專利名稱:信息記錄介質(zhì)基片,信息記錄介質(zhì)及該介質(zhì)的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種信息記錄介質(zhì)基片,一種信息記錄介質(zhì)和一種制造信息記錄介質(zhì)的方法,更特別是,本發(fā)明涉及用于一種具有高紅外線輻射加熱效率的信息記錄介質(zhì)基片,一種含有多層薄膜的信息記錄介質(zhì),該薄膜具有形成在基片上的一層信息記錄介質(zhì)層,以及一種制造優(yōu)良的信息記錄介質(zhì)的方法,該方法包括將基片保持在適合于形成多層薄膜的溫度狀態(tài)。
背景技術(shù):
通常用作例如磁盤的信息記錄介質(zhì)的基片,使用具有高楊氏模量的含鋰鋁硅酸鹽玻璃制成的基片(例如JP-A-2001-180969),或者結(jié)晶玻璃制成的基片,該結(jié)晶玻璃具有通過特定組成的玻璃熱處理沉淀而得的結(jié)晶層(例如JP-A-2000-119042)。
信息記錄介質(zhì)是通過在上述基片上形成一種多層薄膜而制備,該多層薄膜包括一信息記錄層。例如,當(dāng)多層薄膜形成在上述基片上時,該基片首先被引入薄膜形成裝置的基片加熱區(qū)并加熱到通過濺射可形成薄膜的溫度,在基片的溫度充分升高之后,該基片被傳送到第一薄膜形成區(qū),一層相當(dāng)于多層薄膜最下層的層在基片上形成。然后,該基片被傳送到第二薄膜形成區(qū),并且在最下層上形成一個層。該基片被沿著薄膜形成區(qū)朝后端區(qū)域傳送以形成如上所述的各層,由此在基片上形成含有信息記錄層的多層薄膜,由于上述加熱和薄膜形成是在通過用真空泵抽氣而達(dá)到的低壓下進(jìn)行的,上述加熱必然通過非接觸方法進(jìn)行,因此通過輻射加熱適合于加熱基片。
需要在基片溫度達(dá)到比適合于薄膜形成的溫度更低的溫度之前進(jìn)行上述薄膜的形成,當(dāng)形成該層耗時太長時,基片的溫度降低,并且引起一個問題,即在處于較后階段的薄膜形成區(qū)難于得到足以形成一種層的基片溫度。為將基片長時間保持在薄膜可形成溫度,可以考慮將基片加熱到較高溫度。當(dāng)基片加熱速度小時,需要增加加熱時間,并且還需要增加基片在加熱區(qū)的停留時間。基片在每個薄膜形成區(qū)的停留時間將更長,并且不再可能在以后階段的薄膜形成區(qū)保持足夠的基片溫度,另外,也沒有辦法提高產(chǎn)量。
為了增大加熱速度,也許可以使用高強(qiáng)度的光照射基片的方法,然而,問題是玻璃制成的基片或者結(jié)晶玻璃制成的基片光吸收性低,致使難于得到足夠的熱效率。
發(fā)明內(nèi)容
在這些情況下,本發(fā)明的一個目的是提供一種信息記錄介質(zhì)基片,該信息記錄介質(zhì)基片的紅外線輻射加熱效率高,一種含有多層薄膜的信息記錄介質(zhì),該薄膜含有形成在基片上的一層信息記錄介質(zhì)層,以及一種制造信息記錄介質(zhì)的方法,其中通過將上述基片保持在適合于形成多層薄膜的溫度狀態(tài)或者在短時間內(nèi)對基片進(jìn)行充分加熱而制造優(yōu)良的信息記錄介質(zhì)。
為達(dá)到上述目的,本發(fā)明人已經(jīng)進(jìn)行了努力的研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)(1)用玻璃或結(jié)晶玻璃制成的基片具有在特定波長范圍內(nèi)光譜透射率為預(yù)定值或更小的區(qū)域,(2)用玻璃或結(jié)晶玻璃制成的基片在整個特定波長范圍的光譜透射率為預(yù)定值或更小,(3)用玻璃或結(jié)晶玻璃制成的基片含有特定金屬氧化物構(gòu)成的紅外線吸收劑,(4)具有預(yù)定含水量的玻璃或結(jié)晶玻璃制成的基片適合于上述用作信息記錄介質(zhì)基片的目的。并且發(fā)現(xiàn)制造優(yōu)良的信息記錄介質(zhì)能夠通過利用紅外線輻照加熱這些基片中的任何一種和形成含有信息記錄層的多層薄膜來進(jìn)行,或者通過在加熱區(qū)在平均加熱速度為預(yù)定值或更大下在基片上形成含有信息記錄層的多層薄膜來進(jìn)行。本發(fā)明在上述發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上已經(jīng)完成。
即,根據(jù)本發(fā)明,提供;(1)一種信息記錄介質(zhì)基片,其由玻璃或者結(jié)晶玻璃制成,其光譜透射率為50%或更小,以在2,750nm-3,700nm波長范圍內(nèi)厚度為2mm換算表示(此后被稱為“基片1”)。
(2)一種信息記錄介質(zhì)基片,其由玻璃或者結(jié)晶玻璃制成,其光譜透射率為70%或更小,以在整個2,750nm-3,700nm波長范圍內(nèi)厚度為2mm換算表示(此后被稱為“基片2”)。
(3)一種信息記錄介質(zhì)基片,其由含有紅外線吸收劑的玻璃或者結(jié)晶玻璃制成,該吸收劑是至少一種選自鐵、銅、鈷、鐿、錳、釹、鐠、鈮、鈰、釩、鉻、鎳、鉬、鈥、或鉺的金屬的氧化物,并且其用于垂直磁記錄介質(zhì)(此后被稱為“基片3”)。
(4)一種如上面(1)、(2)或(3)所述的信息記錄介質(zhì)基片,其將利用紅外線輻照加熱。
(5)一種信息記錄介質(zhì)基片,其由玻璃或者結(jié)晶玻璃制成,含水大于200ppm,并且將被利用紅外線輻照加熱(此后被稱為“基片4”)。
(6)一種信息記錄介質(zhì)基片,其由含有紅外線吸收劑的玻璃或者結(jié)晶玻璃制成,該吸收劑是至少一種選自鐵、銅、鈷、鐿、錳、釹、鐠、鈮、鈰、釩、鉻、鎳、鉬、鈥、或鉺的金屬的氧化物,并且其用作承載多層薄膜的基片,該薄膜將在紅外線輻照加熱之后通過濺射形成,該多層薄膜含有信息記錄層(此后被稱為“基片5”)。
(7)如上面(1)-(6)中任一項(xiàng)所述的含有在信息記錄介質(zhì)基片上形成的多層薄膜的一種信息記錄介質(zhì),該多層薄膜含有信息記錄層。
(8)一種通過在信息記錄介質(zhì)基片上形成含有信息記錄層的多層薄膜來制造信息記錄介質(zhì)的方法,該方法包括沿著連續(xù)薄膜形成區(qū)傳送所述在加熱區(qū)以平均加熱速度至少為10℃/秒加熱的基片,以及在薄膜形成區(qū)連續(xù)形成用于構(gòu)成所述多層薄膜的層以便形成多層薄膜(此后被稱為“方法1”)。
(9)一種如上面(8)所述的信息記錄介質(zhì)制造方法,其中傳送信息記錄介質(zhì)基片以便在加熱區(qū)具有一個停留時間,并且在每個薄膜形成區(qū)具有一個停留時間,其停留時間彼此相同。
(10)一種如上面(8)或(9)所述的信息記錄介質(zhì)制造方法,其中該信息記錄介質(zhì)基片被同步傳送進(jìn)入、以及離開加熱區(qū)和每個薄膜形成區(qū)。
(11)一種如上面(8)、(9)或(10)所述的信息記錄介質(zhì)制造方法,其中所述信息記錄介質(zhì)基片利用紅外線輻照加熱。
(12)一種信息記錄介質(zhì)制造方法,其包括利用紅外線輻照加熱如上面(1)-(6)中任一項(xiàng)所述的信息記錄介質(zhì)基片和在所述基片上形成含有信息記錄層的多層薄膜(此后被稱為“方法2”)。
(13)一種信息記錄介質(zhì)制造方法,其包括在如上面(1)-(5)中任一項(xiàng)所述的信息記錄介質(zhì)基片上形成信息記錄層,和利用紅外線輻射加熱該基片(此后被稱為“方法3”),以及(14)一種信息記錄介質(zhì)制造方法,其包括在信息記錄介質(zhì)基片上形成信息記錄層,該基片由含有紅外線吸收劑的玻璃或者結(jié)晶玻璃制成,該吸收劑是選自鐵、銅、鈷、鐿、錳、釹、鐠、鈮、鈰、釩、鉻、鎳、鉬、鈥、或鉺的至少一種金屬的氧化物,并且利用紅外線輻照加熱該基片(此后被稱為“方法4”)。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案將按照信息記錄介質(zhì)基片、信息記錄介質(zhì)和信息記錄介質(zhì)制造方法的順序說明。
<信息記錄介質(zhì)基片>
由本發(fā)明提供的信息記錄介質(zhì)基片已經(jīng)根據(jù)以下的發(fā)現(xiàn)完成。
