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Dokumentenidentifikation DE3839536C2 22.06.1995
Titel Spritzgießeinrichtung für Informationsplatten und Spritzgießverfahren
Anmelder Pioneer Electronic Corp., Tokio/Tokyo, JP;
Pioneer Video Corp., Nakakoma, Yamanashi, JP
Erfinder Maruyama, Haruhisa, Yamanashi, JP;
Ishiguro, Ken-ichi, Yamanashi, JP;
Watanabe, Hiroaki, Yamanashi, JP;
Yagisawa, Osamu, Yamanashi, JP
Vertreter Grünecker, A., Dipl.-Ing.; Kinkeldey, H., Dipl.-Ing. Dr.-Ing.; Stockmair, W., Dipl.-Ing. Dr.-Ing. Ae.E. Cal Tech; Schumann, K., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat.; Jakob, P., Dipl.-Ing.; Bezold, G., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat.; Meister, W., Dipl.-Ing.; Hilgers, H., Dipl.-Ing.; Meyer-Plath, H., Dipl.-Ing. Dr.-Ing.; Ehnold, A., Dipl.-Ing.; Schuster, T., Dipl.-Phys., Pat.-Anwälte, 80538 München
DE-Anmeldedatum 23.11.1988
DE-Aktenzeichen 3839536
Offenlegungstag 29.06.1989
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 22.06.1995
Veröffentlichungstag im Patentblatt 22.06.1995
IPC-Hauptklasse G11B 7/24
IPC-Nebenklasse G11B 7/26   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Spritzgießeinrichtung für Informationsspeicherplatten, mit einer ersten und einer zweiten Formhälfte und Formhauptflächen, die gemeinsam einen Formhohlraum begrenzen, mit einem in diesen mündenden Spritzgießschmelze- Zuführungskanal, einer zentralen Stanzvorrichtung zur Bildung eines Mittelloches der Informationsspeicherplatte und einer Auswerfereinrichtung für die Informationsspeicherplatte an einer zugehörigen Formhälfte, sowie ein Verfahren zum Spritzgießen einer solchen Informationsspeicherplatte.

Die meisten transparenten Träger von Informationsspeicherplatten, wie z. B. optischen Scheiben oder dergleichen, sind mittels Gießmaterialien wie z. B. (Polycarbonat) oder PMMA (Polymethylmethacrylat) durch Formgebung mit Hilfe einer Spritzgießeinrichtung hergestellt worden.

Fig. 6 ist eine schematische Schnittdarstellung, die den Schließzustand einer Form einer herkömmlichen Einrichtung zum Spritzgießen von Informationsspeicherplatten zeigt. Die Form solch einer herkömmlichen Einrichtung hat eine feste Formhälfte 1 und eine bewegliche Formhälfte 2, die zu einem Paar angeordnet sind.

Die feste Formhälfte 1 umfaßt einen festen Sitz 3, eine scheibenförmige feste Spiegelplatte 4, die eine Oberfläche zum Bilden einer der Oberflächen des Substrates bzw. Trägers, der hergestellt werden soll, aufweist, und eine Halteplatte 5 zum Festhalten der festen Spiegelplatte 4 auf dem festen Sitz 3. Eine rohrförmige Ring- oder Steuerhülse 6 ist in die feste Spiegelplatte 4 eingesetzt, so daß sie sich durch die Mitte der festen Spiegelplatte 4 hindurch erstreckt. Ein Kanal 7 ist innerhalb der Hülse 6 vorgesehen, so daß dann, wenn das geschmolzene Spritzgießmaterial von einer Düse 8 einer Spritzgießeinrichtung eingespritzt wird, der Kanal 7 das geschmolzene Material in einen Formhohlraum 9 führt, der durch die Formoberflächen der Form begrenzt wird. Andererseits besteht die bewegliche Formhälfte 2 aus einem beweglichen Sitz 10, einer scheibenförmigen, beweglichen Spiegelplatte 11, die eine Oberfläche zur Lagerung einer Matrize oder Prägeplatte 20 aufweist sowie einer Halteplatte 5 zur Fixierung der beweglichen Spiegelplatte 11 an dem beweglichen Sitz 10. Ein rohrförmiges inneres Umfangsklemmelement 12 und ein ringförmiges äußeres Umfangsklemmelement 13 sind an der beweglichen Spiegelplatte 11 an ihren entsprechenden Abschnitten entsprechend dem Außenumfang und dem Innenumfang der Matrize bzw. Prägeeinrichtung vorgesehen. Das äußere Klemmelement 13 hat eine Formoberfläche, die den Außenumfang der Trägerplatte, die hergestellt werden soll, bildet bzw. begrenzt. Eine Stanzvorrichtung zum Bohren oder Stanzen einer Mittelbohrung in das Trägermaterial, nachdem es ausgehärtet ist, ist in der Mitte der beweglichen Spiegelplatte 11 vorgesehen.

