JPH03162920A - 高密度情報記録担体用プラスチックディスクの射出成形用金型組立体 - 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） 本発明はビデオディスク、光ディスク等の高密度情報記
録担体用基盤、特にプラスチック基盤の成形方法の改良
に関するものであり、特に、上記プラスチック基盤すな
わちディスクの射出成形に用いられる改良された金型組
立体に関するものである。

（従来技術） 一般に、ビデオディスクや光ディスク等に用いられるプ
ラスチック基盤は厚さが約１．２〜１．５ａｍ，直径が
最大約３００ｍｍと極めて薄くて偏平である上、材料と
しては流動性の悪いアクリル樹脂やポリカーボネート樹
脂が用いられるため、今日でも完全に満足のいくプラス
チック基盤を成形するのは難しい。この種ディスク基盤
に要求される種々の性能の中で、成形品の寸法安定性と
形状安定性は重要なものであり、ディスクの厚さは例え
ば１．２±０．１ｍｍでなければならず、成形品にそり
やねじれがあってはならない。このように超精密なプラ
スチックディスクはたとえ今日開発されている最高の精
密射出成形機を用いても成形が困難である。

その最大の理由は上記のように極めて薄くて径の大きい
成形キャビティーに溶融樹脂を均一に射出充填すると、
ゲート近傍とゲートから遠い位置とで樹脂の同化速度お
よび充填圧力に差が生じ、その結果成形品の肉厚が不均
一となり、また残留歪みが残って成形品がそったり、ね
じれたりするためである。

こうした欠点を無くすには材料の樹脂として流動性の良
い低分子比のＰＭＭＡやＰＣを用いればよいが、ディス
クの耐久性、耐熱性、形状安定性を良くするためには流
動性の悪い高分子量のＰＭＭＡやＰＣを用いる必要があ
り、こうした高分子量の材料を用いた場合には上記の寸
法安定性、形状安定性が悪くなる上に、スタンパーから
の転写性も悪くなる。

本発明の対象とする高密度情報記録担体用基盤を射出成
形で作る方法は例えば特開昭５６−１３９９４０号や特
開昭５７−２０３５１７号に記載されている。この射出
成形法に用いられる金型組立体の成形キャビティーは希
望する成形品の収縮率を見込んだ実質的に成形品と同一
寸法に作られている。しかし、実際にこの金型を用いて
或ルしたプラスチックディスクの肉厚は成形キャビティ
ーの寸法と同一にはならず、中心部が外周部に比べて相
対的に肉厚になる上、ヒケのため成形品の形状安定性も
悪い。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明の目的は、放射方向の肉厚分布が均一で且つ形状
安定性が優れた高密度情報記録担体用プラスチックディ
スクを射出成形することができるようにする金型組立体
を提供することにある。

（課題を解決する手段） 本発明の提供する金型組立体は、第１の割型と、第２の
割型と、これら２つの割型のいずれか一方に支持された
スタンパーとによって構成され、このスタンパーおよび
上記２つの割型のいずれか一方の表面によって偏平な環
状成形キャビティー・が区画形威され、この環状成形キ
ャビテイー中に上記２つの割型の少なくとも一方に設け
られた射出ゲートを通して溶融樹脂を射出して高密度情
報記録担体用プラスチックディスクを射出成形するのに
用いられる金型組立体であって、上記環状成形キャビテ
ィーの軸線方向間隙寸法が上記射出ゲートから放射方向
に離れるにつれて連続して大きくなっていることを特徴
としている。

本発明の一実施態様の金型組立体では、環状成形キャビ
ティーの軸線方向間隙寸法が上記射出ゲートから放射方
向に離れるにつれて連続して大きくなるように第１の割
型および第２の割型の互いに対向する表面のいずれか一
方または両方を環状成形キャビティーの仮想中心平面に
対して傾斜させ、上記スタンパーの軸線方向肉厚を放射
方向において実質的に均一する。

本発明の他の一実施態様の金型紐立体では、環状成形キ
ャビティーの軸線方向間隙寸法が上記射出ゲートから放
射方向に離れるにつれて連続して大きくなるように上記
スタンパーの軸線方向肉厚を連続的に小さくし、第１の
割型と第２の割型の互いに対向する表面を互いに平行に
する。

