JP2001198963A - Mold for molding substrate, injection molding machine, and injection molding method - Google Patents

Mold for molding substrate, injection molding machine, and injection molding method

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JP2001198963A
JP2001198963A JP2000008609A JP2000008609A JP2001198963A JP 2001198963 A JP2001198963 A JP 2001198963A JP 2000008609 A JP2000008609 A JP 2000008609A JP 2000008609 A JP2000008609 A JP 2000008609A JP 2001198963 A JP2001198963 A JP 2001198963A
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JP
Japan
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mold
cooling
cooling circuit
cavity
temperature
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Application number
JP2000008609A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Fujikawa
和弘 藤川
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Maxell Holdings Ltd
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Hitachi Maxell Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/26Moulds
    • B29C45/263Moulds with mould wall parts provided with fine grooves or impressions, e.g. for record discs
    • B29C45/2642Heating or cooling means therefor

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Manufacturing Optical Record Carriers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mold capable of manufacturing a thin substrate in high throughput, an injection molding machine, and an injection molding method. SOLUTION: First and second cooling circuits 6, 7 for cooling a molten resin are respectively formed in a fixed mold 1 and a movable mold 2 so as to be spaced apart from a cavity 5 by different distances. At the time of filling with the molten resin, a cooling medium controlled to the glass transition temperature of the molten resin or higher is supplied to the first cooling circuit 6. A cooling medium having lower temperature is supplied to the second cooling circuit 7. After the filling with the resin, the cooling medium supplied to the first cooling circuit 6 is made to be the same as that supplied to the second cooling circuit 7. By this constitution, the temperature in the cavity can be easily cooled to enhance productivity.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスク基板成形用
の金型及びそれを備える射出成形機並びに射出成形方法
に関し、更に詳細には、薄型の光ディスク用基板を成形
するのに好適な金型及び射出成形機並びに射出成形方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mold for molding an optical disk substrate, an injection molding machine having the same, and an injection molding method, and more particularly to a mold suitable for molding a thin optical disk substrate. And an injection molding machine and an injection molding method.

【0002】[0002]

【従来の技術】マルチメディア時代の到来により、音声
や画像情報の記録再生に好適な記録媒体として光ディス
クなどの光記録媒体が広く用いられている。光ディスク
の基板には、ポリカーボネート樹脂、ポリメチルメタク
リレート樹脂、アモルファスポリオレフィン樹脂等の材
料を射出成形または射出圧縮成形して得られる透明樹脂
基板が多く用いられている。
2. Description of the Related Art With the advent of the multimedia age, optical recording media such as optical disks have been widely used as recording media suitable for recording and reproducing audio and image information. As a substrate of an optical disk, a transparent resin substrate obtained by injection molding or injection compression molding of a material such as a polycarbonate resin, a polymethyl methacrylate resin, and an amorphous polyolefin resin is often used.

【0003】近年、情報量の増加に伴い、光ディスクの
記憶容量を一層増加することが要望されており、大記憶
容量を実現した光ディスクの一つとしてDVD(デジタ
ルバーサタイルディスク)が注目されている。DVD
は、CD−ROMで用いられているディスク基板の約半
分の厚さを有する薄型のディスク基板を2枚貼り合わせ
た構造を有している。
In recent years, as the amount of information has increased, it has been demanded to further increase the storage capacity of optical discs, and DVDs (digital versatile discs) have attracted attention as one of the optical discs having realized a large storage capacity. DVD
Has a structure in which two thin disk substrates having a thickness approximately half that of a disk substrate used in a CD-ROM are attached to each other.

【0004】かかる薄型ディスク基板を製造する方法と
して、例えば特開平8−66945号公報には、樹脂材
料の溶融温度及び金型の温度をCDやCD−ROM用の
基板を製造する場合よりもかなり高めに設定する方法が
開示されている。しかしながら、この樹脂材料の溶融温
度及び金型温度を高めに設定する成形方法では、金型か
ら光ディスク基板を取り出す際に、光ディスク基板の温
度も同時に高くなってしまうため、基板を室温程度にま
で冷却する間に基板に反りや歪みが発生してしまう。
As a method of manufacturing such a thin disk substrate, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-66945 discloses that the melting temperature of a resin material and the temperature of a mold are considerably higher than those in the case of manufacturing a substrate for a CD or CD-ROM. A method of setting a higher value is disclosed. However, in the molding method in which the melting temperature of the resin material and the mold temperature are set to be higher, the temperature of the optical disc substrate is simultaneously increased when the optical disc substrate is removed from the mold, so that the substrate is cooled to about room temperature. During this, the substrate is warped or distorted.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】この問題を解決する方
法として、例えば、特開平8−156059号公報に
は、溶融樹脂を金型内に射出するときに、キャビティの
温度を上げるために金型温度を高く設定して溶融樹脂の
流動性を損なわないようにするとともに、溶融樹脂の金
型内への射出完了後に、キャビティ内の温度を下げて、
光ディスク基板の反りや歪みを低減する方法が開示され
ている。
As a method for solving this problem, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 8-156059 discloses a method for increasing the temperature of a cavity when a molten resin is injected into a mold. Set the temperature high so as not to impair the fluidity of the molten resin, and after the injection of the molten resin into the mold is completed, lower the temperature inside the cavity,
A method for reducing warpage and distortion of an optical disk substrate is disclosed.

