用于模制光盘的结构和方法技术

一种用于模制光盘的方法，包括： 在至少一个绝热模型插入件（１２）上设置一个绝热插入件涂层（１１２）以提供至少一个具有较小表面粗糙度的被涂覆的模型插入件； 将所述至少一个被涂覆的模型插入件放置在一个导热模样（１７、１９或２０）和一个导热模制装置（１０）的一部分之间； 将一种熔融热塑性材料（４４）注入到所述模制装置中； 使所述熔融热塑性材料在所述模制装置中保持一段足够时间以使所述熔融热塑性材料冷却到其玻璃态转化温度以下，从而形成光盘；以及 将所述光盘从所述模制装置中取出。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术涉及一种用于注射模制光盘和CD的结构和方法。注射模制包括将熔融热塑性树脂注入到一个模制装置中。用于热塑性树脂注射模制的模型通常是由诸如铁、钢、不锈钢、铝或黄铜的金属材料制成的，这是因为这些材料具有较高的导热性能，从而能够使热塑性树脂的熔体快速冷却并且能够缩短模制周期时间。在这些模型中快速冷却的一个缺点是，注入的树脂立刻在模制表面处凝固，从而形成了一个较薄的固态层。所述熔体在模制表面处的快速凝固会形成一个粗糙的表面(而不是高质量的光学表面)，这可能会影响光盘效果。所述熔体的快速凝固与材料的可变径向流动性结合在一起将会难于达到一个光盘所要求的均匀熔体流动和均匀表面复制。非均匀的流动和表面缺陷可能会在一个光盘上形成高比特误差的区域。在用于音频、视频或者计算机数据存储和读取应用的注射模制中，透过所述模型的热交换将会对模制时间以及诸如双折射性、平面性和特征复制的精度等光盘特征产生严重的影响。从经济的角度出发，必须维持低周期时间和达到质量要求所需要的加工参数之间的平衡。在共同受让于Kim等人的美国专利US5,458,818中披露了一种通过在模型中设置绝热层以便在注射模制过程中影响热交换以及改善周期时间的方法。在Kim等人的这篇专利文献中，使用多层模型，一个具有绝热层的金属芯粘附在所述多层模型上以便在模制过程中减慢树脂的初始冷却速度。所述绝热层的材料为热扩散性能和导热性能都较低的材料，从而减慢模制树脂的冷却，并且能够较好地延缓高温衰减，并且能够用于一个高温模型中。可将通常由金属制成的一个或多个硬质材料表层粘附到所述绝热层上。在由Nakamura等人提出的日本未审查专利申请JP 88-71325中描述了另一种用于影响热交换的方法。在由Nakamura等人提出的这篇文献中，在将一个压模模样放置在所述金属模型的型芯模制表面上之前，利用涂覆或层压的方式使一个合成树脂层形成在所述压模模样上。采用一个绝热层是需要的以使模制工具和设备在尺寸和外形方面的变化最小化。对于CD，由于严格的光学透明度要求、表面形态以及亚微米数量级的表面特征的复制性能的因素而不能使用普通的绝热材料，因为普通的绝热材料不能提供一个足够光滑的表面，不能长时间地在模制温度下保持稳定，或者在模制过程中不能经受反复的高压作用。对于一种用于控制一个模型的热交换性能的薄片或薄膜，其在一个较大的区域内必须具有非常光滑的表面(表面粗糙度小于0.1微米)，这样就不会将特征复制误差或表面瑕疵引入到被制造的光盘中。所述表面最好能够在模制过程中维持机械和尺寸完整性的同时还能减小模制工具中的微小瑕疵。简单地讲，根据本专利技术的一个实施例，一种用于模制光盘的方法包括在至少一个绝热模型插入件上设置一个绝热插入件涂层以提供至少一个具有较小表面粗糙度的被涂覆的模型插入件；将所述至少一个被涂覆的模型插入件放置在一个导热模样和一个导热模制装置的一部分之间；将一种熔融热塑性材料注入到所述模制装置中；使所述熔融热塑性材料在所述模制装置中保持一段足够时间以使所述熔融热塑性材料冷却到其玻璃态转化温度以下，从而形成光盘；以及将所述光盘从所述模制装置中取出。在一个相关的实施例中，将所述绝热模型插入件涂覆在所述导热模样上，所述模型插入件的热膨胀系数与所述模样的热膨胀系数相适合。在涂覆所述模型插入件之前可将一种助粘剂涂覆在所述模样上。