專利名稱：制造信息記錄盤的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用超聲波焊接制造空氣夾層結(jié)構(gòu)的信息記錄盤的方法，該信息記錄盤例如用作光學盤。
已有人提出一種制造由塑料制成的空氣夾層結(jié)構(gòu)的信息記錄盤的方法，這種盤是利用將如激光等光線會聚到含有記錄介質(zhì)的薄層上進行信息的貯存和讀寫的，所述方法包括具有二個盤基片，在他們的外圓周和內(nèi)圓周之間放置隔圈后用超聲波焊接將兩基片焊起來(如日本專利特開昭第103537/1985號)。
已有的方法是將二盤片互相疊合，其中兩片表面帶有凸臺的外圓周和內(nèi)圓周隔圈放置在所述的二盤基片之間，從超聲波焊接機發(fā)出的超聲波振動通過所述的二個盤基片傳給所述外圓周和內(nèi)圓周隔圈，軟化所述的外圓周和內(nèi)圓周隔圈的凸臺，由此立刻將所述的二隔圈與所述的兩盤基片熔接起來。該方法有其優(yōu)點，方法簡單，在連結(jié)方法中的生產(chǎn)率高。
然而，在上述的已有方法中，包括這樣的問題，當超聲波振動傳送到那里時，在盤基片和外圓周、內(nèi)圓周隔圈的配置處易發(fā)生剪切，尤其由于其明顯的彈性后效變形，外圓周隔圈容易擠出而進入盤基片的圓周部分的內(nèi)部，且使獲得將盤基片與隔圈熔接起來的疊合盤的空位工作變得困難了;同時，即使當墊圈已經(jīng)到預(yù)定位置熔合連接，在盤表面發(fā)生變形，不能得到具有符合標準規(guī)格(根據(jù)國際標準在5毫弧度以內(nèi))的扭曲角的信息記錄盤。
本發(fā)明要解決上述那些問題，本發(fā)明的目的是提供一種制造信息記錄盤的方法，利用此方法可使在隔圈的定位處不引起剪切的情況下進行盤基片和隔圈的疊合，且可以得到包含有從扭曲的觀點來看是良好的疊合盤的信息記錄盤。
由本發(fā)明提供的一種利用超聲波焊接二個盤基片制造空氣夾層結(jié)構(gòu)的信息記錄盤的方法，至少一個盤具有一層含記錄介質(zhì)的薄層，通過在兩盤之間放置外圓周和內(nèi)圓周隔圈將它們相互焊在一起。該方法的特征在于首先將外圓周隔圈的一側(cè)與盤基片焊住，然后將位于外圓周隔圓另一側(cè)的盤基片通過內(nèi)圓周隔圈疊合到所述的焊有翻里向外的盤基片的外圓周隔圈上，所述的外圓周隔圈和所述的另一側(cè)盤基片，所述的內(nèi)圓周隔圈和兩側(cè)的兩盤基片同時用超聲波焊接在一起。


圖1表示本發(fā)明信息記錄盤的平面圖;
圖2表示沿圖1顯示的盤中“A-A”的剖面圖;
圖3至圖5各表示拆開的外圓周隔圈的平面圖;
圖6至圖8各表示拆開的內(nèi)圓周隔圈的平面圖;
圖9表示分別沿圖3至圖8的各隔圈中的“B-B”的剖面圖;
圖10和圖11表示與盤基片和外圓周隔圈有關(guān)的狀態(tài)，和當盤基片和外圓周、內(nèi)圓周隔圈焊接在一起時，與盤基片和外圓周、內(nèi)圓周有關(guān)狀態(tài)剖面圖。
圖12是表示圖10中C部分的放大圖;
圖13是表示圖11中D部分的放大圖。
在上述各圖中，相同的記號表示相同的或相應(yīng)的部分，其中1是一信息記錄盤，3a和3b為盤基片，4a和4b各為含記錄介質(zhì)的薄層，5是一外圓周隔圈，6是一內(nèi)圓周隔圈，7為一凸臺，8為焊接部分，11表示基座，14表示砧鐵。
