DE3613334A1 - Spritzgiessform zum spritzgiessen von informationstraegerplatten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spritzgießform zum Spritzgießen von Informationsträgerplatten aus thermoplastischem Kunst­ stoffmaterial, die auf der einen Seite Informationspits auf­ weisen, insbesondere von Compact Discs aus Polykarbonat oder Polymethylmethacrylat, wobei die Formhälfte für die verschieb­ bare Formaufspannplatte einer Spritzgießmaschine, eine Platte zum Prägen der Informationspits und die Formhälfte für die feststehende Formaufspannplatte im Bereich des Formnestes plan ist und die Angußbohrung zum Injizieren des plastifizier­ ten thermoplastischen Kunststoffmaterials in das von den bei­ den Formhälften in der Schließstellung begrenzte Formnest aufweist.

Das Herstellen von Informationsträgerplatten aus thermo­ plastischem Material, beispielsweise Compcat Discs, Video- Discs, CD-Rom Discs, Draw und EDRAW discs erfolgt mit Spritz­ gießmaschinen, wobei an die Herstellungsverfahren erhebliche Anforderungen gestellt sind. So ist es erforderlich, daß die­ se Informationsträgerplatten in Räumen größter Reinheit her­ gestellt werden und nach dem Spritzgießen aus den geöffneten Spritzgießformen mittels Robotern entnommen werden.

Auch das Spritzgießen ist gegenüber dem Verarbeiten zu üb­ lichen Spritzgußartikeln erheblich schwieriger. So ist es bei­ spielsweise erforderlich, daß die später mittels Laserstrahl abzutastenden Compact Discs auf der Seite, von der aus das Ab­ tasten durch den Laserstrahl erfolgt, im höchsten Maße plan sind und die auf der von dieser planen Seite abgewandten Sei­ te durch das Spritzgießen hergestellten Informationspits, die Abmessungen im Bereich von ca. 0,1 Mikron aufweisen, mit größter Präzision hergestellt werden. Darüber hinaus ist es erforderlich, daß beim Spritzgießen das Material hinreichend langsam abkühlt, damit sich eine gewünschte Struktur und Materialorientierung einstellt, wobei vor allem hohe Orientie­ rungsgrade zu vermeiden sind. Erhebliche Schwierigkeiten ergeben sich noch dadurch, daß das thermoplastische Material kurz unterhalb seiner Zersetzungstemperatur verarbeitet wird. Dies bedingt, daß auch die mittlere Verweilzeit des Kunst­ stoffmaterials im Plastifizier- und Einspritzaggregat mög­ lichst kurz ist, damit keine thermische Zersetzungserschei­ nungen auftreten.

Abgesehen von diesen strengen Anforderungen an die Verfahrens­ technik ergeben sich auch noch besondere Anforderungen an die Spritzgießformen, die in bekannter Weise aus einer auf einer verschiebbaren Formaufspannplatte aufgespannten Formhälfte und einer auf der feststehenden Formaufspannplatte aufge­ spannten Formhälfte bestehen. Die auf der verschiebbaren Form­ aufspannplatte aufgespannte Formhälfte weist als Einsatz eine Platte zum Prägen der Informationspits auf, während die auf die feststehende Formaufspannplatte aufgespannte Formhälfte im Bereich des Formnestes plan ist und konzentrisch die An­ gußbohrung zum Injizieren des plastifizierten Kunststoffmate­ rials aufweist.

In der Schließstellung greift die auf der verschiebbaren Formaufspannplatte aufgespannte Formhälfte konusartig in die auf der feststehenden Formaufspannplatte aufgespannte Formhäl­ fte ein, die entsprechend komplementär ausgebildet ist, wobei beide Formhälften in der Schließstellung das Formnest zum Her­ stellen der Compact Discs begrenzen. In dieser Schließstellung wird über die Angußbohrung der auf der feststehenden Formauf­ spannplatte aufgespannten Formhälfte das plastifizierte Kunststoffmaterial, vorzugsweise das plastifizierte Polycar­ bonat, injiziert.

Abgesehen davon, daß zum Herstellen von Compact Discs die auf der feststehenden Formaufspannplatte aufgespannte Formhälfte im Bereich des Formnestes extrem plan sein muß, treten noch weitere Anforderungen auf.

So muß vermieden werden, daß in den aufeinanderfolgenden Spritzzyklen Restmengen von Kunststoffmaterial sich in die­ sem planen Bereich ansetzen, was ohne weiteres eintreten kann, wenn die Verarbeitungstemperatur zu hoch ansteigt bzw. die Verweilzeit des plastifizierten Kunststoffmaterials in dem Plastifizier- und Spritzaggregat zu lang wird, da dann thermische Zersetzungserscheinungen zwangsläufig eintreten.