上記射出ゲートは環状成形ヰヤビティーの中心近傍に設
けるのが好ましいが、環状成形キャビティの放射方向外
周近傍のフラッシュゲートにすることも可能である。

（作用） 本発明は、成形キャビティーの軸方向寸法を、溶融樹脂
が成形キャビティーに射出されるゲートから放射方向に
離れるにつれて連続的に大きくする、すなわち成形キャ
ビティーの軸方向寸法に拡大テーパーを付けることによ
って上記目的が達或できるという実験事実に基づいてい
る。

本発明による成形ヰヤビティーの軸方向間隙寸法分布変
化はスタンパーの放射方向肉厚分布に変化を付けること
によって達或することができる。

より一般的には、下記のいずれかの方式によって行うこ
とができる： （１）　　成形キャビティーを区画形成する軸線方向対
向面を成形キャビティーの仮想中心面にたしいて互いに
平行とし、スタンパーの肉厚の方にチーパーを付ける方
式、 （２）スタンパーの肉厚は均一にし、成形キャビティー
の軸線方向対向面の方に傾斜を付ける方式、 （３）上記（１）と（２）を組合せた方式。

溶融樹脂の射出方向は成形キャビティーの放射方向外向
きでも内向きでも良いが、一般には偏平な成形キャビテ
ィーの中心に溶融樹脂を射出して放射方向外向き拡大さ
せる。この型式の高密度情報記録担体用プラスチックデ
ィスクの射出成形機に関しては前記の特開昭５６−１３
９９４０号や本出願人による特開昭５８−１１５９００
号を参照されたい。これとは逆に偏平な成形キャビティ
ーの外周から放射方向内向きに射出する形状のものにも
本発明は適用できる。この場合には例えば本出願人によ
る特願昭５８−１２６１８３号を参照されたい。

本発明の対象とする高密度情報記録担体用プラスチック
ディスクの成形に用いられるスタンパー表面には一般に
制御信号用またはトラッキング用のサブミクロンオーダ
ーの凹凸が形成されている。

本発明による成形キャビティーの軸方向肉厚の最大値（
Ｄ１）と最小値（Ｄ２〉の差（ｄ）は、成形されるプラ
スチックディスクの半径（Ｌ）が１５００ｍｍで厚みが
１．２ｍｍの場合、１００μ以下であればよく、好まし
くはこのｄ＝１０〜５０μである。プラスチックディス
クの半径が小さくなるにつれて上記ｄの値は一般に小さ
くなる。

以下、添付図面を用いて本発明を説明する。

先ず、第１図を用いて従来公知の高密度情報記録担体用
プラスチックディスク成形用金型組立体の概要を説明す
る。ＰＭＭＡ，ＰＣＳＰＶＣ等の溶融樹脂は射出成形機
（図示せず）から割型１、２の間に区画形威された成形
キャビティ−３中に中心ゲート５を介して射出される。

一般に、成形キャビティー３の軸線方向対向面上には凹
凸信号情報を有するスタンパ−４が取付け具（図示せず
）によって固定されている。成形キャビティ−３の寸法
は例えば軸方向厚さが１．２ｍｍ，直径が３０Ｏｎ＋＋
ｎであり、Ｌ（半径）／Ｄ（厚さ）　＝１２５と極めて
薄いものである。この半径は最＃威形品であるディスク
の寸法と実質的に同一に作られている。

しかし、実際にこ従来法の成形キャビティーで成形した
プラスチックディスクの寸法は成形キャビティーの寸法
と同一にはとならず、中心ゲート５に近い部分が肉厚と
なり、中心ゲート５から遠いキャビティー外周部の部分
が肉薄となる。こ原因は成形キャビティー３のＬ／Ｄが
１２５と極めて偏平で薄いため、キャビティー中心部と
外周部で射出された溶融樹脂の固化速度に差が生じ、射
出最終行程近くではゲートから遠い部分は既に固化が始
まっており、射出最終行程で供給された溶融樹脂はゲー
ト近傍にしか充填されないためである。

