JPH01253417A - 成形用金型 - 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］ 本発明は、磁気ディスク基板や光デイスク基板等の円板
状成形品の成形に使用される成形用金型に関する。

［従来技術］ 従来、磁気ディスク基板は、アルミニウム合金の円板が
用いられている。該基板には各種の厳しい品質が要求さ
れるが、その中でも、基板の半径方向の形状安定性、即
ち、半径方向のプロファイルは非常に重要な品質の一つ
とされている。そのため、アルミニウム合金の円板は、
熱処理により歪を矯正し、さらにその表面をダイヤモン
ド切削、または砥粒によるラッピング、およびポリッシ
ング等により鏡面研磨して仕上げ、すぐれた半径方向の
プロファイル、平滑性等を得ていた。

近年、磁気ディスク装置の小型化、記憶容量の高容量化
等の要求が益々高まりつつある。それに伴い基板も、よ
りすぐれた半径方向のプロファイル、平滑性等が要求さ
れている。さらに、軽量化に対する要求も益々高まりつ
つある。

特に、軽量化の要求に対応する目的で特開昭５９−１３
５１３３号公報に記載されているように、磁気ディスク
基板を合成樹脂で形成することが検討されている。

すぐれた半径方向のプロファイル、平滑性の磁気ディス
ク基板を合成樹脂で形成するために、射出成形等により
成形する場合には、溶融した合成樹脂が充填賦形される
円板状キャビティの寸法精度が重要である。そのために
、キャビティを形成する対向する二面の鏡面が高精度に
平行になるよう、細心の注意を払って金型を製造加工し
、かつ成形条件も金型温度を著しく高温度にしたり、非
常に速い充填速度を採用する等の特定の条件を設定して
成形している。

また、特開昭６０−６７１２４号公報に記載されている
ように、キャビティの軸方向の厚みを変化させた金型が
検討されている。

［発明が解決しようとする課題］ アルミニウム合金に替わり、合成樹脂を基板に用いる場
合には、アルミニウム合金に比べて軽量であり、しかも
射出成形法等により一工程ですぐれた平滑性の磁気ディ
スク基板を安定に量産できる等の利点があるが、磁気デ
ィスク基板の場合のように、極めて薄い円板状のキャビ
ティにその中心部から溶融した合成樹脂を充填すると、
ゲート部近傍とデー１一部から離れた円板外周部とでは
溶融した合成樹脂の冷却・固化速度、充填圧力Ｃご差が
生じ、その結果、特に成形品の半径方向のｊゾみ分布が
不均一どなり、半径方向のプロファイルが不十分な基板
となったりする。

また、特開昭６０−６７１２４号公報記載の発明では、
半径方向の厚み分布が均一で、かつ成形品の形状安定性
がすぐれている高密度情報記録担体用プラスチックディ
スクを射出成形するために、キャビティの軸方向の厚み
を溶融した合成樹脂がキャビティに射出されるゲートか
ら放射方向に雛れるにつれて連続的に厚くする。即ち、
半径方向に拡大テーバをつけたキャビティを持った金型
を提案しているが、咳金型では円板の半径方向の中央部
付近でヒケ現象が発生するのを十分には防ぐことができ
ず、成形された基板は、内周部と外周部の厚みは略等し
くなるが、円板の半径方向の中央部付近で成形収縮によ
るヒケ現象が発生し、第６図に示したような半径方向の
中央部付近の薄い基板となってしまう。

このような半径方向の中央部付近が薄く、断面形状が凹
状の基板に磁性体層を形成して磁気デフ（スフとなした
場合には、磁気ヘッドの浮上高が、半径方向の中央部付
近で高くなり、該部分の出力が低い磁気ディスクとなる
。

