JP2004518559A - プラスチック品の射出成形方法及び装置 - Google Patents

Abstract

少なくとも２個の金型部品を有する金型部品の供給；金型空洞が得られるようような名目相互位置において相互に関して金型部品の位置決めのための位置決め手段の供給；加圧下における金型空洞の中への流体プラスチック材料の射出；加圧下における金型空洞の中に材料を射出する際に金型部品の間に名目距離が保持されるような方法における位置決め手段の作用；これらの段階から成るプラスチック品の射出成形方法及び装置であって、合理的な製造が可能な手段による方法を提供し、得られた製品がより一定の品質を有し、狭い許容範囲内に入ることを目的とする。

Description

【０００１】
この発明は、例えばＣＤ及びＤＶＤなどの情報キャリヤーなどのプラスチック品の射出成形に関し、また、レンズなどその他の製品にも関するものである。
【０００２】
ＣＤ及びＤＶＤの場合、プラスチックディスクは、微少ピットの螺旋トラック状の中で例えば、一般に再生音、イメージ又はソフトウエアに係わる情報が蓄えられる。
微少ピットのトラックの品質は、蓄えられた情報の信頼性のある再生に対して極めて重要である。このような情報キャリアーの製造において、高温の流体プラスチックは、高圧力下で金型に射出される。この金型は、最終製品の中のネガティブトラックを含むマスターディスクを含む。プラスチック内で再生を可能にするために、正確な方法で、金型の注入口から最大の距離にあるトラックの部分にも比較的高い圧力が行き渡る。
【０００３】
この金型及び特にその中に金型を収容させる装置は、高い圧力に耐えられなければならない。ちなみに金型が作られている金型部品はきわめて高いプレストレスのもとに互いに圧縮されることが常に想定される。このプレストレスは、通常、強力なピストン／シリンダ装置が供給される。しかしながら、約３００バールの油圧のもとでこれらのピストン／シリンダ装置による装置内に発生する力は、強力で、頑強な構造の設備にもかかわらず容易に判断できる変形が発生する。
【０００４】
更に高圧力プレストレスが高圧のもとでプラスチックを射出するときにその金型を相互に確実に圧縮し続ける要求事項を満たすとは限らない。
この金型部品は、それにも拘らずなお短時間離反することができ、この現象は順次他の方法の中で補正しなければならない。結果的に作られた製品の品質において、かなり大きな変動を受け入れなければならない。これは、通常用いられる頑強で高価な装置にもかかわらず、最適な製造プロセスを達成することができないことを意味する。
【０００５】
この発明の目的は、第一に合理的な製造が可能な手段による方法を提供し、得られた製品がより一定の品質を有し、狭い許容範囲内に入ることである。この目標は、ＣＤ又はＤＶＤ
などのプラスチック品を射出成形する方法によって達成するものであり、以下に示す段階から構成される。
・二つの金型部品を有する金型の提供、
・金型の空洞が得られるような名目相互位置内の互いの金型部品の位置決め手段の提供
・加圧下において金型内に加熱した流体プラスチックの射出、
・加圧下にある金型空洞にプラスチック材料を射出するときに、望まれる厚さの品目が得られるように金型部品間の名目距離が保持されるような位置決め手段の影響：
【０００６】
この発明に準拠する方法に伴い、極めて高いプレストレスのもとで相互に締め付けられる金型部品の保持は、不要になる。代わりに金型部品は、位置決め手段によって所定の位置に保持される。この準備によって金型部品は幾らかのプレストレスを伴い相互接触することができる。また、互いに幾らかの相互作用による位置決めも考えられ、その場合には時宜を得た送り込みの中断を射出の間考慮に入れられなければならない。
【０００７】
高温の溶融したプラスチックが、例えば２００．１０５Ｎ／ｍ２の高圧力下に射出されても、この発明に準拠する方法では、圧力はプラスチックが金型部品の間に流れ出るにつれて降下する。標準の大気圧力がプラスチック流れの“前面”に行き渡るので供給の度合いは、金型の部品が完全に閉止しないときでも容易に制御することができる。
【０００８】
金型部品は、相互に正確に保持されるから、相互位置決めも射出の間又は
直後に調節することができる。これは例えば、冷却されるプラスチック材料の収縮に対する補正に関して望ましい。
このような方法の具体化は、特に情報キャリヤーの製造に用いることができる。これに関連して、この発明は、したがって、金型部品を短い距離、例えばプラスチック材料を金型空洞に射出中又は射出後互いの方向に約１２０ｎｍ、動かす段階だけでなく情報キャリヤーの中に左右が一致するように形成された渦巻きトラックを含むマスタディスクの半分の金型の供給から成るＣＤ又はＤＶＤ用の情報キャリヤーの射出成形に関する。
