KR20010075174A - 정보 반송 디스크 블랭크용 금형 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사출 성형기 또는 압축 성형기의 부품으로서 적합한 폴리메타크릴레이트 플라스틱으로 이루어진 정보 반송 디스크 블랭크(11)의 사출 성형 또는 압축 성형용 금형 장치에 관한 것이다. 금형 장치는 제1 금형 부분(1)이 정보 데이타를 갖는 금형의 하부(8)를 함유하고, 제2 금형 부분(2)와 함께 하나의 정보 반송 블랭크용 공동을 형성하는 2개의 금형 부분(1,2) 및 중앙에 위치한 공급 오리피스(6)을 갖는 장치 내에서 탕구 부분(5)용 탕구 부시(4)로 이루어진다. 또한, 장치는 탕구 부분(5)을 전단시키기 위한 충격 실린더(9)를 포함하고 돌출 핀(10)을 갖는다. 본 발명은 탕구 부분(5)의 공급 오리피스(6)과 정보 반송 디스크 블랭크(11) 사이의 사출 갭(SP)가 0.3mm 미만임을 특징으로 한다. 또한, 충격 실린더(9)의 가장자리와 정보 반송 디스크 블랭크(11)의 가장자리 사이의 절단 갭(SN)이 0.2mm 미만이다.

Description

정보 반송 디스크 블랭크용 금형 장치{Shaping tool for information carrier disc blanks}
독일 특허 제3613334 C2호에는, 2분된 반 금형을 갖고, 이중 하나의 반 금형이 금형 공동(cavity) 영역에 산화지르코늄 또는 질화규소의 폴리슁된 삽입물(polished insert)을 갖는, 폴리카보네이트 또는 폴리메틸 메타크릴레이트로 이루어진 정보 반송 판, 특히 콤팩트 디스크(compact disc)의 사출 성형용 사출 금형이 기술되어 있다. 얼룩 또는 수분 부착의 증가와 같은 해로운 영향은 이러한 특징에 의해 방지된다.
독일 특허원 제19625717 A1호에는 사출 성형품, 특히 정보 반송 디스크의, 레이저에 의해 장치 외부에서 절단되는 탕구(湯口; sprue)의 절단 방법이 기술되어있다. 이러한 방법에서, 탕구는 특히, 분진 부재 방식으로 제거될 수 있다. 이어서, 디스크형 탕구의 위치는 자유롭게 선택될 수 있다. 중앙 영역에 위치하는 경우에, 유리하게는 어떠한 버(burr)도 디스크 표면에서 형성되지 않는다. 또한, 레이저의 정교한 절단 가장자리(cutting edge)는 탕구와 금형 부분 사이의 게이트 갭(gate gap)의 증가를 가능하게 한다.
유럽 특허원 제551869 A1호에는 폴리카보네이트와 같은 열가소성 플라스틱의 정보 반송 디스크의 제조방법 및 제조용 사출 성형기가 기술되어 있다. 이러한 경우에, 플라스틱은 먼저 사출 금형으로 사출된 다음, 이동가능한 실린더를 사출 성형의 중앙에 배치하고, 이로써 수득한 탕구 부분은 얇은 가장자리(rim)에 의해서만 디스크에 연결되고, 이어서 충분히 용이하게 절단될 수 있게 된다.
미국 특허원 제5330693호에는 또한, 열가소성 플라스틱으로터의 정보 반송 디스크의 제조방법 및 당해 디스크 제조용 사출 성형기가 기술되어 있다. 이러한 경우에, 0.2 내지 0.9mm, 바람직하게는 0.75 내지 0.85mm 범위의 충분한 갭이 탕구 부분과 디스크 사이에 존재하여 금형이 이의 전체에 확실히 충전되도록 하는 것이 중요하다.
독일 특허원 제3839536 A1호에는 돌출 장치가 압축 기체 채널을 함유하는, 정보 저장 디스크용 사출 성형 장치가 기술되어 있다. 폴리카보네이트 및 폴리메틸 메타크릴레이트는 사출 성형 물질로서 인용된다. 폴리메틸 메타크릴레이트의 사용 도중에 입상 분진에 의한 가능한 금형 오염의 문제는 언급된 바 없다. 사출 갭 또는 절단 갭의 특정 차원도 제공되어 있지 않다.
본 발명은 사출 성형 또는 압축 성형에 의한 폴리메타크릴레이트 플라스틱으로 이루어진 정보 반송 디스크 블랭크(information-carrying disc blank)의 제조용 금형 장치, 정보 반송 디스크 블랭크의 제조방법, 및 이로부터 제조된 블랭크 및 DVD에 관한 것이다.
