JP2000025083A

JP2000025083A - 薄肉板状成形品の製造方法

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Publication number: JP2000025083A
Application number: JP19453198A
Authority: JP
Inventors: Yoshizo Hamada; 嘉三浜田
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1998-07-09
Filing date: 1998-07-09
Publication date: 2000-01-25

Abstract

(57)【要約】【課題】成形品の基板の特性及びその表面のパターン
の転写性も良好な薄肉板状成形品の製造方法。【解決手段】金型のキャビティ内に溶融した樹脂を射
出後、可動金型を移動させて圧縮する圧縮工程を備えた
射出成形方法により薄肉板状成形品を製造する薄肉板状
成形品の製造方法において、該圧縮工程の圧縮圧力を、
設定圧力の６０〜９０％までは性能最大速度で昇圧さ
せ、次いで設定圧力までオーバーシュートが５％以下に
なる速度で昇圧させるように制御すること特徴とする薄
型板状成形品の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は射出成形方法による
薄肉板状成形品の製造方法に関し、特に高密度記録の光
ディスクの基板（光ディスク基板）の製造に好適な薄肉
板状成形品の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、大容量、高速メモリ媒体として光
ディスクが注目されている。光ディスクとしては再生専
用ディスク（ＣＤ，ＶＤ，ＣＤ−ＲＯＭ等）、記録再生
・消去が可能な書換型光ディスク（ＭＯ，ＰＤ，ＤＶＤ
−ＲＡＭ等）が知られている。

【０００３】これらの光ディスクに用いる光ディスク基
板としては、複屈折、反り、板厚、信号ピットの形成精
度、外観、寸法等の特性及び低コストが要求される。そ
して光ディスク基板としては、一般にポリカーボネート
樹脂、アクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂等の合成樹脂
からなる樹脂基板が用いられる。

【０００４】この光ディスク基板は、射出成形方法によ
り、成形される。すなわち、公知の通り、射出成形機を
用い、その固定金型本体と可動側金型本体間との間に型
締めしたキャビティ内に環状の一面にピット、グルーブ
が形成されたスタンパを配置し、これに溶融した樹脂を
射出してそのスタンパのピットやグルーブを成形される
樹脂基板に転写させることにより製造される。

【０００５】図４は従来の光ディスク基板用の射出成形
機の構成の説明図である。なお、図は型開して光ディス
クを取り出す状態の図である。図４においてホッパー１
３より原料樹脂をシリンダー９内に供給し、スクリュー
１０の回転およびシリンダー９からの加熱により溶融
し、計量する。シリンダー９の先端部に計量された溶融
樹脂は射出シリンダー１１の加圧により、回転を停止し
たスクリュー１０によって射出され、ノズル８より図と
異なり閉鎖された固定、可動側金型両本体３，４のキャ
ビティ内に注入される。

【０００６】その後スクリュー１０はホッパー１３から
供給される樹脂を溶融させながらバックし、溶融された
樹脂をシリンダー９内の金型方向の先端部に送り、計量
する。この計量終了時には、スクリュー１０は、射出量
に合った設定位置まで後退し、次の射出に備える。図の
１２は、スクリュウー１０を駆動するスクリュウー用油
圧モーターである。

【０００７】一方、金型本体３，４内に注入された樹脂
は、可動側圧縮シリンダー５でもって、可動側プラテン
２を介して可動側金型本体４と固定側プラテン１に取付
られている固定側金型本体３とで圧縮され、固定側（可
動側の場合もある）に設置してあるスタンパ７の面に形
成されているピットやグルーブが転写され、光ディスク
基板１５に成形される。

【０００８】その後冷却し、可動側圧縮シリンダー５を
開方向に作動させることにより、固定側金型本体３と可
動側金型本体４を離隔させて型開し、すなわち図示の状
態として、光ディスク基板１５を取出す。以上を１サイ
クルとして、これを繰り返して、光ディスク基板１５は
生産される。

