玻璃基片方面的通用的手段。例如，通过低温离子交换法的化学回火，由作为化学回火玻璃规定的熔融盐，也就是说，关于钾和钠的碳酸盐、硝酸盐或是这些的混合物构成，与作为化学回火的玻璃的转化温度Tg相比，能够通过在大致保持低50～150℃的温度的熔融盐中浸渍来进行。另一方面，当熔融盐超过500℃，开始分解，并开始损伤玻璃基片，因此，本发明的玻璃基片，具有650℃以下，理想的是550℃以下的玻璃化转变温度温度。
以上说明的本发明的玻璃基片I～玻璃基片VI容易得到杨氏系数是100GPa以上和高(玻璃基片I～IV及玻璃基片VI)杨氏系数为100GPa以上的玻璃基片(玻璃基片V及玻璃基片VI)，并且，由于液相温度是由1350℃以下的非结晶质的玻璃构成，容易得到能对应旋转高速化的信息存储媒体的玻璃基片。
具有以上优点的本发明的玻璃基片I～玻璃基片VI特别适合作为磁盘用的基片，作为其他的光磁盘用的基片，或是作为光盘用的基片。
下面，说明关于本发明的信息存储媒体。
本发明的信息存储媒体如前所述，具有所述玻璃基片I～玻璃基片VI的任一种和在该玻璃基片上形成的记录层。
这里，本发明的信息存储媒体所说的「玻璃基片上形成的记录层」，意味着通过直接在玻璃基片的表面或是要求的层上形成的单层结构或是多层结构的记录层，该记录层的材料及层的构成，按照希望的信息存储媒体的种类，适当选择作为磁记录层、光磁记录层、追记形记录层、相变化记录层等的功能。
上述的信息存储媒体作为构成该信息存储媒体的基片，如使用所述的本发明的玻璃基片I～玻璃基片VI的任一种为好，根据作为目的的信息存储媒体的种类，与以往同样，在基片及记录层以外适当设置保护层、润滑层等。而且，根据信息存储媒体的种类，也有在2枚基片之间挟持记录层的结构，关于这样结构的信息存储媒体，至少作为2枚基片其中之一，如使用所述的本发明的玻璃基片I～玻璃基片VI的任一种为好。
本发明的信息存储媒体，由于构成该信息存储媒体的基片是由所述的本发明的玻璃基片I～玻璃基片VI的任一种构成，容易对应信息存储媒体的旋转高速化。其结果，通过构成使用本发明的信息存储媒体的存储装置(例如、用于个人计算机、服务员和顾客系统等的辅助存储装置等)，容易得到存取速度快的存储再生装置。
实施例下面说明关于本发明的实施例，但是本发明按照以下实施例，不受任何限制。还有，关于用下述的实施例分别得到的玻璃基片的压缩应力层的厚度及各玻璃基片的物性，按以下所示方法求出。
1.压缩应力层的厚度使用东芝公司生产的精密变形计(巴俾涅补偿法)测定的。
2.物性(1).杨氏系数制作20×20×100mm的试料，将5MHz的超声波在所述的试料中的传播时的纵波速度(V1)和和横波速度(Vs)用声循环式音速测定装置(超声波工业公司制造的UVM-2)测定之后，根据下式求出。
杨氏系数＝(4G2-3G·V12·ρ)/(G-V12·ρ)G＝Vs2·ρρ试料的比重(g/cm3)(2).比弹性率通过用其比重除以试料的杨式系数求出。
(3).液相温度将试料投入铂制的容器在倾斜温度炉内放置30分之后，用光学显微镜观察试料的表面及内部有无结晶。然后，将不析出结晶的最低温度作为液相温度。
(4).粘度使用具有铂制容器和铂制回转器的旋转式粘性测定装置，由熔解温度范围到液相温度附近连续测定。
(5).玻璃化转变温度(Tg)用理学公司制造的热机械分析装置(TMA8140)用+4℃/分的升温速度，测定了5mmφ×20mm的试料。还有，作为标准试料使用了SiO2。
(6).热膨胀系数在玻璃化转变温度的测定时，一起测定了意味着在100～300℃的平均热膨胀系数。
(7).表面光洁度(Ra)使用数字仪器公司的AFM NanoScope3A测定了的。
