DE102010028882A1

DE102010028882A1 - Verfahren zur Herstellung eines optischen Datenträgers

Info

Publication number: DE102010028882A1
Application number: DE201010028882
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: Ecodisc Tech AG
Current assignee: Ecodisc Tech AG
Priority date: 2010-05-11
Filing date: 2010-05-11
Publication date: 2011-11-17

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren 1 zur Herstellung eines optischen Datenträgers 50, aufweisend die folgenden Schritte (a) Spritzprägen 10 eines Substrats 51 in einem Prägewerkzeug mittels Einspritzen von Kunststoff 14, (b) Abkühlen 20 des Substrats 51, (c) Stanzen 30 eines Innenlochs 52, wobei (d) der Stanzschritt 30 erst 1,2 Sekunden nach dem Abschluss des Einspritzvorgangs 14 oder später beginnt. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren 1 zur Herstellung eines optischen Datenträgers 50 bei dem ein Übergang 53 des Innenlochs 52 zu einem Klemmbereich 56 an der Mirrorseite 59 des Substrats 51 entgratet wird, sowie ein entsprechend hergestellter optischer Datenträger 50.

Description

1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft optische Datenträger, beispielsweise CDs, DVDs oder ähnliche und deren Herstellungsverfahren. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Aspekte der mechanischen Kompatibilität der optischen Datenträger mit entsprechenden Laufwerken.
2. Stand der Technik
Optische Datenträger, wie beispielsweise CDs, DVDs und ähnliche werden in der Regel mittels eines Spritzprägeverfahrens hergestellt. Beim Spritzprägen ist das Prägewerkzeug im Gegensatz zum Spritzgießverfahren leicht geöffnet. Es ergibt sich ein sog. Prägespalt, welcher 0.90 mm–0,95 mm beträgt. Der Spritzprägeprozess beginnt mit einem Aufdosieren von geschmolzenem Polycarbonat mit einer Materialtemperatur von 350°C. Anschließend wird das Werkzeug mittels eines Servomotors, welcher durch einen Zahnriemen mit einem Kniehebelsystem verbunden ist, auf den o. g. Prägespalt gefahren. Das geschmolzene Polycarbonat wird nun mit sehr hohem Druck innerhalb von 0,15 bis 0,17 Sekunden in das Werkzeug eingespritzt.
Ein Zurückfließen des geschmolzenen Polycarbonats während des Prägevorgangs wird durch weitere Nachdruckstufen verhindert. Kurz vor Abschluss des Einspritzprozesses (ca. 0,14–0,16 Sekunden nach dem Einspritzen) wird das Werkzeug vollständig geschlossen.
Sobald das Werkzeug geschlossen ist, tritt die Kühlphase ein und das geprägte Polycarbonat wird als Datenträgersubstrat abgekühlt. Während dieser Kühlphase wird mittels einer sich im Werkszeug befindlichen Stanze ein Innenloch in das schon erstarrte Polycarbonat gestanzt. Dieses Stanzen des erstarrten Materials wird „Hardcut” genannt. In einem anderen Verfahren, dem so genannten „Softcut”, wird das Innenloch des Datenträgers durch ein Verfahren der Stanze mittels eines Servomotors während des Einspritzens in das noch weiche Material hergestellt.
Nach dem Stanzvorgang öffnet sich das Werkzeug und das Datenträgersubstrat wird mit einem Greifarm dem Werkzeug entnommen.
Bei derart konventionellen hergestellten optischen Datenträgern treten Probleme beim Auswerfen, insbesondere bei sogenannten „Slot-In-Laufwerken” auf. Diese Auswurfproblematik tritt vermehrt bei sog. „dünnen DVDs” auf, deren Substrat im Bereich der Datenschicht dünner ausgeführt ist, als bei konventionellen DVDs und im Wesentlichen nur die Hälfte der Dicke von konventionellen DVDs beträgt.