【0006】しかし、この方法で用いられる金型は、図
4に示したような構造を有しており、金型10’全体を
冷却回路9のみで昇温及び降温しなければならない。こ
のため、キャビティ5内の温度を短時間で昇温及び降温
することが極めて困難となり、光ディスク基板の成形に
要する時間が長くなるという問題があった。すなわち、
基板の反りや歪みは低減するものの、生産性が悪化する
ため、実用的な方法として極めて不向きであった。
However, the mold used in this method has a structure as shown in FIG. 4, and the entire mold 10 'must be heated and cooled only by the cooling circuit 9. For this reason, it is extremely difficult to raise and lower the temperature in the cavity 5 in a short time, and there has been a problem that the time required for molding the optical disk substrate becomes longer. That is,
Although the warpage and distortion of the substrate are reduced, the productivity is deteriorated, and thus it is extremely unsuitable as a practical method.

【0007】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、薄型光ディスク基板の反りや歪、
複屈折の発生を低減し且つ生産性を向上することが可能
なディスク基板成形用金型及び射出成形機並びに光ディ
スク基板成形方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to reduce warpage and distortion of a thin optical disk substrate.
An object of the present invention is to provide a disk substrate molding die, an injection molding machine, and an optical disk substrate molding method capable of reducing the occurrence of birefringence and improving the productivity.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の態様に従
えば、固定金型及び可動金型とを備え、固定金型及び可
動金型間に画成されるキャビティ内に溶融樹脂が充填さ
れる基板成形用の金型において、上記固定金型及び可動
金型は、それぞれ内部に、溶融樹脂を冷却するための第
1及び第2冷却回路を備え、第1及び第2冷却回路が、
上記キャビティから異なる距離を隔てた位置にそれぞれ
形成されていることを特徴とする基板成形用金型が提供
される。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a fixed mold and a movable mold, and molten resin is provided in a cavity defined between the fixed mold and the movable mold. In the mold for molding a substrate to be filled, the fixed mold and the movable mold each include first and second cooling circuits for cooling the molten resin therein, and the first and second cooling circuits are provided. ,
A substrate molding die is provided, which is formed at a position separated by a different distance from the cavity.

【0009】本発明の金型は、固定金型及び可動金型
に、キャビティ内に射出された溶融樹脂を金型内で冷却
するための第1及び第2冷却回路からなる2系統の冷却
回路を備え、第1及び第2冷却回路は、キャビティから
の最短距離が互いに異なるように固定金型及び可動金型
の内部に配置されている。かかる第1冷却回路及び第2
冷却回路には、それぞれ異なる温度の冷却媒体を供給す
ることができる。例えば、第1冷却回路をキャビティに
近い側に配置し、第2冷却回路をキャビティから遠い位
置に配置して、第2冷却回路に所定温度の冷却媒体を常
時供給し続けて金型の外側を所定温度に維持すると共
に、第1冷却回路に温度制御された冷却媒体を供給す
る。これにより、キャビティの温度を効率良く制御する
ことが可能になるので、基板の生産性が著しく向上す
る。
The mold according to the present invention comprises a two-system cooling circuit comprising a first mold and a second cooling circuit for cooling the molten resin injected into the cavity into the fixed mold and the movable mold. And the first and second cooling circuits are arranged inside the fixed mold and the movable mold so that the shortest distances from the cavity are different from each other. The first cooling circuit and the second cooling circuit
The cooling circuits can be supplied with cooling media at different temperatures. For example, the first cooling circuit is arranged on the side closer to the cavity, the second cooling circuit is arranged at a position farther from the cavity, and a cooling medium of a predetermined temperature is continuously supplied to the second cooling circuit to keep the outside of the mold. While maintaining the predetermined temperature, a cooling medium whose temperature is controlled is supplied to the first cooling circuit. As a result, the temperature of the cavity can be efficiently controlled, and the productivity of the substrate is significantly improved.

【0010】本発明において、キャビティの近くに位置
する第1冷却回路に供給する冷却媒体の温度は、使用す
る樹脂のガラス転移点温度以上が好ましい。ガラス転移
点以上温度にすることにより、キャビティ内に充填され
る溶融樹脂の流動性を良好にし、成形される基板の反り
や複屈折率の発生を抑制することが可能となる。また、
第2冷却回路に供給する冷却媒体の温度は、第1冷却回
路に供給する冷却媒体の温度よりも低いことが好まし
く、例えば、100℃〜120℃程度に設定し得る。
In the present invention, the temperature of the cooling medium supplied to the first cooling circuit located near the cavity is preferably equal to or higher than the glass transition temperature of the resin used. By setting the temperature to be equal to or higher than the glass transition point, it is possible to improve the fluidity of the molten resin filled in the cavity and to suppress the occurrence of warpage and birefringence of the molded substrate. Also,
The temperature of the cooling medium supplied to the second cooling circuit is preferably lower than the temperature of the cooling medium supplied to the first cooling circuit, and may be set to, for example, about 100 ° C to 120 ° C.

【0011】本発明の金型において、第1冷却回路は、
キャビティ表面からの最短距離が10mm以下になるよ
うに配置されることが好ましく、第2冷却回路は、キャ
ビティ表面からの最短距離が20mm以下になるように
配置されることが好ましい。
[0011] In the mold of the present invention, the first cooling circuit includes:
The second cooling circuit is preferably arranged such that the shortest distance from the cavity surface is 10 mm or less, and the second cooling circuit is preferably arranged such that the shortest distance from the cavity surface is 20 mm or less.

