상기 본 발명에 따른 수지 성형품의 성형 금형의 단면구조의 한 예를 도 1(a) 및 이의 평면구조의 한 예를 도 1(b)에 도시한다. 이러한 금형은 사출 성형기에 부착되어 광전도판, 렌즈 시트, 광기록 매체 기판 등의 수지 성형품의 사출 성형에 이용된다. 본 발명에 따른 금형(1)에는 1개의 주면이 캐비티의 일부를 구성하는 박판 부재(2)가 장착되어 있다. 박판 부재(2)는 박판 본체(3)와 저열전도율 부재(4)로 이루어지고, 박판 본체(3)의 1개의 주면(제1면)은 캐비티의 일부를 구성하며, 상기 캐비티의 일부를 구성하는 주면과 상이한 다른 1개의 주면(제2면)에 저열전도율 부재(4)가 설치되어 있다. 금형(1)의 백플레이트(5)는 박판 부재(2)의 두께에 상당하는 깊이만큼 파여져 있으며 여기서 박판 부재(2)가 장착되어 있다. 여기서,「주면」이란 박판 부재를 구성하는 6개의 면중에서 면적이 큰 2개의 마주보는 면을 말한다.
하기에 본 발명의 수지 성형품의 성형방법에 의해, 전사성이 향상되며, 웰드 마크, 콜드 수지 마크, 플로 마크의 발생이 감소되는 이유에 관해 설명한다. 여기서 폴리메틸메타크릴레이트 수지를 사용하여 광전도판을 성형하는 경우를 예로서 설명한다.
폴리메틸메타크릴레이트 수지(구라레 제조 파라페트(parapet) HR-1000 LC)의 온도와 세로탄성계수의 관계를 측정한 결과를 도 2에 나타낸다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 폴리메틸메타크릴레이트 수지의 온도와 세로탄성계수의 관계를 측정하고(굴곡 모드), 저장 탄성율의 온도 의존성을 구하면, 그래프의 기울기가 크게 변하는 온도가 있으며, 이 온도가 본 명세서에서 말하는 전사 개시 온도이다. 도 2내에 나타내는 바와 같이, 상 천이 영역의 그래프의 접선과 고무상 평탄 영역의 그래프의 접선의 교점에 의해 구해지는, 폴리메틸메타크릴레이트 수지(구라레 제조 파라페트 HR-1000 LC)의 전사 개시 온도는 128℃이다.
금형의 온도를 85℃로 설정하고 캐비티내에서 사출 충전되는 폴리메틸메타크릴레이트 수지(도 2에 나타내는 측정 결과를 수득)의 온도를 280℃에 설정하였을 때에 사출후의 시간(초)과 폴리메틸메타크릴레이트 수지의 금형에 접하는 면의 온도와의 관계를, MARC(MARC사 제조)를 사용하는 비정상 열전도 해석에 의한 시뮬레이션으로 구한 결과를 도 3에 나타낸다. 여기서, 도 4에 도시하는 바와 같이, 성형물의 두께를 3mm로 하고 금형(탄소강제)의 두께를 25mm로 하고 박판 본체(니켈제)의 두께를 0.3mm로 하여 시뮬레이션하고 있다. 박판 본체의 니켈의 열전도율은 79.2kcal/m·h r·℃이다. 박판 본체 표면에 형성되는 요철 구조는 높이가 13μm이고, 피치가 30μm이다. 또한, 충전시간을 1.4초 및 성형 사이클을 60초로 하고, 냉각수측의 열전도 계수를 1.0×10-3cal/mm2·s e c·℃로 한다.