一種特別適合用作信息記錄介質(zhì)基片的含有SiO2和Al2O3的玻璃或含有SiO2和B2O3的玻璃在2,750nm-3,700nm的波長范圍內(nèi)具有吸收峰,其結(jié)晶玻璃也具有上述特征。
為利用紅外線輻照有效加熱用該玻璃制成的基片或該結(jié)晶玻璃制成的基片,理想的是使用在上述波長范圍內(nèi)具有最大值的紅外線。
當(dāng)通過紅外線輻照加熱基片時,在基片形成的一些層反射部分紅外線,且要吸收的紅外線強(qiáng)度降低,因此理想的是在這些層形成開始之前加熱基片,當(dāng)形成信息記錄層之后用紅外線輻照加熱基片時,能夠利用紅外線吸收作用大的基片得到足夠大的加熱效果。
為增大加熱速度,可以想到使紅外線光譜強(qiáng)度為最大值的波長和基片吸收峰波長彼此匹配,并且增大紅外線強(qiáng)度。在高溫狀態(tài)碳加熱器作為一種紅外線源的情況下,可增加碳加熱器的輸入來增大紅外線強(qiáng)度。但是,如果來自碳加熱器的輻射被當(dāng)作是黑體輻射,由于輸入增大導(dǎo)致加熱區(qū)溫度增加,結(jié)果紅外線光譜波長最大值向較短的波長側(cè)移動和偏離上述玻璃吸收波長范圍。因此需要過度增大加熱器的消耗功率來增大對基片的加熱速度,并且有引起加熱器使用壽命減小的問題。
從上面的觀點(diǎn)來看,理想的是,增大在上述波長范圍內(nèi)玻璃的吸收作用,在使紅外線的光譜最大值波長和基片的吸收峰波長彼此相互接近的情況下進(jìn)行紅外線照射,并且加熱器輸入沒有增加過度。
由于基片具有薄片形狀,例如盤狀,以下的信息記錄介質(zhì)基片對于增大加熱效率是理想的。
根據(jù)上面的研究成果,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在含有信息記錄層的多層薄膜形成之前(任何在信息記錄層形成之前形成并且可不用加熱形成的層可以不在上述多層薄膜范圍之內(nèi))或在信息記錄層形成之后能夠被紅外線輻射有效加熱的信息記錄介質(zhì)基片包括以下基片1-5。
(基片1)基片1是一種信息記錄介質(zhì)基片,其由玻璃或者結(jié)晶玻璃制成,以在2,750nm-3,700nm波長范圍內(nèi)厚度為2mm換算表示,具有光譜透射率為50%或更小的區(qū)域。
基片1包括化學(xué)增強(qiáng)基片和未化學(xué)增強(qiáng)基片,當(dāng)基片被化學(xué)增強(qiáng)時,在表面附近有一離子交換層,除了這部分之外,該基片由均質(zhì)玻璃構(gòu)成。當(dāng)基片沒有被化學(xué)增強(qiáng)時,整個基片由均質(zhì)玻璃或結(jié)晶玻璃構(gòu)成,均質(zhì)部分將具有恒定的吸收系數(shù)和恒定的散射系數(shù),并因此上述光譜透射率能夠根據(jù)關(guān)于厚度不同的基片的已知換算方法換算,即使存在通過化學(xué)增強(qiáng)形成的離子交換層,整個基片的吸收系數(shù)也可認(rèn)為是常數(shù)。通過將在一表面上(被稱為“主背面”)的測量光入射角布置成入射角垂直于主表面來測量光譜透射率,信息記錄層將形成在該表面上。光譜透射率包括由基片表面上的光反射和散射還有基片里面的光吸收和散射引起的效果。信息記錄介質(zhì)基片的主表面需要具有高平面度和平滑度。
基片1具有上述光譜透射性能,以便能夠增加利用紅外線輻射加熱的效率。此外,當(dāng)含有信息記錄層的多層薄膜形成時,基片1能夠以高加熱速度加熱。更進(jìn)一步,其上形成有信息記錄層的基片能夠利用紅外線輻射被充分加熱。
(基片2)基片2是一種信息記錄介質(zhì),其由玻璃或者結(jié)晶玻璃制成,以在2,750nm-3,700nm波長范圍內(nèi)厚度為2mm換算表示,其光譜透射率為70%或更小。
在上述波長范圍內(nèi)具有高吸收作用的基片2能夠產(chǎn)生與基片1相同的效果,基片2的均質(zhì)性、光譜透射率測量和換算方法與基片1的相同。優(yōu)選基片2也具有基片1的性能及其本身的性能。即從紅外線源輻射的紅外線光譜為廣譜且在某種程度上具有且優(yōu)選具有發(fā)生大吸收作用的波長范圍,該范圍在包括紅外線最大光譜波長區(qū)的寬范圍內(nèi),以便有效地吸收射線。
基片2具有上述光譜透射率性能,以便能夠提高利用紅外線輻射加熱的效率,并且該基片能夠在用于形成含有信息記錄層的多層薄膜的高加熱速度下加熱,此外,其上形成有信息記錄層的基片能夠被利用紅外線照射充分加熱。
當(dāng)基片1或基片2由結(jié)晶玻璃制成時,上述光譜透射率取決于結(jié)晶玻璃中晶粒的尺寸和密度,當(dāng)晶粒尺寸大時,晶粒散射占光譜透射率下降的一大部分,并且即使吸收作用小,光譜透射率也會比上述預(yù)定值更小。當(dāng)本發(fā)明基片由結(jié)晶玻璃制成時,晶粒尺寸優(yōu)選為100nm或更小。當(dāng)晶粒尺寸在該范圍內(nèi)時,由晶粒造成的紅外線散射小,并且認(rèn)為晶粒密度不影響光譜透射率。因此決定上述光譜透射率的主要因素是結(jié)晶玻璃的紅外線吸收。當(dāng)基片1和基片2各自都由結(jié)晶玻璃制成時,優(yōu)選晶粒尺寸在上述范圍內(nèi)。更優(yōu)選晶粒尺寸在不超過50nm的范圍內(nèi),以及特別優(yōu)選在1-50nm的范圍內(nèi)。
(基片3)基片3是一種信息記錄介質(zhì),其由含有紅外線吸收劑的玻璃或者結(jié)晶玻璃制成,該吸收劑是選自鐵、銅、鈷、鐿、錳、釹、鐠、鈮、鈰、釩、鉻、鎳、鉬、鈥、或鉺的至少一種金屬的氧化物,并且其用于垂直磁記錄介質(zhì)。
當(dāng)上述紅外線吸收劑在玻璃或結(jié)晶玻璃中時,其在紅外區(qū)表現(xiàn)出很強(qiáng)的光吸收作用,該基片3用于垂直磁記錄介質(zhì),在垂直磁記錄介質(zhì)的生產(chǎn)中,含有磁記錄層的多層薄膜在高溫退火,因此該磁記錄介質(zhì)在比縱向磁記錄式介質(zhì)更高的溫度下熱處理,并因此需要將其基片加熱到高溫。此外,當(dāng)籽晶層和軟磁層在基片上形成之后,利用紅外線照射加熱基片時,需要將基片在短時間內(nèi)加熱到所希望的溫度。當(dāng)其上形成了磁記錄層的基片用紅外線照射加熱時,通過使基片充分吸收到達(dá)基片的紅外線將基片溫度充分提高。為此目的,需要提高紅外線照射加熱基片的效率。根據(jù)基片3,通過添加紅外線吸收劑增加在紅外區(qū)的光吸收性,以便適合于生產(chǎn)垂直磁記錄介質(zhì)的加熱能夠有效地進(jìn)行。
在其間進(jìn)行了上述加熱的垂直磁記錄介質(zhì)生產(chǎn)中,需要基片溫度為200℃或者更高,因此基片被加熱到200℃或更高的溫度且小于構(gòu)成基片的材料的玻璃轉(zhuǎn)變溫度。加熱基片的溫度優(yōu)選為至少250℃且小于構(gòu)成基片的材料的玻璃轉(zhuǎn)變溫度,更優(yōu)選為至少300℃且小于構(gòu)成基片的材料的玻璃轉(zhuǎn)變溫度,還更優(yōu)選為至少450℃且小于構(gòu)成基片的材料的玻璃轉(zhuǎn)變溫度。在上述范圍中,特別優(yōu)選上述溫度在不超過550℃的范圍內(nèi)。
當(dāng)上述紅外線吸收劑的鐵氧化物單獨(dú)引入時,按Fe2O3計(jì),其重量含量優(yōu)選為500ppm-5%,更優(yōu)選為2,000ppm-5%,還更優(yōu)選為2,000ppm-2%,還更優(yōu)選為4,000ppm-2%。通過引入鐵氧化物,能夠增加在波長為1,000nm及附近的吸收作用,當(dāng)厚度為2mm時,波長為1,000nm的光譜透射率為90%或更小。
優(yōu)選上述基片3也具有基片1的性能,基片2的性能,或者基片1和2的性能,及其自身的性能。
上述基片1、2和3適合于用紅外線照射來加熱。通過利用紅外線照射來加熱將在后面討論。
(基片4)基片4是一種信息記錄介質(zhì)基片,其由玻璃或者結(jié)晶玻璃制成,含水量大于200ppm,并且將用紅外線照射來加熱。
