DE3740375A1

DE3740375A1 - Verfahren zur formung von plastikmaterial zu scheibenfoermigen substraten fuer einen aufzeichnungstraeger fuer optische informationen

Info

Publication number: DE3740375A1
Application number: DE19873740375
Authority: DE
Inventors: Junichiro Kudo; Yoshihiro Shimizu
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1986-11-28
Filing date: 1987-11-27
Publication date: 1988-06-01
Anticipated expiration: 2007-11-28
Also published as: DE3740375C2; KR880006028A; GB8727782D0; KR950012859B1; US4879082A; JPH0675888B2; JPS63135211A; GB2199280B; FR2607440B1; FR2607440A1; GB2199280A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Spritzgießen von scheibenförmigen Substraten für einen Aufzeichnungsträger für optische Informationen, wie z. B. ein magneto-optisches Speichermedium oder ein einmal beschreibbares Speicherme dium aus Polycarbonatharzen.

Außer Compact- oder Videodisks sind für die entsprechenden optischen Aufzeichnungsgeräte verschiedene Typen anderer optischer Aufzeichnungsmedien bekannt, wie z. B. einmal be schreibbare optische Scheiben, löschbare optische Scheiben oder magneto-optische Scheiben. Diese Scheiben enthalten eine Aufzeichnungsschicht für optische Informationen, die auf einer transparenten Scheibe aus Polycarbonatharz oder PMMA (Polymethethylmethacrylat)-Harz gebildet ist. Beim Herstellen solcher Scheiben werden verschiedene Anforderun gen gestellt.

Diese betreffen z. B. eine reduzierte Doppelbrechung, wor unter man eine Phasenverschiebung zwischen dem auf die Scheibe einfallenden Auslesesignal und dem reflektierten Licht versteht und die hauptsächlich durch innere Spannun gen in der Scheibe verursacht wird, weiterhin optimale Übergangseigenschaften und Oberflächenglätte sowie geringe Verschmutzung und Einbiegung (Verzerrungen) der gebildeten Oberfläche. Die wichtigste Anforderung an magnetooptische Scheiben ist jedoch die Reduzierung der in der transparen ten Scheibe verursachten Doppelbrechung, da sie zum Ausle sen von Signalen vorgesehen ist, die nur minimale Drehungen der Polarisationsebene des einfallenden Laserlichts verur sachen.

Unter diesen Umständen erfolgte die Entwicklung der Spritz gußtechnik in verschiedenen Richtungen, so daß es nunmehr möglich ist, Polycarbonat-Harzscheiben herzustellen, die zum Zeitpunkt der Herstellung nahezu frei von Doppelbre chungen sind.

Als Ergebnis weiterer Untersuchungen ergab sich jedoch, daß es zwar möglich ist, eine Scheibe mit nur geringer Doppel brechung im ersten Stadium nach Abschluß des auf herkömmli che Weise durchgeführten Spritzgusses herzustellen, die Doppelbrechung sich aber während des Gebrauchs stetig än derte, und zwar zur Minusseite verschob, was eine Erhöhung der Doppelbrechung zur Folge hatte. Diese Tendenz tritt besonders im inneren Bereich einer mit einem zentralen La ger versehenen magneto-optischen Scheibe auf, wobei die zentrale Lagerung eine genaue Positionierung im Verhältnis zu dem Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät sicherstellen soll. Bei Verwendung in einem solchen Gerät wird es z. B. schwierig, aufgrund von erhöhten Doppelbrechungen einen normalen Betrieb sicherzustellen.

