JP2005193566A - ディスク基板の成形方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 ディスク基板の中心孔部内に水平方向にバリが発生するようにしたディスク基板の成形方法において、ディスク基板の直径に対して厚さの薄いディスク基板の場合でも、射出充填時に十分なゲート厚を確保するとともに、ゲートカット時に発生するバリを極力小さくする。
【解決手段】 型閉完了位置より型開側に可動金型17を停止して、可動金型17に向けて突出した状態のスプルブッシュ15とカッター23の環状突部23aとの間にゲートを形成し、ゲートから溶融樹脂を射出充填後、可動金型17を型閉完了位置に向けて前進させ溶融樹脂を圧縮完了させ、更にカッター23を前進して、固定スリーブ部14の可動金型対向面14aに対してスプルブッシュ15の可動金型対向面15eが突出した状態を保つようにスプルブッシュ15を後退させてゲートカットする。
【選択図】 図1

Description

本発明は、ディスク基板の成形方法に関するものであり、更に詳しくは、ディスク基板を成形する際のゲートカット方法に関するものである。
ディスク基板の成形においては、固定金型と可動金型の間にキャビティが形成され、固定金型に配設されたスプルブッシュと可動金型に配設されたカッターの間に形成されたフィルムゲートを介して前記キャビティに溶融樹脂が射出充填され、前記カッターをスプルブッシュに向けて前進させてゲートカットが行われる。特許文献1の従来技術の例、および特許文献2の図6の例では、溶融樹脂の射出充填後にカッターがゲートインサート部材の中に嵌入され、ゲートカットが行なわれる。しかしこの方法は、カッターとゲートインサートとの間に樹脂が入り込み、ディスク基板の裏面に垂直方向にバリが発生する原因となっていた。そして前記バリは、後工程で搬送される際に破壊されてディスク基板の他の部分に付着し、不良品発生の原因となっていた。
また特許文献1の図1、図2、および特許文献2の図3、図6の例では、溶融材料の射出充填後に、カッターがゲートインサート部材の中に嵌入されない状態で、ゲートカットが行なわれる。その結果ディスク基板の中心孔部内にディスク基板の水平方向にバリが形成され、上記のようにディスク基板の裏面に垂直方向にバリが発生することを防止することができるので、前記した不良品発生の問題を解決することができる。
実公平5−13537号公報(請求項1、従来技術、図1ないし図4) 特開平7−156218号公報(請求項1、請求項6、図3、図5、図6)
ところが上記の特許文献1の図1、図2、および特許文献2の図3、図6の例については、型締完了位置においてスプルブッシュとカッターの間に形成されるフィルムゲートから射出充填を行ない、その後前記ゲートの肉厚寸法分に相当する距離を、カッターのみを前進させ、ゲートカットを行なうので、カッターの移動距離が長くなり、それに起因して下記の問題が発生していた。前記問題1としては、カッターとスプルブッシュ間で比較的多量の樹脂が一度に圧縮されるので、ゲートカット時にゲート間に樹脂の圧縮された層が残り、水平方向に比較的厚いバリが発生する原因となっていた。また前記問題2としては、カッターの先端部分の摩耗が激しくなるという問題があった。
そこで本発明では、ディスク基板の中心孔部内における厚さ方向の中央付近に水平方向にバリが発生するようにし、後工程におけるバリ破壊による不良品発生の問題を解決したディスク基板の成形方法において、ディスク基板の直径に対して厚さの薄いディスク基板の場合でも、射出充填時に十分なゲート厚を確保し、キャビティ内への射出充填を良好にしたディスク基板の成形方法を提供することを目的とする。またゲートカット時に発生するバリを極力小さくしたディスク基板の成形方法を提供することを目的とする。更にはカッターの先端部分の摩耗を減らすようにしたディスク基板の成形方法を提供することを目的とする。
