DE2809161A1 - Verfahren zur herstellung eines kunststoffdatentraegers mit geschichteter struktur und eine vorrichtung zum durchfuehren dieses verfahrens - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines kunststoffdatentraegers mit geschichteter struktur und eine vorrichtung zum durchfuehren dieses verfahrens

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Hillebrand Johannes J Kraakman
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Description

PHN.8712
\ra/AvdV
9-9.77
"Verfahren zur Herstellung· eines Kunststoffdatenträgers mit geschichteter· Struktur und eine Vorrichtung zum
Durchführen dieses Verfahrens".
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffdatenträgers mit
geschichteter Struktur, bei dem ein flüssiges Gussharz: auf einer Matrizenoberfläche angebracht wird, die mit einer Datenspur versehen ist, wonach ein biegsames
Substrat auf der Gussharzschicht angebracht, dann die Harzschicht ausgehärtet und anschliessend das Gebilde
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aus Substrat und mit diesem verbundener ausgehärteter Harzsahicht der Matrize entnommen wird.
Ein derartiges Verfahren ist in der offengelegten niederländischen Patentanmeldung ^.h\\.707 > beschrieben und wird darin an Hand der Fig.5B näher erläutert. Nach diesem bekannten Verfahren wird eine Gussharzschicht auf der ganzen Oberfläche der Matrize ausgegossen und dann mit Hilfe eines Rollgliedes das Substrat auf der Gussharzschicht angebracht. Selbstverständlich wird die Dicke der Gussharzschicht von dem Druck, mit dem das zylindrisch gebogene Substrat auf das Gussharz gepresst wird, beeinflusst und eingestellt. Das Verfahren ist weniger gut für ein serienmässiges Herstellungsverfaliren geeignet.
Ausserdem hat das Verfahren den grundsätzlichen Nachteil, dass durch die Anwendung einer zylindrischen Andruckrolle die auf diese Weise verformte oder, anders gesagt, ausgewalzte Harzschicht Dickenunterschiede in zu der Zylinderachse der Andruckrolle senkrechten und parallelen Richtungen aufweist.
Die in der Matrize vorhandene und von dem
- Harz übernommene Datenspur weist in der Regel die Form einer Spirale auf oder besteht sonst aus konzentrischen Kreisen. Diese Datenspur wird drehsymmetrisch abgetastet,
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wobei Drehgeschwindigkeiten des Datenträgers in der Grössenordnung von 1 5OO Umdrehungen/min erhalten werden. Es handelt sich dabei um Datenträger, die sehr verfeinerte Bild- (Video-)Daten enthalten (die sogenannten Videoplatten).
Die Anmelderin hat die Einsicht erworben, dass die vorgenannte Behandlung zur zylindrischen Gestaltung der Harzschicht zur Folge hat, dass das fertige Erzeugnis bei jeder Umdrehung zwei unvermeidliche Fehler aufweist. Die vorgenannte Drehgeschwindigkeit führt dann zu 3OOO Störungen pro Minute, was einem Störsignal von 50 Hz entspricht.
Infolgedessen hat die Anmelderin die weitere Einsicht erworben, die auch der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, dass die Harzschicht auf gleiche Weise aufgebaut werden muss wie sie später in der Abspielapparatur abgetastet und ausgelesen wird, d.h., dass sie einen drehsymmetrischen Aufbau aufweisen muss.
Die Erfindung bezieht sich nun auf ein Verfahren der eingangs erwähnten Art, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das biegsame Substrat, das kugelsymmetrisch gewölbt ist oder wird, gegen das auf der Mitte der Matrize angebrachte Gussharz
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gepresst wird, wobei das Gussharz mit einer kreisförmigen Flüssigkeitsfront über die Matrizenoberfläche ausgewalzt und das gewölbte Substrat zu einer Fläche verformt, das Gussharz gehärtet und das Gebilde aus Substrat und mit diesem verbundener gehärteter Harzschicht der Matrize entnommen wird.
Bei einer günstigen Ausführungsform dieses Verfahrens wird, wenn die kreisförmige Flüssigkeitsfront des Gussharzes nahezu den Rand der Matrize erreicht hat, das Substrat, das noch nicht völlig zu einer Fläche verformt ist, von der Presslcraft entkoppelt, wodurch sich das Substrat entspannt, dabei die Flüssigkeitsfront bis zu dem Rand der Matrize drückt und sich spannungslos an die Harzschicht anlegt.
Es dürfte einleuchten, dass ein spannungslos an der Harzschicht anliegendes Substrat nach Aushärtung der Harzschicht einen Datenträger liefert, der keine oder nur geringe innere Spannungen aufweist, wodurch die Möglichkeit einer Verformung und gegebenenfalls einer damit einhergehenden Modulation der gespeicherten Daten auf ein Mindestmass beschränkt wird. Dadurch weist der erhaltene Kunststoffdatenträger nach Trennung von der Matrize auch die Flachheit der Matrize auf. Wenn von einem nicht ganz flachen
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Substrat ausgegangen wird, kann wohl ein ganz flacher Kunststoffdatenträger erhalten werden, vorausgesetzt, dass die Matrize flach ist.
