JP2000233424A - 基板の射出成形方法 - Google Patents
基板の射出成形方法Info
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- JP2000233424A JP2000233424A JP3533299A JP3533299A JP2000233424A JP 2000233424 A JP2000233424 A JP 2000233424A JP 3533299 A JP3533299 A JP 3533299A JP 3533299 A JP3533299 A JP 3533299A JP 2000233424 A JP2000233424 A JP 2000233424A
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- resin
- substrate
- mirror surface
- fixed
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/26—Moulds
- B29C45/263—Moulds with mould wall parts provided with fine grooves or impressions, e.g. for record discs
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Manufacturing Optical Record Carriers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 薄いディスク基板の場合、剛性が低いため反
りやすいが貼り合わせの観点から径方向のチルトを抑制
する必要があった。 【解決手段】 一対の嵌合する金型１、２で形成される
キャビティ１１への樹脂の流入路３、１０で固化する樹
脂の熱容量を小さくし、かつ、金型の鏡面部材と鏡面よ
り内側の部材とで樹脂流入時の最高到達温度を略同一に
して、樹脂の熱収縮を均一にすることで、基板の径方向
のチルトを抑制することができる。
りやすいが貼り合わせの観点から径方向のチルトを抑制
する必要があった。 【解決手段】 一対の嵌合する金型１、２で形成される
キャビティ１１への樹脂の流入路３、１０で固化する樹
脂の熱容量を小さくし、かつ、金型の鏡面部材と鏡面よ
り内側の部材とで樹脂流入時の最高到達温度を略同一に
して、樹脂の熱収縮を均一にすることで、基板の径方向
のチルトを抑制することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】光ディスク用基板等薄円板を
形成する基板の射出成形方法に関する。
形成する基板の射出成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、光ディスクの基板は樹脂を射出成
形して作っている。
形して作っている。
【０００３】そして、近年ＤＶＤ（Digital Versatile
Disc）に見られるように基板の厚みはそれまでの１．２
ｍｍから０．６ｍｍと半減している。これは基板の傾き
（以下チルトと称す）による収差が集光レンズの開口度
の３乗と基板の厚みとに比例し、密度を高めるには集光
レンズの開口度を上げてビームスポット径を小さくする
ため、この収差を低減するには基板の厚みを低減する必
要があるためである。
Disc）に見られるように基板の厚みはそれまでの１．２
ｍｍから０．６ｍｍと半減している。これは基板の傾き
（以下チルトと称す）による収差が集光レンズの開口度
の３乗と基板の厚みとに比例し、密度を高めるには集光
レンズの開口度を上げてビームスポット径を小さくする
ため、この収差を低減するには基板の厚みを低減する必
要があるためである。
【０００４】しかし、基板の厚みが薄くなると剛性が低
下するためチルトが大きな値になりやすい。
下するためチルトが大きな値になりやすい。
【０００５】従来の径方向のチルトの調整は、特開平１
−２７３２４４号公報のように固定金型と可動金型とで
温度差をつけて熱収縮量を基板両面で変えたり、特開平
５−２１２７５６号公報のように型締圧を変化させて基
板と金型面との密着度や基板の内部応力を変えたりして
行っていた。
−２７３２４４号公報のように固定金型と可動金型とで
温度差をつけて熱収縮量を基板両面で変えたり、特開平
５−２１２７５６号公報のように型締圧を変化させて基
板と金型面との密着度や基板の内部応力を変えたりして
行っていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の径方向のチルト
の調整方法では、０．６ｍｍの薄板の場合、基板の外周
では変化するが、基板の内周では殆ど変化しないことが
実験の結果確かめられた。そして、高密度のより微細な
凹凸を転写させるために金型温度を高くすると基板の内
側の径方向のチルトが大きくなる傾向がある。このよう
に内側の径方向のチルトが大きいと同じ基板同士を貼り
合わせても基板の内側がどちらかの面に凸になって平面
に強制しにくいという課題があった。
の調整方法では、０．６ｍｍの薄板の場合、基板の外周
では変化するが、基板の内周では殆ど変化しないことが
実験の結果確かめられた。そして、高密度のより微細な
凹凸を転写させるために金型温度を高くすると基板の内
側の径方向のチルトが大きくなる傾向がある。このよう
に内側の径方向のチルトが大きいと同じ基板同士を貼り
合わせても基板の内側がどちらかの面に凸になって平面
に強制しにくいという課題があった。
【０００７】本発明は、かかる課題を鑑み、成形基板の
チルト、特に内側の径方向のチルトを抑制することを目
的とする。
チルト、特に内側の径方向のチルトを抑制することを目
的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の手段は、
一対の嵌合する金型で形成されるキャビティへの樹脂の
流入路で固化する樹脂の熱容量を小さくし、かつ、金型
の鏡面部材と鏡面より内側の部材とで樹脂流入時の最高
到達温度を略同一にして基板を射出成形するものであ
る。
一対の嵌合する金型で形成されるキャビティへの樹脂の
流入路で固化する樹脂の熱容量を小さくし、かつ、金型
の鏡面部材と鏡面より内側の部材とで樹脂流入時の最高
到達温度を略同一にして基板を射出成形するものであ
る。
【０００９】本発明の第２の手段は、一対の嵌合する金
型で形成されるキャビティへの樹脂の流入路の太さを所
定値以下とし、金型の鏡面部材と鏡面より内側の部材と
に流す流体の温度差を所定値以下として基板を射出成形
するものである。
型で形成されるキャビティへの樹脂の流入路の太さを所
定値以下とし、金型の鏡面部材と鏡面より内側の部材と
に流す流体の温度差を所定値以下として基板を射出成形
するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて、図を用いて具体的に説明する。
いて、図を用いて具体的に説明する。
【００１１】本発明の実施の形態に用いる金型の断面図
を図１に示す。
を図１に示す。
【００１２】この金型は大きく分けて、一対の嵌合する
固定金型１と可動金型２とからなる。ここでは、基板に
凹凸を形成するスタンパを可動金型２に装着する金型を
示す。
固定金型１と可動金型２とからなる。ここでは、基板に
凹凸を形成するスタンパを可動金型２に装着する金型を
示す。
【００１３】固定金型１は中心からスプルブッシュ３、
固定側固定ブッシュ４、固定鏡面盤５、固定突き当てリ
ング６からなる。中心軸方向には、固定鏡面盤５は固定
基盤７と密着し、スプルブッシュ３はロケートリング８
と密着し、固定基盤７とロケートリング８は共に成形機
の大プレート９と密着している。
固定側固定ブッシュ４、固定鏡面盤５、固定突き当てリ
ング６からなる。中心軸方向には、固定鏡面盤５は固定
基盤７と密着し、スプルブッシュ３はロケートリング８
と密着し、固定基盤７とロケートリング８は共に成形機
の大プレート９と密着している。
【００１４】ロケートリング８は固定金型１の中心と成
形機のノズル１０の中心とが合うように固定金型１の位
置を決める働きをする。ノズル１０の中心には樹脂の通
り道の孔が開いている。
形機のノズル１０の中心とが合うように固定金型１の位
置を決める働きをする。ノズル１０の中心には樹脂の通
り道の孔が開いている。
【００１５】嵌合する固定金型１と可動金型２とを閉じ
た際にできる隙間はキャビティ１１であり、可動金型２
はこのキャビティ１１側では中心からエジェクタピン１
２、カッタ１３、エジェクタ１４、可動側固定ブッシュ
１５、内周ホルダー１６、可動鏡面盤１７の順で構成さ
れている。可動鏡面盤１７のキャビティ１１側にはスタ
ンパ１８があり、内周を内周ホルダー１６で、外周を外
周リング１９で固定している。
た際にできる隙間はキャビティ１１であり、可動金型２
はこのキャビティ１１側では中心からエジェクタピン１
２、カッタ１３、エジェクタ１４、可動側固定ブッシュ