【0012】また、本発明の金型は、第1冷却回路と第
2冷却回路との間に断熱層を形成し得る。かかる断熱層
は、例えば、アルミナ、ジルコニアなどのセラミック材
料を用いて構成することができる。
Further, in the mold of the present invention, a heat insulating layer may be formed between the first cooling circuit and the second cooling circuit. Such a heat insulating layer can be constituted by using a ceramic material such as alumina and zirconia.

【0013】本発明において、固定金型及び可動金型
は、共に、熱伝率の異なる2種類の材料を用いて金型開
閉方向で2層になるような構造にし得る。第1冷却回路
が形成されている金型部分を、例えば、超硬合金(タン
グステンと炭素の焼結合金)などの熱伝導率の高い材料
を用いて構成し、第2冷却回路が形成されている金型部
分を、第1冷却回路を構成する材料よりも熱伝導率の低
い材料、例えば合金鋼などを用いて構成することができ
る。第1冷却回路が形成されている金型部分を、熱伝導
率の高い材料を用いて構成することにより、金型の昇温
及び降温に要する時間を一層短くすることができるの
で、生産性が更に向上する。
In the present invention, both the fixed mold and the movable mold can be formed to have two layers in the mold opening / closing direction using two kinds of materials having different thermal conductivity. The mold part in which the first cooling circuit is formed is made of a material having high thermal conductivity such as a cemented carbide (a sintered alloy of tungsten and carbon), and the second cooling circuit is formed. The mold part can be made of a material having a lower thermal conductivity than the material constituting the first cooling circuit, for example, alloy steel. By configuring the mold portion in which the first cooling circuit is formed by using a material having high thermal conductivity, the time required for raising and lowering the temperature of the mold can be further shortened, so that productivity is improved. Further improve.

【0014】本発明の第2の態様に従えば、基板を成形
するための射出成形機において、固定金型と可動金型を
備え、固定金型及び可動金型により画成されるキャビテ
ィ内に溶融樹脂が充填される金型であって、当該固定金
型と可動金型とのそれぞれの内部に金型温度を調整する
ための第1及び第2冷却回路が形成され、且つ、第1及
び第2冷却回路がキャビティから異なる距離を隔てた位
置にそれぞれ形成されている金型と、第1及び第2冷却
回路に温度制御された冷却媒体をそれぞれ供給するため
の冷却媒体供給装置とを備えることを特徴とする射出成
形機が提供される。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an injection molding machine for molding a substrate, comprising a fixed mold and a movable mold, wherein an injection molding machine is provided in a cavity defined by the fixed mold and the movable mold. A mold filled with a molten resin, wherein first and second cooling circuits for adjusting mold temperature are formed inside each of the fixed mold and the movable mold, and the first and second cooling circuits are formed. A mold in which a second cooling circuit is formed at a different distance from the cavity; and a cooling medium supply device for supplying a temperature-controlled cooling medium to the first and second cooling circuits, respectively. An injection molding machine is provided.

【0015】本発明の射出成形機は、固定金型と可動金
型に金型温度を調整するための第1及び第2冷却回路が
共に形成される金型を備える。この金型は、第1及び第
2冷却回路が、固定金型及び可動金型により画成される
キャビティから離れる方向にキャビティから異なる距離
で順に形成されている。冷却媒体供給装置は、例えば、
溶融樹脂のガラス転移点温度程度またはそれよりも高い
温度を有する冷却媒体を供給することが可能な第1冷却
機と、第1冷却機の冷却媒体よりも低い温度を有する冷
却媒体を供給することが可能な第2冷却機の2種類の冷
却機を用いて構成することができる。
[0015] The injection molding machine of the present invention includes a mold in which first and second cooling circuits for adjusting the mold temperature are formed in a fixed mold and a movable mold. In this mold, the first and second cooling circuits are sequentially formed at different distances from the cavity in a direction away from the cavity defined by the fixed mold and the movable mold. The cooling medium supply device is, for example,
A first cooler capable of supplying a cooling medium having a temperature on the order of or higher than the glass transition temperature of the molten resin, and supplying a cooling medium having a lower temperature than the cooling medium of the first cooler. It can be configured by using two types of coolers, ie, a second cooler capable of performing the above.

【0016】本発明の射出成形機は、更に、第1及び第
2冷却回路への冷却媒体の供給を切り替えるための切換
装置を備え得る。これにより、溶融樹脂を金型内に射出
するときに、第1冷却回路に第1冷却機から冷却媒体を
供給するように切替装置で冷却媒体の供給を切り換え、
第2冷却回路には第2冷却機からの冷却媒体を供給する
ことができる。溶融樹脂の充填完了後には、切換装置に
て、第1冷却回路に供給していた冷却媒体を第2冷却機
からの冷却媒体に切り換える。これにより金型内に充填
されていた溶融樹脂はそのガラス点移転温度よりも低い
温度で冷却され、所望の外形を有する成形基板が製造さ
れる。また、金型が2系統の冷却回路を備えているた
め、昇降温サイクルが従来に比べて短縮され、生産性が
向上する。
The injection molding machine of the present invention may further include a switching device for switching the supply of the cooling medium to the first and second cooling circuits. Thereby, when the molten resin is injected into the mold, the supply of the cooling medium is switched by the switching device so as to supply the cooling medium to the first cooling circuit from the first cooler,
The cooling medium from the second cooler can be supplied to the second cooling circuit. After completion of the filling of the molten resin, the switching device switches the cooling medium supplied to the first cooling circuit to the cooling medium from the second cooling machine. Thereby, the molten resin filled in the mold is cooled at a temperature lower than the glass point transfer temperature, and a molded substrate having a desired outer shape is manufactured. Further, since the mold is provided with two cooling circuits, the temperature rise / fall cycle is shortened as compared with the conventional case, and the productivity is improved.

