JPH08103941A - 押し出し成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ネックインがなく、厚み精度の極めて均一な
シート成形が可能な押し出し成形方法を提供する。 【構成】 溶融状態の熱可塑性樹脂をシート状にダイス
２より押し出し、一対のロール３，４の間に挟み込んで
シート化する押し出し成形方法において、ダイス２から
押し出した熱溶融状態の樹脂シート６の両端部１１を先
に硬化させて成形性を安定させた後に、中央部１２を硬
化させる押し出し成形方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は押し出し成形方法、特に
光学的に情報の記録／再生を行う光記録媒体用基板を光
学的に安定し、かつ厚み精度良く得るための押し出し成
形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光学的に情報の記録／再生を行う光記録
媒体用基板には、トラッキング用の案内溝の凹凸や、ア
ドレス情報ピット等の微細なプリフォーマットパターン
が刻設されている。従来これらのプリフォーマットパタ
ーンの付いた基板を形成する方法として、インジェクシ
ョン成形法やコンプレッション成形法が知られている。

【０００３】また、プリフォーマットパターンの付いた
基板を高速かつ大量に成形する方法として、連続押し出
し成形によるローラーグルービング法がある。これは熱
可塑性樹脂を押し出し機により加熱・溶融してＴダイよ
り押し出し、鏡面ロールとスタンパーロールの間を通
し、シート化すると同時にプリフォーマットの凹凸パタ
ーンを樹脂表面に転写して、光ディスク、光カード、光
テープ等の光学的情報記録媒体用の基板を連続的に成形
する方法である。

【０００４】具体的に、図４はローラーグルービング法
として、３本ロール方式により成形樹脂に案内溝やプリ
フォーマットパターン等の凹凸形状を転写し、光学的記
録媒体用基板を成形する製造装置を示す模式図であり、
１は押し出し機、２はＴダイ、３は成形用第１ロール、
４は第２ロール（スタンパーロール）、５は第３ロー
ル、６は熱溶融状態の樹脂シート、７は凹凸プリフォー
マットパターンが転写された成形シートである。

【０００５】押し出し機１のＴダイ２からシート状に押
し出された熱溶融状態の樹脂シート６は第１ロール３と
スタンパーロール（第２ロール）４の間に導かれ、ここ
で両ロール３、４により押圧されると共に、スタンパー
ロール（第２ロール）４の外周面に取り付けられたスタ
ンパー９の形状が転写される。凹凸プリフォーマットパ
ターンが転写された成形シート７は、第３ロール５とス
タンパーロール４の間を通った後、引き取り機（不図
示）によって引き取られる。この様な方法で成形された
樹脂シートを光記録媒体用の基板として用いる場合、基
板の複屈折が極力小さく、かつシートの面内で安定して
いることが望まれる。

【０００６】複屈折を低く抑え、かつ面内で安定した複
屈折のシートを得るためには、成形の際に樹脂が内部歪
みを起こさぬようにすることが必要であり、樹脂の厚み
ムラや流れムラを極力抑えなければならない。一方、ス
タンパーの凹凸形状を完全に転写するためにも、樹脂の
厚みムラや流れムラをなくすことは極めて重要である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ダイス
による押し出し成形では一般にリップから出た熱溶融状
態の樹脂シート６は、図２および図３に示す通り、ネッ
クインの影響によりネックイン部１３のシートの両端が
厚くなることが知られている。このため押し出した樹脂
が一対の冷却ロールの間に挟み込まれる際、均一な圧力
で樹脂をスタンパーに押し当てることができず、局部的
に複屈折が高くなってしまったり、スタンパーの凹凸形
状の転写不良が起きるといった問題があった。

【０００８】本発明はこれらの問題点に鑑み、ネックイ
ンがなく、厚み精度の極めて均一なシート成形が可能な
押し出し成形方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、溶
融状態の熱可塑性樹脂をシート状にダイスより押し出
し、一対のロールの間に挟み込んでシート化する押し出
し成形方法において、ダイスから押し出した熱溶融状態
の樹脂シートの両端部を、中央部よりも先に硬化させて
成形性を安定させた後に、中央部を硬化させることを特
徴とする押し出し成形方法である。