【０００９】この光ディスク成形において、射出完了後
直ちに固定、可動側金型両本体３、４のキャビィティ内
に注入された樹脂は圧縮圧制御器１７に従って圧縮油圧
回路１６を介して制御される可動側圧縮シリンダー５で
加圧され、圧縮されるようになっている。そして、この
圧縮工程における可動側圧縮シリンダー５の圧力制御
は、その成形機の持つ最大速度すなわち性能最大速度で
設定された速度で移動して該設定圧まで上昇させ、該設
定圧で設定された時間の間保持する構成になっている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、最近の光デ
ィスクにおいては、記録の高密度化の要請から、基板の
薄肉化、基板製造のハイサイクル化の傾向にある。そし
て、光ディスクの射出成形による製造において、より薄
肉化された光ディスク基板１５の冷却が速くなり、それ
に圧縮速度が追随できず、ピット、グルーブ等の転写性
が甘くなり、成形条件の最適化だけによる対応では困難
になってきた。このため、シリンダーの性能向上により
可動側圧縮シリンダー５の速度が高速化され、従来の１
００メガパスカル／秒（ＭＰａ／ｓ）であったものが、
最新の成形機においては３００ＭＰａ／ｓ近くが一般的
になってきた。

【００１１】しかし、この高速化により、基板の反り、
面振れ、複屈折等の特性に悪影響があり、また光ディス
ク基板に形成されるピット、グルーブ等の情報パターン
の転写性が甘くなるという問題が発生している。

【００１２】本発明は上記の問題を考慮してなされたも
ので、成形品の基板の特性及びその表面のパターンの転
写性も良好な薄肉板状成形品の製造方法を提供すること
を目的とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的は以下の本発
明によって達成される。すなわち、金型のキャビティ内
に溶融した樹脂を射出後、可動金型を移動させて圧縮す
る圧縮工程を備えた射出成形方法により薄肉板状成形品
を製造する薄肉板状成形品の製造方法において、該圧縮
工程の圧縮圧力を、設定圧力の６０〜９０％までは性能
最大速度で昇圧させ、次いで設定圧力までオーバーシュ
ートが５％以下になる速度で昇圧させるように制御する
こと特徴とする薄型板状成形品の製造方法である。

【００１４】本発明は、以下のようにして為されたもの
である。すなわち、前述の可動側圧縮シリンダー５の高
速化による問題をについて種々調査したところ、可動側
圧縮シリンダー５の昇圧速度が３００Ｍｐａ／ｓの高速
射出成形機では、圧縮圧力の制御において、実際の圧縮
圧力が図５のように設定圧力を３０％もオーバーシュー
トし、その設定圧力に安定する迄の加圧開始からの時間
は１００ミリ秒（ｍｓ）も要していることが判った。
そして、これが成形され基板の前記特性、転写性の低下
を招いていることが判った。

【００１５】そこで、その解決を種々検討したところ、
該設定圧力に対してオーバーシュートが５％以下であれ
ば、前記特性の低下を生ずること無く成形でき、更には
圧縮開始から設定圧力に安定する迄の時間が４０ｍｓ以
下であれば転写性も良好な成形ができることを見出し、
為されたものである。

【００１６】上述の本発明において、性能最大速度で昇
圧後の圧力制御は、複数段の所定の一定速度で昇圧する
ステップ制御からなる多段制御が、構成が簡単で安定し
ている点で好ましい。

【００１７】本発明の薄肉板状成形品は、合成樹脂の成
形品であれば特に限定されないが、微細なパターン形状
の表面を有し、精密転写から高温での成形が必要となる
薄肉板状成形品、特に光ディスク基板、中でも厚みが
１．５ｍｍ以下の高密度用光ディスク基板の成形におい
てその効果は顕著である。以下、本発明の詳細を光ディ
スク基板の実施例について図面を参照しながら説明す
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施に用いた光デ
ィスク基板の射出成形装置の説明図で、図は金型部が型
開状態のものである。図から明らかな通り、その基本構
成は前述の従来例と同じである。

