JPH11277578A - 薄肉円盤成形用の金型及び薄肉円盤の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内外周の厚み斑の少ない薄肉円盤製造用金
型、およびそれを用いた製造方法を提供する。 【解決手段】 薄肉円盤の射出成形する金型の、樹脂を
加圧するために内部圧を受ける固定、可動側両鏡面を保
持する固定、可動側金型両本体の中央部の最小板厚を５
０ｍｍ以上有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は薄肉円盤成形用の金
型、及びそれを用いた薄肉円盤の製造方法に関する。更
に詳細には、記録用の薄肉円盤成形品として記録領域が
広く薄肉円盤の厚み差の小さなディスク成形用金型およ
びそれを用いた薄肉円盤の製造方法を提供することによ
り、ディスク基板の反り、回転時の面振れ、機械特性に
優れたディスク基板を提供するものである。

【０００２】

【従来技術】従来、薄肉円盤等のディスクを成形する方
法の１つとして、所望するディスク形状に対応した空間
（キャビティ）が内部に設けられた金型を用い、当該金
型のキャビティ内に溶融したプラスチック樹脂等を射出
し、冷却、固化させることにより、ディスクを成形する
方法、いわゆる射出成形法がある。

【０００３】通常、このような射出成形法に用いられる
金型は、キャビティを通る一平面を切断面にして横割に
２分割し得る構造になっている。記録用ディスク成形時
にはキャビティ内に射出したプラスチック溶融樹脂を、
かかる金型の固定側の金型半体（以下固定側金型本体と
呼ぶ）に対して可動側の金型半体（以下可動側金型本体
と呼ぶ）から高い圧力で圧接させることにより、スタン
パディスク記録面に情報ピット及びグルーブを溶融プラ
スチック樹脂で転写させる。

【０００４】その後、ディスク基板を冷却し、冷却完了
後可動側本体を固定側金型本体から離反させ、成形品
（ディスク基板）を金型内部から取り出し、後加工をし
て製品として使用される。

【０００５】ここで、図１はこのようなディスクの射出
成形に用いる従来の金型の一例を示す。また、図２はそ
の金型を設置する射出成形機の外観を示す。

【０００６】最近、成形機の性能アップにより、成形機
本体が小型化され、可動側プラテン２を作動させるタイ
バー１８間も小さくなり、このため、ディスク用の金型
も小型化された設計になっている。

【０００７】この金型において、金型中央部は可動側カ
ットパンチ８、フローティングパンチ１２等を差動させ
るための部品を設置するため、構造は複雑であり、可動
側本体４の内部を大きくくりぬいている。このため、可
動側金型鏡面６の中央部Ｘは若干歪を持つ構造になって
いる。金型板厚の強度は板厚比の２乗に比例するため、
金型本体の薄肉化は大きく強度を減少させることにな
る。

【０００８】また、固定側金型のスプルーブッシュ７の
取付部も同様に固定側金型本体３も薄肉化されており、
固定側鏡面５も可動側鏡面６と同様に歪を持つ構造にな
っている。

【０００９】本金型は固定プラテン１と可動側プラテン
２に固定側金型本体３と可動側金型本体４で、ノズル１
７より射出された溶融プラスチック樹脂を固定、可動側
両鏡面に挟まれた空間、すなわち、ディスク基板１５に
挿入し、可動プラテン２により加圧し、可動側金型本体
４を介して可動側鏡面６で溶融したプラスチック樹脂を
圧接し、スタンパ９でディスク基板記録面に溶融したプ
ラスチック樹脂を転写させてディスク等の基板を成形す
る。このときスプルー１６はカットパンチ８により、カ
ットされ、そのままディスク基板１５と同時に冷却さ
れ、可動側型開を実施し、その後可動側スプルー押え１
１及びフローティングパンチ１２により、ディスク基板
１５を可動側金型より浮かせ、ロボット等により、ディ
スク基板１５と同時にスプルー１６を取り出し、スプル
ー１６のみ除外され、ディスク基板１５は製品として次
の工程に送る。

