JPH01182018A - 光ディスク用プラスチック基板の成形金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は再生専用型（ＬＤ、ＣＤ）、追記型（ＤＲＡＷ
）及び消去再書込み型（Ｅ−ＤＩ（ＡＷ）等の光ディス
ク用プラスチック基板の成形金型に関するものである。

［従来の技術］ 光ディスクは、透明基板上にテルル等の低融点金属薄膜
、有機色素系薄膜や磁性薄膜等からなる記録媒体を形成
し、その記録媒体に、基板を通して、レーザー光を照射
することにより情報の記録、再生、或いは消去を行うも
のである。

光ディスクの構造は、ＣＤ用の単板型、ＬＤ、ＤＲＡＷ
、Ｅ−ＤＲＡＷ用等の２枚の基板を密着貼り合わせた貼
り合わせ型、エアーギャップを持たせたエアーサンドイ
ッチ型等がある。基板の材料としてはガラスもしくはポ
リメチルメタアクリレート　（ＰＭＭＡ）、　　ポリカ
ーボネート　（ＰＣ：）等の透明プラスチックが使用さ
れるが、経済性及び取扱い性等の点からは、ガラスより
プラスチッりの方が有利である。

一般にプラスチックの光ディスク基板の成形法には、射
出成形が多く用いられるが、要求される品質は基板の寸
法精度やグループの転写性だけでなく、光学歪すなわち
複屈折をいかに小さく成形するかが最も重要であり、デ
ィスクの性能に大きく影響してくる。又、吸湿性や耐熱
性の問題からポリメチルメタアクリレ−）　（ＰＭＭＡ
）より光弾性定数の大きなポリカポネート（ＰＣ）が用
いられることから低複屈折の基板を成形することがより
難しくなっている。

射出成形では、ゲートはセンターゲートでかつフィルム
ゲートであり、樹脂が均一にキャビティ内に流れ込むよ
うにし、充填中の速度や圧力を閉ループで成形機の油圧
にフィードバックするようなコントロール系により樹脂
を充填させている。

それにより、複屈折の発生要因である樹脂の流動分子配
向を少なくし、また充填後の保圧も前記同様にフィード
バックコントロールすることにより複屈折のもうひとつ
の原因である残留応力を緩和させている。

又、金型においては、例えば特公昭６２−４５８０９に
開示されているごとく、キャビティ内の樹脂がまだ柔ら
かい状態のうちにゲートパンチカッターが作用してディ
スク中心部を開孔する方法が用いられている。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の射出成形における成形条件のコントロールでは、
溶融樹脂がキャビティへ充填される場合において、流入
直後から外周末端に至るまでの間の樹脂の流入速度が任
意にコントロールできていない。特に溶融樹脂の粘度上
昇による分子配向を防ぐための初期流入速度を瞬時に高
圧にすることやキャビテイ外周壁直前で速度を急激に落
とし、キャビテイ外周壁に樹脂が激しく突き当ることに
よる流れの乱れを防ぐだめのコントロールが不充分であ
る。又、保圧工程においても前記樹脂の衝翳圧力の影響
により過充填やバックフローが起こり易くなり、圧力の
コントロールも充分できていない。というのは、従来の
溶融樹脂の速度及び圧力のコントロールは成形機のスク
リューに加わる油圧信号が可塑化シリンダー内の溶融樹
脂を介して伝えられることによってなされるため、溶融
樹脂の粘弾性や慣性力が実際の溶融樹脂の流動速度や圧
力を吸収したり、又は遅延させたりしている。このこと
により、いくらスクリューの移動速度や圧力をフィード
バックしてコントロールしても、実際にキャビティ内を
流れている溶融樹脂の速度や圧力は充分望ましい条件に
コントロールされていないのが現状である。又、溶融樹
脂の温度もスプルーやランナーを通過する際に金型から
熱を一方的に奪われ粘度が上昇し流動性を妨げている。

Ｅ問題点を解決するための手段］ 本発明では、従来の射出成形機のスクリューに加わる油
圧のみで溶融樹脂の流れや圧力をコントロールする機構
に加えて、キャビティ直前のゲート部の断面を、樹脂が
充填中及び保圧中に連続もしくは多段に可変させること
により、上記問題点を解決した。

