KR100252398B1 - 수지 성형품의 성형방법 및 이 방법에서 사용되는 금형 - Google Patents

수지 성형품의 성형방법 및 이 방법에서 사용되는 금형 Download PDF

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Abstract

캐비티내에 사출 충전되는 용융 수지 표면의 냉각고화층의 형성을 적게함으로써, 전사성을 향상시키고, 웰드 마크, 콜드 수지 마크, 플로 마크 등의 발생을 감소시켜 높은 생산성을 실현한다.
전사 개시 온도 이상의 온도를 갖는 열가소성 수지를, 전사 개시 온도 이하의 온도로 유지된 금형으로 구성된 캐비티 부분에 도입하고, 이 금형에서 냉각되어 전사 개시 온도 이하의 온도로 내려가는 금형의 표면 부근의 열가소성 수지가, 캐비티 부분에 열가소성 수지가 충전된 후에 다시, 전사 개시 온도를 초과하는 온도로 상승하도록 캐비티 부분측의 표면 부분의 열용량이 설정되는 금형을 사용하여 사출 성형하는 것을 특징으로 한다. 이러한 사출 성형에는 캐비티 부분을 구성하는 박판 본체(1)의 뒷면에 박판 본체(1)의 열전도율보다 열전도율이 작은 저열전도율 부재가 설치된 박판 부재(2)가 장착된 금형을 사용할 수 있다.

Description

수지 성형품의 성형방법 및 이 방법에서 사용되는 금형
본 발명은 수지 성형품의 성형방법 및 이 방법에서 사용되는 금형에 관한 것이다. 본 발명에 의해서 표면에 미세한 요철 구조를 갖는 수지 성형품을 성형하는 것이 유용하다. 예를 들면, 본 발명에 따라 (1) 액정 표시장치의 백라이트 등에 사용되는 광전도판, (2) 액정 프로젝션 텔레비젼의 스크린, 투영기 등에 사용되는 프레넬 렌즈 시트 또는 렌티큘러 렌즈 시트, 집광용의 프레넬 렌즈 시트등의 렌즈 시트, (3) 영상 등의 정보의 재생 또는 기록·재생을 광학적으로 수행하는 광기록 매체의 기판 등을 성형할 수 있다.
열가소성 수지를 사용하는 사출 성형법으로 표면에 미세한 요철구조를 갖는 성형품을 성형하는 것은 일반적이다. 이러한 성형품으로서 광기록 매체의 기판을 들 수 있다. 광디스크등의 광기록 매체는 1980년대 처음으로 콤팩트 디스크(CD) 및 레이저 디스크(LD)의 시판이 개시된 이후, 전세계에 보급되었다. 현재는 CD 사이즈의 투명수지 성형 기판에 2시간 정도의 동화상 정보등의 대용량 데이터가 디지털로 기록되는 종래의 CD, LD보다 얇고 고밀도인 광디스크의 개발 검토가 실시되고 있다. 이들 대용량 광디스크의 성형방법으로는 대량 생산성과 비용면에서, 투명수지를 사용하여 사출 성형하고, 금형에 장착된 스탬퍼 표면상의 피트 또는 홈을 전사시킴으로써 기판을 성형하는 방법이 일반적으로 실시되고 있다.
광기록 매체 기판의 사출 성형 공정에서는 금형의 캐비티내에 용융수지가 사출 충전되어, 게이트 부분의 냉각고화가 완료될때까지 압유지공정에서 스프루(sprue) 또는 러너(runner)의 용융수지를 통하여 캐비티내에 압력이 부가됨으로써 금형의 형상이 전사된다. 게이트가 고화된 후에 금형내의 수지가 냉각고화되어 성형품(광기록 매체 기판)이 수득된다.
상기의 사출 성형법에 의해 캐비티내에 사출 충전되는 용융수지가 캐비티면과 접하면 급격히 냉각되어, 냉각고화층이 형성되면서 캐비티내에 용융수지가 충전된다. 이와 같이 형성되는 냉각고화층은 전사성을 저하시키고, 충전된 용융수지의 회합 부분에서 발생하여 이상 발광을 일으키는 웰드(weld) 마크 및 콜드 마크의 발생, 웰드 마크 및 콜드 마크 부분에서의 강도 저하, 잔류 응력으로 인한 변형 등에 의한 품질 저하, 변형 등에 의한 외관 불량, 플로(flow) 마크의 발생 등의 원인이 된다.
다음에, 종래 행해지고 있는 광전도판의 성형방법에 대하여 설명한다. 액정 표시장치의 백라이트에 사용되는 조명장치의 구성을 도 9에 도시한다. 도 9에 도시한 바와 같이, 당해 조명장치는 냉음극관 등의 광원(11)과, 입사 단면(12a)가 광원(11) 부근에 위치하도록 배치된 광전도판(12)와, 광전도판(12)의 표면에 배치된 확산 시트(13)과, 광전도판(12)의 확산 시트(13)과 반대측에 배치되는 반사 시트(14)로 구성되어 있다. 이러한 구성의 조명장치에서 광원(11)로부터의 빛이 입사 단면(12a)로부터 광전도판(12)내에 입사하여, 광전도판(12)내에 입사한 빛이 확산 시트(13)과 반사 시트(14)의 면에서 반사되면서, 입사 단면(12a)와는 반대 방향으로 전송시킨다. 이 사이에 일부의 빛이 광전도판(12)의 표면으로부터 광전도판(12)외부로 나가 확산 시트(13)를 통과하고, 확산광으로서 조명장치의 외부로 나감으로써 균일한 휘도의 조명광이 수득된다.
종래, 상기 조명장치에서 균일한 확산광을 수득하기 위해 광전도판의 뒷면[반사 시트(14)측의 면]에 도트상의 소밀한 분포를 갖는 패턴이 인쇄되거나, 요철 가공되거나, 주름 가공되거나, 프리즘 모양의 소밀한 분포를 갖는 패턴이 가공되기도 한다.
광전도판을 사출 성형법으로 성형할 경우, 광전도판에서 도트상의 소밀한 분포를 갖는 패턴등의 가공은 일반적으로, 소정 영역에서 원하는 요철 패턴과 반대의 요철 패턴이 형성되는 금형을 사용하여 실시한다.
사출 성형법에 의해 캐비티내에 사출 충전되는 용융수지가 캐비티면과 접하여 급격히 냉각될 때에 발생하는 냉각고화층에 의해, 광기록 매체 기판과 마찬가지로 광전도판에는 전사성의 저하, 이상 발광, 강도 저하, 변형, 외관 불량, 플로 마크등의 문제가 발생한다.
