AT390030B - Spritzgiessform zum herstellen von informationstraegerplatten - Google Patents

Description

Nr. 390030

Die Erfindung betrifft eine Spritzgießform zum Herstellen von Informationsträgerplatten aus Polycarbonat bzw. Polymethylmethacrylat, die auf der einen Seite Informationspits aufweisen, insbesondere von Compact-Discs, wobei die Formhälfte für die verschiebbare Formaufspannplatte einer Spritzgießmaschine eine Platte zum Ausprägen der Informationspits aufweist und die Formhälfte für die ortsfeste Formaufspannplatte im Bereich des Formnestes plan ist und die Angußbohrung zum Injizieren des plastifizierten Polycarbonats oder Polymethylmethacrylats in das von den beiden Formhälften in der Schließstellung begrenzte Formnest aufweist.

Aus Kirkland C.: Super-Precision Disc Molding: A New Challenge to Processors, in: Plastics Technology 1985 April S. 73ff ist das Herstellen von Informationsträgeiplatten aus thermoplastischem Material bekannt. Es ist die Herstellung von Compact-Discs, Video-Discs, CD-Rom Discs, Draw und EDRAW discs mit Spritzgießmaschinen beschrieben, wobei an die Herstellungsverfahren erhebliche Anforderungen gestellt sind. So ist es erforderlich, daß diese Informationsträgerplatten in Räumen größter Reinheit hergestellt werden und nach dem Spritzgießen aus den geöffneten Spritzgießformen mittels Robotern entnommen werden.

Auch das Spritzgießen ist gegenüber dem Verarbeiten zu üblichen Spritzgußartikeln erheblich schwieriger. So ist es beispielsweise erforderlich, daß die später mittels Laserstrahl abzutastenden Compact Discs auf der Seite, von der aus das Abtasten durch den Laserstrahl erfolgt, im höchsten Maße plan sind und die auf der von dieser planen Seite abgewandten Seite durch das Spritzgießen hergestellten Informationspits, die Abmessungen im Bereich von ca. 0,1 Mikron aufweisen, mit größter Präzision hergestellt werden. Darüber hinaus ist es erforderlich, daß beim Spritzgießen das Material hinreichend langsam abkühlt, damit sich eine gewünschte Struktur und Materialorientierung einstellt, wobei vor allem hohe Orientierungsgrade zu vermeiden sind. Erhebliche Schwierigkeiten ergeben sich noch dadurch, daß das thermoplastische Material kurz unterhalb seiner Zersetzungstemperatur verarbeitet wird. Dies bedingt, daß auch die mittlere Verweilzeit des Kunststoffmaterials im Plastifizier- und Einspritzaggregat möglichst kurz ist, damit keine thermischen Zersetzungserscheinungen auftreten.

Abgesehen von diesen strengen Anforderungen an die Verfahrenstechnik ergeben sich auch noch besondere Anforderungen an die Spritzgießformen, die in bekannter Weise aus einer auf einer verschiebbaren Formaufspannplatte aufgespannten Formhälfte und einer auf der ortsfesten Formaufspannplatte aufgespannten Formhälfte bestehen. Die auf der verschiebbaren Formaufspannplatte aufgespannte Formhälfte weist als Einsatz eine Platte zum Prägen der Informationspits auf, während die auf ortsfeste Formaufspannplatte aufgespannte Formhälfte im Bereich des Formnestes plan ist und konzentrisch die Angußbohrung zum Injizieren des plastifizierten Kunststoffmaterials aufweist.

In der Schließstellung greift die auf der verschiebbaren Formaufspannplatte aufgespannte Formhälfte konusartig in die auf der ortsfesten Formaufspannplatte aufgespannte Formhälfte ein, die entsprechend komplementär ausgebildet ist, wobei beide Formhälften in der Schließstellung das Formnest zum Herstellen der Compact Discs begrenzen. In dieser Schließstellung wird über die Angußbohrung der auf der ortsfesten Formaufspannplatte aufgespannten Formhälfte das plastifizierte Kunststoffmaterial, vorzugsweise das plastifizierte Polycarbonat, injiziert.

Abgesehen davon, daß zum Herstellen von Compact Discs die auf der ortsfesten Formaufspannplatte aufgespannte Formhälfte im Bereich des Formnestes extrem plan sein muß, treten noch weitere Anforderungen auf.

