JP2501578B2 - Mold for molding - Google Patents

Mold for molding

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JP2501578B2
JP2501578B2 JP8668387A JP8668387A JP2501578B2 JP 2501578 B2 JP2501578 B2 JP 2501578B2 JP 8668387 A JP8668387 A JP 8668387A JP 8668387 A JP8668387 A JP 8668387A JP 2501578 B2 JP2501578 B2 JP 2501578B2
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stamper
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ceramic
ceramic member
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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
    • B29C45/37Mould cavity walls, i.e. the inner surface forming the mould cavity, e.g. linings

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

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、コンパクトディスクやレーザーディスクな
どの光ディスクの成形に好適に用いられる金型に関する
ものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a mold suitably used for molding an optical disc such as a compact disc or a laser disc.

「従来の技術」 原音を高精度に再生できるオーディオレコードとし
て、コンパクトディスクが提供されている。このコンパ
クトディスクには、微少なピット(凹部)の有無によっ
て信号が記録されている。このような光ディスクの製造
は、一般に、ピットに対応する突起を有する薄い円板
(スタンパ)を成形用金型に取り付けて、射出成形法に
より行なわれる。
"Prior Art" Compact discs are provided as audio records that can reproduce the original sound with high precision. A signal is recorded on this compact disc depending on the presence or absence of minute pits (recesses). Such an optical disc is generally manufactured by an injection molding method in which a thin disk (stamper) having protrusions corresponding to pits is attached to a molding die.

光ディスクの成形に用いられる成形用金型は、第3図
に示すように、固定側金型1のキャビティ面1aと可動側
金型2のキャビティ面2aとで円板状のキャビティ3が形
成されたもので、この金型の可動側金型2のキャビティ
面2aは鏡面に仕上げられている。そして、このキャビテ
ィ面2aには、中央の凹部4を利用して、スタンパ5が着
脱可能に取り付けられている。このスタンパ5は、ディ
スクの種類に応じて逐次交換される。
As shown in FIG. 3, a molding die used for molding an optical disc has a disk-shaped cavity 3 formed by a cavity surface 1a of a fixed mold 1 and a cavity surface 2a of a movable mold 2. The cavity surface 2a of the movable mold 2 of this mold is mirror-finished. A stamper 5 is detachably attached to the cavity surface 2a by utilizing the central recess 4. The stamper 5 is sequentially replaced according to the type of disc.

従来、この種の成形用金型は、加工上の都合からスタ
バックス(商品名 ウッデホルム社製)などの鋼材によ
って製作されていた。
Conventionally, this type of molding die has been manufactured from a steel material such as Starbucks (trade name, manufactured by Woodeholm) for convenience of processing.

ところが、この成形用金型にあっては、キャビティ面
2aが傷付き易い問題があった。キャビティ面2aが傷付く
と、その傷のために薄いスタンパ5に変形が生じ、つい
には成形されるデイスクに転写されて、不良品が大量に
生産されてしまう問題がある。
However, in this molding die, the cavity surface
There was a problem that 2a was easily scratched. If the cavity surface 2a is damaged, the thin stamper 5 is deformed due to the damage, and finally the thin stamper 5 is transferred to a molded disk, resulting in a large amount of defective products being produced.

このため従来は、キャビティ面2aに傷が付くと、その
都度キャビティ面2aのメンテナンス(磨き直し)を行わ
なければならず、ディスクの生産効率を向上するうえで
障害となっていた。
Therefore, conventionally, when the cavity surface 2a is scratched, maintenance (re-polishing) of the cavity surface 2a must be performed each time, which is an obstacle to improving the disc production efficiency.

このような問題に対処し得る成形用金型として、本発
明者らは先に特願昭61−23594号において、キャビティ
3の一部をセラミックス焼結体で形成した成形用金型を
提案した。第4図は、この成形用金型の一例を示すもの
で、スタンパ5の取り付けられる可動側金型2のキャビ
ティ面2aがセラミックス焼結体からなるセラミックス板
6によって形成されている。この成形用金型によれば、
金型メンテナンスの頻度を大幅に減らすことができる利
点がある。
As a molding die capable of coping with such a problem, the present inventors previously proposed a molding die in which a part of the cavity 3 is formed of a ceramic sintered body in Japanese Patent Application No. 61-23594. .. FIG. 4 shows an example of this molding die, in which the cavity surface 2a of the movable die 2 to which the stamper 5 is attached is formed by a ceramic plate 6 made of a ceramic sintered body. According to this molding die,
There is an advantage that the frequency of mold maintenance can be greatly reduced.