Bei einer weiteren günstigen Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung wird das kugelsymmetrisch gewölbte Substrat gegen das auf der Mitte des Substrats angebrachte Gussharz gepresst, wobei das Gussharz in Form eines Ringes auf der Matrize angebracht ist. Nach dieser bevorzugten Ausführungsform des erfxndungsgemässen Verfahrens können Datenträger, wie Videoplatten, hergestellt werden, bei denen im mittleren Teil keine Harzschicht vorhanden ist. Dieser Teil kann dann z.B. zum Anbringen eines Etiketts verwendet werden.
ftj Bei einer ¥eiterbildung der letzteren
bevorzugten Ausführungsform wird ein kugelsymmetrisches Substrat verwendet, das mit einer mittleren Öffnung versehen ist, wobei der Durchmesser der Öffnung dem Innendurchmesser der auf der Matrize angebrachten ringförmigen Harzschicht entspricht oder kleiner als dieser Innendurchmesser ist. Die in dem erhaltenen Datenträger vorgesehene Öffnung kann dazu dienen, den Datenträger rings um einen in der Abspielapparatur vorhandenen Zentrierstift zu zentrieren.
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Bei dem Verfahren nach der Erfindung
wird ein kugelsymmetrisch gewölbtes Substrat verwendet. Es empfiehlt sich, die kugelsymmetrische Form des Substrats dadurch zu realisieren, dass ein flaches j . Substrat, das die Form eines Kreises oder Ringes
aufweist, über den ganzen Umfang flexibel aufgehängt • oder abgestützt und dann zu beiden Seiten des Substrats ein verschiedener Gasdruck erzeugt wird.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens gemäss der Erfindung ist der Gasdruckunterschied veränderlich und bildet zugleich die Kraft, mit der das kugelsymmetrisch verformte Substrat gegen das Gusharz gedrückt wird.
Bei dem Verfahren nach der Erfindung . können die üblichen polymer!sierbaren Gussharze, wie das thermohärtende mit einem -Katalysator versehene Urethanharz, das in der vorgenannten niederländischen Patentanmeldung 7« ^-11 «707 angegeben ist, verwendet werden. Vorzugsweise wird ein durch Strahlung härtbares Gussharz verwendet, das, nachdem es völlig über die Matrize ausgewalzt worden ist, über das Substrat belichtet wird.
Sehr geeignete durch Strahlung härtbare Gussharze sind diejenigen, die in der deutschen Patent-
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: anmeldung P 27 44 479.7 der Anmelderin angegeben 6±nd» Derartige gut brauchbare Gussharze enthalten niedermolekulare Monomere und/oder Oligomere, die durchschnittlich 25 bis JO Gew. c/o gesättigte Kohlen-Wasserstoffgruppen und/oder Phenylgruppen enthalten, während sie weiter aprotisch sind und eine mittlere Funktionalität in bezug auf Ungesättigheit zwischen den Werten 2 und 6 aufweisen. Vorzugsweise werden dünnflüssige Gemische niedermolekularer Mono-, Di-, Tri- oder Tetraester von Acrylsäure verwendet, denen ein lichtempfindlicher Katalysator, wie eine aromatische Carbonylverbindung, z.B. Benzoinisobutyl-&ther, zugesetzt ist.
Beispiele von Acrylsäureestern sind 2-Athylhexylacrylat, Äthylacrylat, Phenylacrylat, 2-Ath.oxyäthylacrylat und Octadecylacrylat.
Dei bei dem Verfahren nach der Erfindung verwendete Matrize- ist vorzugsweise eine Matrize, von der mindestens die Oberfläche, die die Datenspur enthält, aus Metall hergestellt ist.
Eine sehr geeignete Matrize ist eine aus Niokel hergestellte Matrize, wie sie z.B. in der. niederländischen Patentanmeldung 7-212.045 der. Anmelderin beschrieben ist. Die Matrize ist vorzugsweise auf der von der Datenspur abgekehrten Seite
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mit einer flachen Versteigungsplatte, wie einer Aluminiumplatte mit einer Dicke von 1 bis 10 mm, versehen.
Das obenbeschriebene durch Strahlung härtbare Gussharz haftet nach Aushärtung nicht an der metallenen Matrize, sondern lässt sich leicht der Matrize entnehmen. Ein gesondertes Freigabeglied ist nicht erforderlich und wegen einer möglichst genauen Datenübertragung von der Matrize auf das Gussharz auch nicht erwünscht.