여기서, 도 3의 (a)는 금형에 박판 부재가 장착되지 않은 경우의 시뮬레이션 결과이고, 전사 개시 온도 이상의 온도를 갖는 폴리메틸메타크릴레이트 수지가 캐비티 부분에 도입되었을 때에, 금형의 표면 부근의 폴리메틸메타크릴레이트 수지가 전사 개시 온도 이하의 온도를 갖는 금형으로 냉각되어 전사 개시 온도 이하의 온도로 내려가고, 그대로 전사 개시 온도를 초과하는 경우가 없다. 이와 같이 금형의 표면 부근의 폴리메틸메타크릴레이트 수지가 전사 개시 온도 이하로 됨으로써, 캐비티내의 수지에 냉각고화층이 형성된다. 캐비티내에 수지가 충전된 후, 압유지공정에서 캐비티내의 수지에 압력이 부가되며, 폴리메틸메타크릴레이트 수지에 요철 패턴이 전사되어 성형품(광전도판)이 수득된다. 이때, 금형의 표면 부근의 폴리메틸메타크릴레이트 수지에 형성된 냉각고화층이 내부로부터의 압력으로 요철 패턴에 압입되므로 불균일 배향, 불균일 냉각 등이 발생하며, 웰드 마크, 콜드 수지 마크, 플로 마크 등이 발생한다.
한편, 도 3의 (b) 및 (c)는 본 발명의 수지 성형품의 성형방법에 따른 경우에 사출후의 시간(초)과 폴리메틸메타크릴레이트 수지의 금형에 접하는 면의 온도와의 관계를 시뮬레이트한 결과를 나타낸 것이다. 도 3의 (b)는 열전도율이 79.2 k cal/m·h r·℃이고, 두께가 0.3mm인 니켈제의 박판 본체의 한면에, 열전도율이 0.126kcal/m·h r·℃이고, 두께가 0.1mm인 폴리에틸렌테레프탈레이트제의 저열전도율 부재를 부착하고, 이러한 박판 부재가 장착된 금형을 사용하여, (a)의 조건과 동일한 조건으로 시뮬레이트션함으로써 사출후의 시간(초)과 온도의 관계를 시뮬레이트한 결과를 나타내고 있다, 도 3의 (c)는 저열전도율 부재의 두께를 0.15mm로하는 이외에는 (b)의 경우와 동일한 조건으로 시뮬레이션한 결과이다.
도 3의 (b) 및 (c)로 나타내는 바와 같이, 본 발명의 수지 성형품의 성형방법에서 전사 개시 온도 이하의 온도로 유지하는 금형으로 구성되는 캐비티 부분에 도입하고, 이 금형에서 냉각되어, 전사 개시 온도 이상의 온도로부터 전사 개시 온도 이하의 온도로 내려간 금형의 표면 부근의 열가소성 수지가, 캐비티 부분에 열가소성 수지가 충전된 후에 다시, 전사 개시 온도를 넘는 온도로 상승하도록, 캐비티 부분측의 표면 부분의 열용량이 설정된 금형을 사용한다. 이러한 금형을 사용하여 광전도판 등의 성형품을 성형하면, 사출 충전 직후에 수지온도가 전사 개시 온도 이하로 됨에 따라, 금형의 표면 부근에 냉각고화층이 형성되지만, 그 후 수지온도가 다시 전사 개시 온도를 초과함으로써 뷸균일 배향, 불균일 냉각의 원인이 되는 냉각고화층이 소멸한다. 이 결과, 웰드 마크, 콜드 수지 마크, 플로 마크의 발생이 억제된다.
냉각고화층이 형성되는 것을 막기 위해서 금형의 캐비티 부분측의 표면만을 적외선 히터 등을 사용하여 복사열로써 가열하는 기술이 있다. 해야 하며 그러나, 이러한 기술은 냉각고화층의 형성을 방지하는 것에 일단 효과가 있지만, 사출 성형의 1 사이클마다 금형의 캐비티 부분측의 표면을 가열해야 하며 사출 성형의 1 사이클에 요하는 시간이 길어지는 결점이 있다.