Die feste Formhälfte 1 ist an einem bestimmten Haltekörper (nicht gezeigt) befestigt, so daß die Düse 8 der Einspritzeinrichtung in den Kanal 7 paßt. Dieser bewegliche Formkörper 2 ist mit einer Formklemmeinrichtung, z. B. einer hydraulischen Zylindereinrichtung (nicht gezeigt) verbunden, um eine Formklemmkraft auf die beweglichen Formhälfte 2 zu übertragen und die bewegliche Formhälfte gegen die feste Formhälfte 1 zu bewegen, so daß die bewegliche Formhälfte 2 sich in eine Richtung rechtwinklig zu den gegenüberliegenden Formhauptflächen der Formhälften 1 und 2 bewegen kann, wie dies durch den Pfeil S angedeutet ist. Außerdem ist eine Einspritzeinrichtung (nicht gezeigt) zum Einspritzen von geschmolzenem Spritzgießmaterial, wie z. B. PMMA-Kunstharz (Polymethylmethacrylat) durch ihre Düse 8 innerhalb des Formhohlraumes, begrenzt zwischen den jeweiligen, gegenüberliegenden Formhauptflächen der beweglichen Formhälfte 2 und der festen Formhälfte 1 vorgesehen.

Fig. 7 ist eine Schnittdarstellung der Schneidvorrichtung und ist eine Vergrößerung desjenigen Bereiches, der durch einen Kreis A in Fig. 6 umschrieben ist. Die Matrize bzw. Prägeplatte 20, die einen Teil der Formfläche 19 der beweglichen Spiegelplatte 11 bildet, um Signalspeicherrillen bzw. -vertiefungen auf dem Trägermaterial, das hergestellt werden soll, auszubilden, ist an der beweglichen Spiegelplatte 11 entlang ihrer äußeren Umfangsabschnitte mit Hilfe der äußeren Umfangsklemmeinrichtung 13 befestigt und ebenso entlang ihres inneren Umfangsabschnittes durch die innere Umfangsklemmeinrichtung 12 festgehalten. Das innere Klemmelement 12 wird durch eine Sperrstange 21 gelagert. Eine Nut 22 ist innerhalb des beweglichen Formkörpers 2 vorgesehen, so daß Kühlwasser durch diese hindurchgehen kann. Das innere Umfangsklemmelement 12 hat einen ringförmigen Vorsprung 23, der einen im wesentlichen dreieckigen Querschnitt besitzt und der in den Formhohlraum 9 hinein vorspringt und der den Innenumfang der Matrize bzw. Prägeplatte 20 gegen den beweglichen Formkörper 2 drückt, um die Matrize bzw. Prägeplatte 20 an letzterer festzuhalten. Ein rohrförmiger Stempel 24, nachfolgend als Hohlstempel bezeichnet, ist im Mittelabschnitt der beweglichen Spiegeloberflächenplatte 11 so vorgesehen, daß der Hohlstempel 24 in Richtung eines Pfeiles S bewegbar ist und durch das innere Klemmelement 12 umgeben ist, das in der Form eines hohlen Kreiszylinders ausgebildet ist. Das Vorderende des Hohlstempels 24 bildet einen Teil der vorerwähnten Formhauptfläche, d. h. in diesem Fall einen Abschnitt, der einer Mittelbohrung des Substrates bzw. der Trägerplatte entspricht, die durch Abkühlen und Aushärten des geschmolzenen eingespritzten Spritzgießmateriales hergestellt wird. Der Hohlstempel 24 ist mit der Ausgangswelle einer hydraulischen Zylindervorrichtung (nicht gezeigt) verbunden, so daß er in Richtung des Pfeiles S angetrieben wird. Ein Auswerferstift 25 ist innerhalb des Hohlstempels 24 vorgesehen, so daß er in hin- und hergehender Weise in Richtung des Pfeiles S bewegbar ist, um hierdurch den Teil des Spritzgießmateriales zu lösen, der der Mittelausnehmung entspricht, die durch den Stempel 24 ausgeschnitten wird. Dieser Auswerferstift 25 wird durch die nicht gezeigte hydraulische Einrichtung angetrieben. Diese Elemente bilden die Stanzvorrichtung.

Ein zylindrischer Auswerfer 26 und eine zylindrische feste Hülse 27 sind zwischen dem inneren Umfangsklemmelement 12 und dem Hohlstempel 24 vorgesehen. Der Auswerfer 26 ist so angeordnet, daß er durch die hydraulische Zylindereinrichtung so angetrieben wird, daß er in hin- und hergehender Weise in Richtung des Pfeiles S bewegbar ist, um das spritzgegossene Substrat bzw. Trägermaterial druckzubelasten und es an der beweglichen Spiegelplatte 11 zu trennen. Die feste Hülse 27 ist an der beweglichen Formhälfte 2 durch eine Schraube oder dergleichen befestigt und vorgesehen, um die Bewegung des Auswerfers 26 zu führen. Ein Druckgaskanal 29 ist an der Seitenfläche der festen Hülse 27 vorgesehen, die dem inneren Umfangsklemmelement 12 gegenüberliegt. Der Druckgaskanal 29 ist mit einer äußeren Gaszuführungspumpe 30 durch eine Nut verbunden, die in der Hülse 27 durch Ausarbeiten derselben in Längsrichtung der festen Hülse 27 ausgebildet ist. Wenn das spritzgegossene Trägermaterial aus der Form gelöst werden soll, wird Druckgas von der Gaspumpe 30 durch den Druckgaskanal 29 zugeführt und durch einen schmalen Spalt zwischen dem inneren Umfangsklemmelement 12 und der festen Hülse 27 ausgeblasen, so daß das Trägermaterial druckbelastet wird, um es von der beweglichen Spiegelplatte 11 zu trennen. Diese Elemente bilden eine Auswerfereinrichtung.

