用於模製光碟的結構和方法
2023-09-23 21:14:45 1
專利名稱：用於模製光碟的結構和方法
背景技術：
本發明涉及一種用於注射模製光碟和CD的結構和方法。
注射模製包括將熔融熱塑性樹脂注入到一個模製裝置中。用於熱塑性樹脂注射模製的模型通常是由諸如鐵、鋼、不鏽鋼、鋁或黃銅的金屬材料製成的，這是因為這些材料具有較高的導熱性能，從而能夠使熱塑性樹脂的熔體快速冷卻並且能夠縮短模製周期時間。在這些模型中快速冷卻的一個缺點是，注入的樹脂立刻在模製表面處凝固，從而形成了一個較薄的固態層。所述熔體在模製表面處的快速凝固會形成一個粗糙的表面(而不是高質量的光學表面)，這可能會影響光碟效果。所述熔體的快速凝固與材料的可變徑向流動性結合在一起將會難於達到一個光碟所要求的均勻熔體流動和均勻表面複製。非均勻的流動和表面缺陷可能會在一個光碟上形成高比特誤差的區域。
在用於音頻、視頻或者計算機數據存儲和讀取應用的注射模製中，透過所述模型的熱交換將會對模製時間以及諸如雙折射性、平面性和特徵複製的精度等光碟特徵產生嚴重的影響。從經濟的角度出發，必須維持低周期時間和達到質量要求所需要的加工參數之間的平衡。
在共同受讓於Kim等人的美國專利US5,458,818中披露了一種通過在模型中設置絕熱層以便在注射模製過程中影響熱交換以及改善周期時間的方法。在Kim等人的這篇專利文獻中，使用多層模型，一個具有絕熱層的金屬芯粘附在所述多層模型上以便在模製過程中減慢樹脂的初始冷卻速度。所述絕熱層的材料為熱擴散性能和導熱性能都較低的材料，從而減慢模製樹脂的冷卻，並且能夠較好地延緩高溫衰減，並且能夠用於一個高溫模型中。可將通常由金屬製成的一個或多個硬質材料表層粘附到所述絕熱層上。
在由Nakamura等人提出的日本未審查專利申請JP 88-71325中描述了另一種用於影響熱交換的方法。在由Nakamura等人提出的這篇文獻中，在將一個壓模模樣放置在所述金屬模型的型芯模製表面上之前，利用塗覆或層壓的方式使一個合成樹脂層形成在所述壓模模樣上。
採用一個絕熱層是需要的以使模製工具和設備在尺寸和外形方面的變化最小化。對於CD，由於嚴格的光學透明度要求、表面形態以及亞微米數量級的表面特徵的複製性能的因素而不能使用普通的絕熱材料，因為普通的絕熱材料不能提供一個足夠光滑的表面，不能長時間地在模製溫度下保持穩定，或者在模製過程中不能經受反覆的高壓作用。
對於一種用於控制一個模型的熱交換性能的薄片或薄膜，其在一個較大的區域內必須具有非常光滑的表面(表面粗糙度小於0.1微米)，這樣就不會將特徵複製誤差或表面瑕疵引入到被製造的光碟中。所述表面最好能夠在模製過程中維持機械和尺寸完整性的同時還能減小模製工具中的微小瑕疵。
簡單地講，根據本發明的一個實施例，一種用於模製光碟的方法包括在至少一個絕熱模型插入件上設置一個絕熱插入件塗層以提供至少一個具有較小表面粗糙度的被塗覆的模型插入件；將所述至少一個被塗覆的模型插入件放置在一個導熱模樣和一個導熱模製裝置的一部分之間；將一種熔融熱塑性材料注入到所述模製裝置中；使所述熔融熱塑性材料在所述模製裝置中保持一段足夠時間以使所述熔融熱塑性材料冷卻到其玻璃態轉化溫度以下，從而形成光碟；以及將所述光碟從所述模製裝置中取出。
在一個相關的實施例中，將所述絕熱模型插入件塗覆在所述導熱模樣上，所述模型插入件的熱膨脹係數與所述模樣的熱膨脹係數相適合。在塗覆所述模型插入件之前可將一種助粘劑塗覆在所述模樣上。