しかしながら、一般にセラミックス焼結体からポアー
を完全に取り除くことは困難であるので、セラミックス
板6の表面には微細な孔が分布しており、このためスタ
ンパ5に薄目のものを用いると、この孔が成形品に転写
される恐れがあった。このため、先に提案した成形用金
型にあっては、約0.3mm以上の厚目のスタンパ5を用い
なければならず、電鋳によって製造されるスタンパ5の
価格の高騰を招いていた。
However, since it is generally difficult to completely remove the pores from the ceramic sintered body, fine holes are distributed on the surface of the ceramic plate 6. Therefore, if a thin stamper 5 is used, these holes will be formed. Could be transferred to the molded product. Therefore, in the previously proposed molding die, the stamper 5 having a thickness of about 0.3 mm or more must be used, which causes the price of the stamper 5 manufactured by electroforming to soar.

「問題点を解決するための手段」 そこで本発明の成形用金型は、光ディスクを成形する
際にスタンパを取り付けて使用される成形用金型であっ
て、ロックウェル硬度(Aスケール)90以上のセラミッ
クス製薄膜層がセラミックス製の基材に積層されてな
り、かつ該薄膜層の表面粗さが0.02S〜1.2Sに形成され
てなるセラミックス部材の薄膜層積層面によって、少な
くともキャビティのスタンパが取り付けられる面が形成
することによって、上記問題点の解決を図った。
"Means for Solving Problems" Therefore, the molding die of the present invention is a molding die to which a stamper is attached when molding an optical disc, and has Rockwell hardness (A scale) of 90 or more. The ceramic thin film layer is laminated on a ceramic substrate, and the thin film layer surface of the thin film layer is formed to 0.02S ~ 1.2S, by the thin film layer laminated surface of the ceramic member, at least the cavity stamper By forming the surface to be attached, the above problem was solved.

以下、図面を参照して本発明の成形用金型を詳しく説
明する。
Hereinafter, the molding die of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は、本発明の成形用金型の一例を示すもので、
上記従来例と同一構成部分には、同一符号を付して説明
を簡略化する。
FIG. 1 shows an example of the molding die of the present invention.
The same components as those of the conventional example are designated by the same reference numerals to simplify the description.

この例の成形用金型では、スタンパ5の取り付けられ
るキャビティ面2aがセラミックス部材10によって形成さ
れている。
In the molding die of this example, the cavity surface 2a to which the stamper 5 is attached is formed by the ceramic member 10.

セラミックス部材10は、ドーナツ板状のもので、第2
図に示すように基材10aと薄膜層10bによって形成されて
いる。セラミックス部材10の中央の孔10cはスタンパ取
り付け用凹部4の一部をなしている。このセラミックス
部材10の取り付けは接着剤を用いて行うこともできる
が、この例の成形用金型のセラミックス部材10は固定枠
11によって可動側金型本体2bに挾持固定されている。
The ceramic member 10 is a donut plate-shaped member
As shown in the figure, it is formed of a base material 10a and a thin film layer 10b. The central hole 10c of the ceramic member 10 forms a part of the stamper mounting recess 4. The ceramic member 10 can be mounted by using an adhesive, but the ceramic member 10 of the molding die of this example is a fixed frame.
It is sandwiched and fixed to the movable-side mold body 2b by 11.

このセラミックス部材10の基材10aは、積層されるセ
ラミックス製薄膜層10bの熱膨張率との差ができるだけ
小となるように、セラミックスによって形成されてい
る。この基材10aは、焼結密度が理論密度の85%以上
(炭化珪素の場合は2.74g/cm3以上ということになる)
のセラミックス焼結体で形成されたものが適し、特に望
ましくは理論密度の93%以上(炭化珪素の場合は3.03g/
cm3以上)である。焼結密度が小になると、セラミック
ス焼結体中のポアーが大型化するので、セラミックス部
材10の表面を十分平滑に仕上げることができない不都合
が生じる。
The base material 10a of the ceramic member 10 is made of ceramics so that the difference from the coefficient of thermal expansion of the ceramic thin film layers 10b to be laminated is as small as possible. This base material 10a has a sintered density of 85% or more of the theoretical density (in the case of silicon carbide, it is 2.74 g / cm 3 or more).
It is suitable to use a ceramics sintered body of, especially 93% or more of the theoretical density (3.03 g / in case of silicon carbide /
cm 3 or more). When the sintered density becomes low, the pores in the ceramic sintered body become large, which causes a problem that the surface of the ceramic member 10 cannot be finished sufficiently smooth.