Bei dem Versuch einen in ein Laufwerk eingeschobenen Datenträger auszuwerfen kann dieser im Laufwerk steckenbleiben und nicht ausgeworfen werden. Ein Auswurf ist dann nicht mehr durch das Hardware- oder Software-basierende Betätigen einer Auswurftaste möglich, sondern muss im Zuge eines „Notauswurfs” durch andere Mittel erwirkt werden. Dabei kann der Datenträger oder das Laufwerk beschädigt werden. Im ungünstigsten Fall lässt sich der Datenträger überhaupt nicht mehr aus dem Laufwerk entfernen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Datenträgers und optische Datenträger selbst bereitzustellen, bei denen die oben beschriebene Auswurfproblematik nicht mehr auftritt.
3. Zusammenfassung der Erfindung
Die oben genannte Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Datenträgers gemäß Patentansprüchen 1 und 8, sowie durch einen optischen Datenträger gemäß Patentanspruch 10, 11 oder 12.
Insbesondere wird die o. g. Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Datenträgers, aufweisend die folgenden Schritte: (a) Spritzprägen eines Substrats in einem Prägewerkzeug mittels Einspritzen von Kunststoff; (b) Abkühlen des Substrats; und (c) Stanzen eines Innenlochs, wobei (d) der Stanzschritt erst 1,2 Sekunden nach dem Abschluss des Einspritzvorgangs oder später beginnt.
Die Anmelderin hat erfindungsgemäß festgestellt, dass die Auswurfproblematik insbesondere bei dünnen DVDs, aber auch bei anderen optischen Datenträgern daher rührt, dass die Datenträger am Übergang zwischen Innenloch und Klemmbereich des Substrats einen mikroskopisch kleinen Grat aufweisen. Dieser Grat ist so ausgeprägt, dass ein Zentrierdorn eines Laufwerks, insbesondere der eines Slot-In-Laufwerks, sich mit seinen Halteelementen am Grat des Innenlochs verhakt und sich nicht mehr herausziehen lässt. Durch die beanspruchten Prozessparameter wird beim Herstellen der Datenträger verhindert, dass am Innenloch Grate entstehen. Insbesondere wird durch den späteren Beginn der Stanzung eine geringere Substrattemperatur erzielt, so dass die Stanzung sauberer und vor allem gratfrei erfolgt. Der Stanzschritt beginnt hierbei mindestens 0,2 Sekunden später als bei der Herstellung von DVDs üblich. Das Substratmaterial ist damit hart genug, um sauber und maßhaltig im „Hard-Cut-Verfahren” gestanzt zu werden. Damit erzielt man eine wesentliche verbesserte Qualität des Innenlochs des Datenträgers. Derart hergestellte optische Datenträger zeigen keine Probleme beim Auswurf aus Slot-In-Laufwerken, weil am Übergang zwischen Innenloch und Klemmbereich des Substrats kein Grat vorhanden ist.
Bevorzugt beträgt die Stanzdauer mindestens 0,7 Sekunden, bevorzugt 0,8 Sekunden. Damit dauert das Stanzen mindestens 0,2 Sekunden, bevorzugt 0,3 Sekunden länger als übliche Stanzvorgänge. Damit wird die Qualität der Zentrierlochstanzung weiter verbessert.
In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Temperatur des Prägewerkzeugs 88°C–92°C. Damit liegt die Temperatur des Prägewerkzeugs ungefähr 8°–12°K über den für die DVD-Herstellung üblichen Temperaturen des Prägewerkzeugs. Somit verlängert sich das „Prozessfenster” für den Spritzprägevorgang und die Stanzung. Dadurch können die einzelnen Prozessschritte wesentlich exakter terminiert werden, so dass auch die gewünschten Temperaturen genauer eingehalten werden, was die Qualität der erhaltenen optischen Datenträger wesentlich erhöht. Weiterhin werden wesentlich gleichmäßigere optische Datenträger erhalten, da die Streuung in den Dimensionen stark verringert wird.