本発明の請求項1に記載のディスク基板の成形方法は、固定金型と可動金型の間にキャビティを形成し、固定金型に配設されたスプルブッシュを介してキャビティに溶融樹脂を射出充填し、可動金型に配設されたカッターを前進させスプルブッシュを後退させてディスク基板のゲートカットを行なうディスク基板の成形方法において、固定金型対向面外周部に環状突部が形成されたカッターと、固定金型に固着された固定スリーブ部に対して移動可能に嵌合されたスプルブッシュとが配設され、型閉完了位置より型開側に可動金型を停止してキャビティを形成するとともに、固定スリーブ部の可動金型対向面に対してスプルブッシュの可動金型対向面が可動金型に向けて突出した状態のスプルブッシュとカッターの環状突部との間にゲートを形成し、ゲートを介してキャビティに溶融樹脂の射出充填を行ない、可動金型を型閉完了位置に向けて前進させてキャビティ内の溶融樹脂を圧縮完了させ、更にカッターを前進して、固定スリーブ部の可動金型対向面に対してスプルブッシュの可動金型対向面が可動金型に向けて突出した状態を保つように前記スプルブッシュを後退させて、ゲートカットを行なうことを特徴とする。
本発明の請求項2に記載のディスク基板の成形方法は、請求項1において、可動金型を停止してキャビティを形成した際の、固定スリーブ部の可動金型対向面に対するスプルブッシュの可動金型対向面の可動金型に向けての突出寸法は、成形後のディスク基板の信号面の部分における肉厚寸法の30%ないし90%であることを特徴とする。
本発明の請求項3に記載のディスク基板の成形方法は、請求項1または請求項2において、スプルブッシュは固定スリーブ部に嵌合される円筒部が前記カッターと同径・同軸に設けられるとともに、可動金型対向面外周部に環状突部が形成され、溶融樹脂の圧縮完了時におけるカッターの環状突部とスプルブッシュの環状突部との間の距離は0.05mmないし0.2mmであり、カッターの前進距離は、0.15mmないし0.5mmであって前記溶融樹脂の圧縮完了時におけるカッターの環状突部とスプルブッシュの環状突部との間の距離以上であることを特徴とする。
本発明の請求項4に記載のディスク基板の成形方法は、請求項3において、カッターの環状突部および前記スプルブッシュの環状突部はそれぞれ頂部の幅が0.03mmないし0.15mmに形成され、内側対向面に対する高さが0.02mmないし0.15mmに形成されていることを特徴とする。
本発明の請求項1に記載のディスク基板の成形方法は、型閉完了位置より型開側に可動金型を停止して、可動金型に向けて突出した状態のスプルブッシュとカッターの環状突部との間にゲートを形成し、ゲートから溶融樹脂を射出充填後、可動金型を型閉完了位置に向けて前進させ溶融樹脂を圧縮完了させ、更にカッターを前進して、固定スリーブ部の可動金型対向面に対してスプルブッシュの可動金型対向面が突出した状態を保つようにスプルブッシュを後退させてゲートカットするようにしたので、ディスク基板の裏面に垂直方向にバリが発生しない成形方法において、射出充填時に十分なゲート厚を確保し、キャビティ内への射出充填を良好にすることができる。
本発明の請求項2に記載のディスク基板の成形方法は、請求項1において、可動金型を停止してキャビティを形成した際の、固定スリーブ部の可動金型対向面に対するスプルブッシュの可動金型対向面の可動金型に向けての突出寸法は、成形後のディスク基板の信号面の部分における肉厚寸法の30%ないし90%としたので、ディスク基板の中心孔部内における厚さ方向の中心付近に水平方向にバリを形成するようにできる。
本発明の請求項3に記載のディスク基板の成形方法は、請求項1または請求項2において、スプルブッシュは固定スリーブ部に嵌合される円筒部がカッターと同径・同軸に設けられるとともに、可動金型対向面外周部に環状突部が形成され、溶融樹脂の圧縮完了時におけるカッターの環状突部とスプルブッシュの環状突部との間の距離は0.05mmないし0.2mmであり、カッターの前進距離は、0.15mmないし0.5mmであって前記溶融樹脂の圧縮完了時におけるカッターの環状突部とスプルブッシュの環状突部との間の距離以上としたので、溶融樹脂の圧縮完了時の環状ゲートをカッターにより確実にゲートカットすることができる。
本発明の請求項4に記載のディスク基板の成形方法は、請求項3において、カッターの環状突部および前記スプルブッシュの環状突部はそれぞれ頂部の幅が0.03mmないし0.15mmに形成され、内側対向面に対する高さが0.02mmないし0.15mmに形成されているので、ディスク基板の中心孔部内における厚さ方向の中心付近に水平方向に形成されるバリの大きさを小さくすることができる。
