JPH0444890B2 - - Google Patents

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
成形用金型に関するものである。

「従来技術とその問題点」 光デイスクには、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。この光デイスク
の製造は、ピツトに対応する突起を有する薄い円
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。この光デイスクの成形
に用いられる成形用金型は、第４図に示すよう
に、固定側金型１に設けられたキヤビテイ部材１
ｂのなすキヤビテイ面１ａと、可動側金型２に設
けられたコア部材２ｂのなすキヤビテイ面２ａと
で円板状のキヤビテイ３が形成されたものであ
る。可動側金型２に設けられたコア部材２ｂのキ
ヤビテイ面２ａは鏡面に仕上げられており、この
キヤビテイ面２ａには、中央の凹部４を利用し
て、光デイスクの種類に応じたスタンパ５が着脱
可能に取り付けられる。

従来、スタンパ５が取り付けられるキヤビテイ
面（以下、スタンパ取り付け面と記す）２ａを形
成するコア部材２ｂは、一般にスタバツクス（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。

ところが、この成形用金型にあつては、コア部
材２ｄによつて形成されるスタンパ取り付け面２
ａが傷付き易い問題があつた。このスタンパ取り
付け面２ａが傷付くと、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、不良品が大量に生産されてしま
う問題がある。このため従来は、このスタンパ取
り付け面２ａに傷が付くと、その都度スタンパ取
り付け面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
うえで障害となつていた。

このような問題に対処し得る成形用金型とし
て、本発明者らは先に特願昭61−23594号におい
て、スタンパ取り付け面２ａをなすコア部材２ｂ
をセラミツクス焼結体で形成した成形用金型を提
案した。

この成形用金型によれば、金型メンテナンスの
頻度を大幅に減らすことができる利点がある。

しかしながら、係る成形用金型では、炭化珪素
焼結体を除き、セラミツクス焼結体が鋼材に比較
して熱伝導性の極めて劣る材料であるため、可動
側金型本体２の本体２ｃに設けられた温調用孔２
ｄ…を介して行われるキヤビテイ３の冷却効率が
低下して、成形サイクルが長くなつてしまう不満
があつた。

「問題点を解決するための手段」 そこで、本発明にあつてはセラミツクス焼結体
のスタンパ取り付け面の反対面側に温調用溝を設
けることにより上記問題点の解決を図り、更に炭
化珪素焼結体においては成形サイクルの短縮化を
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のコア
部材２ｂが、第２図に示すようにバツクプレート
６とセラミツクス焼結体７と外固定枠１２と内固
定枠１３とによつて構成されている。

セラミツクス焼結体７は、略ドーナツ板状のも
ので、スタンパ５が取り付けられるスタンパ取り
付け面２ａを形成している。このセラミツクス焼
結体７は、取り付けられるスタンパ５のピツトが
入つている部分の径よりも大径に形成されてい
る。このセラミツクス焼結体７のスタンパ取り付
け面２ａと反対面（以下、裏面と略称する）７ａ
側には温調用溝８が形成されている。例えば第３
図に示すように、この温調用溝８はセラミツクス
部材７の内周側から外周側に向かつてらせん状に
形成されている。また一般的には、外周部は内周
部よりも浅く形成されている。この温調用溝８
は、後述するようにセラミツクス焼結体８の裏面
７ａに重さね合わされたバツクプレート６によつ
て閉止されている。このセラミツクス焼結体７の
スタンパ取り付け面２ａ側の外周縁および内周縁
には、それぞれ、後述する外固定枠１２および内
固定枠１３の係止フランジ１２ｂ，１３ｂが係合
される凹所７ｂ，７ｃが形成されている。

セラミツクス焼結体７は、スタンパ取り付け面
２ａの損傷を防止するために、ロツクウエル硬さ
がＡスケールで90以上のものであることが望まし
い。このようなセラミツクス焼結体７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、種々の
ものを利用できる。中でも、炭化珪素は、熱伝導
率が比較的大きいので、形成時の冷却をより円滑
に行うことができる長所がある。炭化珪素にはα
型、β型などがあるが、このセラミツクス焼結体
７をなすセラミツクス材料には、いずれも利用で
きる。