【０００９】
金型が互いの方向に動く極めて微少な距離は、マスターディスク上の射出がプラスチック材料中によく圧縮されるのを確かめるには十分である。
このマスターディスクは、一般にニッケルで作られ、金型の中に収容される。このマスターディスクの厚さは、したがってそれによって製造される製品の厚さに影響を及ぼす。マスターディスクのいかなる不整も位置決めの手段によって補正することができる。
【００１０】
この装置は、製造中に必要な調整が可能である。これに関連して、この発明に準拠する方法は、既述のごとく前のサイクルにおける射出成形品の少なくとも一つの厚さ測定の結果に関連した位置決めの影響波及を含む。
この手順によって均一の厚さの品目を製造するために、幾つかの位置においてその厚さを随意に測定することができる。このような厚さ測定は、楔状、凸面状、皿状、又はレンズ状などの形状のいかなる変形も検出を可能にし、位置決め手段の調整によって補正することができる。この補正は、直前に製造された製品の測定を基礎として行うことができる。しかしながら、この補正は、また連続的の手段のような一連の前の測定手段を基礎として行うこともできる。
【００１１】
変化の測定は、さまざまな方法で行うことができる。例えば既設定ライン上に位置する一組の製品を基礎としてその厚さを測定することができる。
更に、製品の品目の厚さは、最初のラインとは異なる既設定第二ライン上に位置する第二のセット内で測定されるならば更に良い結果が得られる。
測定位置は、二本の平行直線上に交互に行うのが望ましいがラインを湾曲することも可能である。
【００１２】
厚さ測定を行う良い手段は、４つの測定点を選定することであり、その一つは製造の中
央で、３点がこれを囲み、中央の測定点の回りに規則正しく配分すること望ましい。この測定点は、製造の中央を通して走る想像上の交点に位置することもできる。
この厚さ測定は、製造ラインの中で直接自動的に行うことができる。その他に厚さ測定は装置の設定が手動で調節した後に続けて行うこともできる。
付随的に製品中の厚さのバラツキは、重力、装置の機械的設定、サイジング、熱影響などによって生じることがある。
【００１３】
この発明は、上記の方法による手段のＣＤ又はＤＶＤなどのプラスチック品を射出成形する装置にも関し、以下を形成する。
・ 少なくとも二つの金型部品を有する金型、
・ 金型部品の相互位置に関する位置決め手段、
・ 金型の空洞中に加熱した溶融プラスチックを射出する射出手段、及び
・ 加圧下において金型空洞中にプラスチックを射出する際、金型部品間に保持される名目隙間に関する位置決め手段に影響を及ぼす制御手段：
【００１４】
上述の方法は、取付けの目標として行うことができる。
位置決めの手段は、ねじアクチュエータを含むのが好ましく、それぞれが独自のアクチュエータによって駆動することができる。このねじアクチュエータは、射出されたプラスチック材料の圧力に対して信頼できかつ安定した方法で金型部品を保持する可能性を提供する。これらのアクチュエータの手段によって特にピッチが小さい場合には、極めて微細な調整も行うことができる。駆動はサーボモータの手段によって更に効果的になる。
【００１５】
それぞれのねじアクチュエータは、ねじ棒を有し、ベアリングの手段によって、回転することができるようにブロックの中に支持され、ブロックは、金型部品の一つを支持する。ブロックの中で金型空洞は設けられ、同時に高温かつ溶融したプラスチックを供給する通路を設ける。更にそれぞれのねじアクチュエータは、ナットを有し、それはヨークに接続し、ヨークはねじアクチュエータの操作によってブロックの中の既述した金型部品が金型部品に向うような方法及び離れるような方法で他の金型部品を支持する。
【００１６】
例えば鋼製のブロックは、金型及びねじアクチュエータを寸法的及び構造的に安定した支持を提供する。高い内部プレストレスの欠如と共同して比較的単純で信頼性のある構造を生じる。
これに関連して、更に重要なことは、ブロックの空洞を含み、その中に一つの金型部品が位置し、また、他の金型部品が緊密に適合された方法の中でねじアクチュエータの手段によって動かすことができることである。それぞれのナットは、リニヤベアリングの手段によってブロックの中に動かせるように支持される。
ナットは、それぞれ柱に接続され、柱にはリニヤベアリングが取り付けられ、それぞれの柱はヨークに固定される。
【００１７】
この発明は、発明に準拠する方法を実行するために図示された装置を引用して以下に詳細を説明する。