本発明の実施形態について図1ないし図3を参照して説明する。図1は、本発明のディスク基板の成形方法に用いられる成形金型の射出開始前の状態を表す要部断面図である。図2は、本発明のディスク基板の成形方法に用いられる成形金型のゲートカット後の状態を表す要部断面図である。図3は、本発明と従来技術によってそれぞれ成形されたディスク基板とそのバリを示す断面図である。
本発明のディスク基板の成形方法を説明するに際して、まずディスク基板の成形金型について、図1により説明する。なお本実施形態では、直径が120mm、中心孔径12mm、信号面の部分における肉厚寸法が0.55mmないし0.6mmと、直径に対して厚さの薄いDVDディスク基板を成形する場合を例に説明する。固定金型11は図示しない射出成形機の固定盤に固定されている。固定金型11は、バックプレート等からなる金型本体部12、鏡面板13、固定スリーブ部14、およびスプルブッシュ15等から構成される。金型本体部12には円筒状の固定スリーブ部14が固着されている。また金型本体部12には鏡面板13が固着され、前記鏡面板13は固定スリーブ部14の外周面に当接している。そして固定スリーブ部14の可動金型側は、可動金型対向面14aとなっており、固定スリーブ部14の内周面14bにはスプルブッシュ15の円筒状の本体部15aがカジリを生じない僅かな間隔を隔てて嵌合されている。そして前記スプルブッシュ15は、固定スリーブ部14に対して型開閉方向に移動可能に配設されている。前記のスプルブッシュ15の移動は、ノズル16のノズルタッチ力によりスプルブッシュ15が可動金型側に移動され、後述するカッター23の突出力が前記ノズルタッチ力を上回ってスプルブッシュ15に及ぼされた場合にノズル16の側にスプルブッシュ15が移動されるようになっている。
スプルブッシュ15の軸芯には溶融樹脂通路15bが形成されている。またスプルブッシュ15の本体部15aのノズル側にはノズル16が当接されるノズルタッチ面15cが形成されている。またスプルブッシュ15の可動金型対向面外周部には環状突部15eが形成されている。本実施形態では環状突部15eは、頂部(可動金型対向面)の幅(本体部15aの軸芯から放射方向の幅)15fが0.05mm、内側の本体部形成面15dに対する高さ(突出寸法)15gが0.03mm、に形成されている。そして環状突部15eの内周側は、頂部に向けて環状突部15eの肉厚寸法が薄くなるテーパー面15hとなっている。なお本実施形態では固定スリーブ部14は説明上、一体に記載してあるが、分割されたスリーブ部材からなり、その場合スリーブ部材間から離型時のエア等を吹出しや吸引を行なうようにしてもよい。
可動金型17は図示しない射出成形機の可動盤に固定され、同じく図示しない射出成形機の型閉手段によって型開閉方向に移動可能となっている。可動金型17は、バックプレート等からなる金型本体部18、鏡面板19、内周スタンパ押え20、スタンパ21、エジェクタ22、およびカッター23等から構成されている。金型本体部18には、鏡面板19と円筒状の内周スタンパ押え20がそれぞれ固着され、前記内周スタンパ押え20と図示しない外周スタンパ押えによりディスク基板25に信号面25aを転写するスタンパ21が鏡面板19の表面に保持されている。また内周スタンパ押え20の内周側にはエジェクタ22が配設され、前記エジェクタ22の内周側にカッター23が、前記スプルブッシュ15の円筒状の本体部15aと同径・同軸に設けられている。そしてカッター23は図示しないアクチュエータにより他の可動金型部分(カッター23以外の部分)に対して前進・後退移動可能に配設されている。