예를 들면 본 발명은 하기 도면에 의해 설명될 수 있다.
도 1a는 본 발명의 금형 장치의 단면이다. 상부의 경우에, 두개의 조각으로 이루어진 금형 부분(1)이 예시된다. 금형 부분(2)는 하부로서 예시된다. 탕구 부분(5) 또는 이를 위한 공동은 청구항 2에 따라서 배열된다.
도 1b는 사출 갭(SP) 및 절단 갭(SN)의 위치를 예시하기 위한 단면의 일부를 확대한 다이아그램이다.
(1) = 상부 반 금형
(2) = 하부 반 금형
(3) = 가소화된 폴리메타크릴레이트 플라스틱의 사출용 노즐
(4) = 탕구 부싱
(5) = 탕구 부분
(6) = 게이트
(7) = 자형 다이를 유지시키기 위한 다이에 의해 유지되는 부싱
(8) = 자형 다이
(9) = 탕구 부분을 전단시키기 위한 충격 실린더
(10) = 탕구 부분을 이탈시키기 위한 돌출 핀
(11) = 정보 반송 디스크 블랭크
(SP) = 사출 갭
(SN) = 절단 갭
(H) = 사출 갭 전면에서 공동의 높이
발명의 작업
금형 장치는 그 자체로 공지된 방식으로, 정보 반송 디스크 블랭크의 제조를 위한 사출 성형기 또는 압축 성형기의 부품이다.
사출 성형에서, 가소성 플라스틱은 고압, 예를 들면 107내지 108Pa(100 내지 1000바)하에 노즐(3)을 통해 금형 장치의 사출 금형 내로 사출된다. 공정에서, 자형 다이(8)은 디스크 위에서 정보 데이타(pits)를 복제시킨다. 2개의 금형 부분 중의 하나를 제거하거나 위로 움직여 금형 장치를 개방시키고 냉각된 정보 반송 디스크 블랭크를 예를 들면 로보트 팔(robot arm)에 의해 이로부터 제거한 다음, 추가로 처리할 수 있다.
압축 성형에서, 금형 장치는 특정 양의 플라스틱을 사출 한 후의 초기에 여전히 약 0.5 내지 0.7mm 정도 약간 개방된다. 이어서, 금형 장치는 폐쇄력을 증가시킴으로써 폐쇄된다. 이어서, 냉각된 정보 반송 디스크는 사출 성형으로서 제거될 수 있다. 압축 성형법은 일반적으로 사출 성형법에서 달성하는 것 보다 더 우수한 복제 정확도를 달성한다.
상응하는 사출 성형기 및 압축 성형기, 및 이들 방법은 공지되어 있고 일부의 면에서, 대조군으로 사용된 소프트웨어 및/또는 하드웨어 부품에 의해서만 상이하다.
정보 반송 디스크의 제조에 적합한 유동 폴리메타크릴레이트 성형 화합물은 또한 용이하게 공지되어 있다. 이들은 주로 중합된 메틸 메타크릴레이트를 일반적으로 80 내지 90중량%, 특히 94중량%의 비율로, 경우에 따라, 추가의 메틸 아크릴레이트와 같은 (메트)아크릴레이트 화합물과 함께 포함한다. 적합한 성형 화합물은, 예를 들면 메틸 메타크릴레이트 85 내지 98중량%, 바람직하게는 95 내지 97중량% 및 메틸 아크릴레이트 3 내지 5중량%를 포함할 수 있고, 23℃에서 클로로포름 중의 용액 점도가 클로로포름 중에서 J = 45 내지 55㎖/g의 범위이다. ISO 306 B50에 따른 비캣(Vicat) 연화점은, 예를 들면 85 내지 110℃, 특히 100 내지 110℃의 범위일 수 있다. ISO 1133 (230℃/3.8kg)에 따른 용융 유동 지수(MFI)는 5.0 내지 30㎖/10min, 바람직하게는 5.5 내지 6.5㎖/10min으로 특징화될 수 있다.
바람직하게는, 특히 DVD의 제조에서,
·메틸 메타크릴레이트 85 내지 97중량% 및 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트 또는 n-부틸 아크릴레이트 15 내지 3중량%를 포함하고,
·용융 유동 지수가 230℃/3.8kg(ISO 1133)에서 5.5 내지 30㎖/10min이고,
·열 안정성이 320℃ 이상이고(질소 대기하에 5℃/min의 가열 속도에서 열 중량 분석 균형법으로 측정한, 2중량% 손실에 대한 TD 값),
·탄성 모듈러스가 2800 내지 3300MPa이고(ISO 527),
·시브 분석법(1.6mm 메쉬 개구)에 의해 측정한 입상체중의 미세 입자의 비율이 0.5중량% 미만, 특히 0.3중량%, 특히 바람직하게는 0.1중량%인 입상 폴리메타크릴레이트 성형 화합물이 사용된다.