Bei der vorliegenden Erfindung soll die Polarität der Dop pelbrechung, d. h. Minus oder Plus, in der Weise festgelegt werden, daß die Richtung, in die sich die Doppelbrechung im inneren Bereich einer auf 100°C erhitzten Scheibe ändert, als Minus bezeichnet wird, die entgegengesetzte Richtung als Plus. Doppelbrechungen treten auf, wenn Licht durch ein Medium mit verschiedenen Brechungsindizes entlang dieser Richtung innerhalb derselben Ebene läuft, wobei ein solches Medium anisotrop in bezug auf den Brechungsindex ist. Be zeichnet man z. B. den Brechungsindex in einer bestimmten Richtung (x-Richtung) als n _x und in einer Richtung senk recht dazu (y-Richtung) als n _y, so wird eine Phasenver schiebung zwischen der x-Komponente (Licht mit einer Pola risationsebene parallel zur x-Richtung) und der y-Komponen te (Licht mit einer Polarisationsebene parallel zur y-Rich tung) verursacht. Die Phasendifferenz δ ist gegeben durch:

δ = 2 π/λ · (n _x-n _y) · d (1)

wobei δ die Wellenlänge des Lichts und d die vom Licht im Medium zurückgelegte Strecke bedeuten. Die Richtung, in der sich die Phasendifferenz δ des transmittierten Lichts zeit lich oder unter den oben beschriebenen Hitzebedingungen än dert, wurde als Minusrichtung definiert, die dazu entgegen gesetzte Richtung als Plusrichtung.

Auch wenn es möglich wäre, eine Scheibe mit anfänglicher Doppelbrechung in Plusrichtung zu fertigen, um die oben be schriebenen zeitlichen Änderungen zu berücksichtigen, müs sen gegenwärtig noch andere Eigenschaften dafür geopfert werden.

Das bedeutet, daß zur Herstellung einer Scheibe mit Doppel brechung in Plusrichtung die Temperatur des Harzes oder der Mantelform während des Spritzgusses erhöht werden muß. Eine Erhöhung der Mantelformtemperatur führt jedoch zu gekrümm ten oder verwölbten Scheiben und geringerer Ebenheit, wäh rend eine Erhöhung der Harztemperatur eine Zersetzung des Harzes und verstärkte Verschmutzung zur Folge hat. Wenn die Formung unter geringerem Druck stattfindet, ist es möglich, eine Scheibe mit Doppelbrechung in Plusrichtung zu erzie len. In diesen Fall werden jedoch die Übergangscharakteri stiken verschlechtert, außerdem wird es schwierig, die Ebenheit der auf das Lager bezogenen Bezugsebene sicherzu stellen, weiterhin wird der Scherwinkel vergrößert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Formung von Plastikmaterial zu einem schei benförmigen Substrat für einen Aufzeichnungsträger für op tische Informationen anzugeben.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patentan spruch 1 angegeben. Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens zum Inhalt.

Das der Erfindung zugrunde liegende Verfahren umfaßt die Schritte des Einspritzens von geschmolzenem Harz in einen aus einer festen und einer beweglichen Mantelform gebilde ten Hohlraum unter Anwendung von Formschließdruck zwischen den Mantelformen, um ein scheibenförmiges Substrat zu bil den; des Absenkens des Formschließdrucks nach einer be stimmten Zeit nach Abschluß des Einspritzen des Harzes und seiner teilweise Verfestigung; des Haltens des Harzes in der Mantelform unter verringertem Formschließdruck, bis das Harz verfestigt ist; sowie schließlich des Entfernens des formgepreßten Substrats aus der Mantelform.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet vor allem den Vor teil, daß das hergestellte Scheibensubstrat im Laufe der Zeit nur geringe Doppelbrechungen aufzeigt und seine Über gangscharakteristiken der Stempeloberfläche gut sind.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung des Verfah rens anhand der Zeichnung. Es zeigt:

Fig. 1 die schematische Seitenansicht einer beispielhaf ten Spritzgußmaschine, mit der das erfindungsgemä ße Verfahren ausgeführt wird,

Fig. 2 den Zustand, bei dem die Mantelform geschlossen ist,

Fig. 3 den Verfahrensschritt, bei dem das geschmolzene Harz eingefüllt wird,

Fig. 4 die Formzuhaltung,

Fig. 5 die schematische Seitenansicht eines anderen Bei spiels einer Formschließeinheit einer Spritzgußma schine,

Fig. 6 den Zusammenhang zwischen dem Zeitpunkt des Nach lassens des Formdrucks und dem anfänglichen Wert der Doppelbrechung der Scheibe,