다음에, 종래부터 실시되고 있는 렌즈 시트의 성형방법에 관해 설명한다. 면적이 큰 프레넬 렌즈 시트, 렌티큘러 렌즈 시트등의 렌즈 시트를 제조하는 경우, 수지판에 가열된 평판상의 렌즈형을 접촉시켜 가압함으로써 렌즈형 표면의 요철 렌즈면을 수지형에 전사시키는 것이 일반적이다. 그러나, 이러한 방법에는 성형 사이클이 길고, 생산성이 낮다는 과제가 존재한다. 그래서, 최근에는 렌즈형에 자외선 경화수지를 도포하고, 이 위에 수지판을 놓고 자외선을 조사하여, 자외선 경화수지로 렌즈를 형성하는 기술이 개발되고 있다.
한편, 비교적 사이즈가 작은 프레넬 렌즈 시트, 렌티큘러 렌즈 시트등은 합성 수지를 사용하는 사출 성형법으로 제조되고 있다. 렌즈 시트를 사출 성형법으로 성형하는 경우, 렌즈면의 가공은 일반적으로 원하는 렌즈면의 요철 패턴과는 반대의 요철 패턴이 형성되는 금형을 사용하여 실시한다.
사출 성형법으로 캐비티내에 사출 충전되는 용융수지가 캐비티면과 접하여 급격히 냉각될 때에 발생하는 냉각고화층에 의해, 광기록 매체 기판과 마찬가지로 렌즈 시트에는 전사성의 저하, 이상 발광, 강도 저하, 변형, 외관 불량, 플로 마크의 발생등의 문제가 발생한다.
상기의 종래의 사출 성형법에서, 전사성의 저하 등의 원인이 되는 냉각고화층의 발생을 억제하기 위해서는, 일반적으로 용융수지의 온도를 높이거나, 충전속도를 높이는 등 성형조건을 변경하거나 냉열 사이클 온도 조절기를 사용하여 금형 온도를 제어하는 대응책이 고려된다. 그러나, 이러한 방법에서 성형 사이클이 연장됨에 따른 수지의 열 약화 또는 황변으로 인해 광선투과율이 저하됨으로써, 광기록 매체 기판인 경우 신호의 판독 불량이 생기거나, 성형시 고온상태에 있는 성형품을 강제적으로 금형으로부터 이형시킴으로써 성형품에 변형이 발생되어 수율의 저하가 발생하는 등의 과제가 발생하나, 이에 대한 대응책은 충분하지 않다.
한편, 스탬퍼 온도의 불균일을 작게 하기 위해, 일본 공개특허 공보 제(평)3-26616호에는, 자석으로써 스탬퍼를 금형에 밀착시키는 기술이 개시되어 있으며, 또한 일본 공개특허 공보(평)4-224921호에는, 점성이 있는 박막에 의해 스탬퍼를 금형에 밀착시키는 기술이 개시되어 있다. 이러한 방법으로는, 금형내의 스탬퍼의 전사면 전체를 균일하게 냉각시킬 수 있으며, 광기록 매체 기판의 전사성을 균일하게 할 수 있지만, 충전된 수지의 냉각고화층을 작게 할 수 없으며, 전사성을 향상시킬 수 없다. 또한, 일본 공개특허 공보 제(소)62-180541호에는, 컴팩트 디스크 등의 사출 성형에 사용하는 스탬퍼의 뒷면에, 열전도율이 7×10-2cal/cm·sec·℃ 이하인 물질을 코팅하는 기술이 개시되어 있으며, 일본 공개특허 공보 제(평)7-178774호에는, 스탬퍼의 뒷면에 단열성의 금형 삽입체를 설치하여, 성형중의 열가소성 재료의 초기냉각을 지연화하는 기술이 개시되어 있다. 그러나, 이들 공보에 기재된 기술은 사출 성형에 이용되는 수지의 물성과 스탬퍼를 포함하는 금형의 열용량의 관계에 대한 고려가 불충분하므로, CD 또는 LD보다도 고밀도화되고 보다 미세한 형상의 피트 또는 홈을 갖는 최근의 광디스크 성형에 이 공보에 기재된 기술을 적용하면, 예를 들면 용융수지로부터 스탬퍼에 공급된 열이 곧 금형으로 빠져나가 냉각고화층의 발생을 억제할 수 없으며, 충분한 전사성을 실현할 수 없다.
본 발명의 수지 성형품의 성형방법은 상기의 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로 캐비티내에 사출 충전되는 용융 수지 표면의 냉각고화층의 형성을 적게 함으로써, 전사성을 향상시켜, 웰드 마크, 콜드 수지 마크, 플로 마크 등의 발생을 감소시키고, 높은 생산성을 실현하는 성형방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명의 금형은 상기 본 발명의 수지 성형품의 성형방법에서 사용된다.
상기의 과제를 해결하는 본 발명의 수지 성형품의 성형방법은 전사 개시 온도 이상의 온도를 갖는 열가소성 수지를, 전사 개시 온도 이하의 온도로 유지되는 금형으로 구성되는 캐비티 부분에 도입하고, 이 금형에서 냉각되어 전사 개시 온도 이하의 온도로 내려간 금형의 표면 부근의 열가소성 수지가, 캐비티 부분에 열가소성 수지가 충전된 후에 다시, 전사 개시 온도를 넘는 온도로 상승하도록 캐비티 부분측의 표면 부분의 열용량이 설정되는 금형을 사용하여 사출 성형하는 것을 특징으로 한다. 본 명세서에서, 전사 개시 온도란 성형에 사용하는 열가소성 수지의 온도와 세로탄성계수(저장 탄성율)의 관계를 측정하였을 때에, 상 천이 영역의 그래프의 접선과 고무상 평탄 영역의 그래프의 접선과의 교점에 의해 구해지는 온도를 말한다.
본 발명에 따라 표면에 미세한 요철구조를 갖는 수지 성형품을 성형하는 것이 유용하다. 예를 들면, 광전도판, 렌즈 시트, 광기록 매체의 기판 등을 본 발명방법에 의해 성형할 수 있다. 또한, 광도파로의 패턴을 갖는 광기능 제품의 기판의 성형도 본 발명에 의해 가능하다.
상기 본 발명의 수지 성형품의 성형방법으로서는, 제1면이 캐비티 부분을 구성하는 박판 본체가 캐비티 부분측에 장착되고, 제1면과 마주보는 면인 제2면에, 박판 본체의 열전도율보다 열전도율이 작은 저열전도율 부재가 설치되어 있고, 전사 개시 온도 이상의 온도를 갖는 열가소성 수지가 캐비티 부분에 도입되었을때, 전사 개시 온도 이하의 온도를 갖는 금형에서 냉각되어 전사 개시 온도 이하의 온도로 내려간 금형의 표면 부근의 열가소성 수지가, 캐비티 부분에 열가소성 수지가 충전된 후에 다시, 전사 개시 온도를 넘는 온도로 상승하도록, 열용량이 설정되는 박판 부재가 캐비티 부분측에 장착된 것을 특징으로 하는 수지 성형품의 성형 금형이 사용된다.