Bevorzugt weist das Verfahren weiterhin den Schritt des Nachdrückens von Substratmaterial auf, wobei der Druck beim Nachdrücken in einer ersten Stufe im Wesentlichen 120 bar beträgt und in einer zweiten Stufe im Wesentlichen 100 bar beträgt. Der Druck beim Nachdrücken ist damit 50–60 bar niedriger als übliche Drücke bei der konventionellen DVD-Herstellung. Damit erhöht sich die Qualität des Substrats, da es wesentlich weniger „Materialstress” in Form von Schlieren zeigt als bei konventioneller Herstellungsweise. Insgesamt werden somit signifikant weniger fehlerhafte optische Datenträger produziert.
Bevorzugt dauert das Nachdrücken in der ersten und zweiten Stufe jeweils 0,10 Sekunden oder kürzer. Damit wird es ca. 0,05 Sekunden kürzer ausgeführt als beim konventionellen DVD-Herstellungsverfahren.
Bevorzugt beträgt die Abkühlzeit mindestens 0,2 Sekunden länger als für die Herstellung von DVDs üblich. Durch das sehr viel langsamere Abkühlen kann insbesondere der Stanzschritt genauer terminiert werden und daher exakt bei der für die Gratfreiheit vorteilhaften Stanztemperatur durchgeführt werden. Die damit verbundene Verlängerung der Prozesszeit und der verringerte Durchsatz der Anlage wird durch die wesentlich verbesserte Qualität der Datenträger und damit niedrigere Ausschussrate mehr als aufgehoben.
Bevorzugt beträgt die Abkühlzeit bei Verwendung einer DVD-Fertigungsanlage mindestens 1,3 Sekunden, bevorzugt 1,3–1,4 Sekunden und bei Verwendung einer CD-Fertigungsanlage mindestens 1,2 Sekunden, bevorzugt 2,2–2,3 Sekunden. Damit ist die Abkühlzeit auf einer CD Fertigungsanlage, die sich ebenfalls zur Herstellung dünner DVDs eignet – ca. 1,1 Sekunden länger – und damit fast doppelt so lang – als beim konventionellen Herstellungsverfahren. Auf einer DVD-Fertigungsanlage ist die Abkühlzeit mindestens 0,2 Sekunden länger als gewöhnlich.
Bevorzugt beträgt die Schließkraft des Prägewerkzeugs im Wesentlichen 250–270 kN. Sie liegt daher im Wesentlichen 50 kN niedriger als beim konventionellen DVD-Herstellungsverfahren. Auch dies erhöht die mechanische und optische Qualität des Datenträgers.
Die oben genannte Aufgabe wird ebenfalls gelöst, durch ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Datenträgers, aufweisend die folgenden Schritte: (a) Spritzprägen zumindest eines Substrats in einem Prägewerkzeug; (b) Abkühlen des Substrats auf eine Stanztemperatur; (d) Stanzen eines Innenlochs und (e) Entgraten des Übergangs des Innenlochs zu einem Klemmbereich an der Mirrorseite. Ein problemlos aus einem Slot-In-Laufwerk auswerfbarer optischer Datenträger wird auch erhalten, wenn die Kante bzw. der Übergang des Innenlochs insbesondere an der Mirrorseite entgratet wird. An dieser Kante ist die Gefahr einer Gratbildung beim Stanzen am höchsten. Durch ein maschinelles Entgraten wird ein beim Stanzen möglicherweise entstandener Grat zuverlässig entfernt.
Bevorzugt umfasst der Schritt des Entgratens mindestens einen der Schritte aus: (a) dem maschinellen Abfräsen des Grats, (b) dem maschinellen Abschleifen des Grats, (c) dem Abschmelzen des Grats durch Wärme und (e) den Abtragen des Grats mittels Laserstrahlung.
Bevorzugt weist das Substrat der o. g. Verfahren im Bereich der Datenschicht eine Dicke von 0,58 mm–0,62 mm auf. Wie erläutert, wird das Verfahren besonders vorteilhaft bei dünnen optischen Datenträgern angewendet, die sich dann problemlos auch aus Slot-In-Laufwerken auswerfen lassen. Die Anmelderin hat erkannt, dass dünne optische Datenträger aufgrund ihrer die höhere Substratflexibilität anfälliger für Auswurfprobleme aufgrund von Gratbildung am Innenloch sind als normal dicke und daher steifere Datenträger.