用于制成盤基片、外圓周隔圈和內(nèi)圓周隔圈的材料是熱塑性樹脂，如聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯和聚烯烴類。最可取的樹脂是用下述通式[Ⅰ]或[Ⅱ]表示的乙烯和環(huán)烯的共聚物，最可取的共聚物是包合40-85摩爾%，最好50-80摩爾%乙烯的共聚物。用于制成盤基片的最好的樹脂例如包括環(huán)烯型不規(guī)則的共聚物合成物，這種合成物包括下列組分(A)一環(huán)烯型不規(guī)則的共聚物包含一乙烯組分和一由用下述通式[Ⅰ]或[Ⅱ]表示的環(huán)烯制得的環(huán)烯組分，所述的共聚物的粘度[η]在135℃的萘烷內(nèi)測得的是0.05-0.10dl/g，軟化溫度(TMA)至少為70℃。
(B)一環(huán)烯型不規(guī)則的共聚物包含一乙烯組分和一由用下述通式[Ⅰ]或[Ⅱ]表示的環(huán)烯制得的環(huán)烯組分，所述的共聚物的粘度[η]在135℃的萘烷內(nèi)測得的是0.01-0.05dl/g，軟化溫度(TMA)小于70℃。所述組分(A)/組分(B)的重量比是100/0.1至100/10。最好是，組分(A)包含40-80摩爾%、最好50-75摩爾%的乙烯，組分(B)包含60-98摩爾%、最好60-95摩爾%的乙烯。
通式中的n和m分別是0或一正整數(shù)，1是一大于或等于3的整數(shù)，且R1至R10分別表示氫原子、鹵原子或烴基。
上述的用于制成盤基片的樹脂最好是半透明的，用于制成外圓周隔圈的樹脂最好加入0.01-0.05%重量的象微粒直徑小于200毫微米鈦氧化物和二氧化硅的無機微粒，用于制成圓周隔圈的樹脂可以是半透明的樹脂或加入填充劑的樹脂。
盤基片模制成半透明盤，外圓周隔圈模制成一環(huán)形，內(nèi)圓周隔圈模制成盤形，且兩隔圈具有在其二表面上形成的凸臺。希望凸臺具有錐形，且希望大量這種形狀的凸臺不要形成環(huán)形且連續(xù)地布置，而是環(huán)形但不連續(xù)地布置。
如在本發(fā)明中提到的專用名詞“信息記錄盤”是包括所有的在含有記錄介質(zhì)的薄層上記錄信息的工具，如光盤和柔性光盤。
在制造本發(fā)明的信息記錄盤的方法中，首先將在一側(cè)的盤基片放在外圓周隔圈上，用超聲波將兩者焊接在一起，然后將另一側(cè)的盤基片通過內(nèi)圓周隔圈疊放到所述的與翻里向外的盤基片焊接的外圓周隔圈上，最后使所述的外圓周隔圈和在另一側(cè)的所述盤基片、所述的內(nèi)圓周隔圈和在二側(cè)的所述的盤基片從一個方向同時都疊焊在一起，這樣就制造出所期望的信息記錄盤。
在制造本發(fā)明的信息記錄盤的方法中，盡管所述的外圓周隔圈在定位處易發(fā)生剪切，由于第一步外圓周隔圈與一側(cè)的盤基片焊接，所以很容易進行所期望的定位，且能防止在定位處用超聲波焊接發(fā)生的剪切。因為在外圓周隔圈已經(jīng)焊接到一側(cè)的盤基片上的情況下再將所有其他未焊接部分立刻被焊接在一起，所以剩余的應(yīng)變變小了，從而獲得扭曲特性極好的信息記錄盤。
下面參照用附圖中各圖所表示的例子來說明本發(fā)明。圖1是制成的信息記錄盤平面圖，圖2是沿圖1顯示的盤中“A-A”的剖面圖，圖3至圖5各表示拆開的外圓周隔圈的平面圖，圖6至圖8是表示拆開的內(nèi)圓周隔圈的平面圖，圖9表示分別沿圖3至圖8顯示的各隔圈中的“B-B”的剖面圖，圖10和圖11表示與盤基片和外圓周隔圈有關(guān)的狀態(tài)，和當盤基片和外圓周、內(nèi)圓周隔圈焊接在一起時，與盤基片和外圓周、內(nèi)圓周隔圈有關(guān)狀態(tài)的剖面圖，圖12是表示圖10中的C部分的放大圖，圖13是表示圖11中D部分的放大圖。