물질 조성물은 특히, 폴리카보네이트와 비교하여 본래 비교적 낮은 복굴절성을 갖는다. 우수한 용융 유량 지수는 우수한 가공적성을 나타낸다. 높은 열 안정성은 가공 도중의 분해를 억제한다. 탄성 모듈러스가 유지된다는 사실은 두께가 단 0.6mm인 얇은 DVD에서 특히 유리하다. 입상체가 사용되기 때문에, 미세 입자의 함량이 또한 중요하다. 상이한 크기의 입자, 특히 비교적 작은 입자의 존재는 폴리메타크릴레이트 성형 화합물의 용융 거동에서 불균질성의 위험을 초래하여, 그 결과 공정을 혼동시키고 최종 부품의 가시적 결점으로 인해 수율을 감소시킨다. 실험에서는 입상체중의 미세 입자의 함량이 0.5중량% 미만(1.6mm 메쉬 개구)인 경우, 어떠한 문제도 발생하지 않는다고 나타난다.
사출 성형에 유용한 성형 화합물은 거의 언제나 이형제, 예를 들면 스테아르산, 팔미트산, 세틸 알콜, 스테아릴 알콜, 올레산 아미드 또는 이러한 화합물의 기술적 혼합물을 함유한다. 본 발명에 이르러, 폴리메타크릴레이트 성형 화합물 입상체에 함유된 이형제는, 예를 들면 장치의 연속 작업 수 시간 후에 금형 장치의 금형 부분(1,2)의 가장자리에서 미세 점적물로서 분리될 수 있다는 것을 발견하였다. 금형이 개방되는 경우, 이어서 점적물은 자형 다이 또는 블랭크 자체에 혼입될 수 있다. 이들 둘 다는 특히, 극히 미세한 데이타 구조를 갖는 DVD 제조 중에 당연히 바람직하지 않은데, 그 이유는 이들이 자형 다이의 손상 또는 스크랩 손실을 야기하기 때문이다.
놀랍게도, 이러한 문제는 이형제 0.05중량% 이하 또는 바람직하게는 이를 전혀 함유하지 않는 폴리메타크릴레이트 성형 화합물 입상체를 사용함으로써 극복할 수 있다. 이어서, 블랭크가 필수적으로 금형으로부터 분리하기 좀 더 어려울지라도, 우수한 복제 정확도가 거의 변화 없이 보존되는 지는 예견할 수 없다.
금형 장치는 제1 금형 부분(1)이 정보 데이타(데이타 구조 = pit)를 갖는 자형 다이(8)을 함유하고, 당해 다이가 다이 유지 부싱(7)로 고정되고, 제2 금형 부분(2)와 함께 하나의 정보 반송 디스크 블랭크용 공동을 형성하는 2개의 금형 부분(1,2), 장치 내에 게이트(6)를 갖는 탕구 부분(5)용 탕구 부싱(4), 탕구 부분(5)를 전단시키기 위한 충격 실린더(9) 및 돌출 핀(10)을 포함한다.
본 발명은 바람직하지 않은 입상 분진을 제거하기 위해 특히, 사출 갭(SP)에 의해 특징화되는 게이트(6)의 위치 및 차원 뿐만 아니라, 절단 갭(SN)에 의해 특징화되는 충격 실린더(9)에 의한 탕구 부분(5)의 전단 중의 조건을 고려할 필요가 있다는 지식을 기초로 한다.
사출 갭(SP)는 게이트(6)의 높이에 상응한다.
절단 갭(SN)은 충격 실린더(9)와 정보 반송 디스크 블랭크(11) 사이의 물질 내성에 의해 측정되고, 정보 반송 디스크 블랭크(11)의 내부 가장자리와 전단 공정 중의 충격 실린더(9)의 외부 가장자리 사이의 거리에 상응한다.
사출 갭(SP)가 너무 큰 경우, 다량의 물질이 탕구 부분(5)의 전단 중에 그대로 인열되는 문제가 발생하여, 더 많은 입상 분진이 생성될 수 있다는 문제를 야기한다. 갭이 너무 작은 경우, 금형이 충분히 충전되지 않는다는 문제가 발생한다.
절단 갭(SN)이 너무 작은 경우, 충격 실린더(9)의 파지(seizing) 및 바람직하지 않은 물질 감김(wraping)이 발생할 수 있다. 절단 갭(SN)이 너무 큰 경우, 충격 실린더는 더 이상 정확하게 인도되지 않는다. 물질이 게이트 영역에서 전단되지 않고 파단되고, 더욱 바람직하지 않은 입자가 형성될 수 있다.
