DE2658527C2 - Verfahren zur Herstellung plattenförmiger Informationsträger - Google Patents

Verfahren zur Herstellung plattenförmiger Informationsträger

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DE2658527C2 DE19762658527 DE2658527A DE2658527C2 DE 2658527 C2 DE2658527 C2 DE 2658527C2 DE 19762658527 DE19762658527 DE 19762658527 DE 2658527 A DE2658527 A DE 2658527A DE 2658527 C2 DE2658527 C2 DE 2658527C2
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Description

50
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung plattenförmiger Informationsträger aus thermoplastischem Material, insbesondere für optisch abtastbare Informationsträger hoher Speicherdichte, beispielsweise Bildplatten, unter Verwendung einer heiz- und kiihlbaren Presse.
Zur Herstellung von scheibenförmigen Informationsträgern aus thermoplastischem Material, z.B. Audio- und Videoplatten, werden bekanntlich Preß- oder Spritzpreßverfahren angewendet, die in üblicher Weise nach dem in F i g. 1 dargestellten Temperatur- bzw. Druck-Zeitdiagramm arbeiten. Danach ergibt sich ein Heiz/Druckzyklus, bei dem das zu verformende Material zunächst auf die maximale Verarbeitungstemperatur Tv erhitzt und gleichzeitig mit dem sogenannten Auspreßdruck Pa beaufschlagt wird. Während dieser Auspreßdruck PA noch für einige Sekunden beibehalten wird, setzt bereits der Abkühlungsvorgang (TK=Temperatur des Kühlmediums) ein, wobei das Material über die sogenannte Glastemperatur To bis zur Entformungstemperatur Te abgekühlt wird. Beim Erreichen der Entformungstemperatur wird die Presse geöffnet und der soeben gefertigte Informationsträger aus der Presse entnommen. Bei einem derartigen: Herstellungsverfahren ergeben sich jedoch, insbesondere aufgrund des Reibungswiderstandes zwischen Preßmatrize und dem während des Auspreßvorgangs radial nach außen drängenden Trägermaterial, entsprechend radial gerichtete Spannungen, die ihrerseits bei einer nachfolgenden Temperaturbeanspruchung, z. B. während der Lagerung unterschiedliche Deformationen, wie Welligkeiten, Materialverzug, oder dergL, im Trägerkörper verursachen. Diese negativen Erscheinungen werden meist durch unvermeidbare Forminhomogenitäten, ungleiche Temperaturverläufe in der Preßform, mechanische Deformationen von Form- und Pressenteilen sowie durch Masseinhomogenitäten noch erheblich verstärkt Letztlich führt dies dann zu derart großen Geometrieverzerrungen (insbesondere Höhen- und Seitenschlag), daß ein störungsfreier Auslesevorgang, insbesondere bei optisch abtastbaren Informationsträgern, nicht immer gewährleistet ist
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nun darin, den Herstellungsprozeß für plattenförmige Informationsträger aus thermoplastischem Material so weit zu verbessern, daß die aufgezeigten Fehlerquellen weitgehend ausgeschaltet werden können.
Ausgehend von einem Verfahren der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einer ersten Aufheiz- und Auspreßphase das zu verformende Material auf eine maximale Verarbeitungstemperatur (Auspreßtemperatur) erhitzt und mit einem konstanten Auspreßdruck beaufschlagt wird und daß dieser ersten Phase wenigstens eine weitere Heiz/Druckphase folgt, in der das Material erneut auf einen Temperaturwert zwischen Glastemperatur und Auspreßtemperatur erhitzt und gleichzeitig mit einem gegenüber der ersten Phase größeren Druck gepreßt wird.
Gemäß einem weiteren Lösungsvorschlag kann die gestellte Aufgabe auch dadurch gelöst werden, daß in einer ersten Aufheiz- und Auspreßphase das zu verformende thermoplastische Material auf eine maximale Verarbeitungstemperatur (Auspreßtemperatur) erhitzt und mit einem konstanten Auspreßdruck beaufschlagt wird und daß daran anschließend das Material bis zu einer Temperatur zwischen Glastemperatur und Verarbeitungstemperatur abgekühlt wird und sodann der anfängliche Auspreßdruck langsam und stetig verringert wird.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind den Merkmalen der Unteransprüche entnehmbar.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt
F i g. 2 ein Temperatur/Druck-Zeitdiagramm für ein Herstellungsverfahren gemäß der Erfindung,
F i g. 3 ein Schnittbild eines nicht nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren hergestellten Trägerkörpers,
F i g. 4 ein Schnittbild eines erfindungsgemäß hergestellten Trägerkörpers,
F i g. 5 und 6 zwei weitere Temperatur/Druck-Zeit-
diagramme gemäß der Erfindung.