在另一個相關的實施例中，利用一種粘接劑將所述絕熱模型插入件層壓在所述導熱模樣上，所述模型插入件的熱膨脹係數與所述模樣的熱膨脹係數相適合，所述粘接劑的材料收縮量不大並且其熱膨脹係數與所述模樣和模型插入件的熱膨脹係數相適合。
根據本發明的另一個實施例，一種位於一個模製裝置中的模型插入件，所述模型插入件設置在所述模製裝置和一個模樣之間，所述模型插入件包括一個絕熱模型插入件材料層和一個塗覆在所述模型插入件材料的至少一個表面上的插入件塗層以提供一個較小的表面粗糙度。
在一個相關的實施例中，一種位於一個模製裝置中的模樣和模型插入件包括一種設置在一個導熱模樣上的助粘劑以及一個塗覆在所述助粘劑和導熱模樣上的模型插入件，所述模型插入件的熱膨脹係數與所述模樣的熱膨脹係數相適合。
在另一個相關的實施例中，一種位於一個模製裝置中的模樣和模型插入件包括一種設置在一個導熱模樣和一個絕熱模型插入件之間的粘接劑，所述模型插入件的熱膨脹係數與所述模樣的熱膨脹係數相適合，所述粘接劑的材料收縮量不大並且其熱膨脹係數與所述模樣和模型插入件的熱膨脹係數相適合。
根據本發明的另一個實施例，一種光碟模製裝置包括至少一個被塗覆的模型插入件，所述模型插入件包括一個設置在至少一個絕熱模型插入件上的絕熱插入件塗層以提供至少一個具有較小表面粗糙度的被塗覆的模型插入件；一個導熱模樣；以及一個導熱模製裝置。所述至少一個被塗覆的模型插入件位於所述導熱模樣和所述導熱模製裝置的一部分之間。
在一個相關的實施例中，所述用於模製光碟的模製裝置包括一種設置在一個導熱模樣上的助粘劑或粘接劑，一個塗覆在所述助粘劑或粘接劑和所述導熱模樣上的絕熱模型插入件，所述模型插入件的熱膨脹係數與所述模樣的熱膨脹係數相適合。
根據本發明的另一個實施例，一種用於製造一個模型插入件的方法，所述模型插入件用於模製光碟，所述方法包括將一個鬆脫層(release layer)設置在一個基體上；將一種絕熱模型插入件液體材料的溶液塗覆到所述鬆脫層上；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與所述鬆脫層和基體分離。
圖2是一個塗覆在一個絕熱模型插入件上的插入件塗層的側視圖。
圖3是塗覆在一個絕熱模型插入件的兩側上的插入件塗層的側視圖。
圖4是在一個壓模模樣上的液態絕熱模型插入件材料的側視圖。
圖5是一個與圖4類似的視圖，其中所述插入件材料散布在整個所述壓模模樣上。
圖6是一個利用一種粘接劑層壓在一壓模模樣上的絕熱模型插入件的視圖。
圖7是形成在一個位於一基體上方的鬆脫層上的絕熱模型插入件的視圖。
圖8和圖9是在塗覆一個插入件塗層之前的絕熱模型插入件的透視圖。
圖1是一個注射模型10的一個側視截面圖，所述注射模型10包括一個絕熱的模型插入件12和一對由導熱性能較高材料所製成的半模14，所述半模14形成一個模腔16。這裡所用的「絕熱材料」指的是導熱係數小於或等於約50W/mK的材料。這裡所用的「導熱材料」指的是導熱係數大於或等於約100W/mK的材料。
諸如銅管的冷卻管線18設置在每一個半模14中以接收一種用於降低周期時間的冷卻流體。如圖所示，至少一個CD或光碟的壓模模樣20位於所述模腔16中並以一種已知的方式將其固定在模腔16中。所述壓模20具有一個用於記載信息的帶有溝槽或凹痕的表面22。