Die oben genannte Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch einen optischen Datenträger aufweisend ein Substrat mit einem Innenloch im Klemmbereich des Substrats, wobei der Übergang zwischen Innenloch und Klemmbereich des Substrats an der Mirrorseite gratfrei mit einer Abrundung versehen ist. Der Übergang zwischen Innenloch und Klemmbereich des Substrats an der Mirrorseite ist besonders anfällig für eine Gratbildung. Wird dieser Bereich insbesondere nach dem Spritzgießen mit einer Abrundung versehen, wird er hier entgratet und kann problemlos auch in Slot-In-Laufwerken verwendet werden.
Zudem wird die oben genannte Aufgabe gelöst durch einen optischen Datenträger aufweisend ein Substrat mit einem Innenloch im Klemmbereich des Substrats, wobei der Übergang zwischen Innenloch und Klemmbereich des Substrats an der Mirrorseite gratfrei mit einer Fase versehen ist. Wird der Übergang zwischen Innenloch und Klemmbereich des Substrats an der Mirrorseite insbesondere nach dem Spritzgießen mit einer Fase versehen, wird er hier entgratet und kann problemlos auch in Slot-In-Laufwerken verwendet werden.
Bevorzugt hat das Substrat des optischen Datenträgers im Bereich der Datenschicht eine Dicke von 0,58 mm–0,62 mm.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
4. Kurze Beschreibung der Zeichnung
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der zeigt:
1 eine Schnittansicht des inneren Bereichs einer dünne DVD;
2A ein vergrößertes Detail des Übergangs mit Grat zwischen einem Innenloch und dem Klemmbereich der in 1 dargestellten DVD;
2B ein vergrößertes Detail des Übergangs ohne Grat zwischen einem Innenloch und dem Klemmbereich der in 1 dargestellten DVD;
2C ein vergrößertes Detail des Übergangs mit Abrundung zwischen einem Innenloch und dem Klemmbereich der in 1 dargestellten DVD;
2D ein vergrößertes Detail des Übergangs mit Fase zwischen einem Innenloch und dem Klemmbereich der in 1 dargestellten DVD;
3 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens für optische Datenträger;
4 ein Ablaufdiagramm eines weiteren erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens für optische Datenträger; und
5 ein Ablaufdiagramm für einen Spritzprägevorgang.
5. Beschreibung bevorzugten Ausführungsformen
1 zeigt einen dünnen optischen Datenträger 50, beispielsweise eine dünne DVD, deren Substrat 51 im Bereich der Datenschicht 54 eine Dicke von nominal 0,6 mm (+/–0,02 mm) aufweist. Der Klemmbereich 56 des Datenträgers 50 ist dicker ausgebildet und weist bevorzugt eine Gesamtdicke von 1,2 mm–1,5 mm auf. Um den optischen Datenträger 50 in einem Laufwerk zu zentrieren, weist er in der Mitte ein Innenloch 52 auf, in das zur Zentrierung und Befestigung des Datenträgers 50 in einem Laufwerk ein Zentrierdorn eindringt.
3 zeigt die Schritte zur Herstellung des Substrats 51 eines optischen Datenträgers 50 insbesondere eine DVD. Das Herstellungsverfahren 1 umfasst den Schritt des Spritzprägens eines Substrats 10, den Schritt des Abkühlens des Substrats 20 und den Schritt des Stanzens des Innenlochs 30. Der Stanzschritt 30 kann nach dem Abkühlen oder während dem Abkühlen des Substrats 51 erfolgen.
Der eigentliche Spritzprägeschritt 10 ist genauer in 5 dargestellt. Beim Spritzprägen 10 ist das Prägewerkzeug im Gegensatz zum Spritzgießverfahren leicht geöffnet. Es ergibt sich ein sog. Prägespalt, welcher 0.90 mm–0,95 mm beträgt. Der Spritzprägeprozess beginnt mit einem Aufdosieren von geschmolzenem Polycarbonat 12 mit einer Materialtemperatur von 350°C.