【００１０】この状態においてディスク基板圧接による
固定、可動側鏡面内周部を保持する固定、可動側金型本
体３，４はカットパンチ、スプルーブッシュ等の部品を
設置するために金型本体内部を大きくくりぬいている。
このため、キャビティ内の溶融したプラスチック樹脂を
加圧すると金型両鏡面５，６の中央部が若干歪み、その
まま冷却すると図３のようにディスク基板の内外周に厚
み差を発生させる。

【００１１】従来のディスク基板の製造は、サイクルタ
イムが長く基板の冷却はゆっくり行っていた為、固定、
可動側両鏡面５，６の板厚は厚く、ディスク基盤の厚み
斑に対して本鏡面が強度的に貢献していた。また、従来
のディスク基板は、その特性上から内外周の厚み差を問
題にする数値ではなかった。

【００１２】しかし、製品のサイクルタイム短縮の必要
性及び、ディスク基板の厚みがより薄肉化され、冷却速
度のアップ対策のため、ディスク面から冷却水路までの
距離を近づけるため、固定、可動側両鏡面５，６の板厚
は薄くなり、また、金型冷却速度アップのため金型冷却
水量を多くするのが一般的になってきた。このため、金
型内温度は均一化され、金型本体を小型化しても十分に
ディスク成形を行うことが出来、また、取り扱い、作業
性等を考慮して金型本体は軽量化されてきた。

【００１３】このため、最近のディスク基板のより薄肉
化された高密度成形品においては、従来のディスク基板
の内外周厚み差では基板特性上において問題を発生する
ことがわかり、ディスク基板の内外周に対する厚み差を
改善する必要が発生した。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】かかるディスク基板に
用いられるプラスチック基板は厚さが約０．２〜１．５
ｍｍ、直径が約３０〜３００ｍｍであり、材料としては
アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂を用いるのが一般
的である。このディスク基板成形において従来の金型に
おいては下記のような問題が発生している。

【００１５】まず、成形機性能アップによる設備本体の
小型化により、タイバー１８間が小さくなり、その間に
入れるディスク用金型も小型化設計されるようになっ
た。この金型において、可動側金型本体４の板厚も薄く
なり、特に可動側カットパンチ８、フローティングパン
チ１２を作動させる部分においては構造上可動側金型本
体４のくりぬき部が大きく、可動側金型本体４中央部Ｘ
２の板厚が２５〜４０ｍｍと薄くなっている。

【００１６】このため、例えば、Ｘ２の板厚が３５ｍｍ
の金型を用いた場合、ディスク基板の記録部の厚みを測
定すると図３のように内周部が外周部に対して急に厚く
なり５〜１２μｍの厚み差が発生している。これに円周
部の厚み差も含めると大きな厚み差が発生することにな
る。

【００１７】同様に固定側金型本体３も固定側スプルー
ブッシュ７も可動側カットパンチ８と同様の構造になっ
ており、外周部に対して５〜１２μｍの内外周差が発生
している。

【００１８】

【課題を解決するための手段】かかる課題に対して鋭意
検討した結果、この厚み差は図４のようにキュビティ内
の樹脂圧に比例しており、ディスク基板の内外周方向の
厚み差は成形条件によるものではなく、金型本体の機械
的な弾性作用によるもの、即ち、固定、可動側両鏡面
５，６の歪によるものであると推察され、以下の金型を
用いることにより内外周の厚み斑の少ない薄肉円盤を製
造できることを見出したものである。

【００１９】即ち、本発明は、固定、可動側金型の両鏡
面間にキャビティを有し、その間に溶融したプラスチッ
ク樹脂を射出し、可動側プラテンから加圧して薄肉円盤
を成形する金型において、該樹脂を加圧するために内部
圧を受ける固定、可動側両鏡面を保持する固定、可動側
金型両本体の中央部の最小板厚（Ｘ１，Ｘ２）を５０ｍ
ｍ以上有することを特徴とする薄肉円盤成形用の金型を
提供するものである。

【００２０】また本発明は、かかる可動側金型本体中央
部が、カットパンチ、フローティングパンチ作動用の刳
り貫きがされていることを特徴とし、特に該キャビティ
の直径が３０〜３００ｍｍ、深さが０．２〜１．５ｍｍ
であることを特徴とする薄肉円盤成形用の金型を提供す
るものである。