上述水包括OH基,并且其含量按H2O表示。水或OH基在3μm波段具有強(qiáng)吸收作用,因此含水大于200ppm的玻璃或者結(jié)晶玻璃制基片將在3μm波段具有強(qiáng)吸收作用,即在波長2,750nm-3,700nm內(nèi)或者附近,以便能夠增加用紅外線輻射加熱期間的加熱效率并且能夠提高對基片的加熱速度,上述含水量優(yōu)選為220ppm或更大。
優(yōu)選上述基片4也具有基片1的性能,基片2的性能,或基片1和2的性能,及其自身的性能。此外,基片4也適合于作為垂直磁記錄介質(zhì)的基片。
(基片5)基片5是一種信息記錄介質(zhì)基片,其由含有紅外線吸收劑的玻璃或者結(jié)晶玻璃制成,該吸收劑是選自鐵、銅、鈷、鐿、錳、釹、鐠、鈮、鈰、釩、鉻、鎳、鉬、鈥、或鉺的至少一種金屬的氧化物,并且其用作將在紅外線照射加熱之后通過濺射形成的多層薄膜的基片,該多層薄膜含有信息記錄層。
在紅外線照射加熱之后通過濺射形成的上述多層薄膜包括(1)通過在加熱區(qū)加熱信息記錄介質(zhì)基片,然后將該基片傳送到多個連續(xù)薄膜形成區(qū),并且在薄膜形成區(qū)通過濺射形成各層而形成的多層薄膜,(2)一種多層薄膜,其包括在上面(1)的多層薄膜之中,該薄膜是通過傳送該基片并使其在加熱區(qū)的停留時間和在每個薄膜形成區(qū)的停留時間彼此相等而形成,以及(3)一種多層薄膜,其包括在上面(1)的多層薄膜之中,并且該薄膜是通過將基片同步傳送進(jìn)入,和離開上述加熱區(qū)和薄膜形成區(qū)而形成。在上述(1)-(3)中任一項(xiàng)中的多層薄膜形成中,加熱基片和通過濺射形成各層是在真空或低壓下進(jìn)行的,優(yōu)選利用紅外線照射進(jìn)行上述加熱,這使得在真空或低壓下能夠有效加熱。雖然基片5不僅適合用作固定和相對濺射的基片,而且適合用作串聯(lián)式濺射的基片,更優(yōu)選使用基片5用作固定和相對濺射的基片以及更優(yōu)選用作單基片進(jìn)料固定和相對濺射的基片。
玻璃或結(jié)晶玻璃在加熱區(qū)的停留時間和基片在每個薄膜形成區(qū)的停留時間各自優(yōu)選為2-20秒。對于基片理想的平均加熱速度至少為10℃/秒,更理想的是至少為15℃/秒,還更理想的是至少為20℃/秒,再更理想的是至少為30℃/秒。平均加熱速度是指將加熱前基片溫度和加熱后基片溫度之差除以加熱時間而得的值。為防止快速加熱引起基片損傷,優(yōu)選將平均加熱速度調(diào)節(jié)為200℃/秒或更小。
上述紅外線吸收劑是一種增強(qiáng)紅外線吸收作用的添加劑,如關(guān)于基片3所說明的,紅外線吸收劑的量如關(guān)于基片3所述。
優(yōu)選上述基片5也具有基片1的性能,基片2的性能,或基片1和2的性能,或基片4的性能,與其自身性能相結(jié)合。此外,基片5也適合于作為垂直磁記錄介質(zhì)基片。
當(dāng)含有信息記錄層的多層薄膜被形成在這樣的基片上時或上述多層薄膜形成之前,立刻用紅外線照射進(jìn)行上述基片1-5中任一基片的加熱。對于利用紅外線照射加熱,輻射光譜最大波長在2,750nm-3,700nm的波長范圍內(nèi)的紅外線源是合適的。適宜的這種紅外線源是一種加熱器。當(dāng)該加熱器能夠被認(rèn)為是黑體時,優(yōu)選將加熱器溫度調(diào)節(jié)到600K-1,000K,更優(yōu)選為700K-900K,用于使輻射光譜的最大波長與基片的吸收峰附近匹配。
合適的加熱器是碳加熱器,由于加熱器被布置在加熱室,加熱氣氛中的氧分壓降低,所以可以降低碳加熱器經(jīng)過氧化作用而老化。
基片主表面的中心線平均粗糙度Ra優(yōu)選為0.05-1nm,以便具有信息記錄介質(zhì)基片所要求的平滑度和降低表面上紅外線散射。
基片的平面度和平行度可隨需要信息記錄介質(zhì)滿足的要求而定。
每一基片為具有中心孔的圓盤形狀,外徑約為10-95mm并具有均勻的厚度,并且厚度優(yōu)選為0.1-2mm的范圍內(nèi)。
當(dāng)基片被加熱時,優(yōu)選上述基片中將形成含有信息記錄層的多層薄膜的表面(主表面)用紅外線照射。
紅外線在上述多層薄膜上在一定程度上被反射。因此理想的是在多層薄膜形成之前或者不用加熱可形成的層形成之后(例如垂直磁記錄介質(zhì)中的籽晶層和軟磁層形成之后)進(jìn)行紅外線照射加熱。但是,當(dāng)其上形成了信息記錄層的基片用紅外線照射加熱時,即使由于在信息記錄層表面上反射而到達(dá)基片的紅外線強(qiáng)度降低,也能夠得到充分的加熱效果,因?yàn)樵摶占t外線的能力提高了。
由于每一上述基片的紅外線吸收作用大,與其它任何紅外線吸收作用小的基片相比,由紅外線輻射引起的溫度下降速度小,因此上述基片在適合于形成薄膜的基片溫度保持比較長的時間,構(gòu)成上述基片的玻璃或者構(gòu)成上述基片的結(jié)晶玻璃的基體玻璃的冷卻速度小對于下面的特點(diǎn)也是有益的。在上述基片中,可塑性變形玻璃在高溫狀態(tài)被成型,或者如此成型的玻璃被機(jī)加工,以形成所希望的形狀,上述玻璃在高溫狀態(tài)冷卻速度低,所以能夠花費(fèi)長時間成型并因此易于制造。由于這些原因,壓制成型和浮法成型是合適的,并且對于上述成型,壓制成型是特別適合的。
適合于上述基片1-5的玻璃或者結(jié)晶玻璃或其基體玻璃(將被熱處理以形成結(jié)晶玻璃的玻璃)將在下面關(guān)于其組合物進(jìn)行說明。
通過將水或紅外線吸收劑加入下面的基本組成中,每一基片具有改善紅外吸收的適宜的組成。該基本組成的共同點(diǎn)是該基本組成含有SiO2和Al2O3。初始含有SiO2和Al2O3的組合物在3μm波長附近具有清晰的吸收峰并因此被優(yōu)選為基本組成。在加入紅外線吸收劑的方法中,優(yōu)選將任何添加劑的氧化物加入配料中。至于添加水,使用氫氧化物作為原料、含有蒸汽的氣體在熔融玻璃中鼓泡、或者采用氫氧化物作為原料與上述沸騰相結(jié)合。優(yōu)選使用氫氧化物作為原料。特別是,對于含有SiO2和Al2O3的組合物,優(yōu)選使用氫氧化鋁以便得到理想的含水量。
此外,也優(yōu)選含有SiO2和B2O3的玻璃或結(jié)晶玻璃。在這種情況中,優(yōu)選使用H3BO3作為玻璃或者結(jié)晶玻璃的原料。
優(yōu)選基本組成包括以下的組成。
(組合物1)組合物1以重量%計(jì),含有62-75%SiO2、5-15%Al2O3、4-10%Li2O、4-12%Na2O、和5.5-15%ZrO2,并且Na2O/ZrO2重量比為0.5-2.0以及Al2O3/ZrO2重量比為0.4-2.5。優(yōu)選將具有上述組成的玻璃以無定形玻璃形式應(yīng)用于基片。
組合物1能夠通過化學(xué)增強(qiáng)實(shí)現(xiàn)深壓縮應(yīng)力層,高撓曲強(qiáng)度和高努普氏硬度,因其努普氏硬度大和維氏硬度大,其作為化學(xué)增強(qiáng)基片具有極好的性能,優(yōu)選在含有Na離子和/或K離子的處理浴中通過離子交換進(jìn)行上述化學(xué)增強(qiáng)。作為含有Na離子和/或K離子的處理浴,優(yōu)選使用含有硝酸鈉和/或硝酸鉀的處理浴。但是離子源應(yīng)該不限于硝酸鹽,并且可以選自硫酸鹽、硫酸氫鹽、碳酸鹽、碳酸氫鹽、或者鹵化物。當(dāng)處理浴含有Na離子時,Na離子與玻璃中的Li離子進(jìn)行離子交換。當(dāng)處理浴含有K離子時,K離子與玻璃中的Na離子進(jìn)行離子交換。當(dāng)處理浴含有Na離子和K離子時,Na離子和K離子與玻璃中的Li離子和Na離子分別進(jìn)行離子交換。在上述離子交換中,玻璃表層部分中的堿金屬離子被一種離子半徑大的堿金屬離子置換,因此在玻璃表層部分中形成壓縮應(yīng)力層,致使該玻璃被化學(xué)增強(qiáng)。
組合物1優(yōu)選為,以重量%計(jì),含有63-71%SiO2,7-14%Al2O3,4-7%Li2O,6-11%Na2O,和6-12%ZrO2,并且Na2O/ZrO2重量比為0.7-1.8以及Al2O3/ZrO2重量比為0.6-2.0。
組合物1可含有通常使用的澄清劑,例如Sb2O3。
在上述基本組成中,羥基結(jié)合到玻璃中的水,強(qiáng)烈作用使水保持在玻璃中。因此通過加入預(yù)定量的水能夠得到適宜的紅外線吸收性能。此外,通過加入紅外線吸收劑也可易于得到適當(dāng)?shù)募t外線吸收性能。
