JP2826827B2 - 成形用スタンパーとその製造方法 - Google Patents
成形用スタンパーとその製造方法Info
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- mold
- thin film
- molding
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/26—Moulds
- B29C45/263—Moulds with mould wall parts provided with fine grooves or impressions, e.g. for record discs
- B29C45/2632—Stampers; Mountings thereof
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Manufacturing Optical Record Carriers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、レコード、コンパクトデイスク、光磁気デ
イスク、光デイスク、レーザデイスク等を成形するため
の成形母型と成るスタンパーに関する。本発明は特に、
寿命の長いスタンパーを提供し得る。
イスク、光デイスク、レーザデイスク等を成形するため
の成形母型と成るスタンパーに関する。本発明は特に、
寿命の長いスタンパーを提供し得る。
（従来技術） レコード、デイスク等のレコーテッド記録媒体の製造
には、プラスチックを、スタンパー（成形母型）を支持
した金型キャビティー内に装入し、加圧することによ
り、成形と同時にスタンパーの表面形状を成形品に転写
することが行なわれている。
には、プラスチックを、スタンパー（成形母型）を支持
した金型キャビティー内に装入し、加圧することによ
り、成形と同時にスタンパーの表面形状を成形品に転写
することが行なわれている。
このような成形金型の一例を第１図に示す。同図はレ
ーザデイスク等で成形を行なうための射出成形金型で、
可動側金型２と固定側金型５とより成り、可動側金型が
閉鎖されたときに成形キャビテイ７を形成する。可動側
金型２のキャビテイ７の側の鏡面研磨した表面８にはシ
ート状金属スタンパー１を支持させ、更にその周部を外
周リング部材４により押える。外周リング部材４はキャ
ビテイーの周壁をも構成する。第１図は金型が閉じた状
態を示し、キャビテイー７が形成されている。この状態
で、樹脂は供給口３よりゲート部材12のゲート６を経て
所定の成形圧力でキャビテイー７に導入されて成形が行
なわれる。可動側金型２は鋼から製作して焼き入れし、
高精度に研磨したものなどが使用されている。可動側金
型をこのように研磨する理由は、スタンパーが熱による
伸縮により可動側金型の表面８を滑動するためである。
例えば溶融樹脂の温度が360℃、可動側金型の表面８の
温度100℃、樹脂圧力400kg/cm2とすると、スタンパー１
の表面は360℃、金型への取付面は100℃となり、しかも
上記圧力で押圧されている。そうするとスタンパーは熱
と圧力で表面８に沿って移動することになる。そのため
に上記のような金型を用いて繰り返して成形を行なう
と、スタンパー１の金型への取付面は摩擦によりショッ
ト毎に損傷を受け、亀裂を生じ、成形品の表面に亀裂の
痕を転写することになる。本発明らはスタンパーの金型
への取付面似面する表面の傷の発生状況を観察した。ス
タンパーはデイスク状を成し且つ中心をある程度の回転
が許される程度に拘束されるため成形時の伸縮によるス
タンパーの局所的な運動は半径方向と回転方向の運動の
合成となり且つ外方ほど大きくなる。外周部の実測した
傷の大きさは幅約0.1mm（半径方向）長さ約1mm（回転方
向）にも及び、且つ使用回数と共に深い傷となった。
ーザデイスク等で成形を行なうための射出成形金型で、
可動側金型２と固定側金型５とより成り、可動側金型が
閉鎖されたときに成形キャビテイ７を形成する。可動側
金型２のキャビテイ７の側の鏡面研磨した表面８にはシ
ート状金属スタンパー１を支持させ、更にその周部を外
周リング部材４により押える。外周リング部材４はキャ
