JPH04182933A - 磁気記録媒体の製造方法および蒸着材料の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ドロップアウトのない記録特性の優れた磁気
記録媒体の製造方法およびこの方法に用いるのに適した
蒸着材料を提供する蒸着材料の製造方法に関する。

従来の技術 従来、磁気記録媒体としては高分子フィルム等の非磁性
基板上に磁性粉を塗布した塗布型のものが使用されてい
たが、より高い記録密度を達成するために、非磁性基板
上に金属薄膜をスパッタ法や真空蒸着法で形成した薄膜
型が実用化されつつある。薄膜型磁気記録媒体の中でも
、特にＣｏ基磁性薄膜を磁性層として形成した磁気記録
媒体が、優れた短波長記録特性のゆえに注目を集めてい
る。Ｃｏ基磁性薄膜はスパッタ法や真空蒸着法（イオン
ブレーティング法のように蒸発原子の一部をイオン化し
て膜を堆積する方法も含む）により作成されるが、特に
後者の方法によれば高い堆積速度が実現でき、量産に適
している。

非磁性基板として高分子フィルムを用いて、真空蒸着法
により金属薄膜型磁気記録媒体を製造する方法としては
、高分子フィルムを円筒状キャンの周面に沿わせて走行
させつつ磁性層を蒸着する方法が最も優れている。

第１図にこのような方法を用いた真空蒸着装置の内部構
造の概略を示す（この第１図は本発明にも共通している
。）。高分子フィルム１は円筒状キャン２の周面に沿っ
て走行する。この高分子フィルム１上に蒸発源３によっ
て蒸発した磁性材料が付着し磁性層が形成される。４．
５は高分子フィルム１の供給ロールおよび巻き取りロー
ルである。６，７はフリーローラーである。蒸発源３と
しては、抵抗加熱蒸発源、誘導加熱蒸発源、電子ビーム
蒸発源等が用いられるが、高融点金属であるＣｏ基合金
を高速で蒸発させるためには、電子ビーム蒸発源を採用
する必要がある。なお、量産用の大型蒸発源の場合には
ピアス型の電子銃を用いるのが一般的である。８はピア
ス型電子銃によって発生される電子ビームを示している
。蒸発源３と円筒状キャン２との間には、蒸発源３から
蒸発する蒸気が不要な部分に付着するのを防止するため
に、遮蔽板９が配置されている。遮蔽板９はＳで示され
るように開口している。この開口部Ｓを通過した蒸気が
高分子フィルム１上に付着し、磁性層が形成される。

発明が解決しようとする課題 しかし上記した構成では、蒸着材料中にはガス成分が残
留しているのが一般的であり、材料を真空中で溶解する
と突沸現象を生じ、溶湯が飛散する。このような現象が
真空蒸着法で磁気記録媒体を製造する際に生じると、飛
散した溶湯が高分子フィルムに到達し、高分子フィルム
が損傷する場合や、高分子フィルムに付着し突起となる
場合がある。高分子フィルムの損傷や突起があると記録
再生時のドロップアウトの原因となるので特性上極めて
不都合である。また磁性層がＣｏとＣｒまたはＣｏとＮ
１とＣｒを主成分とする薄膜型磁気記録媒体を、第１図
に示すような装置にて、真空蒸着法によりＣｏとＣｒま
たはＣｏとＮｉとＣｒを同一の蒸発源から蒸発させて磁
性層を形成すると、Ｃｒの蒸気圧がＣｏまたはＮ１の蒸
気圧に比べて高いために、経時的に蒸気および溶湯の組
成が変化する。すなわち、蒸着初期においてはＣｒを多
く含んだ膜が形成され、後期にはＣｒをあまり含まない
膜が形成される。磁性層であるＣｏ−Ｃｒ膜およびＣｏ
−Ｎｉ−Ｃｒ膜において、膜の組成が異なると磁気特性
も変化するので、均一な特性を有する長尺の磁気記録媒
体を製造することが困難となる。この問題を解決するた
めに、Ｃｒを供給することが必要となる。Ｃｒを供給す
る方法としては、Ｃｒ材を直接蒸発源に供給する方法と
、Ｃｒと同時にＣｏ、Ｎｉを供給する方法がある。供給
材の形態は元素単体や合金のいずれも可能であるが、粒
状、棒状あるいは板状に加工する際にＣｒ単体では加工
しにくいので合金の方がよく用いられる。しかし、供給
材としての蒸着材料中にはガス成分が残留しているのが
一般的であり、これを高温溶融状態の蒸発源の溶湯に溶
かし込むと突沸現象を生じ溶湯が飛散する。