可如下制造上述玻璃。為得到所想要的組合物而配制的玻璃材料在大約1,500-1,600℃加熱大約5-8小時下熔融,以便將玻璃成型為所希望的形狀。該組合物1適合于壓制成型。
(組合物2)組合物2以mol%計(jì),含有40-65%SiO2、1-10%Al2O3、5-25%Li2O、0-15%Na2O、0-30%CaO,、0-20%MgO(CaO和MgO總含量為2-30%)、0-10%TiO2和0-10%ZrO2(Ti2O和ZrO2總含量為2-20%),上述組分的總含量至少為95%。優(yōu)選將具有上述組成的玻璃應(yīng)用于無定形玻璃形式的基片。此外,一種具有上述組成的玻璃通過化學(xué)增強(qiáng)能夠有效地提高基片強(qiáng)度,因此該組合物用作將被化學(xué)增強(qiáng)的基片和已化學(xué)增強(qiáng)的基片具有優(yōu)異性能。
組合物2具有第一優(yōu)選的組成范圍,第一組成范圍的組合物2含有,以mol%計(jì),含有40-65%SiO2、1-10%Al2O3、5-25%Li2O、0-15%Na2O、1-30%CaO、0-10%MgO(CaO和MgO總含量為2-30%)、0.1-10%TiO2和1-10%ZrO2(TiO2和ZrO2總含量為2-15%),上述組分的總含量至少為95%。更優(yōu)選ZrO2的含量大于TiO2的含量。
組合物2具有第二優(yōu)選組成范圍,第二組成范圍的組合物2含有,以mol%計(jì),含有40-65%SiO2,2-8%Al2O3,8-20%Li2O,1-10%Na2O,5-25%CaO,0-8%MgO(CaO和MgO總含量為5-25%),0.1-8%TiO2,和3-8%ZrO2(TiO2和ZrO2總含量為3.1-12%),上述組分的總含量至少為95%。優(yōu)選ZrO2的含量大于TiO2的含量。
此外,在上述優(yōu)選組成范圍中,優(yōu)選Li2O和Na2O的總含量為10-25%,并且優(yōu)選SiO2的含量大于50%但是小于65%,此外,優(yōu)選Al2O3的含量至少為2%但是小于6%,以及優(yōu)選CaO的含量大于9%但是不大于25%。還優(yōu)選Li2O的含量至少為10%和優(yōu)選TiO2含量至少為0.2%但是小于5%。
在上述組合物中,特別優(yōu)選Sio2,Al2O3,Li2O,Na2O,ZrO2,TiO2,CaO和MgO的總含量為100%,或者混入基于這種組合物為小于1%重量的Sb2O3。
根據(jù)上述基本組成,羥基結(jié)合到玻璃中的水并且產(chǎn)生強(qiáng)烈作用使水保持在玻璃中,因此能夠通過加入預(yù)定量的水而得到適當(dāng)?shù)募t外線吸收性能,此外,也可通過加入紅外線吸收劑容易地得到適當(dāng)?shù)募t外線吸收性能。
組合物2具有極好的耐水性。耐水性可表示為Rab/Raf,其中Raf是在將玻璃在溫度為80℃的水中保存24小時時,具有組合物2的基本組成的玻璃基片表面的中心線平均粗糙度,Raf是在上述保存之前測得的中心線平均粗糙度。具有組合物2的玻璃基片的Rab/Raf值通常為0.8-1。當(dāng)Rab/Raf值更接近1時,該玻璃基片具有更好的耐水性和表面粗糙度變差程度更小。Rab/Raf值優(yōu)選為0.84-1。此外,在將玻璃保存在水中之前的中心線平均粗糙度Rab優(yōu)選為0.1-0.5,上述Rab和Raf可以利用原子力顯微鏡(AFM)來測量。
優(yōu)選該玻璃基片的楊氏模量為90-120GPa,更優(yōu)選為95-120GPa。
因此具有組合物2的玻璃基片能夠在高速旋轉(zhuǎn)期間應(yīng)用于一種穩(wěn)定性極好的信息記錄介質(zhì),并且可提供表面平滑度非常高的信息記錄介質(zhì)基片。
為與基片的熱膨脹性能和固定信息記錄介質(zhì)的固定件的熱膨脹性能相匹配,優(yōu)選玻璃基片的平均線性熱膨脹系數(shù)在100-300℃測量為80×10-7/℃或更大。
此外,當(dāng)該玻璃基片滿足上述耐水性、楊氏模量和膨脹系數(shù)時,該玻璃基片的比重優(yōu)選為3.1或更小,更優(yōu)選為2.9或更小。例如可限定該玻璃組合物,以便得到2.3-2.9的比重。此外,為降低基片的熱容,減小比重也是優(yōu)選的。
以與具有組合物1的玻璃基片的化學(xué)增強(qiáng)方法相同的方法化學(xué)增強(qiáng)具有組合物2的玻璃基片。
鑒于化學(xué)增強(qiáng)步驟和/或形成信息記錄層的步驟,優(yōu)選玻璃基片材料的玻璃轉(zhuǎn)變溫度為500℃或者更高。當(dāng)玻璃轉(zhuǎn)變溫度太低時,會引起一個問題,即將用于化學(xué)增強(qiáng)作用的硝酸鈉或硝酸鉀不能在上述溫度條件下熔融或?yàn)榱诵纬刹AЩ系男畔⒂涗泴踊蛑T如此類而采用的加熱使基片變形。在考慮這些方面時,可確定該玻璃組成,使玻璃轉(zhuǎn)變溫度為500-600℃。
該玻璃基片表明在將被化學(xué)增強(qiáng)的玻璃基片和已化學(xué)增強(qiáng)的玻璃基片之間,楊氏模量、上述膨脹系數(shù)、玻璃轉(zhuǎn)變溫度和比重幾乎不變,并且Rab/Raf值保持不變或增大(其上限為1)。上述組合物具有極好的耐水性,并且甚至在被清洗時,其基片也沒有表面粗糙化。
組合物2適合于壓制成型。
(組合物3)組合物3以mol%計(jì),含有35-70%SiO2,1-15%Al2O3,1-45%CaO,MgO和CaO總量為3-45%,Li2O和Na2O總量為3-30%,0.1-10%TiO2。上述組合物適合用作無定形玻璃基片的基本組成,并且具有高楊氏模量和極好的壓制成型性。此外,它也適用于化學(xué)增強(qiáng)玻璃基片。
根據(jù)上述基本組成,羥基結(jié)合到玻璃中的水并且產(chǎn)生強(qiáng)烈作用使水保持在玻璃中,因此能夠通過加入預(yù)定量的水而得到適當(dāng)?shù)募t外線吸收性能,此外,也可通過加入紅外線吸收劑容易地得到適當(dāng)?shù)募t外線吸收性能。
(組合物4)組合物4以mol%計(jì),含有45-70%SiO2,1-15%Al2O3(SiO2和Al2O3的總含量為57-85%),2-25%CaO,0-15%BaO,0-15%MgO,0-15%SrO,0-10%ZnO(MgO,CaO,SrO,BaO和ZnO的總含量為2-30%),2-15%K2O,0-8%Li2O,0-8%Na2O(K2O,Li2O和Na2O總含量為2-15%),0-12%ZrO2和0-10%TiO2,上述組分的總含量至少為95%,優(yōu)選將具有上述組合物的玻璃作為一種非晶玻璃應(yīng)用于基片。在上述組成范圍內(nèi),可穩(wěn)定地得到玻璃轉(zhuǎn)變溫度比較高的玻璃,所以這種玻璃適合用作一種甚至高溫?zé)崽幚矶疾粺嶙冃蔚幕?。因此上述組合物是適用于垂直磁記錄介質(zhì)基片的基本組成。
此外,優(yōu)選組合物4以mol%計(jì),含有50-67%SiO2,2-12%Al2O3(SiO2和Al2O3的總含量為57-79%),3-20%CaO,0-14%BaO,0-10%MgO,0-10%SrO,0-8%ZnO(MgO,CaO,SrO,BaO和ZnO的總含量為3-30%),0-5%Li2O,0-5%Na2O,4-12%K2O,(K2O,Li2O和Na2O總含量為4-12%),0-10%ZrO2和0-8%TiO2。
在上述組成范圍內(nèi),特別優(yōu)選SiO2,Al2O3,MgO,CaO,BaO,K2O和ZrO2的總含量至少為98%,更優(yōu)選至少為99%,還更優(yōu)選為100%。當(dāng)上述組合物含有小量Sb2O3時,氟化物、氯化物、SO3和As2O3根據(jù)需要作為消泡劑時,其基于該組合物的含量優(yōu)選為2%重量或更小,作為近似的限制,并且更優(yōu)選為1%重量或更小,從環(huán)境保護(hù)的觀點(diǎn)來看,不使用任何砷化物例如As2O3是理想的。
不含有TiO2的上述組合物在降低基片表面粗糙度方面的作用是極好的。