ビテイーの周壁をも構成する。第１図は金型が閉じた状
態を示し、キャビテイー７が形成されている。この状態
で、樹脂は供給口３よりゲート部材12のゲート６を経て
所定の成形圧力でキャビテイー７に導入されて成形が行
なわれる。可動側金型２は鋼から製作して焼き入れし、
高精度に研磨したものなどが使用されている。可動側金
型をこのように研磨する理由は、スタンパーが熱による
伸縮により可動側金型の表面８を滑動するためである。
例えば溶融樹脂の温度が360℃、可動側金型の表面８の
温度100℃、樹脂圧力400kg/cm2とすると、スタンパー１
の表面は360℃、金型への取付面は100℃となり、しかも
上記圧力で押圧されている。そうするとスタンパーは熱
と圧力で表面８に沿って移動することになる。そのため
に上記のような金型を用いて繰り返して成形を行なう
と、スタンパー１の金型への取付面は摩擦によりショッ
ト毎に損傷を受け、亀裂を生じ、成形品の表面に亀裂の
痕を転写することになる。本発明らはスタンパーの金型
への取付面似面する表面の傷の発生状況を観察した。ス
タンパーはデイスク状を成し且つ中心をある程度の回転
が許される程度に拘束されるため成形時の伸縮によるス
タンパーの局所的な運動は半径方向と回転方向の運動の
合成となり且つ外方ほど大きくなる。外周部の実測した
傷の大きさは幅約0.1mm（半径方向）長さ約1mm（回転方
向）にも及び、且つ使用回数と共に深い傷となった。
この問題はキャビテイ側の表面８をTiN等の耐摩耗性
膜により被覆することによりある程度解決することがで
きるが、充分な耐摩耗性と低摩擦性は得られない。
膜により被覆することによりある程度解決することがで
きるが、充分な耐摩耗性と低摩擦性は得られない。
（発明の目的） 本発明は寿命の長いスタンパを提供することを目的と
する。
する。
（発明の概要） 本発明は、成形母型となるスタンパーの金型への取付
面にダイヤモンド状薄膜を被覆したことを特徴とする保
護膜付スタンパーを提供する。
面にダイヤモンド状薄膜を被覆したことを特徴とする保
護膜付スタンパーを提供する。
本発明はまた、成形母型となるスタンパーを真空成膜
室に位置付け、炭化水素ガスを導入し、これをイオン化
させ、成形用金型の金型への取付面上に蒸着析出させる
ことを特徴とする金型への取付面保護膜付スタンパーの
製造方法を提供する。本発明のダイヤモンド状薄膜はこ
の方法により形成された薄膜の構造と同一または実質的
に同一の構造を有する薄膜に限定され、他の構造のもの
は含まないが、その製造方法としては上記の方法以外の
方法も可能である。
室に位置付け、炭化水素ガスを導入し、これをイオン化
させ、成形用金型の金型への取付面上に蒸着析出させる
ことを特徴とする金型への取付面保護膜付スタンパーの
製造方法を提供する。本発明のダイヤモンド状薄膜はこ
の方法により形成された薄膜の構造と同一または実質的
に同一の構造を有する薄膜に限定され、他の構造のもの
は含まないが、その製造方法としては上記の方法以外の
方法も可能である。
（発明の効果） 本発明によると、成形母型となるスタンパーの摩擦、
摩耗を受ける金型への取付面が強化されるために、耐摩
耗性が向上しまた低摩擦と成る。このためスタンパーの
耐用寿命が大幅に向上する。
摩耗を受ける金型への取付面が強化されるために、耐摩
耗性が向上しまた低摩擦と成る。このためスタンパーの
耐用寿命が大幅に向上する。
（発明の具体的な説明） 本発明の金型は、成形母型となるスタンパーの金型へ
の取付面にダイヤモンド状薄膜を均一に形成したもので
あればどんな方法で成膜されたものでも良い。しかし現
在のところ実用的な成膜速度で、充分に広い面積の、し
かも充分に平滑性の高い、ダイヤモンド又はダイヤモン
ド状膜を成膜し得る方法はほとんど提供されていないの
で、以下に述べる方法を用いることが推奨される。
の取付面にダイヤモンド状薄膜を均一に形成したもので
あればどんな方法で成膜されたものでも良い。しかし現
在のところ実用的な成膜速度で、充分に広い面積の、し
かも充分に平滑性の高い、ダイヤモンド又はダイヤモン
ド状膜を成膜し得る方法はほとんど提供されていないの
で、以下に述べる方法を用いることが推奨される。