本発明はドロップアウトを低下させる磁気記録媒体の製
造方法を提供するとともに、直接溶湯中に補給しても突
沸現象を生じない蒸着材料を製造する方法を提供するこ
とを目的とする。

課題を解決するための手段 本発明は、これらの目的を達成するためのもので、第１
の手段として円筒状キャンの周面に沿って走行しつつあ
る高分子フィルム上にＣｏまたはＣｏとＣｒまたはＣｏ
とＮｉとＣｒを主成分とする磁性薄膜からなる磁性層を
真空蒸着法で形成する際に、蒸発源の中の蒸着材料とし
ての溶湯の中に前記主成分以外にＢ（ホウ素）を微量添
加することによって磁気記録媒体を製造するとともに、
第２の手段として真空溶解法によりＣｏまたはＣ。

とＣｒまたはＣｏとＮｉとＣｒを主成分とする蒸着材料
を製造する際に、主成分とともにＢ（ホウ素）を微量添
加し溶解し、真空中にて鋳造することによって蒸着材料
の製造を行おうとするものである。

作用 本発明のうちの第１の手段によれば、真空蒸着法により
磁気記録媒体を製造する方法において、蒸着材料に磁性
層の主成分であるＣｏとＣｒまたはＣｏとＮｉとＣｒ以
外にＢを微量添加することにより、蒸発源中の溶湯の粘
性を低下させ、溶湯の対流を容易にし、突沸現象の発生
を抑制することができる。また第２の手段によれば、真
空′溶解法により蒸着材料を製造する方法において、蒸
着材料の主成分であるＣｏとＣｒまたはＣｏとＮｉとＣ
ｒとともにＢを微量添加することにより、溶解中の溶湯
の粘性を低下させ一溶湯の対流および渦流れを容易にし
、溶湯中に補給したときの突沸現象の原因となるガス成
分の残留を抑制し突沸現象を防止できる。

実施例 以下本発明の一実施例の磁気記録媒体の製造方法につい
て、図面を参照しながら説明する。

第１図に示した構成の装置にて、高分子フィルム１とし
て膜厚１０μｍのポリイミドフィルムを用い、磁性層と
してのＣｏ−Ｃｒ膜を形成した。

Ｃｏ−Ｃｒ膜の膜厚は０．２μｍとした。蒸発源３の加
熱源として加速電圧３０ｋＶのピアス型電子銃を用いた
電子ビーム蒸発源を使用した。蒸着材料としてはＣｏ−
Ｃｒ合金とＣｏ−Ｃｒ合金に対して１重量パーセントの
Ｂを用いた。Ｃｏ−Ｃｒ膜を磁気記録媒体として評価す
るために、Ｇｏ−Ｃｒ膜上に０．０１μｍのカーボン保
護層を蒸着により形成した。さらに高分子フィルムの裏
面にバックコート層を形成した。このようにして得られ
たものを８圓幅にスリットしてテープ状にした。得られ
たテープ媒体についてドロップアウトの評価を行った。

ドロップアウトの評価は市販の８ミリビデオテープレコ
ーダ（ＶＴＲ）にドロップアウトカウンターを接続して
実施した。比較のために、Ｂを添加しないで作成した媒
体についてもドロップアウトの評価を実施した。その評
価結果を第２図に示す。第２図において横軸は蒸着開始
からの時間であり、縦軸はドロップアウトの１分間当た
りの個数である。なお、ドロップアウトとしては１０ｄ
Ｂ以上の再生出力の低下か３０μｓ以上継続する場合を
計測した。第２図から、本発明の蒸着材料にＢを添加し
たテープ媒体は時間とともにドロップアウトが速やかに
減少していることがわかる。一方、比較に用いたＢを添
加しないで作成したテープ媒体は、ドロップアウトが初
期から多くしかも時間経過とともに緩やかに減少してい
る。このような違いは、蒸着源の溶湯に残留していたガ
ス成分の放出速度に起因していると考えられる。すなわ
ち、Ｂを添加した場合は、溶湯の粘性が低下し、活発に
対流していることが観察されるが、対流が活発であると
ガス成分が速やかに放出される。したがって、蒸着材料
が全溶解した直後には激しく突沸しているのが見られる
が、時間経過とともに突沸現象が速やかに減じて行く。

