JPS63283921A - 成形用金型 - 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、コンパクトディスク、レーザーディスクなど
の光ディ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」 光ディスクには、微少なピット（凹部）の有無によって
信号が記録されている。この光ディスクの製造は、ピッ
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
の光ディ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ｌに設けられたキャビティ部
材！ｂのなすキャビティ面！ａと、可動側金型２に設け
られたコア部材２ｂのなすキャビティ面２ａとで円板状
のキャビティ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のキャビティ面２ａは鏡面に
仕上げられており、このキャビティ面２ａには、中央の
凹部４を利用して、光ディ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ャビティ面２ａを
形成するコア部材２ｂは、一般にスタバックス（商品名
　ウッデホルム社製）などの鋼材によって製作されてい
た。

ところが、この成形用金型にあっては、コア部材２ｂに
よって形成されるキャビティ面２ａが傷付き易い問題が
あった。このキャビティ面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
ディスクに転写されて、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、このキャビティ面２ａに傷が付くと、
その都度キャビティ面２ａのメンテナンス（磨き直し）
を行わなければならず、ディスクの生産効率を向上する
うえで障害となっていた。

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、キャビ
ティ面２ａをなすコア部材２ｂをセラミックス焼結体で
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、セラミッ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２
ｃに設けられた温調用孔２ｄ・・・を介して行われるキ
ャビティ３の冷却効率か低下して、成形サイクルが長く
なってしまう不満があった。

「問題点を解決するための手段」 そこで、本発明にあってはセラミックス焼結体のキャビ
ティ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った。

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図に示すようにバックプレート６とセラミック
ス焼結体７と外固定枠１２と内固定枠１３とによって構
成されている。

セラミックス焼結体７は、略ドーナツ板状のもので、ス
タンパ５が取り付けられるキャビティ面２ａを形成して
いる。このセラミックス焼結体７は、取り付けられるス
タンパ５のピットが入っている部分の径よりも大径に形
成されている。このセラミックス焼結体７のキャビティ
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はセラミックス部材７の内周側から外周
側に向かっ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ックス焼結体８の裏
面７ａに重さね合わされたバックプレート６によって閉
止されている。このセラミックス焼結体７のキャビティ
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１２
ｂ、１３ｂが係合される凹所７ｂ、７ｃが形成されてい
る。

セラミックス焼結体７は、キャビティ面２ａの損傷を防
止するために、ロックウェル硬さがＡスケールで９０以
上のものであることが望ましい。

このようなセラミックス焼結体７を形成するセラミック
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、このセラミックス焼結体７
をなすセラミックス材料には、いずれも利用できる。

セラミックス焼結体７の形成するキャビティ面２ａの表
面粗さは、０．０２Ｓ　〜１．２Ｓ程度であることが望
ましい。キャビティ面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とセラミックス焼結体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１．２
８が越えると、キャビティ面２ａの凹凸がスタンパ５を
介して成形されるディスクに転写される恐れが増大する
。

キャビティ面２ａを上記範囲に仕上げるために、セラミ
ックス焼結体７の焼結密度は、理論密度の８５％以上（
炭化珪素の場合は２゜７４９７ｃｍ’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
３．０３９／ｃｏ＋”）であることが望ましい。

また、セラミックス焼結体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ィン
グ法によりセラミックスコーティングを行ない、ボアを
封じて焼結体７表面の平滑性を高める。

このようなセラミックス焼結体７の裏面７ａには、バッ
クプレート６が重ね合わされている。バックプレート６
は前記期温調用溝８を閉じるもので鋼材によって形成さ
れている。このバックプレート６は薄いドーナツ板状に
形成されている。バックプレート６の外径はセラミック
ス焼結体７よりも大きく形成されており、内径はセラミ
ックス焼結体７の内径と異なる場合もあるが、はぼ同一
に設定されている。また、このバックプレート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。このバックプ
レート６とセラミックス焼結体７との間には、温調用溝
８の内側と外側の位置に各々０リング１４．１５　　が
設けられており、？Ａ調用ＷＩｔ８に流される水や油等
がバックプレート６とセラミックス焼結体７との間から
もれ出ないようにされている。