이에 대해 본 발명의 수지 성형품의 성형방법에 사용되는 금형과 같이, 캐비티 부분에 박판 부재가 장착된 금형을 사용하여 성형한다면, 캐비티내의 수지의 중심부 온도는 박판 부재가 장착되지 않은 금형을 사용하여 성형한 경우와 그다지 변화가 없다. 도 3에 나타낸 사출후의 시간(초)과 폴리메틸메타크릴레이트 수지의 금형에 접하는 면 온도와의 관계의 시뮬레이션 결과와 시간축을 연장하여 구한 결과를 도 5에 나타낸다. 도 5에 나타낸 (d)의 곡선은 캐비티내의 수지의 중심부의 온도를 나타내며, 박판 부재의 유무, 이의 두께의 대소에 관계 없이 중심부의 온도는 거의 동일하다.
본 발명에 따라 광전도판을 성형하고자 하는 경우, 이 광전도판이 표면에 요철 패턴을 가지면, 상기 박판 부재의 캐비티부를 구성하는 주면에는 광전도판의 표면에 형성되어야 하는 요철 패턴과는 반대의 요철이 형성되어 있다. 또한, 성형하고자 하는 광전도판이 표면에 주름 가공을 갖는 것이면, 상기 박판 부재의 캐비티 부분을 구성하는 주면에는 주름 가공이 실시되어 있다. 더욱이, 성형하고자 하는 광전도판에 도트상 등의 패턴이 인쇄되어 있으면, 상기 박판 부재의 캐비티부를 구성하는 주면은 경면(평면) 그대로 이다.
성형해야 할 광전도판이 겉과 안쪽의 양면에 요철 패턴 또는 주름 가공을 갖는 것이면, 박판 부재를 금형의 캐비티의 양면에 설치하여 성형하면 좋다. 요철 패턴 또는 주름 가공이 광전도판의 한면뿐인 경우, 캐비티의 한면(요철 패턴 또는 주름 가공이 있는 면)에 박판 부재를 설치하고 다른 면은 경면 그대로이면 좋지만, 양면에 박판 부재를 설치하면 좋다(이 경우, 한쪽의 박판 부재의 표면은 경면이다).
본 발명의 수지 성형품의 성형방법에 의해 렌즈 시트를 성형하는 경우에도, 전사성이 향상되며 웰드 마크, 콜드 수지 마크, 플로 마크의 발생이 감소된다. 이 러한 점은 도 6에 도시하는 바와 같이, 성형물의 두께를 2mm로 하고, 금형(탄소강제)의 두께를 25mm로 하여, 박판 본체(니켈제)의 두께를 0.3mm로 하고, 폴리에틸렌테레프탈레이트제의 저열전도율 부재의 두께를 0.lmm로 하여, 상기 광전도판의 성형방법과 동일하게 시뮬레이션한 결과에 따라 확인된다. 여기서, 금형의 온도를 85℃로 설정하고, 캐비티내에 사출 충전되는 폴리메틸메타크릴레이트 수지는 도 2에 나타내는 측정 결과를 수득한 것이며, 이 온도를 280℃로 설정한다. 충전시간을 1.4초, 성형 사이클을 60초로 하고, 냉각수측의 열전도 계수를 1.0×10-3cal/mm2·sec·℃로 한다.
본 발명에 따라 렌즈 시트를 성형하고자 하는 경우, 상기 박판 부재의 캐비티 부분을 구성하는 주면에는 렌즈 시트에 형성되어야 할 렌즈의 요철 패턴과 반대의 요철이 형성되어 있다. 성형하고자 하는 렌즈 시트가 겉과 안쪽의 양면에 요철의 렌즈면을 갖는 것이면, 도 1에 도시하는 구조의 금형을 캐비티의 양면에 설치하면 좋다. 요철의 렌즈면이 렌즈 시트의 한면뿐이면, 도 1에 도시하는 구조의 금형은 캐비티의 한면에만 설치하면 좋고, 다른 면은 경면 그대로도 좋다.