如果需要的話，還可將另外一個第二模樣23放入到模腔16中。為了便於描述，附圖標記19表示一個表面光滑的模樣，附圖標記17表示一個具有用於記載信息的溝槽或凹痕表面的第二壓模模樣。這樣一個壓模模樣20可是一個單獨的模樣，或者可與一個表面光滑的模樣結合使用，或者可與一個第二壓模模樣結合使用。所述壓模模樣和光滑模樣在這裡統稱為模樣。通常，模樣是由電鍍鎳製成的，而半模是由鋼製成的。
每一個半模14可具有一個用於支承所述模型插入件12的表面21。所述插入件12可為一種薄的且絕熱的單層結構或者多層絕熱結構，所述插入件可由導熱性能較低的材料製成，例如高溫熱塑性材料、熱固性材料、塑料組合材料、多孔金屬和導熱性能較低的金屬合金。最好，所述插入件為一種厚度在10微米至500微米之間的軟性薄膜，諸如聚醯亞胺薄膜。所述插入件還可是一種導熱性能很低的聚醯胺醯亞胺、聚醚碸或聚醚酮薄膜或者是由其它一些導熱性能比較低的材料製成。
通過澆口套36和澆口38可將熱的熱塑性樹脂注入所述模腔中。樹脂中的熱量透過所述壓模模樣20(如果可使用的話，還包括光滑模樣19或第二壓模模樣17)，熱交換可由至少一個模型插入件12來調節，所述模型插入件12能夠防止樹脂44的快速冷卻並且使所述壓模模樣被重新加熱。這樣能夠在一個較短的時間內在所述壓模模樣和樹脂44之間的界面處形成一個熱塑性表面。
在實施過程中，如圖1中所示，模型插入件最好位於模型的每一側上。如果一個模型插入件與一個半模或兩個半模結合使用，本發明也是可實施的。
圖2是在絕熱模型插入件12上的一個插入件塗層112的側視圖，它示出了本發明的一個實施例，其中由於使用了所述插入件塗層而使所述模型插入件變得光滑。
由於在模製過程中所要求的環境是高溫和高壓，因此模型插入件12需要較高的熱穩定性和尺寸穩定性。可能用於製造模型插入件的許多材料的薄膜表面粗糙度是利用接觸式和非接觸式表面輪廓測定方式表示的。用FN、HN和E分別表示幾種級別的KAPTON聚醯亞胺(KAPTON是DuPontCo.的一個商標)薄膜，它們的厚度在0.0005英寸(12.7微米)至0.005英寸(127微米)的範圍內。可以發現的是，KAPTON E聚醯亞胺薄膜具有大約為0.2微米的微小表面特徵。其它可能採用的模型插入件材料包括前面參照圖1所述及的那些材料。
在本發明中，可利用插入件塗層112進一步減小表面粗糙度。最好所述插入件塗層是從一種溶劑中得到的。適用於所述插入件塗層的材料應具有下列幾個特徵與插入件之間具有良好的粘附性、在模製過程中具有良好的穩定性、良好的表面粗糙度、良好的柔順性以及可接受的絕熱性能。適合的材料包括聚醯亞胺、改性的聚醯亞胺、聚醚醯亞胺、改性的聚醚醯亞胺、矽氧烷改性聚醚醯亞胺或其它具有熱穩定性的聚合物。
可通過使上述用於製造插入件塗層的材料與相容的環氧樹脂混合以提供一種熱固性薄膜來進一步優化這些塗層的穩定性和柔順性。環氧樹脂的加入量是可調節的以提供可改變交聯密度的薄膜。使用一種包含專用表面塗層的複合結構對於隔熱層是比較理想的。例如在由Lupinski等人提出的美國專利US5,169,911中描述了由聚醯亞胺和環氧樹脂組成的熱固性混合物。
在一個實施例中，利用一種粘接劑111將插入件12固定在一個框架110上。例如，所述框架可包括一種圓形INVARTM合金框架(INVAR是Carpenter Technology Corp.的一種合金的商標，這種合金包含36％的鎳和64％的鋼且碳含量為0.2％)。在一種聚醯亞胺固定在一個INVAR合金框架上並且經過烘烤後，在冷卻時，聚醯亞胺的收縮量大於框架的收縮量，從而形成了一個密封面。
或者，如圖8和9中所示，可通過將插入件12壓成兩個卡環810和812來固定所述插入件12。然後，在對其進行塗覆處理之前可測定其張緊度和均勻性。