Fig. 7 den Zusammenhang zwischen dem anfänglichen Wert der Doppelbrechung im Vergleich zur Doppelbrechung nach dem Vergüten,

Fig. 8 die zeitliche Darstellung der Veränderungen der inneren Drücke in der Metallmantelform bei einem erfindungsgemäßen Verfahren,

Fig. 9 eine Darstellung der anfänglichen Werte der Dop pelbrechung in radialer Richtung der Scheibe, wie sie bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auftreten und dieselben Werte nach dem Vergüten,

Fig. 10 die zeitliche Darstellung der Veränderungen der inneren Drücke der Metallmantelform bei einem her kömmlichen Verfahren, und

Fig. 11 die Darstellung der anfänglichen Werte der Doppel brechung in radialer Richtung einer Scheibe, die nach einem herkömmlichen Verfahren hergestellt wurde, sowie die gleichen Werte nach dem Vergüten.

Untersuchungen haben gezeigt, daß der anfängliche Wert der Doppelbrechung durch den Zeitpunkt des Nachlassens des Formschließdrucks beeinflußt werden kann, und zwar bevor sich die Scheibe vollständig verfestigt hat.

Ausgehend von diesen Ergebnissen beruht die Erfindung auf einem Spritzgußverfahren zur Herstellung einer Scheibe, bei dem das geschmolzene Harz in einen zwischen einer stationä ren Metallmantelform und einer beweglichen Metallmantelform gebildeten Hohlraum in Form einer Scheibe eingelassen wird, wobei das Verfahren im wesentlichen im Nachlassen des Form schließdrucks der beweglichen Metallmantelform zu einer be stimmten Zeit nach Abschluß des Einspritzvorgangs und bevor das Harz sich verfestigt hat, dem Halten des Harzes in diesem Stadium, bis es verfestigt ist, sowie dem Entfernen der formgepreßten Harzscheibe besteht.

Bei der Formung einer Scheibe durch Einspritzen von ge schmolzenem Harz in einen zwischen einer stationären und einer beweglichen Mantelform gebildeten Hohlraum kann die Doppelbrechung insbesondere an der Innenseite der Scheibe zur Beeinflussung des anfänglichen Werts der Doppelbrechung in Plusrichtung verschoben werden, wenn der auf die Metall mantelform aufgebrachte Formschließdruck nach Beendigung des Einspritzvorgangs des Harzmaterials und vor Verfesti gung des Harzes verringert wird, wobei der anfängliche Wert der Doppelbrechung vom Zeitpunkt des Nachlassens des Drucks abhängt.

Außerdem werden zufriedenstellende Übergangscharakteristi ken erzielt, wenn der gleichförmige Druck unmittelbar nach dem Einspritzvorgang mit einem vorgeschriebenen Form schließdruck auf die gesamte Oberfläche der Scheibe aufge bracht wird. Da der Formschließdruck nach Verfestigung ei nes bestimmten Teils der Peripherie nachgelassen wird, be steht nicht die Gefahr der negativen Beeinflussung der Übergangscharakteristiken.

Da außerdem die Metallmantelform auch nach Nachlassen des Formschließdrucks an der Scheibe angelegt bleibt, besteht nicht die Gefahr der Verbiegung oder Verwölbung.

Eine erfindungsgemäße Ausführungsform des Spritzgußverfah rens zur Herstellung einer Scheibe soll entsprechend der Reihenfolge der Verfahrensschritte und mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben werden.

Zunächst soll der Aufbau einer zur Durchführung des Verfah rens verwendeten Spritzgußmaschine erläutert werden.

Wie in Fig. 1 gezeigt, gliedert sich die Spritzgußmaschine im wesentlichen in einen Harz-Einspritzteil 1 zum Schmelzen bzw. Zuführen des geschmolzenen Harzes in die Metallmantel form, ein metallisches Mantelformteil 2 zur Bildung eines Hohlraums entsprechend der Form der Scheibe und einen Form schließmechanismus 3 zum Aufbringen von Druck auf das me tallische Mantelformteil 2.