このセラミックス製の基材10aに積層されるセラミッ
クス製薄膜層10bは、セラミックス焼結体中に存在する
ポアーによって形成される基材10aの表面の微細孔を塞
ぐために設けられる層で、少なくともスタンパ5が取り
付けられるキャビティ面2aを覆うように形成されてい
る。この薄膜層10bは、ロックウェル硬度(Aスケー
ル)90以上のセラミックスによって形成されている。こ
の薄膜層10bの硬さが90未満であると、スタンパ5を取
り替える際の治具などの衝突により、また表面を清掃す
るときなどの摩擦により、セラミックス部材10の形成す
るキャビティ面2aに傷が付きやすくなる不都合が生じ
る。
The ceramic thin film layer 10b laminated on the ceramic substrate 10a is a layer provided to close fine pores on the surface of the substrate 10a formed by pores present in the ceramic sintered body, and at least the stamper 5 Is formed so as to cover the cavity surface 2a to which is attached. The thin film layer 10b is formed of ceramics having a Rockwell hardness (A scale) of 90 or more. If the hardness of the thin film layer 10b is less than 90, the cavity surface 2a formed by the ceramic member 10 may be scratched due to the collision of a jig or the like when replacing the stamper 5 and the friction such as when cleaning the surface. This causes inconvenience that it becomes easy to attach.

このセラミックス製薄膜層10bは、乾式コーティング
法によって形成される。ここで乾式コーティング法と
は、物理蒸着法(PVD法)や化学気相析出法(CVD法)等
の、気相状態で薄膜を形成する技術を示す。PVD法とし
ては、電子ビーム蒸着法等の真空蒸着法やスッパッタ
法、イオンプレーティング法、モレキュラビームエピタ
クシー法などを挙げることができる。
The ceramic thin film layer 10b is formed by a dry coating method. Here, the dry coating method refers to a technique for forming a thin film in a vapor phase state, such as a physical vapor deposition method (PVD method) or a chemical vapor deposition method (CVD method). Examples of the PVD method include a vacuum vapor deposition method such as an electron beam vapor deposition method, a sputter method, an ion plating method, and a molecular beam epitaxy method.

このような手段によって形成される薄膜層10bの厚さ
は、50〜200μm程度であることが望ましい。薄膜層10b
の膜厚が50μm以下になると、セラミックス焼結体中に
存在するポアーによって形成される基材10aの表面の微
細孔を塞ぐことができない場合がある。また、薄膜層10
bの膜厚が200μmを越えると、不経済である。
The thickness of the thin film layer 10b formed by such means is preferably about 50 to 200 μm. Thin film layer 10b
If the film thickness is less than 50 μm, it may not be possible to close the fine pores on the surface of the base material 10a formed by the pores present in the ceramic sintered body. Also, the thin film layer 10
If the film thickness of b exceeds 200 μm, it is uneconomical.

このような薄膜層10bおよび基材10aを形成するセラミ
ックス材料には種々のものを利用できる。薄膜層10bと
基材10aは、同一材質であっても良いが、異なる材質で
形成することもできる。ただし、薄膜層10bと基材10aと
を異なる材質で形成する場合は、熱膨張率の近似した材
料を選択して、薄膜層10bにクラックが発生したり、薄
膜層10bが剥離するのを防ぐ必要がある。
Various ceramic materials can be used for forming the thin film layer 10b and the base material 10a. The thin film layer 10b and the base material 10a may be made of the same material, but may be made of different materials. However, when the thin film layer 10b and the base material 10a are formed of different materials, a material having a similar coefficient of thermal expansion is selected to prevent cracks in the thin film layer 10b or peeling of the thin film layer 10b. There is a need.

利用できるセラミックス材料の具体例としては、炭化
珪素、窒化珪素、アルミナ、窒化アルミ、ジルコニア、
スピネル、チタンカーバイド、ボロンカーバイドなどを
挙げることができる。
Specific examples of ceramic materials that can be used include silicon carbide, silicon nitride, alumina, aluminum nitride, zirconia,
Examples include spinel, titanium carbide, boron carbide and the like.