사출 성형의 1 사이클에 요하는 시간을 짧게 하기 위해 상기 수지 성형품의 성형 금형으로서, 박판 본체의 열전도율이 30 내지 100kcal/m·h r·℃의 범위이고, 두께가 0.03 내지 0.6mm의 범위이며, 저열전도율 부재의 열전도율이 0.2 내지 0.5kcal/m·h r·℃의 범위이고, 두께가 0.05 내지 0.3mm의 범위인 박판 부재를 구비한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 광전도판의 성형 금형으로서, 상기 열전도율 및 두께의 저열전도율 부재를 구비하고, 상기의 열전도율 및 두께를 갖는 박판 부재를 구비하는 것이 바람직하다. 또한, 렌즈 시트 또는 광기록 매체 기판의 성형 금형으로서, 박판 본체의 열전도율이 30 내지 100kcal/m·h r·℃의 범위이고, 두께가 0.3 내지 0.6mm의 범위이고, 저열전도율 부재의 열전도율이 0.2 내지 0.5kcal/m·h r·℃의 범위이고, 두께가 0.05 내지 0.3mm의 범위인 박판 부재를 구비하는 것이 바람직하다.
도 1은 본 발명의 박판 부재를 금형에 장착한 상태를 도시한다.
도 2는 폴리메틸메타크릴레이트 수지의 온도와 세로탄성계수와의 관계를 측정한 결과를 나타내는 도면이다.
도 3은 사출후의 시간(초)과 폴리메틸메타크릴레이트 수지가 금형에 접하는 면의 온도와의 관계를, MARC를 사용하는 비정상 열전도 해석에 따른 시뮬레이션으로 구한 결과를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3의 결과를 수득한 광전도판에 대한 시뮬레이션 조건을 도시한다. 도 5는 도 3의 시뮬레이션 결과를 시간축을 연장하여 나타내는 도면이다.
도 6은 렌즈 시트에 대한 시뮬레이션의 조건을 도시한다.
도 7은 광기록 매체 기판에 대한 시뮬레이션의 조건을 도시한다.
도 8은 본 발명을 이용하는 광기록 매체 성형용의 금형 구조의 한 예를 도시한다.
도 9는 광전도판을 사용하는 조명장치의 구성을 도시한다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1: 금형 2: 박판 부재
3,6: 박판 본체 4,7: 저열전도율 부재
5: 백플레이트 8: 외주측 압박 링
9: 내주측 압박 링 10: 금형구성 부재
상기 본 발명에 따른 수지 성형품의 성형 금형의 단면구조의 한 예를 도 1(a) 및 이의 평면구조의 한 예를 도 1(b)에 도시한다. 이러한 금형은 사출 성형기에 부착되어 광전도판, 렌즈 시트, 광기록 매체 기판 등의 수지 성형품의 사출 성형에 이용된다. 본 발명에 따른 금형(1)에는 1개의 주면이 캐비티의 일부를 구성하는 박판 부재(2)가 장착되어 있다. 박판 부재(2)는 박판 본체(3)와 저열전도율 부재(4)로 이루어지고, 박판 본체(3)의 1개의 주면(제1면)은 캐비티의 일부를 구성하며, 상기 캐비티의 일부를 구성하는 주면과 상이한 다른 1개의 주면(제2면)에 저열전도율 부재(4)가 설치되어 있다. 금형(1)의 백플레이트(5)는 박판 부재(2)의 두께에 상당하는 깊이만큼 파여져 있으며 여기서 박판 부재(2)가 장착되어 있다. 여기서,「주면」이란 박판 부재를 구성하는 6개의 면중에서 면적이 큰 2개의 마주보는 면을 말한다.
하기에 본 발명의 수지 성형품의 성형방법에 의해, 전사성이 향상되며, 웰드 마크, 콜드 수지 마크, 플로 마크의 발생이 감소되는 이유에 관해 설명한다. 여기서 폴리메틸메타크릴레이트 수지를 사용하여 광전도판을 성형하는 경우를 예로서 설명한다.
폴리메틸메타크릴레이트 수지(구라레 제조 파라페트(parapet) HR-1000 LC)의 온도와 세로탄성계수의 관계를 측정한 결과를 도 2에 나타낸다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 폴리메틸메타크릴레이트 수지의 온도와 세로탄성계수의 관계를 측정하고(굴곡 모드), 저장 탄성율의 온도 의존성을 구하면, 그래프의 기울기가 크게 변하는 온도가 있으며, 이 온도가 본 명세서에서 말하는 전사 개시 온도이다. 도 2내에 나타내는 바와 같이, 상 천이 영역의 그래프의 접선과 고무상 평탄 영역의 그래프의 접선의 교점에 의해 구해지는, 폴리메틸메타크릴레이트 수지(구라레 제조 파라페트 HR-1000 LC)의 전사 개시 온도는 128℃이다.
금형의 온도를 85℃로 설정하고 캐비티내에서 사출 충전되는 폴리메틸메타크릴레이트 수지(도 2에 나타내는 측정 결과를 수득)의 온도를 280℃에 설정하였을 때에 사출후의 시간(초)과 폴리메틸메타크릴레이트 수지의 금형에 접하는 면의 온도와의 관계를, MARC(MARC사 제조)를 사용하는 비정상 열전도 해석에 의한 시뮬레이션으로 구한 결과를 도 3에 나타낸다. 여기서, 도 4에 도시하는 바와 같이, 성형물의 두께를 3mm로 하고 금형(탄소강제)의 두께를 25mm로 하고 박판 본체(니켈제)의 두께를 0.3mm로 하여 시뮬레이션하고 있다. 박판 본체의 니켈의 열전도율은 79.2kcal/m·h r·℃이다. 박판 본체 표면에 형성되는 요철 구조는 높이가 13μm이고, 피치가 30μm이다. 또한, 충전시간을 1.4초 및 성형 사이클을 60초로 하고, 냉각수측의 열전도 계수를 1.0×10-3cal/mm2·s e c·℃로 한다.
여기서, 도 3의 (a)는 금형에 박판 부재가 장착되지 않은 경우의 시뮬레이션 결과이고, 전사 개시 온도 이상의 온도를 갖는 폴리메틸메타크릴레이트 수지가 캐비티 부분에 도입되었을 때에, 금형의 표면 부근의 폴리메틸메타크릴레이트 수지가 전사 개시 온도 이하의 온도를 갖는 금형으로 냉각되어 전사 개시 온도 이하의 온도로 내려가고, 그대로 전사 개시 온도를 초과하는 경우가 없다. 이와 같이 금형의 표면 부근의 폴리메틸메타크릴레이트 수지가 전사 개시 온도 이하로 됨으로써, 캐비티내의 수지에 냉각고화층이 형성된다. 캐비티내에 수지가 충전된 후, 압유지공정에서 캐비티내의 수지에 압력이 부가되며, 폴리메틸메타크릴레이트 수지에 요철 패턴이 전사되어 성형품(광전도판)이 수득된다. 이때, 금형의 표면 부근의 폴리메틸메타크릴레이트 수지에 형성된 냉각고화층이 내부로부터의 압력으로 요철 패턴에 압입되므로 불균일 배향, 불균일 냉각 등이 발생하며, 웰드 마크, 콜드 수지 마크, 플로 마크 등이 발생한다.