前記カッター23の固定金型対向面外周部には、環状突部23aが形成されている。本実施形態では環状突部23aは頂部の幅(カッター23の軸芯から放射方向の幅)23eが0.05mmに形成され、内周側の本体部形成面23bに対する高さ(突出寸法)23fが0.06mmに形成されている。そして環状突部23aの内周側は、先端に向けて環状突部23aの肉厚寸法が薄くなるテーパー面23cとなっている。更にカッター23の軸芯には、型開時にスプル26を可動金型側に係止し、その後前記スプル26を突出すための突出ピン24がカッター23に対して進退可能に配設されている。そして本実施形態ではカッター後退時においてもカッター23の環状突部23aはエジェクタ22を始めとした他の可動金型部分よりも僅かに固定金型11に向けて突出している。
なおカッター23の環状突部23aの形状は、前記頂部の幅23eが0.03mmないし0.15mmであり、前記高さ(突出寸法)23fが0.02mmないし0.15mmに形成されていることが望ましい。またスプルブッシュ15の環状突部15eは本発明にとって必須のものではないが、環状突部15eを設ける場合は前記の可動金型17と同様に、頂部の幅15fが0.03mmないし0.15mmであり、本体部形成面15dに対する高さ15gが0.02mmないし0.15mmに形成されていることが、ゲートカットを容易にするために望ましい。なお上記においてカッター23の環状突部23aの高さは、スプルブッシュ15の環状突部15eの高さよりも高くすることがより望ましい。
次に固定金型11および可動金型17を使用したディスク基板の成形方法について、図1ないし図3により説明をする。まず図示しない型閉手段により可動金型17を固定金型11に向けて前進させ、型閉完了位置に対して0.3mm型開側の位置(図1において可動金型17が実線で示される位置)で停止させ、両金型間にキャビティを形成する。この際射出装置のノズル16からスプルブッシュ15に及ぼされるノズルタッチ力は0.8kNである。そしてスプルブッシュ15の可動金型対向面である環状突部15eはディスク基板25の信号面25aの裏面25bを形成する鏡面板13の可動金型対向面13aに対して可動金型17に向けて0.4mm突出した状態にある。なお前記のスプルブッシュ15の突出寸法は、成形後のディスク基板25の信号面25aの部分における肉厚寸法25cの30%ないし90%であることが望ましい。そして図1に示されるように、スプルブッシュ15の環状突部15eとカッター23の環状突部23aによって形成される環状ゲートの肉厚寸法を2分割した中心線L1(環状突部15eと環状突部23aからそれぞれ等距離の位置)が、射出充填時のキャビティにおける信号面の部分の肉厚寸法を2分割した中心線L2(スタンパ21と鏡面板13の可動金型対向面13aからそれぞれ等距離の位置)と同じ位置か、或いは前記中心線L1が、前記中心線L2より可動金型側に位置して形成されることが望ましい。
そして本実施形態では型閉完了位置におけるカッター23の環状突部23aとスプルブッシュ15の環状突部15eとの間の距離は0.1mmに形成されているので、可動金型停止時(射出開始時)のカッター23の環状突部23aとスプルブッシュ15の環状突部15eとの間の距離は、前記の型閉完了位置における距離である0.1mmと、前記の金型停止位置である0.3mmとを加えた0.4mmとなっており、肉厚寸法0.4mmの環状ゲートが形成される。なお可動金型17の停止位置は、型閉完了位置から0.1mmないし0.5mm型開き側の位置であることが望ましく、環状ゲートの肉厚寸法については、0.2mmないし0.6mm(成形されたディスク基板25の信号面25aの部分における肉厚寸法25cの約33%ないし110%)とすることが、キャビティ内への溶融樹脂の射出充填を良好にするために望ましい。
次に図示しない射出成形機の射出装置のノズル16から前記スプルブッシュ15の溶融樹脂通路15b、前記環状ゲートを介してキャビティ内に溶融樹脂を射出充填する。本実施形態では、溶融樹脂材料としてはポリカーボネートが使用され、ノズル16の設定温度は、350℃ないし390℃に設定される。そして次に溶融樹脂の射出充填が完了され保圧開始後か、或いは射出充填が完了される僅かに前から、型閉手段を作動させて可動金型17を型閉完了位置に向けて前進させ、キャビティ内の溶融樹脂の圧縮を行なう。そして図1において2点鎖線で表される可動金型17の溶融樹脂の圧縮完了位置への前進により、カッター23を前進させるアクチュエータが作動されていなくても、必然的にスプルブッシュ15の環状突部15eに対するカッター23の環状突部23aの距離は短縮される。そして本実施形態では、前記圧縮完了位置において、環状ゲートの肉厚寸法は1.5mmとなっている。なお圧縮完了位置における環状ゲートの肉厚寸法は0.5mmないし2mmが望ましい。