中でも、炭化珪素は、熱伝導率が大きいので、成形時
の冷却を円滑に行うことができ、成形時間を短縮して成
形サイクルの短縮を図ることができる利点がある。
Among them, since silicon carbide has a high thermal conductivity, it has an advantage that cooling at the time of molding can be performed smoothly, the molding time can be shortened, and the molding cycle can be shortened.

炭化珪素にはα型、β型などがあるが、このセラミッ
クス部材10をなすセラミックス材料には、いずれも用い
ることができる。炭化珪素の焼結法として、加圧焼結す
る方法と、無加圧で焼結する方法と、珪素(Si)と炭素
(C)を反応させながら焼結する方法があるが、このセ
ラミックス部材10の基材10aにはいずれの方法で製造さ
れた炭化珪素焼結体も利用できる。また、炭化珪素焼結
体は、主成分である炭化珪素(SiC)の微粉末に炭素源
(C)などを添加して、これを焼結させることで製造さ
れるが、これらに更にSiCの焼結をより円滑に進行させ
るホウ素などを組む添加物(例えば、炭化ホウ素(B
4C)等)を加えられたものがある。この発明の成形用金
型には、いずれの炭化珪素焼結体をも利用できることは
勿論である。
There are α-type and β-type of silicon carbide, and any of the ceramic materials forming the ceramic member 10 can be used. As a sintering method of silicon carbide, there are a pressure sintering method, a pressureless sintering method, and a sintering method while reacting silicon (Si) and carbon (C). For the base material 10a of 10, a silicon carbide sintered body manufactured by any method can be used. Further, the silicon carbide sintered body is manufactured by adding a carbon source (C) or the like to fine powder of silicon carbide (SiC), which is the main component, and sintering the powder. Additives such as boron that facilitate the sintering more smoothly (for example, boron carbide (B
4 C) etc.) have been added. Of course, any silicon carbide sintered body can be used for the molding die of the present invention.

セラミックス部材10の薄膜層10bを炭化珪素薄膜で形
成する場合、スパッタ法では炭化珪素製のターゲットを
用いる。またCVD法で、炭化珪素薄膜を形成するには、
キャリアーガスとしての水素に四塩化珪素−メタンから
なるソースを混合したガスを用い、減圧下で基材10aを1
400℃程度に加熱する。この場合メタンの代わりにプロ
パンを用いることもできる。また、メチルクロロシラン
を水素と少量のアルゴンに混合したガスを用いて炭化珪
素薄膜を形成することもできる。この場合は、常圧下で
基材10aを1200〜1500℃程度に加熱する。
When the thin film layer 10b of the ceramic member 10 is formed of a silicon carbide thin film, a sputtering target uses a silicon carbide target. Also, to form a silicon carbide thin film by the CVD method,
Using a gas obtained by mixing a source consisting of silicon tetrachloride-methane with hydrogen as a carrier gas, the substrate 10a was
Heat to about 400 ° C. In this case, propane can be used instead of methane. Further, the silicon carbide thin film can be formed by using a gas in which methylchlorosilane is mixed with hydrogen and a small amount of argon. In this case, the base material 10a is heated to about 1200 to 1500 ° C. under normal pressure.

このような炭化珪素からなるセラミックス部材10を製
作するには、通常はまず、炭化珪素に結合剤及び助剤を
所定量添加しさらに水を所定量加えた後、ホールミル等
でそれらを十分混合してスラリーを作る。ついで、この
スラリーをスプレードライヤー等で処理して顆粒化した
後、この顆粒をプレス等で加圧成形し、成形体を作る。
次いで、この成形体を、旋盤、フライス盤などで所定の
形状に加工した後焼結し、所定の面に研摩加工等を施
し、基材10aを製作する。
In order to manufacture such a ceramic member 10 made of silicon carbide, first, a predetermined amount of a binder and an auxiliary agent is added to silicon carbide, and then a predetermined amount of water is added, and then they are sufficiently mixed with a hole mill or the like. To make a slurry. Next, the slurry is treated with a spray dryer or the like to form granules, and the granules are pressure-molded with a press or the like to form a molded body.
Next, the molded body is processed into a predetermined shape by a lathe, a milling machine, and the like, and then sintered, and a predetermined surface is subjected to polishing and the like to manufacture the base material 10a.

次ぎに、この基材10aの研摩された面にCVD法等により
炭化珪素をコーティングし、ついでその面にダイヤラッ
プによる磨き等の仕上げ加工を施し薄膜層10bとして、
セラミックス部材10を完成する。
Next, the polished surface of the base material 10a is coated with silicon carbide by a CVD method or the like, and then the surface is subjected to finish processing such as polishing with a diamond lap to form a thin film layer 10b.
The ceramic member 10 is completed.