在塗覆所述插入件塗層之前可利用RIE(活性離子蝕刻方法)對所述插入件的表面進行處理以提高粘接效果。接著，將一種為液態形式的插入件塗層材料塗覆到所述插入件表面上。在一個優選方法中，利用一種可旋轉的工具113進行旋轉塗覆。在一個實施例中，旋轉工具113包括一個凹進部分117，所述框架110可位於所述凹進部分117中以留下一個平的支承工具表面，所述模型插入件壓靠在所述平的支承工具表面。除了旋轉塗覆以外，還可採用其它適合的塗覆方法，例如浸塗、彎液面塗覆(meniscus coating)以及噴塗。
接著，在一個加熱裝置120中對所述插入件和插入件塗層進行烘烤以去除溶劑和使所述插入件塗層固化。在一個實施例中，一個由KAPTON E聚醯亞胺構成的插入件12被塗覆一個12微米厚的ULTEM聚醚醯亞胺薄膜層(ULTEM是General Electric Co.的一個商標)，所述ULTEM聚醚醯亞胺薄膜層是從苯乙酮/苯甲醚溶劑中得到的，所得到的薄膜粗糙度小於0.1微米。
如果所述框架110的表面積足夠大，那麼所得到的被塗覆模型插入件的表面可被檢驗，並且所述被塗覆插入件可被衝孔，從而使被衝孔部分(使用的部分)包括所述被塗覆模型插入件的最光滑部分，並且避免了任何不需要的粗糙表面。
圖3是在一個絕熱模型插入件12的兩側上的塗層112和116的側視圖。所述插入件的兩側都可被塗覆並且能夠使因插入件和所塗覆的插入件塗層之間的熱膨脹失配而在所述插入件中所產生的應力平衡。如果僅所述模型插入件的一側被塗覆，那麼最好是使所述插入件中與模樣相鄰的那一側被塗覆。
在這個實施例中，如圖2中所示，可在插入件的一側塗覆插入件塗層112，然後可將所述框架和模型插入件翻轉以塗覆第二插入件塗層116。在翻轉所述模型插入件之前最好對第一插入件塗層112進行至少是輕微的烘烤。在翻轉所述模型插入件之前可對所述第一插入件塗層進行劇烈的烘烤(固化)或者同時對所述第一插入件塗層和第二插入件塗層進行劇烈的烘烤。在一個實施例中，輕微的烘烤指的是在大約60-100℃的溫度下烘烤15分鐘至3個小時，劇烈的烘烤指的是在氮氣的氛圍中在大約200-300℃的溫度下烘烤1個小時至3個小時。
旋轉工具113最好具有一個開口115以使所述第一插入件塗層112不能與所述旋轉工具進行直接接觸。這個開口能夠防止所述第一插入件塗層與旋轉工具接觸，從而能夠防止在所述第一插入件塗層中形成劃痕。
圖4是在一個壓模模樣20上的液態絕熱模型插入件材料12的一個側視圖，它示出了一個實施例，其中所述插入件是直接用於所述壓模模樣上的。儘管圖4和圖5涉及的是所述插入件用於一個壓模模樣上，但是該方法對於將所述插入件用於一個光滑表面模樣19上的情況同樣是適合的(如圖1中所示)。所述模樣可包括一種常規的金屬模樣或者一種在其製造過程中已經得到改善的模樣。
在本發明中，所選擇的插入件材料應具有與模樣材料的熱膨脹係數相適合的熱膨脹係數。最好，所述插入件材料的熱膨脹係數應該等於或小於模樣材料的熱膨脹係數的3倍。在一個優選實施例中，所述插入件材料的熱膨脹係數等於或小於模樣材料的熱膨脹係數的2倍。在一個實施例中，例如由ULTRADELTM5106聚醯亞胺(U LTRADEL是Amoco Chemicals ofNaperville,IL的一個商標)構成的插入件材料在薄膜平面中的熱膨脹係數大約為24ppm/℃(一攝氏度的百萬分之24)，而由鎳構成的模樣的熱膨脹係數大約為13ppm/℃。