【００２１】また本発明は、固定、可動側金型の両鏡面
間にキャビティを有し、その間に溶融したプラスチック
樹脂を射出し、可動側プラテンから加圧する薄肉円盤の
製造方法において、該樹脂を加圧するために内部圧を受
ける固定、可動側両鏡面を保持する固定、可動側金型両
本体の中央部の最小板厚（Ｘ１，Ｘ２）が５０ｍｍ以上
有する金型を用いることを特徴とする薄肉円盤の製造方
法を提供するものである。

【００２２】特に本発明は、かかる薄肉円盤の直径が３
０〜３００ｍｍ、厚さが０．２〜１．５ｍｍであり、か
つその中央部が刳り貫かれていることを特徴とし、特に
該樹脂がアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、エポキ
シ樹脂、アモルファスオレフィン樹脂、若しくはこれら
の共重合体であることを特徴とする薄肉円盤の製造方法
を提供するものである。

【００２３】

【発明の実施の形態】固定側金型本体と可動側金型本体
からなる成形金型において薄肉円盤を成形するキャビテ
ィ内に溶融するプラスチック樹脂を射出し、可動側プラ
テンから可動側金型本体を返して金型鏡面を油圧等にて
加圧し、薄肉円盤を成形を行うが、金型中央部にカット
パンチ、スプルーブッシュ等を設置、作動させているた
め、金型本体の中央部を大きくくりぬいている。この場
合、金型本体くりぬき部の金型本体の板厚みが金型鏡面
を歪ませない強度にすることにより、本薄肉円盤を加圧
するときに基板の記録面の内外周に対する基板厚み差を
小さくすることを特徴とする。

【００２４】上記の問題点は以下により、達成する。即
ち、本発明のディスク基板成形金型に係る第一の発明の
構成は情報転写面に情報ピット及びグルーブを成形して
なるスタンパ９を具備したものであって、固定、可動側
金型両本体３，４を型締めして形成されるキャビティ内
へ溶融したプラスチック樹脂を射出し、この樹脂に前述
のスタンパ９の情報ピット及びグルーブを溶融したプラ
スチック樹脂に転写させることにより、ディスク基板を
成形するディスク基板成形用金型において、固定、可動
側金型両鏡面５，６の歪をキャビティ内樹脂圧により、
歪ませない構造、すなわち、可動側カットパンチ８の可
動側金型本体４をくりぬき部においても可動側金型本体
４の最小板厚Ｘ２を５０ｍｍ以上にして、可動側プラテ
ン２で保持されない部分の強度を保持される部分同様の
金型強度を有する可動側金型本体４が必要になる。

【００２５】また、固定側スプルー７も上述と同様に固
定側金型本体３の中央部はくりぬかれており、強度的に
は弱く、可動側プラテンにより加圧され、溶融したプラ
スチック樹脂圧による鏡面内周部の歪は外周部よりは大
きくなる。このため、内周部の固定側金型本体３の最小
板厚Ｘ１は５０ｍｍ以上を有したものが必要になる。

【００２６】尚、本願発明の薄肉円盤の製造には、樹脂
としてアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、エポキシ
樹脂、アモルファスオレフィン樹脂、若しくはこれらの
共重合体を用いることが出来る他、無機ガラス等も用い
ることが出来る。中でも、アクリル樹脂、ポリカーボネ
ート樹脂が、特に記録用ディスク基板の製造用として好
ましい。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の各実施例を図１を参照して説
明する。先、本発明による成形金型を用いて成形したデ
ィスク基板について詳述する。

【００２８】［実施例１］図１において固定側プラテン
１に固定されている固定側金型本体３に設置されている
スプルーブッシュ７により固定側金型本体３の板厚が薄
くなっている最小板厚Ｘ１を５０ｍｍにし、また、可動
側プラテン２に固定されている可動側金型本体４に設置
されているカットパンチ８、フローティングパンチ１２
により可動側金型本体４の板厚が薄くなっている最小板
厚Ｘ２を５０ｍｍにした金型を用い、ディスク基板の厚
み１.２ｍｍ、外径１２０ｍｍ、キャビティ内の圧力を
約３０ＭＰａとして成形テストを実施した。