한편, 도 3의 (b) 및 (c)는 본 발명의 수지 성형품의 성형방법에 따른 경우에 사출후의 시간(초)과 폴리메틸메타크릴레이트 수지의 금형에 접하는 면의 온도와의 관계를 시뮬레이트한 결과를 나타낸 것이다. 도 3의 (b)는 열전도율이 79.2 k cal/m·h r·℃이고, 두께가 0.3mm인 니켈제의 박판 본체의 한면에, 열전도율이 0.126kcal/m·h r·℃이고, 두께가 0.1mm인 폴리에틸렌테레프탈레이트제의 저열전도율 부재를 부착하고, 이러한 박판 부재가 장착된 금형을 사용하여, (a)의 조건과 동일한 조건으로 시뮬레이트션함으로써 사출후의 시간(초)과 온도의 관계를 시뮬레이트한 결과를 나타내고 있다, 도 3의 (c)는 저열전도율 부재의 두께를 0.15mm로하는 이외에는 (b)의 경우와 동일한 조건으로 시뮬레이션한 결과이다.
도 3의 (b) 및 (c)로 나타내는 바와 같이, 본 발명의 수지 성형품의 성형방법에서 전사 개시 온도 이하의 온도로 유지하는 금형으로 구성되는 캐비티 부분에 도입하고, 이 금형에서 냉각되어, 전사 개시 온도 이상의 온도로부터 전사 개시 온도 이하의 온도로 내려간 금형의 표면 부근의 열가소성 수지가, 캐비티 부분에 열가소성 수지가 충전된 후에 다시, 전사 개시 온도를 넘는 온도로 상승하도록, 캐비티 부분측의 표면 부분의 열용량이 설정된 금형을 사용한다. 이러한 금형을 사용하여 광전도판 등의 성형품을 성형하면, 사출 충전 직후에 수지온도가 전사 개시 온도 이하로 됨에 따라, 금형의 표면 부근에 냉각고화층이 형성되지만, 그 후 수지온도가 다시 전사 개시 온도를 초과함으로써 뷸균일 배향, 불균일 냉각의 원인이 되는 냉각고화층이 소멸한다. 이 결과, 웰드 마크, 콜드 수지 마크, 플로 마크의 발생이 억제된다.
냉각고화층이 형성되는 것을 막기 위해서 금형의 캐비티 부분측의 표면만을 적외선 히터 등을 사용하여 복사열로써 가열하는 기술이 있다. 해야 하며 그러나, 이러한 기술은 냉각고화층의 형성을 방지하는 것에 일단 효과가 있지만, 사출 성형의 1 사이클마다 금형의 캐비티 부분측의 표면을 가열해야 하며 사출 성형의 1 사이클에 요하는 시간이 길어지는 결점이 있다.
이에 대해 본 발명의 수지 성형품의 성형방법에 사용되는 금형과 같이, 캐비티 부분에 박판 부재가 장착된 금형을 사용하여 성형한다면, 캐비티내의 수지의 중심부 온도는 박판 부재가 장착되지 않은 금형을 사용하여 성형한 경우와 그다지 변화가 없다. 도 3에 나타낸 사출후의 시간(초)과 폴리메틸메타크릴레이트 수지의 금형에 접하는 면 온도와의 관계의 시뮬레이션 결과와 시간축을 연장하여 구한 결과를 도 5에 나타낸다. 도 5에 나타낸 (d)의 곡선은 캐비티내의 수지의 중심부의 온도를 나타내며, 박판 부재의 유무, 이의 두께의 대소에 관계 없이 중심부의 온도는 거의 동일하다.
본 발명에 따라 광전도판을 성형하고자 하는 경우, 이 광전도판이 표면에 요철 패턴을 가지면, 상기 박판 부재의 캐비티부를 구성하는 주면에는 광전도판의 표면에 형성되어야 하는 요철 패턴과는 반대의 요철이 형성되어 있다. 또한, 성형하고자 하는 광전도판이 표면에 주름 가공을 갖는 것이면, 상기 박판 부재의 캐비티 부분을 구성하는 주면에는 주름 가공이 실시되어 있다. 더욱이, 성형하고자 하는 광전도판에 도트상 등의 패턴이 인쇄되어 있으면, 상기 박판 부재의 캐비티부를 구성하는 주면은 경면(평면) 그대로 이다.
성형해야 할 광전도판이 겉과 안쪽의 양면에 요철 패턴 또는 주름 가공을 갖는 것이면, 박판 부재를 금형의 캐비티의 양면에 설치하여 성형하면 좋다. 요철 패턴 또는 주름 가공이 광전도판의 한면뿐인 경우, 캐비티의 한면(요철 패턴 또는 주름 가공이 있는 면)에 박판 부재를 설치하고 다른 면은 경면 그대로이면 좋지만, 양면에 박판 부재를 설치하면 좋다(이 경우, 한쪽의 박판 부재의 표면은 경면이다).
본 발명의 수지 성형품의 성형방법에 의해 렌즈 시트를 성형하는 경우에도, 전사성이 향상되며 웰드 마크, 콜드 수지 마크, 플로 마크의 발생이 감소된다. 이 러한 점은 도 6에 도시하는 바와 같이, 성형물의 두께를 2mm로 하고, 금형(탄소강제)의 두께를 25mm로 하여, 박판 본체(니켈제)의 두께를 0.3mm로 하고, 폴리에틸렌테레프탈레이트제의 저열전도율 부재의 두께를 0.lmm로 하여, 상기 광전도판의 성형방법과 동일하게 시뮬레이션한 결과에 따라 확인된다. 여기서, 금형의 온도를 85℃로 설정하고, 캐비티내에 사출 충전되는 폴리메틸메타크릴레이트 수지는 도 2에 나타내는 측정 결과를 수득한 것이며, 이 온도를 280℃로 설정한다. 충전시간을 1.4초, 성형 사이클을 60초로 하고, 냉각수측의 열전도 계수를 1.0×10-3cal/mm2·sec·℃로 한다.