Abgesehen davon muß dafür gesorgt werden, daß der ebene Be­ reich dieser Formhälften stets blank poliert ist und im we­ sentlichen porenfrei ist, d.h., daß der Durchmesser der Ober­ flächenporen im Hinblick auf die Abtastung der Informations­ pits sich nicht bemerkbar macht. Im allgemeinen soll diese Porengröße nach Möglichkeit praktisch Null sein, d.h. prak­ tisch eine porenfreie polierte Fläche in diesem planen Be­ reich geschaffen ist. Vor der Inbetriebnahme einer Spritzgieß­ maschine müssen diese ebenen polierten Bereiche dieser For­ men bei 50°C mit einer nicht ätzenden Reinigungsflüssigkeit sauber gewaschen werden, da bereits geringste Schmutzreste die gespritzten Compact Discs unbrauchbar machen, daß dann ein einwandfreies optisches Abtasten nicht mehr sicherge­ stellt wäre.

Es können noch weiterhin störende Einflüsse dadurch auftre­ ten, indem während des Betriebes der Spritzgießmaschine und insbesondere nach dem Betrieb sich im polierten ebenen Be­ reich Feuchtigkeit niederschlagen kann, deren festhaftende mineralischen Bestandteile bei späterer Inbetriebnahme der Spritzgießmaschine dazu führen, daß die Compact Discs eben­ falls verworfen werden müssen. Dies gilt generell auch für die anderen Informationsträgerplatten, die mittels Laser ab­ getastet werden. Eine plane Fläche ist im übrigen auch dann erforderlich, wenn die Abtastung auf elektromagnetischem Wege - wie zum Beispiel bei Bildplattenspeichern - erfolgt, da die Abtastköpfe zur Abtastfläche einen Abstand haben, der im Bereich von einigen Mikron liegt.

Generell weisen diese Spritzgießformen zum Spritzen von In­ formationsträgerplatten Kühl- und Heizkanäle auf, die allge­ mein bekannt sind, so daß ihre weitere Erläuterung nicht er­ forderlich ist.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß eine zufrieden­ stellende Lösung dieser Probleme im ebenen Bereich dieser auf den feststehenden Formaufspannplatten aufgespannten Formhälf­ ten nicht möglich ist, sofern diese Bereiche aus Metall bzw. Metallegierungen bestehen, wie sie zum Herstellen der Spritz­ gießformen allgemein üblich sind.

Ausgehend von dieser Erkenntnis liegt der Erfindung die Auf­ gabe zugrunde, diesen ebenen Bereich der auf der feststehenden Formaufspannplatte einer Spritzgießmaschine aufgespannten Form­ hälfte so auszubilden, daß ein Absetzen von Restmengen an plasti­ fiziertem Kunststoffmaterial von vorhergehenden Spritzzyklen, insbesondere eine Kondensation von Feuchtigkeit sicher vermie­ den wird.

Es zeigt sich überraschenderweise, daß diese Aufgabe dadurch gelöst wird, daß die Formhälfte für die feststehende Form­ aufspannplatte im Bereich des Formnestes einen Einsatz aus einem polierbaren, korrosionsfreien und im wesentlichen poren­ freien nichtmetallischen Werkstoff aufweist.

Durch diese Maßnahmen werden diese bei den bisher üblichen Spritzgießformen aufgetretenen Effekte im wesentlichen ver­ mieden bzw. treten so selten auf, daß der bisher übliche hohe Ausschuß an nicht brauchbaren Compact Discs und der weiteren Informationsträgerplatten wesentlich herabgesetzt wurde.

Unter im wesentlichen porenfrei ist im Sinne der Erfindung zu verstehen, daß die Poren einen hinreichend kleinen Durch­ messer haben, so daß die Oberfläche dieses erfindungsgemäßen Einsatzes sich gegenüber dem plastifizierten in die Form eingespritzten Kunststoffmaterials wie eine extrem glatte Fläche verhält.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besteht dieser Einsatz aus Keramikmaterial.

Es stellt sich überraschenderweise heraus, daß diese bisher aufgetretenen Schwierigkeiten ohne weiteres beherrschbar sind, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung das Keramikmaterial Zirkonoxid oder Siliziumnitrid ist.

Diese Ausführungen zu den Compact Discs gelten allgemein für die weiteren eingangs erläuterten Informationsträger.

Die Erfindung ist in der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Spritzgießmaschine mit den beiden Formhälften einer Spritzgießform und

Fig. 2 die Spritzgießform aus Fig. 1 in einer vergrößerten Darstellung.