实施例1～实施例30首先，得到表1～表5所示的氧化物组成的玻璃那样的，适当秤量硅石粉末、氢氧化铝、氧化铝、碳酸锂、硫酸锂、碳酸钠、硝酸钠、碳酸钙、碳酸镁、氧化镁、氧化钛、氧化铁、氧化镍、氧化钇、氧化镧、氧化钕、氧化铜、氧化锑、亚砷酸等的玻璃原料，每实施例调合约100kg的混合物。
下面，使用容积为2升的熔解炉，和连接该熔解炉的容量30升的带搅拌装置的作业槽，和连接该作业槽的内经5～20mm的流出圆管的铂制的气氛加热方式的间歇式熔解设备，调制如下的熔融玻璃。也就是说，将上述混合物投入熔解槽在1350～1450℃熔解，由作业槽搅拌、澄清，得到熔融玻璃。
得到的熔融玻璃，在稍微比液相温度高的温度下从流出用的圆管流出，用呈圆型(直径100mm)的铸铁制造的金属模(下型)接受熔融玻璃之后，用铸铁制造的上型迅速挤压该熔融玻璃，然后退火，得到直径约100mm、厚度1mm的圆盘状物。这时，如按本发明的组成，在挤压时由于液相温度在1350℃以下，表面张力也高，能够阻止流向周围那样的变形。挤压之后的玻璃基片，对成形型的再现性好，在边缘部分也不产生气泡。
之后，对上述的圆盘状物施以研削加工及研磨加工(使用氧化铈抛光)，得到φ3.5英寸×0.635mm的呈圆盘状的玻璃基片。
而且，关于除了实施例25及实施例26这两个实施例之外，剩下的各实施例，进行以下的化学回火，得到作为目的的玻璃基片。
首先，调制NaNO3和KNO3重量比为6∶4那样混合的混合盐，加热所述的混合盐到比化学回火的玻璃基片的玻璃化转变温度(Tg)还低100℃的温度，并得到溶融盐后，作为化学回火，通过将玻璃基片在所述的溶融盐中浸渍9小时，进行化学回火。
表1～表5表示如此得到的各玻璃基片的压缩应力层的厚度(但是，在实施例25及实施例26得到的各玻璃基片除外)及各玻璃基片的物性。还有，关于杨氏系数、比弹性率、表面光洁性度(Ra)及比重，使用全部化学回火之后的玻璃试料来测定(但是，在实施例25及实施例26得到的各玻璃基片除外。)关于液相温度、粘度、玻璃化转变温度及热膨胀系数，使用不经化学回火的玻璃试料测定。
比较例1秤量与在特开平1-167245号公报的实施例1记载的玻璃实质相同的组成(换算克分子％)的玻璃那样的玻璃原料，在得到与上述实施例1～实施例30同样的玻璃基片(化学回火前的玻璃板)之后，用上述实施例1～实施例30的同样条件，化学回火该玻璃基片，得到作为目的的玻璃基片。
关于上述的玻璃基片，用表6表示实施例1～实施例30同样求出的压缩应力层的厚度、杨氏系数、比重、比弹性率及玻璃化转变温度的各值。
比较例2
秤量与在特公平6-76224号公报的实施例1记载的玻璃实质相同的组成(换算克分子％)的玻璃那样的玻璃原料，在得到与上述实施例1～实施例30同样的玻璃基片(化学回火前的玻璃板)之后，用上述实施例1～实施例30的同样条件，化学回火该玻璃基片，得到作为目的的玻璃基片。
关于上述的玻璃基片，用表6表示实施例1～实施例30同样求出的压缩应力层的厚度、杨氏系数、比重、比弹性率及液相温度的各值。
比较例3秤量与在特公平4-70262号公报的实施例1记载的玻璃(组成2的玻璃)实质相同的组成(换算克分子％)的玻璃那样的玻璃原料，在得到与上述实施例1～实施例30同样的玻璃基片(化学回火前的玻璃板)之后，用上述实施例1～实施例30的同样条件，化学回火该玻璃基片，得到作为目的的玻璃基片。
关于上述的玻璃基片，用表6表示实施例1～实施例30同样求出的压缩应力层的厚度、杨氏系数、比重、比弹性率、热膨胀系数及玻璃化转变温度的各值。
比较例4秤量与在特开平7-187711号公报的权利要求所述的玻璃实质同样的组成(换算成克分子％)的玻璃那样的玻璃原料，得到熔融物之后，按所述本发明的温度及时间进行热处理，得到结晶化玻璃。其后，将该结晶化玻璃与所述实施例1～实施例例30同样加工，得到作为目的的玻璃基片。
关于上述的玻璃基片，在表6示出与实施例1～实施例30同样求出的杨氏系数、比重、比弹性率及表面光洁度的各值。
