JPH0222012A - 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

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JPH0222012A
JPH0222012A JP17084988A JP17084988A JPH0222012A JP H0222012 A JPH0222012 A JP H0222012A JP 17084988 A JP17084988 A JP 17084988A JP 17084988 A JP17084988 A JP 17084988A JP H0222012 A JPH0222012 A JP H0222012A
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俊彦 石田
Kunihiro Ueda
国博 上田
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    • 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
    • B29C45/263Moulds with mould wall parts provided with fine grooves or impressions, e.g. for record discs
    • B29C45/2632Stampers; Mountings thereof
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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】 (技術分野) 本発明は、レコード、コンパクトディスク、光磁気ディ
スク、光ディスク、レーザディスク等を成形するだめの
成形母型と成るスタンパ−に関する。本発明は特に、寿
命の長いスタンパ−を提供し得る。
(従来技術) レコード、ディスク等のレコーデツド記録媒体の製造に
は、プラスチックを、スタンパ−(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−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
ザディスク等の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ィ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−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
ティーの周壁をも構成する。第1図は金型が閉した状態
を示し、キャビティー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ィー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、スクンパーが熱によ
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400 k g / c 
m 2とすると、スタンパ−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−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−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。本発明者らはスタンパ−の金型への取付面低面す
る表面の傷の発生状況を観察した。スタンパ−はディス
ク状を成し且つ中心をある程度の回転か許される程度に
拘束されるため成形時の伸縮によるスタンパ−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
方はと大きくなる。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ィ側の表面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かで
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。
(発明の概要) 本発明は、成形母型となるスタンパ−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−を提供する。
本発明はまた、成形母型となるスタンパ−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−の製
造方法を提供する。
(発明の効果) 本発明によると、成形用母型となるスタンパ−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−の耐用寿命が大幅に向上する。
(発明の詳細な説明) 本発明の金型は、成形用母型となるスタンパ−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
かも充分に結晶性の高い、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。
(発明の詳細な説明) 以下に本発明の詳細な説明する。 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63−593
76号等に記載されており、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]・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CH
,、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
性粒子や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、結晶
粒径が大きくしかも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は膜厚が300〜
20000人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。
また膜厚が厚すぎるとダイヤモンド状薄膜はスタンパ−
の面から剥離し易くなる。更にダイヤモンド状薄膜はビ
ッカース硬度か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
条件は容易に実現できる。
暖勝葱1 第2図にスタンパ−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製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6
3−59376)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製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30は真空
容器であり、排気系18に接続されて1O−6Torr
程度までの高真空に引かれる。
17は基板S(スタンパ−)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、
対電極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。
腹■方羞 上記第2図の装置によって製膜方法を詳しく説明する。
先ず、チャンバー11内を1O−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1
0Torrとする。一方、フィラメント14には交流電
流Ifを流して加熱し、フィラメント14と対電極との
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30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
公報のば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ばか低分子量
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、ヘリウムなとを用いることかできる。
以下に本発明の詳細な説明する。
K巖孤ユ 表面にニッケルめっきを施し高度に研磨したスタンパ−
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−金型への取付面8を基板Sとし、第2図
の真空容器30内にアルゴンガスを導入し、1O−2T
orr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。次いて、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−を第1図に示したレーザディスク用
の射出成形装置に組み込んで、圧力340 k g /
 c m 2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
−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1 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−の金型への取付面としたから、
スタンパ−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−が提供され、スタンパ−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。
【図面の簡単な説明】
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。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (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。
  2. (2)ダイヤモンド状薄膜の膜厚は300〜20000
    Åであり、そのビッカース硬度は5000〜10000
    kg/mm^2である前記第1項記載のスタンパー。
  3. (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。
  4. (4)ダイヤモンド状薄膜の膜厚は300〜20000
    Åであり、そのビッカース硬度は5000〜10000
    kg/mm^2である前記第2項記載のスタンパーの製
    造方法。
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