図１は、本発明のプラスチック品射出成形装置の断面を示す図であり、図２のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。
図２は、同プラスチック品射出成形装置の端面を示す図である。
図３は、この方法を実行したときの金型空洞部の詳細を示す。
この発明に準拠する射出成形の装置、例えばＣＤ又はＤＶＤ、これらは図１及び図２に示され、金型部品２及び３から構成される金型を含み全体的に１で示される。この金型はヨーク８及び４で示されるブロックの間に収容され、ブロックを通して通路５は高温・溶融プラスチック材料を供給するために半分の金型２を経由して金型部品２，３の間の金型空洞６の中に流れる。（図３参照）。
【００１８】
この金型部品３は、ヨーク８に頑強に収容され、順次基部３０に支持される。他の金型部品２は、ブロック４に収容され、キャリッジ３１の手段によって基部３０の上に動かせるように支持される。
射出の間置き換えられる空気は、金型部品２を取り巻く弾性圧縮ベントリング２９から逃すことができる。
【００１９】
ヨーク８の可動性は４個のねじアクチュエータ９、そのうちの２個は図１の断面に示される、によって確かめられる。
それぞれのねじアクチュエータ９は、ねじ棒１０を有し、ねじ棒はベアリング１１によってブロック４に固定されたスリーブ２８上に取り付けられる。更に、それぞれのねじアクチュエータ９は、ナット１３を有し、それぞれのナット１３はスリーブ２８の中に固定される。ねじ棒１０はそれぞれの柱１４と一体を成しブロック４内の穴１２を通して作動する。柱１４は、それぞれリニヤベアリング１６の手段によってブロック４の穴１２の中に摺動可能なように収容される。
【００２０】
柱１４はリテーニングスリーブ１７の手段によって緊密にはめ合うようにヨーク８の中に収容される。特に柱はそれぞれの肩１８を有し、リテーニングスリーブ１７に接し、それに対して、肩１８に隣接する狭い方の部分１９はねじを切った端２０を供し、その上にテンションナット２１がそれぞれのケースに連動する。柱１４はプレストレスのもとにヨーク８にそれぞれ固定される。
【００２１】
それぞれのねじ棒１０は、端部にサーボモータ２２が接続され、サーボモータは制御装置２３によって制御される。
ねじアクチュエータ９は、それぞれ制御装置２３によって金型部品２及び３が互いに指定された距離に固定されるように制御する。金型部品２，３はこの位置においては互いに締め付けられることはない。制御装置２３の急速制御作用の力で、高圧の溶融プラスチック材料が通路５を介して金型空洞６に供給されるにもかかわらず望まれる相互位置が保持される。
【００２２】
ねじアクチュエータ９は、金型空洞にプラスチック材料を供給する際、必要であれば圧力を補正するために、また、必要であれば金型部品２、３を相互にやや近づけるために制御装置２３によって動的に操作することができる。
これは、特にデータキャリヤーを製造する場合にその中の多数の極めて小さいピット、空洞その他の類似するものをプラスチック表面に作らなければならないときに有用である。
【００２３】
図３に示すように、マスターディスク２４は金型空洞の中に収容され、既述のマスターディスク２４の表面２５に存在する突起をもつ螺旋模様は金型空洞６に向き合う。代替として、異なる形状のデータキャリヤ、例えば長方形、も製造することができる。この模様は、横筋のピットなどで形成することができる。更にその他のレンズなどの光学的メディアも製造することができる。
【００２４】
プラスチック材料２６が通路５を経て射出されると、プラスチック材料は、既述の金型空洞６を通して前面２７によって限界をはっきりさせて広げられる。
金型部品の半分２，３はこの操作の間安定に保たれ、金型空洞６の望ましい厚さを得るために必要であればある距離を離すことさえできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるプラスチック品射出成形装置の一実施形態の構成を示す断面図
【図２】同端面図
【図３】本発明によるプラスチック品射出成形方法を実行したときの金型空洞部の詳細を示す図
【符号の説明】
１ 射出成形装置
２，３ 金型部品
４ ブロック
５ 通路
６ 空洞
８ ヨーク
９ アクチュエータ
１０ ねじ棒
１１ ベアリング
１２ 穴
１３ ナット
１４ 柱
１６ リニアベアリング
１７ リテーニングスリーブ
１８ 肩
２０ 端
２２ サーボモータ
２３ 制御装置
２４ マスターディスク
２５ 表面
２６ プラスチック材料
２７ 前面
２８ スリーブ
２９ ベントリング
３０ 基部
３１ キャリッジ