如表1～表5所示那样，用实施例1～实施例30得到的各玻璃基片，杨氏系数高为102～120GPa，表面光洁度(Ra)良好为3～5埃。而且，这些玻璃基片的材料玻璃的液相温度比较低为1000～1230℃。因此，使用这些玻璃基片，例如制作了磁盘时，可推测能得到既使高速旋转时，可稳定、确保飞行高度大致在1μm以下的磁盘。
另一方面，用比较例1～比较例3得到的各玻璃基片，杨氏系数低为74～78GPa，而且，用比较例4得到的结晶化玻璃基片，表面光洁度(Ra)差为25埃。因此，使用这些玻璃基片或是结晶化基片时，例如，制作了磁盘时，可推测只能得到在高速旋转时，稳定、确保飞行高度大致在1μm以下是困难的磁盘。
由表1至表5明示的那样，知道实施例1～30在包含35～65克分子％的SiO2、0～15克分子％Al2O3、3～30克分子％(Li2O+Na2O)、1～45克分子％的CaO、5～45克分子％(MgO+CaO)、0.1～30克分子％的TiO2的范围内。特别是，判明了(MgO+CaO)的量，希望5～35克分子％的范围，并且，SiO2的量理想的是超过55克分子％，不超过65克分子％的范围。
实施例31～实施例36使用在实施例25～实施例30得到的各玻璃基片，按以下要领制作了磁盘。
首先，为了防止磁头和磁盘的吸附，用激光在各玻璃基片的降落地形成了网纹。
接着，在形成了网纹一侧的玻璃基片表面上依次层积Cr基层、CoPtCrTa磁性层及碳保护层，得到磁盘。
关于上述那样制作的各磁盘，将其装在硬盘装置上用1200rpm使其旋转，在飞行高度为1μm以下，用MR磁头进行记录更新试验时，任何磁盘都能够进行正常的记录更新。
下面，说明关于本发明的第2实施形式的用于信息存储媒体的基片。这里，第2实施形式的用于信息存储媒体的基片是根据上述的本发明的第7至第9的样式。关于第7样式的玻璃基片，也就是说，用于信息存储媒体的基片，为了得到上述的杨氏系数及液相温度，使Y2O3及TiO2共存，该基片称为第2实施形式的玻璃基片I。具体来说，该第2实施形式的玻璃基片I具有增加SiO2、Al2O3、MgO和/或是CaO、及Li2O，含有Y2O3及TiO2的组分。
本发明的第8样式的玻璃基片II具有增加SiO2、Al2O3、MgO和/或CaO及Li2O，含有Y2O3、TiO2及ZrO2的组分。
而且，本发明的第9样式的玻璃基片III是从由Er2O3、Nd2O3、Sm2O3、Eu2O3、Gd2O3、Tb2O3、Dy2O3及Yb2O3组成的稀土类金属氧化物群中至少选择一种氧化物，同时含有TiO2。并且，可以判明通过、含有，在以SiO2、Al2O3、MgO和/或CaO及Li2O中只构成TiO2及ZrO2的组分是可得到的。这里，将该玻璃基片称为第2实施形式的玻璃基片IV。上述的稀土类金属氧化物也与过渡金属氧化物同样，虽然能够提高杨氏系数，但也有提高比重的倾向，因此，当含有0～10克分子％左右的这些稀土类金属氧化物是有效果的。
表7表示关于上述的玻璃基片1、II、III、及IV的实施例1～48。可以判明在表7所示出的实施例1～48中，实施例1、2、3、4、5、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、21、22、24、25、29、36、37、及38含有Y2O3、TiO2及ZrO2，是第2实施形式的玻璃基片II，另外的实施例6、7、8、20、23、26、27、28、30、31、32、33、34、35、39及40含有Y2O3及TiO2，是第2实施形式的玻璃基片I。而且，实施例41～48含有TiO2和稀土类金属氧化物，能够容易理解是第2实施形式的玻璃基片III。
