JPH0336653B2 - - Google Patents

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JPH0336653B2
JPH0336653B2 JP61023594A JP2359486A JPH0336653B2 JP H0336653 B2 JPH0336653 B2 JP H0336653B2 JP 61023594 A JP61023594 A JP 61023594A JP 2359486 A JP2359486 A JP 2359486A JP H0336653 B2 JPH0336653 B2 JP H0336653B2
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molding die
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Yoshihiko Yuzawa
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Fumio Kagawa
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Showa Denko KK
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、コンパクトデイスク、レーザーデイ
スクなどの光デイスクの成形に好適に用いられる
金型に関するものである。
「従来の技術」 原音を高精度に再生できるオーデイオレコード
として、記録がデジタル信号でなされるコンパク
トデイスクが提供されている。このコンパクトデ
イスクには、微少なピツト（凹部）の有無によつ
て信号が記録されている。このような光デイスク
の製造方法には、光デイスク用の基板を成形す
る時に同時に信号を入れて一遍に光デイスクを製
造する方法と、まず光デイスク用の基板を製造
しておき、その後別工程でその基板に信号を入れ
る方法とがある。前記の場合の光デイスクの製
造は、一般に、ピツトに対応する突起を有する円
板（スタンパ）を成形用金型に取り付けて射出成
形法により行なわれる。このスタンパは、ニツケ
ルを電鋳することによつて製造された厚さ0.3mm
程度の非常に薄いものである。
この成形用金型は、第２図に示すように、固定
側金型１のキヤビテイ面１ａと可動側金型２のキ
ヤビテイ面２ａとで円板状のキヤビテイ３が形成
されたもので、この金型の可動側金型２のキヤビ
テイ面２ａは鏡面に仕上げられている。そして、
このキヤビテイ面２ａには、中央の凹部４を利用
して、厚さ0.3mm程度の薄いスタンパ５が着脱可
能に取り付けられている。
従来、この成形用金型は、加工上の都合からス
タバツクス（商品名 ウツデホルム社製）などの
鋼材によつて製作されていた。
「発明が解決しようとする問題点」 光デイスクを成形する場合、金型に取り付けら
れたスタンパ５は、デイスクの種類に応じて交換
される。
ところが従来の金型にあつては、スタンパ５を
交換する時などに治具等が誤つてキヤビテイ面２
ａに当たる事故が起きるとキヤビテイ面２ａに簡
単に傷が付き、その傷のために薄いスタンパ５に
変形が生じ、ついには成形されるデイスクに転写
されて、不良品を大量に成形してしまう不都合が
あつた。
また、このため従来の成形用金型にあつては、
キヤビテイ面２ａに傷が付くと、その都度キヤビ
テイ面２ａのメンテナンス（磨き直し）を行わな
ければならず、デイスクの生産効率を向上するう
えで障害となつたいた。
さらに、従来の金型にあつては、キヤビテイ３
に樹脂が注入される際に発生するスタンパ５の振
動によつてキヤビテイ面２ａの外周が傷付き、ス
タンパ５に取り付け状態が悪化してしまう問題が
あつた。
「問題点を解決するための手段」 そこで、本発明にあつては金型のキヤビテイを
なすキヤビテイ面の少なくとも一部をロツクウエ
ル硬さ（Ａスケール）90以上のセラミツクス焼結
体で形成し、光デイスク成形時、該キヤビテイ面
上に交換可能なスタンパを取り付けることによつ
て、上記問題点の解決を図つた。
以下、図面を参照して本発明の成形用金型を詳
しく説明する。
第１図は、本発明の成形用金型の一例を示すも
ので、上記従来例と同一構成部分には、同一符号
を付して説明を簡略化する。
この例の成形用金型では、可動側金型２が、キ
ヤビテイ面２ａを形成するセラミツクス部材１０
と、可動側金型本体２ｂとによつて構成されてい
る。
セラミツクス部材１０は、セラミツクス焼結体
からなるもので、スタンパ取り付け用凹部４の一
部をなす孔１０ａを有するドーナツ板状に形成さ
れている。このセラミツクス部材１０は、ボルト
などによつて機械的に、あるいは接着剤などによ
つて可動側金型本体２ｂに固定されている。
このセラミツクス部材１０は、ロツクウエル硬
さがＡスケールで90以上のセラミツクス焼結体に
よつて形成されている。焼結体の硬さが90未満で
あると、スタンパ５を取り替える際の治具などの