［作用］ 射出開始時にゲート部を狭めておくと、可塑化シリンダ
内からゲートまでに達した溶融樹脂は、圧縮され、弾性
が吸収される。次の瞬間ゲート部が全開することにより
圧縮されていた溶融樹脂はそれ自身の弾性回復力とスク
リュ前進速度により瞬時に希望とする高速になりキャビ
ティ内に流入していく。さらに充填が進み溶融樹脂がキ
ャビテイ外周壁直前に達した時には、流入速度を急激に
落とすべく前進しているスクリューに急ブレーキがかか
るよう成形機の油圧をコントロールするか、それに加え
てゲート部を再び狭めてやることにより流動樹脂が直接
キャビティ内への流入を制限するので、スクリューや溶
融樹脂の慣性力の影響が少なく極めて高速でかつ正確に
流動速度が減速する。このことにより流動樹脂がキャビ
テイ外周壁に激しく突き当ることが避けられ、それによ
る圧力の異常な上昇も軽減される。又、次の保圧工程で
の過充填やバックフローもゲート部が狭められているこ
とから生じにくくなり、キャビティ内の圧力のコントロ
ールも正確に行える。さらに、本発明では溶融樹脂の流
動中にゲート部が狭められるので、剪断発熱が起き、ス
プルーやランナーを通過してきて粘度の上昇した樹脂が
再び低粘度になり良好な流れ性を回復する。

このように、射出成形機の油圧コントロールとゲート部
断面コントロールを組合わせることによりキャビティ内
への流入樹脂の速度及び圧力のコントロールが正確にな
るから、成形品の分子配向や残留応力を極力少なくする
ことができる。

なお、一般に光ディスクの射出成形金型には、キャビテ
ィ内の樹脂がまだ柔らかいうちにスプルランナーをカッ
トし、ディスク内孔を形成するゲートパンチカッターが
内蔵されている。このゲートパンチカッターの先端部を
円環状凸起とし、これと連結する可動シャフトを作動さ
せる油圧装置に、シーケンスプログラムによる信号を送
り、ゲート部断面を可変させ、流入樹脂をコントロール
させることができる。

次に本発明の光ディスク用プラスチック基板の成形金型
を図面に基づいて具体的に説明する。

第１図は本発明の断面図であり、第２図はゲート部の断
面拡大図である。

可動シャフト４は油圧装置６により矢印方向に上下動す
る。可動シャフト４の先端は樹脂溜まりとなるランナ一
部３があり、その外縁は円環状凸起であり、上昇してス
プルーをカットし、ディスク開口部を形成する。

又、可動シャフト４の移動量を検知して油圧回路にフィ
ードバックし、油圧をコントロールしてゲート断面を連
続的に調整する。可動シャフト（パンチカッターシャフ
ト）４が油圧により上端へ移動した時ゲート部２は全閉
となリスプルーをカットする。又、可動シャフト４が最
下端に降りた時ゲート部は全開となりその開き幅は０．
３〜０．４ｍｍである。

射出成形機ノズルから射出された溶融樹脂はスプルー５
、ランナー３、ゲート部２を通ってキャビティ１に入り
、ディスクを形成する。射出開始時ゲート部２の断面は
狭められている。溶融樹脂はスプルーランナーを通る間
に温度が下りやや粘度を増してゲートに達する。成形機
のスクリューは前進を続けているので樹脂圧力が上がり
弾性が吸収される。次の瞬間ゲート部２が全開すると溶
融樹脂は剪断発熱によってその粘度を下げ、かつ弾性回
復をしながら瞬時にキャビティに充填される。充填完了
直前すなわち樹脂がキャビテイ外周壁直前に達したとき
、油圧装置６に信号を送すゲート部２を再び連続もしく
は段階的に狭め直接流動樹脂に制動をかける。このこと
により流動樹脂の慣性力の影響が抑えられ次の保圧工程
での過充填やバックフローが防止できる。以上のことに
より成形基板の分子配向が緩和され、又残留応力歪を小
さくする。