セラミツクス焼結体７の形成するスタンパ取り
付け面２ａの表面粗さは、0.02S〜1.2S程度であ
ることが望ましい。スタンパ取り付け面２ａの表
面粗さが小になると、取り付けられたスタンパ５
の密着力が大となり、スタンパ５とセラミツクス
焼結体７との熱膨張の差によりスタンパ５に微細
なしわが生じ易くなる。表面粗さが1.2Sを越える
と、スタンパ取り付け面２ａの凹凸がスタンパ５
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。スタンパ取り付け面２ａを上記範囲に
仕上げるために、セラミツクス焼結体７の焼結密
度は、理論密度の85％以上（炭化珪素の場合は
2.74g／cm³以上ということになる）、特に理論密度
の93％以上（炭化珪素の場合は3.03g／cm³）であ
ることが望ましい。

また、セラミツクス焼結体７の表面には、必要
に応じて、化学気相成長法や物理的蒸着法などの
乾式コーテイング法によりセラミツクスコーテイ
ングを行ない、ポアを封じて焼結体７表面の平滑
性を高める。

このようなセラミツクス焼結体７の裏面７ａに
は、バツクプレート６が重ね合わされている。バ
ツクプレート６は前記温調用溝８を閉じるもので
鋼材によつて形成されている。このバツクプレー
ト６は薄いドーナツ板状に形成されている。バツ
クプレート６の外径はセラミツクス焼結体７より
も大きく形成されており、内径はセラミツクス焼
結体７の内径と異なる場合もあるが、ほぼ同一に
設定されている。また、このバツクプレート６の
内周部の裏面側には、後述する内固定枠１３を固
定するナツトが収さまる凹所６ａが形成されてい
る。このバツクプレート６とセラミツクス焼結体
７との間には、温調用溝８の内側と外側の位置に
各々Ｏリング１４，１５が設けられており、温調
用溝８に流される水や油等がバツクプレート６と
セラミツクス焼結体７との間からもれ出ないよう
にされている。

このバツクプレート６には、セラミツクス焼結
体７の温調用溝８の内周端部と外周端部に連通す
る通液孔６ｂ，６ｃがバツクプレート６を厚さ方
向に貫通して形成されている。これら通液孔６
ｂ，６ｃは、第１図に示すように可動側金型２の
本体２ｃに設けられた導液路２ｅ，２ｆと連通せ
しめられ、これにより（導液路２ｅ）−（通液路６
ｂ）−（温調用溝８）−（通液路６ｃ）−（導液路２
ｆ）と連らなる流路が形成されている。

前記外固定枠１２と内固定枠１３はバツクプレ
ート６とセラミツクス焼結体７を固定して一体化
するものである。

外固定枠１２は、リング状の側壁部１２ａの一
端縁側に内方に延びる係止フランジ部１２ｂが設
けられ、他端縁側にリングの外方に延びる固定フ
ランジ部１２ｃが設けられたもので、その断面形
状はほぼクランク状である。この外固定枠１２
は、鋼材によつて形成されている。外固定枠１２
の係止フランジ部１２ｂは、セラミツクス焼結体
７の外周部前面側の凹所７ｂに係合されている。
この係止フランジ部１２ｂは、その前面がセラミ
ツクス焼結体７のスタンパ取り付け面２ａとほぼ
同一の高さ又は多少低目になるように形成されて
いる。また固定フランジ部１２ｃは、ボルト等に
よりバツクプレート６に固定されている。

一方、内固定枠１３は、リング状の側壁部１３
ａの一端縁側に外方に延びる係止フランジ部１３
ｂが設けられ、他端縁側外周に固定用ネジ１３ｃ
が形成されたもので、その断面形状はほぼ逆Ｌ状
である。この内固定枠１３は、鋼材によつて形成
されている。係止フランジ部１３ｂは、セラミツ
クス焼結体７の内周部前面側の凹所７ｃに係合さ
れている。この係止フランジ部１３ｂは、その前
端面がセラミツクス焼結体７の前面とほぼ同一の
高さになるように形成されている。この内固定枠
１３は、セラミツクス焼結体７およびバツクプレ
ート６の中心孔に嵌め合わされており、固定用ネ
ジ１３ｃにナツト１６を締め込むことによつて固
定されている。この内固定枠１３の内周面によつ
て形成される孔１３ｄは、スタンパ取り付け用凹
部４の一部をなしている。