【0017】本発明の射出成形機において、冷却媒体供
給装置は、互いに異なる温度を有する冷媒を供給する3
種類またはそれ以上の冷却機を用いて構成することも可
能である。射出成形時には、これらの冷却機からの冷却
媒体を切替装置にて適宜選択して第1及び第2冷却回路
に供給することができる。
In the injection molding machine of the present invention, the cooling medium supply device supplies refrigerants having different temperatures.
It is also possible to use more than one type of cooler. At the time of injection molding, the cooling medium from these coolers can be appropriately selected by the switching device and supplied to the first and second cooling circuits.

【0018】本発明の第3の態様に従えば、可動金型と
固定金型とにより画成されるキャビティ内に溶融樹脂を
射出充填することによって光ディスク基板を製造する射
出成形方法において、固定金型と可動金型とから構成さ
れる金型であって、当該固定金型と可動金型に金型温度
を調整するための第1及び第2冷却回路が共に形成さ
れ、且つ、第1及び第2冷却回路が、キャビティから離
れる方向に異なる距離で順に形成されている金型を用
い、第1及び第2冷却回路に、互いに温度の異なる冷却
媒体を供給しつつキャビティ内に溶融樹脂を充填し、溶
融樹脂の充填後に、第1及び第2冷却回路に供給する冷
却媒体の温度を同一にすることを特徴とする射出成形方
法が提供される。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an injection molding method for manufacturing an optical disk substrate by injecting and filling a molten resin into a cavity defined by a movable mold and a fixed mold. A mold including a mold and a movable mold, wherein the fixed mold and the movable mold are formed with first and second cooling circuits for adjusting mold temperature, and Filling the cavity with molten resin while supplying cooling media having different temperatures to the first and second cooling circuits by using a mold in which the second cooling circuit is sequentially formed at different distances in a direction away from the cavity. In addition, there is provided an injection molding method characterized in that after filling the molten resin, the temperatures of the cooling media supplied to the first and second cooling circuits are made equal.

【0019】本発明の射出成形方法では、基板を射出成
形するための金型として、図1に示すような構造を有す
る金型を用いる。固定金型1と可動金型2には、金型温
度を調整するための第1及び第2冷却回路6、7が共に
形成されており、第1及び第2冷却回路6、7は、固定
金型1及び可動金型2により画成されるキャビティ5か
ら異なる距離を隔てて形成されている。かかる金型内に
溶融樹脂を射出充填する際には、キャビティ5に近い側
に位置する第1冷却回路6に温度の高い冷却媒体を供給
しつつ、キャビティ5から遠い側に位置する第2冷却回
路7には低い温度の冷却媒体を供給する。このように、
温度の高い冷却媒体を第1冷却回路6に流すことによ
り、射出充填時に、キャビティ5の温度を高くすること
ができるので、溶融樹脂のキャビティ内への流動性が向
上し、基板の反りやひずみの発生を防止することができ
る。
In the injection molding method of the present invention, a mold having a structure as shown in FIG. 1 is used as a mold for injection molding a substrate. First and second cooling circuits 6, 7 for adjusting the mold temperature are both formed in the fixed mold 1 and the movable mold 2, and the first and second cooling circuits 6, 7 are fixed. It is formed at different distances from the cavity 5 defined by the mold 1 and the movable mold 2. When the molten resin is injected and filled into the mold, a high-temperature cooling medium is supplied to the first cooling circuit 6 located closer to the cavity 5 and the second cooling circuit located farther from the cavity 5 is supplied. The circuit 7 is supplied with a low temperature cooling medium. in this way,
By flowing a high-temperature cooling medium through the first cooling circuit 6, the temperature of the cavity 5 can be increased at the time of injection filling, so that the flowability of the molten resin into the cavity is improved, and the warpage and distortion of the substrate are improved. Can be prevented from occurring.

【0020】一方、射出充填後には、第1冷却回路6に
供給する冷却媒体を、例えば、第2冷却回路7に供給し
ている冷却媒体と同一にして、キャビティ5の温度を低
くする。これにより、キャビティ5に充填されている溶
融樹脂がキャビティ5内で冷却されて樹脂基板が成形さ
れる。このとき、第1冷却回路6の周囲を構成する金型
部分の温度は、第2冷却回路7により一定温度に保持さ
れているので、第1冷却回路6に、第2冷却回路7に供
給していた冷却媒体と同一の冷却媒体を供給することで
金型全体を短時間で冷却することが可能となる。
On the other hand, after the injection and filling, the cooling medium supplied to the first cooling circuit 6 is made the same as the cooling medium supplied to the second cooling circuit 7, for example, to lower the temperature of the cavity 5. Thus, the molten resin filled in the cavity 5 is cooled in the cavity 5 and a resin substrate is formed. At this time, since the temperature of the mold portion forming the periphery of the first cooling circuit 6 is maintained at a constant temperature by the second cooling circuit 7, the temperature is supplied to the first cooling circuit 6 and to the second cooling circuit 7. By supplying the same cooling medium as the cooling medium, the entire mold can be cooled in a short time.

