JP2614380B2 - 光ディスク基板の製造方法 - Google Patents

光ディスク基板の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光ディスク基板の製造
方法に係わり、特に射出成形法において光ディスク基板
中のダストを低減する技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、情報媒体にレーザー光を照射して
光学的に情報を記録及び再生する光学式記録再生装置が
普及しており、その情報媒体として用いられる光ディス
クには、大容量且つ低コストであることが期待される。
光ディスクの製造方法としては、主として射出成形法が
用いられている。これは、原盤工程により作成した金属
製原盤(スタンパー)を成形機に取り付け、その成形機
にアクリル樹脂、ポリカーボーネート樹脂、オレフィン
系樹脂等の基板材料を射出して光ディスクの基板を製造
するものであり、1枚のスタンパーを用いて1万枚以上
のレプリカを生産することができるので、多量の複製を
必要とする光ディスクでは1枚あたりの原盤コストを低
く抑えることが可能である。
【0003】光ディスクの基板には、耐熱性、透明性、
寸法安定性、機械的強度等について一定水準の品質が要
求される。その中でも特に透明性は重要であり、基板中
に含まれるダスト、いわゆる異物はレーザー光を阻害す
ることから出来るだけ少なくすることが必要である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した成形基板中に
含まれるダストを低減する方法では、原料樹脂中の低ダ
スト化を図るものとして特開昭61−90345号公
報、また、原料中に安定剤を混入し成形時の熱分解によ
る異物発生を少なくし、得られる基板中の低ダスト化を
図るものとして、特開昭62−50801号公報で提案
されているものがある。これらは何れも、原料樹脂を製
造する段階における低ダスト化の方法であり、これらの
方法のみでは基板中のダストを低減することは不十分で
あった。さらに、原料樹脂の段階で低ダスト化を図る方
法は製造プロセスが複雑となったり、低ダスト化のため
に新たなプロセスを加える必要があり、基板の製造コス
トが高くなるという問題があった。
【0005】本発明は、同一樹脂原料を用いて射出成形
を行った場合、使用するスクリュー仕様及び加熱筒内樹
脂圧力条件によって、基板中のダスト含有量が異なるこ
とを見い出してなされてもので、基板の製造コストを安
価にでき、且つ、低ダスト化を図ることができる光磁気
ディスク基板の製造方法を提案することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は光ディスク基板を製造する方法において、
ヒータを備えた加熱筒と、スクリューヘッド、メルトゾ
ーン部、コンプレッションゾーン部、及びフィードゾー
ン部からなるスクリューとを有した射出装置内に、基板
材料として熱可塑性樹脂を溶融して充填し、その樹脂を
射出装置から成形装置に射出成形するに際い、樹脂の逆
流を防止するためにスクリューヘッドとスクリューとの
間にバックフローリングとシートリングとからなる逆流
防止手段を具備し、スクリューの長さLと直径Dとの比
L/Dを10<L/D<30、スクリューのピッチPと
直径Dとの比P/Dを0.5<P/D<1.5、スクリ
ューの圧縮比であるメルトゾーン部の溝深さh1とフィ
ードゾーン部の溝深さh2の比h2/h1を1.5<h
2/h1<4.5、射出成形時の加熱筒内の樹脂圧力を
0〜1kgf/cm2 の範囲とするものである。
【0007】
【作用】上記の方法で光ディスク基板を射出成形するこ
とにより、基板中のダストを著しく低減することが判明
し、成形後の基板の残留歪を少なくすることが可能とな
る。また、逆流防止手段は、樹脂射出時にスクリュー方
向への樹脂の逆流を防止するための機構で、射出圧力が
上がるとバックフローリングとシートリング間が密閉さ
れ、逆止弁作用により樹脂の逆流を防止する。これによ
りスクリュー上に樹脂が滞留しなくなり、熱劣化による
異物の発生が防止できる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例を示す。図1に射出成
形装置の概略構成図を示す。同図において、光ディスク
基板の材料となる熱可塑性樹脂を注入するホッパ1が、
加熱筒2の後部に装着されている。加熱筒2の外側には
ヒータ3が具備され、先端部にはノズルヘッド4が配設
されている。加熱筒2の内側にはスクリュー5が挿通さ
れている。スクリュー5は、スクリュー本体6とスクリ
ューヘッド7から構成されている。加熱筒2の先端、す
なわちノズルヘッド4はスタンパー8を有する成形機9
に連結されている。
【0009】上記の構成により、ヒータ3によって加熱
筒2内で加熱溶融された樹脂が、スクリュー5によって
加熱筒2の先端に搬送され、ノズルヘッド4を経由して
成形機9に射出されて固化される。
【0010】図2は、加熱筒2の先端部を拡大して示
す。この先端部には逆流防止機構が設けられている。こ
の逆流防止機構は、スクリュー本体6とスクリューヘッ
ド7との間に加熱筒2の内径内で移動自在なバックフロ
ーリング10とスクリュー本体6に固定されたシートリ
ング11が配設されることにより構成され、成形機9内
の射出圧力が所定以上になるとバックフローリング10
がシートリング11方向へ押動され、バックフローリン
グ10とシートリング11とが密着されるので、樹脂の
射出経路が遮断されて逆止弁作用により樹脂の逆流が防
止される。樹脂が逆流するとスクリュー本体6上に樹脂
が滞留して樹脂が熱劣化し、それにより異物発生の原因