在另一個優選實施例中，在將所述插入件材料用於所述模樣上之前，將一種助粘劑119塗覆到所述模樣上。這是一個有益的特徵，這是因為模型插入件與模樣之間的良好粘接性對於在模樣上得到光滑的模型插入件表面是重要的。如果模型插入件在模樣上分層或者存在氣泡，利用所述模樣所模製出來的光碟質量是比較低的。
所述助粘劑可利用旋轉塗覆、浸塗、噴塗或彎液面塗覆方法塗覆並且被乾燥。所述助粘劑包括懸浮在一種溶劑中的一種偶聯劑，其厚度足以塗覆所述模樣。在一個實施例中，所述助粘劑包括一種有機矽烷，諸如α-氨丙基三乙氧基矽烷(由DuPont Co.以商品序列號VM-651和VM-652所出售的有機矽烷的活性成分)。
在圖4所示的實施例中，液態的插入件材料12位於所述壓模模樣的背面的中間，所述壓模模樣自身位於旋轉工具上。在一個實施例中，所述絕熱件材料包括聚醯亞胺。或者，還可使用其它適合的材料，例如聚醚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、聚醚碸或聚醚酮、或者熱塑性材料、熱固性材料、塑料合成物，或者其它導熱性能較低的材料。所述絕熱件材料的體積取決於需要塗覆的厚度和面積。在一個實施例中，所述絕熱件材料的體積在約3毫升至5毫升的範圍內。
圖5是一個與圖4類似的視圖，其中所述插入件材料塗覆在所述壓模模樣上。所述壓模模樣在旋轉工具113上轉動(旋轉)以將插入件材料在所述壓模模樣表面上分配至一個所需的厚度。在一個實施例中，例如所述壓模模樣的轉速在1000RPM(每分鐘轉數)至3000RPM(每分鐘轉數)的範圍內，其轉動時間在20秒至30秒的範圍內。如上所述，例如也可使用諸如浸塗、彎液面塗覆或噴塗的其它塗覆技術。
插入件所需的厚度能夠根據使用插入件的實施方案而變化，但是所述厚度通常在約5微米至250微米的範圍內。在所述插入件僅設置在模型的一側上的實施方案中，厚度在約5微米至25微米範圍內的較薄的塗層特別適於均勻換熱。在模型的兩側上都具有插入件的實施例中，可使用較厚的塗層。由於較厚的絕熱層能夠使模製方法在較低的熔化溫度和模型溫度下實施，因此這些實施例都能夠提高光碟質量，但是一些模製設備不適於包括一個在模型的光滑側上的插入件。
在使用並且塗覆所述插入件材料之後，所述壓模模樣和插入件材料固化。固化過程例如可分兩個步驟進行，在大約100℃的溫度下烘烤約15分鐘至3個小時，接著在氮氣的氛圍下在大約200-300℃的溫度下烘烤1個小時至3個小時。
在一些實施例中，為了形成具有合適厚度的一個插入件和/或複合結構，不得不連續地塗覆幾層插入件材料。在固化後，可對所述壓模模樣和插入件進行衝孔和裝船前的包裝和/或模製。
圖6是利用粘接劑124層壓在一個壓模模樣20上的一個絕熱模型插入件12的視圖，該圖示出了本發明的另一個實施例。在該實施例中，一個插入件例如可由參照圖2和圖3所述的任何材料構成，可通過為一個壓模模樣或表面模樣或所述插入件塗有一種粘接劑124以及將這兩層結構層壓在一起以使所述插入件被塗覆到所述模樣的背面。所述粘接劑例如可包括一種諸如聚醚醯亞胺、丙烯酸酯、聚酯或其它聚合物的熱塑性材料或者一種諸如環氧樹脂或一種熱塑性材料/環氧樹脂的混合物的熱固性材料。
在本發明中，所述插入件材料最好選擇那些熱膨脹係數儘可能接近所述模樣材料的熱膨脹係數的材料。在一個實施例中，所述插入件材料是由KAPTONTME聚醯亞胺構成的，這種材料在薄膜平面中的熱膨脹係數大約為14-17ppm/℃。另外，在該實施例中，所述粘接劑為一種諸如ULTEMTM聚醚醯亞胺的材料，這種材料在固化過程中的收縮量不大並且其熱膨脹係數非常接近所述模型插入件和模樣的熱膨脹係數。