Als Substrat wird eine Kunststoffplatte
mit einer Dicke zwischen 1Ö0 /um und 1,5 nun verwendet. Bei Anwendung durch Strahlung härtbarer Gussharze muss das Substrat für die angewandte Strahlung, z.B.
ultraviolettes Licht, durchlässig sein. Geeignete Kunststoffe sind z.B. Polyvinylchlorid, Kopolymervinylchloridvinylacetat, Polycarbonat, Polyester, Polymethylmethacrylat und Polystryrol. Dieses Gussharz haftet gut an dem Substrat. Erwünschtenfalls kann die Haftung dadurch verbessert werden, dass das Substrat' chemisch z.B. mit Chloroform aufgeraut oder mit einer die Haftung verbessernden Deckschicht versehen wird. So kann Plexiblas mit einer Deckschicht aus Polyvinylchlorid/Acetat versehen werden.
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Die Erfindung- bezieht sich weiterhin
auf eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach der Erfindung·, die einen Plait er für das Substrat, eine Unterstützungsplatte für die Matrize sowie eine Kraftquelle zur Verschiebung des Substrats in bezug auf die Matrize enthält.
Eine derartige Vorrichtung ist als solche aus der deutschen Patentschrift 1.09^.996 bekannt. Dabei handelt es sich um eine Presse zum Pressen von Schallplatten, bei der mindestens eine der beiden Pressformen mit einer flexibelen Membran versehen ist, deren Randteil zwischen der Pressform und einem darauf mittels einer Schraubverbindung angebrachten Druckring festgeklemmt ist.
Die Pressform ist mit einer Druckleitung versehen, durch die Flüssigkeit zwischen die Pressform und die Membran gepresst wird,,wodurch die Membran konvex verformt wird. Diese bekannte Vorrichtung eignet sich nicht zum Durchführen des Verfahrens nach der Erfindung und weist u.a. den Nachteil auf, dass sich die Membran nicht leicht von der Pressform entfernen lässt. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass bei dem Verfahren nach der Erfindung das biegsame Substrat zusammen mit der gehärteten Gussharzschicht von der Matrize entfernt werden muss.
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Das Substrat biJdet einen Teil des Datenträgers, so dass bei der Herstellung jedes Kunststoffdatenträgers ein gesondertes biegsames Substrat benötigt wird. In der aus der deutschen Patentschrift 1.09*1·. 996 j bekannten Vorrichtung bildet die Membran keinen Teil jeder gepressten Platte, sondern ist ein dauernd mit der Pressform ein Ganzes bildender Teil, mit dessen Hilfe auf zweckmässige ¥eise die zwischen der Pressform und der zu pressenden Platte vorhandene Luft herausgetrieben werden kann.
Die Erfindung bezweckt, eine Vorrichtung
der vorgenannten Art zu schaffen, die sich insbesondere zürn Durchführen des erfindungsgemässen Verfahrens eignet und dadurch gekennzeichnet ist, dass der Halter einen elastisch verfoi-rabaren zylindrischen Kragen enthält, der an der von dem Halter abgekehrten ringförmigen Stirnfläche mit Mitteln versehen ist, mit deren Hilfe das Substrat am Umfang lösbar und luftdicht mit dem"genannten Kragen verbunden wird.
■ Bei einer bevorzugten Ausführungsform
der Vorrichtung nach der Erfindung ist die Stirnfläche des Kragens mit einem oder mehreren Vakuumschlitzen versehen, in denen ein Unterdruck erzeugt werden kann, ■wobei das Substrat auf dem Kragen festgesaugt wird.
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Bei dieser bevorzugten Ausführungsform der erfindüngsgemässen Vorrichtung kann auf sehr einfache Weise, und zwar durch Beseitigung des Unterdrucks in den Vakuumschlitzen, das Substrat von dem Halter entkoppelt werden.
Bei einer weiteren günstigen Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung ist der zylindrische Kragen auf der Seite der Stirnfläche mittels einer biegsamen Membran verschlossen. Diese biegsame Membran bildet eine zusätzliche Abstützung über die ganze Oberfläche eines auf der Stirnfläche des Kragens festgesaugten Substrats. Dies ist vor allem von Bedeutung, wenn in der Vorrichtung nach der. Erfindung ein Substrat mit einer mittleren Öffnung verwendet .wird. Bei einer besonderen Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung, die insbesondere für die Verarbeitung von Substraten mit einer mittleren Öffnung geeignet ist, enthält die vorgenannte Membran einen mittleren vertieften Teil und ist weiter die Matrize mit einer mittleren Erhöhung versehen, wobei die Erhöhung in den vertieften Teil der Membran passt.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung gemäss der ·...
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Erfindung befindet sich die Unterstützungsplatte mit Matrize völlig innerhalb des Halters des Substrats. Durch Anordnung des Substrats in dem Halter wird ein völlig verschlossenes System erhalten, in dem namentlich das auf der Matrize angebrachte Gussharz völlig vor Umgebungseinflüssen geschützt ist.