Die Spiegelplatte 4 des festen Formkörpers 1 hat einen Formabschnitt 40, der eine innere Umfangskante besitzt, die dem Hohlstempel 24 des Entformungsmechanismus entspricht, der Teil der Formoberfläche bildet. Der Formabschnitt 40 wirkt mit dem Vorderende des vorerwähnten Hohlstempels 24 zusammen, so daß die Mittelbohrung aus dem Trägermaterial ausgestanzt wird. Das Vorderende des Hohlstempels 24 und die kreisförmige Ring- bzw. Steuerhülse 6, umgeben durch den Formabschnitt 40 bilden einen Einguß und eine Anschnittöffnung. Der Kanal 7 führt das geschmolzene Spritzgießmaterial, das von der Düse 8 eingespritzt wird, in den Formhohlraum. Zusätzlich werden der Auswerfer, d. h. die Ring- bzw. Kanalhülse 6 und die Düse 8 vor der Vorwärtsbetätigung des Hohlstempels 24 zurückgezogen.

Als nächstes wird die Arbeitsweise der Spritzgießeinrichtung für die Herstellung des Basiskörpers der Informationsspeicherplatte erläutert.

Zuerst ist die feste Formhälfte 1 fest gegen die bewegliche Formhälfte 2 gedrückt, um somit ein Zusammenspannen der Form zur Bildung des Formhohlraumes 9 in der Form auszuführen. Anschließend wird das geschmolzene Spritzgießmaterial eingespritzt und durch den Kanal 7 in den Formhohlraum 9 eingeführt. Anschließend wird das geschmolzene Spritzgießmaterial abgekühlt und ausgehärtet, um hierdurch das Spritzgießsubstrat bzw. den Spritzgießträger zu bilden.

Anschließend wird der Hohlstempel 24 um ein bestimmtes Maß vorgeschoben. Bei Betätigung des Hohlstempels 24 in dieser Weise werden die Einspritzhülse 6 und die Düse 8 gemeinsam mit dem mittleren Bohrungskern, der ausgestanzt wurde, zurückgezogen, wodurch die Mittelbohrung in der spritzgegossenen Trägerplatte ausgebildet ist.

Wie durch einen Pfeil in Fig. 8 angedeutet ist, wird dann der bewegliche Formkörper 2 um ein ausreichendes Maß von dem festen Formkörper wegbewegt und der Auswerferstift 25 wird vorgeschoben, um den lochbildenden Abschnitt 50 aus dem Hohlstempel 24 herauszudrücken. Fig. 8 ist eine vergrößerte Schnittdarstellung der Auswerfereinrichtung und der Stanzeinrichtung in einem Bereich, der in Fig. 7 durch einen Kreis B umrissen ist im Entformungsschritt.

Als nächstes wird in dem Entformungsschritt der gefertigte Träger 64 von dem beweglichen Formkörper 2 durch das Druckgas gelöst, das durch die Luftblasnut 29geblasen wird. Das Trägermaterial 64 wird dann durch den Auswerfer 26, der gegen das Trägermaterial vorstößt, gelöst, so daß es gesammelt werden kann. Somit wird ein Substrat bzw. Trägermaterial oder Basiskörper 64 erhalten, wie in Fig. 9 gezeigt. In der Hauptoberfläche der Trägerplatte 64 ist eine Ringnut 64c ausgebildet, die dem Ringvorsprung 23 entspricht und die zwischen einem mittleren Lochabschnitt 64a und einem Informationsspeicherabschnitt 64b der Scheibe verläuft.

Viele der Träger, die auf diese Weise hergestellt wurden, waren jedoch fehlerhaft wegen der Linienmuster, die in Fig. 9 mit dem Bezugszeichen 64d bezeichnet sind, genannt Gießfleck oder Gießverfärbung, die eine unterschiedliche Farbe als der restliche Teil des Trägermateriales aufwiesen, die in den Hauptoberflächen des Trägermateriales 64 auftreten konnten, die durch diese Art der Herstellung erhalten wurden. Außerdem waren das Fließen, die Orientierung und die Druckverteilung des Gießmateriales nicht festgelegt und daher war es schwierig, die Doppelbrechung des Trägermateriales gleichmäßig zu machen.

Außerdem strömt bei der herkömmlichen Einrichtung zum Spritzgießen eines Trägermateriales einer Informationsspeicherscheibe oder -platte das Druckgas zum Trennen der gegossenen Trägerplatte 64 von der Matrize bzw. Trägerplatte durch den zentralen Bohrungsabschnitt, der ausgestanzt wurde, nach außen, wie dies in Fig. 8 durch einen Pfeil angedeutet ist. Somit wird das Druckgas nicht gleichmäßig über die Eintrittsoberfläche des Trägermateriales 64 verteilt und führt dazu, daß das Substrat bzw. die Trägerplatte 64 nicht gleichmäßig von der Form getrennt wird. Außerdem besteht ein Nachteil darin, daß der innere und äußere Umfangsabschnitt des Trägermateriales von der Form zu unterschiedlichen Zeitpunkten getrennt wird, so daß die informationsaufnehmenden Rillen bzw. Vertiefungen auf der Scheibe beschädigt werden können.

