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光盘制造技术新发展

作者:塑胶机械杂志 分类：机械技术 上传者:ZCOM网友

　　光盘是主要用聚碳酸酯（PC）材料制成的圆片。通常要在圆基片上涂覆一层金属薄膜、多数为铝合金，这层薄膜就是CD-ROM读取数据的地方；在铝薄膜上再覆盖一层塑料聚碳酸酯，用以保护所存数据。现时，市场上开发了多种新产品，专门用于光盘制造。
　　平均1千克聚碳酸酯树脂大约可生产55张光盘。标准的CD/VCD盘单面可储存600兆字节的信息，用1.2毫米厚的PC盘作有数据存储标记的铝膜基础盘。DVD盘可存储18G字节的信息，用两张0.6毫米厚的PC盘粘在一起，作为有存储数据标记的铝膜基础盘。DVD技术要求基础盘的树脂具有必要的光学性质、物理性质和流变学性质，以缩短加工时间，增加数据标记的密度和降低盘的厚度。
　　光盘用PC树脂注射压制成型，其表面那些深度仅为0.11微米的存储信号是靠注塑机注射模压出来的。光盘生产集光、机、电、真空、自动控制于一体，对注塑机、模具及生产线均有极高的要求。目前，国际上仅有德国、日本等少数国家的少数厂家能够生产。2003年8月，中国第一台数码光盘（光盘）注塑成型机通过国家新闻出版总署委托国家光盘中心进行鉴定验收。经专家考察、实物检测，证实该生产线所压制的CD、VCD、CD-R光盘的20多项技术指针达到国际相关标准要求。其中锁模结构技术更达到世界领选水平，标志中国信息产业技术装备国产化的重大突破。
　　　　　　　　　　　国外的技术
＊彩色光盘
　　通用电气（GE）塑料集团最新推出了各种不同颜色的彩色光盘，代替现有清一色的银色。利用两种不同的先进科技，GE创造的这个特殊效果使光盘世界变得多姿多彩。运用该特殊技术，不仅能制作各种发光亮丽的彩色光盘，边上还带有萤光黄，产生令人目眩的“超酷”效果。GE的这种创新使用了两种新技术，其中名为“亮边”（Edge Glow）的最新科技，使用了一种萤光染制科技，使光盘边上带有黄色的萤光，这种科技由日本富士公司授予GE独家专利。另一项专利科技名为Signature OQ树脂，能让生产商利用有颜色的PC去制作影音制品，而且不损音质和画面质量，可应用在CD、CD-R或DVD上。
＊新型聚碳酸酯
　　日本帝人成功开发高密度光盘用新型PC。目前信息记录媒体的高密度化竞争已日趋激烈，希望出现能适应高密度MO、高密度可写DVD等媒体的基板材料。这次开发适应高密度记录光盘的材料特点有：是聚聚碳酸酯的一种，但化学结构与原聚碳酸酯却不同，具有低双折射率、低水吸水率和高刚性；可采用原聚碳酸酯加工CD、DVD、MO用成型设备，投定条件几乎不需作任何改动。
＊光盘用纳米玻璃薄膜
　　日本NGF公司正积极开发大容量光盘用的纳米玻璃薄膜。这种薄膜是用纳米粒子的氧化钴析出的。用蓝色半导体激光照射时显示集光功能，其折射变化量为40%，达到世界最高水平。将此薄膜应用于光盘制作时，在改变读取及记录的半导体激光光束直径时，具有透镜的效果。其光束直径面积可以缩小到只有一般光盘的1/4，也代表了它的记录密度可以提高4倍。
＊硬盘光盘
　　TDK推出耐刮伤及强抗污性、采用硬膜覆盖标准的DVD-R光盘和DVD-RW光盘。该公司将新型光盘命为“超硬”，新产品包括储存数据的光盘及储存视频内容的光盘共计4个品种。新产品的特点在于由两张0.6毫米底板粘合而成的DVD光盘中，在覆盖记录膜的光盘底板表面上设置一层保护层。公司为该光盘起名的“超硬”，意指该产品抗刮伤、污垢和异物的性能优秀。