保圧完了とほぼ同時にゲート部２の断面は全閉となり、
同時にフィルムゲートはカットされる。

可動シャフト（パンチカッターシャフト）４の軸芯には
エジェクタービン１０が挿入されている。

樹脂の冷却固化後、固定側金型７と可動側金型８が開き
ディスク成形品が取出されると同時にエジェクタービン
１０がスプルー５を突き出す。

可動シャフト（パンチカッターシャフト）４を駆動する
油圧装置６は金型のスペーサブロック９による空間に取
イリけられ、エジェクタービン１０は油圧装置６を貫通
し、エジェクタープレート１１に固定されている。

［実施例］ パンチカッターシャフト４は可動側金型８の中心に取付
けられたスリーブ１２に挿嵌し一端を油圧シリンダーに
固定し、油圧のシーケンスプログラムにより往復動可能
である。パンチカッターシャフトの他端はスプールの下
端部を形成する凹部となっており、その先端部は円環状
凸起である。パンチ力ウタシャフトの突出によりディス
クの中心を打ち抜く。パンチカッターシャフトの中心に
はエジェクタービンが挿嵌されており、エジェクタービ
ンは油圧シリンダーを貫通してエジェクタープレー）１
１に固定される。金型が開いて製品取出しと同時にこの
エジェクタービンｌＯも前進しスプールを突き出す。パ
ンチカッターシャフト４の先端部円環状凸起１３はスプ
ールブツシュ５と共にゲート部２を形成し、油圧シーケ
ンスプログラムで往復動するパンチカッターシャフト４
によりゲート部２の幅を調整する。

上記金型を用いてポリカーボネイト樹脂で外径１３０ｍ
ｍ内径１５ｍｍ厚さ１．２ｍｍの光ディスク基板を成形
した。射出前にゲートを狭めておき溶融樹脂圧力がピー
クとなった時点でゲート幅を最大０．４ｍｍに急全開し
、キャビティに流し込み、次に段階的にゲートを閉じて
流速の正確な減速を行なうことにより保圧工程における
樹脂のバックフロー及び過充填を防止した。保圧完了後
、パンチカッターシャフトを突き出してゲートを全閉し
、同時にゲートをカットした。

冷却固化後金型を開いてディスクを取出すと同時にパン
チカッターシャフトの中心を貫通しているエジェクター
ビン１０が前進してスプルーを突き出す。

この光ディスク用基板の複屈折を測定したところ、ダブ
ルパスで２２ｎｍＪｕ内となり本装置をっけない時のダ
ブルパス３５ｎｍより大幅に改善された。

［発明の効果］ 光ディスク基板の成形金型において、溶融樹脂がキャビ
ティへ流入するゲート部のゲート断面をシーケンスプロ
グラムにより可変させ、射出成形機の油圧制御と合せる
ことにより、キャビティ内への樹脂の流動速度や圧力を
精密にコントロールして分子配向や応力歪を緩和すると
、複屈折の少ない光ディスク用プラスチック基板が得ら
れる。

したがって、本発明の金型を用いると、射出成形法によ
り、良質でかつ安価な光ディスク用プラスチック基板を
大量に製造し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の金型断面図であり、第２図はゲート部
の拡大断面図である。 図中、符号ｌはキャビティ、２はゲート部、３はスプー
ルランナ一部、４は可動シャフト又はパンチカッターシ
ャフト、５はスプール、６は油圧装置、７は固定側金型
、８は可動側金型、９はスペーサ、１０はエジェクター
ビン、１１はエジェクタープレート、１２はパンチカッ
ターシャフトスリーブ、１３は円環状凸起を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）センターゲートでかつフィルムゲートであるゲート
   部を備えた光ディスクのプラスチック基板を射出成形す
   る金型であって、該ゲート部はスプールブッシュと可動
   シャフトの先端につけた円環形状凸起で構成され、前記
   可動シャフトはシーケンスプログラムにより油圧シリン
   ダで動かされ、該ゲート部の断面は連続又は多段可変で
   あることを特徴とする光ディスク用プラスチック基板の
   成形金型。 ２）可動シャフトがパンチカッターシャフトと共用であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光ディ
   スク用プラスチック基板の成形金型。