（発明の具体的な説明） 以下に本発明を詳しく説明する。本発明の基本技術で
あるイオン化蒸着法は、特開昭58−174507号公報、特開
昭59−174508号、特願昭63−59376号に記載されてお
り、本発明の実施例ではこれらの公報に記載された装置
を基本とした方法及び装置を用いる。しかし、炭化水素
原料のイオン化とその加速ができるなら他の方式のイオ
ン化蒸着技術を用いてもよい。例えば、グロー放電、マ
イクロ波、熱分解、衝撃波等の手段により炭化水素のイ
オン化を行なうなどの方法が可能である。
あるイオン化蒸着法は、特開昭58−174507号公報、特開
昭59−174508号、特願昭63−59376号に記載されてお
り、本発明の実施例ではこれらの公報に記載された装置
を基本とした方法及び装置を用いる。しかし、炭化水素
原料のイオン化とその加速ができるなら他の方式のイオ
ン化蒸着技術を用いてもよい。例えば、グロー放電、マ
イクロ波、熱分解、衝撃波等の手段により炭化水素のイ
オン化を行なうなどの方法が可能である。
本発明の実施に当たっては、上記公報に記載された方
法及び装置をそのまま利用しても良く、あるいは成膜場
所を変え、あるいは成膜面積をイオンビームの操作によ
り増大させ、あるいはダイヤモンド状膜の品質を向上す
るためにイオン偏向を行なうように変更した装置等を使
用しても良い。同公報の装置を用いる場合には、熱フィ
ラメントによる熱電子放出によって炭化水素ガスが分解
されて出来るガスには多くのイオン種、分解されないで
残る中性分子や原子、ラジカル等が含まれている。例え
ば、通常用いられる原料であるメタンガスの場合には熱
フィラメントによる熱電子放出により形成されるイオン
は主としてCH4 +、CH3 +であり、ほかに少量の、CH2 +、CH
+、C+、H2 +とイオン化されない種々の形態の反応種すな
わちラジカル、アニオン、炭化物、或は未反応物等が含
まれている。これらの粒子が一緒に基板に衝突するとイ
オンは分解されて炭素のみが残り所定のダイヤモンド構
造を発達させる。通常ダイヤモンド構造の発達は中性粒
子ら雑多な種類のイオンの混在のために阻害され、結晶
は微粒子化するため、ダイヤモンド状薄膜は多結晶構造
となる。しかしイオン化蒸着法を使用すると、表面平滑
度の高いダイヤモンド状薄膜が得られる。
法及び装置をそのまま利用しても良く、あるいは成膜場
所を変え、あるいは成膜面積をイオンビームの操作によ
り増大させ、あるいはダイヤモンド状膜の品質を向上す
るためにイオン偏向を行なうように変更した装置等を使
用しても良い。同公報の装置を用いる場合には、熱フィ
ラメントによる熱電子放出によって炭化水素ガスが分解
されて出来るガスには多くのイオン種、分解されないで
残る中性分子や原子、ラジカル等が含まれている。例え
ば、通常用いられる原料であるメタンガスの場合には熱
フィラメントによる熱電子放出により形成されるイオン
は主としてCH4 +、CH3 +であり、ほかに少量の、CH2 +、CH
+、C+、H2 +とイオン化されない種々の形態の反応種すな
わちラジカル、アニオン、炭化物、或は未反応物等が含
まれている。これらの粒子が一緒に基板に衝突するとイ
オンは分解されて炭素のみが残り所定のダイヤモンド構
造を発達させる。通常ダイヤモンド構造の発達は中性粒
子ら雑多な種類のイオンの混在のために阻害され、結晶
は微粒子化するため、ダイヤモンド状薄膜は多結晶構造
となる。しかしイオン化蒸着法を使用すると、表面平滑
度の高いダイヤモンド状薄膜が得られる。
本発明においてはダイヤモンド状薄膜な膜厚が300〜2
0000Åの範囲で使用されることが望ましい。膜厚が薄す
ぎると本発明が意図した補強効果は得られない。また薄
膜が厚すぎるとダイヤモンド状薄膜はスタンパーの面か
ら剥離し易くなる。更にダイヤモンド状薄膜はビッカー
ス硬度が5000〜10000kg/mm2のものを使用することが望
ましい。硬度が小さすぎると意図した補強効果が得られ
ず充分な耐久性が得られない。以下に説明する方法及び
装置を使用すればこれらの必要な条件は容易は実現でき
る。
0000Åの範囲で使用されることが望ましい。膜厚が薄す
ぎると本発明が意図した補強効果は得られない。また薄
膜が厚すぎるとダイヤモンド状薄膜はスタンパーの面か