となるが、本実施例ではそのようなことがなくなる。
【0011】図3はスクリュー5の本体6の構成を示
す。スクリュー本体6は、樹脂を余熱するフィードゾー
ン部、圧縮せん断発熱で樹脂を溶解するコンプレッショ
ンゾーン部、樹脂の保温及び均一混練を行うメルトゾー
ン部により構成される。
【0012】光ディスク基板を成形するときは、低ダス
ト化を図ると共にサブミクロンオーダーでの転写を行う
ことや、成形後の残留歪を出来るだけ抑制することも考
慮しなければならない。そのため、スクリュー長さLと
直径Dとの比L/Dを10<L/D<30、好ましくは
15<L/D<25の範囲とし、スクリューのピッチP
と直径Dとの比P/Dを0.5<P/D<1.5、好ま
しくは0.8<P/D<1.3の範囲とし、スクリュー
の圧縮比であるメルトゾーン部の溝深さh1とフィード
ゾーン部の溝深さh2の比h2/h1を1.5<h2/
h1<4.5、好ましくは1.8<h2/h1<4.0
の範囲とすることが良い。
【0013】これらにより、樹脂の混練性と可塑化の最
適化を図ることが重要である。さらに、樹脂が射出され
たとき、スクリュー5により供給された樹脂はシートリ
ング11,バックフローリング10を通過して成形機
(金型)内へ流入され、成形機9側の圧力が一定樹脂圧
力以上に達すると、前述した樹脂逆流防止機構が機能す
る。このとき、加熱筒2内の樹脂圧力を0〜1kgf/
cm、好ましくは0〜0.5kgf/cmの範囲と
するのが良い。この樹脂圧力は、背圧として観測され
る。なお、樹脂圧力が0になるのは大気開放の状態に相
当する。一方、スクリュー回転数は、計量樹脂量を考慮
して適正値を選択すればよい。
【0014】以下に、具体的実施例を説明する。まず、
実施例1として、ポリカーボネート樹脂(三菱ガス化学
製ユーピロンH−4000)を用い、射出成形法により
5.25インチ光ディスク用基板を種々の条件のもとで
製造する。その使用した射出成形装置において、スクリ
ュー5の寸法は、スクリュー本体6の長さLを450m
m、直径Dを25mm、ピッチPを22mm、メルトゾ
ーン部の溝深さh1を1.75mm、フィードゾーン部
の溝深さh2を3.5mmとして圧縮比h2/h1を
2.0とし、さらに前述した樹脂逆流防止機構を備え
た。
【0015】そして、乾燥したポリカーボネート樹脂を
ホッパ1から射出成形装置に供給し、樹脂温度340
℃、金型温度115℃、スクリュー回転数100rp
m、加熱筒内背圧0.1kgf/cm2 の条件下で直径
130mm、厚さ1.2mmの光ディスク基板を製造し
た。得られた基板の複屈折、及び機械特性は良好であっ
た。さらに、光散乱式液中微粒子カウンターを用いて基
盤に含まれる粒子径10μm以下のダスト数を測定した
ところ、35000個/gであり良好な結果が得られ
た。
【0016】上記実施例1を含み、さらに他の各種実施
例と比較例について、各スクリュー寸法、及び成形条件
をまとめて表1に示した。表1に示すように、基板中の
ダスト数は、実施例2では38,000、実施例3では
37,000、実施例4では40,000個/gであ
り、同様に良好な結果が得られた。一方、各スクリュー
寸法、もしくは成形条件を本発明の範囲外に設定した比
較例1〜4では、基板中に含まれるダスト数は63,0
00〜90,000個/gであり、前記実施例1〜4と
比較して極めて多量であった。
【0017】
【表1】
【0018】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、光ディス
ク基板を製造するにあたり、射出成形装置のスクリュー
仕様を適正化すると共に、特定の条件下で成形すること
により、基板中に含まれるダスト数を大巾に低減でき
る。さらには、基板材料樹脂の製造工程を簡略化し、且
つ製造した基板の歩留りを向上させることが可能とな
り、光ディスク1枚あたりの原盤コストを低く抑えるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による光ディスク基板の射出
成形方法において使用するスクリュー式射出成形装置の
概略構成図である。
【図2】同射出成形装置の逆流防止機構の構成図であ
る。
【図3】同射出成形装置のスクリュー本体を示す構成図
である。
【符号の説明】
2 加熱筒 4 ノズルヘッド 5 スクリュー 6 スクリュー本体 10 バックフローリング 11 シートリング

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ヒータを備えた加熱筒と、スクリューヘ
    ッド、メルトゾーン部、コンプレッションゾーン部、及
    びフィードゾーン部からなるスクリューとを有した射出
    装置内に熱可塑性樹脂を溶融して充填し、該樹脂を該射
    出装置から成形装置に射出成形することにより光ディス
    ク基板を製造する方法において、樹脂の逆流を防止する
    ために前記スクリューヘッドとスクリューとの間にバッ
    クフローリングとシートリングとからなる逆流防止手段
    を具備し、該スクリューの長さLと直径Dとの比L/D
    を10<L/D<30、該スクリューのピッチPと直径
    Dとの比P/Dを0.5<P/D<1.5、該スクリュ
    ーの圧縮比であるメルトゾーン部の溝深さh1とフィー
    ドゾーン部の溝深さh2の比h2/h1を1.5<h2
    /h1<4.5、射出成形時の前記加熱筒内の樹脂圧力
    を0〜1kgf/cm2 の範囲としたことを特徴とする
    光ディスク基板の製造方法。
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