Brevet FR2182099A1 — publié le 19731207

Le brevet français Ko 2.069.525 décrit une imprimante à ruban encreur constitué par un support souple présentant une conductivité électrique supérieure dans la sens de son épaisseur que dans celui du plan de sa surface, support dont une face est recouverte 5 par une encre à la fois thermo-fusible et conductrice de l'électricité. La différence de conductivité du ruban nentionné ci-dessus est essentiellement due à la présence d'une pluralité d'éléments conducteurs englobés dans la masse du ruban et traversant i'épais-10 seur de celui-ci de part en part. Avec ce ruban, l'opération d'impression proprement dite s'effectue en appliquant localement le ruban par sa face encrée sur la surface à imprimer et en reliant chaque fois une ou plusieurs-paires d'éléments conducteurs à une première et à une seconde 15 borne d'une source de courant pour le premier et pour le second? élément de chaque paire respectivement, de manière à faire passer un courant électrique dans la portion de couche d'encre séparant les deux éléments d'une même paire et, en conséquence, à faira. fondre cette portion de couche par les pertes Joule ainsi pra-r" 20 duites. Un tel ruban présente cependant plusieurs inconvénients aussi bien au niveau de sa réalisation que de son utilisation. Parmi ces derniers on peut citer la forme très tylisée des caractères obtenus, le nombre de possibilités assez limité dans le choix 25 des tracés réalisés avec un groupe de caractères donnés, la difficulté de sélectionner les électrodes au sein d'un groupe d'électrodes occupant, sur le ruban, une surface très réduite.- C'est la raison pour laquelle ce brevet français propose d'utiliser un ruban présentant une conductivité électrique aniso-30 trope dans le sens de son épaisseur. Le but de la présente invention est précisément la réalisatlo"h d'un ruban anisotrope de ce type.. A cet effet, la présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'un ruban à conductivité électrique anisotrope dan^ 35 le sens de l'épaisseur de ce ruban. Ce procédé est caractériso par le fait qu'on disperse une poudre d'au moins un métal ferromagnétique dans une masse de résine à l'état fluide, on étale ce mélange sur une surface-support et on applique à ce lûélange un SAD ORJGINAI 73 15031 2 2182099 champ magnétique aux lignes de forces sensiblement normales à cette surface de support, lors de l'opération de durcissement de ladite résine. Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution d'un moyen pour la mise en oeuvre de 5 deux modes d'exécution du procédé objet de la présente invention. La fig. 1 en est une vue en élévation; la fig. 2 est une vue en coupe selon II-II de la fig. 1; la fig. 3 est une vue en coupe transversale agrandie d'un moule pour l'obtention du ruban; 10 la fig. 4 est une vue en perspective, agrandie, d'un morceau de ruban obtenu par ce procédé. Selon un premier mode d'exécution du procédé objet de la présente invention, on commence par mélanger de la poudre de nickel avec un pré-polymère, par exemple avec du Rhodester (marque dé-15 posée par Rhône-Poulenc), mélange auquel on ajoute un surfactant jouant également le rôle de dispersant, ici du stéarate de magnésium dans la proportion de 0,2%. Le pré-polymère peut être soit du Rhodester 1103, soit un mélange de Rhodester 1103 et 1108. 20 Le Rhodester 1103 est un pré-polyème de polyester contenant 45% de styrène. Sa densité à 25°C est, avant polymérisation, de 1,06 et, après polymérisation de 1,18. Ses indices d'acide et d'hyaroxyle sont tous deux de 10. Le Rhodester 1108 est un pré-polymère de polyester contenant 25 30% de styrène. Sa densité à 25°C est, avant polymérisation, de 1,14 et, après polymérisation de 1,23. Ses indices d'acide et d'hydroxyle sont respectivement de 34 et 42. Pour obtenir le mélange de poudre de nickel avec le Rhodester 1103 ou avec un mélange de Rhodester 1103 et 1108, on disperse 30 la poudre de nickel et le surfactant susmentionné dans le prépolymère en soumettant le mélange à une vibration de fréquence ultra-sonique. On ajoute alors à ce mélange un catalyseur, destiné à créer la polymérisation, dans la proportion de 0,3%, et un accélérateur, 35 destiné à accélérer la réaction, dans la proportion de 0,1%. On étend ensuite ce mélange sous forme d'une couche 1 sur une mince plaque de verre 2 (fig.3), sur laquelle on a placé préalablement des cales d'espacement 3 de 0,2 m à 