ら剥離し易くなる。更にダイヤモンド状薄膜はビッカー
ス硬度が5000〜10000kg/mm2のものを使用することが望
ましい。硬度が小さすぎると意図した補強効果が得られ
ず充分な耐久性が得られない。以下に説明する方法及び
装置を使用すればこれらの必要な条件は容易は実現でき
る。
成膜装置 第２図にスタンパー金型への取付面８にダイヤモンド
状薄膜を形成するための成膜装置の好ましい実施例を示
す。この装置は、実開昭59−174507号に記載されたイオ
ン直進型（第２図）又はイオン偏向型（特願昭63−5937
6）のもの、その他任意の装置を用いることができる。
従ってここに記載しない成膜条件等については同公報を
参照されたい。第２図を参照するに、図中10は真空容器
であり、排気系18に接続されて10-6Torr程度までの高真
空に引かれる。12′は基板Ｓ（スタンパー）を支持する
ための基板ホルダーであり、この場合電圧Vaのグリッド
13がイオンの流れを基板Ｓへ向けて加速する。14はフィ
ラメントであり、交流電源によって加熱されて熱電子を
発生し、また負電位に維持されている。15は原料である
炭化水素ガスの供給口であり、入口17とプラズマ励起室
16′を有する。また、フィラメント14を取囲んで対電極
16が配置され、フィラメントとの間に電圧Vdを与える。
フィラメント14、対陰極16を取り囲んでイオン化ガスの
閉じ込め用の磁界を発生する電磁コイル19が配置されて
いる。従ってVd、Va及びコイルの電流を調製することに
より膜質を変えることができる。
状薄膜を形成するための成膜装置の好ましい実施例を示
す。この装置は、実開昭59−174507号に記載されたイオ
ン直進型（第２図）又はイオン偏向型（特願昭63−5937
6）のもの、その他任意の装置を用いることができる。
従ってここに記載しない成膜条件等については同公報を
参照されたい。第２図を参照するに、図中10は真空容器
であり、排気系18に接続されて10-6Torr程度までの高真
空に引かれる。12′は基板Ｓ（スタンパー）を支持する
ための基板ホルダーであり、この場合電圧Vaのグリッド
13がイオンの流れを基板Ｓへ向けて加速する。14はフィ
ラメントであり、交流電源によって加熱されて熱電子を
発生し、また負電位に維持されている。15は原料である
炭化水素ガスの供給口であり、入口17とプラズマ励起室
16′を有する。また、フィラメント14を取囲んで対電極
16が配置され、フィラメントとの間に電圧Vdを与える。
フィラメント14、対陰極16を取り囲んでイオン化ガスの
閉じ込め用の磁界を発生する電磁コイル19が配置されて
いる。従ってVd、Va及びコイルの電流を調製することに
より膜質を変えることができる。
成膜方法 上記第２図の装置によって成膜方法を詳しく説明す
る。先ず、真空容器10内を10-6Torrまで高真空とし、バ
ルブ22を操作して所定流量のメタンガスを導入しながら
排気系18を調整して所定のガス圧例えば10-1Torrとす
る。一方、フイラメント14には交流電流Ifを流して加熱
し、フイラメント14と対陰極との間には電位差Vdを印加
して熱フィラメントによる熱電子放出を形成する。供給
口15から真空容器10に供給されたされたメタンガス等の
炭化水素ガスはフィラメントからの熱電子と衝突してプ
ラスの熱分解イオンと電子を生じる。この電子は別の熱
分解イオンと衝突する。このような現象を繰り返すこと
によりメタンガスは熱分解物質のプラスイオンと成る。
る。先ず、真空容器10内を10-6Torrまで高真空とし、バ
ルブ22を操作して所定流量のメタンガスを導入しながら
排気系18を調整して所定のガス圧例えば10-1Torrとす
る。一方、フイラメント14には交流電流Ifを流して加熱
し、フイラメント14と対陰極との間には電位差Vdを印加
して熱フィラメントによる熱電子放出を形成する。供給
口15から真空容器10に供給されたされたメタンガス等の
炭化水素ガスはフィラメントからの熱電子と衝突してプ
ラスの熱分解イオンと電子を生じる。この電子は別の熱
分解イオンと衝突する。このような現象を繰り返すこと
によりメタンガスは熱分解物質のプラスイオンと成る。
プラスイオンはグリッド13に印加された負電位Vaによ