Eine Spritzgießeinrichtung der eingangs genannten Art ist aus der DE-28 38 634 C2 bekannt. Diese betrifft dabei das Problem von Qualitätsbeeinträchtigungen des Informationsspeicherbereiches, die ihre Ursache im Einspritzvorgang des Kunststoffmaterials hat und ist darauf gerichtet, ungleiche Gießspannungen innerhalb des Kunststoffmaterials infolge von Turbulenzen des in die Form strömenden Materials auszuschließen. Nach der DE-28 38 634 C2 werden diese Schwierigkeiten durch eine spezielle Gestaltung des Angußkanals gelöst. Die Herstellung von Informationsspeicherplatten gemäß der DE-28 38 634 C2 ist jedoch ebenfalls problematisch hinsichtlich der oben erwähnten Ungleichmäßigkeiten während des Entformungsvorgangs der Bildspeicherplatte.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Spritzgießeinrichtung der eingangs genannten Art zu verbessern, derart, daß eine Entformung der Informationsspeicherplatte aus der Spritzgießform in radialer Richtung möglichst gleichmäßig erfolgt und Beeinträchtigungen des Informationsspeicherbereiches der Informationsspeicherplatte vermieden werden. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Spritzgießen von Informationsspeicherplatten anzugeben, das es ermöglicht, Qualitätsbeeinträchtigungen derartiger Platten in Verbindung mit der Entformung derselben aus der Spritzgießform zu vermeiden.

Die vorgenannte Aufgabe wird hinsichtlich der Spritzgießeinrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Auswerfereinrichtung einen in einer zugehörigen Formhauptfläche mündenden Druckgaskanal enthält und daß in einem Druckgasströmungskanal mit geringstem Strömungswiderstand, der von der Formhauptfläche und einer Seite der Informationsspeicherplatte gebildet ist, zwischen einer Mündung des Druckgaskanals und einer Druckgasabströmöffnung ein ringförmiger Druckgasbarriereabschnitt an der Formhauptfläche vorgesehen ist.

Hinsichtlich des Verfahrens wird die vorgenannte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß nach dem Öffnen der Spritzgießform zur Entnahme der Informationsspeicherplatte diese zunächst in Haftkontakt an einer Formhauptfläche verbleibt und von der Formhauptfläche aus gegen die Informationsspeicherplatte Druckgas geblasen und dieses durch einen Druckgasbarriereabschnitt veranlaßt wird, über einen Informationsspeicherbereich der Informationsspeicherplatte zu strömen, ehe das Druckgas zu einer Druckgasabströmöffnung geführt wird.

Die Informationsspeicherplatten lassen sich dadurch gleichmäßig und leicht von der Gießform lösen, wodurch Beschädigungen des Informationsspeicherbereichs bei der Trennung der Informationsspeicherplatte von der Form vermieden werden.

Bevorzugte Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen dargelegt.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:

Fig. 1, Fig. 2(a), Fig. 2(b) und Fig. 2(c) vergrößerte Schnittdarstellungen des Haupteiles der Spritzgießeinrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 3(a) und 3(b) eine Schnittdarstellung und eine Teildraufsicht des Trägermaterials (Substrat) einer Informationsspeicherplatte,

Fig. 4 ein vergrößerter Teilquerschnitt eines Hauptteiles einer Spritzgießeinrichtung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 5 ein Vergleichsdiagramm für die Doppelbrechung des Trägermateriales der Informationsspeicherplatte hergestellt mit einer Spritzgießeinrichtung herkömmlicher oder erfindungsgemäßer Art.

Fig. 6 eine schematische Seitenansicht, teilweise im Schnitt, das die Formhälften der herkömmlichen Spritzgießeinrichtung für Informationsspeicherplatten zeigt,

Fig. 7 und Fig. 8 vergrößerte Schnittdarstellungen, die den Hauptteil der herkömmlichen Spritzgießeinrichtung für die Herstellung des Trägermaterials bzw. Grundkörpers von Informationsspeicherplatten zeigt, und

Fig. 9(a) und 9(b) eine Schnittdarstellung und eine Teildraufsicht einer herkömmlichen Grundplatte für eine Informationsspeicherplatte.

Bezug nehmend auf die Fig. 1 bis 5 ist ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zum Spritzgießen des Trägermaterials von Informationsspeicherscheiben, nachfolgend als Informationsspeicherplatten bezeichnet, nach der vorliegenden Erfindung erläutert. Die Einrichtung zum Spritzgießen der Informationsspeicherplatten nach der vorliegenden Erfindung ist in einer Weise vergleichbar derjenigen, die in den Fig. 6 bis 8 gezeigt ist, so daß eine detaillierte Erläuterung der entsprechenden Einzelheiten und Anordnungen daher an dieser Stelle nicht noch einmal erforderlich ist.

In der nachfolgenden Beschreibung sind diejenigen Teile und Elemente, die denjenigen der Einrichtung zum Spritzgießen von Informationsspeicherplatten, die in Fig. 6 gezeigt ist, entsprechen, mit den entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet. Fig. 1 ist eine vergrößerte Schnittdarstellung einer Stanzvorrichtung und einer Auswerfereinrichtung, nachfolgend als Formtrenneinrichtung bezeichnet, nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 2 ist eine vergrößerte Schnittdarstellung der Stanzeinrichtung und der Formtrenneinrichtung in einem Bereich, der durch einen Kreis C in Fig. 1 umrissen ist.