In Fig. 1 ist schematisch in Seitenansicht eine Spritzgieß­ maschine dargestellt. Sie besteht aus zwei auf einem Ma­ schinengestell 1 angeordneten Ständerplatten 2 und 3, die mit vier Holmen 4, von denen nur zwei sichtbar sind, einen fest­ stehenden Rahmen bilden, auf dessen Holmen die verschiebbare Formaufspannplatte 5′ verschiebbar angeordnet ist. Die fest­ stehende Ständerplatte ist zugleich die feststehende Form­ aufspannplatte für die auf der feststehenden Formaufspann­ platte aufgespannte und in Richtung zur verschiebbaren Form­ aufspannplatte zeigende Formhälfte 5.

Auf der der feststehenden Formaufspannplatte zugewandten Seite der verschiebbaren Formaufspannplatte ist die Form­ hälfte 6 aufgespannt, die als Einsatz eine einspannbare Platte 7 zum Ausgestalten der Informationspits aufweist.

Die verschiebbare Formaufspannplatte weist auf ihrer von der aufgespannten Formhälfte 6 abgewandten Seite die Schließeinheit 18 auf, die in an sich bekannter Weise einen Formzuhaltezylinder und einen Fahrzylinder aufweist.

Die feststehende Formaufspannplatte weist eine Düsenzentrierung 8 auf, zu der koaxial die Angußbohrung 9 der auf ihr aufge­ spannten Formhälfte 5 angeordnet ist. Diese auf der fest­ stehenden Formaufspannplatte aufgespannte Formhälfte weist einen mit 10 bezeichneten Einsatz aus Keramikoxid auf, der als Ringscheibe ausgebildet ist und somit ebenfalls eine Bohrung aufweist, die die Fortsetzung der Angußbohrung der Formhälfte 5 ist.

Auf der von der Formhälfte 5 abgewandten Seite der feststehen­ den Formaufspannplatte ist das Plastifizier- und Einspritz­ aggregat angeordnet, das schematisch dargestellt und mit 11 bezeichnet ist. Zum Spritzen einer Informationsträgerplatte wird zunächst durch eine entsprechende Beaufschlagung der Schließeinheit die Form in an sich bekannter Weise zugefahren, wobei beide Formhälften das Formnest zum Spritzen der Infor­ mationsträgerplatte, im vorliegenden Falle einer Compact Disc begrenzen. Gleichzeitig bzw. anschließend wird das Plastifizier- und Einspritzaggregat in Eingriff mit derDüsenzentrierung 8 ge­ bracht und über die Angußbohrung der Formhälfte 5 und die Boh­ rung des Einsatzes 10 plastifiziertes Material in das Formnest injiziert. Anschließend wird die Form aufgefahren, d.h. in die in der Figur dargestellte Stellung gebracht und die gespritzte Compact Disc mittels eines nicht dargestellten Roboters ent­ nommen. Es zeigte sich in überraschender Weise, daß durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Einsatzes die bisher beim Spritzgießen von Compact Discs aufgetretenen und oben er­ läuterten Probleme im wesentlichen beseitigt sind und der Einsatz auch über lange Zeit korrosionslos bleibt.

Gleiches gilt auch für das Spritzen der anderen eingangs erwähnten Informationsträgerplatten.

Fig. 2 zeigt in vergrößerter Darstellung die aus den beiden Formhälften 5 und 6 bestehende Spritzgießform. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Platte zum Ausgestalten der Informationspits ist mit einer an sich bekannten Spannhülse 13 in der Formhälfte 6 verspannt, während zum Festlegen des Einsatzes 10 ein Spannring 14 vorgesehen ist, der in der aus der Figur ersichtlichen Weise die Kera­ mikplatte in einer Randzone hält.

Die beiden Formhälften weisen weiterhin Kanäle 15 und Kanäle 16 für ein Kühlmedium bzw. Heizmedium auf, so daß in an sich bekannter Weise die üblichen Temperaturgefälle der Spritz­ gießform eingestellt werden können.

Claims (4)

1. Spritzgießform zum Spritzgießen von Informationsträger­ platten aus thermoplastischem Kunststoffmaterial, die auf der einen Seite Informationspits aufweisen, insbesondere von Compact-Discs aus Polycarbonat oder Polymethylmethacrylat, wobei die Formhälfte für die verschiebbare Formaufspann­ platte einer Spritzgießmaschine, eine Platte zum Ausprägen der Informationspits und die Formhälfte für die feststehende Formaufspannplatte im Bereich des Formnestes plan ist und die Angußbohrung zum Injizieren des plastifizierten thermo­ plastischen Kunststoffmaterials in das von den beiden Form­ hälften in der Schließstellung begrenzte Formnest aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Formhälfte (5) für die feststehende Formaufspann­ platte (10) im Bereich des Formnestes einen Einsatz (9) aus einem polierbaren, korrosionsfreien und im wesentlichen porenfreien, nichtmetallischen Werkstoff aufweist.

2. Spritzgießform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (9) aus Keramikmaterial besteht.

3. Spritzgießform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramikmaterial Zirkonoxid ist.

4. Spritzgießform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramikmaterial Siliziumnitrid ist.