り加速され基板Ｓに向けて加速される。なお、各部の電
位、電流、温度等の条件については先に引用した特許公
報のほか公知の資料を参照されたい。
り加速され基板Ｓに向けて加速される。なお、各部の電
位、電流、温度等の条件については先に引用した特許公
報のほか公知の資料を参照されたい。
なお、プラズマガスとしてはメタンガスのほか低分子
量の炭化水素、或はこれらの一種と酸素、窒素、アルゴ
ン、ネオン、ヘリウムなどを用いることができる。
量の炭化水素、或はこれらの一種と酸素、窒素、アルゴ
ン、ネオン、ヘリウムなどを用いることができる。
以下に本発明の実施例を説明する。
実施例１ 表面にニッケルめっきを施し高度に研磨したスタンパ
ーを真空容器30の所定位置に配置し、第１図の可動金型
側のスタンパー金型への取付面８を基板Ｓとし、第２図
の真空容器10内にアルゴンガスを導入し、10-2Torrとし
てアーク放電を行なわせ基板の表面をボンバードした。
次いで、容器内のアルゴンガスを排気してからメタンガ
スを導入しガス圧を10-1とした。電磁コイル19の磁束密
度は400ガウス、基板電圧−400V、基板温度200℃とし
た。またフィラメント14には電流25Aを流した。膜厚が
３μｍの膜を生成させた。
ーを真空容器30の所定位置に配置し、第１図の可動金型
側のスタンパー金型への取付面８を基板Ｓとし、第２図
の真空容器10内にアルゴンガスを導入し、10-2Torrとし
てアーク放電を行なわせ基板の表面をボンバードした。
次いで、容器内のアルゴンガスを排気してからメタンガ
スを導入しガス圧を10-1とした。電磁コイル19の磁束密
度は400ガウス、基板電圧−400V、基板温度200℃とし
た。またフィラメント14には電流25Aを流した。膜厚が
３μｍの膜を生成させた。
得られたスタンパーを第１図に示したレーザデイスク
用の射出成形装置に組み込んで、圧力340kg/cm2で繰り
返して射出成形を行なった。
用の射出成形装置に組み込んで、圧力340kg/cm2で繰り
返して射出成形を行なった。
比較のため、ダイヤモンド状薄膜を被覆しないスタン
パーを用いて同様に射出成形を行なった。従来法により
TiNを被覆したものについても同様に射出成形を行なっ
た。
パーを用いて同様に射出成形を行なった。従来法により
TiNを被覆したものについても同様に射出成形を行なっ
た。
表１の結果を得た。
表から分かるように、本発明の成形用金型は、ダイヤ
モンド状薄膜をスタンパーの金型への取付面としたか
ら、スタンパーの寿命を大幅に伸ばすことができた。
モンド状薄膜をスタンパーの金型への取付面としたか
ら、スタンパーの寿命を大幅に伸ばすことができた。
以上のように本発明によれば、耐摩耗性及び摩擦抵抗
の低いスタンパーが提供され、スタンパーの長寿命化が
達成し得る。
の低いスタンパーが提供され、スタンパーの長寿命化が
達成し得る。
これによりまた成形コストの大幅な低減が達成し得
る。
る。
第１図は、本発明が適用されるの成形金型の一例を示す
断面図、及び第２図は本発明の方法を実施する装置を示
す断面図の断面図である。
断面図、及び第２図は本発明の方法を実施する装置を示
す断面図の断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ１１Ｂ 7/26 ５１１ Ｇ１１Ｂ 7/26 ５１１ // Ｂ２９Ｌ 17:00 (72)発明者 田辺 宏 東京都中央区日本橋１丁目13番１号 テ ィーディーケイ株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−234214（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B29C 33/00 - 33/76 B29C 45/26 G11B 7/26 G11B 3/70
Claims (4)
- 【請求項１】成形母型となるスタンパーの金型への取付
面にダイヤモンド状薄膜を被覆したことを特徴とするス
タンパー。 - 【請求項２】ダイヤモンド状薄膜の膜厚は300〜20000Å
であり、そのビッカース硬度は5000〜10000kg/mm2であ