この欠点を無《すために金型の放射方向温度分布を付け
てあるが、それだけでは不十分である。

本発明はこの従来品の欠点を無くすために、成形キャビ
ティーの軸線方向寸法をゲートから離れるにつれて大キ
くシたものである。以下、第２〜４図を用いて本発明の
実施例を説明する。第２〜３図は本発明の原理を示す概
念図であり、各部材の相対的寸法は本発明の効果を明瞭
にするために誇張して示してあり、本発明の本質と関係
ないものは図示していない。高密度情報記録担体用プラ
スチックディスクの詳細な金型構造については前記の特
開昭５６−１３９９４０号や特開昭５８−１１５９００
号を参照されたい。

第２図は本発明の一実施例を示す金型組立体の概念図で
、この場合には割型１、２によって区画形威される成形
ヰヤビティーは従来公知のものと同一であるが、スタン
パ−４゜の軸方向肉厚はゲート５から遠ざかるにつれて
薄くなるように、換言■ １ すれば成形キャビティーの仮想中心面６から離れるよう
に、テーパーが付けられている。この金型組立体で区画
形成される成形キャビティー３′の寸法は第３図に示す
ように中心部が薄く、周辺部が厚くなっている。中心ゲ
ート５近傍の成形キャビティーの軸方向厚さＤ２（最小
値）と外周部近傍の軸方向厚さＤ．（最大値）との差ｄ
　（一Ｄ＋　　Ｄ２）は射出成形条件によっても変化す
るが、一例としてＬ／Ｄ．　＝０．００８の場合にはｄ
＜１００μ、好ましくはｄ−１０〜５０μとすることが
できる。要は最終威形品の放射方向肉厚分布が、与えら
れた射出成形条件において均一になるように選択される
。

上記のテーパー付スタンバ−４″は本出願人による昭和
５５年７月６日出願の特願昭５８−１２１６９０号に記
載された方法で製作することができる。

第２図ではスタンパーが割型２のキャビティー形成面に
のみ設けられているが、割型１の方に設けたり、あるい
は両方の割型１、２にそれぞれ設けることもできる。

第４図は本発明の他の実施例を示すもので、こ１ ２ の場合には成形キャビティ−３”の軸線方向間隙寸法変
化が割型のキャビティー形戊面自体によって与えられる
。すなわち、スタンパ−４″の厚さは均一であり、各割
型１、２の成形キャビティー形成面には、中心ゲート５
から離れるにつれて成形キャビティーの仮想中心面６か
ら離れるようなテーパーが付けられている。第４図では
割型１、２の両方にテーパーが付いているが、いずれか
一方にのみテーパーを付けることもでき、スタンパ−４
″を割型１の方に付けることもできる。

以上の実施例は溶融樹脂が成形キャビティーの中心に射
出ゲート５が付けられている中心供給方式の射出成形に
本発明を適用したものであるが、射出ゲートを成形キャ
ビティーの外周部に設けた周辺供給方式のものに本発明
を適用することもできる。この方式の射出成形用金型に
関しては本出願人による特願昭５８−１２６１８３号を
参照されたい。

この周辺供給方式の場合にはテーパーは当然逆方向に付
けられる。

さらに、第２、４図に示す実施例ではスタンパ一を用い
た実施例を示したが、スタンパーを用いずに割型１２の
成形キャビティー形成面のみでフラットディスクを成形
する場合にも本発明を適用することができる。その場合
には第４図に示す金型ｌ１２からスタンパ−４”を除い
たもので成形すればよい。

次に本発明の実施例を示す。

実施例 本出願人の昭和５６年７月６日付け特願昭５６−１２１
，６９０（発明の名称「高密度情報記録担体製造用スタ
ンパーの電鋳方法および装置」）に記載の方法で、第４
図の下側に示す放射方向肉厚分布を有するスタンパーを
製作した。このスタンパーは中心近傍肉厚と周辺近傍肉
厚との差を３０μに製作された。

このスタンパーを金型にセットし、射出成形機（名機製
作所製ＤＭ−２００　）を用いて、メチルメクアクリレ
ート樹脂（ＭＦ　Ｒ　：　２　ｇ／１０ｍｍ）を中心か
ら供給して射出成形した。この場合の射出シリンダー温
度は３００℃で、金型温度は５５℃であった。