본 발명의 수지 성형품의 성형방법을 사용하여 광기록 매체의 기판을 성형하는 경우에도 전사성이 향상되며, 웰드 마크, 콜드 수지 마크, 플로 마크의 발생이 감소한다. 이러한 점은 도 7에 도시하는 바와 같이, 성형물의 두께를 0.6mm로 하여, 금형(탄소강제)의 두께를 25mm로 하고, 박판 본체(니켈제)의 두께를 0.3mm로 하며, 폴리에틸렌테레프탈레이트제의 저열전도율 부재의 두께를 0.1mm로 하여, 상기 광전도판의 성형방법과 동일하게 시뮬레이션한 결과에 의해 확인된다. 여기서, 박판 본체 표면에 형성된 요철 구조는 높이가 0.1μm이고, 피치가 1.4μm 이다. 또한, 금형의 온도를 85℃로 설정하고, 캐비티내에 사출 충전되는 수지로서, 메타크릴산메틸 90중량%와 아크릴산메틸 10중량%로 이루어지는 아크릴계 수지(구라레 제조 파라페트 HR 11000 LC. 전사 개시 온도: 128℃)를 사용하여, 이 온도를 280℃로 설정한다. 충전시간을 1.4초, 성형 사이클을 60초로 하고, 냉각수측의 열전도 계수를 1.0×10-3cal/mm2·sec·℃로 한다.
상기 본 발명에 따른 광기록 매체 기판의 성형 금형의 단면 구조의 한 예를 도 8에 도시한다. 도 8에서, (6)은 홈 또는 피트가 형성된 박판 본체이고, (7)은 저열전도율 부재이다. 박판 본체(6)과 저열전도율 부재(7)로부터 박판 부재가 구성되며, 박판 부재의 1개의 주면이 캐비티의 일부가 된다. (8)은 외주측 압박 링이며, (9)는 내주측 압박 링이며 이들은 금형구성 부재(10)에 장착되어 있다. 상기 박판 부재의 캐비티 부분을 구성하는 주면에는 광기록 매체 기판에 형성하여야 할 피트 또는 홈의 요철 패턴과는 반대의 요철 패턴이 형성되어 있다. 피트 또는 홈을 형성하지 않은 측의 금형은 경면 그대로도 좋지만, 도 8에 도시하는 구조의 금형을 캐비티의 양면에 설치하는 것이 전사성을 한층 더 향상시키기 위해 바람직하다.
금형에 박판 부재를 장착하는 방법으로서 진공 흡착하는 방법, 접착제에 의해 접착하는 방법, 자석을 사용하여 고정하는 방법 등이 있다. 광기록 매체를 성형하기 위한 금형이면, 종래부터 이용되는 외주측 압박 링과 내주측 압박 링를 사용하는 고정법, 외주측의 진공 흡착과 내주측 압박 링을 조합한 고정법을 이용할 수 있다.
또한, 본 발명 방법에 사용되는 열가소성 수지는 특별히 제한하지 않으며, 예를 들면 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리염화비닐, 열가소성 탄성중합체, 또는 이의 공중합체가 있다.
실시예
이하, 실시예로써 본 발명을 상세히 설명한다. 먼저, 광전도판의 성형방법의 실시예에 관해 설명한다.
실시예 1 내지 2
박판 본체로서, 열전도율이 79.2 kcal/m·h r·℃이고, 두께가 0.3mm이며, 크기가 250mm×220mm인 니켈제의 박판을 사용한다. 박판 본체의 캐비티측 표면에는 피치가 50μm이고, 높이가 25μm인 이등변 프리즘 모양의 요철 패턴이 배열되어 있다. 박판 본체의 분리면(캐비티와 반대면)측에는, 열전도율이 0.3kcal/m·h r·℃이고, 두께가 0.1mm이고, 크기가 220mm×170mm인 폴리이미드 필름(저열전도율 부재)가 접착되어 있다. 또한, 이 박판 부재가 장착되는 금형은 금형의 분리면으로부터 먼저, 박판 본체인 니켈제의 박판에 상당하도록 두께가 0.3mm, 크기가 250mm×220mm이 파여지고, 더욱이 저열전도율 부재인 폴리이미드 필름에 상당하도록 두께가 0.1mm, 크기가 220mm×170mm로 파여져 있다. 이러한 박판 부재를 장착하는 금형을 사용하고 폴리메틸메타크릴레이트 수지를 사용하여, 표 1에 기재한 조건에 따라 사출 성형법으로 광전도판을 성형할 수 있다.