首先參見圖1和圖2，1是一信息記錄盤，它包含一在其中心帶有一中心孔2的空氣夾層結(jié)構(gòu)的疊合圓盤。在盤1內(nèi)，二個盤基片3a和3b通過一外圓周隔圈5和一內(nèi)圓周隔圈6被疊合在一起，使所述的二個盤基片3a和3b的含記錄介質(zhì)的薄層4a和4b互相面對面，所述的二個盤基片分別在設(shè)置在所述外圓周和內(nèi)圓周隔圈5和6上的凸臺7處用超聲波焊接將它們焊接在一起，且通過由所述凸臺7的變形形成的焊接部分8互相熔接起來。
外圓周隔圈5模制成環(huán)形，且在其二表面和相同位置上設(shè)置有若干個錐形凸臺7，凸臺7排列成環(huán)形但不連續(xù)。在圖3中，各凸臺制成沿圓形虛線布置的短弧形，在圖4中，各凸臺模制成沿圓周布置的長弧形，但沿圓周分成四部分，在圖5中凸臺模制成完全連續(xù)圓形。
內(nèi)隔圈6模制成在其中心具有中心孔2的圓盤形，且在其二表面和相同位置上設(shè)置若干錐形凸臺7，凸臺7是環(huán)形的但不連續(xù)。在圖6中，各凸臺模制成圓錐形且排成兩排徑向圓點，在圖7中各凸臺制成短弧形，且以圓周虛線布置，在圖8中凸臺模制成完全連續(xù)圓形。
在制造本發(fā)明的所述信息記錄盤1的方法中，首先如圖10和12中顯示的，把外圓周隔圈5的凸臺7插入基座11的定位槽12中，這樣就把外圓周隔圈5放在超聲波焊接機(沒有顯示)的基座11上。然后將盤基片3a疊合在上述已放好的外圓周隔圈5上，定位夾具13插入在盤基片3a中心的中心孔2內(nèi)，由此把盤基片3a定位和夾緊在外圓周隔圈上。定位夾具13是這樣設(shè)計的，它分成三個沿徑向開啟部分，以便定位和夾緊盤基片。
在上述說明的情況下，將一與超聲波振蕩器相連的鉆鐵14通過液壓缸(沒有顯示)的作用落在盤基片3a上，由此在壓力作用下將超聲波振動施于盤基片3a上，那樣外圓周隔圈5的上表面的凸臺7和盤基片3a上與凸臺相應(yīng)的部分被軟化，互相焊接在一起，由此形成如圖2和圖13中顯示的焊接部分8。
其后，已經(jīng)與外圓周隔圈5焊接在一起的盤基片3a在基座11上被翻里向外(上面向下)，然后，如圖11和圖13顯示的，通過內(nèi)圓周隔圈6將另一盤基片3b疊合到盤基片3a上，然后，通過將定位夾具13插入中心孔2內(nèi)而使整個組件定位和夾緊好，再使鉆鐵14落在組件上，在加壓情況下將超聲波振動施于組件上，這樣外圓周隔圈5的未焊接各凸臺7和盤基片3b上的與凸臺7相應(yīng)的部分，以及內(nèi)圓周隔圈6的兩表面上的各凸臺7和兩盤基片3a和3b上的與各凸臺7相應(yīng)的部分軟化且立刻焊接在一起，形成如圖2中顯示的未焊接部分8，這樣得到了信息記錄盤1。
在如上述說明的方法中，由于在定位處易遭剪切的外圓周隔圈5在所述方法的第一階段就與一側(cè)的盤基片3a焊接，因此定位很容易，且能防止在超聲波焊接時在定位處剪切。另外，由于所有其他未焊接部件在外圓周隔圈5已經(jīng)與一側(cè)的盤基片3a焊接在一起情況下同時被焊接在一起。因此剩余應(yīng)變變小，從而得到扭曲特性極好的信息記錄盤1。
現(xiàn)引用幾個試驗例子和試驗比較例子，進一步在下面對本發(fā)明作出說明。