キャビティ面2aを形成するセラミックス部材10の薄膜
層10bの表面粗さは、0.02S〜1.2S程度であることが望ま
しい。
The surface roughness of the thin film layer 10b of the ceramic member 10 forming the cavity surface 2a is preferably about 0.02S to 1.2S.

薄膜層10bの形成された面は、セラミックス焼結体か
らなる基材10aの表面の微細孔が薄膜層10bによって塞が
れているので、高度に平滑化することが可能であるが、
表面粗さ0.02S程度に留どめておくことが望ましい。キ
ャビティ面2aの表面粗さが小になると、取り付けられた
スタンパ5との密着力が大となり、スタンパ5とセラミ
ックス部材10との熱膨張の差によりスタンパ5に微細な
しわが生じる事故が発生し易くなる。この点、本発明の
金型と従来のスタバックス(鋼材)製金型とは根本的に
相違するところで、スタバックス製金型の場合は表面粗
さが0.01S以下でなければならないとされていた。ま
た、表面粗さが1.2Sを越えると、キャビティ面2aの凹凸
がスタンパを介して成形されるディスクに転写される恐
れが増大する。
The surface on which the thin film layer 10b is formed can be highly smoothed because the fine pores on the surface of the base material 10a made of a ceramics sintered body are closed by the thin film layer 10b.
It is desirable to keep the surface roughness to about 0.02S. When the surface roughness of the cavity surface 2a becomes small, the adhesive force with the attached stamper 5 becomes great, and the difference in thermal expansion between the stamper 5 and the ceramic member 10 easily causes an accident in which fine wrinkles occur in the stamper 5. Become. In this respect, there is a fundamental difference between the mold of the present invention and the conventional Starbucks (steel) mold, and it is said that the surface roughness of the Starbucks mold must be 0.01S or less. It was Further, if the surface roughness exceeds 1.2S, there is an increased risk that the unevenness of the cavity surface 2a will be transferred to the molded disk via the stamper.

このようなセラミックス部材10が取り付けられた成形
用金型の固定側金型1・可動側金型2には、成形時の金
型を所定温度に維持するための冷却孔12…がそれぞれ設
けられている。
The fixed mold 1 and the movable mold 2 of the molding die to which the ceramic member 10 is attached are respectively provided with cooling holes 12 for maintaining the die at a predetermined temperature during molding. ing.

「作用」 このような構成の成形用金型にあっては、スタンパ5
を交換する際、可動側金型2のキャビティ2aに治具など
が当たっても、成形されるディスクに転写されるような
損傷が生じることはない。
"Operation" In the molding die having such a configuration, the stamper 5
Even when a jig or the like hits the cavity 2a of the movable-side mold 2 when exchanging, the damage such as transfer to the molded disk does not occur.

その理由を、本発明者は次ぎのように考察している。 The present inventor considers the reason as follows.

まず、この金型のキャビティ面2aはセラミックス部材
10で形成されているので、治具などが当たっても傷が付
き難い。また、傷が付いてもその傷は浅いものとなる。
First, the cavity surface 2a of this mold is a ceramic member.
Since it is formed of 10, it is hard to get scratches even if it is hit by a jig. Also, even if a scratch is made, the scratch will be shallow.

しかも、セラミックスは金属材料と異なりもろい材料
なので、キャビティ面2aに損傷を受けても、鋼材のよう
に塑性変形して傷の周囲が盛り上がるようなことはな
い。従って、従来の鋼材からなる金型の場合にはこの盛
り上がった部分に接するスタンパ5の一部分に成形圧力
が集中してそこに変形が生じたが、セラミックス部材を
用いた本発明の金型では、キャビティ面2aに傷が付いて
も盛り上がりは生じない。従って、スタンパ5の一部に
成形圧力が集中することが無く、スタンパ5が変形する
ことも無いので、そのままディスクの生産を継続しても
なんら問題は生じない。
Moreover, since ceramics are fragile materials unlike metal materials, even if the cavity surface 2a is damaged, it does not plastically deform and swell around the scratches unlike steel materials. Therefore, in the case of the conventional mold made of steel material, the molding pressure was concentrated on a part of the stamper 5 in contact with the raised portion and the deformation occurred there. However, in the mold of the present invention using the ceramic member, Even if the cavity surface 2a is scratched, swelling does not occur. Therefore, since the molding pressure is not concentrated on a part of the stamper 5 and the stamper 5 is not deformed, there is no problem even if the disk production is continued as it is.