次に保圧工程が終了すると、スプルブッシュ15に当接されるノズル16のノズルタッチ力を0.4kNに下降させる。そして次にカッター23を前進させるアクチュエータを作動させ、前記下降されたノズルタッチ力以上の押圧力である0.8kNでもって、カッター23をスプルブッシュ15に向けて0.35mm前進させる。なお本実施形態ではカッター23の前進位置は、カッター23の係止部(図示せず)が可動金型内の当接部(図示せず)に当止めされることにより規制されるが、サーボモータを用いてカッター23を前進させる場合は、位置制御を行なうようにしてもよい。
そしてカッター23の環状突部23aとスプルブッシュ15の環状突部15eとの間の環状ゲートに、0.15mmの肉厚寸法で残存していた樹脂は、カッター23の前進により押し潰され、更にスプルブッシュ15を後退させる。よって本実施形態ではスプルブッシュ15は0.2mm後退され、射出開始時にスプルブッシュ15の環状突部15eが存在していた位置をカッター23の環状突部23aが通過し、ディスク基板25とスプル26とを接続していたゲートは完全に切断される。なおこの際のカッター23の前進は、固定スリーブ部14の可動金型対向面14aに対してスプルブッシュ15の可動金型対向面(環状突部15eの頂部)が可動金型17に向けて突出した状態を保つようにスプルブッシュ15を後退させる。そのことによりカッター23と、スプルブッシュ15の可動金型対向面である環状突部15eが、固定スリーブ部14に嵌入されないので、図3のbに示されるようにディスク基板25の信号面25aの裏面25bの内周側から垂直方向にバリ27aが発生しない。なおカッター23の前進距離(前進ストローク)は、0.15mmないし0.5mmであって前記溶融樹脂の圧縮完了時におけるカッター23の環状突部23aとスプルブッシュ15の環状突部15eとの間の距離以上であることが望ましく、その結果、スプルブッシュ15の後退距離は、0.1mmないし0.3mmとなることが望ましい。そして射出充填時の環状ゲートの肉厚寸法を分母とし、可動金型17の移動を除いたカッター23のみの移動により狭められる環状ゲートの肉厚寸法を分子として、カッター23のみの移動による環状ゲートの肉厚寸法の占める比率を計算すると、前記比率は、本実施形態では37.5%となった。しかし前記カッター23のみの移動により狭められる環状ゲートの肉厚寸法の比率を、12.5%ないし50%とすることが、カッター23のみの移動によるゲートカット時に押し潰される樹脂の量を減少させる上で望ましい。
そして前記によりゲートカットが完了すると可動金型17は型開きされ、ディスク基板25とスプル26は可動金型側に取出される。その後ディスク基板25は図示しない吸着具で吸着され、スプル26は別の図示しないチャックで把持されるとともに突出ピン24がカッター23に対して突出されて、ディスク基板25とスプル26の分離がなされ、ディスク基板25は後工程に搬出される。その際に本発明ではディスク基板25の中心孔部25d内における厚さ方向の中心付近に水平方向に図3(a)に示されるように、従来技術である特許文献1、特許文献2や、図3(b)に示される従来のディスク基板27と比較して、厚さが薄く突出寸法も小さいバリ25eが形成されるのみである。よって後工程でバリの破壊による問題が生じない。
また本発明については、一々列挙はしないが、上記した実施形態のものに限定されず、当業者が本発明の趣旨を踏まえて変更を加えたものについても、適用されることは言うまでもない。そして本発明はDVDディスク基板に限定するものでない。またスタンパ21の取付けは固定金型11または両金型に取付けたものでもよい。そしてホットランナを用いて同時に2枚のディスク基板25を成形するものでもよい。その場合スプルブッシュはノズルタッチ力ではなく、バネによって可動金型に向けて付勢されることが望ましい。またカッター23を前進させスプルブッシュ15を後退させた後に、型開前にスプルブッシュ15が僅かに前進されるものでもよい。