Diese günstige Ausführungsform ist
dadurch gekennzeichnet, dass der Kragen an dem von dem Substrat abgekehrten Ende mit einem vorstehenden elastisch verformbaren ringförmigen Flansch versehen ist, der am freien Ende mit einem zylindrischen Mantel verbunden ist, der an dem von dem Flansch abgekehrten Ende mittels eines Bodenteils verschlossen ist; dass die Unterstützungsplatte mit Matrize sich von dem Bodenteil her in dem durch Mantel, Flansch und Kragen begrenzten Raum erstreckt, wobei die Matrize parallel zu dem Substrat liegt, und dass die Vorrichtung mit Anschlussmitteln zum Anschliessen einer Vakuumpumpe versehen ist, wobei durch das Erzeugen von Unterdruck im genannten Raum das Substrat kugelsymmetrisch verformt und" dann unter elastischer Verformung des Kragens und des Flansches gegen die Matrize gepresst wird.
Die Erfindung wird nachstehend beispielsweise an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen;
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Figuren 1 bis 3 im Querschnitt eine Vorrichtung oder einen Teil der Vorrichtung nach der Erfindung in verschiedenen Stufen des mit der Vorrichtung durchgeführten Verfahrens nach der Erfindung,
Figuren k und 8 im Querschnitt einen
durch das Verfahren nach der Erfindung hergestellten Kunststoffdatenträger,
Figuren 5 his 7 im Querschnitt eine andere Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung in verschiedenen Stufen des mit dieser Vorrichtung durchgeführten Verfahrens nach der Erfindung, und
Figuren 9 bis 11 im Querschnitt noch eine 1«5 weitere Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung, ebenfalls in verschiedenen Stufen des mit dieser Vorrichtung durchgeführten Verfahrens gemäss der Erfindung.
In Fig. 1 bezeichnet 1 eine Unterstützungsplatte für eine Nickelmatrize 2, deren von der Unterstützungsplatte 1 abgekehrte Oberfläche mit einer spiralförmigen Datenspur versehen ist. Auf der Mitte der Matrize 2 ist eine Menge 3 eines durch Ultraviolettstrahlung härtbaren Gussharzes auf Basis eines
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Acrylsäureesters angebracht. Die Unterstützungsplatte 1 ist mit Hilfe von Stellstiften k auf einen Teller 5 gesetzt. Die Lage der Unterstützungsplatte 1 in bezug auf den Teller 5 kann mittels der Stell'stifte eingestellt werden. Der Teller 5 enthält eine Säule 6, die mit einem Arm 7 versehen ist. Ein linearer Motor 8 ist arn Arm 7 befestigt und ist mit einer ¥elle 9 versehen, die vom Motor 8 in den angegebenen Richtungen bewegt werden kann.
Die Welle 9 ist an dem von dem Motor abgekehrten Ende mit einem Halter 10 für ein biegsames Substrat 11 versehen. Der Halter 10 enthält einen zylindrischen Kragen 12, der aus verformbarem Material, wie Gummi besteht und an der vom Halter 10 abgekehrten Stirnfläche mit einem ringförmigen Saugnapf I3 versehen ist.
■ Im Kragen 12 ist eine Bohrung 1^ vorgesehen, die sich einei-seits bis in den Saugnapf I3 und andererseits durch den mit dem Kragen 12 verbundenen Halter 10 erstreckt, über die Bohrung kann mittels einer nicht dargestellten Vakuumpumpe ein Unterdruck in dem Saugnapf 13 erzeugt werden, wodurch die biegsame kreisförmige Substratplatte 11, die aus einem für ultraviolettes Licht durchlässigen Material, wie Plexiglas, hergestellt ist, über den Saugnapf I3 auf dem Kragen 12 festgesaugt wird
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Der Halter 10 ist mit einer zweiten Bohrung 15 versehen, die sich bis in den zum übrigen Teil luftdichten Raum 16 erstreckt, der durch den Halter 10, den Kragen 12 und das Substrat 11 begrenzt wird, über die Bohrung 15> die mit einer nicht dargestellten Presspumpe verbunden werden kann, .wird ein erhöhter Druck im Raum 16 erzeugt.
Das mit der Vorrichtung durchgeführte Verfahren nach der Erfindung geht nun wie folgt vor sich.
Infolge eines im Raum 16 erzeugten Überdruckes wird das biegsame Substrat 11 unter gleichzeitiger elastischer Verformung des Kragens 12 mit dem Napf 13 kugelsymmetrisch gewölbt oder verformt werden.
. Das Gebilde aus Halter 10 mit Kragen 12, Saugnapf I3 und darauf festgesaugtem kugelsymmetrisch gewölbtem Substrat 11 wird vom Motor 8 in Richtung der sich unter dem Substrat 11 befindenden Unterstützungsplatte 1 mit Matrize 2 und Gussharz 3 verschoben. Der mittlere Teil des kugelsymmetrisch gewölbten Substrats 1 1 wird dabei zuerste mitrdem Gussharz 3 in Berührung geraten. Beim Weiterbewegen des Halters 10 mit dem Substrat 11 wird das Gussharz durch das gewölbte Substrat über die Matrize 2 ausgewalzt werden, wobei sich das Gussharz mit einer
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kreisförmigen Flüssigkeitsfront über die Matrize verbreitet und. wobei gleichzeitig- das kugelsymmetrisch gewölbte Substrat verformt, d.h. geglättet wird.