Anschließend wird das Prägewerkzeug mittels eines Servomotors, welcher durch einen Zahnriemen mit einem Kniehebelsystem verbunden ist, auf den o. g. Prägespalt gefahren. Das geschmolzene Polycarbonat wird nun mit sehr hohem Druck innerhalb von 0,15 bis 0,17 Sekunden in das Werkzeug eingespritzt 14.
Danach wird das Werkzeug geschlossen 19 und das Substrat des optischen Datenträgers geprägt. Ein Zurückfließen des geschmolzenen Polycarbonats während des Prägevorgangs 19 wird durch Nachdruckstufen 16, 18 verhindert, in denen Polycarbonat in das Werkzeug gedrückt wird. Kurz vor Abschluss des Nachdrückens 16, 18 (ca. 0,14–0,16 Sekunden nach dem Einspritzen) wird das Werkzeug vollständig geschlossen.
Bei der Produktion von konventionellen DVDs sind die verwendeten Standardparameter darauf ausgelegt, eine möglichst geringe Zykluszeit und damit einen hohen Durchsatz zu erzielen. Durch die Verringerung der Zykluszeit verringern sich gleichzeitig das Prozessfenster für das Spritzprägen und dementsprechend auch die Qualität und qualitative Streuung der optischen Datenträger. Insbesondere kann sich dadurch am Übergang 53 zwischen dem Innenloch 52 und dem Klemmbereich 56 ein Grat 60 bilden, wie er in der stark vergrößerten Detailansicht von 2A dargestellt ist. Dieser Grat 60 verhakt sich mit Klemmelementen eines Zentrierdorns eines Laufwerks und behindert ein Auswerfen des Datenträgers 50, insbesondere bei Slot-In-Laufwerken.
Das Verfahren 1 zur Herstellung eines erfindungsgemäßen optischen Datenträgers 50 wird nun so modifiziert, dass das Prozessfenster für das Spritzprägen vergrößert wird, um dadurch die Parameter des Spritzprägeprozesses an eine qualitätsoptimierte Produktion zu ermöglichen.
Die Anmelderin hat nämlich erkannt, dass bei Anwendung der Stanzzeitpunktsparameter zur Produktion einer konventionellen DVD das verwendete Polycarbonat beim Stanzvorgang zu weich ist und Restmaterial am Rand des Innenloches 52 aufgeworfen wird. Es bildet sich also ein Grat 60. Um das Material auf die ideale Temperatur zu bringen, bei der es nicht zu weich aber auch noch nicht zu hart für den Stanzvorgang 30 ist, wurde der Stanzzeitpunkt um mindestens 0,2 Sekunden nach hinten verlegt. Der Stanzschritt 30 beginnt damit erst 1,2 Sekunden nach Abschluss des Einspritzvorgangs 14 oder sogar noch später. Weiterhin wird die Dauer des Stanzvorgangs 30 um mindestens 0,3 Sekunden verlängert. Damit Dauert der Stanzvorgang im Wesentlichen 0,8 Sekunden anstatt 0,5 Sekunden wie für DVDs üblich.
Das so hergestellte Substrat 51 hat als fertiger Datenträger 50 keinen Grat 60 bzw. Materialaufbau an der Wand des Innenlochs 52. Das Substrat 51 wird auf diese Weise gratfrei produziert, wie vergrößert im Detail der 2B dargestellt. Im Idealfall ergibt sich nach Stanzen 30 eine saubere gratfreie Kante 55 am Übergang zwischen Innenloch 52 und Klemmbereich 56. Die erfindungsgemäß hergestellten optischen Datenträger 50 zeigten in Versuchen keine Probleme beim Auswerfen aus Slot-In-Laufwerken.
Der zur Gratvermeidung entscheidende Parameter ist der Stanzzeitpunkt. Eine längere Dauer des Stanzvorganges in der Spritzprägeanlage erhöht weiterhin die Qualität der Stanzung. Zudem wirken sich Nachdruck, Schließkraft, Stanzentemperatur und die Werkzeugtemperaturen auf die Beschaffenheit des Innenbereiches und demnach auf einen möglichen Material- oder Grataufbau aus.