본 발명은 DVD 제조시 탕구 부분(5)의 중앙에 위치해야 하는 게이트(6)과 정보 반송 디스크 블랭크(11) 사이의 사출 갭(SP)이 0.3mm 이하, 바람직하게는 0.15 내지 0.25mm이어야 하고, 동시에 충격 실린더(9)와 정보 반송 디스크 블랭크(11) 사이의 절단 갭(SN)이 0.2mm 이하, 바람직하게는 0.02 내지 0.12mm이어야 한다는 것을 교시한다. 이러한 방법에서, 탕구 부분(5)의 제거 도중에 해로운 정도로 인열 또는 입상 분진을 초래하지 않으면서 정보 반송 디스크 블랭크(11)용 폴리메타크릴레이트 플라스틱을 사용할 수 있다.
1 내지 2mm의 거리에서, 예를 들면 탕구 부분(5)의 게이트(6) 및 탕구 부분(5)의 중앙 쪽의 정보 반송 디스크 블랭크(11) 사이에서, 사출 갭(SP)의 바로 정면에 탕구 부분(5)용 공동의 높이(H)는 다시 0.5mm 이상, 바람직하게는 0.6 내지 1.2mm인 경우가 특히 유리하다. 탕구 부분(5)의 이러한 거의 병형 또는 계단형 기하학은 갭에서 전단 공정 중의 충격 실린더의 특정 정도의 안내장치를 허용하고 이러한 물질은 본래 전단 중에 안정화된다.
본 발명의 방법에서, 240 내지 320℃, 예를 들면 바람직하게는 260 내지 300℃의 용융 조건하의 폴리메타크릴레이트 플라스틱은 107내지 108Pa(100 내지 1000바)와 같은 고압에서 탕구 부싱(4)를 통해 노즐(3)을 경유하여 장치로 사출된다. 폴리메타크릴레이트 플라스틱은 탕구 부싱(4)를 통해 탕구 부분(5)로 및 게이트(6)을 통해 정보 반송 디스크 블랭크용 공동으로 도포된 다음, 자형 다이(8)의 정보를 복제하여 약 40 내지 80℃의 온도에서 금형 장치 내에서 고화시킨다. 탕구 부분(5)는 장치 내부의 게이트(6)에서 충격 실린더(9)를 사용하여 전단되고 탕구 부분(5)는 돌출 핀(10)에 의해 이탈된다. 최종 정보 반송 디스크 블랭크(11)은 장치가 개방된 후에 제거될 수 있다.
정보 반송 디스크 블랭크는 가능한 데이타 매체의 일부만을 언급하는, 예를 들면 디지탈 다기능 디스크(DVD; 2×0.6mm×120mm) 또는 미니디스크(MD; 1.2×64mm)의, 콤팩트 디스크(CD; 1.2×120mm)의 차원을 가질 수 있다. 예를 들면, 기록되거나 기록가능한 데이타 매체일 수 있는 이러한 매체는 오디오, 비디오 또는 컴퓨터 소프트웨어(ROM = read-only memory; CD-ROMs)에서 사용될 수 있다.
DVD의 세부사항은 ECMA 표준 267 및 268에 기술되어 있다. ECMA 267은 저장 용량이 4.7 내지 17.0 기가바이트인 4종의 DVD 유형을 구체적으로 나타낸다. ECMA 268은 직경이 80mm인 DVD를 구체적으로 나타낸다. ECMA 세부사항은 현재 ISO/IEC JTC1 표준으로 포함될 것으로 추정된다.
폴리메타크릴레이트 플라스틱으로 이루어진 신규한 정보 반송 디스크 블랭크는 게이트의 제거로 인해, 홀(hole)의 가장자리에서 중심에 위치하고 느껴지고 나타날 수 있는(경우에 따라, 확대 유리 또는 유리한 보조 도구를 사용하여) 거친 영역(roughened zone)을 갖는다. 이는 가능한 복굴절이 실질적으로 전혀 나타나지않고 이는 데이타 구조(pits)의 매우 높은 복제 정확도에 의해 특징화된다. 유리하게는 특히, 얇고 높은 데이타 밀도를 갖는 DVD에 유리하다.
폴리메타크릴레이트 플라스틱으로 이루어진 정보 반송 디스크 블랭크가 일반적으로 50nm 미만, 바람직하게는 15 내지 30nm, 특히 5 내지 15nm의 복굴절 통로 차이, 내부에서 외부로의 하기 반경선에서 ±(플러스 또는 마이너스) 40% 이하, 바람직하게는 ±30% 이하, 특히 바람직하게는 ±20% 이하로 변동하는 복굴절 통로 차이를 나타낸다.