• Die Situation, in der das Gussharz teilweise über die Matrizenoberfläche verbreitet ist, is.t in Fig. 2 dargestellt. Die in Fig. 2 verwendeten Zifferbezeichnungen entsprechen denen der Fig.1. Es sei bemerkt, dass beim Auswalzen des Gussharzes der hydraulische Widerstand der Gussharzschicht, der· der dritten Potenz der Dicke der Gussharzschicht umgekehrt proportional ist, der elastischen Widerstandskraft des verformten Substrats entspricht.
Wenn das Substrat 11 nahezu völlig zu einer Fläche verformt ist und die Flüssigkeitsfront nahezu den Rand der Matrize 2 erreicht hat, wird das Substrat 11 von dem Kragen 12 mit dem Napf I3 dadurch entkoppelt, dass über die Bohrung 1 4 Luft in den Saugnapf I3 eingelassen wird, wodurch der angelegte Unterdruck beseitigt wird. Bei der Entkopplung wird sich das Substrat infolge eigener Entspannung völlig flach an die Matrizenoberfläche anlegen und dabei die Flüssigkeitsfront des Harzes 3 bis zum Rande der Matrize drücken, über das spannungslos an dem
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Gussharz 3 anliegende Substrat 11 wird die Gussharzschicht durch Bestrahlung mit ultraviolettem Licht, das von Lichtquellen 17 stammt (Fig.3)5 wie z.B.
ultraviolettem Licht mit einer ¥ellenlange von 35O nm, das von einer 500 V-wassergekühlten Hochdruck-Quecksilberdampflampe stimmt, ausgehärtet. Die Belichtungszeit ist von z.B. der Dicke der Gussharzschicht, die von 0,2 bis 3OO /um varrieren darf, aber vorzugsweise
zwischen 1 und 75 Am liegt, von der Zusammensetzung des Gussharzes, von der Lichtstärke und von der Dicke des Substrats, die in der Regel 1 bis 3 nun beträgt, abhängig. Im allgemeinen wird die Belichtungszeit
von einigen Sekunden bis einige Minuten varrieren.
Nach Aushärtung wobei sich das Substrat mit dem Gussharz 3 verbindet, wird der erhaltene
Kunststoffdatenträger von der Matrize entfernt.
Der Kunststoffdatenträger ist in Fig. h dargestellt und besteht aus der mit einer Datenspur versehenen ausgehärteten Gussharzschicht 18 und der mit dieser verbundenen Subs"fcratplatte 11 .
Der Kunststoffdatenträger wird meistens auf der Seite der Daten enthaltenden Gussharzschicht mit einer 300 i£ dicken Al^Schicht (in Fig. k nicht
dargestellt) versehen, die in einer Vakuumglocke unter
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einem Druck von 10 bis 10 Torr aufgedampft wird. Auf der Al-Schicht wird schliesslich eine schützende Lackschicht (in Fig.k nicht dargestellt) dadurch angebracht, dass auf der Al-Schicht Nitrocelluloselack ausgegossen und dann das Ganze zentrifugiert wird, wobei sich der Nitrocelluloselack als eine dünne Schicht über die Al-Schicht avisbreitet.
In Fig. 5 ist mit I9 eine Unterstutzungsplatte für eine Nickelmatrize 20 bezeichnet, die mit einem mittleren Stift 21 versehen ist. Auf der Metallmatrize 20 ist rings um den Stift 21 eine Menge eines durch Ultraviolettstrahlung härtbaren Gussharzes in Form eines Ringes angebracht. Die Unterstützungsplatte 19 ist mittels Stellstifte 23 einstellbar auf dem Teller 2k befestigt, der eine Särile 25 mit Tragarm 26 enthält. Ein linearer Motor 27, der mit einer bewegbaren Welle 28 versehen ist, ist am Tragram befestigt. Die bewegbare Welle 28 ist an dem vom Motor 27 abgekehrten Ende mit einem Halter 29 für das biegsame Substrat 30 verbunden. Der Halter 29 ist mit einem biegsamen zylindrischen Kragen 31 versehen, der an dem von dem Halter abgekehrten Ende mit einem erweiterten Teil 32 versehen ist, in dem ein Vakuumkanal .33 angebracht ist. Der Kragen 3I ist
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an dem von dem Halter 29 abgekehrten Ende mittels einer biegsamen Membran "}h verschlossen, die im wesentlichen kreisförmig ist und einen mittleren vertieften Teil 35 enthält. Auf diese Weise ist zwischen dem Halter 29, dem Kragen 31 und der Membran 3'+ ein luftdichter Raum 39 gebildet, in dem mit Hilfe geeigneter MitteJ., wie einer Presspumpe, (die in der Figur nicht dargestellt sind) über eine Bohrung J6 ein Gasüberdruck erzeugt werden kann.