一方、Ｂを添加しない場合には対流が緩やかであり、突
沸現象が長時間にわたって生じているものと考えられる
。なお、第２図に示したようなりの添加効果は約０．５
重量パーセント付近から見られ、添加量を増加しても効
果の程度は顕著に変化せず、その効果からは特に添加量
を限定する必要はない。しかし、Ｂの添加量を多くする
と上述したように蒸着材料が全溶解した直後の突沸か非
常に激しくなり危険である。したがって２重量パーセン
ト程度までがよい。また、Ｂが膜中に取り込まれ膜の磁
気特性を劣化させることが懸念されたが、実際上はとん
ど影響はなかった。それはＢはＣｏやＣｒに比べて蒸気
圧が非常に低いために膜中に取り込まれる量が微量であ
るからだと考えられる。形成したＣｏ−Ｃｒ膜中のＢ量
を二次イオン質量分析法によって測定すると、添加量が
１重量パーセントの場合に原子個数で約２０ｐｐｍ程度
であることがわかった。このＢ量は添加量とともに増加
する傾向が見られるが、いずれにしても微量であり、膜
の磁気特性に影響しないものと考えてよい。

しかし、以上の実施例ではＣｒを供給していないので長
尺にわたる組成の安定性の点では満足できるものではな
い。そこで、第３図に示すように蒸発源３にＣｏ−Ｃｒ
合金を供給材１ｏとして補給する方法を取入れてＣｏ−
Ｃｒ膜を形成した。

この時供給材１ｏとして用いたＣｏ−Ｃｒ合金は最初は
従来の一般的な方法で製造されたものである。得られた
Ｃｏ−Ｃｒ膜をテープ媒体としてドロップアウトの評価
を行なった。その結果、第２図に示したような蒸着時間
とともにドロップアウトが減少する傾向はみられなかっ
た。ドロップアウトの個数は多く、かつ時間に対して変
動していることがわかった。この原因として、供給材１
０中の残留ガス成分の影響が考えられる。供給材１０を
蒸発源に供給する際に、供給材１０中の残留ガス成分に
より突沸現象が発生する。

そこで、供給材１０としての蒸着材料の製造方法につい
て検討を行った。ここで、従来の一般的な蒸着材料の製
造方法について簡単に説明する。

Ｃｏ基合金蒸着材料は真空溶解法によって製造されるの
が一般的である。加熱方法は電磁誘導加熱方式が、量産
性や組成の均一性に優れるためによく用いられる。溶解
時には各成分が蒸発しにくいようにＡｒ等の不活性ガス
を真空容器内に導入する。溶解用の炉体や鋳造用の鋳型
の材料としてはマグネシア、カルシアやアルミナ等が用
いられる。真空鋳造した材料は大気中に取り出される。

この状態の材料は内部に空隙を多数含んでおり、このま
ま切り出して蒸着材料として用いると溶解する際に突沸
現象を生じ易い。そこで、材料内部の空隙を小さくする
ことと形を整えるために鋳造を行った。鋳造の後、材料
表面の酸化被膜や汚れを除去して蒸着材料とする。この
ような方法で製造した蒸着材料は、鋳造により改善され
ているものの、上述の実施例から分かるように、ガス成
分がまだ多量に残留していると考えられる。

次に、本発明の蒸着材料の製造方法の一実施例について
説明する。主成分であるＣｏまたはＣ。

とＣｒまたはＣｏとＮ１とＣｒとともに微量のＢを添加
し溶解する。溶解方法は従来の一般的な方法で、マグネ
シアで構成された炉内に所定の材料を仕込み、さらにこ
れらに対して０，５重量パーセントのＢを添加した後に
、電磁誘導加熱により溶解した。Ｂの添加量は特に限定
する必要はないが、Ｂは蒸気圧が低く蒸発源中に殆ど残
留することを考えると添加量は効果のある範囲でできる
だけ少量の方がよい。したがって、０．５重量パーセン
ト前後がよい。