In der Einrichtung zum Spritzgießen von Trägermaterialien für Informationsspeicherplatten, die in Fig. 1 und 2 gezeigt ist, ist ein ringförmiger vorspringender Bereich 60, nachfolgend als Ringvorsprung bezeichnet, in der Endoberfläche einer festen Hülse 27 ausgebildet, die dem Formhohlraum zugewandt ist. Der Ringvorsprung 60 hat im Querschnitt in radialer Richtung gesehen, eine trapezförmige Gestalt. Zum Beispiel ist der Ringvorsprung 60 für den Fall, bei dem die rohrförmige feste Hülse 27 eine Rohrdicke W&sub1; von 5 mm aufweist, eine Breite W&sub2; von 3 mm und eine Höhe H von 0,4 mm, so daß der Ringvorsprung 60 eine erste Neigungsfläche 61 besitzt, die unter einem Keilwinkel O&sub1; von 15° in bezug auf die Formhauptfläche, eine Parallelfläche 62, die sich kontinuierlich an die erste Neigungsfläche 61 anschließt und eine hinterschnittene Prallfläche 63 aufweist, die einen Neigungswinkel O&sub2; in bezug auf die Längsrichtung der festen Hülse 27 aufweist, so daß die Strömung von PC, des geschmolzenen Spritzgießmateriales, nicht gestört oder beeinträchtigt wird.

Die erste Neigungsfläche 61 bildet einen stumpfen Winkel in bezug auf die Formoberfläche an der Einlaßseite des geschmolzenen Gießmateriales. Obwohl die hinterschnittene Prallfläche 63 eine radial nach außen abfallende Form und Neigung aufweist, kann die Prallfläche 63 auch als eine Neigungsfläche ausgebildet sein, die im wesentlichen rechtwinkelig zur Formfläche an der Auslaßseite des geschmolzenen Gießmateriales verläuft. Der vorspringende Abschnitt 60 ist auf der Endfläche der festen Hülse 27 an der Auswerferseite ausgebildet, so daß das von dem Druckgaskanal 29 durch einen Spalt zwischen dem inneren Klemmelement 12 und der festen Hülse 27 eingeblasene Druckgas durch einen Raum zwischen der Formhauptfläche der festen Hülse 27 und dem geformten Trägermaterial 64 hindurchtreten kann.

Die Arbeitsweise des gezeigten Ausführungsbeispieles der Einrichtung zum Spritzgießen von Informations- bzw. Datenspeicherplatten wird nachfolgend erläutert.

Die Arbeitsweise dieses Ausführungsbeispieles ist ähnlich derjenigen der Einrichtung nach dem Stand der Technik bis zum Ausschneide- bzw. Stanzschritt. Da während des Formtrennvorganges das Substrat bzw. Trägermaterial 64 schrumpft, um gegen die hinterschnittenen Prallfläche 63 an dem vorspringenden Abschnitt 60 der festen Hülse 27 anzuliegen und so in engem Kontakt mit der hinterschnittenen Prallfläche 63 ist, kann in dem Formtrennschritt, wie durch einen Pfeil in Fig. 2 angedeutet, das Druckgas, das durch den Druckgaskanal 29 geführt ist, nicht in den ausgeschnittenen Abschnitt zum Innenumfang des Trägermateriales 64 strömen, sondern strömt vor zum Außenumfang des Trägermateriales 64. Somit wird das Druckgas über die gesamte Hauptoberfläche des Trägermateriales 64 geführt. Auf diese Weise wird das Substrat bzw. Trägermaterial 64 von dem beweglichen Formhälfte 2 gelöst und anschließend tritt der Auswerfer 26 hervor und trennt das Trägermaterial 64 von dem beweglichen Formkörper 2 zur nachfolgenden Ablage der Trägermaterialplatte 64. Auf diese Weise wird ein Trägermaterial 64, wie in Fig. 3 gezeigt, erhalten. Eine Ringnut 64c entsprechend dem Ringvorsprung 23 und eine Ringnut 64e entsprechend dem Ringvorsprung 60 mit im wesentlichen trapezförmiger Querschnittsgestalt sind in der Hauptoberfläche des Trägermateriales 64 zwischen einem zentralen Mittelbohrungsabschnitt 64a und einem Informations- bzw. Datenspeicherbereich 64b ausgebildet.

Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse eines Versuches, betreffend Farbmarken oder Gießfarbfehler, die in den Trägermaterialien 64 für die Informationsspeicherplatten erzeugt wurden, im Vergleich bei Anwendung einer Spritzgießeinrichtung nach der vorliegenden Erfindung und der eingangs erläuterten herkömmlichen Spritzgießeinrichtung.

