JPH04229215A - 板状成形体の製造方法及びそれに用いる金型 - 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、光ディスク基板等の板状成形体の製造方法、
及びそれに用いる金型に関する。

〔従来技術〕

従来、板状成形体、特に光ディスク基板の製造方法とし
ては、ポリカーボネートやポリメタクリル酸メチル等の
射出成形法が知られている。この方法は生産性が高いも
のの、粘度の高い樹脂を高圧でキャビティに注入するた
めに分子配向が起こり、光学的異方性が生じやすい。

また、凹部を有する下型と透明性材質よりなる凸部を有
する上型よりなる金型が遊嵌し、下型の凹部底面と上型
により形成されるキャビティに、光硬化性樹脂原料を注
入した後、透明性材質よりなる上型を通して光を照射し
て注型重合させ、光ディスク基板を成形する方法がある
。この方法は比較的低粘度の光硬化性樹脂原料を無圧力
下又は低圧力下で硬化させるため、分子配向がなく光学
的に均一な光ディスク基板を得ることができる。

〔発明が解決しょうとする課題〕

ところで、かかる注型重合する方法によれば、下型の凹
部と上型の凸部とが遊嵌することによつて下型の凹部側
面と上型の凸部側面との間に形成される間隙の最下部は
、下型の凹部底面と上型により形成されるキャビティの
周縁部となる。このようなキャビティに光硬化性樹脂を
注入して光を照射すると、前記透明性材質よりなる上型
を通過する光は、上型の凸部側面による反射等のために
キャビティの周縁部まで十分に届かない。このために、
キャビティの周縁部の光硬化性樹脂原料の硬化が不十分
なものとなる。また、キャビティの周縁部は空気中の酸
素とも接触するため、酸素による硬化阻害も生じる。そ
の結果、光硬化性樹脂原料の硬化により得られる光ディ
スク基板は、中央部の硬化が終了した段階では、周縁部
はまだ硬化不十分のため粘着性を有している。さらに、
このような硬化状態では、光ディスク基板を取出した後
の金型内のスタンパーに硬化不十分の樹脂が付着したり
する。従って、かかる周縁部の硬化を完了させるために
、光の照射時間を引き延ばさなければならず、生産性が
低下していた。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、上記の問題に鑑みキャビティに注入され
た光硬化性樹脂原料を短時間の光の照射で周縁部まで充
分硬化させることが可能な板状成形体の製造方法につい
て鋭意研究を重ねてきた。

その結果、キャビティに注入された光硬化性樹脂原料に
光を照射して硬化させるに際し、該キャビティの周縁部
を中央部より高い温度下におくことにより、上記問題が
解決できることを見出し本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は、凹部を有する下型と透明性材質よりな
る凸部を有する上型とよりなる金型が遊嵌し、下型の凹
部底面と上型により形成されるキャビティに光硬化性樹
脂原料を注入し、キャビティの周縁部が中央部より高い
温度下で、上記透明性材質よりなる上型を通して光硬化
性樹脂原料に光を照射して硬化させることを特徴とする
板状成形体の製造方法である。

本発明において光硬化性樹脂原料は、凹部を有する下型
とガラス等の透明性材質よりなる凸部を有する上型より
なる金型が遊嵌し、下型の凹部底面と上型により形成さ
れるキャビティに注入される。そして、該光硬化性樹脂
原料は、上記透明性材質よりなる上型を通して光を照射
され硬化する。

本発明の最大の特徴は、この光を照射して硬化を行うに
際し、キャビティの周縁部を中央部より高い温度とする
ことである。即ち、前記した通り、キャビティの周縁部
は中央部より硬化が遅れるが、このように周縁部の温度
を高くすることにより熱により硬化を促進し、該周縁部
の硬化が不充分となることを防ぐことができる。上記効
果を充分に発揮させ、また、逆に周縁部の硬化が速くな
りすぎ中央部にヒケを発生させないため、一般には、該
キャビティの周縁部の温度を中央部の温度より、１〜２
０℃好ましくは５〜１５℃高くすることが好適である。

光硬化性樹脂原料の硬化の温度は、特に限定されないが
、通常、５０〜１００℃の範囲で行なうのが好ましく、
該温度範囲内で上記キャビティ周縁部及び中央部の温度
差を設定するのが好適である。