下面，参照表8，该8表示实施例49～63，这些实施例，能够分成第2实施形式的玻璃基片I、II、III及IV。也就是说，实施例49、52、53、55、58、62及63任何一个都具有使TiO2及Y2O3共存的组成，判断的是关于第2实施形式的玻璃基片I。另外，实施例50、54、55、56、57及59含有TiO2、Y2O3及ZrO2，判断的是相当第2实施形式的玻璃基片II。而且，仅含有TiO2及ZrO2的实施例61及62是第2实施形式的玻璃基片IV。
表8表示关于各实施例的压缩应力层的厚度、粘度、比重、液相温度、比弹性率、杨氏系数、玻璃化转变温度(Tg)、热膨胀系数及表面光洁度。
由表7及表8明示的那样，关于第2实施形式的实施例48～63具有包含45～65克分子％的SiO2、0～1 5克分子％的Al2O3、4～20克分子％Li2O、1～8克分子％的Na2O、3～30克分子％的(Li2O+Na2O)、0～21克分子％的CaO、0～22克分子％的MgO、4～40克分子％的(CaO+MgO)、0～16克分子％的Y2O3、1～15克分子％的TiO2及0～10克分子％的ZrO2组成。另外，不含有Y2O3的实施例41～48，从由Er2O3、Nd2O3、Sm2O3、Eu2O3、Gd2O3、Tb2O3、Dy2O3及Yb2O3构成的稀土类金属氧化物群中选择的至少一种氧化物含有5克分子％。
而且，为了测定碱离子的溶解析出量，在水中浸渍关于第1及第2实施形式的玻璃基片。在表9中，表示关于第1实施形式的实施例2、4、29、9、3及17，以及关于第2实施形式的实施例49及50的每直径2.5英寸的盘及每单位面积的溶解析出量。如表9中明示的那样，实施例9、13及17的溶解析出量比实施例2、4及29的溶解析出量少，这一点，也与实施例49和50同样。这是表示，在增加SiO2的量的同时，有减少溶解析出量的倾向。
如表7及表8明示的那样，关于第2实施形式的实施例1～63在具有100GPa以上的杨氏系数的同时，具有1350℃以下的液相温度。
而且，关于第2实施形式的实施例16、17、20、23及31在规定的处理浴内，用规定的离子交换温度、使其化学回火，就被化学回火的玻璃基片测定了杨氏系数、玻璃化转变温度温度(Tg)、表面光洁度及弯曲强度。表10表示其结果。
这里，参照图1，说明信息存储媒体，即说明盘的杨氏系数和振动的相关关系。在这里，表示使用以往基片的盘和关于本发明的信息记录基片的盘。如更具体地说，盘A使用铝基片，盘B使用SiO2基片，盘C及D是分别使用了所述比较例1及2示出的基片的例子。这些盘A、B、C及D都具有80GPa以下的杨氏系数。
另一方面，作为本发明的信息存储基片，使用了表2～5所示出的实施例8、10、15、24及30所示的基片，使用这些基片构成了盘E8、10、15、24及30。
上述的各基片，具有3.5英寸的直径，用10000rpm的速度旋转，测定了该时的振动相对值。该场合，以往的盘中，在图中用相对值显示设盘A的振动为100时的其他的盘的振动。如图所示那样，关于杨氏系数为100GPa以上的本发明的实施例(表2～5的实施例8、10、15、24及30)的盘E8、10、15、24及30的振动如图1所示那样，与以往一般使用的铝基片(A)形成的盘的振动相比较，能够减小60％以下。还有，使用了其他的以往的基片的盘B、C、及D，对盘A.0的振动表示90％左右的振动是清楚的。因此，如本发明那样，高杨氏系数的用于信息存储媒体的基片，在构成了盘时，可减小振动，能够使飞行高度稳定。
如以上说明的那样，本发明的用于信息存储媒体的基片(玻璃基片)由于是容易得到的旋转高速化应用的信息存储媒体的用于信息存储媒体的基片，因此通过制作使用该信息存储媒体用的基片的信息存储媒体，得到存储容量大，存取速度快的记录更新装置是容易的。
表1
表2
表3
表4
表5
表6
表7-1.实施例玻璃及比较例玻璃成分(克分子％)