피트 구조의 복제 정확도에서 사용된 기준은 표준 값으로부터 피트 길이의 표준 편차의 형태로의 변동을 기술하는 지터 값(jitter value)이다. DVD에서, ECMA 267의 13.4.1 부분에서 지터 값은 8% 미만으로 구체화되어 있다. 이러한 값은 본 발명의 방법에 의해 DVD에서 달성할 수 있다. 복제 정확도의 추가의 척도는 ECMA 267, 13.2에 따르는 신호 비대칭률(signal asymmetric)이다. DVD는 -0.5 내지 최대 15.0(15%) 사이의 값을 달성해야 하고, 이는 또한 본 발명으로 사용하면 용이하게 가능하다(지터 및 신호 비대칭 값은 최종 조립 형태의 DVD, 즉 정보 반송 디스크 블랭크를 함유하는 DVD에서 측정한다).
본 발명에 따라 제조된 디지탈 다기능 디스크(DVD)는 ECMA 표준 267, 13.4.1에 따른 복제 데이타의 지터 값이 8.0% 미만이고, 동시에 바람직하게는 ECMA 표준 267, 13.2에 따른 신호 비대칭률이 15% 미만인 것에 의해 특징화된다.
DVD의 평면도(planarity)는 반경각 및 접선각 편차(기울기)의 척도에 의해 기술된다. 최종 조립 형태의 DVD를 측정하면, 각 편차는 반경면 및 접선면 둘 다에서 참조면으로부터의 왜곡으로서 측정할 수 있다. ECMA 267의 부분 12.4에는 허용가능한 반경 기울기가 ±0.8°이하이고 허용가능한 접선 기울기가 ±0.3°이하라고 구체적으로 나타낸다. 기울기가 너무 큰 경우, 참조 평면으로부터의 정보 평면의 수득한 편차가 특히, 미세한 정보 단위(pits) 위로 레이저 빔의 촛점을 맞출때 다수의 정보 평면을 갖는 DVD에서 DVD의 상이한 정보 평면 상의 정보를 판독하는 문제를 야기시킨다.
본 발명의 방법에 의해, ±0.8°이하, 바람직하게는 ±0.7°이하의 반경 기울기(반경각 편차) 및 ±0.3°이하, 바람직하게는 ±0.2°이하의 접선 기울기(접선각 편차)를 갖는 DVD를 제조할 수 있다.
정보 반송 디스크 블랭크는 최종 CD, DVD 또는 MD의 필수 부품으로서 제공된다. 예를 들면 최종 CD, DVD 또는 MD, 또는 또다른 데이타 반송 디스크에 대한 정보 반송 디스크 블랭크의 추가의 처리는 그 자체로 공지된 방식으로 수행된다. CD에서, 정보 반송면은, 예를 들며 알루미늄을 사용한 금속화(스퍼터링)에 의해 금속으로 피복된다. 인쇄를 함유할 수도 있는 라커층이 보호용으로 도포된다. DVD는 접착층으로 결합된 2종의 정보 반송 디스크 블랭크로부터 제조된다.
충격 실린더(9)의 스트로크(stroke)는 또한 스탬핑 말단에서 입자 형성에 영향을 주고, 가능하게는 그 결과로 파단력에 영향을 준다는 것을 추가로 발견하였다. 1.5mm 이상의 범위의 스트로크는 일반적으로 폴리카보네이트의 정보 반송 디스크의 제조를 위해 선택된다.
본 발명의 사출 갭(SP) 및 전단 갭(SN)의 배치 이외에, 충격 실린더의 스트로크가 CD 제조시 0.3 내지 1.3mm, 바람직하게는 1.0 내지 1.3mm이고 DVD 제조시 0.3 내지 1.0mm, 바람직하게는 0.4 내지 0.6mm인 경우, 중앙 스탬핑 홀에서의 입자 형성은 추가로 감소될 것이다.
이러한 결과는, 미세한 입자가 게이트에서 충격 실린더 면을 따라 추가로 인열될 수 있고 이러한 이동이 더욱 장기화될수록 이러한 작용이 더욱 뚜렷해진다고 추정된다. 명백하게는, 이에 의해, 너무 작아서 육안으로는 확인되지 않는 입자가 형성될 수 있다. 이는 충격 실린더의 스트로크가 적합하게 제한되는 경우, 금형 오염이 초기에 관찰되지 않을 뿐만 아니라, 작업 몇 시간 후에도 더이상 발생하지 않는다는 사실로부터 추론된다.