Die Muster 1 bis 3 wurden unter Veränderung der Einblaszeit zum Einblasen eines Druckgases von der Druckgaskanal 29 her ausgeführt, d. h. unter Veränderung der Zeitspanne von einem Zeitpunkt, wenn der feste und die bewegliche Formhälfte geöffnet werden, bis zu einem Zeitpunkt wenn das Druckgas eingeblasen wird. In vergleichbarer Weise wurden Vergleichsproben 1 bis 5 mit einer herkömmlichen Einrichtung durchgeführt, wobei die Einspritzzeitgebung variiert wurde. Eine Matrize bzw. Preßplatte wurde unter den gleichen Bedingungen bei den Proben 1 bis 3 wie bei den Vergleichsproben 1 bis 5 verwendet. Tabelle 1 zeigt auch, ob ein Haftverhinderungsmittel vorher an der Matrize aufgebracht wurde oder nicht, um das Öffnen der Form zu erleichtern. Eine visuelle Prüfung wurde ausgeführt, um festzustellen, ob vom Gießen herrührende Farbmarkierungen erzeugt wurden. Die Menge des Auftretens an derartigen Farbmarkierungen ist als Prozentsatz der Anzahl der spritzgegossenen Träger ausgedrückt, bei denen Farbmarkierungen erzeugt wurden zur Gesamtzahl aller spritzgegossenen Trägerplatten 64. Tabelle 1



Bei der herkömmlichen Einrichtung trat zeitweilig eine Zeitdifferenz beim Entformen ein und derselben Trägerplatte auf, obwohl Druckgas von der Luftblasnut her eingeblasen wurde. Das heißt, die spritzgegossene Trägermaterialplatte blieb im engen Kontakt mit dem Formkörper, nachdem diese voneinander getrennt worden waren und im Ergebnis dessen wurden Gießfarbmarkierungen in der Trägerplatte erzeugt. Bei den Proben, die in Tabelle 1 gezeigt sind, wurde das Entformen aus der Form gleichmäßig ausgeführt, so daß keine Zeitdifferenz auftrat.

Bei den Trägermaterialien, die mit der herkömmlichen Einrichtung erzeugt wurden, wurden dunkle Gießverfärbungen an speziellen Stellen erzeugt. Bei den Trägermaterialien, die nach der vorliegenden Erfindung erzeugt wurden, waren jedoch nur schwache Verfärbungen zu beobachten, die keine spezielle Farbe oder Lage zeigten.

Es wird angenommen, daß die vorbeschriebenen Gießverfärbungen auf dem Trägermaterial infolge der Tatsache verursacht wurden, daß die Oberfläche des Informationsspeicherbereiches des Trägermateriales mechanisch deformiert wird und somit optisch durch die Scherkräfte beeinflußt wird, die durch eine Differenz im Schwindungskoeffizienten zwischen Bereichen des Gießmateriales im Moment der Trennung des Trägermateriales von der Matrize auftreten.

Die Grenze der Gießfarbmarkierungen, die auf der Oberfläche der Trägerplatten im Informationsspeicherbereich auftraten, lag an einer Stelle, an der der Grad der mechanischen Deformation sich ändert. Daher wird angenommen, daß eine örtliche Farbvariation infolge des Gießens aus einer Differenz in den Scherkräften resultierte, die ihrerseits aus einer Veränderung im Schwindungskoeffizienten an bestimmten Stellen des Trägermaterials resultiert. Diese Variationen im Schwindungskoeffizienten wurden durch Temperaturunterschiede des Substrates bzw. Trägermateriales veranlaßt, die aus einer Zeitverzögerung bzw. einem Zeitverlust beim Entformen resultieren und wurden durch Härteunterschiede in der Oberfläche des Trägermateriales im Informationsspeicherbereich verursacht.

Fig. 5 zeigt die Ergebnisse eines Doppelbrechungstests in bezug auf die Trägerplatte gemäß Muster 1 und Vergleichsmuster 1. In Fig. 5 repräsentieren die Koordinate und die Abszisse jeweils die Doppelbrechung und die Anzahl der Spritzgießzyklen und die Symbole Kreis und Viereck repräsentieren jeweils die Aufzeichnungswerte für die Probe 1 und die Vergleichsprobe 1. Der Mittelwert der Doppelbrechung von n-Proben, resultierend aus den Trägerplatten einer Gesamtzahl von Gießzyklen der Probe 1, wurde verglichen mit demjenigen der Vergleichsprobe 1. Der Mittelwert der Doppelbrechung der Substrate bzw. Trägerplatten des Musters 1 betrug 14,3°, während derjenige der Substrate bzw. Trägerplatten des Vergleichsmusters 1 21,326° betrug. Somit kann die Doppelbrechung dadurch vermindert werden, daß eine Nut in dem Trägermaterial in dessen innerem Umfangsabschnitt ausgebildet wird.

In dem Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung ist der Ringvorsprung 60 vorspringend an der Formfläche zwischen dem Abschnitt für das Schneiden bzw. Lochen des Trägermaterials durch einen Stempel oder dergleichen angeordnet (d. h. der Druckgasabströmöffnung für das Druckgas) und der Mischung des Druckgaskanals für das Lösen des Trägermateriales von der Form, wodurch eine unerwünschte Luftströmung in diesem Bereich verhindert ist. Es wird bevorzugt, daß ein einziger Ringvorsprung in Form einer breiten Dammform ausgebildet ist, so daß die Luftdichte und -abdichtung größer ist als in dem Fall, in dem eine Mehrzahl getrennter Ringvorsprünge vorgesehen ist.