【００１９】すなわち、ホッパー１３より投入された原
料樹脂をシリンダー９内に投入し、スクリュー１０の回
転およびシリンダー９からの加熱により溶融されて送ら
れて、シリンダー９の先端部に射出量だけ計量される。
計量された樹脂は、射出シリンダー１１の加圧により、
回転停止したスクリュー１０によって射出され、ノズル
８を介して図と異なり閉じた固定、可動側金型両本体
３，４のキャビティ内に注入される。射出終了後スクリ
ュー１０は計量工程に入り、ホッパー１３から投入され
た原料樹脂を溶融させながらバックし、溶融された樹脂
をシリンダー９内の金型方向の先端部に送り、計量す
る。計量は、スクリュー１０が射出量に合った設定位置
まで後退すると終了し、スクリュー１０は回転を停止
し、次の射出に備える。図の１２は、スクリュー１０を
駆動するスクリュー油圧モーターである。

【００２０】一方、金型内に注入された樹脂は、可動側
圧縮シリンダー５でもって、可動側プラテン２を介して
可動側金型本体４と固定側プラテン１に取付られている
固定側金型本体３とで圧縮され、固定側（可動側の場合
もある）に設置してあるスタンパ７にて、その表面に形
成されているピットやグルーブが転写され、光ディスク
基板１５に成形される。

【００２１】その後冷却し、可動側圧縮シリンダー５を
開方向に作動させることにより、固定側金型本体３と可
動側金型本体４を離隔させて型開し、すなわち図示の状
態として、光ディスク基板１５を取出す。以上を１サイ
クルとして、これを繰り返して、光ディスク基板１５は
生産される。

【００２２】なお、上述の装置において、固定、可動側
金型両本体３，４のキャビティ内に溶融したプラスチッ
ク樹脂を注入して可動側圧縮シリンダー５で圧縮圧制御
装置は、従来例の圧縮圧制御器１２にその設定値を設定
するプログラム設定器１８を設けた構成として、プログ
ラム制御可能となっている。

【００２３】なお、このプログラム設定器１８は、この
可動側圧縮シリンダー５の制御開始圧力は設定圧力の６
０〜９０％で、自由に変更させることが出来、また、可
動側圧縮シリンダー５の昇圧速度も性能最大速度の５〜
９９％間を自由に設定することが可能であると、広範囲
に適用できる。すなわち、設定圧に対して制御開始位置
を許容範囲で自由に変更し、また、制御開始後の加圧速
度も自由に変更が出来る装置により、加圧に必要な時間
が自由に出来、品質等の制御に有効になり、より高品質
な光ディスクの基板成形の製造装置および製造方法が可
能になる。

【００２４】

【実施例１】本装置において、可動側圧縮シリンダー５
に、昇圧速度が３００Ｍｐａ／ｓののものを用い、圧縮
工程の圧縮シリンダー５の圧力制御をプログラム設定器
１８に下記の制御プログラムを設定して制御し、その他
は従来例と同様にして、ポリカーボネート樹脂を用いて
３．５インチ光磁気ディスク用の光ディスク基板を射出
成形した。

【００２５】制御プログラムは、設定圧は１０Ｍｐａと
して、圧縮開始は制御せず性能最大速度で昇圧し、圧縮
圧力が設定圧の８５％に達した時点で制御を開始して昇
圧速度を性能最大速度の１／２に減少させ、さらに設定
圧の９５％に達した時点で、性能最大速度の１／４に減
速させる２段のステップ制御からなるプログラムとなっ
ている。

【００２６】この制御プログラムにより制御した結果、
図２に示すように設定圧を超えることなく、しかも、圧
縮開始から設定圧に安定するまでの時間は４０ｍｓ程度
と高速化できた。また、得られた光ディスク基板は、基
板の特性、フォーマットパターンの転写性共良好であっ
た。

【００２７】

【実施例２】本装置において、可動側圧縮シリンダー５
に、昇圧速度が５００Ｍｐａ／ｓののものを用い、圧縮
工程の圧縮シリンダー５の圧力制御をプログラム設定器
１８に下記の制御プログラムを設定して制御し、その他
は従来例と同様にして、ポリカーボネート樹脂を用いて
３．５インチ光磁気ディスク用の光ディスク基板を射出
成形した。