본 발명에 이르러, 플라스틱의 정보 반송 디스크는 사출 성형법 또는 압축 성형법을 사용하여 주로 폴리카보네이트로 제조된다. 여기서의 일반적인 문제는, 공정이 특히 박층 두께의 경우에서 최적이 아닌 경우, 특히 폴리카보네이트를 사용하면 용이하게 발생할 수 있는 비교적 높은 복굴절(birefringence)의 경향이다. 정보 반송 디스크, 예를 들면 콤팩트 디스크(CD), 미니디스크(MD) 또는 디지탈 다기능 디스크(DVD)로부터 정보를 해독하는 도중에, 이러한 복굴절은 바람직하지 않은 간섭(interference)을 유발하고 따라서 최악의 경우 스크랩(scrap) 손실이 발생한다.
본 발명에 이르러, 폴리메타크릴레이트 플라스틱 또는 다시말해, 주로 메틸 메타크릴레이트로 이루어진 플라스틱은 낮은 복굴절 진행 경향을 나타내고, 폴리카보네이트 대신 폴리메타크릴레이트 플라스틱의 사용은 확실히 관심있는 대안이다. 더 큰 공정 창 이외에, 폴리메타크릴레이트는 폴리카보네이트에 비해 더 우수한 복제 정확도 및 표면 경화라는 추가의 잇점을 갖는다. 그러나, 단점은 취성(brittleness)이 더 크다는 점이다. 이는 탕구 부분을 절단하는데 문제를 일으키는데, 그 이유는 입상 분진을 더 많이 형성시켜 장치 또는 정보 반송 디스크 자체로 혼입될 수 있기 때문이다. 이러한 입자는 사출 금형 또는 자형 다이(female die)를 오염시키거나, 최악의 경우에 이들을 사용할 수 없게 할 수 있다. 정보 반송 디스크 상의 입상 분진은 후속 처리 단계 도중에, 특히 알루미늄층을 사용하여 정보 반송면을 금속화시키는 도중에 문제를 일으킬 수 있다. 이러한 입상 분진은 스크랩 손실을 증가시키고 알루미늄 표면을 밀폐되지 않게 한다.
본 발명의 목적은 폴리메타크릴레이트 플라스틱의 정보 반송 디스크 블랭크의 사출 성형 또는 압축 성형을 위해, 높은 복제 정확도를 갖는 정보 반송 디스크 블랭크을 수득하고, 탕구 부분이 여전히 장치 내에 존재할지라도, 블랭크의 제거 후 용이하게 절단될 수 있도록 하는 정도로 전단시킬 수 있게 하는 장치를 제공하는 것이다. 특별한 목적은 절단 공정 도중에 절단 점에서 인열로 인한 입자 형성을 방지하는 것이다.
본 발명의 목적은 제1 금형 부분(1)이 정보 데이타를 갖는 자형 다이(8)를 함유하고 제2 금형 부분(2)과 함께 하나의 정보 반송 디스크 블랭크용 공동을 형성하는 2개의 금형 부분(1,2), 중앙에 위치한 게이트(6)를 갖는 탕구 부분(5)용 탕구 부싱(4), 장치내의 탕구 부분을 전단시키기 위한 충격 실린더(impact cylinder)(9) 및 돌출 핀(10)을 포함하는, 폴리메타크릴레이트 플라스틱로 이루어진 정보 반송 디스크 블랭크(11)의 사출 성형 또는 압축 성형용 사출 성형기 또는 압축 성형기의 부품으로서 적합한 금형 장치에 의해 달성되고, 이러한 금형 장치는, 탕구 부분(5)의 게이트(6)와 정보 반송 디스크 블랭크(11) 사이의 사출 갭(SP)은 0.3mm 미만이고 충격 실린더(9)의 가장자리와 정보 반송 디스크 블랭크(11)의 가장자리 사이의 절단 갭(SN)이 0.2mm 미만인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 또한, 폴리메타크릴레이트 플라스틱으로 이루어진 정보 반송 디스크 블랭크의 제조방법 뿐만 아니라, 당해 방법으로부터 제조된 신규한 정보 반송블랭크 및 DVD에 관한 것이다.
중앙 홀에서 스탬핑 말단 상태 및 파단 강도의 연속 평가와 함께 디지탈 다기능 디스크(DVD)에 대한 사출 성형 실험
실험적 셋업/사출 성형기
이동성 금형 면 및 고정 금형 면을 갖는 2부분 금형 장치 및 DVD용 자형 다이가 장착된 사출 성형기가 사용된다.
게이트(6), 사출 갭(SP) 및 절단 갭(SN)의 위치, 및 충격 실린더의 스트로크(mm)가 상이한 충격 실린더(9) 및/또는 상이한 탕구 부싱(4)의 설치에 의해 각각 각종 실험에서 변형된다.