また、このセラミックス部材10は、セラミックス製薄
膜層10bによってその表面が形成されているので、セラ
ミックス焼結体中に存在するポアーによって形成された
基材10aの表面の微細孔が塞がれている。従って、この
セラミックス部材10の形成するキャビティ面2aには、薄
手のスタンパ5を取り付けても、成形品に基材10aのポ
アーに起因する異常は生じない。さらに、キャビティ面
2aを形成するセラミックス部材10の薄膜層10bの表面粗
さが0.02S以上に形成されているので、キャビティ面2a
に取り付けられたスタンパ5とセラミックス部材10との
熱膨張の差によりスタンパ5に微細なしわが生じるのを
防止することができる。また上記表面粗さが1.2S以下に
形成されているので、キャビティ面2aの凹凸がスタンパ
5を介して成形品に転写される恐れはない。
Further, since the surface of the ceramic member 10 is formed by the ceramic thin film layer 10b, the micropores on the surface of the substrate 10a formed by the pores present in the ceramic sintered body are closed. . Therefore, even if the thin stamper 5 is attached to the cavity surface 2a formed by the ceramic member 10, there is no abnormality in the molded product due to the pores of the base material 10a. In addition, the cavity surface
Since the surface roughness of the thin film layer 10b of the ceramic member 10 forming 2a is 0.02S or more, the cavity surface 2a
It is possible to prevent fine wrinkles from occurring in the stamper 5 due to the difference in thermal expansion between the stamper 5 attached to the and the ceramic member 10. Since the surface roughness is 1.2 S or less, the unevenness of the cavity surface 2a is not likely to be transferred to the molded product via the stamper 5.

「実施例」 第1図に示した成形用金型を作成した。まず、スタバ
ックスを用いて、可動側金型本体2bと固定側金型1を製
作した。次ぎに、炭化珪素によって外径140mm、内径34m
m、厚さ12.7mmのドーナツ盤状のセラミックス焼結体を
作成してセラミックス部材10の基材10aとした。次い
で、この基材10aをCVD装置にセットした。CVD装置を減
圧した後、基材10aを1400℃に加熱し、次いで装置に四
塩化珪素−プロパンガスからなる混合ガスをキャリアガ
スとしての水素に混合して供給して、基材10aの一方の
面に膜厚140μmの炭化珪素製薄膜層10bを形成し、セラ
ミックス部材10を得た。
"Example" The molding die shown in Fig. 1 was prepared. First, a movable mold body 2b and a fixed mold 1 were manufactured using Starbucks. Next, using silicon carbide, outer diameter 140 mm, inner diameter 34 m
A doughnut-shaped ceramic sintered body having a size of m and a thickness of 12.7 mm was prepared as a base material 10a of the ceramic member 10. Next, this base material 10a was set in a CVD apparatus. After depressurizing the CVD apparatus, the base material 10a is heated to 1400 ° C., and then a mixed gas consisting of silicon tetrachloride-propane gas is mixed with hydrogen as a carrier gas and supplied to the apparatus, and one of the base material 10a A silicon carbide thin film layer 10b having a film thickness of 140 μm was formed on the surface to obtain a ceramic member 10.

次ぎに、このセラミックス部材10を、可動側金型本体
2bの所定位置に固定枠11を用いて固定した。この後、セ
ラミックス部材10の表面を研削加工しついでダイヤラッ
プ加工して、表面粗さ0.2S、平行度0.002、平面度0.003
に仕上げた。
Next, move the ceramic member 10 to the movable mold body.
It was fixed at a predetermined position of 2b using a fixing frame 11. After that, the surface of the ceramic member 10 is ground and then diamond-lapped to have a surface roughness of 0.2S, a parallelism of 0.002, and a flatness of 0.003.
Finished.

この成形用金型を使用に供して、その効果を確認し
た。
This molding die was used and its effect was confirmed.