上述組合物優(yōu)異之處在于玻璃轉(zhuǎn)變溫度通常至少為620℃,優(yōu)選至少為650℃,更優(yōu)選至少為680℃,還更優(yōu)選至少為700℃,或其具有高耐熱性。雖然上述玻璃轉(zhuǎn)變溫度的上限沒有特別限制,其通常大約為900℃。由于上述組合物具有這種高耐熱性,所以當(dāng)在垂直磁記錄介質(zhì)的制造工藝中進(jìn)行高溫?zé)崽幚頃r,能夠防止基片變形。
根據(jù)上述基本組成,羥基結(jié)合到玻璃中的水并且產(chǎn)生強(qiáng)烈作用使水保持在玻璃中,因此能夠通過加入預(yù)定量的水而得到適當(dāng)?shù)募t外線吸收性能,此外,也可通過加入紅外線吸收劑容易地得到適當(dāng)?shù)募t外線吸收性能。
此外,上述組合物可以化學(xué)增強(qiáng),在這種情況下,優(yōu)選通過將基片浸入含K離子的熔鹽中進(jìn)行離子交換。
此外,上述組合物在對酸例如氟硅酸的耐久性和耐水性方面性能優(yōu)異,并且即使基片被用酸處理或清洗,基片表面也沒有變粗糙。
組合物4適合于壓制成型和浮法成型,并且特別適合于壓制成型。但是,當(dāng)采用浮法成型時,必須避免加入Sb2O3和As2O3的任一種。
(組合物5)組合物5以mol%計(jì),含有55-70%SiO2,1-12.5%Al2O3,5-20%Li2O,0-12%Na2O,0-2%K2O,0-8%MgO,0-10%CaO,0-6%SrO,0-2%BaO,0-8%TiO2,和0-4%Zr。優(yōu)選將具有上述組成的玻璃作為一種無定形玻璃應(yīng)用于基片。通過化學(xué)增強(qiáng)能夠有效地提高上述組合物制成的基片的強(qiáng)度,因此該組合物作為將被化學(xué)增強(qiáng)的基片和已化學(xué)增強(qiáng)基片具有優(yōu)異性能。
根據(jù)上述基本組成,羥基結(jié)合到玻璃中的水并且產(chǎn)生強(qiáng)烈作用使水保持在玻璃中,因此能夠通過加入預(yù)定量的水而得到適當(dāng)?shù)募t外線吸收性能,此外,也可通過加入紅外線吸收劑容易地得到適當(dāng)?shù)募t外線吸收性能。
組合物5 適合于壓制成型和浮法成型,并且特別適合于壓制成型。但是,當(dāng)采用浮法成型時,必須避免加入Sb2O3和As2O3中的任一種。
(組合物6)組合物6含有58-66%SiO2,13-19%Al2O3,3-4.5%Li2O,6-13%Na2O,0-5%K2O,10-18%R2O(R2O=Li2O+Na2O+K2O),0-3.5%MgO,1-7%CaO,0-2%SrO,0-2%BaO,2-10%R’O(R’O=MgO+CaO+SrO+BaO)和0-2%TiO2。優(yōu)選將具有上述組成的玻璃作為一種無定形玻璃應(yīng)用于基片。通過化學(xué)增強(qiáng)能夠有效地提高上述組合物制成的基片的強(qiáng)度,所以該組合物作為將被化學(xué)增強(qiáng)的基片具有優(yōu)異性能,因此上述玻璃可被化學(xué)增強(qiáng)。
根據(jù)上述基本組成,羥基結(jié)合到玻璃中的水并且產(chǎn)生強(qiáng)烈作用使水保持在玻璃中,因此能夠通過加入預(yù)定量的水而得到適當(dāng)?shù)募t外線吸收性能,此外,也可通過加入紅外線吸收劑容易地得到適當(dāng)?shù)募t外線吸收性能。
組合物6適合于壓制成型和浮法成型。但是,當(dāng)采用浮法成型時,必須避免加入Sb2O3和As2O3中的任一種。
(組合物7)組合物7含有40-80%SiO2,1-10%Al2O3,0-20%B2O3,0-20%R2O(R2O=Li2O+Na2O+K2O)和0-10%R’O(R’O=MgO+CaO+SrO+BaO)。優(yōu)選將具有上述組成的玻璃作為無定形玻璃應(yīng)用于基片。通過化學(xué)增強(qiáng)能夠有效地提高上述組合物制成的基片的強(qiáng)度,所以該組合物作為將被化學(xué)增強(qiáng)的基片和已化學(xué)增強(qiáng)的基片具有優(yōu)異性能。
(組合物8)組合物8是由基體玻璃在熱處理下結(jié)晶而得的玻璃(結(jié)晶玻璃),并且該結(jié)晶玻璃被用作基片。上述結(jié)晶玻璃是這樣一種產(chǎn)品,其中含有頑輝石和/或頑輝石固溶體的結(jié)晶相是通過基體玻璃熱處理而沉淀的。頑輝石是由Si、Mg和O構(gòu)成的晶體物質(zhì),并且該基體玻璃含有SiO2,MgO和Al2O3作為主要組分。
優(yōu)選組合物8不含有Li2O和ZnO,此外,作為結(jié)晶相,優(yōu)選組合物8不含有尖晶石結(jié)構(gòu)和二硅酸鋰晶體的結(jié)晶相。
頑輝石及其固溶體具有這樣一種結(jié)構(gòu),其中強(qiáng)鍵結(jié)合的Si和O連接成鏈的形式,并且這種通過Mg連接結(jié)合以平面形式延伸。因此晶粒被強(qiáng)鍵合到無定形相。相反,二硅酸鋰晶體具有球形或其其大直徑和小直徑有一定程度差異的形式,并且其結(jié)合到無定形相的強(qiáng)度比較小。晶粒與無定形相的結(jié)合強(qiáng)度是大還是小,對基片表面上晶粒離解的容易程度有影響。當(dāng)基片被快速加熱時,由于結(jié)晶相和無定形層對應(yīng)物之間的熱膨脹系數(shù)差異,存在于基片表面中的晶粒變得易于離解。但是依照上述結(jié)晶玻璃,晶粒的離解被阻止了,并且能夠防止基片表面中出現(xiàn)凹形缺陷。在具有結(jié)晶相的結(jié)晶玻璃中,該結(jié)晶相含有頑輝石和/或其固溶體,該結(jié)晶相的熱膨脹系數(shù)和非晶相的熱膨脹系數(shù)彼此相互接近,因此分離晶粒的力不容易起作用。相反,在含有二硅酸鋰結(jié)晶相的結(jié)晶玻璃中,結(jié)晶相的熱膨脹系數(shù)和無定形相的熱膨脹系數(shù)不同的方式為一個是另一個的2或3倍,因此分離晶粒的力增大。
為成型組合物8的基體玻璃,壓制成型是合適的,優(yōu)選用于結(jié)晶作用的熱處理在壓制成型之后進(jìn)行。
(組合物9)組合物9是由基體玻璃在熱處理下結(jié)晶而得的一種玻璃(結(jié)晶玻璃)并且應(yīng)用于基片。該基體玻璃具有一種組成,該組合物以mol%計(jì),含有35-65%SiO2,大于5%但不大于20%的Al2O3,10-40%MgO和5-15%TiO2,上述組分的總含量至少為92%。
優(yōu)選組合物9不含有Li2O和ZnO,此外,作為結(jié)晶相,優(yōu)選組合物9不含有尖晶石結(jié)構(gòu)和二硅酸鋰晶體的結(jié)晶相。
當(dāng)熱處理時,上述基體玻璃產(chǎn)生一種結(jié)晶玻璃,該結(jié)晶玻璃含有由頑輝石和/或頑輝石固溶體構(gòu)成的結(jié)晶相,因此,與組合物7類似,上述結(jié)晶玻璃能夠用于阻止晶粒離解和防止凹形缺陷出現(xiàn)在基片表面中。
為成型組合物9的基體玻璃,壓制成型是合適的,優(yōu)選用于結(jié)晶作用的熱處理在壓制成型之后進(jìn)行。
在組合物8或組合物9中,優(yōu)選晶粒尺寸為100nm或更小,更優(yōu)選為50nm或更小,還更優(yōu)選晶粒尺寸在1-50nm范圍內(nèi)。
<信息記錄介質(zhì)及其制造方法>
本發(fā)明信息記錄介質(zhì)將在以下說明,本發(fā)明信息記錄介質(zhì)包括多層薄膜,該多層薄膜含有在上述信息記錄介質(zhì)基片上形成的信息記錄層,根據(jù)記錄方式,該信息記錄介質(zhì)主要分類為磁記錄介質(zhì)、磁光記錄介質(zhì)、光盤等等。該信息記錄介質(zhì)特別適用于磁記錄介質(zhì),該信息記錄介質(zhì)將以磁記錄介質(zhì)作為實(shí)施例子來詳細(xì)說明。
在含有在上述基片主表面上形成的信息記錄層(磁記錄層)的多層薄膜中,形成多層薄膜的層包括,例如底涂層、保護(hù)層、潤滑層等等,另外還有磁記錄層。這些層的組成和層結(jié)構(gòu)取決于預(yù)計(jì)的技術(shù)要求。磁記錄層由磁層形成或者由磁層和非磁層形成,優(yōu)選含Co合金作為磁層的主要成分。然而底涂層的選擇視磁層而定,當(dāng)磁層由Co合金形成時,優(yōu)選使用含Cr合金(例如含CrW合金,含CrMo合金或含CrV合金)。保護(hù)層包括碳保護(hù)膜。潤滑層包括通過用含氟利昂溶劑等稀釋全氟聚醚并應(yīng)用這種稀釋溶液而形成的層。優(yōu)選上述底涂層、磁性層、非磁性層和保護(hù)層通過濺射來形成,上述層結(jié)構(gòu)適用于縱向磁記錄介質(zhì)。