Der Harz-Einspritzteil 1 umfaßt einen Einfülltrichter 11, in den Harzkugeln als Ausgangsmaterial eingefüllt werden, einen Heizzylinder 12, an dessen Umfang Heizelemente ange bracht sind und an dessen Innenseite sich eine Schraube zur stetigen Zuführung von geschmolzenem Harz befindet, sowie eine Düse 13, aus der das geschmolzene Harzmaterial aus tritt. Das von dem Einfülltrichter 11 zugeführte Harzmate rial wird geschmolzen und am Ende der Düse 13 abgegeben.

Das metallische Mantelformteil 2 besteht im wesentlichen aus einer beweglichen Metallmantelform 21 und einer festen Metallmantelform 22, wie in Fig. 2 gezeigt, wo außerdem ein Stempel 23 zu erkennen ist, der an der beweglichen Mantel form 21 mittels eines inneren Stempelhalters 24 und eines äußeren Stempelhalters 25 befestigt ist. Die feste Metall mantelform 22 ist an einer Grundplatte 26 befestigt und weist eine zentrale Harz-Einspritzöffnung 27 mit einer End öffnung 27 a auf, die mit der Düse 13 des Harz-Einspritz teils 1 verbunden ist. Die Umfangsteile der festen Metall mantelform 22 sind zur Befestigung an der Grundplatte 26 mit einem Metallmantelform-Halter 28 versehen. Das äußere Umfangsteil 21 a der beweglichen Metallmantelform 21 stößt an eine Endfläche 28 a des Mantelform-Halters 28 zum Ver schließen der Mantelform an, so daß ein Hohlraum 29 ent sprechend dem Hohlraum zwischen den Metallmantelformen 21 und 22 umschlossen wird.

Der Formschließmechanismus 3 ist zur Hin- und Herbewegung der Mantelform 21 an dem Mantelformteil 2 angebracht. Bei dieser Ausführungsform wird als Formschließmechanismus 3 ein sogenannter Booster-Hochdruckkolben verwendet. Dieser Formschließmechanismus weist einen Booster-Hochdruckkolben auf, der einen kleineren Durchmesser hat als der Durchmes ser des Hauptkolbens und ist koaxial als Achse in diesem geführt, um den Hauptkolben auf höhere Geschwindigkeit zu beschleunigen. Diese Ausführung wird hauptsächlich bei Spritzgußmaschinen mittlerer Größe verwendet. Eine Steuer ventileinheit 31 ist mit dem Formschließmechanismus 3 ver bunden und wird durch eine Formschließdruck-Einstelleinheit 32 gesteuert. Die Formschließdruck-Einstelleinheit 32 ist über einen Drucksensor 33 mit dem oben erwähnten Form schließmechanismus 3 verbunden. Der durch den Betrieb des Formschließmechanismus 3 auf die bewegliche Metallmantel form 21 aufgebrachte Formschließdruck wird durch den Druck sensor 33 erfaßt, dessen Sensorsignale die Formschließ druck-Einstelleinheit 32 steuern, die wiederum die Steuer ventileinheit 31 betreibt. Außerdem ist eine Programmaus wahleinheit 34 mit der Einstelleinheit 32 verbunden. Die Einwirkzeit des Formschließdrucks der beweglichen Metall mantelform 21 wird in der Programmauswahleinheit 34 gespei chert, so daß der Ausgang dieser Auswahleinheit 34 zur Steuerung der Einstelleinheit 32 an diese angelegt ist, um die Steuerventileinheit 31 zu regeln, die wiederum den Öl druck und die Betriebszeit der Formschließeinheit 3 be stimmt, wodurch der Formschließdruck des beweglichen Man telformteils 21 während oder nach dem Einspritzvorgang des geschmolzenen Harzes in den zwischen dem beweglichen Man telformteil 21 und dem festen Mantelformteil 22 gebildeten Hohlraum 29 verändert werden kann. Es soll erwähnt werden, daß unter Berücksichtigung der Anwendung des erfindungsge mäßen Verfahrens eine digitale Steuerung des Formschließ drucks und ein schnelles Ansprechverhalten (z. B. Beendi gung der Kompression innerhalb von 0,5 s von 140 kg/cm² auf 0 kg/cm²) wünschenswert sind.