根據(jù)上述方法制造的信息記錄盤1，它使用由乙烯/四環(huán)十二烯共聚物(乙烯組分是62摩爾%)模制的盤基片3a和3b，其直徑為130毫米和厚度為1.2毫米;分別在圖3至圖5中顯示的外圓周隔圈5，其外徑為130毫米，內(nèi)徑為125毫米，除凸臺7的厚度不同外其厚度約為0.4毫米，它是由包含與0.3%重量的的鈦氧化物混合的乙烯/四環(huán)十二烯共聚物(乙烯組分為72摩爾%)的樹脂合成物模制成;圖6至圖8顯示的內(nèi)圓周隔圈6，其外徑為36毫米，內(nèi)徑為15毫米，除凸臺7的厚度不同外其厚度約為0.4毫米，它是由乙烯/四環(huán)十二烯共聚物(乙烯組分72摩爾%)模制成。對這樣制造出的信息記錄盤1測量扭曲量W(盤基片3a的最大扭曲角盤基片3b的最大扭曲角)的1/2，得到的結(jié)果列在表1中。
在表1中，利用下面的計算值數(shù)據(jù)表示出測得的扭曲量。在這方面，可以實用的而不破壞其性能的信息記錄盤是具有計算數(shù)據(jù)F和G的盤。
A＞10m弧度B10≥B＞8.75m弧度C8.75≥C＞7.5m弧度D7.5≥D＞6.25m弧度E6.25≥E＞5m弧度F5≥F＞3.5m弧度G≤3.75m弧度在比較例1中，利用超聲波焊接將盤基片3a和3b、外圓周隔圈5和內(nèi)圓周隔圈6互相立刻焊接在一起;在比較例2中，盤基片3a和外圓周隔圈5、盤基片3a和3b和內(nèi)圓周隔圈6、盤基片3b和外圓周隔圈5分別利用超聲波按三步互相焊接起來，得到的結(jié)果列在表1中。
表1
從表1顯示的結(jié)果看，可以了解到在使用二步超聲波焊接的現(xiàn)有的例子的方法中，在墊片定位處不會引起剪切且得到扭曲特性極好的信息記錄盤;而在使用一步超聲波焊接的比較例1的方法中，外圓周隔圈要脫開，不能焊接在預(yù)定的位置上;在使用三步超聲波焊接的比較例2的方法中，得到的信息記錄盤有大量扭曲。
權(quán)利要求
1.一種用超聲波焊接二個盤基片制造空氣夾層結(jié)構(gòu)的信息記錄盤的方法，至少一盤具有一含記錄介質(zhì)的薄層，在二個盤基片之間放置外圓周和內(nèi)圓周隔圈，其特征在于，首先將外圓周隔圈與一側(cè)的盤基片焊住，然后將另一側(cè)的盤基片通過內(nèi)圓周隔圈疊合到所述焊接有翻里向外的盤基片上的外圓周隔圈上，所述的外圓周隔圈與所述的另一側(cè)盤基片，和所述的內(nèi)圓周隔圈與二側(cè)的盤基片，同時用超聲波焊接在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在外圓周和內(nèi)圓周隔圈的兩表面上具有若干凸臺。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，凸臺呈環(huán)形但不連續(xù)排列。
全文摘要
一種用超聲波焊接二個盤基片制造空氣夾層結(jié)構(gòu)的信息記錄盤的方法，至少一盤具有一含記錄介質(zhì)的薄層，在二個盤基片之間放置外圓周和內(nèi)圓周隔圈，其特征在于，首先將外圓周隔圈與一側(cè)的盤基片焊住，然后將另一側(cè)的盤基片通過內(nèi)圓周隔圈疊合到所述焊接有翻里向外的盤基片上的外圓周隔圈上，所述的外圓周隔圈與所述的另一側(cè)盤基片，和所述的內(nèi)圓周隔圈與二側(cè)的盤基片，同時用超聲波焊接在一起。
文檔編號G11B7/26GK1030995SQ8810474
公開日1989年2月8日 申請日期1988年7月27日 優(yōu)先權(quán)日1987年7月27日
發(fā)明者木村敏男, 藤堂昭, 美濃田武, 栗棲正吉, 益田哲夫, 大前富士雄 申請人:三井石油化學工業(yè)株式會社