또한, 상기의 금형을 사용하여 실린더 온도 270℃의 조건에서 프리즘 형상이 전사되는 내압을 측정하면 38MPa 이다.
비교 실시예 1
캐비티를 구성하는 부재로서, 열전도율이 79.2kcal/m·h r·℃이고, 두께가 0.3mm이고, 크기가 250mm×220mm인 니켈제의 박판을 사용한다(저열전도율 부재는 설치되어 있지 않다). 박판 본체의 캐비티측 표면에는 피치가 50μm이고, 높이가 25μm 인 이등변 프리즘 모양의 요철 패턴이 배열되어 있다. 이러한 부재가 장착되는 금형은, 크기가 250mm×220mm이고, 깊이가 니켈판에 상당하는 두께만큼 금형의 분리면으로부터 파여져 있다. 이러한 금형을 사용하고 실시예 1 내지 2와 동일한 폴리메틸메타크릴레이트 수지를 사용하여, 표 1에 기재한 조건에 따라 사출 성형법으로 광전도판을 성형한다.
비교 실시예 2
비교 실시예 1과 동일한 금형을 사용하여, 실시예 1 및 2에서 보다 높은 실린더 온도, 높은 금형 온도에서, 동일한 폴리메틸메타크릴레이트 수지를 사용하여, 표 1에 기재한 조건에 따라 사출 성형법으로 광전도판을 성형한다.
비교 실시예 3
비교 실시예 1과 같은 금형을 사용하여, 금형 온도 조절기의 매체 온도를 유지압까지는 100℃, 냉각중에 85℃로서, 동일한 폴리메틸메타크릴레이트 수지를 사용하여, 표 1에 기재한 조건에 따라 사출 성형법으로 광전도판을 성형한다.
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박판 본체의두께(mm) |
저열전도율부재의 두께(mm) |
실린더온도(℃) |
금형 온도(℃) |
성형사이클(초) |
프리즘높이(㎛) |
실시예 1실시예 2비교 실시예 1비교 실시예 2비교 실시예 3 |
0.30.30.30.30.3 |
0.10.1없음없음없음 |
260270270290270 |
76767695유지압까지 100℃냉각까지 85℃승온시간 60초 |
707070240260 |
2525182325 |
(조건) 충전시간 2초 유지압 70 내지 80MPa
(재료) 파라페트 GH-1000S((주)구라레 제조)
상기의 각 비교 실시예중 비교 실시예 1에서, 프리즘의 높이가 낮으며 전사성이 낮다. 비교 실시예 2 및 3과 같이 하면, 전사성은 향상하지만 성형 사이클이 길어진다. 또한, 비교 실시예 1의 금형을 사용하여 실린더 온도 270℃의 조건에서 프리즘 형상이 전사되는 내압을 측정하면 55MPa 이다.
실시예 3 내지 9
박판 본체로서, 열전도율이 79.2kca1/m·hr·℃이고, 두께가 0.3mm이고, 크기가 250mm×220mm인 니켈제의 박판을 사용한다. 박판 본체의 캐비티측 표면에는 피치가 50μm이고, 높이가 25μm인 이등변 프리즘 모양의 요철 패턴이 배열되어 있다. 박판 본체의 분리면(캐비티와는 반대면)측에는 열전도율이 0.3kcal/m·h r·℃이고, 크기가 220mm×170mm인 폴리이미드 필름(저열전도율 부재)이 접착되어 있다. 여기서, 폴리이미드 필름의 두께를 표 2에 기재한 바와 같이 변경한다. 상기의 금형을 사용하고 실시예 1 내지 2와 동일한 폴리메틸메타크릴레이트 수지를 사용하여, 표 2에 기재한 조건에 따라 사출 성형법으로 광전도판을 성형한다. 수득된 광전도판의 프리즘의 높이 측정, 외관 관찰, 환경시험에 따른 휘어짐 측정을 각각 실시한다. 환경시험은 광전도판을 65℃×90% RH의 환경에서 300시간 동안 방치하여 실시하고, 300시간 경과후의 광전도판의 휘어짐을 두께 게이지를 사용하여 측정한다.