So muß vermieden werden, daß in den aufeinanderfolgenden Spritzzyklen Restmengen von Kunststoffmaterial sich in diesem planen Bereich ansetzen, was ohne weiteres eintreten kann, wenn die Verarbeitungstemperatur zu hoch ansteigt bzw. die Verweilzeit des plastifizierten Kunststoffmaterials in dem Plastifizier- und Spritzaggregat zu lang wird, da dann thermische Zersetzungserscheinungen zwangsläufig eintreten.

Abgesehen davon muß dafür gesorgt werden, daß der ebene Bereich dieser Formhälften stets blank poliert ist und im wesentlichen porenfrei ist, d. h., daß der Durchmesser der Oberflächenporen im Hinblick auf die Abtastung der Informationspits sich nicht bemerkbar macht. Im allgemeinen soll diese Porengröße nach Möglichkeit praktisch Null sein, d. h. praktisch eine porenfreie polierte Fläche in diesem planen Bereich geschaffen ist Vor der Inbetriebnahme einer Spritzgießmaschine müssen diese ebenen polierten Bereiche dieser Formen bei 50°C mit einer nicht ätzenden Reinigungsflüssigkeit sauber gewaschen werden, da bereits geringste Schmutzreste die gespritzten Compact Discs unbrauchbar machen, da dann ein einwandfreies optisches Abtasten nicht mehr sichergestellt wäre.

Es können noch weiterhin störende Einflüsse dadurch auftreten, indem während des Betriebes der Spritzgießmaschine und insbesondere nach dem Betrieb sich im polierten ebenen Bereich Feuchtigkeit niederschlagen kann, deren festhaftende mineralischen Bestandteile bei späterer Inbetriebnahme der Spritzgießmaschine dazu führen, daß die Compact Discs ebenfalls verworfen werden müssen. Dies gilt generell auch für die anderen Informationsträgerplatten, die mittels Laser abgetastet werden. Eine plane Räche ist im übrigen auch dann erforderlich, wenn die Abtastung auf elektromagnetischem Wege - wie zum Beispiel bei Bildplattenspeichem - erfolgt, da die Abtastköpfe zur Abtastfläche einen Abstand haben, der im Bereich von einigen Mikron liegt.

Generell weisen diese Spritzgießformen zum Spritzen von Informationsträgerplatten Kühl- und Heißkanäle auf, die allgemein bekannt sind, so daß ihre weitere Erläuterung nicht erforderlich ist.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß eine zufriedenstellende Lösung dieser Probleme im ebenen -2-

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Bereich dieser auf den ortsfesten Formaufspannplatten aufgespannten Formhälften nicht möglich ist, sofern diese Bereiche aus Metall bzw. Metallegierungen bestehen, wie sie zum Herstellen der Spritzgießformen allgemein üblich sind.

Ausgehend von dieser Erkenntnis liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diesen ebenen Bereich der auf der 5 ortsfesten Formaufspannplatte einer Spritzgießmaschine aufgespannten Formhälfte so auzubilden, daß ein Absetzen von Restmengen an plastifiziertem Kunststoffmaterial von vorhergehenden Spritzzyklen, insbesondere eine Kondensation von Feuchtigkeit sicher vermieden wird.

Es zeigt sich überraschenderweise, daß diese Aufgabe dadurch gelöst wird, daß die Formhälfte für die ortsfeste Formaufspannplatte im Bereich des Formnestes einen polierten Einsatz aus Zirkonoxid oder Siliziumnitrid hat. 10 Durch diese Maßnahmen werden diese bei den bisher üblichen Spritzgießformen auftretenden Effekte im wesentlichen vermieden bzw. treten so selten auf, daß der bisher übliche hohe Ausschuß an nicht brauchbaren Compact Discs und der weiteren Informationsträgerplatten wesentlich herabgesetzt wurde.

Diese Ausführungen zu den Compact Discs gelten allgemein für die weiteren eingangs erläuterten Informationsträger. 15 Die Erfindung ist in der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Spritzgießmaschine mit den beiden Formhälften einer Spritzgießform und Fig. 2 die Spritzgießform aus Fig. 1 in einer vergrößerten Darstellung.

In Fig. 1 ist schematisch in Seitenansicht eine Spritzgießmaschine dargestellt. Sie besteht aus zwei auf einem Maschinengestell (1) angeordneten Ständerplatten (2) und (3), die mit vier Holmen (4), von denen nur zwei 20 sichtbar sind, einen feststehenden Rahmen bilden, auf dessen Holmen die verschiebbare Formaufspannplatte (5') verschiebbar angeordnet ist Die feststehende Ständerplatte ist zugleich die ortsfeste Formaufspannplatte für die aufgespannte und in Richtung zur verschiebbaren Formaufspannplatte zeigende Formhälfte (5).