本発明において、光硬化性樹脂原料の硬化に際し、キャ
ビティの周縁部を中央部より高い温度とする手段は、特
に制限されるものではない。一般には、凹部を有する下
型と透明性材質よりなる凸部を有する上型とが遊嵌して
下型の凹部底面と上型によりキャビティを形成する金型
であって、下型の、上記キャビティの周縁部近傍に高温
の熱源が、また上記キャビティの中央部近傍に低温の熱
源が夫々位置してなる板状成形体製造用金型を用いて行
うのが良い。以下、該金型を図面基づいて説明する。即
ち、第１図に示される金型は、下型１のキャビティの周
縁部近傍に高温の熱源７が、また、中央部近傍に低温の
熱源８が位置している。このような金型を用いることに
よってキャビティ３に注入された光硬化性樹脂原料を、
キャビティ３の周縁部が中央部より高い温度下で硬化さ
せることができる。

この時、下型１に設ける上記夫々の熱源は、効率よくキ
ャビティ３を加温するために、それぞれ、キャビティ３
の周縁部及び中央部の近傍に位置することが必要である
。また、高温の熱源７は、キャビティ３の周縁部の下部
に位置しても良いが、好適にはキャビティ周縁部の側部
に位置するのが良い。尚、光ディスク基板等円盤状の板
状成形体を製造する場合、高温の熱源７はキャビティの
周縁に沿って、また、低温の熱源８はキャビティの中央
部に環状となるように位置させるのが好適である。

ここで夫々の熱源は、特に制限されるものではないが、
好適にはオイル、水等の熱媒体を、下型のそれぞれの部
位に孔を設けて流通させて用いるのが良い。また、ニク
ロム線，白金線等を用いた電気的エネルギーによる発熱
体を用いても良い。夫々の熱源の温度は、キャビティの
周縁部と中央部が前記した温度関係となるよう任意に設
定される。一般には、熱損失を勘案してキャビティの夫
々の部位の所定温度より３〜１０℃高い温度とするのが
好ましい。

また、本発明において、光ディスク基板を製造する場合
には、第２図に示すように情報信号が刻まれたスタンパ
ー４が下型１に取付けられ、該スタンパー４は、内周部
と外周部において押え金具９及び１０によつて固定され
る。該押え金具は、キャビティ３内に注入する光硬化性
樹脂原料に直接触れるため光硬化性樹脂原料の成形金型
としても機能している。

上記したスタンパーをキャビティ３内に取付けた金型の
場合には、スタンパーの外周部に使用される押え金具１
０の内部に高温の熱源７を位置させることもできる。そ
の場合、キャビティの周縁部をより局所的に効率良く加
温でき好ましい。押え金具の材質は、特に制限されるも
のではないが、熱伝導性の良さから銅又は銅合金を用い
るのが好適である。

また、この外周部の押え金具１０の下型１への接合面に
断熱材を介在させることにより、熱源７の熱がキャビテ
ィの加熱以外に損失することを防ぐことができる。尚、
高温の熱源７のさらに外周部に低温の熱源８を位置させ
ることは、この高温の熱源７の熱損失を小さくする上で
より好適である。

次に、本発明において光硬化性樹脂原料は、公知の重合
性単量体又はその部分重合体及び光重合開始剤からなる
組成物が何ら制限なく採用される。このうち、重合性単
量体としては、スチレン、ｐ−メチルスチレン、α−メ
チルスチレン、クロロスチレン、フルオロスチレン、ブ
ロモスチレン、ブチルスチレン、ｔｒａｎｓ−スチルベ
ン、ジビニルベンゼンなどのスチレン及びその誘導体；
メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル
酸エチル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸シクロ
ヘキシル、メタクリル酸ボルニル、メタクリル酸イソボ
ルニル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチルなどのメ
タクリル酸エステル及びアクリル酸エステル；無水マレ
イン酸、フェニル無水マレイン酸などのマレイン酸及び
その誘導体；Ｎ−メチルマレイミド、Ｎ−フェニルマレ
イミド等のマレイミド誘導体などが挙げられる。なお、
上記の重合性単量体と共重合可能な単量体を併用しても
よい。また、架橋剤の併用も可能である。