Die Erfindung wurde bisher unter Bezugnahme auf ein Ausführungsbeispiel erläutert, in dem die bewegliche Formhälfte 2 mit dem Druckgaskanal 29 versehen ist, die feste Hülse 27 einen Vorsprung aufweist und dergleichen. Diese baulichen Elemente und Ausgestaltungen können jedoch ebenso an der festen Formhälfte 1 ausgebildet sein. Außerdem kann in einer wahlweisen, alternativen Ausführungsform ein Druckgaskanal 29a in einer Seitenoberfläche zwischen der beweglichen Spiegelplatte 11 und dem inneren Umfangsklemmteil 12 angeordnet sein, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist, so daß Druckgas durch einen Spalt zwischen dem Ringvorsprung 23 des inneren Umfangshalteteiles 12 und der Matrize bzw. Prägeplatte 20, die daran befestigt ist, eingeblasen werden kann, mit den gleichen Wirkungen, wie bei dem vorher erläuterten Ausführungsbeispiel. Außerdem sind der Druckgaskanal 29, die feste Hülse 27 mit dem vorspringenden Bereich etc. in der Nähe der Mitte vorgesehen, diese können jedoch auch in der Nähe des Außenumfanges (des Trägermateriales) vorgesehen sein.

Außerdem ist die feste Hülse 27 mit dem Ringvorsprung 60 so versehen, daß dieser einen im wesentlichen trapezförmigen Querschnitt hat (siehe Fig. 2(a)). Anstatt dieser Ausführungsform für den Vorsprung 60 kann jedoch auch eine Ringnut 65 (Fig. 2(b)) oder ein ringförmiger, gezahnter bzw. aufgerauhter oder mit vergrößerter Oberfläche versehener Abschnitt 66 (Fig. 2(c)) an der festen Hülse 27 ausgebildet sein. Mit anderen Worten ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zwischen der Lufteinströmöffnung bzw. Lufteinblasöffnung und der Luftausströmöffnung bzw. dem Luftausblasauslaß an dem Formkörper eine feste Hülse 27 vorgesehen, die eine Endfläche aufweist, die mit einem ringförmigen Bereich, der in Berührung mit dem Trägermaterial ist, versehen ist, so daß das Trägermaterial nicht leicht nur teilweise von der Formfläche des Formkörpers gelöst werden kann und in jenem Bereich eine Luftabdichtung aufrechterhalten werden kann. Kurz gesagt ist eine Druckgasbarriereabschnitt, wie z. B. ein die Ebenheit der übrigen Fläche verlassender Ringbereich oder eine aufgerauhte Grobfläche etc. vorgesehen, um die Leichtigkeit des Entformens zu behindern und zu bewirken, daß die Gasströmung zu der Datenaufzeichnungsfläche des Trägermateriales strömt.

Wie oben im einzelnen erläutert ist, enthält die Einrichtung zum Spritzgießen von Substraten bzw. Trägermaterial oder Trägerplatten für Informationsspeicherplatten nach der vorliegenden Ausführungsform die Elemente, daß ein geschmolzenes Spritzgießmaterial in den Formhohlraum eingespritzt wird, nachdem ein Paar Formhälften miteinander verspannt worden sind, ein nicht ebener oder ungleichmäßiger Oberflächenbereich ist an der Formfläche einer der Formkörper im Bereich zwischen der Stanzvorrichtung zum Schneiden bzw. Stanzen des ausgehärteten Spritzgießmaterials und der Öffnung zum Zuführen von Druckgas zum Lösen des ausgehärteten Spritzgießmateriales von den Formhälften vorgesehen, so daß verhindert werden kann, daß das Druckgas durch einen ausgeschnittenen bzw. ausgestanzten Teil des ausgehärteten Spritzgießmateriales abströmt. Es ist daher möglich, eine Kraft mit Hilfe des Druckgases zu erzeugen, um das ausgehärtete Spritzgießmaterial gleichmäßig von der Matrize bzw. Preßplatte zu lösen, die die Formfläche bildet und hierdurch zu verhindern, daß Vertiefungen bzw. Rillen in dem Informationsspeicherbereich auf der Hauptoberfläche des Trägermateriales durch ungleichmäßige Trennung des Trägermateriales aus der Form, beschädigt werden.

Bei dem Entformungsschritt nach dem Verfahren, das unter Anwendung der vorerläuterten Einrichtung zum Spritzgießen von Trägermaterial von Informationsspeicherplatten ausführbar ist, wird das ausgehärtete Trägermaterial nach dem Öffnen der Form für einen Zeitraum von 0,4 bis 1,9 Sekunden so belassen, wie es war, in engem Kontakt mit der Formfläche und anschließend wird das Druckgas veranlaßt, durch den Druckgaskanal, vorgesehen im Umfangsabschnitt der Formfläche, zu den Hauptflächen der Formfläche und des ausgehärteten Trägermateriales zu strömen. Entsprechend ist es möglich, Trägermaterial bzw. Trägerplatten als Ausgangsmaterial und Grundplatten für Informationsspeicherplatten zu erhalten, in denen die Erzeugung von Gießeinfärbungen minimiert ist und falls Gießeinfärbungen erzeugt werden, diese nur eine sehr schwache oder undeutliche Färbung aufweisen.