【0021】本発明において、第2冷却回路に供給する
冷却媒体の温度は、溶融樹脂のガラス転移温度よりも低
い温度が望ましく、キャビティ内に充填された溶融樹脂
を冷却するのに充分な温度であればよい。
In the present invention, the temperature of the cooling medium supplied to the second cooling circuit is desirably lower than the glass transition temperature of the molten resin, and is a temperature sufficient to cool the molten resin filled in the cavity. I just need.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施例につ
いて図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に記載
する実施例は、本発明の好適な具体例に過ぎず、本発明
を限定するものでない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The embodiments described below are merely preferred examples of the present invention, and do not limit the present invention.

【0023】[0023]

【実施例】図1及び図3に、本発明に従うディスク成形
金型及びそれを備える射出成形機の好ましい実施例を示
す。図3において、射出成形機100は、主に、金型1
0と、金型10に設けられた第1冷却回路6及び第2冷
却回路7に冷却媒体を供給するための冷却媒体供給装置
11と、第1及び第2冷却回路6,7の2系統の冷却回
路に供給する冷却媒体を切り換える切換装置12とを備
える。冷却媒体供給装置11は、第1冷却機13及び第
2冷却機14の2系統の冷却機を備える。第1冷却機1
3は、冷却媒体の温度が溶融樹脂のガラス転移点温度以
上になるように調整されており、第2冷却機14は、冷
却媒体の温度が第1冷却機13よりも低い温度の100
℃〜120℃になるように調整されている。第1冷却機
13は、切換装置12及び配管を通じて第1冷却回路6
に接続されている。第2冷却機14は、第2冷却機7に
配管を介して接続され、また、切換装置12を介して第
1冷却回路7にも接続されている。
1 and 3 show a preferred embodiment of a disk molding die according to the present invention and an injection molding machine having the same. In FIG. 3, the injection molding machine 100 mainly includes a mold 1
0, a cooling medium supply device 11 for supplying a cooling medium to the first cooling circuit 6 and the second cooling circuit 7 provided in the mold 10, and two systems of the first and second cooling circuits 6 and 7. A switching device for switching a cooling medium to be supplied to the cooling circuit. The cooling medium supply device 11 includes two systems of a first cooler 13 and a second cooler 14. 1st cooling machine 1
3 is adjusted so that the temperature of the cooling medium is equal to or higher than the glass transition point temperature of the molten resin, and the second cooler 14 has a temperature of 100 ° C., which is lower than that of the first cooler 13.
The temperature is adjusted to be in the range of ° C to 120 ° C. The first cooling device 13 is connected to the first cooling circuit 6 through the switching device 12 and the piping.
It is connected to the. The second cooler 14 is connected to the second cooler 7 via a pipe, and is also connected to the first cooling circuit 7 via a switching device 12.

【0024】金型10は、図1に示すように、固定金型
1、可動金型2、情報信号を凹凸パターンとして有する
スタンパ3、溶融樹脂の射出口としてのスプールブッシ
ュ4、2系統の冷却回路としての第1冷却回路6及び第
2冷却回路7から構成される。固定金型1及び可動金型
2を型締めすることによりキャビティ5が画成される。
第1冷却回路6は、キャビティからの最短距離L1が6
mm〜10mmの範囲内になる位置に固定金型及び可動
金型にそれぞれ形成される。第2冷却回路7は、キャビ
ティからの最短距離L2が16mm〜20mm以下とな
る位置に固定金型及び可動金型にそれぞれ形成される。
第1冷却回路6と第2冷却回路7との間には断熱層8が
形成される。断熱層8の材料としては、アルミナ、ジル
コニア等のセラミックス材料を用いることができる。
As shown in FIG. 1, the mold 10 includes a fixed mold 1, a movable mold 2, a stamper 3 having an information signal as a concavo-convex pattern, a spool bush 4 as an injection port for molten resin, and cooling of two systems. It comprises a first cooling circuit 6 and a second cooling circuit 7 as circuits. The cavity 5 is defined by clamping the fixed mold 1 and the movable mold 2.
The first cooling circuit 6 has a minimum distance L1 of 6 from the cavity.
The fixed mold and the movable mold are respectively formed at positions within the range of 10 mm to 10 mm. The second cooling circuit 7 is formed in each of the fixed mold and the movable mold at a position where the shortest distance L2 from the cavity is 16 mm to 20 mm or less.
A heat insulating layer 8 is formed between the first cooling circuit 6 and the second cooling circuit 7. As a material of the heat insulating layer 8, a ceramic material such as alumina or zirconia can be used.