本発明のディスク基板の成形方法に用いられる成形金型の射出開始前の状態を表す要部断面図である。 本発明のディスク基板の成形方法に用いられる成形金型のゲートカット後の状態を表す要部断面図である。 本発明と従来技術によってそれぞれ成形されたディスク基板とそのバリを示す断面図である。
符号の説明
11 固定金型
12,18 金型本体部
13,19 鏡面板
13a,14a 可動金型対向面
14 固定スリーブ部
14b 内周面
15 スプルブッシュ
15a 本体部
15b 溶融樹脂通路
15c ノズルタッチ面
15d 本体部形成面
15e,23a 環状突部
15f,23e 頂部の幅
15g,23f 高さ(突出寸法)
15h,23c テーパー面
16 ノズル
17 可動金型
20 内周スタンパ押え
21 スタンパ
22 エジェクタ
23 カッター
23b 本体部形成面
24 突出ピン
25,27 ディスク基板
25a 信号面
25b 裏面
25c 肉厚寸法
25d 中心孔部
25e,27a バリ
26 スプル
L1 環状ゲートの肉厚寸法を2分割した中心線
L2 信号面の部分の肉厚寸法を2分割した中心線

Claims (4)

  1. 固定金型と可動金型の間にキャビティを形成し、
    固定金型に配設されたスプルブッシュを介して前記キャビティに溶融樹脂を射出充填し、
    可動金型に配設されたカッターを前進させ前記スプルブッシュを後退させてディスク基板のゲートカットを行なうディスク基板の成形方法において、
    固定金型対向面外周部に環状突部が形成されたカッターと、
    固定金型に固着された固定スリーブ部に対して移動可能に嵌合されたスプルブッシュとが配設され、
    型閉完了位置より型開側に可動金型を停止してキャビティを形成するとともに、
    前記固定スリーブ部の可動金型対向面に対してスプルブッシュの可動金型対向面が可動金型に向けて突出した状態のスプルブッシュと前記カッターの環状突部との間にゲートを形成し、
    前記ゲートを介して前記キャビティに溶融樹脂の射出充填を行ない、
    前記可動金型を型閉完了位置に向けて前進させてキャビティ内の溶融樹脂を圧縮完了させ、
    更に前記カッターを前進して、
    前記固定スリーブ部の可動金型対向面に対してスプルブッシュの可動金型対向面が可動金型に向けて突出した状態を保つように前記スプルブッシュを後退させ、
    ゲートカットを行なうことを特徴とするディスク基板の成形方法。
  2. 可動金型を停止してキャビティを形成した際の、
    前記固定スリーブ部の可動金型対向面に対するスプルブッシュの可動金型対向面の可動金型に向けての突出寸法は、
    成形後のディスク基板の信号面の部分における肉厚寸法の30%ないし90%である請求項1に記載のディスク基板の成形方法。
  3. 前記スプルブッシュは前記固定スリーブ部に嵌合される円筒部が前記カッターと同径・同軸に設けられるとともに、可動金型対向面外周部に環状突部が形成され、
    溶融樹脂の圧縮完了時におけるカッターの環状突部とスプルブッシュの環状突部との間の距離は0.05mmないし0.2mmであり、カッターの前進距離は、0.15mmないし0.5mmであって前記溶融樹脂の圧縮完了時におけるカッターの環状突部とスプルブッシュの環状突部との間の距離以上である請求項1または請求項2に記載のディスク基板の成形方法。
  4. 前記カッターの環状突部および前記スプルブッシュの環状突部はそれぞれ頂部の幅が0.03mmないし0.15mmに形成され、
    内側対向面に対する高さが0.02mmないし0.15mmに形成されている請求項3に記載のディスク基板の成形方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090010147A1 (en) * 2007-06-28 2009-01-08 Taiyo Yuden Co., Ltd. Optical disk and molding die apparatus

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