本発明において、機械精度に優れ且つ耐熱性が高く、ま
た、複屈折及び吸水率が小さい光ディスク基板を得るた
めには、重合性単量体として特にスチレンあるいはその
誘導体を１０〜５０重量％、アクリル酸エステル又はメ
タクリル酸エステルを０〜５０重量％及び該化合物と共
重合可能な下記一般式〔Ｉ〕で表わされる分子内に少な
くとも２個以上のビニルフェニル基を有する化合物３０
〜７０重量％よりなる組成物を用いることが好ましい。

但し、Ｒ１はｎ価の有機基であり、Ｒ２は水素原子、ハ
ロゲン原子又はアルキル基であり、ｎは２以上の整数で
ある。

上記式中、Ｒ１で示されるｎ価の有機基として、例えば
、置換若しくは非置換の脂肪族若しくは芳香族の炭化水
素基、又はこれらのである。上記の炭化水素基と置換基
としてはハロゲン原子が挙げられ、また脂肪族の炭化水
素基の置換基としてはフェニル基が挙げられる。

また、本発明で使用される重合性単量体の部分重合体は
、上記した重合性単量体を公知の方法で部分重合するこ
とによって得ることができる。

次に、光重合開始剤としては、光によって重合を開始さ
せることのできる公知の化合物が何ら制限なく採用され
る。例えば、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエ
チルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベン
ゾインイソブチルエーテル等のベンゾインエーテル類；
ベンジルジメチルケタール、ベンジルジエチルケタール
等のベンジルケタール類；１−ヒドロキシシクロヘキシ
ルフェニルケトン、４−イソプロピル−２−ヒドロキシ
−２−メチル−プロピオフェノン、２−ヒドロキシ−２
−メチル−プロピオフェノン等のα−ヒドロキシアセト
フェノン類；２−メチル〔４−（メチルチオ）フェニル
〕−２−モルフォリノ−１−プロパノン等のα−アミノ
アセトフェノン類；ベンジル等のα−ジカルボニル類；
ベンゾフェノン、アセトフェノン、ｏ−ベンゾイル安息
香酸メチル等の芳香族ケトン類；チオキサントン、２，
４−ジエチルチオキサントン等のチオキサントン類；４
，４′−ビスジメチルアミノベンゾフェノン、４，４′
−ビスジエチルアミノベンゾフエノン、Ｐ−Ｎ，Ｎ−ジ
メチル−アミノ−アセトフェノン等の芳香族アミン類；
ｐ−ｔ−ブチルジクロロアセトフェノン等のクロロアセ
トフェノン類；Ｆｅ−芳香族化合物等の光カチオン系開
始剤などが挙げられる。

これらの光重合開始剤は、重合性単量体又はその部分重
合体１００重量部に対して、一般には０．１〜１０重量
部、好ましくは０．２〜５重量部の範囲で使用される。

さらに、上記の光硬化性樹脂原料には、本発明の目的の
達成を阻害しない範囲で、例えば増感剤、酸化防止剤、
光安定剤、離型剤、帯電防止剤などを混合してもかまわ
ない。

また、光硬化性樹脂原料の硬化は、０．１〜１０ｋｇ／
ｃｍ３、好ましくは０．５〜５ｋｇ／ｃｍ３の加圧下に
行なうことが、得られる重合体のヒケを防止し、光学異
方性を小さくするために好ましい。

光硬化性樹脂原料にかけられる圧力は、硬化の間、一定
の圧力であっても良いが、硬化によって生成する部分重
合体の粘度の上昇に応じて圧力を増加する方法が好適に
採用される。

また、硬化時間は光硬化性樹脂原料の組成、光の強度及
び温度等により異なるが、通常は３分〜６０分程度であ
る。

さらに、キャビティ内より得られた板状成形体を取り出
した後、光を照射し、重合をさらに進めたり、熱による
アニーリングを行なってもよい。

本発明の製造方法は、デジタルオーディオディスク、ビ
デオディスク、光記録媒体などに用いられる光ディスク
基板の製造方法として好適であるが、他の板状成形体の
製造にも採用し得る。

〔効果〕

本発明の板状成形体の製造方法は、光硬化性樹脂原料の
硬化速度が遅いキャビティの周縁部の温度をキャビティ
の中央部より高く保って光硬化性樹脂原料の硬化を行な
うため、キャビティ内に注入された光硬化性樹脂原料を
短時間の光の照射で周縁部まで充分に硬化することがで
きる。

従って、周縁部に硬化不充分の樹脂が残ったり、また、
この硬化不充分の樹脂がスタンパーに付着したりするこ
とがなく、効率良く板状成形体を製造することができ、
極めて有用である。