例えば、第７図〜第９図に示したような基板の半径方向
の断面形状が直線状（以下、直線状プロファイル基板と
いう。）、凹状（以下、凹状プロファイル基板という。

）、凸状（以下、凸状プロファイル基板という。）の３
種類の基板を用いて作成した磁気ディスクに同一の磁気
ヘッドを０゜４ｍｍの浮上高で浮上させた場合を比較し
てみる。

第７図の直線状プロファイル基板の場合には、磁気ヘッ
ド８の浮上を受は持つスライダ一部９とリード・ライト
を受は持つヘッドギャップ部１゜は磁気ディスク１１の
表面１２から同じ高さで浮−ヒしており、各々の浮上高
はＨ＋　＝　）−（ｚ　−０、４ｍｍとなる。

第８図の凹状プロファイル基板の場合には２、スライダ
一部９の磁気ディスク１１の表面１２がらの浮り高さは
Ｈ１＝０．４ｍｍ、ヘッドギャップ部１０の磁気ディス
ク１１０表面１２からの浮上高さはＨｚ　＞０．４ｍｍ
となる。

また、第９図の凸状プロファイル基板の場合には、スラ
イダ一部９の磁気ディスク１１の表面１２からの浮」二
高さはＨ＋　＝０．４ｍｍ、ヘッドギャップ部１０の磁
気ディスク１１の表面１２がらの浮上高さはＨｚ　＜０
．４ｍｍとなる。

即ち、基板の半径方向の断面形状が直線状、凹状、凸状
の３種類の基板を用いた磁気ディスクにおいて、ヘッド
ギャップ部の磁気ディスク表面からの浮上高さを比較す
ると、凸状の場合が最も低く、次いで直線状、凹状の順
に高くなる。

磁気ディスクへのリード・ライトはへラドギャップ部の
磁束によって行うため、ヘッドギャップ部と磁気テ゛イ
スク表面との距離が近い程大きな出力が得られ、分解能
も良くなる。即ち、上記の基板表面の半径方向の形状が
直線状、凹状、凸状の３種類の基板を用いた磁気ディス
クにおいては、凸状の場合が最も磁気ディスク性能が良
く、次いで直線状、凹状の順になる。

本発明は、上記従来の方法では得ることが困難であった
成形収縮によってヒケ現象が発生しても、半径方向の中
央部付近の断面形状が凹状になることが殆どない磁気デ
ィスク基板や光ディスク基板等の円板状成形品を成形す
ることができる成形用金型を提供することを目的とする
ものである。

［課題を解決するための手段１ 本発明は、固定側金型と移動側金型の間に円板状のキャ
ビティを構成する成形用金型において、キャビティを形
成する対向する二面の鏡面の半径方向の断面形状が凹状
であることを特徴とする成形用金型にある。

以下、本発明を実施態様を示す図に基づいて、詳細に説
明する。

第１図は、本発明成形用金型の一実施例を示す断面図で
ある。

第１図において、溶融した合成樹脂は射出成形機（図示
せず）から固定側金型１と移動側金型２に組み込まれた
鏡面ブツシュ３．４間に形成される円板状のキャビティ
５中に、スプルブツシュ６、中心ゲート７を通過して射
出される。

ここで、固定側金型１と移動側金型２に組み込まれた鏡
面ブツシュ３．４のキャビティ５を形成する面は、第２
図に示したように半径方向の断面形状が滑らかな凹状に
なっている。この凹状の度合い、即ち凹面の深さ（第２
図のｔの値）は射出成形条件や金型温度等、さらに所望
の基板形状により適宜選定すればよく、その度合いを変
化させることにより、第３図に示したような直線状プロ
ファイル基板、第４図に示したような凸状プロファイル
基板を得ることができる。

また、固定側金型１と移動側金型２に、第５図に示した
ようなキャビティ５を形成する面が直線状の鏡面ブツシ
ュを組み込んで成形すると、得られる基板は鏡面ブツシ
ュの直線状の表面形状を正確に転写した直線状プロファ
イル基板とはならず、第６図に示したような凹状プロフ
ァイル基板となってしまう。