0,6 mm d'épaisseur BAD ORKalNAL 73 15031 3 2182099 suivant l'épaisseur du ruban désiré. On pose ensuite sur ces cales une seconde plaque de verre 4 semblable à la première, et forme ainsi un sandwich que l'on introduit dans l'entrefer 5 de l'êlec-tro-aimant 6, constitué d'une bobine 7 placée dans une armature de fer doux 8 dont la section transversale présente la forme d'un E sur lequel est posé un couvercle 9, également en fer doux, muni d'une nervure longitudinale 9a faisant face à la nervure centrale 8a de l'armature 8. L'entrefer 5 se situe entre les deux nervures 8a et 9a. Cet entrefer est de forme allongée, et ses dimensions sont suffisantes pour permettre d'y introduire le "sandwich" précédemment décrit. Une fois que ce sandwich est placé dans l'entrefer 5, on met la bobine 7 sous tension afin de créer un champ magnétique dans l'entrefer 5, dont les lignes de force traversent par conséquent le sandwich. Le champ magnétique traversant le mélange qui est encore à l'état liquide, produit un alignement des particules de .nickel contenues dans le mélange 1 sous forme de chaînes s'étendant transversalement à l'épaisseur du ruban, c'est-à-dire le long des lignes de forces du champ. Maintenant que nous avons décrit ce premier mode d'obtention d'un ruban anisotrope, examinons plus en détail l'influence de certains paramètres, sur des rubans anisotropes obtenus au moyen de l'équipement que l'on vient de décrire sommairement. Les résultats et en particulier la résistivité transversale du ruban sont mentionnés dans le tableau I ci-après. 73 15031 4 2182099 TABL3AU I No 'échan-. tillons Type ■ de nickel * en poids Epaisseur du ruban (/O Champ magnétique Résistivité transvers. I Ohm/cm j l ! Oe durée, en heures 22 B 20 - fO 20 j T 255 20 100 - 200 2700 -2,5 5 40a B 20 - 40 30 110 - 120 5800 1 0,8 *t0o S? 300 34 80 - 90 3350 1 0,3 42a sp 300 OSP 10 50 10 100 - 120 5800 1 0,30 42b OSP 5 T 255 10 10 90 - 100 3350 0,4 44a 44b b 20 - 40 sp 300 50 6o 110 - 120 5800 1 3350 1 0,36 45a 45b B 20-40 sp 300 50 60 110 - 120 100 - 110 2700 1 1000 1 0,6 15 La provenance et les dimensions des diverses poudres de nickel mentionnées dans ce tableau sont données dans le tableau II. TABLEAU II 20 Type Diamètre (yU ) Fabricant OS? 5 OSP 10 SP 300 5 10 H Sheritt Gordon } Mines Ltd. j Canada T 255 3 20-40 2 20 - 40 Mond Nickel Co. Baudier, France BAD ORIGINAL 73 15031 5 2182099 Les valeurs de la résistivité transversale en ohm/cm données dans le tableau I sont obtenues en plaçant deux électrodes respectivement de chaque côté du ruban tout en appliquant une légère pression sur chacune des électrodes et en reliant ces électrodes 5 à un ohmmètre, par exemple. Sur tous les échantillons figurant dans le tableau I, le coefficient d'anisotropie donné par le rapport de la résistance mesurée dans une direction parallèle à la surface du ruban à la rësis- 5 tance perpendiculaire à cette surface est supérieur à 10 et est 10 donc excellent. Comme on le remarque en consultant le tableau I, certains échantillons renferment des poudres de nickel d'origines et de dimensions de particules différentes, indiquées au tableau II. On a constaté que ce mélange de particules entraîne génerale-15 ment une amélioration de la conductivité transversale du ruban, notamment lorsque le diamètre moyen des particules est différent. Il a également été remarqué que l'abaissement de la résistivité du ruban était favorisé par la présence de grandes particules. En outre, l'augmentation des concentrations de poudre de ni-20 ckel a conduit à des rubans présentant de meilleures caractéristiques tout en conservant de bons coefficients d'anisotropie. L'orientation des particules de nickel par le champ magnétique, au cours de la fabrication du ruban, a lieu relativement rapidement, c'est-à-dire dans les 5 à 10 premières minutes. Cela 25 est dû au fait que au delà de cette période, la polymérisation amorcée par le catalyseur confère au pré-polymère de départ une viscosité trop importante pour que les particules de nickel puissent encore se mouvoir sous l'influence des lignes de forces du champ magnétique qui traverse le ruban. 30 Pour former la partie isolante du ruban, on peut utiliser en pratique, toutes sortes de matières plastiques, monomères, pré-polymères, copolymères et polymères thermo-durcissables qui se présentent au départ sous forme d'un liquide de viscosité suffisamment basse pour permettre l'orientation des particules de 35 nickel sous l'influence du champ magnétique. Après polymérisation, le polymère obtenu doit présenter certaines propriétés plastiques, telles qu'une souplesse suffisante mais une élasti-■ cité assez faible. 