폴리카보네이트 성형 화합물(PC)는 일부 경우에 사용되고 2종의 폴리메타크릴레이트 성형 화합물(PM-1 및 PM-2)가 다른 경우에 사용된다.
성형 화합물은 약 500bar의 압력에서 초기 용융 온도 290℃ 및 금형 온도 60℃에서 각각 사출된다. 사출, 유지 압력, 냉각 시간, 탕구의 펀칭, 금형의 개방 및 DVD의 제거를 위한 사이클 시간은 약 5초이다. 실험은 시작 약 5분 후에 제조 공정으로부터 수득한 기초 DVD를 토대로 평가한다.
수득한 DVD의 중앙 홀에서 스탬핑 말단(충격 실린더에 의한 탕구 부분의 제거에 기인하는 거친 영역)은 하기 나타낸 기준을 기초로 하여, 광학적으로 평가한다. 한 면에 위치한 게이트의 경우에, 탕구의 상부 말단은 (중앙에 위치하는 탕구와 대조적으로) 반 DVD 면의 상부 말단과 함께 폐쇄된다.
성형 화합물:
PC: 시판되는 저 분자량의 폴리카보네이트 성형 화합물(제조자에 따라서, 광학 데이타 매체 또는 DVD 제조를 목적으로 한다)
PM-1:
조성: 메틸 메타크릴레이트 92중량%, 메틸 아크릴레이트 8중량%
MFI(ISO 1133, 230℃/3.8kg) = 21g/10min
J 값: 48㎖/g
PM-2:
조성: 메틸 메타크릴레이트 96중량%, 메틸 아크릴레이트 4중량%
MFI(ISO 1133, 230℃/3.8kg) = 6g/10min
J 값: 52㎖/g
실험 결과의 평가
스탬핑 말단:
1 = 매우 불량 다수의 인열을 함유하여 거침, 상당한 입상 분진
2 = 불량 거침, 거의 인열이 없음, 상당한 입상 분진
3 = 중간 약간 거침, 인열 없음, 약간의 입상 분진
4 = 양호 거의 거칠지 않음, 입상 분진이 존재
5 = 매우 양호 평활, 입상 분진이 관찰되지 않음
파단 강도의 평가는 수동으로 DVD를 굽힘으로써 시험한다.
1 = 매우 불량 즉시 파단
2 = 불량 1 보다는 좀 더 우수
3 = 중간 추가의 왜곡 후에 파단
4 = 우수 3 보다 굽힘 반경이 더 우수
5 = 매우 우수 폴리카보네이트 DVD의 파단 강도에 상응
PM: 성형 화합물 PM-1 및 PM-2를 사용하면 유사한 실험 결과가 언제나 수득된다. 그러므로, 실험은 하기 표에서 하나의 컬럼에 "PM"으로 정리한다.
실험 번호 FM SP(mm) SN(mm) 스트로크(mm) 게이트 위치 스탬핑 말단의 평가 굽힘 거동의 평가
1-DVD PC 0.3 0.7 1.5 한 면 5 5
2-DVD PM 0.3 0.7 1.5 한 면 1 1
3-DVD PM 0.3 0.5 1.5 한 면 1 1
4-DVD PM 0.3 0.2 1.5 한 면 2 2
5-DVD PM 0.3 0.2 1.5 중앙 2 3
6-DVD PM 0.2 0.1 1.5 한 면 3 2
7-DVD PM 0.2 0.1 1.5 중앙 4 4
8-DVD PM 0.2 0.1 0.5 한 면 4 3
9-DVD PM 0.2 0.1 0.5 중앙 5 4
실험 9에서, 사출 성형 시스템이 연속적으로 수 시간 동안 작동한 후에도 금형 오염이 전혀 발견되지 않는다. 실험 7에서, 이후에 약간의 오염이 진행된다.

Claims (15)

  1. 제1 금형 부분(1)이 정보 데이타를 갖는 자형 다이(female die)(8)를 함유하고 제2 금형 부분(2)과 함께 하나의 정보 반송 디스크 블랭크용 공동(cavity)을 형성하는 2개의 금형 부분(1,2), 중앙에 위치하는 게이트(6)를 갖는 탕구(湯口; sprue) 부분(5)용 탕구 부싱(4), 장치내에서 탕구 부분(5)을 전단시키기 위한 충격 실린더(9) 및 돌출 핀(10)을 포함하는, 폴리메타크릴레이트 플라스틱으로 제조된 정보 반송 디스크 블랭크(11)를 사출 성형 또는 압축 성형하기 위한 사출 성형기 또는 압축 성형기의 부품으로서 적합한 금형 장치로서, 탕구 부분(5)의 게이트(6)와 정보 반송 디스크 블랭크(11) 사이의 사출 갭(SP)이 0.3mm 미만이고 충격 실린더(9)의 가장자리(rim)와 정보 반송 디스크 블랭크(11)의 가장자리 사이의 절단 갭(SN)이 0.2mm 미만임을 특징으로 하는 금형 장치.