まず、この成形用金型を射出成形機に取り付けた後、
薄手のスタンパ5(厚さ0.1mm)のセットして、外径120
mm、内径15mm、厚さ1.2mmのレーザーディスクを1000枚
連続成形した。成形は、80℃の温水を冷却孔12…に通
し、300℃の溶融ポリカーボネイト樹脂をキャビティ3
に注入して行った。
First, after attaching this molding die to the injection molding machine,
Set a thin stamper 5 (0.1 mm thick) and have an outer diameter of 120
mm, an inner diameter of 15 mm, and a thickness of 1.2 mm were continuously formed into 1000 laser disks. Molding is performed by passing hot water at 80 ° C through the cooling holes 12, and then using molten polycarbonate resin at 300 ° C in the cavity 3.
It was injected into.

成形後、成形品とスタンパ5を調べたところ、成形
品、スタンパ5共に全く異常は見られず、この成形用金
型によれば、0.1mmというような薄いスタンパ5を用い
てもディスクを問題なく生産できることが判明した。
After molding, when the molded product and the stamper 5 were examined, no abnormalities were found in both the molded product and the stamper 5. According to this molding die, even if a thin stamper 5 such as 0.1 mm is used, the disc problem It turns out that it can be produced without.

次いで、この成形用金型を用いて、スタンパ5の交換
を行う通常の生産を行なったところ、金型に傷が付く頻
度の従来の金型に比べて減少した。また、従来はスタン
パ交換後に安定した成形が行なわれるまで10〜15ショッ
ト程度の試作が必要であったが、炭化珪素製セラミック
ス部材10が設けられたこの成形用金型では3ショット程
度で充分に安定した成形を行うことができ、この成形用
金型によればスタンパ交換後、短時間で安定した成形に
入ることが可能であることが判明した。
Next, when this stamping die was used to perform a normal production in which the stamper 5 was replaced, the number of scratches on the die was reduced as compared with the conventional die. In the past, it was necessary to make a trial of about 10 to 15 shots until stable molding was performed after the stamper was replaced, but with this molding die provided with the silicon carbide ceramic member 10, about 3 shots is sufficient. It has been found that stable molding can be performed, and this molding die enables stable molding to be started in a short time after the stamper is replaced.

なお、上記実施例にあっては、キャビティ3を形成す
るキャビティ面1a,2aのうち一部(面2a)のみをセラミ
ックス部材10で形成したが、全キャビティ面をセラミッ
クス部材10で形成しても良いことは勿論である。
In the above-described embodiment, only a part (the surface 2a) of the cavity surfaces 1a and 2a forming the cavity 3 is formed by the ceramic member 10, but the entire cavity surface may be formed by the ceramic member 10. Of course good things.

また、実施例の成形用金型にあっては、冷却孔12…を
可動側金型本体2bに設けたが、セラミックス部材10に冷
却孔12…を設けることもできる。この場合、セラミック
ス部材10の固定は、金型本体2bに固定用インローを設け
これにセラミックス部材10を係止するなどの手段を取る
ことが望ましい。セラミックス部材10に冷却孔を設ける
と、キャビティ面2aの冷却がより円滑に行えるので、セ
ラミックス部材10を形成するセラミックスに熱伝導率の
多少劣るものでも利用できる利点が有る。
Further, in the molding die of the embodiment, the cooling holes 12 ... Are provided in the movable die main body 2b, but the cooling holes 12 ... Can be provided in the ceramic member 10. In this case, it is desirable to fix the ceramic member 10 by providing a fixing spigot on the mold body 2b and locking the ceramic member 10 thereto. When the ceramic member 10 is provided with the cooling holes, the cavity surface 2a can be cooled more smoothly, and therefore, there is an advantage that even the ceramic forming the ceramic member 10 can be used even if its thermal conductivity is somewhat inferior.

「発明の効果」 以上説明したように、本発明の成形用金型は、キャビ
ティをなすキャビティ面の少なくともスタンパが取り付
けられる部分をセラミックス部材で形成したものなの
で、光ディスク等の成形に用いた場合など、スタンパ交
換時に治具が衝突しても損傷を受け難く、金型メンテナ
ンスの頻度を大幅に減らすことができる。従って、本発
明の成形用金型は、取り扱いが容易で、金型管理の労力
の軽減、金型の使用効率の向上を図ることができ、よっ
てディスクの生産効率向上を実現できるなど、優れた利
点を有するものである。
[Advantages of the Invention] As described above, in the molding die of the present invention, at least a portion of the cavity surface forming the cavity to which the stamper is attached is formed of a ceramic member, and therefore, when used for molding an optical disc or the like. Even if the jig collides during the stamper replacement, it is less likely to be damaged, and the frequency of mold maintenance can be greatly reduced. Therefore, the molding die of the present invention is excellent in that it is easy to handle, it is possible to reduce the labor of die management, improve the use efficiency of the die, and thus improve the production efficiency of the disc. It has advantages.