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박판 본체의두께(mm) |
저열전도율부재의 두께(mm) |
프리즘높이(㎛) |
성형품의 웰드 라인 |
휘어짐(mm)환경시험 전/후 |
이형시의변형 |
실시예 3실시예 4실시예 5실시예 6실시예 7실시예 8실시예 9 |
0.30.10.60.30.30.10.6 |
0.10.10.10.050.30.050.3 |
25252525252525 |
없음없음없음없음없음없음없음 |
0.1/0.20.15/0.150.15/0.20.15/0.250.1/0.150.1/0.20.15/0.25 |
없음없음없음없음없음없음없음 |
(조건) 실린더 온도 270℃ 금형 온도 76℃ 충전시간 2초 유지압 80MPa
성형 사이클 70초
(재료) 파라페트 GH-1000S((주)구라레 제조)
실시예 3 내지 9와 같이 박판 본체의 두께가 0.1 내지 0.6mm이고, 저열전도율 부재의 두께가 0.05 내지 0.3mm인 범위에서, 프리즘의 전사성이 높고, 웰드 라인 등의 외관 불량이 없으며 신뢰성이 높은 성형품을 수득한다. 또한, 고온도 고습도 환경하에서도 휘어짐이 거의 발생하지 않는다.
다음에, 렌즈 시트의 성형방법의 실시예에 관해서 설명한다.
실시예10 내지 11
박판 본체로서, 열전도율이 79.2kcal/m·h r·℃이고, 두께가 0.3mm이고, 크기가 250mm×220mm인 니켈제의 박판을 사용한다. 박판 본체의 캐비티측 표면에는 유효면적이 220mm×166mm이고, 피치가 500μm이며, 중심부로부터 외주부에 걸쳐서 25에서 80μm까지 서서히 높이가 변화하는 프레넬 렌즈 패턴이 배치되어 있다. 박판 본체의 분리면(캐비티와는 반대면)측에는, 열전도율이 0.3 kcal/m·h r·℃이고, 두께가 0.1mm이며, 크기가 220mm×170mm인 폴리이미드 필름(저열전도율 부재)이 접착되어 있다. 이 박판 부재를 장착한 금형을 사용하고 폴리메틸메타크릴레이트 수지를 사용하여 표 3에 기재한 조건에 따라 사출 성형법으로 렌즈 시트를 성형할 수 있다.
또한, 상기의 금형을 사용하여, 실린더 온도 270℃의 조건에서 프레넬 렌즈의 패턴이 전사되는 내압을 측정하면 45MPa이다.
비교 실시예 4
캐비티를 구성하는 부재로서, 열전도율이 79.2kcal/m·h r·℃이고, 두께가 0.3mm이고, 크기가 250mm×220mm인 니켈제의 박판을 사용한다(저열전도율 부재는 설치되어 있지 않다). 박판 본체의 캐비티측 표면에는, 유효면적이 220mm×166mm이고, 피치가 500μm이며, 중심부로부터 외주부에 걸쳐 25에서 80μm까지 서서히 높이가 변화하는 프레넬 렌즈 패턴이 배치되어 있다. 이러한 부재가 장착되는 금형은 크기가 250mm×220mm이고, 깊이가 니켈판에 상당하는 두께만큼 금형의 분리면으로부터 파여져 있다. 이러한 금형을 사용하고 실시예 10 내지 11과 동일한 폴리메틸메타크릴레이트 수지를 사용하여, 표 3에 기재한 조건에 따라 사출 성형법으로 렌즈 시트를 성형한다.
비교 실시예 5
비교 실시예 4와 동일한 금형을 사용하고, 실시예 10 및 11에서 보다 높은 실린더 온도, 높은 금형 온도에서, 동일한 폴리메틸메타크릴레이트 수지를 사용하여, 표 3에 기재한 조건에 따라 사출 성형법으로 렌즈 시트를 성형한다.