圖7是本發明的另一個實施例的視圖，其中絕熱模型插入件12形成在位於一個基體128上方的一個鬆脫層130上。
所述光滑的基體例如可由一種諸如玻璃或矽片的光滑材料製成或者具有高性能的拋光或光滑表面。所述鬆脫層例如可包括一種厚度為大約100埃的諸如氮化鈦或金的材料。所選擇的鬆脫層的表面能應當低於所述基體，從而不利於粘接。可利用蒸氣或濺射技術塗覆所述鬆脫層。
在該實施例中，可通過將一種絕熱模型插入件材料(諸如參照圖4所述的材料)的液態溶液以旋轉塗覆的方式塗覆在已經塗有一個鬆脫層的基體上來生產一個獨立的光滑插入件。所述液態的絕熱模型插入件的優選材料是諸如ULTEM聚醚醯亞胺和PYRALIN聚醯亞胺(PYRALIN是DuPontCo.的一個商標)的聚合物溶液。所述插入件材料的旋轉塗覆厚度最好在約10微米至30微米之間。
在塗覆所述插入件材料之後，所述插入件被固化並且從所述基體上將其取下。可採用的將所述插入件從基體上取下的方法包括利用鑷子或手指剝離所述插入件材料或者為了避免手或其它儀器接觸所述插入件材料而將所述基體和插入件浸入到一種諸如水的液體中並使所述插入件從基體上浮起。
上述圖2-3和圖7的實施例涉及的是獨立的插入件，而圖3-4和圖6的實施例涉及的是直接製作在壓模模樣或光滑表面模樣上的插入件。獨立的插入件的優點在於，它們能夠與常規的壓模模樣結合使用並且在不同的模製應用中對於一個共用壓模模樣是可轉換使用的。對於整體式的插入件，特別是如在圖3-4的實施例中直接旋轉塗覆在一個壓模模樣上的插入件，其優點在於，減少了所需的加工/製作步驟。
另外，能夠以選擇的方式將上述一些實施例結合在一起。例如，可以參照圖2和圖3所述的方式塗覆利用參照圖7所述的鬆脫層方法製成的模型插入件。另外，可利用參照圖6所述的方式對利用圖2和圖3的實施例所製成的模型插入件進行層壓。
儘管這裡僅對本發明的一些優選特徵進行了描述，但是本領域普通技術人員能夠對這些特徵進行多種改進和變型。因此，應該理解的是，後面的權利要求覆蓋了所有落入在本發明保護範圍內的改進和變型。
權利要求
1．一種用於模製光碟的方法，包括在至少一個絕熱模型插入件(12)上設置一個絕熱插入件塗層(112)以提供至少一個具有較小表面粗糙度的被塗覆的模型插入件；將所述至少一個被塗覆的模型插入件放置在一個導熱模樣(17、19或20)和一個導熱模製裝置(10)的一部分之間；將一種熔融熱塑性材料(44)注入到所述模製裝置中；使所述熔融熱塑性材料在所述模製裝置中保持一段足夠時間以使所述熔融熱塑性材料冷卻到其玻璃態轉化溫度以下，從而形成光碟；以及將所述光碟從所述模製裝置中取出。
2．一種如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述設置絕熱插入件塗層的方式包括以旋轉塗覆、噴塗、浸塗或彎液面塗覆的方式塗覆所述絕熱插入件塗層。
3．一種如權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述至少一個絕熱模型插入件的材料包括一種聚醯亞胺，所述絕熱塗層的材料包括一種聚醯亞胺、一種改性的聚醯亞胺、一種聚醚醯亞胺、一種改性的聚醚醯亞胺或者一種矽氧烷改性聚醚醯亞胺。