表7-2.实施例玻璃及比较例玻璃成分(克分子％) 表7-3.实施例玻璃及比较例玻璃成分(克分子％)
表7-4.实施例玻璃及比较例玻璃成分(克分子％)
表8-1
表8-2
表9
表10.化学强化玻璃的实施例和比较例
权利要求
1.一种用于信息存储媒体的基片，其特征在于，是由杨氏系数为100GPa以上，液相温度为1350℃以下的玻璃构成。
2.根据权利要求1所述的基片，其特征在于比重是在3.5g/cm3以下。
3.根据权利要求1或2所述的基片，其特征在于，关于材料玻璃的可成形温度区域的粘度是10泊以上。
4.根据权利要求1至权利要求3中的任一项所述的基片，其特征在于热膨胀系数是7～14ppm/℃。
5.一种用于信息存储媒体的基片，其特征在于，是由作为玻璃成分至少含有TiO2及CaO，并且选定杨氏系数为100GPa以上，液相温度为1350℃以下那样的所述TiO2及CaO的含有量的玻璃构成。
6.一种用于信息存储媒体的基片，其特征在于，是由作为玻璃成分至少含有TiO2及CaO，并且、选定杨氏系数为100GPa以上，液相温度为1350℃以下，可成形温度范围的粘度为10泊以上那样的所述TiO2及CaO的含有量的玻璃构成。
7.一种用于信息存储媒体的基片，其特征在于，是由作为玻璃成分，含有TiO2、CaO、MgO、Al2O3，同时至少含有LiO2及Na2O的LiO2，并且选定杨氏系数为100GPa以上，液相温度为1350℃以下，可成形温度范围的粘度为10泊以上，比重为3.5g/cm3以下那样的所述各玻璃成分的含有量的玻璃构成。
8.根据权利要求7所述的用于信息存储媒体的基片，其特征在于含有Y2O3和ZrO2。
9.根据权利要求7或8所述的用于信息存储媒体的基片，其特征在于玻璃化转变温度为650℃以下。
10.根据权利要求9所述的用于信息存储媒体的基片，其特征在于玻璃化转变温度为550℃以下。
11.一种用于信息存储媒体的基片，其特征在于，是由通过使Y2O3及TiO2共存，达到100GPa以上的杨氏系数、1350℃以下的液相温度的玻璃成分而形成的。
12.一种用于信息存储媒体的基片，其特征在于，在权利要求28中所述玻璃成分含有SiO2、Al2O3、MgO及CaO中的至少一种以及Li2O。
13.一种用于信息存储媒体的基片，其特征在于，是由通过使Y2O3、TiO2及ZrO2共存，达到100GPa以上的杨氏系数、1350℃以下的液相温度的玻璃成分而形成的。
14.一种用于信息存储媒体的基片，其特征在于，在权利要求31中的所述玻璃成分含有SiO2、Al2O3、MgO及CaO中的至少一种以及Li2O。
15.一种用于信息存储媒体的基片，其特征在于，从Er2O3、Nd2O3、Sm2O3、Eu2O3、Gd2O3、Tb2O3、Dy2O3、及Yb2O3构成的烯土类金属氧化物中至少选择的一种氧化物与TiO2同时含有，而且是由达到100GPa以上的杨氏系数、1350℃以下的液相温度的玻璃成分而形成的。
16.一种用于信息存储媒体的基片，其特征在于，在权利要求33中的至少所述一种氧化物含有5克分子％。
17.一种用于信息存储媒体的基片，其特征在于，在权利要求34中的所述玻璃成分含有至少是SiO2、Al2O3、MgO及CaO的一种以及Li2O，而且不含Y2O3。
全文摘要
一种用于信息存储媒体的基片是用杨氏系数为100GPa以上，液相温度为1350℃以下的玻璃制造的。本发明的目的是谋求磁盘的旋转高速化，克服使用以往的玻璃基片(用于信息存储媒体的基片)存在的难于稳定确保飞行高度的问题。
文档编号G11B23/00GK1558398SQ20041005890
公开日2004年12月29日 申请日期1998年6月4日 优先权日1997年6月5日
发明者邹学禄, 桥本和明, 明 申请人:Hoya株式会社