【００２９】結果、Ｘ１，Ｘ２が３５ｍｍの従来型の金
型を用いた場合の内外周差が１２μｍであったものが、
本発明の金型テストにおいては５μｍ以下にすることが
出来た。さらに本金型でキャビティ内圧力をアップして
テストを実施したが、内外周方向の基板の厚み斑は前項
より増加することなく、均一なディスク基板を得ること
が出来た。

【００３０】［実施例２］実施例１において、固定側、
可動側金型本体中央部板厚（Ｘ１、Ｘ２）を各々７５ｍ
ｍにした金型を用い、同じ条件で成形テストを実施し
た。結果、本発明の金型テストにおいては、内外周差が
３．５μｍ以下にすることが出来た。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、薄肉円盤を射出成形す
る際に金型として所望する薄肉円盤形状に応じた空間を
有する薄肉円盤成形金型において当該空間を形成する部
分に溶融したプラスチック樹脂を射出し、ディスク用基
板を成形、圧接する際に金型鏡面の内外周を歪ませるこ
となく、金型構造に関するディスク用基板の円周方向の
厚み差を５μｍ以下にすることが実施出来る薄肉円盤を
成形し得る薄肉円盤成形用の金型を実現した。これによ
り、反り、面振れが１／２以下になりディスク用基板の
機械特性が向上した。

【図面の簡単な説明】

【図１】ディスク射出成形用金型の構成を示す断面図。

【図２】金型を設置する射出成形機の外観図。

【図３】基板内外周に対する厚み差図。

【図４】キャビティ内圧と基板の厚み差図。

【符号の説明】

１． 固定側プラテン ２． 可動側プラテン ３． 固定側金型本体 ４． 可動側金型本体 ５． 固定側鏡面 ６． 可動側鏡面 ７． スプルーブッシュ ８． カットパンチ ９． スタンパ １０． キャビリング １１． スプルー押え １２． フローティングパンチ １３． スプルー冷却管 １４． カットパンチ冷却管 １５． ディスク基板 １６． スプルー １７． ノズル １８． タイバー １９． 成形機本体 Ｘ１． 固定側金型本体中央部板厚 Ｘ２． 可動側金型本体中央部板厚

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定、可動側金型の両鏡面間にキャビテ
   ィを有し、その間に溶融したプラスチック樹脂を射出
   し、可動側プラテンから加圧して薄肉円盤を成形する金
   型において、該樹脂を加圧するために内部圧を受ける該
   固定、可動側両鏡面を保持する固定、可動側金型両本体
   の中央部の最小板厚が５０ｍｍ以上有することを特徴と
   する薄肉円盤成形用の金型。
2. 【請求項２】 該可動側金型本体中央部が、カットパン
   チ、フローティングパンチ作動用の刳り貫きがされてい
   ることを特徴とする請求項１記載の薄肉円盤成形用の金
   型。
3. 【請求項３】 該キャビティが、直径３０〜３００ｍ
   ｍ、深さ０．２〜１．５ｍｍの円筒状空間であることを
   特徴とする請求項１、２に記載の薄肉円盤成形用の金
   型。
4. 【請求項４】 固定、可動側金型の両鏡面間にキャビテ
   ィを有し、その間に溶融したプラスチック樹脂を射出
   し、可動側プラテンから加圧する薄肉円盤の製造方法に
   おいて、該樹脂を加圧するために内部圧を受ける該固
   定、可動側両鏡面を保持する固定、可動側金型両本体の
   中央部の最小板厚が５０ｍｍ以上有する金型を用いるこ
   とを特徴とする薄肉円盤の製造方法。
5. 【請求項５】 該薄肉円盤の直径が３０〜３００ｍｍ、
   厚さが０．２〜１．５ｍｍであり、かつその中央部が刳
   り貫かれていることを特徴とする請求項４記載の薄肉円
   盤の製造方法。
6. 【請求項６】 該樹脂がアクリル樹脂、ポリカーボネー
   ト樹脂、エポキシ樹脂、アモルファスオレフィン樹脂、
   もしくはこれらの共重合体であることを特徴とする請求
   項５記載の薄肉円盤の製造方法。