キャビティ中に射出された溶融した合成樹脂は、鏡面ブ
ツシュと接する表面層から冷却・固化し始め、それに伴
って成形収縮が起こる。次いで、厚み方向の中心に向か
って冷却・固化してゆく。

キャビティの外周部付近は三方向から冷却されるため、
その部分の厚み方向の中心部は、最も早く冷却・固化さ
れる。また、中心ゲート部は断面の厚みが薄くなってお
り、比較的早く冷却・固化される。しかし、半径方向の
中央部のおける厚み方向の中心部は、最も冷却・固化が
遅く、該部分が冷却・固化する前に、中心ゲート部の冷
却・固化が完了してしまう。

表面層、外周部および中心ゲート部が冷却・固化してゆ
く過程では、キャビティの厚み方向の中心部の合成樹脂
は略全域にわたって未だ冷却・固化していない状態であ
るため、中心ゲート部を介して射出成形機側からの圧力
が、表面層、外周部および中心ゲート部に加わった状態
であり、それらの部分の冷却・固化による成形収縮は小
さいといえる。

しかし、半径方向の中央部における厚み方向の中心部が
冷却・固化してゆく過程では、すでに中心ゲート部の冷
却・固化が完了しており、中心ゲート部を介して射出成
形機側からの圧力が加わらない状態であるため、半径方
向の中央部における厚み方向の中心部の冷却・固化によ
る成形収縮は大きいといえる。

即ち、成形品の表面層、外周部および中心ゲート部と半
径方向の中央部における厚み方向の中心部とでは成形収
縮量に差が生じ、半径方向の中央部における厚み方向の
中心部の収縮量が最も大きくなる。

そのため、半径方向の中央部における厚み方向の中心部
の収縮量に対応して、半径方向の中央部の表面層が厚み
方向の中心部に引かれ、ヒケ現象が発生して若干薄くな
って、半径方向の中央部の断面形状が凹状になるものと
推定される。

図示の本発明成形用金型においては、鏡面ブツシュが設
けられた例であるが、本発明は、鏡面ブツシュを持たな
い一体型でもよく、その場合は固定側金型と移動側金型
のキャビティを形成する面を、またスタンパ−等を使用
する場合はそれら自体をその断面形状が滑らかな凹状と
なるようにすればよい。

また、本発明に用いる合成樹脂としては、ポリエーテル
イミド、ポリエーテルサルホン、ポリフェニレンサルフ
ァイド、ボリアリレート、ポリエーテルエーテルケトン
、ポリカーボネート等の耐熱性にすぐれた合成樹脂を好
適に用いることができる。さらに、必要に応じて無機質
充填材、例えば、チタン酸カリウムウィスカ、炭素繊維
、５ｉ−Ｃ繊維、アルミナ繊維等のセラミック繊維、ガ
ラス繊維、金属繊維等の繊維状物質、ガラスピーズ、セ
ラミック粉末、カーボン、マイカ等々を適宜添加しても
よい。

［作用］ 一般的に、射出成形等において、冷却・固化過程におい
て起こる成形収縮によるヒケ現象をゼロに抑えることは
殆ど不可能に近（、成形収縮によるヒケ現象は、殆どの
場合発生するものといわれている。

前述のような理由により、磁気ディスク基板や光デイス
ク基板のような薄い円板状の成形品では、その半径方向
の中央部付近にヒケ現象が最も発生し易く、そのため凹
状プロファイル基板ができ易い。

本発明によれば、キャビティを形成する対向する二面の
鏡面の半径方向の断面形状が凹状であるため、得られる
円板状の成形品は、仮にヒケ現象が全くゼロであるとす
ると、その半径方向の断面形状は凸状になる。したがっ
て、その半径方向の中央部付近にヒケ現象が発生しても
得られる円板状の成形品の半径方向の断面形状は凸状も
しくは直線状になる。