Der beispielhaft in Fig. 5 gezeigte Formschließmechanismus vom sogenannten Hebeltyp ist genauso wie der oben beschrie bene Booster-Hochleistungskolbentyp zur Verwendung als Formschließeinheit 3 geeignet. Bei der Formschließeinheit vom Hebeltyp wird zur Vergrößerung der Kraft auf einen Formschließzylinder 41 eine Verbindungseinheit 42 verwen det, die auch als "Toggle" bezeichnet wird, einen hohen Formschließdruck erzeugt und gleichzeitig eine hohe Ge schwindigkeit der Formschließeinheit ermöglicht. Bei dem in Fig. 5 gezeigten Beispiel ist das bewegliche Mantelformteil 21 an einer Trägerscheibe 43 befestigt. Der Formschließzy linder 41 wird durch einen Formschließ-Treiberschaltkreis gesteuert, der ähnlich dem des oben beschriebenen Form schließmechanismus vom Booster-Typ ist, um einen schnellen Wechsel der Formschließdrücke der beweglichen Metallmantel form 21 zu ermöglichen.

Die oben beschriebene Spritzgußmaschine wird zur Herstel lung einer Scheibe aus Polycarbonatharz verwendet. Das Spritzverfahren soll im folgenden beschrieben werden.

Zur Herstellung der Scheibe als Substrat für ein optisches Aufzeichnungsmedium wird zunächst das äußere Umfangsteil 21 a der beweglichen Metallmantelform 21 an die Endflächen 20 a des an dem äußeren Umfang des stationären Metallmantel teils 22 angebrachten Mantelformhalters 28, wie in Fig. 2 gezeigt, angelegt, um das metallische Mantelformteil ge schlossen zu halten. In diesem Stadium wird das in dem Harzeinspritzteil 1 geschmolzene Polycarbonatharz 4 durch die Düse 13 und das Harzeinspritzteil 27 in den Hohlraum 29 gefüllt.

Beim Einspritzen des geschmolzenen Harzes 4 wird seine Tem peratur vorzugsweise so gering wie möglich gehalten, so daß ein gleichförmiges Durchmischen des Harzes in dem Heizzy linder 12 des Harzeinspritzteils möglich ist. Die Tempera tur sollte z. B. bei maximal bzw. unterhalb 330°C liegen. Bei zu hoher Harztemperatur zersetzt sich das Harz und ver liert an Reinheit.

Die Temperatur der beweglichen Metallmantelform 21 und der festen Metallmantelform 22 ist vorzugsweise geringer als die Deformationstemperatur der Scheibe, um den Formzyklus zu fördern und die Effizienz der Produktion in bezug auf Verzerrungen zu verbessern. Aufgrund der Glas-Übergangstem peratur Tg des in diesem Fall verwendeten Polycarbonathar zes für die Scheiben von etwa 124°C, soll die Temperatur z. B. im Bereich zwischen 110 und 120° liegen.

Während des Einspritzvorgangs gelangt das geschmolzene Harz in den Hohlraum 29. Bei dieser Ausführungsform wird der Einspritzdruck so gewählt, daß er etwas höher liegt als der auf die bewegliche Metallmantelform 21 aufgebrachte Form schließdruck.

Folglich wird während des Einspritzvorgangs des geschmolze nen Harzmaterials 4 in den Hohlraum 29 des Mantelformteils 2, das in geschlossenem Zustand gehalten wird, die bewegli che Metallmantelform 21 um einen Abstand Δ , wie durch den Pfeil a angedeutet, versetzt, so daß sich der Abstand zwi schen den zwei Metallmantelformen 21 und 22 von T ₁ gemäß Fig. 2 auf T ₂ gemäß Fig. 3 vergrößert.