Claims (22)

1. 以下の段階から成ることを特徴とするＣＤ又はＤＶＤなどのプラスチック品の射出成形のための方法：
   ・少なくとも２個の金型部品を有する金型部品の供給；
   ・金型空洞が得られるような名目相互位置において相互に関して金型部品の位置決めのための位置決め手段の供給；
   ・加圧下における金型空洞の中への流体プラスチック材料の射出；
   ・加圧下における金型空洞の中に材料を射出する際に金型部品の間に名目距離が保持されるような方法における位置決め手段の作用。
2. 前のサイクルにおいて射出成形された品目の少なくとも一つの厚さ測定の結果の機能としての位置決め手段の作用から成ることを特徴とする、請求項１に記載のプラスチック品の射出成形方法。
3. 幾つかの位置における品目の厚さ測定から成ることを特徴とする、請求項２に記載のプラスチック品の射出成形方法。
4. 予め定めた最初のライン上に位置する少なくとも最初の位置のセットにおける品目の厚さの測定から成ることを特徴とする、請求項３に記載のプラスチック品の射出成形方法。
5. 予め定めた最初のラインとは異なる予め定めた第二ライン上に位置する少なくとも第二の位置のセットにおける品目の厚さの測定から成ることを特徴とする、請求項３又は４に記載のプラスチック品の射出成形方法。
6. その中で第一及び第二のラインが直線から成ることを特徴とする、請求項５に記載のプラスチック品の射出成形方法。
7. その中で第一及び第二のラインが互いに平行することを特徴とする、請求項６に記載のプラスチック品の射出成形方法。
8. その中で第一及び第二のラインが互いに交差することを特徴とする、請求項５に記載のプラスチック品の射出成形方法。
9. その中で第一及び第二のラインが互いに湾曲することを特徴とする、請求項４又は５に記載のプラスチック品の射出成形方法。
10. プラスチック材料の冷却中に収縮に対して補正するために、加圧下において金型空洞の中へプラスチック材料を射出する間又はそれに続いて金型部品を互いに微少距離移動させることから成ることを特徴とする、前記請求項の何れかに記載のプラスチック品の射出成形方法。
11. ＣＤ又はＤＶＤ用の情報キャリヤーの射出成形に対して、金型の供給から成る一つの金型部品はマスターディスクを含み情報キャリヤー内の一連に対応するくぼみ又は出っ張りを成形するための一連の渦巻き突起又はピットを含み、金型部品を例えば約１２０ｎｍの短い距離を互いに動かす供給から成ることを特徴とする、請求項１０に記載のプラスチック品の射出成形方法。
12. マスターディスクの厚さ機能として位置決め手段に及ぼす作用から成ることを特徴とする、前記請求項の何れかに記載のプラスチック品の射出成形方法。
13. 前記の方法によるＣＤ又はＤＶＤなどのプラスチック品を射出成形する、以下から成る装置；
    ・二つの金型部品を有する金型；
    ・金型部品の相互位置決めに関する位置決め手段；
    ・高温、溶融プラスチックを金型空洞に射出する射出手段；
    ・品目の厚さを測定する測定手段、及び；
    ・加圧下において金型空洞の中にプラスチックを射出する際に名目隙間を金型部品の間に保持するような方法においてマスターディスクの厚さ寸法の機能として位置決め手段に作用する制御手段。
14. その中で測定手段は非接触測定のために設計されることを特徴とする、請求項１３に記載のプラスチック品の射出成形装置。
15. その中で測定手段は、少なくとも前に製造した一つの製品の測定手段によって得られた厚さ寸法を基礎として金型部品の相互隙間を調節するための制御手段に接続されることを特徴とする、請求項１３又は１４に記載のプラスチック品の射出成形装置。
16. その中で位置決め手段はねじアクチュエータから成り、それぞれのアクチュエータは、独自のモータによって駆動されることを特徴とする、請求項１３〜１５に記載のプラスチック品の射出成形装置。
17. その中でそれぞれのねじアクチュエータはねじ棒を有し、ベアリングの手段によってブロックの中に回転し得るように支持され、ブロックは金型部品の一つを支持しブロック内に、高温・溶融プラスチックを供給するための通路も位置することを特徴とする、請求項１６に記載のプラスチック品の射出成形装置。
18. その中でそれぞれのねじアクチュエータはヨークに接続するナットを有し、ヨークは前記の他の金型部品がねじアクチュエータの操作によってブロックの中で金型部品から近づけられる及び遠ざけられるように動かすことができるような方法で金型部品を支持することを特徴とする、請求項１６又は１７に記載のプラスチック品の射出成形装置。
19. その中でそれぞれのナットは柱に接続され、それぞれの柱はヨークに固定されることを特徴とする、請求項１８に記載のプラスチック品の射出成形装置。
20. その中でブロックはリニアベアリングの手段によって柱の上に動かせるよう支持されることを特徴とする、請求項１８に記載のプラスチック品の射出成形装置。
21. その中で金型部品の一つはベントリングによって囲まれ、他の金型部品に対して弾力をもって押し付けることを特徴とする、請求項１４〜２０の何れかに記載のプラスチック品の射出成形装置。
22. その中でそれぞれのモータはサーボモータであることを特徴とする、請求項１５〜２１の何れかに記載のプラスチック品の射出成形装置。

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