＊非晶型聚烯烃
　　日本有三家公司已向市场推出非晶型聚烯烃，分别是日本合成橡胶（JSR）公司的Arton、瑞翁公司的Zeonex、Zeonor和三井公司的Apel。非晶型聚烯径密度小，比PMMA和PC约低10%，有利于制品轻量化；而且饱和吸水率小，Arton吸水率远低于PMMA，不会产生因吸水导致物体品质下降的影响，Zeonex、Zeonor和Apel则几乎不吸水。
　　由于含有极性和异向性小的单体，因而非晶型透明材料的双折射率小。该类材料属高耐性透明树脂，玻璃化温度达14℃-17℃，玻璃化温度是非晶型聚合物的耐热性指针。
　　非晶型聚烯烃容易注射成型，机械性能优良，拉伸强度、弹性模量比PC高，而且复制性好，故制品质量高。其介电常数低，特别是高频性能好，是热塑性塑料中介电性能最好的材料。并且，其耐擦伤性良好，Arton铅笔硬度与PMMA相近，而耐擦伤性恰是光学材料的一个重要性能指针。Arton分子侧链有极性基团，与无机、有机材料粘接性好，易于密封；而Zeonex和Zeonor为绿色塑料，不纯物含量极少，故不必担心分析出杂物，适合半导体和医疗器械要求。三种材料耐化学药品性、耐酸性、耐性优良，几乎不透水蒸汽，符合同时要求防湿的应用。
　　最近，来自美国的一篇题为“从光盘至下载”的研究报告指出，DVD和CD光盘将会逐步被淘汰。若此预测正确，将使PC失去这一应用市场。报告预测，随着音乐和视频网络传输技术以及视频点播服务的快速普及，今后5年内DVD和CD光盘的销售量将逐渐萎缩，到2008年美国33%的音乐和19%的家庭录像的销售收入将业自网络下载。而在中国，2010年后也可能出现这种现象。这种情况会造成PC消费的一大缺口，但届时必定会有新的用途来填补。
　　　　　　　光盘生产需专用设备
　　光盘并非一般注塑机可以制造，而是需要一台专用设备。本刊走访了生产DVD注塑机的震雄集团，咨询有关光盘的制造程序。该集团项目研发经理冯志远表示，精度高、屈曲性低、光学性能佳的光盘，才符合国际的标准，因此一张无盘必须平直无挠曲。以往生产机械以液压机为主，在精度控制上出现一定的精度。现时，日本及欧洲纷纷转而使用全电机，再配合伺服马达，令制造的产品精度提高了不少。不过，需要留意的是CD与DVD的质量要求有差异。CD的要求只是埋模、达压、注射然后合模，一般注塑机都足以应付，但内应力较差，因此CD光盘容易变形。但DVD的厚度很薄，而且要储存解像度高的影像，所以必须使用全电机才能确保产品精度。
　　因此，一张高质量的光盘，与机械设备关系重大，生产厂商必须注意注压机的运作，使用精密度高的控制系统；模具配套也很重要，必须配合整部机械的运作。总体来说，质量好的光盘由以下因素互相配合：光学性能、物料选择、产量、速度及循环时间。
　　震雄集团执行董事兼集团策略总监钟效良指出，中国对光盘的需求是全球最大的，然而产品的质量都普遍不高，最大的问题是非法生产光盘的情况严重，产品不符合标准，生产也没有品质控制，缺乏一致性。他说，光盘年需求量虽然数以百万计，是一种大众化产品，但全球市场上可提供生产机械的企业却寥寥无几，这是由于光盘要求高一致性、可靠性、高质量的生产设备，并非每一家注塑机供货高都有这个开发能力。
　　震雄目前已经研发了光盘生产专用设备。钟效良透露，光盘制造是一个从错误中学习的工业，对于他们来说，因难之外在于如何保持机械的一致性，因此他们与客户紧密合作，试运行时还不断进行改良。他说，光盘制造设备运行一个月也不足以证明机械的一致性。可见光盘生产设备的市场需要投入大量的开发资源。