Das Ausbilden einer nicht ebenen, durch Vorsprünge und/oder Nuten "gestörten" Bereiches, wie z. B. einer Ringnut oder dergleichen auf der Hauptoberfläche zwischen dem zentralen Mittelbohrungsabschnitt und dem Informationsspeicherbereich führt für das Trägermaterial einer Informationsspeicherscheibe dazu, daß es leicht aus der Form gelöst werden kann und die Erzeugung von Gießfarbmarkierungen in dem Trägermaterial minimiert werden kann und daß dann, wenn Farbstellen infolge des Gießprozesses auftreten, diese nur schwach in ihrer Einfärbung sind. Außerdem ist es bei dem Gießprozeß nach der vorliegenden Ausführungsform möglich, Trägermaterialien für Informationsspeicherplatten zu erhalten, in denen die Doppelbrechung infolge der Regelung des Druckes beim Gießen des Gießmateriales minimiert ist.


Anspruch[de]
  1. 1. Spritzgießeinrichtung für Informationsspeicherplatten, mit einer ersten und einer zweiten Formhälfte und Formhauptflächen, die gemeinsam einen Formhohlraum begrenzen, mit einem in diesen mündenden Spritzgießschmelze-Zuführungskanal, einer zentralen Stanzvorrichtung zur Bildung eines Mittelloches der Informationsspeicherplatte und einer Auswerfereinrichtung für die Informationsspeicherplatte an einer zugehörigen Formhälfte, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerfereinrichtung (26, 29, 30) einen in einer zugehörigen Formhauptfläche (19) mündenden Druckgaskanal (29) enthält, und daß in einem Druckgas-Strömungskanal mit geringstem Strömungswiderstand, der von der Formhauptfläche (19) und einer Seite der Informationsspeicherplatte (64) gebildet ist, zwischen einer Mündung des Druckgaskanales (29) und einer Druckgasabströmöffnung, ein ringförmiger Druckgasbarriereabschnitt (60, 65, 66) an der Formhauptfläche (19) vorgesehen ist.
  2. 2. Spritzgießeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung des Druckgaskanales (29) zwischen der Stanzeinrichtung (24) und einem Informationsspeicherbereich (64b) der Informationsspeicherplatte (64) vorgesehen und der Druckgasbarriereabschnitt (60, 65, 66) zwischen der Mündung des Druckgaskanales (29) und der Stanzeinrichtung (24) angeordnet ist.
  3. 3. Spritzgießeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckgasbarriereabschnitt ein Ringvorsprung (60) ist.
  4. 4. Spritzgießeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckgasbarriereabschnitt eine Ringnut (65) ist.
  5. 5. Spritzgießeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckgasbarriereabschnitt ein Ringrillenabschnitt (66) ist.
  6. 6. Spritzgießeinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckgasbarriereabschnitt (60) stirnseitig an einer festen Hülse (27) ausgebildet ist, die zumindest einen Druckgaskanal (29) aufweist.
  7. 7. Spritzgießeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die feste Hülse (27) zwischen einer einen Stanz-Hohlstempel (24) umgebenden Auswerferhülse (26) und einer Haltehülse (12) für eine Prägeplatte (20) für den Informationsspeicherbereich (64b) der Informationsspeicherplatte (64) angeordnet ist.
  8. 8. Spritzgießeinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringvorsprung (60) in radialer Richtung einen im wesentlichen trapezförmigen Querschnitt besitzt mit einer dem Spritzgießschmelze- Zuführungskanal zugewandten ersten Neigungsfläche (61), die sich radial auswärts unter einem spitzen Winkel (θ&sub1;) von der Formhauptfläche (19) erhebt.
  9. 9. Spritzgießeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringvorsprung (60) an einer der Mündung des Druckgaskanales (29) zugewandten Seite eine im wesentlichen zu der zugehörigen Formhauptfläche (19) senkrechte, jedoch um einen spitzen Winkel (θ&sub2;) hinterschnittene Prallfläche (63) aufweist.
  10. 10. Spritzgießeinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein sich radial erstreckender Außenflächenabschnitt (62) des Ringvorsprunges (60) im wesentlichen parallel zu der zugehörigen Formhauptfläche (19) verläuft und die erste Neigungsfläche (61) mit der hinterschnittenen Prallfläche (63) verbindet.
  11. 11. Spritzgießeinrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Neigungsfläche (61) mit der zugehörigen Formhauptfläche (19) einen Winkel (θ&sub1;) von ca. 15°) einschließt.
  12. 12. Verfahren zum Spritzgießen von Informationsspeicherplatten in einer Spritzgießform, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Öffnen einer Spritzgießform (1, 2) zur Entnahme der Informationsspeicherplatte (64) diese zunächst in Haftkontakt an einer Formhauptfläche (19) verbleibt und von der Formhauptfläche (19) aus gegen die Informationsspeicherplatte (64) Druckgas geblasen und dieses durch einen Druckgasbarriereabschnitt (60, 65, 66) veranlaßt wird, über einen Informationsspeicherbereich (64b) der Informationsspeicherplatte (64) zu strömen, ehe das Druckgas zu einer Druckgasabströmöffnung geführt wird.
  13. 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckgas von einem Innenbereich der Informationsspeicherplatte (64) nahe eines Mittelloches (64a) derselben zwischen der Informationsspeicherplatte (64) und der Formhauptfläche (19) radial nach außen geführt wird.
  14. 14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitraum, in dem die Informationsspeicherplatte (64) nach Öffnen der Spritzgießform (1, 2) in Anlage an der Formhauptfläche (19) verbleibt, ca. 0,4 bis 1,9 Sekunden beträgt.






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