Auf der der ortsfesten Formaufspannplatte zugewandten Seite der verschiebbaren Formaufspannplatte ist die Formhälfte (6) aufgespannt, die als Einsatz eine einspannbare Platte (7) zum Ausgestalten der Informationspits 25 aufweist.

Die verschiebbare Formaufspannplatte weist auf ihrer von der aufgespannten Formhälfte (6) abgewandten Seite die Schließeinheit (18) auf, die in an sich bekannter Weise einen Formzuhaltezylinder und einen Fahrzylinder aufweist.

Die ortsfeste Formaufspannplatte weist eine Düsenzentrierung (8) auf, zu der koaxial die Angußbohrung (9) 30 der auf ihr aufgespannten Formhälfte (5) angeordnet ist. Diese auf der ortsfesten Formaufspannplatte aufgespannte Formhälfte weist einen mit (10) bezeichneten Einsatz aus Keramikoxid auf, der als Ringscheibe ausgebildet ist und somit ebenfalls eine Bohrung aufweist, die die Fortsetzung der Angußbohrung der Formhälfte (5) ist.

Auf der von der Formhälfte (5) abgewandten Seite der ortsfesten Formaufspannplatte ist das Plastifizier- und 35 Einspritzaggregat angeordnet, das schematisch dargestellt und mit (11) bezeichnet ist Zum Spritzen einer Informationsträgerplatte wird zunächst durch eine entsprechende Beaufschlagung der Schließeinheit die Form in an sich bekannter Weise zugefahren, wobei beide Formhälften das Formnest zum Spritzen der Informationsträgerplatte, im vorliegenden Falle einer Compact Disc begrenzen. Gleichzeitig bzw. anschließend wird das Plastifizier- und Einspritzaggregat in Eingriff mit der Düsenzentrierung (8) gebracht und über die 40 Angußbohrung der Formhälfte (5) und die Bohrung des Einsatzes (10) plastifiziertes Material in das Formnest injiziert. Anschließend wird die Form aufgefahren, d. h. in die in der Figur dargestellte Stellung gebracht und die gespritzte Compact Disc mittels eines nicht dargestellten Robotras entnommen. Es zeigte sich in überraschender Weise, daß durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Einsatzes die bisher beim Spritzgießen von Compact Discs aufgetretenen und oben erläuterten Probleme im wesentlichen beseitigt sind und der Einsatz auch über lange 45 Zeit korrosionslos bleibt

Gleiches gilt auch für das Spritzgießen der anderen eingangs erwähnten Informationsträgerplatten.

Fig. 2 zeigt in vergrößerter Darstellung die aus den beiden Formhälften (5) und (6) bestehende Spritzgießform. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet Die Platte zum Ausgestalten der Informationspits ist mit einer an sich bekannten Spannhülse (13) in der Formhälfte (6) verspannt während zum 50 Festlegen des Einsatzes (10) ein Spannring (14) vorgesehen ist der in der aus der Figur ersichtlichen Weise die Keramikplatte in einer Randzone hält

Die beiden Formhälften weisen weiterhin Kanäle (15) und Kanäle (16) für ein Kühlmedium bzw. Heizmedium auf, so daß in an sich bekannter Weise die üblichen Temperaturgefälle der Spritzgießform eingestellt weiden können. 55 -3- 60

Claims (1)

1. 5 Nr. 390030 PATENTANSPRUCH Spritzgießform zum Herstellen von Informationsträgerplatten aus Polycarbonat bzw. Polymethylmethacrylat, die 10 auf der einen Seite Informationspits aufweisen, insbesondere von Compact-Discs, wobei die Formhälfte für die verschiebbare Formaufspannplatte einer Spritzgießmaschine eine Platte zum Ausprägen der Informationspits aufweist und die Formhälfte für die ortsfeste Formaufspannplatte im Bereich des Formnestes plan ist und die Angußbohrung zum Injizieren des plastifizierten Polycarbonats oder Polymethylmethaciylats in das von den beiden Formhälften in der Schließstellung begrenzte Formnest aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die IS Formhälfte (5) für die ortsfeste Formaufspannplatte im Bereich des Formnestes einen polierten Einsatz (10) aus Zirkonoxid oder Siliziumnitrid hat 20 Hiezu 2 Blatt Zeichnungen -4-