對于縱向磁記錄介質(zhì),優(yōu)選在形成各層步驟之前加熱基片。
在垂直磁記錄介質(zhì)中,例如籽晶層、軟磁層、非磁性層、磁性層(磁記錄層)、保護(hù)層和潤滑層被形成在基片上。用紅外線照射加熱優(yōu)選在軟磁層形成之后但在非磁性層形成之前進(jìn)行,或者在磁性層形成之后但在保護(hù)層形成之前進(jìn)行。
上述加熱改善了磁記錄性能,并且能夠校正軟磁層的磁化各向異性。在基片加熱期間可以施加磁場。
籽晶層包括Ti合金層和Cr合金層。軟磁層包括FeTaC層、FeCoB層、CoTaZr層、CoNbZr層、NiFe層和FeAlSi層。非磁性層包括Ti合金層和NiTaZr層。磁性層包括Co合金層,保護(hù)層包括碳層。潤滑層包括如上所述同樣的層。
近年來,含有磁記錄層的多層結(jié)構(gòu)有增加層數(shù)量的趨勢,以便改善磁特性和電磁轉(zhuǎn)化特性,并且某些磁記錄介質(zhì)具有8層或更多通過濺射形成的層,固定和相對濺射方法使用多腔串聯(lián)的濺射裝置,并且可使這些腔全都成為真空狀態(tài)。濺射氣體例如氬氣可以根據(jù)需要被引入每個腔,基片被引入該裝置并在第一區(qū)段成型腔中被加熱,然后將基片沿著該腔向最后區(qū)段傳送,通過濺射形成的層在這些腔中連續(xù)堆積以形成多層薄膜結(jié)構(gòu)。下半?yún)^(qū)段成型腔室之一可以設(shè)置加熱裝置用于加熱溫度已經(jīng)下降的基片。為提高生產(chǎn)率和避免設(shè)備尺寸的進(jìn)一步增大,理想的是,基片在第一區(qū)段成型腔中加熱,并且當(dāng)基片溫度適于形成各層時,通過濺射完成各層的形成。然而,隨著將要堆積的層數(shù)量增加,難于使基片溫度一直到結(jié)束都保持在適當(dāng)范圍內(nèi)。只有當(dāng)基片具有足夠的溫度時,才能形成矯頑力足夠的信息記錄介質(zhì)層,當(dāng)不用加熱可形成的層形成后緊接著加熱基片和形成信息記錄層時,可沿著薄膜形成腔、加熱腔和薄膜形成腔的上述順序傳送基片來生產(chǎn)信息記錄介質(zhì)。
在串聯(lián)式濺射方法中,將基片從加熱區(qū)開始傳送并且沿著薄膜形成區(qū)傳送,通過濺射連續(xù)堆積各層以形成多層薄膜(不用加熱可形成的層可在基片被傳送到加熱區(qū)之前形成),因此引起了固定和相對濺射方法同樣具有的問題。
根據(jù)本發(fā)明提供的信息記錄介質(zhì)制造方法,能夠克服上述問題,本發(fā)明提供的信息記錄介質(zhì)制造方法包括四個實(shí)施方案,即方法1-4。
方法1是一種通過在信息記錄介質(zhì)基片上形成含有信息記錄層的多層薄膜來制造信息記錄介質(zhì)的方法,該方法包括加熱區(qū)中加熱的所述基片沿著連續(xù)薄膜形成區(qū)傳送,該基片的平均加熱速度至少為10℃/秒,優(yōu)選至少為15℃/秒,更優(yōu)選至少為20℃/秒,還更優(yōu)選至少為30℃,在薄膜形成區(qū)連續(xù)形成用于構(gòu)成所述多層薄膜的層以形成多層薄膜。上述多層薄膜可以是由信息記錄層構(gòu)成的膜或者可以是信息記錄層和其它層構(gòu)成的膜。由于加熱需要的時間能夠縮短,該信息記錄介質(zhì)的產(chǎn)量能夠提高。在上述方法中,大量信息記錄介質(zhì)可在一條生產(chǎn)線中成批生產(chǎn),并且通過增大基片的加熱速度,大量信息記錄介質(zhì)可花費(fèi)短時間周期制造。結(jié)果,生產(chǎn)成本顯著下降,并且能夠在較低成本下提供性能較高的產(chǎn)品。
優(yōu)選上述方法1是這樣一種方法,其中在加熱區(qū)的停留時間與在每個薄膜形成區(qū)中的停留時間彼此相等。另外優(yōu)選將基片傳送進(jìn)入加熱區(qū)和傳送基片離開每個薄膜形成區(qū)是同步進(jìn)行的。上述制備方法中,基片在加熱區(qū)(加熱腔)的停留時間和基片在每個薄膜形成區(qū)(每個濺射腔)的停留時間以相關(guān)聯(lián)的方式增加或者減少。在薄膜形成區(qū)的總停留時間,即每個薄膜形成區(qū)的停留時間乘以將通過濺射形成的層數(shù)量而得的時間表示通過濺射形成各層所需的累積時間。在上述累積時間增加時,基片溫度下降,結(jié)果基片溫度更有可能下降到比適用于濺射形成各層的溫度更低的溫度。為了在不減少將要通過濺射形成的層數(shù)量的情況下縮短上述累積時間,需要減少在每個薄膜形成區(qū)的停留時間。為此目的,也縮短在加熱區(qū)的停留時間。在上述制造方法中,基片在加熱區(qū)的平均加熱速度為10℃/秒或更大,所以能夠?qū)⒃摶訜岬剿M臏囟瘸掷m(xù)一段短時間,并且能夠在適當(dāng)?shù)幕瑴囟确秶鷥?nèi)通過濺射形成各層。在具有更多層的多層薄膜的磁記錄介質(zhì)制造中,或者在要求在較高溫度下形成各層的磁記錄介質(zhì)制造中,除了加熱區(qū)在第一腔中,可以將加熱區(qū)設(shè)置在第一和末尾腔之間的腔。用紅外線照射加熱是一種適用于加熱基片的方法,當(dāng)在形成各層的步驟期間進(jìn)行紅外線照射時,這些層反射紅外線,結(jié)果將被吸收到基片中的紅外線強(qiáng)度減小。因此優(yōu)選在形成各層開始之前用紅外線照射進(jìn)行加熱,并且更優(yōu)選在形成各層開始之前立即進(jìn)行上述加熱。特別優(yōu)選這種加熱方法用于制造縱向磁記錄介質(zhì)。此外,可采用一種結(jié)構(gòu),在該結(jié)構(gòu)中不用加熱可形成的層形成在基片上,在加熱區(qū)加熱該基片,然后形成含有信息記錄介質(zhì)層的多層薄膜,在這種情況下,當(dāng)用紅外線照射進(jìn)行加熱時,加熱之前形成的層部分反射紅外線。但是,當(dāng)使用基片1-5之中的任一種時,能夠產(chǎn)生充足的熱效應(yīng)。上述方法適合于制造垂直磁記錄介質(zhì)。
如上所述,將基片的加熱速度提高,由此形成各層的時間也縮短,結(jié)果在基片達(dá)到足夠高的溫度時能夠形成各層。此外,由于總生產(chǎn)時間能夠顯著縮短,所以提高了產(chǎn)量并且能夠降低生產(chǎn)成本。因此能夠穩(wěn)定地為市場提供高性能產(chǎn)品。當(dāng)構(gòu)成多層薄膜的層數(shù)量增加時,上述的趨勢變得顯著。在方法1中,優(yōu)選利用紅外線照射加熱基片。
方法2是這樣一種方法,其包括利用紅外線照射本發(fā)明提供的上述信息記錄介質(zhì)基片(基片1-5之中的任一種)來加熱該基片,并在基片上形成含有信息記錄層的多層薄膜。
在方法2中,使用一種紅外線吸收效率高的基片,并且利用紅外線照射加熱該基片,因此能夠得到高加熱速度來加熱基片。對于上述利用紅外線照射加熱,輻射光譜最大波長在2,750nm-3,700nm的波長范圍內(nèi)的紅外線源是合適的。加熱器適合用作上述紅外線源。當(dāng)上述加熱器能夠被認(rèn)為是黑體時,優(yōu)選將加熱器溫度調(diào)節(jié)到600K-1,000K,更優(yōu)選為700K-900K,用于使輻射光譜的最大波長與基片的吸收峰附近相匹配。
合適的加熱器是一種碳加熱器,當(dāng)加熱器被布置在加熱室中時,加熱氣氛中的氧分壓降低,所以可以減小碳加熱器經(jīng)過氧化作用而老化。
優(yōu)選在形成各層開始之前利用紅外線照射進(jìn)行加熱(在需要加熱的層形成之前),并且更優(yōu)選在形成各層開始之前立即進(jìn)行上述加熱,由于關(guān)于方法1所述的相同原因,上述方法可以進(jìn)行組合。
方法3是一種制造信息記錄介質(zhì)的方法,其包括在本發(fā)明提供的信息記錄介質(zhì)基片上形成信息記錄層,然后利用紅外線照射加熱該基片。用紅外線照射其上形成有信息記錄層的基片,該紅外線被信息記錄層部分反射,并且到達(dá)基片的紅外線強(qiáng)度降低。但是由于使用上述基片,到達(dá)基片的紅外線被吸收到基片中,因此能夠充分得到加熱基片的效果。