Der Halter 29 enthält eine zweite Bohrung 37S die sich durch den Kragen 31 bis in den Vakuumkanal 33 erstreckt. Durch Anschluss des Halters 29 an eine nicht dargestellte Vakuumpumpe kann über die Bohrung 37 ein Unterdruck im Kanal 33 erzeugt werden. Durch diesen
■je Unterdruck wird der Rand des biegsamen Substrats 30 auf dem erweiterten Teil J>2. des Kragens 31 festgesaugt. Das biegsame Substrat 30, das mit einer mittleren Öffnung 38 versehen ist, deren Abmessung der Innenabmessung des mittleren vertieften Teiles 35 der Membran 3k entspricht, kommt dabei an dem nicht vertieften Teil der Membran 3^ zur Anlage. Das Substrat 30 ist aus einem für Ultraviolettstrahlung durchlässigen Kunststoff, wie z.B. Polymethylmethacrylat (Plexiglas), hergestellt.
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Die Vorrichtung wird wie folgt.
Infolge eines im Raum 39 erzeugten Überdrucks werden die Membran Jh und das daran anliegende Substrat 30 kugelsymmetrisch verformt. Das Gebilde aus dem Halter 29, dem Kragen JI und der kugelsyrnmetrisch gewölbten Membran 3^· mit dem Substrat 30 wird vom Motor in Richtung der Matrize 20 mit Gussharz 22 verschoben. Der an die ki'eisförmige Öffnung grenzende Teil des Substrats 30 wird zuerst mit dex- Gussharzmenge 22 in Form eines Ringes in Berührung geraten, die sich rings um den Stift 21 auf der Matrize 20 befindet. Dabei wird sich das Substrat 30 mit der Öffnung 38 rings um den Stift 21 zentrieren. Der Durchmesser des Stiftes 21 entspricht dem Durchmess-er der Öffnung 38 und ausserdem dem Innendurchmesser des vertieften Teiles 35 der Membran 2>h. Bei einer fortgesetzten Abwärtsbewegung des Halters 29 mit der Membran 3A- und dem Substrat wird das Gussharz 22 mittels des gewölbten Substrats über die Matrize 20 ausgewalzt werden und sich dabei mit einer kreisförmigen Flüssigkeitsfront über die Oberfläche der Matrize 20 ausbreiten. Dabei werden die kugelsymmetrisch gewölbte Membran 3^ und das Substrat 30 verformt, d.h. geglättet, während sich weiter der Stift 21 über die Öffnung 38 des Substrats im vertieften Teil 35 der Membran Jk erstreckt.
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Die Situation, in der das Gussharz 22
teilweise über die Matrizenoberfläche ausgebreitet ist, ist in Fig. 6 dargestellt. Die in Fig. 6 angewandten Zifferbezeichnungen entsprechen denen der Fig.5.
Wenn die Flüssigkeitsfront des Gussharzes nahezu den Rand der Matrize 20 erreicht hat und die Membran Jk mit dem Substrat 3Ö nahezu zu einer ebenen Fläche verforint worden ist, wird über die Bohrung Luft eingelassen, wodurch der im Kanal 33 vorherrschende Unterdruck beseitigt wird. Infolgedessen wird das Substrat 30 von dem Halter 29 entkoppelt und das Substrat wird sich infolge eigener Entspannung völlig dehnen und sich in einer flachen Ebene an die Matrize 20 anlegen. Dabei wird das Harz 22 völlig bis zum Rande der Matrize
ig 20 ausgewalzt.
über das Substrat 30 wird das Gussharz mit ultraviolettem Licht, das von Lichtquellen kO stammt, ausgehärtet (Fig.7)· Die Bestrahlung erfolgt auf die bereits bei der Beschreibung der Fig. 3 erwähnte Weise. Es sei bemerkt, dass vorzugsweise
; die Unterstützungsplatte, die Matrize und das Substrat den gleichen Aussendurchmesser aufweisen, so dass der Gussharzüberschuss nach Aushärtung leicht ohne Beschädigung der Harzschicht zwischen der Matrize und dem Substrat weggeschnitten werden kann.
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Nach Aushärtung wird das erhaltene Gebilde des Substrats 30 und der mit einer Datenspur 41 (.Fig. 8) versehenen ausgehärteten Gussharzschicht 42 (Fig.8) von der Matrize entfernt. Diese Entfernung kann z.B. ) dadurch erfolgen, dass das erweiterte Ende 32 des
Kragens 31 gegen das Gebilde gesetzt, dann im Vakuumkanal 33 ein Unterdruck erzeugt wird, wodurch das Gebilde auf dem Kragen 31 festgesaugt wird, und anschliessend der Halter 29 mit Hilfe des linearen Motors 27 aufwärts verschoben wird, wodurch das über den Kragen 3I mit dem Halter 29 verbundene Gebilde von der Matrize 20 losgezogen wird.