［実施例］ 凹状の度合い、即ち凹面の深さ（第２図に示したしの値
）が１０μｍ（表１〜３中のｋｌ）、５μｍｍ（表１〜
３中のＮα２）の鏡面ブツシュおよび第５図に示した平
面状鏡面ブツシュ（表１〜３中のＮｏ、　３　）を第１
図に示した金型本体に組み込んで射出成形機にセットし
、射出成形機のシリンダー温度を３８０　’Ｃ１金型温
度を１９０°Ｃに設定して、ポリエーテルイミド樹脂を
射出成形し、厚さ１．９０５ｍｍ、内径４０ｍｍ、外径
１３５ｍｍの基板を成形した。得られた基板の半径方向
の断面形状およびその凹もしくは凸状の度合い（第４図
のｔ′の値、第６図のｔ′の値）は表−１の通りであっ
た。

表−１ 次いで、得られた基板に７−Ｆｅ２Ｏ３を磁性材料とす
る磁性塗料をスピンコード法により均一に塗布した後、
２００°Ｃで２時間加熱硬化処理を施し、磁気ディスク
を作成した。得られた磁気ディスクの出力、分解能を測
定したところ、表−２、表−３に示したような結果を示
した。

表−２は磁気ディスクの中心から３３ｍｍの所、即ち磁
気ディスクの半径方向の略中央部の性能を、表−３は磁
気ディスクの中心から６０ｍｍの所、即ち磁気ディスク
の記録領域の略最外周部の性能を示している。

表−２ 表−３ 表−２、表−３から明らかなように、従来のキャビティ
を形成する鏡面が平面状の金型を使用する場合は、得ら
れる基板は凹状プロファイル基板となるのに比べ、本発
明のキャビティを形成する鏡面が凹状の金型を使用する
場合には、直線状プロファイル基板もしくは凸状プロフ
ァイル基板を得ることができた。

また、これら基板を用いて磁気ディスクを作成すれば、
記録領域の最外周付近では、その磁気ディスク特性は殆
ど差がないのに対して、半径方向の中央部付近では、明
らかな差が見られ、凸状プロファイル基板の場合が最も
良く、次いで直線状プロファイル基板が良く、凹状プロ
ファイル基板は最も磁気ディスク特性が低いことが分か
る。

［効果］ 以上のように、本発明は、キャビティを形成する対向す
る二面の鏡面の半径方向の断面形状を凹状とすることに
より、成形の際冷却・固化過程で成形収縮によるヒケ現
象が発生しても、直線状プロファイル基板もしくは凸状
プロファイル基板を得ることができるので、それら基板
を用いて磁気ディスクを作成すれば、出力、分解能等の
磁気ディスク特性が磁気ディスクの半径方向の中央部付
近で低下することなく、全領域において出力、分解能等
の磁気ディスク特性がすぐれた磁気ディスクを提供する
ことができる。

また、本発明成形用金型を用いて成形する場合には、従
来のように条件範囲の狭い特殊な成形条件で成形する必
要がなく、通常の広い成形条件範囲で安定して成形がで
き、量産しても品質のバラツキが殆どない成形品を成形
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明成形用金型の一例を示す断面図、第２図
は第１図の本発明成形用金型に組み込まれた鏡面ブツシ
ュの断面図、第３図、第４図は本発明成形用金型により
成形された基板の一例を示す断面図、第５図は従来の鏡
面ブツシュを示す断面図、第６図は第５図の従来の鏡面
ブツシュを用いて成形された基板を示す断面図、第７図
〜第９図は磁気ヘッドの磁気ディスク表面上での浮上状
態を示す概念的断面図である。 １・−固定側金型 ２−・−移動側金型 ５−・−キャビティ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）固定側金型と移動側金型の間に円板状のキャビテ
   ィを構成する成形用金型において、キャビティを形成す
   る対向する二面の鏡面の半径方向の断面形状が凹状であ
   ることを特徴とする成形用金型