【0025】かかるディスク基板成形金型を用いた光デ
ィスク基板成形方法について図2を参照しながら説明す
る。金型内に充填する溶融樹脂としては、ポリカーボネ
ート樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、アモルファ
スポリオレフィン樹脂等を用い得る。溶融樹脂は、金型
に設けられたスプールブッシュ4を通して金型キャビテ
ィ5内部に射出される。このとき、キャビティの温度を
上げて溶融樹脂をキャビティ内で流動しやすくするため
に、固定金型1及び可動金型2にそれぞれ設けられた第
1冷却回路6には、第2冷却回路7よりも高い温度を有
する冷却媒体が流される。第1冷却回路6に流す冷却媒
体の温度は、溶融樹脂のガラス転移点温度と同じ温度に
設定することが望ましい。一方、第2冷却回路7に流す
冷却媒体の温度は、溶融樹脂のガラス転移点温度よりも
低い温度が好ましい。冷却媒体には、例えば水や油等の
液体を用いることができる。
An optical disk substrate molding method using such a disk substrate molding die will be described with reference to FIG. As the molten resin to be filled in the mold, a polycarbonate resin, a polymethyl methacrylate resin, an amorphous polyolefin resin, or the like can be used. The molten resin is injected into the mold cavity 5 through a spool bush 4 provided in the mold. At this time, the first cooling circuit 6 provided in each of the fixed mold 1 and the movable mold 2 is provided with a second cooling circuit 7 in order to raise the temperature of the cavity and facilitate the flow of the molten resin in the cavity. A cooling medium having a higher temperature is also flowed. It is desirable that the temperature of the cooling medium flowing through the first cooling circuit 6 be set to the same temperature as the glass transition temperature of the molten resin. On the other hand, the temperature of the cooling medium flowing through the second cooling circuit 7 is preferably lower than the glass transition temperature of the molten resin. As the cooling medium, for example, a liquid such as water or oil can be used.

【0026】溶融樹脂のキャビティ5内への射出完了直
後、キャビティ5内に射出された溶融樹脂の冷却効率を
上げるために、図2に示すようなタイミングに従って、
第1冷却回路6に流す冷却媒体を第2冷却機14から供
給される冷却媒体に切換装置12にて切り換える。この
とき、第1冷却回路6に流す冷却媒体の温度は、第2冷
却回路7と同じ温度に限定される必要はなく、溶融樹脂
のガラス転移点温度より低い温度であれば任意の温度に
設定し得る。
Immediately after the injection of the molten resin into the cavity 5 is completed, in order to increase the cooling efficiency of the molten resin injected into the cavity 5, the timing shown in FIG.
The switching device 12 switches the cooling medium flowing through the first cooling circuit 6 to the cooling medium supplied from the second cooling device 14. At this time, the temperature of the cooling medium flowing through the first cooling circuit 6 does not need to be limited to the same temperature as that of the second cooling circuit 7, and may be set to an arbitrary temperature as long as the temperature is lower than the glass transition temperature of the molten resin. I can do it.

【0027】金型内に充填された溶融樹脂は、金型内で
冷却されて成形基板となって離型される。その後、次の
射出の前準備として、図2に示すタイミングに従って、
固定金型1及び可動金型2の第1冷却回路6に流す冷却
媒体を第1冷却機13から供給される冷却媒体に切換装
置12にて切り換える。また、第2冷却回路7には、第
2冷却機14からの冷却媒体、すなわち、溶融樹脂のガ
ラス転移点温度より低い温度の冷却媒体が流されてい
る。第1冷却回路6によりキャビティ内部の温度がガラ
ス転移点温度に達すると、再度、金型10に溶融樹脂が
射出され、上述したような光ディスク基板の射出成形方
法が繰り返される。
The molten resin filled in the mold is cooled in the mold and released as a molded substrate. Then, as preparation for the next injection, according to the timing shown in FIG.
The switching device 12 switches the cooling medium flowing through the first cooling circuit 6 of the fixed mold 1 and the movable mold 2 to the cooling medium supplied from the first cooler 13. In the second cooling circuit 7, a cooling medium from the second cooler 14, that is, a cooling medium having a temperature lower than the glass transition temperature of the molten resin flows. When the temperature inside the cavity reaches the glass transition temperature by the first cooling circuit 6, the molten resin is injected into the mold 10 again, and the above-described injection molding method of the optical disk substrate is repeated.

【0028】このように本実施例では、キャビティに近
い第1冷却回路6に高い温度の冷却媒体と低い温度の冷
却媒体を、溶融樹脂の金型内への射出タイミングにあわ
せて繰り返し入れ替える。これにより、第1冷却回路6
の周囲を構成する金型部材のみが昇降温されるため、キ
ャビティ温度の冷熱サイクルを早めることができ、反り
や歪、複屈折率が低減された光ディスク基板を生産性良
く作製できる。
As described above, in this embodiment, the high-temperature cooling medium and the low-temperature cooling medium are repeatedly exchanged in the first cooling circuit 6 near the cavity in accordance with the timing of injection of the molten resin into the mold. Thereby, the first cooling circuit 6
The temperature of only the mold members constituting the surroundings is raised and lowered, so that the cooling / heating cycle of the cavity temperature can be accelerated, and an optical disk substrate with reduced warpage, distortion and birefringence can be manufactured with high productivity.

【0029】以上、本発明に従う光ディスク基板成形用
金型及び射出成形機について具体的に説明したが、本発
明はこれに限定されるものではない。第1冷却装置に同
じ温度の冷却媒体を供給したが、固定金型側の第1冷却
装置と可動金型側の第1冷却装置で異なる温度の冷却媒
体を供給することも可能である。
Although the mold for molding an optical disk substrate and the injection molding machine according to the present invention have been specifically described above, the present invention is not limited to these. Although the cooling medium of the same temperature is supplied to the first cooling device, it is also possible to supply the cooling media of different temperatures to the first cooling device on the fixed mold side and the first cooling device on the movable mold side.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明の金型は、第1及び第2冷却回路
からなる2系統の冷却回路を、キャビティから離れる方
向に順に備えており、キャビティから遠いほうに形成さ
れている冷却回路で金型の外側を一定温度に冷却しつつ
キャビティに近いほうに形成されている冷却回路でキャ
ビティ内の温度のみを昇降温させることができるので、
基板の反りや歪、複屈折特性が改善された薄型基板を高
いスループットで製造することができる。
The mold of the present invention is provided with two systems of cooling circuits comprising a first cooling circuit and a second cooling circuit in order in the direction away from the cavity, and the cooling circuit formed farther from the cavity is provided. While cooling the outside of the mold to a certain temperature, the cooling circuit formed closer to the cavity can raise and lower only the temperature inside the cavity,
A thin substrate with improved substrate warpage, distortion, and birefringence characteristics can be manufactured with high throughput.