【００１０】更に本発明の押し出し成形方法によれば、
前記ダイスのリップの両端出口に設けられた冷却手段、
好ましくは冷却ロールで冷却して樹脂シートの両端部を
硬化することを特徴とする。

【００１１】更に本発明の押し出し成形方法によれば、
前記押し出し成形に用いる対ロールの少なくとも一方に
光情報記録媒体用の凹凸のプリフォーマットパターンを
設け、押し出し成形によって熱可塑性樹脂をシート化す
ると同時に、該プリフォーマットパターンをシート上に
転写することを特徴とする。

【００１２】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
於いて用いられる成形材料としては、熱によって軟化さ
れ、しかも成形可能とされる種々の熱可塑性樹脂を用い
ることができ、例えばポリプロピレン、ポリエチレン、
ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポ
リスチレン、ポリメチルメタクリレート等を用いること
ができ、特に光学的に情報の記録／再生を行う光記録媒
体用基板として用いる際の透明性や硬さ、さらには反り
を防ぐ為の吸湿性が少ないこと等からポリカーボネート
が好適に用いられる。

【００１３】図１は本発明の押し出し成形方法に用いる
装置の一例を示す説明図である。同図に示す様に、本発
明の押し出し成形方法は、ダイス２の直下には、リップ
１４の開口部の両端にかかるように２組のシート端部冷
却用補助ロール１０が設けられており、ダイス２より押
し出された熱溶融状態の熱可塑性樹脂シート６は、これ
らのシート端部冷却用補助ロール１０によってシート両
端部１１のみ局部冷却され、半硬化したシートとなる。
上記の半硬化した両端部をシートの流れ方向に保持しな
がら、シートの幅よりも広い一対の冷却ロール、即ち第
１ロール３と第２ロール４に挟み込んでシート中央部１
２を硬化させると共に樹脂全体を硬化させることによ
り、ネックインを防止することができる。この結果、先
に冷却された樹脂シートの両端部の内側ではシートの厚
みが均一になる。

【００１４】実際には、先に冷却された両端部で熱収縮
が起き、自然に両端部にテンションが掛かるため、両端
部を保持するための特別な機構は必要ない。

【００１５】この様にしてダイスから押し出された溶融
状態の熱可塑性樹脂の両端を保持しながらシート化する
ため、ネックインすることなく、極めて厚み精度の良い
シート成形が可能となる。

【００１６】なお、シートの端部を先に硬化する手段と
して、図１では端部冷却用のロールを用いたがこれに限
定されず、エアー等で端部の硬化を行った後、対ロール
の間に挟み込んでも良い。

【００１７】

【実施例】以下、実施例により本発明をより具体的に説
明するが、本発明がこれらによって限定されるものでは
ない。

【００１８】実施例１ 図１と同様に、３本の鏡面ロールをセットした成形装置
を用い、口径６５ｍｍの押し出し機の先に、リップ長３
００ｍｍのＴダイを取り付け、シート状の溶融したポリ
カーボネート樹脂（帝人化成、パンライトＬ−１２２
５）を押し出した。押し出し機内部の温度は２７０℃、
Ｔダイの温度は３００℃に設定した。

【００１９】次に、Ｔダイのリップの下に、シートの両
端を局部冷却するために２組のシート端部冷却用補助ロ
ール（ロール直径８０ｍｍ、長さ１５０ｍｍ）を用意
し、図１に示すようにロールの端から３０ｍｍ程リップ
の両端にかかるように設定した。なお、ロール内部には
温度調節可能な冷媒（温調油）を循環させ、温調油の温
度を２０℃に設定した。リップの下５０ｍｍの位置で溶
融状態のシートの端部をロールに挟み込める様、シート
端部冷却用補助ロールの高さを設定し、Ｔダイから樹脂
を溶融押し出しして両端部を硬化させた。

【００２０】次に、上記両端部が硬化したシートを第
１、第２冷却ロール（鏡面ロール）間に挟み込み、以
下、図１の様にシート全体を完全に硬化して、両面とも
鏡面のポリカーボネート樹脂基板（厚さ０．４ｍｍ）を
得た。なお、第１〜第３冷却ロール温度は１２０℃に、
引き取り速度は３．０ｍ／ｍｉｎに設定した。