１５、内周ホルダー１６、可動鏡面盤１７の順で構成さ
れている。可動鏡面盤１７のキャビティ１１側にはスタ
ンパ１８があり、内周を内周ホルダー１６で、外周を外
周リング１９で固定している。
【００１６】カッタ１３は成形基板に内孔を形成する働
きをする。エジェクタピン１２とエジェクタ１４は、そ
れぞれ、スプルと製品である成形基板を突き出して取り
出す働きをする。
きをする。エジェクタピン１２とエジェクタ１４は、そ
れぞれ、スプルと製品である成形基板を突き出して取り
出す働きをする。
【００１７】ここでは、エジェクタピン１２、カッタ１
３、エジェクタ１４を駆動する機構については省略して
いる。
３、エジェクタ１４を駆動する機構については省略して
いる。
【００１８】中心軸方向には、可動鏡面盤１７は可動基
盤２０と密着しており、可動基盤２０は成形機の大プレ
ート９と密着している。可動鏡面盤１７と可動基盤２０
とは外周を可動突き当てリング２１と嵌合していて、こ
の可動突き当てリング２１は固定金型１の固定突き当て
リング６と当たって位置出しをする。
盤２０と密着しており、可動基盤２０は成形機の大プレ
ート９と密着している。可動鏡面盤１７と可動基盤２０
とは外周を可動突き当てリング２１と嵌合していて、こ
の可動突き当てリング２１は固定金型１の固定突き当て
リング６と当たって位置出しをする。
【００１９】以上の部材の内、固定鏡面盤５、スプルブ
ッシュ３、可動鏡面盤１７、カッタ１３には、それぞ
れ、５ａ、３ａ、１７ａ、１３ａの温調溝が設けられて
いて加圧温水が流れている。
ッシュ３、可動鏡面盤１７、カッタ１３には、それぞ
れ、５ａ、３ａ、１７ａ、１３ａの温調溝が設けられて
いて加圧温水が流れている。
【００２０】成形基板２２は、溶融樹脂がノズル１０、
スプルブッシュ３を通って固定金型１と可動金型２とで
形成されるキャビティ１１へ流入しカッタ１３が前進し
て内孔を形成後固化してできる。スプル部は前進したカ
ッタ１３とスプルブッシュ３とで囲まれた固化した部分
で成形後は不要な部分である。
スプルブッシュ３を通って固定金型１と可動金型２とで
形成されるキャビティ１１へ流入しカッタ１３が前進し
て内孔を形成後固化してできる。スプル部は前進したカ
ッタ１３とスプルブッシュ３とで囲まれた固化した部分
で成形後は不要な部分である。
【００２１】樹脂が固化後可動金型２が移動し、エアが
固定側では固定側固定ブッシュ４と固定鏡面盤５との間
から、可動側では可動側固定ブッシュ１５と内周ホルダ
ー１６との間から、それぞれ吹いて、成形基板２２は固
定鏡面盤５とスタンパ１８から離型する。
固定側では固定側固定ブッシュ４と固定鏡面盤５との間
から、可動側では可動側固定ブッシュ１５と内周ホルダ
ー１６との間から、それぞれ吹いて、成形基板２２は固
定鏡面盤５とスタンパ１８から離型する。
【００２２】また、取り出しロボットのハンド（図示せ
ず）が開いた固定金型１と可動金型２との間に入って可
動側に成形基板２２とスプル部とを取りに移動するとと
もに、エジェクタ１４とエジェクタピン１２が成形基板
２２とスプル部とをそれぞれ突き出して成形基板２２と
スプル部は取り出しロボットのハンドに保持される。そ
の後、取り出しロボットのハンドが移動して固定金型１
と可動金型２との間から成形基板２２とスプル部とを取
り出す。
ず）が開いた固定金型１と可動金型２との間に入って可
動側に成形基板２２とスプル部とを取りに移動するとと
もに、エジェクタ１４とエジェクタピン１２が成形基板
２２とスプル部とをそれぞれ突き出して成形基板２２と
スプル部は取り出しロボットのハンドに保持される。そ
の後、取り出しロボットのハンドが移動して固定金型１
と可動金型２との間から成形基板２２とスプル部とを取
り出す。
【００２３】以下に実験結果を示す。
【００２４】（実験１）成形基板２２の形状は内径１５
ｍｍ、外径１２０ｍｍ、板厚０．６ｍｍである。材料は
ポリカーボネート樹脂を用いた。スタンパ１８の形状は
内径３７．４ｍｍ、外径１３８ｍｍ、板厚０．２９ｍｍ
である。スタンパ１８上には溝のピッチ１．４８μｍ、
幅０．７４μｍ、深さ７０ｎｍの溝を形成したものを用
いた。
ｍｍ、外径１２０ｍｍ、板厚０．６ｍｍである。材料は
ポリカーボネート樹脂を用いた。スタンパ１８の形状は
内径３７．４ｍｍ、外径１３８ｍｍ、板厚０．２９ｍｍ
である。スタンパ１８上には溝のピッチ１．４８μｍ、
幅０．７４μｍ、深さ７０ｎｍの溝を形成したものを用
いた。
【００２５】スプルブッシュ３に設けた樹脂流入路であ
るスプルは長さ３０ｍｍ、テーパ１度とし、ノズル１０