【0031】本発明の射出成形機によれば、金型に形成
された2系統の冷却回路に異なる温度の冷却媒体を供給
することができるので、金型の温度制御が極めて容易に
なり、金型の昇温降温のサイクルが短縮され、薄型基板
を従来よりも短い時間で成形することができる。
According to the injection molding machine of the present invention, the cooling mediums having different temperatures can be supplied to the two cooling circuits formed in the mold, so that the temperature control of the mold becomes extremely easy. The cycle of raising and lowering the temperature of the mold is shortened, and a thin substrate can be formed in a shorter time than before.

【0032】本発明の射出成形方法では、キャビティか
ら遠い側の金型部分を一定温度で冷却しつつ、射出充填
時には、キャビティに近い側の金型部分を溶融樹脂のガ
ラス転移点温度以上の温度に設定して溶融樹脂のキャビ
ティ内の流動を向上させ、キャビティ内への樹脂充填後
には、キャビティに近い側の金型部分をキャビティから
遠い側の金型部分と同じ温度になるように設定している
ので、基板の反りや歪、複屈折特性が低減するととも
に、薄型基板一枚あたりの射出成形時間が短くなり生産
性が向上する。
In the injection molding method of the present invention, while the mold portion far from the cavity is cooled at a constant temperature, during injection filling, the mold portion near the cavity is kept at a temperature higher than the glass transition temperature of the molten resin. To improve the flow of the molten resin in the cavity, and after filling the resin into the cavity, set the mold part closer to the cavity to the same temperature as the mold part farther from the cavity. Therefore, the warpage, distortion, and birefringence characteristics of the substrate are reduced, and the injection molding time per thin substrate is shortened, thereby improving the productivity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に従う基板成形用金型の概略断面図であ
る。
FIG. 1 is a schematic sectional view of a substrate molding die according to the present invention.

【図2】金型に溶融樹脂を射出充填するタイミングと、
第1冷却回路に供給する冷却媒体の温度と、キャビティ
内の温度の関係を示す図である。
FIG. 2 shows the timing of injection filling a molten resin into a mold;
FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between a temperature of a cooling medium supplied to a first cooling circuit and a temperature in a cavity.

【図3】本発明に従う射出成形機の概略構成を示す図で
ある。
FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of an injection molding machine according to the present invention.

【図4】従来の基板成形用金型の概略断面図である。FIG. 4 is a schematic sectional view of a conventional substrate molding die.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 固定金型 2 可動金型 3 スタンパ 4 スプールブッシュ 5 キャビティ 6 第1冷却回路 7 第2冷却回路 8 断熱層 9 冷却回路 10 金型 11 冷却媒体供給装置 12 切換装置 13 第1冷却機 14 第2冷却機 100 射出成形機 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fixed mold 2 Movable mold 3 Stamper 4 Spool bush 5 Cavity 6 First cooling circuit 7 Second cooling circuit 8 Heat insulation layer 9 Cooling circuit 10 Mold 11 Cooling medium supply device 12 Switching device 13 First cooling machine 14 Second Cooling machine 100 Injection molding machine