従来の耐火物で作られた鋳型では不純物が混入し易いこ
とと冷却に時間がかかるため、溶湯は真空中にて冷却さ
れた鋼製の鋳型に流し込み整形を行った。徐冷すると成
分が析出し易く濃度むらの原因となる。十分温度が下が
った後に真空容器を大気に開放し、鋳型から材料を回収
した。できた材料の表面にはＣｏとＢの化合物と思われ
る析出物が細かい筋状に見られた。Ｂを添加して製造し
たＣｏ基合金は一般的に硬度が増加し加工が雛しくなる
ので、鋼製鋳型の形状は所望の最終形状とほぼ同様にし
ておく方がよい。

以上のように得られた材料を蒸発源に供給しつつＣｏ−
Ｃｒ膜を形成したところ、第２図に示したドロップアウ
トと蒸着時間との関係におけるＢ添加ありの場合とほぼ
同様の結果を得た。また組成的にも長尺にわたって安定
なものが得られた。

以上のように、Ｂの添加が磁気記録媒体の製造方法や蒸
着材料の製造方法において効果を発揮する要因は、融点
の低下やＢの原子半径が小さいことなどが考えられる。

いずれにしても溶解時の溶湯の粘性が低下し対流が活発
になるために、残留ガス成分が非常に少なくなる。また
溶湯の粘性が低下する分溶湯の温度を下げても溶製する
ことが可能であるので、真空溶解時の真空度を高めるこ
とができる。このことも残留ガス成分を減少させる一つ
の効果となる。さらに粘性が小さいために渦流れが良好
で、鋳造の際に空隙ができにくくなる。ここで注意する
必要があるのは、Ｂを添加して真空溶解法で製造した材
料を蒸発源に供給する際に、蒸発源の溶湯に残留ガスが
多量に含まれていると、供給材から主成分以外にもＢが
供給されることになるので、突沸現象が促進されること
である。したがって、このような材料を供給する際には
、蒸発源の溶湯にもＢが添加されていて、溶湯中の残留
ガスが少量になっていることが要求される。

なお、以上の実施例ではＧｏ−Ｃｒについてのみ説明し
たが、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒの場合にも同様の効果が得られ
た。また蒸着法として垂直入射蒸着を示したが、斜方蒸
着の場合でも本発明は有効である。

発明の効果 以上の説明からも明らかなように本発明によれば、蒸着
材料にＢを微量添加すること、真空溶解法で蒸着材料を
製造する際にＢを添加することおよびこれを蒸発源に供
給することでドロップアウトの少ない磁気記録媒体を効
率よく生産することが実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における磁気記録媒体の製造
方法に用いる真空蒸着装置の内部構造の概略を示す図、
第２図は本発明の一実施例における磁気記録媒体の製造
方法によって製造した磁気記録媒体のドロップアウトと
蒸着時間との関係を示す図、第３図は材料を供給する際
の蒸発源の概略を示す図である。 １・・・・・・高分子フィルム、２・・・・・・円筒状
キャン、３・・・・・・蒸発源。 ３−−−五発源

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）円筒状キャンの周面に沿って走行しつつある高分
   子フィルム上にＣｏまたはＣｏとＣｒまたはＣｏとＮｉ
   とＣｒを主成分とする磁性薄膜からなる磁性層を真空蒸
   着法で形成する際に、蒸発源の中の蒸着材料としての溶
   湯の中に前記主成分以外にＢ（ホウ素）を微量添加する
   ことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
2. （２）真空溶解法によりＣｏまたはＣｏとＣｒまたはＣ
   ｏとＮｉとＣｒを主成分とする蒸着材料を製造する際に
   、主成分とともにＢ（ホウ素）を微量添加し溶解し、真
   空中にて鋳造することを特徴とする蒸着材料の製造方法
   。
3. （３）真空中にて鋳造する際に、冷却されている鋼製の
   鋳型を用いることを特徴とする請求項２記載の蒸着材料
   の製造方法。