Dadurch, daß der Einspritzdruck geringfügig größer ist als der auf die bewegliche Metallmantelform 21 aufgebrachte Formschließdruck, wird eine Lücke zwischen den Metallman telformen 21 und 22 erzeugt, durch die der Druck innerhalb des Hohlraums 29 entweichen kann, so daß das geschmolzene Harzmaterial 4 den Hohlraum 29 vollständig ausfüllen kann und die gebildete Scheibe auf diese Weise genaueste Abmes sungen bekommt. Da sich die Metallmantelform 21 unter dem Einspritzdruck öffnet, besteht keine Gefahr, daß sich der Druck in dem Hohlraum 29 stark vergrößert oder unnötige Spannungen auf das geschmolzene Harzmaterial 4 einwirken, was vorteilhaft zur Verbesserung der Doppelbrechung ist. Bei zu geringem Formschließdruck können jedoch die Über gangscharakteristiken ungenügend werden. Unter Berücksich tigung dieser Tatsache muß deshalb der Formschließdruck in geeigneter Weise festgelegt werden.

Wenn durch den Einspritzdruck die Metallmantelformen 21 und 22, wie oben beschrieben, geöffnet werden, kann geschmolze nes Harzmaterial 4 in den kleinen Spalt zwischen den Me tallmantelformen 21 und 22 eintreten und sogenannte Grate bilden. Folglich ist es wünschenswert, die Metallmantelfor men 21 und 22 so auszubilden, daß Grate auch dann nicht er zeugt werden, wenn sich die Metallmantelformen 21 und 22 z. B. um 0,5 mm öffnen. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind zur Minimierung der Graterzeugung die innere periphere Oberfläche 25 a des ringförmigen äußeren peripheren Stempel halters 25, der an der beweglichen Metallmantelform 21 vor gesehen ist, in Verbindung mit der äußeren peripheren Ecke der Scheibe und der äußeren peripheren Oberfläche 22 a an der dem Scheibendurchmesser der festen Metallmantelform 22 entsprechenden Stufe kreuzend und im wesentlichen in senk rechter Richtung zur Scheibenoberfläche vorgesehen.

Nach Beendigung des Einspritzvorgangs des geschmolzenen Harzes 4 liegt ein bestimmter gleichmäßiger Druck auf der gesamten Oberfläche des Harzes 4, da der Formschließdruck in diesem Zustand in der beweglichen Metallmantelform 21 aufrechterhalten wird, wobei die Metallmantelformen 21 und 22 fortlaufend entsprechend der Abkühlung, wie in Fig. 4 gezeigt, zusammengedrückt werden.

Folglich wird das geschmolzene Harz 4 in dem Hohlraum 29 in Scheibenform von gewünschter Dicke T ₃ gepreßt, während die Anfressungen des Stempels 23 sowie die Führungsrillen mitübertragen werden. In diesem Zustand ist das Harzmate rial 4 noch nicht vollständig verfestigt, es besteht viel mehr aus einer äußeren festen Schicht und einem inneren, noch flüssigen Kern.

Bei dieser Ausführungsform wird vor Erreichen der vollstän digen Verfestigung des Harzmaterials 4 der auf die beweg liche Metallmantelform 21 aufgebrachte Formschließdruck schnell auf Null oder einen extrem geringen Wert vermindert (sogenannte Dekompression).

Zur schnellen Verminderung des Formschließdrucks wird bei Verwendung der oben beschriebenen Formschließeinheit mit Booster-Hochleistungskolben die Steuerventileinheit 31 über die Formschließdruck-Einstelleinheit 32 betätigt, um ein schnelles Entleeren des Öls aus der Zylinderkammer des Hauptkolbens und des Booster-Kolbens zu ermöglichen. Ent sprechend wird bei einer Formschließeinheit vom Hebeltyp der Druck im Formschließzylinder abgelassen, so daß auch der Formschließdruck vom Hebelmechanismus 42 abfällt. Bei Verwendung von Formspritzmaschinen für allgemeine Anwendung wird der schnelle Druckabfall z. B. durch Öffnung des Druckventils erreicht.