Der erhaltene Kunststoffdatenträger ist in Fig. 8 dargestellt, in der das Substrat 30 mit der ausgehärteten Gussharzschicht 42 verbunden ist, die mit einer Datenspur 41 versehen ist. Der Kunststoffdatenträger weist eine mittlere Öffnung 43 auf. In Fig.9 ist mit 44 ein Halter für das Substrat 45 bezeichnet. Der Halter enthält einen kreisförmigen Bodenteil 46, der am Rande mit einem vorstehenden zylindrischen Mantel kj verbunden ist. Der Mantel 47 ist an dem vom Bodenteil 46 abgekehrten Ende mit einem nach innen gerichteten Flansch 48 versehen, der seinerseits am freien Ende einen vorstehenden Kragen enthält. Der Kragen 49 ist am vorderen Ende mit einem
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ringförmigen Valcuumkaiial 50 versehen, in dem über die Bohrung 5I und mit Hilfe der nicht dargestellten Vakuumpumpe ein Unterdruck erzeugt werden kann. Die Bohrung erstreckt sich von dem Vakuumkanal 5O her axial durch den Kragen 49, dann radial durch den Flansch 48 und den Mantel 47 und mündet an die Aussenoberflache des Mantels kj.
Das Substrat 45 wird durch das Erzeugen eines Uiiterdrucks im Kanal 50 auf dem Vorderende des Kragens 49 festgesaugt. Durch das Substrat 45, den Kragen 49, den Flansch 48, den Mantel 47 und den Boden 46 wird ein luftdichter Raum %2 umschlossen. Im Raum 52 ist eine Trägerplatte 53 der Matrize 5k untergebracht. Die Trägerplatte 53
.. - ist mit einem Flanschteil 55 versehen, der auf dem Bodenteil 46 ruht. Der Durchmesser des Flanschteiles entspricht dem Innendurchmesser des Mantels 47. Die auf der Trägerplatte 53 angebrachte Matrize ^k, die zu dem Substrat 45 parallel liegt, ist in der Mitte mit Gussharz ^G versehen, über die Bohrung 57 kann mittels der nicht dargestellten Vakuumpumpe ein Unterdruck im vorgenannten luftdichten Raum 5? erzeugt werden.
Das mittels dieser Vorrichtung durchgeführte Verfahren nach der Erfindung geht nun wie folgt vor sich.
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Im Raum 52 wird über die Bohrung 57
ein Unterdruck erzeugt. Infolgedessen wird das auf dem Kragen 49 festgesaugte Substrat 45 kugelsymmetrisch unter gleichzeitiger elastischer Verformung des Kragens 49 verformt werden. Während dieser Verformung wird der mittlere Teil des Substrats 45 mit dem auf der Mitte der Matrize 54 vorhandenen Gussharz 56 in Berührung geraten und dann wird das Substrat 45 bei Erhöhung des Unterdrucks das Gussharz mit einer kreisförmigen Flüssigkeitsfront über die Oberfläche der Matrize 54 auswalzen. Die Situation, in der das Substrat 45 das Gussharz 56 über einen Teil der Matrize 54 ausgebreitet hat, ist in Fig.10 dargestellt.
Die ZifferbEzeichnungen in Fig. 10 entsprechen denen in Fig. 9·
Bei der weiteren kontinuierlichen
Vergrösserung des Unterdrucks im Raum 52 findet eine elastische Verformung des Flansches 48 statt, wodux-ch das Gebilde des Substrats 45 mit dem Kragen 49 und dem Flansch 48 in Richtung der Matrize 5k verschoben wird. Durch den vom Substrat 45 herrührenden erhöhten Druck auf die Matrize mit Gussharz· 56 wird das Gussharz weiter über die Matrize ausgebreitet
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werden. Es dür±"te einleuchten, dass beim Auswalzen des Harzes 56 das gewölbte Substrat 45 von der Mitte her konstant geglättet werden wird.
In Fig. 11 ist die Situation dargestellt, i.n der keine weitere Verschiebung des Substrats 45, des Kragens 49 und des Flansches 48 mehr stattfindet. Das Substrat 45 ist völlig geglättet und liegt an dem über die ganze Matrizenoberfläche ausgebreiteten Gussharz 56 an. In dieser Situation wird die Guss— harzschicht 56 mittels ultravioletten Lichtes, das von Lichtquellen 58 stammt, bestrahlt und dabei ausgehärtet. Dadurch, dass der Unterdruck im Raum 52 allmählich beseitigt wird, werden der Flansch 48 und der Kragen 49 allmählich in die ursprüngliche Lage zurückkehren, wobei das Substrate 45 mit der mit ihm verbundenen ausgehärteten Gussharzschicht 56 von der Matrizenoberfläche frei wird. Schliesslich wird der Unterdruck im Kanal 50 beseitigt und kann der erhaltene Kunststoffdatenträger aus dem Halter 44 entfernt werden. Der erhaltene Datenträger kann, wie oben erwähnt wurde, mit einer reflektierenden Schicht sowie mit einem Schutzlack versehen werden.