Um eine bessere Abformung der Datenstruktur aber auch eine homogenere Masse während des Stanzens 30 zu bewirken, wird die Temperatur des Prägewerkzeugs um 10°K erhöht. Da das Material nun länger weich ist, ist es auch möglich die Schließkraft des Presswerkzeugs signifikant zu verkleinern, um den Materialstress so gering wie möglich zu halten und damit die optischen Eigenschaften des Datenträgers zu verbessern.
Um beim Abschluss des Einspritzvorgangs das Material in der Form zu halten wird der Nachdruck auf einen Wert von 100–120 bar eingestellt. Dieser hat ebenfalls einen Einfluss auf die Verbiegung und die Dicke der Disc, speziell im Innenbereich. Zudem benötigt man den Nachdruck um den Anguss richtig auszuformen.
Ist der Nachdruck zu gering, kann der Anguss in einer Angussbuchse des Werkzeuges stecken bleiben, so dass es zu einer Unterbrechung des laufenden Prozesses kommt. Zur Verringerung der Dicke im Innenbereich des Substrats wird die Stärke des Nachdrucks und die Dauer des Nachdruckes verringert.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel beschrieben, in dem eine erfindungsgemäße DVD auf einer elektrischen Spritzgussmaschine vom Typ „E-Mould” in Verbindung mit einem Axxicon Mould Typ STD gefertigt wird. Die erfindungsgemäße DVD ist bevorzugt eine sog. „EcoDisc” wie sie von der Anmelderin hergestellt und vertrieben wird und deren Substratdicke im Wesentlichen nur 0,6 mm beträgt. Die fertige EcoDisc ist daher lediglich halb so dick verglichen mit einer konventionellen DVD, was eine Halbierung des verwendeten Polycarbonats bedeutet.
Es wird eine konstante Kühlwassertemperatur von 16°C +/– 2°C und ein konstanter Kühlwasserdruck von Minimum 6 bar eingestellt. Weiterhin wird ein ausreichend getrocknetes Polycarbonat verwendet, das mindestens 4 h bei 120°C vorgetrocknet wurde. Schließlich wird ein konstanter Luftdruck in der Fertigungsanlage von Minimum 6 bar eingestellt.
Um nun optisch und mechanisch optimale Datenträger und insbesondere dünne DVDs ohne Grat zu erhalten, werden die Standard-DVD-Prozessparameter wie folgt abgeändert:

• Der Stanzzeitpunkts beginnt erst 1,2 Sekunden nach dem Abschluss des Einspritzvorgangs oder später;
• Verlängerung des Stanzvorgangs um 0,30 Sekunden auf mindestens 0,80 Sekunden;
• Verlängerung der Abkühlzeit bei DVD-Fertigungsanlagen auf 1,3–1,4 Sekunden und bei CD-Fertigungsanlagen auf 2,2–2,3 Sekunden;
• Erhöhung der Werkzeugtemperaturen um 10°C;
• Verringerung der Schließkraft von 320 kN auf 260 kN;
• Verringern des Drucks beim Nachdrücken in der ersten und zweiten Stufe um 50–60 bar; und
• Verringern der Zeit des Nachdrückens um jeweils 0,05 Sekunden pro Stufe.

Mit den obigen Maßnahmen konnte ein Grat 60 oder ein Materialaufbau am Innenloch 52 vollständig vermieden werden.

Die folgende Tabelle stellt die Parameter zur Herstellung eines von zwei Substraten einer konventionellen DVD und einer erfindungsgemäß hergestellten DVD (insbesondere einer EcoDisc DVD) gegenüber. Die verwendeten Materialien zur Herstellung beider Produkte sind identisch.