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 固定金型及び可動金型とを備え、固定金
型及び可動金型間に画成されるキャビティ内に溶融樹脂
が充填される基板成形用の金型において、 上記固定金型及び可動金型は、それぞれ内部に、溶融樹
脂を冷却するための第1及び第2冷却回路を備え、第1
及び第2冷却回路が、上記キャビティから異なる距離を
隔てた位置にそれぞれ形成されていることを特徴とする
基板成形用金型。
A mold for molding a substrate, comprising: a fixed mold and a movable mold, wherein a molten resin is filled in a cavity defined between the fixed mold and the movable mold. And the movable mold are provided with first and second cooling circuits for cooling the molten resin therein, respectively.
And a second cooling circuit formed at a position different from the cavity by a different distance.
【請求項2】 第1冷却回路からキャビティまでの最短
距離が10mm以下であり、第2冷却回路からキャビテ
ィまでの最短距離が20mm以下であることを特徴とす
る請求項1に記載の基板成形用金型。
2. The substrate molding method according to claim 1, wherein the shortest distance from the first cooling circuit to the cavity is 10 mm or less, and the shortest distance from the second cooling circuit to the cavity is 20 mm or less. Mold.
【請求項3】 上記固定金型及び可動金型は、第1冷却
回路と第2冷却回路との間に断熱層を備えることを特徴
とする請求項1または2に記載の基板成形用金型。
3. The substrate molding die according to claim 1, wherein the fixed die and the movable die have a heat insulating layer between the first cooling circuit and the second cooling circuit. .
【請求項4】 上記固定金型及び可動金型の、第1冷却
回路が形成されている金型部分と第2冷却回路が形成さ
れている金型部分が、互いに熱伝導率の異なる材料から
構成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれ
か一項に記載の基板成形用金型。
4. The fixed mold and the movable mold, wherein the mold portion where the first cooling circuit is formed and the mold portion where the second cooling circuit is formed are made of materials having different thermal conductivities. The substrate molding die according to any one of claims 1 to 3, which is configured.
【請求項5】 基板を成形するための射出成形機におい
て、 固定金型と可動金型を備え、固定金型及び可動金型によ
り画成されるキャビティ内に溶融樹脂が充填される金型
であって、当該固定金型と可動金型とのそれぞれの内部
に金型温度を調整するための第1及び第2冷却回路が形
成され、且つ、第1及び第2冷却回路がキャビティから
異なる距離を隔てた位置にそれぞれ形成 されている金型と、第1及び第2冷却回路に温度制御さ
れた冷却媒体をそれぞれ供給するための冷却媒体供給装
置とを備えることを特徴とする射出成形機。
5. An injection molding machine for molding a substrate, comprising: a fixed mold and a movable mold, wherein a molten resin is filled in a cavity defined by the fixed mold and the movable mold. In addition, first and second cooling circuits for adjusting the mold temperature are formed inside each of the fixed mold and the movable mold, and the first and second cooling circuits are arranged at different distances from the cavity. An injection molding machine, comprising: a mold formed at a position separated from a cooling medium; and a cooling medium supply device for supplying a temperature-controlled cooling medium to each of the first and second cooling circuits.
【請求項6】 更に、第1及び第2冷却回路への冷却媒
体の供給を切りかえるための切替装置を備えることを特
徴とする請求項5に記載の射出成形機。
6. The injection molding machine according to claim 5, further comprising a switching device for switching supply of a cooling medium to the first and second cooling circuits.
【請求項7】 上記金型において、第1冷却回路からキ
ャビティまでの最短距離が10mm以下であり、第2冷
却回路からキャビティまでの最短距離が20mm以下で
あることを特徴とする請求項5または6に記載の射出成
形機。
7. The mold according to claim 5, wherein the shortest distance from the first cooling circuit to the cavity is 10 mm or less, and the shortest distance from the second cooling circuit to the cavity is 20 mm or less. 7. The injection molding machine according to 6.
【請求項8】 上記固定金型及び可動金型は、第1冷却
回路と第2冷却回路との間に断熱層を備えることを特徴
とする請求項5〜7のいずれか一項に記載の射出成形
機。
8. The method according to claim 5, wherein the fixed mold and the movable mold include a heat insulating layer between the first cooling circuit and the second cooling circuit. Injection molding machine.
【請求項9】 第1冷却回路が形成されている金型部分
と第2冷却回路が形成されている金型部分とが、互いに
熱伝導率の異なる材料から構成されていることを特徴と
する請求項5〜8のいずれか一項に記載の射出成形機。
9. A mold part in which the first cooling circuit is formed and a mold part in which the second cooling circuit is formed are made of materials having different thermal conductivity from each other. An injection molding machine according to any one of claims 5 to 8.
【請求項10】 可動金型と固定金型とにより画成され
るキャビティ内に溶融樹脂を射出充填することによって
光ディスク基板を製造する射出成形方法において、 固定金型と可動金型とから構成される金型であって、当
該固定金型と可動金型とのそれぞれの内部に金型温度を
調整するための第1及び第2冷却回路が共に形成され、
且つ、第1及び第2冷却回路がキャビティから異なる距
離を隔てた位置にそれぞれ形成されている金型を用い、 第1及び第2冷却回路に、互いに温度の異なる冷却媒体
を供給しつつキャビティ内に溶融樹脂を充填し、 溶融樹脂の充填後に、第1及び第2冷却回路に供給する
冷却媒体の温度を同一にすることを特徴とする射出成形
方法。
10. An injection molding method for manufacturing an optical disk substrate by injecting and filling a molten resin into a cavity defined by a movable mold and a fixed mold, comprising: a fixed mold and a movable mold. First and second cooling circuits for adjusting the mold temperature are respectively formed inside each of the fixed mold and the movable mold,
In addition, the first and second cooling circuits are formed at different distances from the cavity, and the molds are formed at different positions from each other. Injection molding, wherein the temperature of the cooling medium supplied to the first and second cooling circuits is made equal after filling the molten resin.
【請求項11】 キャビティ内に溶融樹脂を射出する際
に、上記溶融樹脂のガラス転移点温度以上の温度を有す
る冷却媒体を第1冷却回路に供給するとともに、第2冷
却回路にガラス転移点温度よりも低い温度を有する冷却
媒体を供給し、 キャビティ内に溶融樹脂が充填された後、第2冷却回路
に供給していた冷却媒体を第1冷却回路に供給すること
を特徴とする請求項10に記載の射出成形方法。
11. When injecting the molten resin into the cavity, a cooling medium having a temperature equal to or higher than the glass transition point temperature of the molten resin is supplied to the first cooling circuit, and the glass transition point temperature is supplied to the second cooling circuit. 11. A cooling medium having a lower temperature than the first cooling circuit is supplied to the first cooling circuit after the cavity is filled with the molten resin, and then the cooling medium supplied to the second cooling circuit is supplied to the first cooling circuit. 3. The injection molding method according to 1.
【請求項12】 上記冷却媒体が液体であることを特徴
とする請求項10または11に記載の射出成形方法。
12. The injection molding method according to claim 10, wherein the cooling medium is a liquid.
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CN108284566A (en) * 2017-12-28 2018-07-17 太仓朗盛金属制品有限公司 A kind of mold and its working method shortening working hour

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