【００２１】両端部硬化後はネックインもなく、得られ
たシート基板の厚み精度は、先に硬化した幅３０ｍｍの
両端部を除いて±５ミクロン以内に収まっており、かつ
複屈折がシングルパスで平均４０ｎｍ、しかも面内での
ばらつきが±５ｎｍと極めて少ないため、光情報記録媒
体用の基板として好適である。

【００２２】実施例２ 従来より公知のフォトリソ法で作製した幅３μｍ、ピッ
チ１２μｍの直線状の凹凸を有する光カード用トラッキ
ングトラックのパターンを有するマスタースタンパーか
ら、電鋳法によって転写した、厚み２５０μｍ、ニッケ
ル製のフレキシブルスタンパーを、冷却ロールの表面に
巻きつけ、ネジ止め固定することでロール状スタンパー
を得た。

【００２３】上記フレキシブルスタンパーを取り付けた
ロール状スタンパーを、図１に示す押し出し成形機の第
２ロールとして用い、実施例１と同様にポリカーボネー
ト製基板をシート化すると同時に、スタンパーロール上
に設けられた光情報記録媒体用の凹凸プリフォーマット
パターンを転写して、厚さ０．４ｍｍの光情報記録媒体
用基板を得た。

【００２４】この時、押し出し機内部の温度を２７０
℃、Ｔダイの温度を３２０℃に設定し、また、第１、第
２、第３ロール温度を１３５℃、ロール引き取り速度を
４．０ｍ／ｍｉｎに設定した。

【００２５】上記の光情報記録媒体用基板は、先に硬化
した両端部を除いた中央部で、面内で安定して複屈折が
シングルパスで２０ｎｍ以下を達成していた。一方、両
端部を硬化した後の樹脂のネックインが無く、基板の厚
み精度も±５ミクロン以内に収まっており、また、スタ
ンパー上の凹凸プリフォーマットパターンを忠実に転写
していた。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、ダイス
より押し出した溶融状態の樹脂の両端部を、中央部より
も先に硬化させて成形性を安定させた後に、一対のロー
ルの間に挟み込んで中央部を硬化させることにより、ネ
ックインがなく、シート中央部での厚みが均一に得ら
れ、ロールやスタンパー面の転写性が良く、しかも複屈
折が低くかつ面内で安定した基板を得ることができる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の押し出し成形方法に用いる装置の一例
を示す説明図である。

【図２】ダイスより押し出した熱溶融状態の樹脂のネッ
クイン状態を示す説明図である。

【図３】ネックインした熱溶融状態の樹脂が一対の冷却
ロール間に挟まれるところを示した断面図である。

【図４】光情報記録媒体用基板を製造するためのローラ
ーグルービング成形法を示す概略図である。

【符号の説明】

１ 押し出し機 ２ ダイス ２ａ Ｔダイ ３ 第１ロール ４ 第２ロール（スタンパーロール） ５ 第３ロール ６ 熱溶融状態の樹脂シート ７ 成形シート ８ 凹凸プリフォーマットパターン ９ スタンパー １０ シート端部冷却用補助ロール １１ シート両端部 １２ シート中央部 １３ ネックイン部分 １４ リップ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融状態の熱可塑性樹脂をシート状にダ
   イスより押し出し、一対のロールの間に挟み込んでシー
   ト化する押し出し成形方法において、ダイスから押し出
   した熱溶融状態の樹脂シートの両端部を、中央部よりも
   先に硬化させて成形性を安定させた後に、中央部を硬化
   させることを特徴とする押し出し成形方法。
2. 【請求項２】 前記ダイスのリップの両端出口に設けら
   れた冷却手段で冷却して樹脂シートの両端部を硬化する
   請求項１記載の押し出し成形方法。
3. 【請求項３】 前記押し出し成形に用いる対ロールの少
   なくとも一方に光情報記録媒体用の凹凸のプリフォーマ
   ットパターンを設け、押し出し成形によって熱可塑性樹
   脂をシート化すると同時に、該プリフォーマットパター
   ンをシート上に転写する請求項１記載の押し出し成形方
   法。