Nachdruck	Konventionelle DVD		erfindungsgemäße DVD
Stufe	1. Stufe	2. Stufe	1. Stufe	2. Stufe
Druck in bar	180	150	120	100
Zeit in sec.	0,15	0,15	0,10	0,10
Werkzeugtemperatur	Konventionelle DVD		erfindungsgemäße DVD
Mirror FH in °C	80		92
Mirror MH in °C	80		88
Mirror CC in °C	79		89
Mirror CB in °C	79		89
Stanze	Konventionelle DVD		erfindungsgemäße DVD
Stanzzeit in sec.	1,0		1,2
Stanzdauer in sec.	0,50		0,80
Kühlzeit	Konventionelle DVD		erfindungsgemäße DVD
Zeit in sec.	1,10		2,2–2,3 (1,3–1,4 bei anderen DVD-Anlagen)
Schließkraft	Konventionelle DVD		erfindungsgemäße DVD
Schließkraft in kn	300–320		250–270
Substratdicke	Konventionelle DVD		erfindungsgemäße DVD
in μm	570–620		580–600

4 zeigt ein weiteres erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren 2 zur Herstellung eines mechanisch optimierten optischen Datenträgers 50. Die Verfahrensschritte des Spritzprägens 10 eines Substrats 50, des Abkühlens des Substrats 20 und des Stanzens des Innenlochs 30 können sowohl mit den Standardparametern zur Herstellung einer DVD oder nach dem oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren 1 durchgeführt werden.
Das Verfahren 2 der 4 weist im Vergleich zum obigen Verfahren 1 den zusätzlichen Schritt des Entgratens 40 des optischen Datenträgers auf. Insbesondere wird die Kante, bzw. der Übergang 53 des Innenlochs 52 an der Mirrorseite 59 des Substrats 51 entgratet, um einen möglicherweise vorhandenen Grat 60 zu entfernen. Dieses Entraten 40 kann auf unterschiedliche Weise geschehen. Der Grat 60 kann maschinell mit einem entsprechenden Fräser abgefräst bzw. weggeschnitten werden. Weiterhin ist es möglich, den Grat 60 mit einem passenden Schleifmittel, beispielsweise einem Formschleifer abzuschleifen.
Um beim Schleifen oder Fräsen entstehende Späne oder Staub zu vermeiden, kann ein Grat 60 auch mittels lokal aufgebrachter Wärme abgeschmolzen werden. Hier muss der Wärmeeintrag genau dosiert werden, damit die Wand des Innenlochs 52 nicht beschädigt oder verformt wird.
Schließlich kann ein Grat 60 auch mittels Laserstrahlung abgetragen werden. Hierbei kann ein Laser den Grat 60 entweder soweit erwärmen, dass er in das Substrat hinein abschmilzt, oder der Laser verdampft das Material des Grats 60.
Wie in 2C dargestellt, entsteht durch das Entgraten 40 bevorzugt ein Übergang 53 zwischen Innenloch 52 und Klemmbereich 56 des Substrats 51 an der Mirrorseite 59, der gratfrei abgerundet ist. Die Abrundung 57 geht bevorzugt stetig, stufen- und kantenfrei in das Innenloch 52 über.
Wie in 2D dargestellt, kann durch das Entgraten 40 auch ein Übergang 53 zwischen Innenloch 52 und Klemmbereich 56 des Substrats 51 an der Mirrorseite 59 gebildet werden, der gratfrei mit einer Fase 58 versehen ist.
Dieses Verfahren 2 mit Entgraten 40 eignet sich ebenfalls besonders für dünne optische Datenträger 50, deren Substrat 51 im Bereich der Datenschicht 54 lediglich eine Dicke von 0,58 mm–0,62 mm aufweist. Hierbei kann der Spritzprägevorgang 10, das Abkühlen 20 und das Stanzen 30 schneller durchgeführt werden als beim Verfahren 1 so dass sich insgesamt der Durchsatz erhöht.