る前記第１項記載のスタンパー。 - 【請求項３】成形母型となるスタンパーの金型への取付
面を研磨し、このスタンパーを真空成膜室に位置付け、
炭化水素ガスを導入し、これをイオン化させ、スタンパ
ーの前記金型への取付面上に蒸着析出させることを特徴
とするダイヤモンド状薄膜を被覆したスタンパーの製造
方法。 - 【請求項４】ダイヤモンド状薄膜の膜厚は300〜20000Å
であり、そのビッカース硬度は5000〜10000kg/mm2であ
る前記第２項記載のスタンパーの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63170849A JP2826827B2 (ja) | 1988-07-11 | 1988-07-11 | 成形用スタンパーとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63170849A JP2826827B2 (ja) | 1988-07-11 | 1988-07-11 | 成形用スタンパーとその製造方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1631798A Division JP2857138B2 (ja) | 1998-01-12 | 1998-01-12 | 記録ディスクの成形方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0222012A JPH0222012A (ja) | 1990-01-24 |
| JP2826827B2 true JP2826827B2 (ja) | 1998-11-18 |
Family
ID=15912464
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63170849A Expired - Lifetime JP2826827B2 (ja) | 1988-07-11 | 1988-07-11 | 成形用スタンパーとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2826827B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2800274B2 (ja) * | 1989-06-16 | 1998-09-21 | 日本電気株式会社 | スタンパ |
| JP3002418B2 (ja) * | 1996-03-22 | 2000-01-24 | 株式会社精工技研 | 光ディスク成形用金型装置 |
| EP0872331A1 (en) * | 1997-04-16 | 1998-10-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Stamper protecting layer for optical disk molding apparatus, optical disk molding apparatus and optical disk molding method using the stamper protecting layer |
| DE60002011T2 (de) | 1999-07-08 | 2004-01-29 | Taki Chemical | Verfahren zur Herstellung einer wässrigen Eisen(III)-Sulfat-Lösung und ihre Verwendung als Wasserbehandlungsreagenz |
| JP2001312844A (ja) * | 2000-04-28 | 2001-11-09 | Aitakku Kk | コンパクトディスクなどのディスク成形装置 |
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-
1988
- 1988-07-11 JP JP63170849A patent/JP2826827B2/ja not_active Expired - Lifetime
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