側の最小径を２．６ｍｍとして実験した。
るスプルは長さ３０ｍｍ、テーパ１度とし、ノズル１０
側の最小径を２．６ｍｍとして実験した。
【００２６】金型温度は１２５℃、スプルブッシュ３と
カッタ１３の温度は６０℃とした。樹脂温度は３８０℃
とした。最大射出速度は２００ｍｍ／ｓ、最大型締め力
は２０トン、成形サイクルは８秒とした。
カッタ１３の温度は６０℃とした。樹脂温度は３８０℃
とした。最大射出速度は２００ｍｍ／ｓ、最大型締め力
は２０トン、成形サイクルは８秒とした。
【００２７】この際の最大ラジアルチルトの結果を表１
に示す。ラジアルチルトは、成形基板２２の信号面を上
にして直径２２ｍｍから３３ｍｍを下から支持し、直径
４６ｍｍから１１６ｍｍの範囲を測定した。値は３枚の
絶対値の平均である。反り方向は一定の方向であった。
に示す。ラジアルチルトは、成形基板２２の信号面を上
にして直径２２ｍｍから３３ｍｍを下から支持し、直径
４６ｍｍから１１６ｍｍの範囲を測定した。値は３枚の
絶対値の平均である。反り方向は一定の方向であった。
【００２８】（実験２）実験１に対して、スプルブッシ
ュ３とカッタ１３の温度を共に同じにして徐々に上げて
いった。その結果、８０℃になるとスプルが固定金型１
から抜けなくなった。これは、スプルでの冷却が不十分
で固化しきらなかったためである。
ュ３とカッタ１３の温度を共に同じにして徐々に上げて
いった。その結果、８０℃になるとスプルが固定金型１
から抜けなくなった。これは、スプルでの冷却が不十分
で固化しきらなかったためである。
【００２９】（実験３）次にスプルブッシュ３に設けた
スプルの長さとテーパは変えずにノズル１０側の最小径
を変えた。また、スプルブッシュ３とカッタ１３の温度
も変えた。スプルブッシュ３とカッタ１３とは同じ温度
にし、嵌合部における摺動部の動きが固着することや、
不連続な動きとなるのを防止した。
スプルの長さとテーパは変えずにノズル１０側の最小径
を変えた。また、スプルブッシュ３とカッタ１３の温度
も変えた。スプルブッシュ３とカッタ１３とは同じ温度
にし、嵌合部における摺動部の動きが固着することや、
不連続な動きとなるのを防止した。
【００３０】この際の最大ラジアルチルトの結果を表１
に示す。ラジアルチルトの測定方法は実験１と同様であ
る。この場合も反りの方向は各条件とも３枚で一定の方
向を示した。
に示す。ラジアルチルトの測定方法は実験１と同様であ
る。この場合も反りの方向は各条件とも３枚で一定の方
向を示した。
【００３１】
【表１】
【００３２】表１の最大ラジアルチルトの値の記載がな
い箇所はスプルが固化せず連続成形ができなかった場合
である。これらの実験ではスプル最小径は２．０ｍｍで
カッタ１３とスプルブッシュ３の温度は９０℃以上の場
合にラジアルチルトは１．５ｄｅｇ以下になった。この
板厚０．６ｍｍの成形基板２２は水平にすると自重で
０．５ｄｅｇないし０．７ｄｅｇ反るため、ほぼチルト
がない状態になっている。
い箇所はスプルが固化せず連続成形ができなかった場合
である。これらの実験ではスプル最小径は２．０ｍｍで
カッタ１３とスプルブッシュ３の温度は９０℃以上の場
合にラジアルチルトは１．５ｄｅｇ以下になった。この
板厚０．６ｍｍの成形基板２２は水平にすると自重で
０．５ｄｅｇないし０．７ｄｅｇ反るため、ほぼチルト
がない状態になっている。
【００３３】樹脂の流入はスプル最小径の２乗に比例す
る通路面積で制限され、流入させる樹脂量は基板直径の
２乗と板厚に比例する。そこで、スプル最小径をｄ、基
板直径をＤ、基板厚をｔとすると、成形基板の大きさが
変化してもｄ2／（Ｄ2・ｔ）が一定の値以下の場合にチ
ルトが良化することになる。表１の結果からこのｄ2／
（Ｄ2・ｔ）は各単位をｍｍとすると５×１０ー4の場合
となる。
る通路面積で制限され、流入させる樹脂量は基板直径の
２乗と板厚に比例する。そこで、スプル最小径をｄ、基
板直径をＤ、基板厚をｔとすると、成形基板の大きさが
変化してもｄ2／（Ｄ2・ｔ）が一定の値以下の場合にチ
ルトが良化することになる。表１の結果からこのｄ2／
（Ｄ2・ｔ）は各単位をｍｍとすると５×１０ー4の場合
となる。
【００３４】また、金型の鏡面部材と鏡面より内側の部
材とに流す流体の温度差は４０Ｋ以下であれば良いこと
になる。このように金型の中央部の温度を鏡面より低く
することで、樹脂が金型に流入した際に流入口に近い樹
脂の方が高温であるため金型としては中央部と外周側と
の温度差がなくなる。
材とに流す流体の温度差は４０Ｋ以下であれば良いこと