본 발명에 따라 렌즈 시트를 성형하고자 하는 경우, 상기 박판 부재의 캐비티 부분을 구성하는 주면에는 렌즈 시트에 형성되어야 할 렌즈의 요철 패턴과 반대의 요철이 형성되어 있다. 성형하고자 하는 렌즈 시트가 겉과 안쪽의 양면에 요철의 렌즈면을 갖는 것이면, 도 1에 도시하는 구조의 금형을 캐비티의 양면에 설치하면 좋다. 요철의 렌즈면이 렌즈 시트의 한면뿐이면, 도 1에 도시하는 구조의 금형은 캐비티의 한면에만 설치하면 좋고, 다른 면은 경면 그대로도 좋다.
본 발명의 수지 성형품의 성형방법을 사용하여 광기록 매체의 기판을 성형하는 경우에도 전사성이 향상되며, 웰드 마크, 콜드 수지 마크, 플로 마크의 발생이 감소한다. 이러한 점은 도 7에 도시하는 바와 같이, 성형물의 두께를 0.6mm로 하여, 금형(탄소강제)의 두께를 25mm로 하고, 박판 본체(니켈제)의 두께를 0.3mm로 하며, 폴리에틸렌테레프탈레이트제의 저열전도율 부재의 두께를 0.1mm로 하여, 상기 광전도판의 성형방법과 동일하게 시뮬레이션한 결과에 의해 확인된다. 여기서, 박판 본체 표면에 형성된 요철 구조는 높이가 0.1μm이고, 피치가 1.4μm 이다. 또한, 금형의 온도를 85℃로 설정하고, 캐비티내에 사출 충전되는 수지로서, 메타크릴산메틸 90중량%와 아크릴산메틸 10중량%로 이루어지는 아크릴계 수지(구라레 제조 파라페트 HR 11000 LC. 전사 개시 온도: 128℃)를 사용하여, 이 온도를 280℃로 설정한다. 충전시간을 1.4초, 성형 사이클을 60초로 하고, 냉각수측의 열전도 계수를 1.0×10-3cal/mm2·sec·℃로 한다.
상기 본 발명에 따른 광기록 매체 기판의 성형 금형의 단면 구조의 한 예를 도 8에 도시한다. 도 8에서, (6)은 홈 또는 피트가 형성된 박판 본체이고, (7)은 저열전도율 부재이다. 박판 본체(6)과 저열전도율 부재(7)로부터 박판 부재가 구성되며, 박판 부재의 1개의 주면이 캐비티의 일부가 된다. (8)은 외주측 압박 링이며, (9)는 내주측 압박 링이며 이들은 금형구성 부재(10)에 장착되어 있다. 상기 박판 부재의 캐비티 부분을 구성하는 주면에는 광기록 매체 기판에 형성하여야 할 피트 또는 홈의 요철 패턴과는 반대의 요철 패턴이 형성되어 있다. 피트 또는 홈을 형성하지 않은 측의 금형은 경면 그대로도 좋지만, 도 8에 도시하는 구조의 금형을 캐비티의 양면에 설치하는 것이 전사성을 한층 더 향상시키기 위해 바람직하다.
금형에 박판 부재를 장착하는 방법으로서 진공 흡착하는 방법, 접착제에 의해 접착하는 방법, 자석을 사용하여 고정하는 방법 등이 있다. 광기록 매체를 성형하기 위한 금형이면, 종래부터 이용되는 외주측 압박 링과 내주측 압박 링를 사용하는 고정법, 외주측의 진공 흡착과 내주측 압박 링을 조합한 고정법을 이용할 수 있다.
또한, 본 발명 방법에 사용되는 열가소성 수지는 특별히 제한하지 않으며, 예를 들면 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리염화비닐, 열가소성 탄성중합체, 또는 이의 공중합체가 있다.
실시예
이하, 실시예로써 본 발명을 상세히 설명한다. 먼저, 광전도판의 성형방법의 실시예에 관해 설명한다.
실시예 1 내지 2
박판 본체로서, 열전도율이 79.2 kcal/m·h r·℃이고, 두께가 0.3mm이며, 크기가 250mm×220mm인 니켈제의 박판을 사용한다. 박판 본체의 캐비티측 표면에는 피치가 50μm이고, 높이가 25μm인 이등변 프리즘 모양의 요철 패턴이 배열되어 있다. 박판 본체의 분리면(캐비티와 반대면)측에는, 열전도율이 0.3kcal/m·h r·℃이고, 두께가 0.1mm이고, 크기가 220mm×170mm인 폴리이미드 필름(저열전도율 부재)가 접착되어 있다. 또한, 이 박판 부재가 장착되는 금형은 금형의 분리면으로부터 먼저, 박판 본체인 니켈제의 박판에 상당하도록 두께가 0.3mm, 크기가 250mm×220mm이 파여지고, 더욱이 저열전도율 부재인 폴리이미드 필름에 상당하도록 두께가 0.1mm, 크기가 220mm×170mm로 파여져 있다. 이러한 박판 부재를 장착하는 금형을 사용하고 폴리메틸메타크릴레이트 수지를 사용하여, 표 1에 기재한 조건에 따라 사출 성형법으로 광전도판을 성형할 수 있다.
또한, 상기의 금형을 사용하여 실린더 온도 270℃의 조건에서 프리즘 형상이 전사되는 내압을 측정하면 38MPa 이다.
비교 실시예 1
캐비티를 구성하는 부재로서, 열전도율이 79.2kcal/m·h r·℃이고, 두께가 0.3mm이고, 크기가 250mm×220mm인 니켈제의 박판을 사용한다(저열전도율 부재는 설치되어 있지 않다). 박판 본체의 캐비티측 표면에는 피치가 50μm이고, 높이가 25μm 인 이등변 프리즘 모양의 요철 패턴이 배열되어 있다. 이러한 부재가 장착되는 금형은, 크기가 250mm×220mm이고, 깊이가 니켈판에 상당하는 두께만큼 금형의 분리면으로부터 파여져 있다. 이러한 금형을 사용하고 실시예 1 내지 2와 동일한 폴리메틸메타크릴레이트 수지를 사용하여, 표 1에 기재한 조건에 따라 사출 성형법으로 광전도판을 성형한다.
비교 실시예 2
비교 실시예 1과 동일한 금형을 사용하여, 실시예 1 및 2에서 보다 높은 실린더 온도, 높은 금형 온도에서, 동일한 폴리메틸메타크릴레이트 수지를 사용하여, 표 1에 기재한 조건에 따라 사출 성형법으로 광전도판을 성형한다.
비교 실시예 3
비교 실시예 1과 같은 금형을 사용하여, 금형 온도 조절기의 매체 온도를 유지압까지는 100℃, 냉각중에 85℃로서, 동일한 폴리메틸메타크릴레이트 수지를 사용하여, 표 1에 기재한 조건에 따라 사출 성형법으로 광전도판을 성형한다.