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L e e r s e ι t e

Claims (1)

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    PATENTANSPRÜCHE:
    1 . Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffdatenträgers mit geschichteter Struktur, bei dem ein flüssiges Gussharz auf einer Matrizenoberfläche angebracht wird, die mit einer Datenspur versehen ist, wonach ein biegsames Substi'at auf der Gussharzschicht angebracht, dann die Harzschicht ausgehärtet und das Gebilde aus dem Substrat und der mit diesem verbundenen gehärteten Harzschicht der Matrize entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das biegsame Substrat, das kugelsymmetrisch gewölbt ist oder wird, gegen das auf der Mitte der Matrize angebrachte Gussharz gepresst wird, wobei das Gussharz mit einer kreisförmigen Flüssigkeitsfront über die Matrizenoberflache ausgewalzt und das gewölbte Substrat zu einer Fläche verformt wird, wonach das Gussharz ausgehärtet und das Gebilde aus dem Substrat und der mit diesem verbundenen gehärteten Harzschicht der Matrize entnommen wird.
    2 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass j wenn die Flüssigkeitsfront nahezu den Rand der Matrize erreicht hat, das Substrat, das noch nicht völlig zu einer Fläche verformt worden ist, von der Presskraft entkoppelt wird, wodurch sich das Substrat
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    entspannt, dabei die Flüssigkeitsfront bis zu dem Rand der Matrize drückt und sich spannungslos an die Harzschicht anlegt.
    3". Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass das gewölbte Substrat gegen das auf der Mitte der Matrize angebrachte Gussharz gepresst wird, wobei das Gussharz in Form eines Ringes auf der Matrize angebracht wird. k. Verfahren nach Anspruch 3> dadurch
    gekennzeichnet, dass das gewölbte Substrat mit einer mittleren Öffnung versehen ist, wobei der Durchmesser der Öffnung dem Innendurchmesser der auf der Matrize angebrachten ringförmigen Harzschicht entspricht oder kleiner als dieser Innendurchmesser ist.
    5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von einem flachen Substrat ausgegangen wird, das die Form eines Kreises oder Ringes aufweist und dadurch kugelsymmetrisch verformt wird, dass das Substrat über den ganzen Umfang flexibel aufgehängt oder abgestützt und dann zu beiden Seiten des Substrats ein verschiedener Gasdruck erzeugt', wird.
    6. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass der Gasdruckunterschied veränderlich ist und zugleich die Kraft bildet, mit der das kugelsymmetrisch verformte Substrat gegen die Gussharzschicht gepresst wird.
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    7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein durch Strahlung härtbares Gussharz verwendet wird, das, nachdem es völlig über die Matrize ausgewalzt worden ist, über das Substrat belichtet wird.
    8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Matrize verwendet wird, von der mindestens die die Datenspur enthaltende Oberfläche aus Metall hergestellt ist.
    9. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansijrücbe, wobei die Vorrichtung einen Halter für das biegsame Substrat, der mit Anschlussmitteln für eine Pumpe versehen ist, eine Unterstützungsplatte für die Matrize sowie eine Kraftquelle zur Verschiebung des Halters oder eines Teiles des Halters in bezug auf die Unterstützungsplatte enthält, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter einen elastisch verformbaren zylindrischen Kragen enthält, der an der von dem Halter abgekehrten ringförmigen Stirnfläche mit Mittel versehen ist, mit deren Hilfe das Substrat am Umfang lösbai" und luftdicht mit dem genannten Kragen verbunden wird.
    10. Vorrichtung nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnfläche des Kragens mit einem oder mehreren Vakuumschlitζen versehen ist,
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    in denen ein Unterdruck erzeugt werden kann, wobei das Substrat auf dem Kragen festgesaugt wird.
    11. Vorx^ichtung nach Anspruch. 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrische Kragen auf der Seite der Stirnfläche mittels einer biegsamen Membran verschlossen ist.
    12. Vorrichtung nach Aiispruhh 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran einen mittleren vertieften Teil enthält und weiter die Matrize mit einem mittleren erhöhten Teil versehen ist, wobei der erhöhte Teil in den vertieften Teil der Membran passt.
    13· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kragen an dem von dem Substrat abgekehrten Ende mit einem vorstehenden elastisch verformbaren ringförmigen Flansch versehen ist, der am freien Ende mit einem zylindrischen Mantel verbunden ist, der an dem von dem Flansch abgekehrten Ende mittels eines Bodenteils verschlossen ist; dass sich die Unterstützungsplatte mit der Matrize von dem Bodenteil her in dem durch den Mantel, den Flanschend den Kragen begrenzten Raum erstreckt, wobei die Matrize zu dem Substrat parallel liegt, und dass die Vorrichtung mit Anschlussmitteln zum Anschliessen einer Vakuumpumpe versehen ist, wobei durch die Erzeugung
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    von Unterdruck im genannten Raum das Substrat kugelsymmetrisch verformt und dann unter elastischer Verformung des Kragens und des Flansches gegen, die Matrize gepresst wird.
    14. . Datenträger, der durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 erhalten ist.
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