Bezugszeichenliste

1: Verfahren zur Herstellung optischer Datenträger
2: Verfahren zur Herstellung optischer Datenträger
10: Spritzprägen
12: Aufdosieren
14: Einspritzen
16: Nachdrücken in erster Stufe
18: Nachdrücken in zweiter Stufe
19: Schließen des Werkzeugs
20: Abkühlen
30: Stanzen
40: Entgraten
50: optischer Datenträger
51: Substrat
52: Innenloch
53: Übergang
54: Bereich der Datenschicht
55: Kante
56: Klemmbereich
57: Abrundung
58: Fase
59: Mirrorseite

Claims

Verfahren (1) zur Herstellung eines optischen Datenträgers (50), aufweisend die folgenden Schritte: a. Spritzprägen (10) eines Substrats (51) in einem Prägewerkzeug mittels Einspritzen von Kunststoff (14); b. Abkühlen (20) des Substrats (51); c. Stanzen (30) eines Innenlochs (52); wobei d. der Stanzschritt (30) erst 1,2 Sekunden nach dem Abschluss des Einspritzvorgangs (14) oder später beginnt.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Stanzdauer mindestens 0,7 Sekunden, bevorzugt 0,8 Sekunden beträgt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Temperatur des Prägewerkzeugs 88°C–92°C beträgt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1–3, weiterhin aufweisend den Schritt des Nachdrückens (16, 18) von Substratmaterial, wobei der Druck beim Nachdrücken in einer ersten Stufe (16) im Wesentlichen 120 bar beträgt und in einer zweiten Stufe (18) im Wesentlichen 100 bar beträgt.
Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei das Nachdrücken (16, 18) in der ersten und zweiten Stufe jeweils 0,10 Sekunden oder weniger dauert.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1–5, wobei die Abkühlzeit mindestens 0,2 Sekunden länger dauert als für die Herstellung von DVDs üblich
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1–6, wobei die Abkühlzeit bei Verwendung einer DVD-Fertigungsanlage mindestens 1,3 Sekunden, bevorzugt 1,3–1,4 Sekunden und bei Verwendung einer CD-Fertigungsanlage mindestens 2,2 Sekunden bevorzugt, 2,2–2,3 Sekunden beträgt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1–7, weiterhin aufweisend den Schritt des Schließens des Prägewerkzeugs (19), wobei die Schließkraft im Wesentlichen 250–270 kN beträgt.
Verfahren (2) zur Herstellung eines optischen Datenträgers (50), aufweisend die folgenden Schritte: a. Spritzprägen (10) zumindest eines Substrats (51) in einem Prägewerkzeug; b. Abkühlen des Substrats (51) auf eine Stanztemperatur; c. Stanzen (30) eines Innenlochs (51); d. Entgraten des Übergangs (53) des Innenlochs (52) zu einem Klemmbereich (56) an der Mirrorseite (59) des Substrats (51).
Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei der Schritt des Entgratens mindestens einen der folgenden Schritte umfasst: a. maschinelles Abfräsen des Grats (60); b. maschinelles Abschleifen des Grats (60); c. Abschmelzen des Grats (60) mittels Wärme; und d. Abtragen des Grats (60) mittels Laserstrahlung.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1–10, wobei das Substrat (51) im Bereich der Datenschicht (54) eine Dicke von 0,58 mm–0,62 mm aufweist.
Optischer Datenträger (50) aufweisend ein Substrat (51) mit einem Innenloch (52) im Klemmbereich (56) des Substrats (51), wobei zumindest der Übergang (53) zwischen Innenloch (52) und Klemmbereich (56) des Substrats (51) an der Mirrorseite (59) gratfrei mit einer Abrundung (57) versehen ist.
Optischer Datenträger (50) aufweisend ein Substrat (51) mit einem Innenloch (52) im Klemmbereich (56) des Substrats (51), wobei zumindest der Übergang (53) zwischen Innenloch (52) und Klemmbereich (56) des Substrats (51) an der Mirrorseite (59) gratfrei mit einer Fase (58) versehen ist.
Optischer Datenträger (50) hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1–11, aufweisend einen gratfreien Übergang (53) zwischen einem Innenloch (52) und einem Klemmbereich (56) eines Substrats (51) an der Mirrorseite (59).
Optischer Datenträger (50) gemäß einem der Ansprüche 12–14, wobei das Substrat (51) im Bereich der Datenschicht (54) eine Dicke von 0,58 mm–0,62 mm aufweist.