方法4是一種制造信息記錄介質(zhì)的方法,其包括在一種信息記錄介質(zhì)基片上(基片1-5之中的任一種)形成信息記錄層,該基片由含有紅外線吸收劑的玻璃或者結(jié)晶玻璃制成,該吸收劑是至少一種選自鐵、銅、鈷、鐿、錳、釹、鐠、鈮、鈰、釩、鉻、鎳、鉬、鈥、或鉺的金屬的氧化物,以及利用紅外線照射加熱基片。
方法3和4適用于制造垂直磁記錄介質(zhì),通過上述利用紅外線輻射加熱,能夠改善磁記錄特性,并且能夠校正軟磁層的磁化各向異性。加熱之后,可以通過濺射形成例如保護(hù)層等等。
優(yōu)選在方法3和方法4中提供多個薄膜形成區(qū)來形成構(gòu)成含有信息記錄層的多層薄膜的各層以及提供一個加熱區(qū)來加熱基片,并且將基片傳送通過連續(xù)的區(qū)以形成多層薄膜,在這種情況下,加熱區(qū)設(shè)置在用于形成信息記錄層的薄膜形成區(qū)之后的位置。在這些方法中,優(yōu)選將在加熱區(qū)的停留時間和在每個薄膜形成區(qū)的停留時間調(diào)整成彼此相等。在這些方法中,由于加熱效率提高了,因此進(jìn)行短時間的加熱就能夠產(chǎn)生充足的熱效應(yīng),致使加熱時間可縮短,并且全部步驟所需要的時間能夠顯著減少。結(jié)果產(chǎn)量提高,并且能夠在低成本下提供大量高質(zhì)量的信息記錄介質(zhì)。在方法3和方法4中,也優(yōu)選使用如方法2中所述的相同加熱源。
在方法1-4之中的任一方法中,考慮到快速加熱引起基片破壞,理想的是平均加熱速度為200℃/秒或更小。另外,在每個方法中,在每個加熱區(qū)和薄膜形成區(qū)的停留時間優(yōu)選為2-10秒。
為減少粘附到基片表面上的外來雜質(zhì)和防止形成較粗晶粒磁性層,縮短加熱時間和薄膜形成時間是合乎需要的。
在方法1-4之中的任一方法中,優(yōu)選使用一種固定和相對濺射裝置,并且更優(yōu)選使用單基片供料固定和相對濺射裝置。
在任何方法中,優(yōu)選在2秒或更短時間內(nèi)將基片從一個腔傳送到另一個腔。
當(dāng)形成層的時間周期的總和是24-300秒時,本發(fā)明提供的信息記錄介質(zhì)制造方法是適用的。
根據(jù)任一上述制造方法,信息記錄介質(zhì)層能夠具有充足的矯頑力,例如矯頑力為3,600奧斯特或更大,優(yōu)選矯頑力為4,500奧斯特或更大。
實(shí)施例下面將參考實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明,然而本發(fā)明不應(yīng)該限制在這些測量玻璃的玻璃轉(zhuǎn)變溫度和光譜透射率以及鑒定結(jié)晶玻璃的晶體種類根據(jù)以下的方法進(jìn)行。
(1)玻璃轉(zhuǎn)變溫度在溫度升高速度為+4℃/分鐘下,用Rigakusha提供的熱機(jī)械分析儀(TMA8140)測量5Φ×20mm試樣,SiO2用作標(biāo)準(zhǔn)試樣。
(2)光譜透射率用分光光度計(jì)測量機(jī)加工成平滑形狀的試樣(在2,200nm-6,000nm波長范圍內(nèi)用Shimadzu Corporation提供的FTIR-8400測量透射率以及在200-2,500波長范圍內(nèi)用Nippon Bunko提供的V-570測量透射率),該光譜透射率包括由表面反射引起的損失。
(3)結(jié)晶玻璃的晶體種類鑒定利用Cu的Kα射線測量粉狀結(jié)晶玻璃的X射線衍射(裝置X射線衍射裝置MXP18,由Mac Science提供,管電壓50kV,管電流300mA,掃描角1-90°)。根據(jù)得到的X射線衍射峰鑒定沉淀的晶體。
此外,通過如下所述的方法進(jìn)行化學(xué)增強(qiáng)。
實(shí)施例1-12配制玻璃原料例如SiO2,Al2O3,Al(OH)3,等等,以便得到一種組合物,該組合物具有表1和2所示的含量(以mol%計(jì)),并且充分混和,然后將配制的材料置于熱熔化容器中并在空氣中溫度為1,000℃或更高的溫度下熔化,所得熔化玻璃完全消泡并被攪拌以使玻璃成為無氣泡狀態(tài)。然后該玻璃被澆鑄到模具中并逐漸冷卻到大約其玻璃轉(zhuǎn)變溫度左右的溫度。其后立刻將玻璃置于退火爐中保持1小時并使其在爐中冷卻到室溫。由此得到的玻璃具有極好的均勻性,并且沒有觀察到氣泡和未熔化物質(zhì)。
實(shí)施例1-9中的玻璃被機(jī)加工成每片厚度為2mm的平片,并且其兩個表面都被光學(xué)拋光。
將實(shí)施例10-12中的玻璃在大約800℃左右熱處理,以便在每種玻璃中沉淀晶種,然后將玻璃溫度升高到1,000℃左右以便進(jìn)行結(jié)晶,來沉淀含有頑輝石的結(jié)晶相,由此得到結(jié)晶玻璃。在通過透射電子顯微鏡觀察時,實(shí)施例10-12中的結(jié)晶玻璃晶粒尺寸為50nm或更小,這些結(jié)晶玻璃也被機(jī)加工成每片厚度為2mm的平片,并且其兩個表面都被光學(xué)拋光。
測量每個被機(jī)加工成平片形狀的試樣的光譜透射率,以確定波長為2,750-3,700nm時透射率的最大值和最小值以及在波長為1,000nm時的光譜透射率,表1和2示出了這些值以及玻璃轉(zhuǎn)變溫度。在實(shí)施例1,2,4,5,7,8,10和11中,混入的氧化鐵量(為Fe2O3)如表1和2所示,由裝填(charged)材料的OH量計(jì)算獲得每種玻璃中的水含量。
表1
(*)每一光譜透射度表示由兩個表面都被光學(xué)拋光的2mm厚試樣測得的值表2
(*)每一光譜透射度表示由兩個表面都被光學(xué)拋光的2mm厚試樣測得的值在每個試樣中,波長為2,750-3,700nm時的光譜透射率最小值是51%或更小,其最大值為70%或更小,在將鐵引入了其中的實(shí)施例1,2,4,5,7,8,10和11中,波長為1,000nm時的光譜透射率小于90%。
分別使上述每種熔化玻璃從喂料器流出并且切斷以得到具有預(yù)定重量的每個熔化玻璃料滴,以及將每個熔化玻璃料滴分別進(jìn)料到壓制成型下模具件上,該模具件保持在這種熔化玻璃不會粘附到其上的溫度范圍內(nèi)。然后每個玻璃料滴被位于下模具件對面的上模具件壓制,以便將玻璃料滴成型為盤形薄片狀。在這種情況下,每種玻璃在紅外區(qū)吸收作用大,因此其由于輻射冷卻的速度比較低。在直接壓制中,其間每種熔化玻璃被壓制成型,同時它們?yōu)檐浕癄顟B(tài),由于每種玻璃不容易冷卻,設(shè)定成型條件是容易的。
將壓制成型的玻璃退火,然后在每個玻璃的中心打孔,接著機(jī)加工其內(nèi)外表面,拋光每個玻璃的兩個表面和精研該表面,以得到每個外徑為65.mm、厚度為0.635mm和中心孔直徑為20.0mm的具有磁盤基片形狀的圓盤,此外,除了上述機(jī)加工步驟之外,實(shí)施例10-12中的圓盤被進(jìn)一步結(jié)晶。
把實(shí)施例1-9中的玻璃制圓盤浸入熔鹽中以將其化學(xué)增強(qiáng)。在實(shí)施例1-6中,圓盤被浸入含有硝酸鈉和硝酸鉀的熔鹽(380℃)4小時,在實(shí)施例7-9中,圓盤被浸入含有硝酸鉀的熔鹽(420℃)4小時。
實(shí)施例13利用單基片進(jìn)料固定和相對濺射裝置,在許多磁盤基片的每片上形成含有磁性層的多層薄膜,其基片是由實(shí)施例1-6的各種玻璃或?qū)嵤├?0-12中的各種結(jié)晶玻璃制成。該單基片進(jìn)料固定和相對濺射裝置具有多腔串聯(lián),并且具有將基片從位置在前的腔傳送到位于其后的另一個腔的功能。將基片一片接一片地從一個腔同步傳送到相鄰的另一個腔。在完成基片的傳送時,每一基片緊接著在每個腔中停留一個恒定時間。在上述停留時間期間,將基片在第一位置的腔中加熱,第一層在第二位置腔中形成,第二層在第三位置腔中形成,此外,上層在其后位置的腔中形成。
碳加熱器提供在第一位置的腔中并通過電驅(qū)動用作800K或更高的紅外線源。加熱器的輸入設(shè)定為1KW。通過使基片位于與加熱器相對的位置來加熱基片。每一上述基片在波長3μm附近的光吸收作用大,所以它們有效地吸收了從紅外線源輻射的紅外線并被快速加熱。在作為加熱區(qū)的第一腔中,每一基片在平均加熱速度約為30℃/秒或更大下加熱,并且它們在短時間內(nèi)溫度變?yōu)?00℃或更高,基片在該腔中的停留時間設(shè)定為6.4秒。