Das Herstellungsverfahren gemäß dem in den Fig.2 dargestellten Diagramm arbeitet in seiner ersten Heiz/Druckphase im wesentlichen nach dem anhand der Fig. 1 erläuterten Schema, d.h. in der Weise, daß das zu verformende Material zwischen heiz- und kühlbaren Preßformen auf die sogenannte Verarbeitungstemperatur Ty erhitzt und gleichzeitig einem sogenannten Auspreßdruck PA ausgesetzt wird. Sobald die Verarbeitungstemperatur 7V erreicht ist, setzt der Kühlvorgang ein, wobei das Material über die sogenannte Glastemperatur Tg bis in die Nähe der Entformungstemperatur Te abgekühlt wird. Der Auspreßdruck Pa bleibt Ln diesem Zeitraum konstant Nun setzt eine zweite Heiz/Druckphase ein, dergestalt, daß das Material nochmals auf einen Wert zwischen der Glastemperatur Tq und der Verarbeitungstemperatur Tv, vorzugsweise bis nahe an die Verarbeitungstemperaiur erhitzt und gleichzeitig der Druck beträchtlich erhöht wird. Der:Wert des in dieser zweiten Phase angewandten Nachdrucks Pn beträgt dabei vorzugsweise das Fünf- bis Zwanzigfache des Auspreßdruckes Pa der ersten Phase. Anschließend erfolgt ein zweiter Kühlvorgang, bis die Entformungstemperatur erreicht ist, worauf die Presse geöffnet und damit auch die Druckphase beendet wird. Bei den gestrichelt dargestellten Kurven ergeben sich etwas kürzere Preßzyklen, weil hier nach der ersten Kühlphase bereits vor Erreichen der Entformungstemperatur die zweite Heiz/Druckphase eingeleitet wird.
Der mit einem derartigen Verfahren erzielbare Effekt ergibt sich aus den in den F i g. 3 und 4 dargestellten Schnittbildern. Die in F i g. 3 dargestellten Radialspannungen, wie sie bei einem Herstellungsprozeß bekannter Art gemäß F i g. 1 auftreten, lassen sich dadurch erklären, daß beim Kühlprozeß die Außenfläche des Trägerkörpers bereits zu einem Zeitpunkt zu erstarren beginnt, wenn die inneren Materialschichten noch flüssig sind. Letztere werden deshalb durch den noch vorhandenen Druck radial nach außen gedrängt, so daß zwischen den äußeren und inneren Materialschichten eine Scherwirkung auftritt Dieser Störeffekt wird mit Hilfe des Herstellungsverfahrens gemäß Fig.2 in der Weise beseitigt daß man den Trägerkörper bei erhöhtem Druck nochmals erhitzt so daß auf der Außenseite kurzzeitig eine höhere Temperatur als im Innern auftritt und dadurch vorher verursachte Materialspannungen, wie aus Fig.4 ersichtlich, abgebaut werden.
Das in F i g. 5 gezeigte Diagramm stellt eine Abwandlung des Herstellungsverfahrens gemäß F i g. 2 in der Weise dar, daß auf die erste Heiz/Druckphase weitere Heiz-/Nachdruckphasen folgen, wobei der Nachdruck Pn \ der ersten Nachdruckphase nochmals sprunghaft erhöht wird und z. B. in der zweiten Naehdruckphase den Wert PN2 erreicht Aufgrund des zunehmenden Druckes kann in den beiden Nachdruckphasen ein entsprechend niedrigerer Temperaturwert gewählt werden. Die Aufteilung in mehrere Einzelschritte ermöglicht dabei einen gleichmäßigeren Abbau der Materialspannungen.
Ein weiteres Temperatur-Druck-Diagramm entlang der Zeitachse ist in Fi g. 6 dargestellt. Dieses Verfahren arbeitet in der Weise, daß das Material nach der ersten Heiz/Druckphase bei maximaler Verarbeitungstemperatur Tv und dem Auspreßdruck Pa zunächst bis zur Glastemperatur To oder knapp darüber abgekühlt wird. In der nun beginnenden zweiten Phase, in der das Material auf dem etwas ermäßigten Temperaturniveau verharrt wird dann der Auspreßdruck langsam und stetig abgesenkt. Schließlich folgt auch hier die endgültige Abkühlung bis zur Entformungstemperatur Te und die Beendigung der Druckphase. Mit dieser Maßnahme, bei der das Material im Bereich der Glastemperatur gehalten und gleichzeitig der Druck langsam abgesenkt wird, ist ebenfalls die Gewähr für eine weitgehend spannungsfreien Trägerkörper gegeben.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung plattenförmiger Informationsträger aus thermoplastischem Material, insbesondere für optisch abtastbare Informationsträger hoher Speicherdichte, beispielsweise Bildplatten, unter Verwendung einer heiz- und kühlbaren Presse, dadurch gekennzeichnet, daß in einer ersten Aufheiz- und Auspreßphase das zu w verformende thermoplastische Material auf eine maximale Verarbeitungstemperatur (Auspreßtemperatur) erhitzt und mit einem konstanten Auspreßdruck beaufschlagt wird und daß dieser ersten Phase wenigstens eine weitere Heiz/Druckphase folgt, in is der das Material erneut auf einen Temperaturwert zwischen Glastemperatur und AuspreEtemperatur erhitzt und gleichzeitig mit einem gegenüber der ersten Phase größeren Druck gepreßt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- » zeichnet, daß bei den einzelnen auf die erste Phase folgenden Heiz/Druckphasen ein jeweils stufenweiser erhöhter Druck angewendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei zunehmenden Druckwerten ein jeweils entsprechend geringerer, zwischen Glas- und Auspreßtemperatur liegender Temperaturwert gewählt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Material zwischen den einzelnen Heizphasen auf unterhalb der Glastemperatur liegende Temperaturwerte abgekühlt wird.
5. Verfahren zur Herstellung plattenförmiger Informationsträger aus thermoplastischem Material, insbesondere für optisch abtastbare Informationsträger hoher Speicherdichte, beispielsweise Bildplatten, unter Verwendung einer heiz- und kühlbaren Presse, dadurch gekennzeichnet, daß in einer ersten Aufheiz- und Auspreßphase das zu verformende thermoplastische Material auf eine maximale Verarbeitungstemperatur (Auspreßtemperatur) erhitzt und mit einem konstanten Auspreßdruck beaufschlagt wird und daß daran anschließend das Material bis zu einer Temperatur zwischen Glastemperatur und Verarbeitungstemperatur abgekühlt wird und sodann der anfängliche Auspreßdruck langsam und stetig verringert wird.
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