になる。このように金型の中央部の温度を鏡面より低く
することで、樹脂が金型に流入した際に流入口に近い樹
脂の方が高温であるため金型としては中央部と外周側と
の温度差がなくなる。
【００３５】
【発明の効果】キャビティ１１への樹脂の流入通路を細
くすることでスプル部が熱容量の減少に伴い固化しやす
くなるので、カッタ１３やスプルブッシュ３の温度を高
くしても連続成形が可能になる。そして、このように金
型中央部の部材を高温にすることで鏡面部材と鏡面部材
より内周の部材との樹脂流入時の温度差が抑制されて均
一化されるため、樹脂の径方向での熱収縮が均一にな
り、基板の径方向のチルトが抑制される。
くすることでスプル部が熱容量の減少に伴い固化しやす
くなるので、カッタ１３やスプルブッシュ３の温度を高
くしても連続成形が可能になる。そして、このように金
型中央部の部材を高温にすることで鏡面部材と鏡面部材
より内周の部材との樹脂流入時の温度差が抑制されて均
一化されるため、樹脂の径方向での熱収縮が均一にな
り、基板の径方向のチルトが抑制される。
【図１】本発明の実施の形態における金型側面断面図
１ 固定金型 ２ 可動金型 ３ スプルブッシュ ４ 固定側固定ブッシュ ５ 固定鏡面盤 ６ 固定突き当てリング ７ 固定基盤 ８ ロケートリング ９ 大プレート １０ ノズル １１ キャビティ １２ エジェクタピン １３ カッタ １４ エジェクタ １５ 可動側固定ブッシュ １６ 内周ホルダー １７ 可動鏡面盤 １８ スタンパ １９ 外周リング ２０ 可動基盤 ２１ 可動突き当てリング ２２ 成形基板
Claims (4)
- 【請求項１】一対の嵌合する金型で形成されるキャビテ
ィへの樹脂の流入路で固化する部分の熱容量を小さく
し、かつ、金型の鏡面部材と鏡面より内側の部材とで樹
脂流入時の最高到達温度を略同一にする基板の射出成形
方法。 - 【請求項２】一対の嵌合する金型で形成されるキャビテ
ィへの樹脂の流入路の太さを所定値以下とし、金型の鏡
面部材と鏡面より内側の部材とに流す流体の温度差を所
定値以下とする基板の射出成形方法。 - 【請求項３】キャビティへの樹脂の流入路の最小径をｄ
〔ｍｍ〕、基板直径をＤ〔ｍｍ〕、基板厚をｔ〔ｍｍ〕
として、 ｄ2／（Ｄ2・ｔ）≦５×１０ー4 とする請求項２記載の基板の射出成形方法。 - 【請求項４】金型の鏡面部材と鏡面より内側の部材とに
流す流体の温度差を４０Ｋ以下とする請求項２記載の基
板の射出成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3533299A JP2000233424A (ja) | 1999-02-15 | 1999-02-15 | 基板の射出成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3533299A JP2000233424A (ja) | 1999-02-15 | 1999-02-15 | 基板の射出成形方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000233424A true JP2000233424A (ja) | 2000-08-29 |
Family
ID=12438889
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3533299A Pending JP2000233424A (ja) | 1999-02-15 | 1999-02-15 | 基板の射出成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000233424A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012172669A1 (ja) * | 2011-06-16 | 2012-12-20 | 株式会社ジェーエヌエル | 射出成形用型装置および射出成形機 |
-
1999
- 1999-02-15 JP JP3533299A patent/JP2000233424A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012172669A1 (ja) * | 2011-06-16 | 2012-12-20 | 株式会社ジェーエヌエル | 射出成形用型装置および射出成形機 |
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