このバックプレート６には、セラミックス焼結体７の温
調用ＷＩｔ８の内周端部と外周端部に連通する通液孔６
　ｂ、　６　ｃがバックプレート６を厚さ方向に貫通し
て形成されている。これら通液孔６ｂ、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６ｂ）−（温調用溝８）−（通液路６
ｃ）−（導液路２ｆ）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！３はバックプレート６と
セラミックス焼結体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ｔ２ｃ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、鋼材によって形成されている。外
固定枠１２の係止フランジ１Ｉ２ｂは、セラミックス焼
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、その前面がセラミックス焼
結体７のキャビティ面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１
２ｃは、ボルト等によりバックプレート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１３ａの一端
縁側に外方に延びる係止フランジ部１３ｂ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り状である。この内固定枠１３は
、鋼材によって形成されている。係止フランジ部１３ｂ
は、セラミックス焼結体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ｔａｂは、その前
端面がセラミックス焼結体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！３は、セラ
ミックス焼結体７およびバックプレート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
め込むことによって固定されている。この内固定枠１３
の内周面によって形成される孔１３ｄは、スタンパ取り
付は用凹部４の一部をなしている。

この例の成形用金型にあっては、セラミックス焼結体７
が、さらに接着剤によってバックプレート６に固定され
てもよく。この場合接着剤による固定は、セラミックス
焼結体７のバックプレート６に接する裏面７８全体で行
なわれている。接着剤には、硬貨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側にセラミックス
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ックス焼結体７が固定側金型ｉ側に
設けられたものであっ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っては、セラミックス焼結体７
のキャビティ面２ａと反対面（裏面７ａ）側に温調用溝
８を設けたので、キャビティ面２ａを形成するセラミッ
クス焼結体７自体を直接冷却することができる。よって
本発明の成形用金型では、キャビティ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ックス焼結体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、もろいセラミックス焼結体７にも成形時に
あるいは後加工によっ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っては、セラミッ
クス焼結体７がバックプレート６に、外固定枠１２およ
び内固定枠１３によって機械的に挟持固定されているの
で、セラミックス焼結体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ックプレート６とセラ
ミックス焼結体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、スタバッ
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、炭化珪素によって外径１３０　ＩＩＩｍ
、内径３４１１厚さ２５ｍａ＋のドーナツ盤状のセラミ
ックス焼結体７を作成した。ついで、このセラミックス
焼結体７を、可動側金型本体２のバックプレート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３
８ｍｍであった。この後、セラミックス焼結体７の表面
を研削加工しついでダイヤラップ加工して、面粗さＲｍ
ａｘＯ，１μｍｓ平行度０．００２、平面度ｏ、ｃ＋ｏ
３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０，３ｏ＋ｍのスタンパ５をセットし、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
ネート樹脂をキャビティ３に注入して、外径１２０　＠
ｍ、内径１５ｇｖ、厚さ１．２ｎ＋ｍのレーザーディス
クを成形した。

１００．０００枚のディ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、セラミックス焼結体７の取り付は状態を
観察したところ、セラミックス焼結体７に浮き等の異常
は見られず、この成形用金型によりディスクを問題なく
量産できることが確認できた。

また、成形されたディ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、キャビテ
ィ面を形成するセラミックス焼結体のキャビティ面と反
対面側に温調用溝を設けたものなので、キャビティ面を
形成するセラミックス焼結体自体を直接冷却して、キャ
ビティの温調を効率良く行うことができる。

従って、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、ディ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・・・・・・キャビティ面、３・・・・・・キャ
ビティ、７・・・・・・セラミックス焼結体、７ａ・・
・・・・裏面、８・・・・・・温調用溝、１２・・・・
・・外固定枠、１３・・・・・・内固定枠。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）固定側金型あるいは可動側金型の少なくとも何れ
   か一方にキャビティの少なくとも一部を形成するセラミ
   ックス焼結体が取り付けられた成形用金型において、前
   記セラミックス焼結体のキャビティ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. （２）前記セラミックス焼結体がその内周部と外周部で
   固定枠によってバッ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。