衝突により、また表面を清掃するときなどの摩擦
により、セラミツクス部材１０の形成するキヤビ
テイ面２ａに傷が付きやすくなる不都合が生じ
る。
また、このセラミツクス部材１０は、焼結密度
が理論密度の85％以上（炭化珪素の場合は2.74
ｇ／cm3以上ということになる）のセラミツクス焼
結体で形成されたものが適し、特に望ましくは理
論密度の93％以上（炭化珪素の場合は3.03ｇ／cm3
以上）である。焼結密度が小になると、セラミツ
クス焼結体中の気孔が大型化するので、セラミツ
クス部材１０の表面を十分平滑に仕上げることが
できない不都合が生じる。
このようなセラミツクス部材１０を形成するセ
ラミツクス材料には、炭化珪素、窒化珪素、アル
ミナ、窒化アルミ、ジルコニア、スピネル、チタ
ンカーバイド、ボロンカーバイドなど、種合のも
のを利用できる。中でも、炭化珪素は、熱伝導率
が大きいので、成形時の冷却を円滑に行うことが
でき、成形時間を短縮して成形サイクルの向上を
図ることができる利点がある。
炭化珪素にはα型、β型などがあるが、このセ
ラミツクス部材１０をなすセラミツクス材料に
は、いずれも用いることができる。また、炭化珪
素の焼結法として、加圧焼結する方法と、無加圧
で焼結する方法と、珪素（Si）と炭素（Ｃ）を反
応させながら焼結する方法があるが、この成形用
金型にはいずれの方法で製造された炭化珪素も利
用できる。また、この炭化珪素は、主成分である
炭化珪素（SiC）の微粉末に炭素源（Ｃ）などを
添加して、これを焼結させることで製造される
が、これらに更に炭化ホウ素（B4C）等、SiCの
焼結をより円滑に進行させるホウ素などを含む添
加物が加えられたものがある。この発明の成形用
金型には、いずれの炭化珪素をも利用できること
は勿論である。
このような炭化珪素からなるセラミツクス部材
１０を製作するには、まず、炭化珪素に結合剤及
び助剤を所定量添加しさらに水を所定量加えた
後、ボールミル等でそれらを十分に混合してスラ
リーを作る。ついで、このスラリーをスプレード
ライヤー等で処理して顆粒化した後、この顆粒を
プレス等で加圧成形し、成形体を作る。次いで、
この成形体を、旋盤、フライス盤などで所定の形
状に加工した後焼結し、その後ダイヤラツプ等で
磨きなど仕上げ加工を施してセラミツクス部材１
０とする。
この仕上げられたセラミツクス部材１０のキヤ
ビテイ面２ａの表面粗さは、0.05S〜1.2S程度で
あることが望ましい。キヤビテイ面２ａの表面粗
さが小になると、取り付けられたスタンパ５との
密着力が大となり、スタンパ５とセラミツクス部
材１０との熱膨張の差によりスタンパ５に微細な
しわが生じる事故が発生し易くなる。この点、本
発明の金型と従来のスタバツクス（鋼材）製金型
とは根本的に相違するところで、スタバツクス製
金型の場合は表面粗さが0.01S以下でなけらばな
らないとされていた。また、本発明の金型におい
て表面粗さが1.2Sを越えると、キヤビテイ面２ａ
の凹凸がスタンパを介して成形されるデイスクに
転写される恐れが増大する。
このようなセラミツクス部材１０が取り付けら
れた成形用金型の固定側金型１・可動側金型２に
は、成形時の金型を所定温度に維持するための冷
却孔１１…がそれぞれ設けられている。
「作 用」 このような構成の成形用金型にあつては、スタ
ンパを交換する際、可動側金型２のキヤビテイ面
２ａに治具などが当たつても、成形されるデイス
クに転写されるような損傷が生じることはない。
その理由を、本発明者は次ぎのように考察して
いる。
まず、この金型のキヤビテイ面２ａは硬度の高
いセラミツクス焼結体で形成されているので、治
具などが当たつても傷が付き難い。また、傷が付
いてもその傷は浅いものとなる。
しかも、セラミツクス焼結体は鋼材のような金
属材料と異なり、キヤビテイ面２ａに損傷を受け
ても、鋼材のように塑性変形して凹んでいる傷の
傷の周囲が盛り上がるようなことはない。従つ
て、従来の鋼材からなる金型の場合には盛り上が
つた部分に接するスタンパ５の一部分に成形時の
圧力が集中して加わりそこに変形が生じたが、セ
ラミツクス焼結体を用いた本発明の金型では、キ
ヤビテイ面２ａに傷が付いても盛り上がりは生じ
ないので、スタンパ５の一部に成形時に圧力が集
中することが無く、その結果スタンパ５の変形を
回避できる。そして、そのままデイスクの生産を
継続してなんら問題は生じない。
また、この成形用金型にあつては、キヤビテイ
面２ａが硬質のセラミツクス焼結体によつて形成
されているので、キヤビテイ３に樹脂が注入され
る際にスタンパ５が振動してもキヤビテイ面２ａ
は損傷を受けにくい。
「実施例」 第１図に示した成形用金型を作成した。まず、
スタバツクスを用いて、可動側金型本体２ｂと固
定側金型１を製作した。また、炭化珪素によつて
外径140mm、内径34mm、厚さ12.7mmのドーナツ盤
状のセラミツクス部材１０を作成した。ついで、
このセラミツクス部材１０を、可動側金型本体２
ｂの所定位置にエポキシ系接着剤を用いて固定し