  2. 제1항에 있어서, 탕구 부분(5)의 게이트(6)와 탕구 부분(5)의 중앙으로 향하는 정보 반송 디스크 블랭크(11) 사이의 사출 갭(SP) 바로 뒤의 탕구 부분용 공동의 높이(H)가 0.5mm 이상임을 특징으로 하는 금형 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 충격 실린더(9)의 스트로크(stroke)가 0.3 내지 1.3mm인 금형 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 따르는 장치에서 사출 성형 또는 압축 성형시킴으로써 폴리메타크릴레이트 플라스틱의 정보 반송 디스크 블랭크(11)를 제조하는 방법에서, 용융 조건의 폴리메타크릴레이트 플라스틱이 고압에서 탕구 부싱(4)을 통해 노즐(3)을 경유하여 장치 속으로 사출되고, 폴리메타크릴레이트 플라스틱이 장치 속에서 고화되고, 탕구 부분(5)이 게이트(6)에서, 충격 실린더(9)에 의해 장치 내부에서 전단되고, 탕구 부분(5)이 돌출 핀(10)에 의해 이탈되며, 정보 반송 디스크 블랭크가, 장치가 개방된 후에 제거되는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 디지탈 다기능 디스크(DVD)용 정보 반송 디스크 블랭크가 생성됨을 특징으로 하는 방법.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 폴리메타크릴레이트 플라스틱이 메틸 메타크릴레이트 85 내지 97중량%와 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트 또는 n-부틸 아크릴레이트 15 내지 3중량%를 포함하고, 용융 유동 지수가 230℃/3.8kg(ISO 1133)에서 5.5 내지 30㎖/10min이고, 열 안정성이 320℃ 이상(질소 대기하에 가열 속도 5℃/min에서 열 중량 분석 균형법으로 측정한, 2중량% 손실에 대한 TD 값)이고, 탄성 모듈러스가 2800 내지 3300MPa이고(ISO 527), 시브 분석법(sieve analysis)(1.6mm 메쉬 개구)으로 측정한, 입상체 중의 미세 입자의 비율이 0.5중량% 미만인, 입상 폴리메타크릴레이트 성형 화합물의 형태로 사용됨을 특징으로 하는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 입상 폴리메타크릴레이트 성형 화합물이 이형제(mold-release agent)를 전혀 함유하지 않거나 0.05중량% 이하로 함유하는 방법.
  8. 게이트(6)의 제거로 인한 거친 영역이 정보 반송 디스크의 홀(hole)의 가장자리에서 중앙에 배치됨을 특징으로 하는, 제4항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 따르는 방법으로 수득 가능한 폴리메타크릴레이트 플라스틱의 정보 반송 디스크 블랭크(11).
  9. 제8항에 있어서, 기록된 광학 데이타 매체 또는 기록가능한 광학 데이타 매체의 부품임을 특징으로 하는 정보 반송 디스크 블랭크.
  10. 제9항에 있어서, 콤팩트 디스크(CD), 디지탈 다기능 디스크(DVD) 또는 미니디스크(MD)의 부품임을 특징으로 하는 정보 반송 디스크 블랭크.
  11. 제10항에 있어서, 디지탈 다기능 디스크(DVD)의 부품이고, 당해 부품으로부터 제조된 DVD의, ECMA 표준 267, 13.4.1에 따르는 복제 데이타의 지터 값(jitter value)이 8.0% 미만임을 특징으로 하는 정보 반송 디스크 블랭크.
  12. 제11항에 있어서, ECMA 표준 267, 13.2에 따르는 신호 비대칭률이 15% 미만임을 특징으로 하는 정보 반송 디스크 블랭크.
  13. ECMA 표준 267, 13.4.1에 따르는 복제 데이타의 지터 값이 8.0% 미만임을 특징으로 하는, 제4항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 따르는 방법에 의해 제조될 수 있는 디지탈 다기능 디스크(DVD).
  14. 제13항에 있어서, ECMA 표준 267, 13.2에 따르는 신호 비대칭률이 15% 미만임을 특징으로 하는 디지탈 다기능 디스크(DVD).
  15. 제13항에 있어서, 반경 기울기(반경 각 편차)가 ±0.8°이하이고 접선 기울기(접선 각 편차)가 ±0.3°이하임을 특징으로 하는 디지탈 다기능 디스크(DVD).
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