4．一種如權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括以下步驟在為至少一個絕熱模型插入件設置絕熱插入件塗層之前，將所述絕熱模型插入件施加在一個塗覆有粘接劑的金屬框架上，對所述絕熱模型插入件和金屬框架進行加熱並且對所述絕熱模型插入件和金屬框架進行冷卻。
5．一種如權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括以下步驟在為至少一個絕熱模型插入件施加絕熱插入件塗層之前，將所述絕熱模型插入件固定在兩個金屬環之間以為所述絕熱模型插入件提供一個平坦的表面。
6．一種位於一個模製裝置(10)中的模型插入件(12)，所述模型插入件(12)設置在所述模製裝置和一個模樣(17、19或20)之間，所述模製裝置(10)用於將熔融熱塑性材料(44)模製成最終的光碟，所述模型插入件包括一個絕熱模型插入件材料層(12)；以及一個塗覆在所述模型插入件材料的至少一個表面上的插入件塗層(112)以提供一個較小的表面粗糙度。
7．一種如權利要求6所述的模型插入件，其特徵在於，所述插入件塗層塗覆在所述模型插入件材料的兩個表面上。
8．一種如權利要求6所述的模型插入件，其特徵在於，所述模型插入件的材料包括一種聚醯亞胺，所述絕熱塗層的材料包括一種聚醯亞胺、一種改性的聚醯亞胺、一種聚醚醯亞胺、一種改性的聚醚醯亞胺或者一種矽氧烷改性聚醚醯亞胺。
9．一種光碟模製裝置，包括至少一個被塗覆的模型插入件，所述模型插入件包括一個設置在至少一個絕熱模型插入件(12)上的絕熱插入件塗層(112)以提供至少一個具有較小表面粗糙度的被塗覆的模型插入件；一個導熱模樣(17、19或20)；以及一個導熱模製裝置(10)，所述至少一個被塗覆的模型插入件位於所述導熱模樣和所述導熱模製裝置的一部分之間。
10．一種用於模製光碟的方法，包括將一個絕熱模型插入件(12)塗覆在一個導熱模樣(17、19或20)上，所述模型插入件的熱膨脹係數與所述模樣的熱膨脹係數相適合；將所述被塗覆的模樣放置在一個導熱模製裝置(10)中，所述模型插入件位於所述模樣和所述模製裝置之間；將一種熔融熱塑性材料(44)注入到所述模製裝置中；使所述熔融熱塑性材料在所述模製裝置中保持一段足夠時間以使所述熔融熱塑性材料冷卻到其玻璃態轉化溫度以下，從而形成光碟；以及將所述光碟從所述模製裝置中取出。
11．一種用於模製光碟的方法，包括將一種助粘劑(119)施加到一個導熱模樣(17、19或20)上；將一個絕熱模型插入件(12)塗覆到所述助粘劑和導熱模樣上；將所述被塗覆的模樣放置在一個導熱模製裝置(10)中，所述模型插入件位於所述模樣和所述模製裝置之間；將一種熔融熱塑性材料(44)注入到所述模製裝置中；使所述熔融熱塑性材料在所述模製裝置中保持一段足夠時間以使所述熔融熱塑性材料冷卻到其玻璃態轉化溫度以下，從而形成光碟；以及將所述光碟從所述模製裝置中取出。
12．一種如權利要求11所述的方法，其特徵在於，所述絕熱模型插入件包括至少兩個絕熱模型插入件材料層，所述塗覆的步驟還包括以下步驟將第一個絕熱模型插入件材料層塗覆到所述模樣上，使所述第一個絕熱模型插入件材料層至少部分地固化，塗覆第二個絕熱模型插入件材料層，以及使所述第二個絕熱模型插入件材料層固化。