在另一个相关的实施例中，利用一种粘接剂将所述绝热模型插入件层压在所述导热模样上，所述模型插入件的热膨胀系数与所述模样的热膨胀系数相适合，所述粘接剂的材料收缩量不大并且其热膨胀系数与所述模样和模型插入件的热膨胀系数相适合。根据本专利技术的另一个实施例，一种位于一个模制装置中的模型插入件，所述模型插入件设置在所述模制装置和一个模样之间，所述模型插入件包括一个绝热模型插入件材料层和一个涂覆在所述模型插入件材料的至少一个表面上的插入件涂层以提供一个较小的表面粗糙度。在一个相关的实施例中，一种位于一个模制装置中的模样和模型插入件包括一种设置在一个导热模样上的助粘剂以及一个涂覆在所述助粘剂和导热模样上的模型插入件，所述模型插入件的热膨胀系数与所述模样的热膨胀系数相适合。在另一个相关的实施例中，一种位于一个模制装置中的模样和模型插入件包括一种设置在一个导热模样和一个绝热模型插入件之间的粘接剂，所述模型插入件的热膨胀系数与所述模样的热膨胀系数相适合，所述粘接剂的材料收缩量不大并且其热膨胀系数与所述模样和模型插入件的热膨胀系数相适合。根据本专利技术的另一个实施例，一种光盘模制装置包括至少一个被涂覆的模型插入件，所述模型插入件包括一个设置在至少一个绝热模型插入件上的绝热插入件涂层以提供至少一个具有较小表面粗糙度的被涂覆的模型插入件；一个导热模样；以及一个导热模制装置。所述至少一个被涂覆的模型插入件位于所述导热模样和所述导热模制装置的一部分之间。在一个相关的实施例中，所述用于模制光盘的模制装置包括一种设置在一个导热模样上的助粘剂或粘接剂，一个涂覆在所述助粘剂或粘接剂和所述导热模样上的绝热模型插入件，所述模型插入件的热膨胀系数与所述模样的热膨胀系数相适合。根据本专利技术的另一个实施例，一种用于制造一个模型插入件的方法，所述模型插入件用于模制光盘，所述方法包括将一个松脱层(release layer)设置在一个基体上；将一种绝热模型插入件液体材料的溶液涂覆到所述松脱层上；使所述模型插入件材料固化以形成所述模型插入件；以及使所述模型插入件与所述松脱层和基体分离。图2是一个涂覆在一个绝热模型插入件上的插入件涂层的侧视图。图3是涂覆在一个绝热模型插入件的两侧上的插入件涂层的侧视图。图4是在一个压模模样上的液态绝热模型插入件材料的侧视图。图5是一个与图4类似的视图，其中所述插入件材料散布在整个所述压模模样上。图6是一个利用一种粘接剂层压在一压模模样上的绝热模型插入件的视图。图7是形成在一个位于一基体上方的松脱层上的绝热模型插入件的视图。图8和图9是在涂覆一个插入件涂层之前的绝热模型插入件的透视图。附图说明图1是一个注射模型10的一个侧视截面图，所述注射模型10包括一个绝热的模型插入件12和一对由导热性能较高材料所制成的半模14，所述半模14形成一个模腔16。这里所用的“绝热材料”指的是导热系数小于或等于约50W/mK的材料。这里所用的“导热材料”指的是导热系数大于或等于约100W/mK的材料。诸如铜管的冷却管线18设置在每一个半模14中以接收一种用于降低周期时间的冷却流体。如图所示，至少一个CD或光盘的压模模样20位于所述模腔16中并以一种已知的方式将其固定在模腔16中。所述压模20具有一个用于记载信息的带有沟槽或凹痕的表面22。如果需要的话，还可将另外一个第二模样23放入到模腔16中。为了便于描述，附图标记19表示一个表面光滑的模样，附图标记17表示一个具有用于记载信息的沟槽或凹痕表面的第二压模模样。这样一个压模模样20可是一个单独的模样，或者可与一个表面光滑的模样结合使用，或者可与一个第二压模模样结合使用。所述压模模样和光滑模样在这里统称为模样。通常，模样是由电镀镍制成的，而半模是由钢制成的。每一个半模14可具有一个用于支承所述模型插入件12的表面21。所述插入件12可为一种薄的且绝热的单层结构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：T·P·菲斯特，T·B·戈尔茨卡，R·J·塞尔，P·A·麦康尼里，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：