Die Experimente haben gezeigt, daß ein schneller Abfall des Formschließdrucks in hohem Maße wirksam bei der Beeinflus sung der Doppelbrechung ist.

Die Ergebnisse der Untersuchungen der Doppelbrechungen zeigten, daß nach Beendigung des Formvorgangs in einer Ent fernung von 2,5 cm von dem Mittelpunkt einer Scheibe mit 13 cm Durchmesser sich die Doppelbrechung entsprechend der Fig. 7 mit dem Zeitpunkt der Entfernung des oben erwähnten Formschließdrucks veränderte. 3 bis 7 s nach Einspritzen des geschmolzenen Harzmaterials 4 wurde der Druck entfernt (das Harzmaterial 4 hatte sich nach 7 s nahezu vollständig verfestigt). Es zeigte sich, daß der anfängliche, in Abhän gigkeit von dem Entfernen des Drucks erhaltene Wert der Doppelbrechung der Scheibe die Tendenz aufwies, auf der Plusseite kleiner zu werden. Bei dieser Scheibenposition verschob sich die Doppelbrechung um nahezu denselben Betrag auch zur Minusseite, entsprechend Fig. 7 unabhängig vom Be trag. Bei diesem Beispiel ist der anfängliche Wert der Dop pelbrechung in Abhängigkeit von dem Zeitpunkt des Entfer nens des Drucks durch die Kurve x dargestellt, die nach Vergütung für die Dauer von 5 Stunden bei 100°C in die Kur ve y verschoben wird. Die Doppelbrechung wurde hier als Wert für den doppelten Durchlauf gemessen. Folglich können die zeitlichen Änderungen der Doppelbrechung in der Weise unterdrückt werden, daß zunächst der Grad der Verschiebung der Doppelbre chung aufgrund der erwarteten zeitlichen Änderungen festge stellt wird und dann der Zeitpunkt des Druckentfernens so gewählt wird, daß der entsprechende anfängliche Wert der Doppelbrechung auf der Plusseite erreicht wird. Diese Er zeugung einer Doppelbrechung auf der Plusseite bedeutet ei ne wesentliche Erhöhung des erlaubten Bereichs der zeitli chen Änderungen der Doppelbrechung in der optischen Schei be, so daß es möglich wird, die Doppelbrechung der Scheibe für eine verlängerte Zeitdauer innerhalb eines vorgeschrie benen Bereichs zu halten. Wenn jedoch der oben beschriebene Druck sofort nach dem Einspritzvorgang entfernt wird, ist der äußere Umfangsteil des Harzmaterials 4 nicht genügend verfestigt, so daß die Scheibe aufgrund von sporadischen Doppelbrechungen unbrauchbar wird. Der Effekt der Druckent fernung ist nicht mehr vorhanden, nachdem das Harzmaterial 4 vollständig verfestigt ist, so daß es dann unmöglich ist, die Doppelbrechungen zu beeinflussen.

Folglich wird also der Formschließdruck der beweglichen Me tallmantelform 21 zur Einstellung des anfänglichen Werts der Doppelbrechung zu einer bestimmten Zeit nachgelassen. Unter Beibehaltung dieses Zustands kühlt das Harzmaterial 4 dann vollständig ab. Zu dieser Zeit wird jedoch nur der Formschließdruck etwas gelöst, während die Metallmantelfor men 21 und 22 nach wie vor nahezu aneinanderliegen.

Die Metallmantelformen 21 und 22 werden dann schließlich zur Entfernung der gespritzten Scheibe geöffnet.

Wenn eine solche Scheibe verwendet wird, nähert sich die Doppelbrechung durch zeitliche Veränderungen dem Wert Null. Wenn die Scheibe jedoch vergütet wird, bleibt die Doppel brechung stabil in der Nähe des Werts Null. Die Temperatur zum Vergüten liegt im allgemeinen im Bereich zwischen 70 und 120°C, vorzugsweise jedoch zwischen 100 und 120°C.

Fig. 8 zeigt die durch die oben beschriebenen Verfahrens schritte hervorgerufenen Änderungen der inneren Drücke der Metallmantelformen 21 und 22 in graphischer Form.