박판 본체의두께(mm) 저열전도율부재의 두께(mm) 실린더온도(℃) 금형 온도(℃) 성형사이클(초) 프리즘높이(㎛)
실시예 1실시예 2비교 실시예 1비교 실시예 2비교 실시예 3 0.30.30.30.30.3 0.10.1없음없음없음 260270270290270 76767695유지압까지 100℃냉각까지 85℃승온시간 60초 707070240260 2525182325
(조건) 충전시간 2초 유지압 70 내지 80MPa
(재료) 파라페트 GH-1000S((주)구라레 제조)
상기의 각 비교 실시예중 비교 실시예 1에서, 프리즘의 높이가 낮으며 전사성이 낮다. 비교 실시예 2 및 3과 같이 하면, 전사성은 향상하지만 성형 사이클이 길어진다. 또한, 비교 실시예 1의 금형을 사용하여 실린더 온도 270℃의 조건에서 프리즘 형상이 전사되는 내압을 측정하면 55MPa 이다.
실시예 3 내지 9
박판 본체로서, 열전도율이 79.2kca1/m·hr·℃이고, 두께가 0.3mm이고, 크기가 250mm×220mm인 니켈제의 박판을 사용한다. 박판 본체의 캐비티측 표면에는 피치가 50μm이고, 높이가 25μm인 이등변 프리즘 모양의 요철 패턴이 배열되어 있다. 박판 본체의 분리면(캐비티와는 반대면)측에는 열전도율이 0.3kcal/m·h r·℃이고, 크기가 220mm×170mm인 폴리이미드 필름(저열전도율 부재)이 접착되어 있다. 여기서, 폴리이미드 필름의 두께를 표 2에 기재한 바와 같이 변경한다. 상기의 금형을 사용하고 실시예 1 내지 2와 동일한 폴리메틸메타크릴레이트 수지를 사용하여, 표 2에 기재한 조건에 따라 사출 성형법으로 광전도판을 성형한다. 수득된 광전도판의 프리즘의 높이 측정, 외관 관찰, 환경시험에 따른 휘어짐 측정을 각각 실시한다. 환경시험은 광전도판을 65℃×90% RH의 환경에서 300시간 동안 방치하여 실시하고, 300시간 경과후의 광전도판의 휘어짐을 두께 게이지를 사용하여 측정한다.
박판 본체의두께(mm) 저열전도율부재의 두께(mm) 프리즘높이(㎛) 성형품의 웰드 라인 휘어짐(mm)환경시험 전/후 이형시의변형
실시예 3실시예 4실시예 5실시예 6실시예 7실시예 8실시예 9 0.30.10.60.30.30.10.6 0.10.10.10.050.30.050.3 25252525252525 없음없음없음없음없음없음없음 0.1/0.20.15/0.150.15/0.20.15/0.250.1/0.150.1/0.20.15/0.25 없음없음없음없음없음없음없음
(조건) 실린더 온도 270℃ 금형 온도 76℃ 충전시간 2초 유지압 80MPa
성형 사이클 70초
(재료) 파라페트 GH-1000S((주)구라레 제조)
실시예 3 내지 9와 같이 박판 본체의 두께가 0.1 내지 0.6mm이고, 저열전도율 부재의 두께가 0.05 내지 0.3mm인 범위에서, 프리즘의 전사성이 높고, 웰드 라인 등의 외관 불량이 없으며 신뢰성이 높은 성형품을 수득한다. 또한, 고온도 고습도 환경하에서도 휘어짐이 거의 발생하지 않는다.
다음에, 렌즈 시트의 성형방법의 실시예에 관해서 설명한다.
실시예10 내지 11
박판 본체로서, 열전도율이 79.2kcal/m·h r·℃이고, 두께가 0.3mm이고, 크기가 250mm×220mm인 니켈제의 박판을 사용한다. 박판 본체의 캐비티측 표면에는 유효면적이 220mm×166mm이고, 피치가 500μm이며, 중심부로부터 외주부에 걸쳐서 25에서 80μm까지 서서히 높이가 변화하는 프레넬 렌즈 패턴이 배치되어 있다. 박판 본체의 분리면(캐비티와는 반대면)측에는, 열전도율이 0.3 kcal/m·h r·℃이고, 두께가 0.1mm이며, 크기가 220mm×170mm인 폴리이미드 필름(저열전도율 부재)이 접착되어 있다. 이 박판 부재를 장착한 금형을 사용하고 폴리메틸메타크릴레이트 수지를 사용하여 표 3에 기재한 조건에 따라 사출 성형법으로 렌즈 시트를 성형할 수 있다.
또한, 상기의 금형을 사용하여, 실린더 온도 270℃의 조건에서 프레넬 렌즈의 패턴이 전사되는 내압을 측정하면 45MPa이다.
비교 실시예 4
캐비티를 구성하는 부재로서, 열전도율이 79.2kcal/m·h r·℃이고, 두께가 0.3mm이고, 크기가 250mm×220mm인 니켈제의 박판을 사용한다(저열전도율 부재는 설치되어 있지 않다). 박판 본체의 캐비티측 표면에는, 유효면적이 220mm×166mm이고, 피치가 500μm이며, 중심부로부터 외주부에 걸쳐 25에서 80μm까지 서서히 높이가 변화하는 프레넬 렌즈 패턴이 배치되어 있다. 이러한 부재가 장착되는 금형은 크기가 250mm×220mm이고, 깊이가 니켈판에 상당하는 두께만큼 금형의 분리면으로부터 파여져 있다. 이러한 금형을 사용하고 실시예 10 내지 11과 동일한 폴리메틸메타크릴레이트 수지를 사용하여, 표 3에 기재한 조건에 따라 사출 성형법으로 렌즈 시트를 성형한다.
비교 실시예 5
비교 실시예 4와 동일한 금형을 사용하고, 실시예 10 및 11에서 보다 높은 실린더 온도, 높은 금형 온도에서, 동일한 폴리메틸메타크릴레이트 수지를 사용하여, 표 3에 기재한 조건에 따라 사출 성형법으로 렌즈 시트를 성형한다.
비교 실시예 6
비교 실시예 4와 동일한 금형을 사용하고, 금형 온도 조절기의 매체 온도를 유지압까지는 100℃, 냉각중에 85℃로서, 동일한 폴리메틸메타크릴레이트 수지를 사용하여, 표 3에 기재한 조건에 따라 사출 성형법으로 렌즈 시트를 성형한다.
박판 본체의 두께(mm) 저열전도율 부재의 두께(mm) 실린더온도(℃) 금형 온도(℃) 성형사이클(초) 프레넬렌즈패턴의 높이(㎛)
실시예 10실시예 11비교 실시예 4비교 실시예 5비교 실시예 6 0.30.30.30.30.3 0.150.15없음없음없음 260270270290270 76767696유지압까지 100℃냉각까지 85℃승온시간 60초 505050220240 중심2020171820 외측8080657380
(조건) 충전시간 2초 유지압 70 내지 80MPa
(재료) 파라페트 GH-1000S((주)구라레 제조)
상기의 각 비교 실시예중 비교 실시예 4에서, 프레넬 렌즈의 패턴 높이가 낮고 전사성이 낮다. 비교 실시예 5 및 6과 같이 하면, 전사성은 향상되지만 성형 사이클이 길어진다. 또한, 비교 실시예 4의 금형을 사용하여 실린더 온도 270℃의 조건에서 프레넬 렌즈의 패턴이 전사되는 내압을 측정하면 70MPa이다.