13．一種用於模製光碟的方法，包括利用一種粘接劑(124)將一個絕熱模型插入件(12)層壓在一個導熱模樣(17、19或20)上，所述模型插入件的熱膨脹係數與所述模樣的熱膨脹係數相適合，所述粘接劑的材料收縮量不大並且其熱膨脹係數與所述模樣和模型插入件的熱膨脹係數相適合；將所述模樣和模製插入件放置在一個導熱模製裝置(10)中，所述模型插入件位於所述模樣和所述模製裝置之間；將一種熔融熱塑性材料(44)注入到所述模製裝置中；使所述熔融熱塑性材料在所述模製裝置中保持一段足夠時間以使所述熔融熱塑性材料冷卻到其玻璃態轉化溫度以下，從而形成光碟；以及將所述光碟從所述模製裝置中取出。
14．一種位於一個模製裝置(10)中的導熱模樣(17、19或20)和絕熱模型插入件(12)，所述模製裝置(10)用於將熔融熱塑性材料(44)模製成最終的光碟，所述模樣和模型插入件包括一個包括一種粘接劑(124)或一種設置在所述模樣上的助粘劑(119)的層，所述模型插入件位於所述層和所述模樣上，所述模型插入件的熱膨脹係數與所述模樣的熱膨脹係數相適合。
15．一種如權利要求14所述的模樣，其特徵在於，所述層包括一種粘接劑(124)，所述粘接劑的材料收縮量不大並且其熱膨脹係數與所述模樣和模型插入件的熱膨脹係數相適合。
16．一種用於模製光碟的模製裝置(10)，包括至少一個導熱模樣(17、19或20)；至少一個絕熱模型插入件(12)，所述模型插入件的熱膨脹係數與所述模樣的熱膨脹係數相適合；一個包括一種粘接劑(124)或一種設置在所述模樣上的助粘劑(119)的層，所述模型插入件位於所述層和所述模樣上；以及一個導熱模製裝置(10)，所述至少一個被塗覆的模型插入件位於所述導熱模樣和所述導熱模製裝置的一部分之間。
17．一種用於製造一個模型插入件(12)的方法，所述模型插入件(12)用於模製光碟，所述方法包括將一個鬆脫層(130)設置在一個基體上；將一種絕熱模型插入件液體材料(12)的溶液塗覆到所述鬆脫層上；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與所述鬆脫層和基體分離。
18．一種如權利要求17所述的方法，其特徵在於，使所述模型插入件與所述鬆脫層和基體分離的方式包括將所述模型插入件從所述鬆脫層和基體上剝離下來。
19．一種如權利要求17所述的方法，其特徵在於，使所述模型插入件與所述鬆脫層和基體分離的方式包括將所述基體和所述模型插入件浸泡在一種液體中。
20．一種如權利要求17所述的方法，其特徵在於，所述鬆脫層為氮化鈦或金。
全文摘要
本發明涉及一種用於模製光碟的方法,所述方法包括:在至少一個絕熱模型插入件(12)上設置一個絕熱插入件塗層(112)以提供至少一個具有較小表面粗糙度的被塗覆的模型插入件;將所述至少一個被塗覆的模型插入件放置在一個導熱模樣(17、19或20)和一個導熱模製裝置(10)的一部分之間;將一種熔融熱塑性材料(44)注入到所述模製裝置中;使所述熔融熱塑性材料在所述模製裝置中保持一段足夠時間以使所述熔融熱塑性材料冷卻到其玻璃態轉化溫度以下,從而形成光碟;以及將所述光碟從所述模製裝置中取出。在另一個實施例中,所述模型插入件被塗覆或層壓在所述模樣上,所述模型插入件的熱膨脹係數與所述模樣的熱膨脹係數相適合。在另一個實施例中,所述模型插入件是利用以下步驟進行製造的,即塗覆在一個鬆脫層(130)上、固化以及將其從所述鬆脫層(130)上取下。
文檔編號G11B7/26GK1299315SQ99805676
公開日2001年6月13日 申請日期1999年4月8日 優先權日1998年5月1日
發明者T·P·菲斯特, T·B·戈爾茨卡, R·J·塞爾, P·A·麥康尼裡 申請人:通用電氣公司