この例の成形用金型にあつては、セラミツクス
焼結体７が、さらに接着剤によつてバツクプレー
ト６に固定されてもよく。この場合接着剤による
固定は、セラミツクス焼結体７のバツクプレート
６に接する裏面７ａ全体で行なわれている。接着
剤には、硬化性接着剤であるエポキシ系のものな
どが好適に用いられる。

なお、以上の説明では、可動側金型２側にセラ
ミツクス焼結体７を設けた成形用金型を例に示し
たが、本発明の成形用金型はセラミツクス焼結体
７が固定側金型１側に設けられたものであつても
良いことは勿論である。

「作用」 本発明の成形用金型にあつては、セラミツクス
焼結体７のスタンパ取り付け面２ａと反対面（裏
面７ａ）側に温調用溝８を設けたので、スタンパ
取り付け面２ａを形成するセラミツクス焼結体７
自体を直接冷却することができる。よつて本発明
の成形用金型では、キヤビテイ３を効率良く冷却
することができる。

また、本発明の成形用金型のセラミツクス焼結
体７に設けられた温調用溝８は裏面７ａに開口し
ているので、一般的な成形用金型に設けられた貫
通孔からなる温調用流路と異なり、もろいセラミ
ツクス焼結体７にも成形時にあるいは後加工によ
つて容易に形成することができる。

さらに、上記実施例の成形用金型にあつては、
セラミツクス焼結体７がバツクプレート６に、外
固定枠１２および内固定枠１３によつて機械的に
挾持固定されているので、セラミツクス焼結体７
の固定が確実であるうえ、温調用溝８を流れる温
調用流体がバツクプレート６とセラミツクス焼結
体７との間から漏れるのを確実に防止できる。

「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２ｃと固
定側金型１を製作した。また、炭化珪素によつて
外径130mm、内径34mm、厚さ25mmのドーナツ盤状
のセラミツクス焼結体７を作成した。ついで、こ
のセラミツクス焼結体７を、可動側金型本体２の
バツクプレート６の所定位置に固定枠１２，１３
を用いて固定した。外固定枠１２は、係止フラン
ジ部１２ｂの内径が126mmのもので内固定枠１３
は、係止フランジ部１３ｂの外径が38mmであつ
た。この後、セラミツクス焼結体７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
R_nax0.1μm、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して本発明の効果を確認
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、つい
で80℃の温水を温調用溝８に通し、300℃の溶融
ポリカーボネート樹脂をキヤビテイ３に注入し
て、外径120mm、内径５mm、厚さ1.2mmのレーザー
デイスクを成形した。

100000枚のデイスクを連続成形したところ、平
均12秒／サイクルの成形サイクルを達成でき、従
来の15秒／サイクルに比べて大幅に成形サイクル
を短縮できることが判明した。

また、成形後、セラミツクス焼結体７の取り付
け状態を観察したところ、セラミツクス焼結体７
に浮き等の異常は見られず、この成形用金型によ
りデイスクを問題なく量産できることが確認でき
た。

また、成形されたデイスクに偏光を投射してそ
のしま模様を観察したところ、内部応力が非常に
少なく、成形時の冷却が全体に均一に行なわれて
いることが確認された。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明の成形用金型は、
スタンパ取り付け面を形成するセラミツクス焼結
体のスタンパ取り付け面と反対面側に温調用溝を
設けたものなので、スタンパ取り付け面を形成す
るセラミツクス焼結体自体を直接冷却して、キヤ
ビテイの温調を効率良く行うことができる。

従つて、本発明の成形用金型によれば、成形サ
イクルを短縮することができ、デイスクの生産効
率の向上を実現することができる。

【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図は同実施例のコア部材を示す断面
図、第３図は同実施例の温調用溝の平面形状を示
す平面図、第４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、２……可動側金型、２ａ…
…スタンパ取り付け面、３……キヤビテイ、７…
……セラミツクス焼結体、７ａ……裏面、８……
温調用溝、１２……外固定枠、１３……内固定
枠。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 固定側金型あるいは可動側金型の少なくとも
   何れか一方にスタンパが取り付けられるスタンパ
   取り付け面を形成するセラミツクス焼結体が取り
   付けられた成形用金型において、前記セラミツク
   ス焼結体のスタンパ取り付け面と反対面側に温調
   用溝を設けたことを特徴とする成形用金型。 ２ 前記セラミツクス焼結体がその内周部と外周
   部で固定枠によつてバツクプレートに挾持固定さ
   れた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。