비교 실시예 6
비교 실시예 4와 동일한 금형을 사용하고, 금형 온도 조절기의 매체 온도를 유지압까지는 100℃, 냉각중에 85℃로서, 동일한 폴리메틸메타크릴레이트 수지를 사용하여, 표 3에 기재한 조건에 따라 사출 성형법으로 렌즈 시트를 성형한다.
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박판 본체의 두께(mm) |
저열전도율 부재의 두께(mm) |
실린더온도(℃) |
금형 온도(℃) |
성형사이클(초) |
프레넬렌즈패턴의 높이(㎛) |
실시예 10실시예 11비교 실시예 4비교 실시예 5비교 실시예 6 |
0.30.30.30.30.3 |
0.150.15없음없음없음 |
260270270290270 |
76767696유지압까지 100℃냉각까지 85℃승온시간 60초 |
505050220240 |
중심2020171820 |
외측8080657380 |
(조건) 충전시간 2초 유지압 70 내지 80MPa
(재료) 파라페트 GH-1000S((주)구라레 제조)
상기의 각 비교 실시예중 비교 실시예 4에서, 프레넬 렌즈의 패턴 높이가 낮고 전사성이 낮다. 비교 실시예 5 및 6과 같이 하면, 전사성은 향상되지만 성형 사이클이 길어진다. 또한, 비교 실시예 4의 금형을 사용하여 실린더 온도 270℃의 조건에서 프레넬 렌즈의 패턴이 전사되는 내압을 측정하면 70MPa이다.
실시예 12 내지 18
박판 본체로서, 열전도율이 79.2kcal/m·h r·℃이고, 두께가 0.3mm이고, 크기가 250mm×220mm인 니켈제의 박판을 사용한다. 박판 본체의 캐비티측 표면에는, 유효면적이 220mm×166mm이고, 피치가 500μm이고, 중심부로부터 외주부에 걸쳐 25에서 80μm까지 서서히 높이가 변화하는 프레넬 렌즈 패턴이 배치되어 있다. 박판 본체의 분리면(캐비티와는 반대면)측에는, 열전도율이 0.3 kcal/m·h r·℃이고, 크기가 220mm×170mm인 폴리이미드 필름(저열전도율 부재)이 접착되어 있다. 여기서, 폴리이미드 필름의 두께를 표 4에 기재한 바와 같이 변경한다. 상기의 금형을 사용하고 실시예 10 내지 11과 동일한 폴리메틸메타크릴레이트 수지를 사용하여, 표 4에 기재되는 조건에 따라 사출 성형법으로 렌즈 시트를 성형한다. 수득한 렌즈 시트의 프레넬 렌즈 패턴의 높이 측정, 외관 관찰, 환경시험에 따른 휘어짐 측정을 각각 실시한다. 환경시험은 렌즈 시트를 65℃×90% RH의 환경에서 300시간 동안 방치하여 실시하고, 300시간 경과후의 렌즈 시트의 휘어짐을 두께 게이지로 측정한다.
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박판 본체의두께(mm) |
저열전도율 부재의 두께(mm) |
프레넬 렌즈패턴 높이(㎛) |
휘어짐(mm)환경시험 전/후 |
이형시의변형 |
실시예 12실시예 13실시예 14실시예 15실시예 16실시예 17실시예 18 |
0.30.10.60.30.30.10.6 |
0.150.150.150.10.30.10.3 |
중심20202020202020 |
외측80808080808080 |
0.1/0.150.15/0.10.15/0.20.2/0.20.1/0.150.1/0.20.15/0.2 |
없음없음없음없음없음없음없음 |
(조건) 실린더 온도 270℃ 금형 온도 76℃ 충전시간 2초 유지압 80MPa
성형 사이클 50초
(재료) 파라페트 GH-1000S ((주)구라레 제조)
실시예 12 내지 18과 같이 박판 본체의 두께가 0.1 내지 0.6mm이고, 저열전도율 부재의 두께가 0.1 내지 0.3mm인 범위에서, 프레넬 렌즈 패턴의 전사성이 높고, 웰드 라인 등의 외관 불량이 없으며, 신뢰성이 높은 성형품이 수득된다. 또한, 고온도 고습도 환경하에서 휘어짐이 거의 발생하지 않는다.