然后,已加熱基片被移至第二位置的腔并停在與濺射靶相對的位置,然后通過濺射將Cr合金構(gòu)成的底涂層形成在基片上,另外,基片在1秒內(nèi)從一個腔移至另一個腔。
在包括第三位置的腔和其后位置的腔中,非磁性層和Co合金制磁性層被交替地形成,并且濺射形成氫化的碳層作為保護(hù)層,以便生產(chǎn)具有8層或更多層的多層薄膜的磁盤。這種磁盤被按照這種方式連續(xù)地生產(chǎn)出來。氟利昂溶劑中的全氟聚醚溶液等被施加到從濺射裝置取出的每一磁盤表面,以及將所施加溶液干燥以使?jié)櫥瑢有纬稍诿恳淮疟P上。由于一直到所有層被濺射形成,基片都完全處于高溫狀態(tài),從濺射裝置取出的磁盤具有極好的磁特性和電磁轉(zhuǎn)化特性。例如,該磁盤具有為3,600奧斯特或更大的足夠矯頑力。
上述制造方法的生產(chǎn)節(jié)拍時間周期是7.4秒,它是在腔中為6.4秒和傳送時間為1秒的總停留時間。與此相反,當(dāng)使用的玻璃基片不含有紅外線吸收劑并且含水量沒有達(dá)到預(yù)定量時,需要花大約1.5倍的時間來加熱基片達(dá)到同樣的溫度。即使在1秒內(nèi)將基片從一個腔傳送到另一個腔,生產(chǎn)節(jié)拍時間也將大約為1.5倍的時間,這導(dǎo)致在成批生產(chǎn)中生產(chǎn)量的差異巨大。在實(shí)施例1和3的玻璃中,與沒有混入水和鐵的例子相比,實(shí)施例1的玻璃的平均加熱速度被提高12%或更多,以及實(shí)施例3中的玻璃的平均加熱速度被提高20%或更多。在其它實(shí)施例中的基片中,也同樣將平均加熱速度提高。
將多層薄膜形成在每一磁盤基片上,通過單基片進(jìn)料固定和相對濺射裝置,用實(shí)施例7-9中的玻璃制成該基片。籽晶層和軟磁層被形成在各腔中的每一基片上,在加熱腔中用碳加熱器加熱每一基片,然后在各腔中連續(xù)形成非磁性層和磁性層,來制造垂直磁記錄式層結(jié)構(gòu),在該例子中,在一個腔中的停留時間也與在另一個腔中的停留時間相等,并將基片從一個腔同步傳送到另一個腔。當(dāng)基片由實(shí)施例7-9中的玻璃制成時,該玻璃也具有高紅外線輻射加熱效率,因此甚至在沒有增加在腔中停留時間的情況下,基片被加熱到了足夠高的溫度。所以如此制得的垂直記錄磁盤,具有極好的磁特性和電磁轉(zhuǎn)化特性。另外,可以使用一種結(jié)構(gòu),其中提供由實(shí)施例7-9中的玻璃制成的基片,籽晶層、軟磁層、非磁性層和磁性層通過濺射形成,然后在加熱腔中用碳加熱器加熱每一基片進(jìn)行熱處理,以及形成保護(hù)層。
當(dāng)上述實(shí)施例使用單基片進(jìn)料固定和相對濺射裝置時,能夠利用串聯(lián)式濺射裝置來完成性能優(yōu)異的各層的形成。
本發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明,能夠提供一種信息記錄介質(zhì)基片,該基片具有高紅外線輻射加熱效率,以及提供一種具有上述基片的信息記錄介質(zhì)。
此外,上述基片能夠被保持在適于形成多層薄膜的溫度狀態(tài),或者具有信息記錄層形成于其上的基片能夠被有效地加熱,因此能夠提供一種制造信息記錄介質(zhì)的方法。另外,由于生產(chǎn)量被顯著提高,所以能夠在低成本下為市場提供高質(zhì)量的信息記錄介質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種信息記錄介質(zhì)基片,由玻璃或者結(jié)晶玻璃制成,其光譜透射率為50%或更小的區(qū)域,該光譜透射率根據(jù)在2,750nm-3,700nm波長范圍內(nèi)厚度為2mm換算而得。
2.一種信息記錄介質(zhì)基片,由玻璃或者結(jié)晶玻璃制成,其光譜透射率為70%或更小,根據(jù)在整個2,750nm-3,700nm波長范圍內(nèi)厚度為2mm換算而得。
3.一種信息記錄介質(zhì)基片,其由含有紅外線吸收劑的玻璃或者結(jié)晶玻璃制成,該吸收劑是至少一種選自鐵、銅、鈷、鐿、錳、釹、鐠、鈮、鈰、釩、鉻、鎳、鉬、鈥、或鉺的金屬的氧化物,并且其用于垂直磁記錄介質(zhì)。
4.一種如權(quán)利要求1、2或3所述的信息記錄介質(zhì)基片,其將被紅外線照射加熱。
5.一種信息記錄介質(zhì)基片,其由玻璃或者結(jié)晶玻璃制成,含水大于200ppm,并且將被紅外線照射加熱。
6.一種信息記錄介質(zhì)基片,其由含有紅外線吸收劑的玻璃或者結(jié)晶玻璃制成,該吸收劑是至少一種選自鐵、銅、鈷、鐿、錳、釹、鐠、鈮、鈰、釩、鉻、鎳、鉬、鈥、或鉺的金屬的氧化物,并且其用作承載多層薄膜的基片,該多層薄膜將在用紅外線照射加熱之后通過濺射形成,該多層薄膜含有信息記錄層。
7.如權(quán)利要求1,2,3,5和6中任一項(xiàng)所述的信息記錄介質(zhì),其含有在信息記錄介質(zhì)基片上形成的多層薄膜,該多層薄膜含有信息記錄層。
8.一種通過在信息記錄介質(zhì)基片上形成含有信息記錄介質(zhì)層的多層薄膜來制造信息記錄介質(zhì)的方法,該方法包括將在加熱區(qū)以平均加熱速度至少為10℃/秒加熱的所述基片沿著連續(xù)薄膜形成區(qū)傳送,以及在薄膜形成區(qū)連續(xù)形成用于構(gòu)成所述多層薄膜的層以形成多層薄膜。
9.如權(quán)利要求8所述的信息記錄介質(zhì)制造方法,其中信息記錄介質(zhì)基片被傳送以便在加熱區(qū)具有一個停留時間并且在每個薄膜形成區(qū)具有一個停留時間,該停留時間彼此相同。
10.如權(quán)利要求8所述的信息記錄介質(zhì)制造方法,其中該信息記錄介質(zhì)基片被同步傳送進(jìn)入、以及離開加熱區(qū)和每個薄膜形成區(qū)。
11.如權(quán)利要求8,9或10所述的信息記錄介質(zhì)制造方法,其中所述信息記錄介質(zhì)基片用紅外線照射加熱。
12.一種信息記錄介質(zhì)制造方法,其包括利用紅外線照射加熱如權(quán)利要求1,2,3,5或6中任一項(xiàng)所述的信息記錄介質(zhì)基片和在所述基片上形成含有信息記錄層的多層薄膜。
13.一種信息記錄介質(zhì)制造方法,其包括在如權(quán)利要求1,2,3和5中任一項(xiàng)所述的信息記錄介質(zhì)基片上形成信息記錄層,和利用紅外線照射加熱該基片。
14.一種信息記錄介質(zhì)制造方法,其包括在信息記錄介質(zhì)基片上形成信息記錄層,該基片由含有紅外線吸收劑的玻璃或者結(jié)晶玻璃制成,該吸收劑是選自鐵、銅、鈷、鐿、錳、釹、鐠、鈮、鈰、釩、鉻、鎳、鉬、鈥、或鉺的至少一種金屬的氧化物,并且利用紅外線照射加熱該基片。
全文摘要
一種信息記錄介質(zhì)基片,其由玻璃或者結(jié)晶玻璃制成,(1)其具有光譜透射率為50%或更小的范圍,根據(jù)在2,750nm-3,700nm波長范圍內(nèi)厚度為2mm換算而得。(2)其光譜透射率為70%或更小,根據(jù)在整個2,750nm-3,700nm波長范圍厚度為2mm換算而得。(3)其含有紅外線吸收劑,該吸收劑是一種特定金屬的氧化物,且其用于垂直磁記錄介質(zhì)。(4)其將被紅外線輻射加熱并且含水大于200ppm,或(5)其含有紅外線吸收劑,該吸收劑一種特定金屬的氧化物,且其用作承載多層薄膜的基片,該多層薄膜含有信息記錄層,該信息記錄層將在利用紅外線輻射加熱后通過濺射形成,一種信息記錄介質(zhì)包含多層薄膜,該多層薄膜含有形成在任一上述基片上的信息記錄層,以及一種信息記錄介質(zhì)的制造方法。
文檔編號G11B5/84GK1538389SQ20041003029
公開日2004年10月20日 申請日期2004年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月31日
發(fā)明者池西干男, 鄒學(xué)祿, 山中賢治, 堀川順一, 一, 治 申請人:Hoya株式會社