실시예 12 내지 18
박판 본체로서, 열전도율이 79.2kcal/m·h r·℃이고, 두께가 0.3mm이고, 크기가 250mm×220mm인 니켈제의 박판을 사용한다. 박판 본체의 캐비티측 표면에는, 유효면적이 220mm×166mm이고, 피치가 500μm이고, 중심부로부터 외주부에 걸쳐 25에서 80μm까지 서서히 높이가 변화하는 프레넬 렌즈 패턴이 배치되어 있다. 박판 본체의 분리면(캐비티와는 반대면)측에는, 열전도율이 0.3 kcal/m·h r·℃이고, 크기가 220mm×170mm인 폴리이미드 필름(저열전도율 부재)이 접착되어 있다. 여기서, 폴리이미드 필름의 두께를 표 4에 기재한 바와 같이 변경한다. 상기의 금형을 사용하고 실시예 10 내지 11과 동일한 폴리메틸메타크릴레이트 수지를 사용하여, 표 4에 기재되는 조건에 따라 사출 성형법으로 렌즈 시트를 성형한다. 수득한 렌즈 시트의 프레넬 렌즈 패턴의 높이 측정, 외관 관찰, 환경시험에 따른 휘어짐 측정을 각각 실시한다. 환경시험은 렌즈 시트를 65℃×90% RH의 환경에서 300시간 동안 방치하여 실시하고, 300시간 경과후의 렌즈 시트의 휘어짐을 두께 게이지로 측정한다.
박판 본체의두께(mm) 저열전도율 부재의 두께(mm) 프레넬 렌즈패턴 높이(㎛) 휘어짐(mm)환경시험 전/후 이형시의변형
실시예 12실시예 13실시예 14실시예 15실시예 16실시예 17실시예 18 0.30.10.60.30.30.10.6 0.150.150.150.10.30.10.3 중심20202020202020 외측80808080808080 0.1/0.150.15/0.10.15/0.20.2/0.20.1/0.150.1/0.20.15/0.2 없음없음없음없음없음없음없음
(조건) 실린더 온도 270℃ 금형 온도 76℃ 충전시간 2초 유지압 80MPa
성형 사이클 50초
(재료) 파라페트 GH-1000S ((주)구라레 제조)
실시예 12 내지 18과 같이 박판 본체의 두께가 0.1 내지 0.6mm이고, 저열전도율 부재의 두께가 0.1 내지 0.3mm인 범위에서, 프레넬 렌즈 패턴의 전사성이 높고, 웰드 라인 등의 외관 불량이 없으며, 신뢰성이 높은 성형품이 수득된다. 또한, 고온도 고습도 환경하에서 휘어짐이 거의 발생하지 않는다.
다음에, 광기록 매체 기판의 성형방법의 실시예에 관해 설명한다. 여기서는, 사출 성형기[(주) 테크노플러스 제조 SIM-4749]를 사용하여, 외부 직경이 120mm이며, 두께가 0.6mm인 광디스크 기판을 사출 성형한다. 전사성의 평가는 홈이 형성되어 있는 광디스크 기판의 표면에 백금을 스퍼터로 막 성형하고, 주사형 터널 현미경(세이코덴시고교 제조 SAM3100)를 사용하여 홈의 형상을 측정함으로써 평가한다. 홈의 형상의 측정결과로부터 홈의 깊이를 구하고, 이러한 값을 박판 본체의 홈 깊이의 값으로 나눈 것을 전사율이라고 정의한다.
실시예 19 내지 21
박판 본체로서 열전도율이 79.2kcal/m·h r·℃이고, 두께가 0.3mm이고, 크기가 외부 직경 128mm에서 내부 직경 37mm의 니켈제의 도너츠형 원반상 박판을 사용한다. 박판 본체의 캐비티측 표면에는, 피치가 0.7μm이고, 깊이가 12μm의 나선상의 홈이, 박판 본체의 반경이 25mm 내지 55mm의 범위에 형성되어 있다. 박판 본체의 분리면(캐비티와는 반대의 면)측에는, 열전도율이 0.3kcal/m·h r·℃이고, 두께가 0.1mm이고, 크기가 외부 직경 128mm에서 내부 직경 38mm인 폴리이미드제 도너츠형 원반 필름(저열전도율 부재)이 접착되어 있다. 이 박판 부재를 도 8에 도시하는 바와 같이 금형에 장착한다. 도 8에서, (6)은 홈이 형성된 박판 본체이고, 7은 저열전도율 부재이고, (8)은 외주측 압박 링이고, (9)는 내주측 압박 링이며, 이들이 금형 구성부재(10)에 장착되어 있다. 광기록 매체의 기판의 사출 성형에는, 메타크릴산메틸 90중량%와 아크릴산메틸 10중량%로 이루어지는 아크릴계 수지(구라레 제조 파라페트 HR-1000 LC)를 사용하여, 표 5에 기재한 조건에 따라 사출 성형법으로 기판을 성형한다. 이 기판의 전사율을 구한 결과를 표 5에 기재한다. 또한, 상기의 각 실시예에서 성형한 기판은 변형이 작다.
비교 실시예 7 내지 9
캐비티를 구성하는 부재로서, 열전도율이 79.2kcal/m·h r·℃이고, 두께가 0.3mm이고, 크기가 외부 직경 128mm에서 내부 직경 37mm인 니켈제의 도너츠형 원반상 박판을 사용한다(저열전도율 부재는 설치되어 있지 않다). 박판 본체의 캐비티측 표면에는 피치가 0.7μm이고, 깊이가 12μm인 나선상의 홈이, 박판 본체의 반경이 25mm 내지 55mm의 범위에 형성되어 있다. 이러한 박판 본체를 도 8과 동일하게 하여, 외주측 압박 링 및 내주측 압박 링을 사용하여 금형에 장착한다. 광기록 매체의 기판의 사출 성형에는 상기의 아크릴계 수지를 사용하여 표 5에 기재한 조건에 따라 사출 성형법으로 기판을 성형한다. 이러한 기판의 전사율을 구한 결과를 표 5에 기재한다.