Danach steigt der innere Druck zur Zeit des Einspritzens des geschmolzenen Harzmaterials 4 steil an (Bereich A in der Zeichnung), bis er einen Spitzenwert bei Beendigung der Einspritzung in den Hohlraum 29 erreicht. Dann wird während des Zeitraums C ein konstanter Formschließdruck auf das Harzmaterial 4 aufgebracht, der zu dem mit D gekennzeichne ten Zeitpunkt schnell wieder entfernt wird. Der Zeitpunkt D wird aufgrund der Ergebnisse der Fig. 6 und der Verschie bung der Doppelbrechung durch zeitliche Änderungen in Mi nusrichtung bestimmt. Die Metallmantelformen 21 und 22 ste hen dann unter einem geringen Druck, der nahezu gleich Null ist (E in der Zeichnung). Die Mantelform wird dann nach Verfestigung des Harzmaterials 4, in diesem Fall nach 9 s, zur Entfernung der gespritzen Scheibe geöffnet.

Wenn die Scheibe aus Polycarbonatharz unter diesen Bedin gungen hergestellt wird, zeigt sie doppelbrechende Eigen schaften in Plusrichtung in der Umgebung des Zentrums, wie durch Kurve i in Fig. 9 gezeigt, bei Vergütung der Scheibe bei z. B. 100°C für 5 Stunden wird die Doppelbrechung in Richtung der Peripherie der Scheibe stetig kleiner (Doppel brechung in Plusrichtung), wobei die Doppelbrechung, wie durch die Kurve ii in Fig. 9 gezeigt, stabil mit einem Wert von nahezu Null von innen nach außen verläuft.

Wenn der konstante innere Druck der Metallmantelformen 21 und 22 nach Einspritzen des geschmolzenen Harzmaterials 4, wie in Fig. 10 gezeigt, kontinuierlich aufrechterhalten wird, zeigt die Doppelbrechung, wie in Kurve iii in Fig. 11 gezeigt, einen Wert, der anfänglich nahe Null liegt. Wenn jedoch die Scheibe zur Untersuchung zeitlicher Änderungen einem Vergütungstest für 5 Stunden bei 100°C unterworfen wird, zeigt sie einen größeren Wert der Doppelbrechung in Minusrichtung besonders an der inneren Peripherie, wie durch Kurve iv in Fig. 11 gezeigt.

Wie oben beschrieben, besteht das Verfahren der Erfindung in der Trennung der Übergangszone von der Zone der Doppel brechung während des Spritzvorgangs. Folglich ist es mög lich geworden, eine unabhängige Steuerung dieser Bedingun gen vorzunehmen und eine Spritzgußscheibe herzustellen, die gleichzeitig die sich einander widersprechenden Forderungen erfüllt, nämlich Doppelbrechungs- und Übergangscharakteri stiken.

Claims

1. Verfahren zur Formung von Plastikmaterial zu einem scheibenförmigen Substrat für einen Aufzeichnungsträger für optische Informationen, gekennzeichnet durch folgende Ver fahrensschritte:

- Einspritzen von geschmolzenem Harz in einen Hohlraum (29), der durch eine feste (22) und eine bewegliche (21) Mantelform gebildet wird, sowie unter Anwendung von Form schließdruck zwischen den beiden Mantelformen,
- Absenken des Formschließdrucks zu einer bestimmten Zeit nach Abschluß des Einspritzens des geschmolzenen Harzes und seiner teilweisen Verfestigung,
- Halten des Harzes in den Mantelformen unter vermindertem Formschließdruck, bis das Harz verfestigt ist, und
- Entfernen des geformten Harzes aus den Mantelformen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Formschließdruck zu dem Zeitpunkt abgesenkt wird, zu dem die der Mantelform gegenüberliegende Oberflächen schicht des Harzes verfestigt ist und der innere Teil des Harzes noch geschmolzen ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Ver gütung des geformten Substrats bei einer Temperatur im Be reich zwischen 70 und 120°C.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Polycarbonatharz verwendet wird.