【００２８】制御プログラムは、設定圧は１０Ｍｐａと
して、圧縮開始は制御せず性能最大速度で昇圧し、圧縮
圧力が設定圧の７０％に達した時点で制御を開始して昇
圧速度を性能最大速度の１／２に減少させ、さらに設定
圧の９０％に達した時点で、性能最大速度の１／４に減
速させる２段のステップ制御からなるプログラムとなっ
ている。

【００２９】この制御プログラムにより制御した結果、
図３に示すように設定圧を超えることなく、しかも、圧
縮開始から設定圧に安定するまでの時間は実施例１とほ
ぼ同じで、４０ｍｓ程度と高速化できた。また、得られ
た光ディスク基板は、基板の特性、フォーマットパター
ンの転写性共良好であった。

【００３０】さらに設定圧を若干越える圧にさせること
により時間的には若干減少させることは出来るが、光デ
ィスク基板成形における品質特性を考慮しながら実施す
る必要がある。本発明者の検討では、前述の通り、設定
圧を越えるオーバーシュートは設定圧の５％以下であれ
ば実用上問題はなく、このためには制御開始の圧力は設
定圧の６０％以上９０％以下が好ましい。

【００３１】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、薄肉板状
成形品を射出成形により製造する際にその圧縮工程にお
いて、その圧縮圧力が設定圧力の６０〜９０％から昇圧
速度制御をさせ、圧縮開始からその時点までは性能最大
速度で昇圧ることにより、オーバーシュートも小さくて
設定圧力に達するまでの時間も短くなり、光ディスク等
の薄肉板状成形品において特性良好な製品を生産性良く
製造できる。

【００３２】以上、本発明は、良好な転写性を確保出
来、反り、面振れ、複屈折等の成形品特性も良好で、生
産性も良い薄肉板状成形品の製造方法であり、今後より
薄肉化される光ディスク基板の製造に好適なものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、実施例に用いた光ディスク基板用の射
出成形機の構成の説明図である。

【図２】図２は、実施例１の可動側圧縮シリンダーの圧
縮圧力の制御結果のグラフである。

【図３】図３は、実施例２の可動側圧縮シリンダーの圧
縮圧力の制御結果のグラフである。

【図４】図４は、従来の光ディスク基板用の射出成形機
の構成の説明図である。

【図５】図５は、従来の可動側圧縮シリンダーの圧縮圧
力の変化のグラフである。

【符号の説明】

１固定側プラテン、２可動側プラテン３固定側金型本体４可動側金型本体５可動側圧縮シリンダー６タイバー７スタンパ８ノズル９シリンダー、１０スクリュー１１射出シリンダー１２スクリュー油圧モーター１３ホッパー１４成形機本体１５光ディスク基板１６圧縮油圧回路１７圧縮圧制御器１８設定装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金型のキャビティ内に溶融した樹脂を射
出後、可動金型を移動させて圧縮する圧縮工程を備えた
射出成形方法により薄肉板状成形品を製造する薄肉板状
成形品の製造方法において、該圧縮工程の圧縮圧力を、
設定圧力の６０〜９０％までは性能最大速度で昇圧さ
せ、次いで設定圧力までオーバーシュートが５％以下に
なる速度で昇圧させるように制御すること特徴とする薄
型板状成形品の製造方法。
【請求項２】前記圧縮圧力の昇圧開始から設定圧力に
安定するまでの時間が４０ミリ秒（ｍｓ）以下である請
求項１記載の薄肉板状成形品の製造方法。
【請求項３】前記性能最大速度で昇圧後、設定圧力ま
で複数段の所定の一定速度で昇圧するステップ制御から
なる多段制御をする請求項１又は２記載の薄肉板状成形
品の製造方法。
【請求項４】前記性能最大速度が３００メガパスカル
／秒（Ｍｐａ／ｓ）以上である請求項１〜３記載のいず
れかの薄肉板状成形品の製造方法。
【請求項５】薄肉板状成形品が光ディスク基板である
請求項１〜４記載のいずれかの薄肉板状成形品の製造方
法。