박판 본체의 두께(mm) 저열전도율 부재의 두께(mm) 실린더온도(℃) 금형온도(℃) 형체결압(ton) 전사율(%)
실시예 19실시예 20실시예 21비교 실시예 7비교 실시예 8비교 실시예 9 0.30.30.30.30.30.3 0.10.10.1없음없음없음 275275275275275275 758085758085 171717171717 100100100505565
본 발명에 따르면 수지 성형품을 높은 전사성으로 성형할 수 있다. 따라서, 예를 들면, 본 발명에 따라 광전도판, 렌즈 시트, 광기록 매체 기판 등을 성형하면, 종래 방법으로 전사가 불충분하고 설계대로의 성능이 얻어지지 않는 경우라도 원하는 성능을 실현할 수 있다. 또한, 수지 성형품에 웰드 라인 등의 외관 불량이 발생하지 않으므로 이상 발광이 없는 고품질의 수지 성형품을 수득할 수 있으며, 고온도 또는 고습도의 환경에서 휘어짐이 없으므로 신뢰성이 높은 수지 성형품을 수득할 수 있다. 또한, 낮은 내압으로 전사할 수 있으므로 종래보다 작은 성형기로 성형할 수 있으며 저비용화할 수 있다. 더욱이, 본 발명에 따라 잔류 응력으로 인한 변형이 적고, 신뢰성이 높은 기판을 수득할 수 있다. 이로써, 동화상 정보 등의 대용량 데이터를 기록할 수 있는 광디스크 등의 기판을 성형할 수 있다.

Claims (13)

  1. 전사 개시 온도 이상의 온도를 갖는 열가소성 수지를, 전사 개시 온도 이하의 온도로 유지되는 금형으로 구성되는 캐비티 부분에 도입하고, 이 금형에서 냉각되어 전사 개시 온도 이하의 온도로 내려간 금형의 표면 부근의 열가소성 수지가, 캐비티 부분에 열가소성 수지가 충전된 후에 다시, 전사 개시 온도를 초과하는 온도로 상승하도록 캐비티 부분측의 표면 부분의 열용량이 설정되는 금형을 사용하여 사출 성형하는 것을 특징으로 하는 수지 성형품의 성형방법.
  2. 제1항에 있어서, 제1면이 캐비티 부분을 구성하는 박판 본체가 캐비티 부분측에 장착되어 있고, 제1면과 마주보는 면인 제2면에, 박판 본체의 열전도율보다 열전도율이 작은 저열전도율 부재가 설치되어 있는 박판 부재가 장착된 금형을 사용하는 수지 성형품의 성형방법.
  3. 제1항에 있어서, 수지 성형품이 광전도판인 수지 성형품의 성형방법.
  4. 제1항에 있어서, 수지 성형품이 렌즈 시트인 수지 성형품의 성형방법.
  5. 제1항에 있어서, 수지 성형품이 광기록 매체 기판인 수지 성형품의 성형방법.
  6. 제1면이 캐비티 부분을 구성하는 박판 본체가 캐비티 부분측에 장착되고, 제1면과 마주보는 면인 제2면에 박판 본체의 열전도율보다 열전도율이 작은 저열전도율 부재가 설치되어 있고, 전사 개시 온도 이상의 온도를 갖는 열가소성 수지가 캐비티 부분에 도입될때에 전사 개시 온도 이하의 온도를 갖는 금형으로 냉각되어 전사 개시 온도 이하의 온도로 내려가는 금형의 표면 부근의 열가소성 수지가, 캐비티 부분에 열가소성 수지가 충전된 후에 다시, 전사 개시 온도를 초과하는 온도로 상승하도록, 열용량이 설정되는 박판 부재가 캐비티 부분측에 장착되는 것을 특징으로 하는 수지 성형품의 성형 금형.
  7. 제6항에 있어서, 박판 본체의 열전도율이 30 내지 100kcal/m·h r·℃의 범위이고, 두께가 0.03 내지 0.6mm의 범위이며, 저열전도율 부재의 열전도율이 0.2 내지 0.5kcal/m·h r·℃의 범위이고, 두께가 0.05 내지 0.3mm의 범위인 수지 성형품의 성형 금형.
  8. 제6항에 있어서, 수지 성형품이 광전도판인 수지 성형품의 성형 금형.
  9. 제8항에 있어서, 박판 본체의 열전도율이 30 내지 100kcal/m·h r·℃의 범위이고, 두께가 0.03 내지 0.6mm의 범위이며, 저열전도율 부재의 열전도율이 0.2 내지 0.5kcal/m·h r·℃의 범위이고, 두께가 0.05 내지 0.3mm의 범위인 광전도체의 성형 금형.
  10. 제6항에 있어서, 수지 성형품이 렌즈 시트인 수지 성형품의 성형 금형.
  11. 제10항에 있어서, 박판 본체의 열전도율이 30 내지 100kcal/m·h r·℃의 범위이고, 두께가 0.3 내지 0.6mm의 범위이며, 저열전도율 부재의 열전도율이 0.2 내지 0.5kcal/m·h r·℃의 범위이고, 두께가 0.05 내지 0.3mm의 범위인 렌즈 시트의 성형 금형.
  12. 제6항에 있어서, 수지 성형품이 광기록 매체 기판인 수지 성형품의 성형 금형.
  13. 제12항에 있어서, 박판 본체의 열전도율이 30 내지 100kcal/m·h r·℃의 범위이고, 두께가 0.3 내지 0.6mm의 범위이며, 저열전도율 부재의 열전도율이 0.2 내지 0.5kcal/m·h r·℃의 범위이고, 두께가 0.05 내지 0.3mm의 범위인 광기록 매체 기판의 성형 금형.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW476958B (en) * 1999-02-09 2002-02-21 Ricoh Kk Optical disk and method of producing the same
JP2002144353A (ja) * 2000-11-14 2002-05-21 Dainippon Printing Co Ltd レンズシート形成用樹脂の塗工方法及び塗工装置
CN1989161B (zh) * 2004-07-29 2010-05-05 大日本油墨化学工业株式会社 成形用活性能量射线固化型树脂组合物、成形用片以及成形物
JP4554330B2 (ja) * 2004-10-21 2010-09-29 株式会社リコー 高耐久性を有する断熱スタンパ構造
JP5299067B2 (ja) * 2009-05-08 2013-09-25 ソニー株式会社 金型スタンパーの製造方法、金型スタンパー及び成形品の製造方法
KR101394846B1 (ko) * 2011-12-09 2014-05-13 더 재팬 스틸 워크스 엘티디 박육 성형품의 성형 방법
EP3470202B1 (en) * 2017-10-12 2021-08-18 Essilor International Injection molding with heat/cool cycle for making optical articles with a fresnel surface

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5412016A (en) * 1992-09-28 1995-05-02 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for making polymeric inorganic-organic compositions
US5458818A (en) * 1993-08-31 1995-10-17 General Electric Co. Insulated mold structure for injection molding of optical disks
US5897814A (en) * 1997-06-13 1999-04-27 General Electric Company Method for injection molding of optical discs

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