〔実施例〕

以下、本発明の内容を具体的に実施例によって説明する
が一本発明はこれらの実施例だけに制限されるものでは
ない。

実施例１ スチレン３５重量部と、１，１−ビス（４−ビニルベン
ジルオキシフェニル）−１−フェニルエタン６５重量部
に開始剤として１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニル
ケトン２重量部を混合した。

上記混合物を、図１に示す金型の下型１の凹部底面と上
型により形成されるキャビティ３に、注入口５より注入
した。尚、該金型の下型１は、キャビティ３の周縁部近
傍及び中央部近傍にオイル配管が設けられており、キャ
ビティの周縁部が６５℃、またキャビティの中央部が６
０℃になるように夫々加熱されたオイルが通され、高温
の熱源７及び低温の熱源８を形成している。また、下型
１の凹部側面と上型２の凸部側面とが遊嵌して形成され
る間隙は、１．０ｍｍであった。

混合物がキャビティ３に満たされた後、パイレックスガ
ラス製の上型２の上方から５００Ｗ超高圧水銀ランプに
てキャビティ内の混合物表面に７５ｍＷ／ｃｍ３の紫外
線を照射し重合を開始した。

照射を開始して２分後に加圧装置に連絡されたロッド６
にて２５Ｋｇ／ｃｍ３の圧力をかけ成形を行なった。照
射を開始して１０分後に重合体を成形金型より取り出し
た。

得られた板状成形体は、周縁部まで硬化し、優れたもの
であつた。

実施例２ キャビティ３の周縁部の温度を７０℃とした以外は、実
施例１と同様な方法にて板状成形体の製造を行なった。

得られた板状成形体は、実施例１と同様周縁部まで充分
硬化しており優れたものであった。

実施例３ 実施例１に用いたものと同じ混合物からなる光硬化性樹
脂原料を、図２に示す金型のキャビティ３に注入口５よ
り注入した。尚、該金型の下型１は、キャビティ３の周
縁部近傍、スタンパーの外周部に使用される押え金具１
０の内部及び該押え金具１０のさらに外周部にオイル配
管が設けられており、キャビティの周縁部が７５℃、ま
たキャビティの中央部が６０℃となるように夫々加温さ
れたオイルが通され、高温の熱源７及び低温の熱源８を
形成している。また、下型１の凹部側面と上型２の凸部
側面とが遊嵌して形成される間隙は、１．０ｍｍであっ
た。

次いで、実施例１と同様な方法により上記注入した光硬
化性樹脂原料を硬化させ、板状成形体を製造した。

この板状成形体は、実施例１と同様周縁部まで充分硬化
しており優れたものであった。

比較例１ キャビティ３の周縁部の温度を６０℃に保った以外は、
実施例１と同様な方法で注型重合を行なった。

得られた板状成形体の周縁部には、まだ、硬化不充分で
粘着性を有する部分が残っており、金型内のスタンパー
４にも一部この硬化不充分の樹脂が付着していた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の板状成形体を製造する際に用いた金
型の垂直断面図である。また、第２図は金型の別の態様
を示す垂直断面の一部を表わす図である。 図中、１は下型、２は透明性材質よりなる上型、３は下
型の凹部底面と上型により形成されるキャビティ、４は
スタンパー、５は注入口、６は加圧装置に連結されたロ
ッド、７は高温の熱源、８は低温の熱源、９はスタンパ
ーの内周部に使用される押え金具、１０はスタンパーの
外周部に使用される押え金具を夫々示す。 特許出願人 徳山曹達株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】凹部を有する下型と透明性材質よりなる凸
   部を有する上型とよりなる金型が遊嵌し、下型の凹部底
   面と上型により形成されるキャビティに光硬化性樹脂原
   料を注入し、キャビティの周縁部が中央部より高い温度
   下で、上記透明性材質よりなる上型を通して光硬化性樹
   脂原料に光を照射して硬化させることを特徴とする板状
   成形体の製造方法。
2. 【請求項２】凹部を有する下型と透明性材質よりなる凸
   部を有する上型とが遊嵌して下型の凹部底面と上型によ
   りキャビティを形成する金型であって、下型の上記キャ
   ビティの周縁部近傍に高温の熱源が、また上記キャビテ
   ィの中央部近傍に低温の熱源が夫々位置してなる板状成
   形体製造用金型。