다음에, 광기록 매체 기판의 성형방법의 실시예에 관해 설명한다. 여기서는, 사출 성형기[(주) 테크노플러스 제조 SIM-4749]를 사용하여, 외부 직경이 120mm이며, 두께가 0.6mm인 광디스크 기판을 사출 성형한다. 전사성의 평가는 홈이 형성되어 있는 광디스크 기판의 표면에 백금을 스퍼터로 막 성형하고, 주사형 터널 현미경(세이코덴시고교 제조 SAM3100)를 사용하여 홈의 형상을 측정함으로써 평가한다. 홈의 형상의 측정결과로부터 홈의 깊이를 구하고, 이러한 값을 박판 본체의 홈 깊이의 값으로 나눈 것을 전사율이라고 정의한다.
실시예 19 내지 21
박판 본체로서 열전도율이 79.2kcal/m·h r·℃이고, 두께가 0.3mm이고, 크기가 외부 직경 128mm에서 내부 직경 37mm의 니켈제의 도너츠형 원반상 박판을 사용한다. 박판 본체의 캐비티측 표면에는, 피치가 0.7μm이고, 깊이가 12μm의 나선상의 홈이, 박판 본체의 반경이 25mm 내지 55mm의 범위에 형성되어 있다. 박판 본체의 분리면(캐비티와는 반대의 면)측에는, 열전도율이 0.3kcal/m·h r·℃이고, 두께가 0.1mm이고, 크기가 외부 직경 128mm에서 내부 직경 38mm인 폴리이미드제 도너츠형 원반 필름(저열전도율 부재)이 접착되어 있다. 이 박판 부재를 도 8에 도시하는 바와 같이 금형에 장착한다. 도 8에서, (6)은 홈이 형성된 박판 본체이고, 7은 저열전도율 부재이고, (8)은 외주측 압박 링이고, (9)는 내주측 압박 링이며, 이들이 금형 구성부재(10)에 장착되어 있다. 광기록 매체의 기판의 사출 성형에는, 메타크릴산메틸 90중량%와 아크릴산메틸 10중량%로 이루어지는 아크릴계 수지(구라레 제조 파라페트 HR-1000 LC)를 사용하여, 표 5에 기재한 조건에 따라 사출 성형법으로 기판을 성형한다. 이 기판의 전사율을 구한 결과를 표 5에 기재한다. 또한, 상기의 각 실시예에서 성형한 기판은 변형이 작다.
비교 실시예 7 내지 9
캐비티를 구성하는 부재로서, 열전도율이 79.2kcal/m·h r·℃이고, 두께가 0.3mm이고, 크기가 외부 직경 128mm에서 내부 직경 37mm인 니켈제의 도너츠형 원반상 박판을 사용한다(저열전도율 부재는 설치되어 있지 않다). 박판 본체의 캐비티측 표면에는 피치가 0.7μm이고, 깊이가 12μm인 나선상의 홈이, 박판 본체의 반경이 25mm 내지 55mm의 범위에 형성되어 있다. 이러한 박판 본체를 도 8과 동일하게 하여, 외주측 압박 링 및 내주측 압박 링을 사용하여 금형에 장착한다. 광기록 매체의 기판의 사출 성형에는 상기의 아크릴계 수지를 사용하여 표 5에 기재한 조건에 따라 사출 성형법으로 기판을 성형한다. 이러한 기판의 전사율을 구한 결과를 표 5에 기재한다.
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박판 본체의 두께(mm) |
저열전도율 부재의 두께(mm) |
실린더온도(℃) |
금형온도(℃) |
형체결압(ton) |
전사율(%) |
실시예 19실시예 20실시예 21비교 실시예 7비교 실시예 8비교 실시예 9 |
0.30.30.30.30.30.3 |
0.10.10.1없음없음없음 |
275275275275275275 |
758085758085 |
171717171717 |
100100100505565 |