73 15031 6 2182099 Pour préparer l'échantillon du ruban No 22 du tableau I, on a utilisé un mélange de deux pré-polymères, le Rhodester 1103 et 1108 susmentionnés, dans un rapport de 7 à 3. Pour les échantillons de rubans No 40 à 45, il a été fait usa-5 ge du Rhodester 1103 seul. Les propriétés mécaniques du polymère ainsi obtenu sont moins bonnes que celles du polymère obtenu par le mélange des Rhodester 1103 et 1108, mais le polymère provenant du seul Rhodester 1103 offre de meilleures propriétés de contact lorsqu'une électrode est appliquée contre la surface du ruban. 10 Selon un second mode d'exécution envisagé pour la fabrication d'un ruban anisotrope, on utilise une résine thermo-fusible que l'on chauffe pour l'amener à son point de fusion, après quoi on ajoute à cette résine de la poudre de nickel que l'on mélange à la résine tout en la maintenant en fusion. On place ensuite ce 15 mélange dans un moule, tel celui représenté sur la fig.3, en prenant soin de chauffer préalablement ce moule jusqu'à une température correspondant à celle de fusion de la résine thermo-fusible utilisée et on place ensuite le moule dans l'entrefer 5 de l'é-lectro-aimant que l'on met alors sous tension pour procéder à 20 l'orientation des particules métalliques du mélange, comme décrit dans le premier mode d'exécution du procédé, pendant que ce mélange se refroidit et durcit. Dans une variante d'exécution et si la rapidité du durcissement de la résine est trop rapide, on peut envisager de faire 25 passer de petites résistances à travers le moule pour maintenir une certaine température et régler la vitesse d'abaissement de la température du mélange. Bien entendu, ce second mode d'exécution peut également être exécuté à partir d'une résine thermo-durcissable à laquelle on 30 mélangerait de la poudre de nickel. On place alors ce mélange dans un moule tel celui de la fig.3, puis dispose ce moule dans l'entrefer 5 de 1'électro-aimant que l'on met sous tension, et on chauffe simultanément le moule, par exemple grâce à des résistances électriques (non représentées) traversant le moule, 35 cela afin de durcir la résine. On a représenté en fig.4, un morceau du ruban 1 à conductivité électrique anisotrope obtenu selon le procédé décrit. On voit sur la face la de ce ruban les particules de métal P sur les 73 15031 7 2182099 quelles on peut appliquer une électrode, alors que les chaînes de particules C^, C^t ••• Cn apparaissent sur la tranche lb du ruban, créant ainsi des passages électriquement conducteurs entre les deux faces la et le du ruban. 73 15031 8 2182099 REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un ruban à conductivité électrique anisotrope dans le sens de l'épaisseur de ce ruban, caractérisé par le fait qu'on disperse une poudre d'au moins un métal ferro-5 magnétique dans une masse de résine à l'état fluide, on étale ce mélange sur une surface-support et on applique à ce mélange un champ magnétique aux lignes de forces sensiblement normales à cette surface de support, lors de l'opération de durcissement de ladite résine. 10 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on disperse une poudre de nickel dans un pré-polymère, qu'on ajoute ensuite un catalyseur, qu'on forme avec ce mélange un film d'épaisseur uniforme et que l'on soumet ce film au champ magnétique, au cours de sa polymérisation. 15 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on disperse la poudre métallique a la résine en soumettant le mélange à des vibrations de fréquence ultra-sonique. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on ajoute un surfactant au mélange de poudre métallique et de 20 résine. 5. Procédé selon la revendication lparactérisé par le fait qu'on disperse la poudre métallique dans une résine thermo-durcis-sable, on étale ce mélange sur ladite surface et on chauffe ce mélange en le soumettant à l'action dudit champ magnétique. 25 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on fait fondre de la résine fusible, on mélange ladite poudre métallique à cette résine en fusion, on étale ce mélange sur ladite surface en le maintenant en fusion et on soumet le mélange audit champ magnétique tout en le faisant refroidir.