た。この後、セラミツクス部材１０の表面を研削
加工しついでダイヤラツプ加工して、面粗さ
0.2S、平行度0.002、平面度0.003に仕上げた。
この成形用金型を使用に供して、その効果を確
認した。
まず、この成形用金型を射出成形機に取り付け
た後、厚さ0.3mmのスタンパ５をセツトして、外
径144mm、内径15mm、厚さ1.2mmのレーザーデイス
クを1000枚連続成形した。成形は、80℃の温水を
冷却孔１１…に通し、300℃の溶融ポリカーボネ
イト樹脂をキヤビテイ３に注入して行つた。
成形後、スタンパ５を調べたが、スタンパ５に
しわなどの異常は見られず、この成形用金型によ
りデイスクを問題なく生産できることが判明し
た。
次いで、この成形用金型を用いて、スタンパ交
換を行う通常の生産を行なつたところ、金型に傷
が付く頻度が従来の金型に比べて減少した。ま
た、従来はスタンパ交換後に条件設定のための試
作が10〜15シヨツト必要であつたが、炭化珪素製
セラミツクス部材１０が設けられたこの成形用金
型では３シヨツト程度で充分条件設定を行うこと
ができ、この成形用金型によればスタンパ交換後
の成形条件設定が短時間で行えることが判明し
た。
また従来の鋼材製金型で成形を行つた際にスタ
ンパ５の取り付け状態が悪化してメンテナンスが
必要となる回数分成形を行つたあと、セラミツク
ス部材１０のキヤビテイ面２ａを観察したとこ
ろ、外周側部分は傷付いておらず、成形を継続で
きる状態であることが確認できた。
なお、上記実施例にあつては、キヤビテイ３を
形成するキヤビテイ面１ａ，２ａのうち一部（面
２ａ）のみをセラミツクス焼結体で形成したが、
全キヤビテイ面をセラミツクス焼結体で形成して
も良いことは勿論である。
また、実施例の成形用金型にあつては、冷却孔
１１…を可動側金型本体２ｂに設けたが、セラミ
ツクス部材１０に冷却孔１１…設けることもでき
る。この場合、セラミツクス部材１０の固定は、
金型本体２ｂに固定用溝を設けこれにセラミツク
ス部材１０を係止するなどの手段を取ることが望
ましい。また、このようにセラミツクス部材１０
に冷却孔１１…を設けると、キヤビテイ面２ａの
冷却をより円滑に行えるので、セラミツクス部材
１０をなすセラミツクス焼結体に熱伝導率の多少
劣るものを利用できる利点が有る。
「発明の効果」 以上説明したように、本発明の成形用金型は、
キヤビテイをなすキヤビテイ面の少なくとも一部
をロツクウエル硬さ（Ａスケール）90以上のセラ
ミツクス焼結体で形成し、光デイスク成形時、該
キヤビテイ面上に交換可能なスタンパを取り付け
るものなので、スタンパを取り付けるキヤビテイ
面にスタンパ交換時などに治具が衝突しても損傷
を受け難く、また傷が付いた場合でもその傷の周
囲が盛り上がることがないので、スタンパの一部
に成形時の圧力が集中することがなく、スタンパ
の変形を回避できる。
また、スタンパを取り付けるキヤビテイ面が前
記セラミツクス焼結体で成形されているので、樹
脂注入時のスタンパの振動によつても損傷を受け
ることはなく、金型メンテナンスの必要頻度を大
幅に減少せしめることができる。
従つて、本発明の成形用金型は、取り扱いが容
易で、金型管理の労力の軽減、金型の使用効率の
向上を図ることができ、よつてデイスクの生産効
率向上を実現できるなど、優れた利点を有するも
のである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の成形用金型の一実施例を示す
断面図、第２図は従来の成形用金型を示す断面図
である。 １…固定側金型、１ａ…キヤビテイ面、２…可
動側金型、２ａ…キヤビテイ面、５…スタンパ、
３…キヤビテイ、１０…セラミツクス部材。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 固定側金型と可動側金型とによりキヤビテイ
    が形成されてなる光デイスク成形用金型におい
    て、このキヤビテイをなすキヤビテイ面の少なく
    とも一部がロツクウエル硬さ（Ａスケール）90以
    上のセラミツクス焼結体で形成されていて、光デ
    イスク成形時、該キヤビテイ面上に交換可能なス
    タンパを取り付けることを特徴とする成形用金
    型。 ２ 上記セラミツクス焼結体の焼結密度が理論密
    度の85％以上であることを特徴とする特許請求の
    範囲第１項記載の成形用金型。 ３ 上記セラミツクス焼結体が、炭化珪素からな
    るものであることを特徴とする特許請求の範囲第
    １項または第２項記載の成形用金型。 ４ 上記セラミツクス焼結体の表面粗さが0.05S
    〜1.2Sであることを特徴とする特許請求の範囲第
    １項ないし第３項記載の成形用金型。
JP61023594A 1986-02-05 1986-02-05 成形用金型 Granted JPS62181118A (ja)

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