また、本発明の成形用金型に用いられるセラミックス
部材は、基材の表面にセラミックス製薄膜層が積層され
ているので、セラミックス焼結体中に存在するポアーの
ために基材表面に微細孔が形成されていても、この微細
孔は薄膜層によって塞がれる。従って、本発明の成形用
金型によれば、セラミックス部材によって形成されるキ
ャビティ面を極めて平滑に形成することができる。さら
に、キャビティ面を形成するセラミックス部材の薄膜層
の表面粗さが0.02S〜1.2Sに形成されているので、キャ
ビティ面に取り付けられたスタンパとセラミックス部材
との熱膨張の差によりスタンパに微細なしわが生じるの
を防止することができ、またキャビティ面の凹凸がスタ
ンパを介して成形品に転写される恐れはない。その結
果、本発明の成形用金型では、薄く従って安価なスタン
パを用いても問題なく良好な成形品を製造することがで
きる。
In addition, since the ceramic member used in the molding die of the present invention has the ceramic thin film layer laminated on the surface of the base material, fine pores are formed on the surface of the base material due to the pores present in the ceramic sintered body. Even if the holes are formed, the fine holes are closed by the thin film layer. Therefore, according to the molding die of the present invention, the cavity surface formed by the ceramic member can be formed extremely smooth. Furthermore, since the surface roughness of the thin film layer of the ceramic member that forms the cavity surface is 0.02S to 1.2S, the stamper is not fine due to the difference in thermal expansion between the stamper attached to the cavity surface and the ceramic member. It is possible to prevent the occurrence of creases, and there is no fear that the unevenness of the cavity surface is transferred to the molded product via the stamper. As a result, with the molding die of the present invention, it is possible to manufacture a good molded product without problems even if a stamper that is thin and therefore inexpensive is used.

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

第1図は本発明の成形用金型の一実施例を示す断面図、
第2図は同実施例のA部拡大図、第3図従来の成形用金
型を示す断面図、第4図は先に提案した成形用金型を示
す断面図である。 2a……キャビティ面、10……セラミックス部材、10a…
…基材、10b……薄膜層。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the molding die of the present invention,
FIG. 2 is an enlarged view of part A of the same embodiment, FIG. 3 is a sectional view showing a conventional molding die, and FIG. 4 is a sectional view showing the previously proposed molding die. 2a …… Cavity surface, 10 …… Ceramics member, 10a…
… Substrate, 10b… Thin film layer.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−100425(JP,A) 特開 昭61−48492(JP,A) 特開 昭61−86221(JP,A) 特開 昭55−80784(JP,A) 特開 昭61−222975(JP,A) 実開 昭61−143810(JP,U) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP 61-100425 (JP, A) JP 61-48492 (JP, A) JP 61-86221 (JP, A) JP 55- 80784 (JP, A) JP 61-222975 (JP, A) Actual development 61-143810 (JP, U)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】光ディスクを成形する際にスタンパを取り
付けて使用される成形用金型であって、ロックウェル硬
度(Aスケール)90以上のセラミックス製薄膜層がセラ
ミックス製の基材に積層されてなり、かつ該薄膜層の表
面粗さが0.02S〜1.2Sに形成されてなるセラミックス部
材の薄膜層積層面によって、少なくともキャビティのス
タンパが取り付けられる面が形成されていることを特徴
とする成形用金型。
1. A molding die used with a stamper attached when molding an optical disk, wherein a ceramic thin film layer having a Rockwell hardness (A scale) of 90 or more is laminated on a ceramic substrate. And a surface to which the stamper of at least the cavity is attached is formed by the thin film layer laminating surface of the ceramic member formed with the surface roughness of the thin film layer of 0.02S to 1.2S. Mold.
【請求項2】セラミックス部材の薄膜層が乾式コーティ
ング法によって形成されたものであることを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の成形用金型。
2. The molding die according to claim 1, wherein the thin film layer of the ceramic member is formed by a dry coating method.
【請求項3】セラミックス部材の基材および薄膜層が、
炭化珪素からなるものであることを特徴とする特許請求
の範囲第1項または第2項に記載の成形用金型。
3. The base material and thin film layer of the ceramic member are
The molding die according to claim 1 or 2, which is made of silicon carbide.
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