得られたプラスチックディスクの放射方向肉厚分布は第
４図の上側に示すように、中心部近傍の肉厚と外周部近
傍の肉厚との差が１５μしかなかった。この程度の肉厚
さは高密度情報記録担体用ディスクとして十分実用可能
な値である。さらに、このスタンパーによって作ったデ
ィスクの外周部のヒケも比較例のものに比べるとはるか
に小さい値であった。

（比較例） 上記本発明実施例と同一の方法で第５図の下側に示す放
射方向肉厚分布を有するスタンパーを作った。すなわち
、このスタンパーは中心部近傍と外周部近傍の肉厚差が
８μしかなく、従来使用されている均一厚さのスタンパ
ーに近いものである。

このスタンパーを用いて上記本発明実施例と同じ成形条
件で成形したディスクの放射方向肉厚分布は第５図の上
側に示すように、中心部近傍と外周部の肉厚差が６０μ
と大きかった。また、ディスｌ５ ク外周部のヒケも本発明のものよりはかに大きかった。

以上の説明から明らかなように、スタンパーにゲートか
ら離れるにつれて減少する軸方向厚さ分布を付けること
によって均一厚さの成形品が得られるということは明ら
かである。

本発明は上記の特殊実施例に限定されることなく、種々
の変形が可能であるということは理解できよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来公知の金型の概念断面図。 第２図は本発明の一実施例を示す概念的断面図で、第１
図に対応する部材には第１図と同じ符号が付けてある。 第３図は第２図の成形キャビティーの形状を示す説明図
。 第４図は本発明の他の実施例を示す概念的断面図。 第５図は本発明の一実施例によるスタンパーとｌ ６ 成形品の軸方向肉厚（μ）を中心からの距離（ｍｍ）に
対して陥いた図。 第６図は従来法によるスタンパーと成形品の軸方向肉厚
分布を示す比較例の第４図と同様な図。 （図中符号〉 １，２：割型、　　　３：成形キャビティー４：スタン
パー、　　５：射出ゲート、６：仮想中心平面

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１の割型と、第２の割型と、これら２つの割型
   のいずれか一方に支持されたスタンパーとによって構成
   され、このスタンパーおよび上記２つの割型のいずれか
   一方の表面によって偏平な環状成形キャビティーが区画
   形成され、この環状成形キャビティー中に上記２つの割
   型の少なくとも一方に設けられた射出ゲートを通して溶
   融樹脂を射出して高密度情報記録担体用プラスチックデ
   ィスクを射出成形するのに用いられる金型組立体におい
   て、 上記環状成形キャビティー（３）の軸線方向間隙寸法（
   Ｄ）が上記射出ゲート（５）から放射方向に離れるにつ
   れて連続して大きくなっていることを特徴とする金型組
   立体。
2. （２）環状成形キャビティーの軸線方向間隙寸法が上記
   射出ゲートから放射方向に離れるにつれて連続して大き
   くなるように第１の割型（１）および第２の割型（２）
   の互いに対向する表面のいずれか一方または両方が環状
   成形キャビティーの仮想中心平面（６）に対して傾斜し
   ており、上記スタンパー（４）の軸線方向肉厚が放射方
   向において実質的に均一であるような特許請求の範囲第
   １項に記載の金型組立体。
3. （３）環状成形キャビティーの軸線方向間隙寸法が上記
   射出ゲートから放射方向に離れるにつれて連続して大き
   くなるように上記スタンパー（４）の軸線方向肉厚が連
   続的に薄くなっており、第１の割型と第２の割型の互い
   に対向する表面が互いに平行であるような特許請求の範
   囲第１項記載の金型組立体。
4. （４）上記射出ゲートが環状成形キャビティーの中心近
   傍に有るような特許請求の範囲第１〜３項のいずれか一
   項に記載の金型組立体。
5. （５）上記射出ゲートが環状成形キャビティの放射方向
   外周近傍のフラッシュゲートであるような特許請求の範
   囲第１〜３項のいずれか一項に記載の金型組立体。