Brevet FR2259669A1 — publié le 19750829

La présente invention concerne un procédé pour la production d'un film abrasif plastique avec un abrasif, en poudre de diamant notamment, régulièrement réparti et enrobé à la surface, pour l'affttage de burins de gravure et de lecteurs de supports d'information. On connaît des films abrasifs et un procédé pour lraffttage de forme d'un lecteur mécanique, ainsi qu'un appareil pour la mise en oeuvre du procédé d'affntage (brevet de la République fédérale dlAlIemagne n" 2 053 866). La mise en oeuvre de ce procédé d'affûtage de forme exige un film plastique souple, ayant par exemple une épaisseur d'environ 100 um, dont la surface comporte des sillons d'un profil déterminé, correspondant à la forme désirée du lecteur à affaler, et muni d'un abrasif - poudre de diamant par exemple - finement réparti et encastré dans la surface. L'affaitage sans profil de burins destinés à la gravure de sillons modulés sur des films de laque, destinés à la production de disques vidéo ou phonographiques, exige en outre des meules plastiques flexibles, à surface plane, non profilée, également munies d'un abrasif enrobé. L'expérience montre que l'application de films abrasifs pour l'usage prévu impose des conditions sévères, notamment en ce qui concerne le liaison et la profondeur de pénétration de l'abrasif enrobé à la surface du film. L'invention a pour objet un film abrasif avec une couche superficielle d'abrasif ayant une épaisseur aussi précise que possible, l'abrasif devant surtout etre régulièrement réparti et enrobé dans la surface avec un degré de remplissage et une adhérence suffisants. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, la surface du film plastique est régulièrement munie d'évidements recevant l'abrasif puis, après remplissage par l'abrasif, subit une déformation thermoplastique par pressage, de façon à donner une surface plane et une liaison de l'abrasif dans la couche superficielle. Selon une autre caractéristique de l'invention, la surface du film plastique est munie par pressage d'évidements qui sont remplis par l'abrasif, puis nivelés par un nouveau pressage et liée à l'abrasif. Pour la production des évidements précités, il est avantageux d'utiliser une matrice de pressage dont le relief superficiel a été obtenu par cavitation d'une surface métallique. La cavitation, c'est-à-dire la formation de cavités ou d'évidements à la surface, produit une surface rugue%e et spongieuse, permettant d'obtenir les évidements désirés à la surface du film plastique. Selon une autre caractéristique de l'inventicn, la rugosité superficielle servant à la production par empreinte galvanoplastique d'une matrice de pressage à rugosité superficielle ccrrespondante est obtenue par attaque chimique. I1 est ainsi possible d'obtenir des évidements régulièrement répartis sur toute la surface. L'attaque chimique permet en outre de bien respecter la profondeur de rugosité désirée. Selon les conditions imposes, les évidements de la surface métallique servant au moulage de matrices à évidements correspondants, ou les évidements de la surface du film méme peuvent entre produits par d'autres procédés que la gravure chimique, tels que cavitation de la surface dans un bain ultrasonore ou traitement de la surface par des décharges électriques. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous et des dessins annexés sur lesquels la figure 1 est la section d'un film abrasif pour lecteur; la figure 2 est la section d'un film abrasif non gravé, utilisé pour l'affaitage de burins de gravure; la figure 3 est la section d'une matrice servant à rendre le film rugueux par pressage; la figure 4 est la section d'un film rugueux obtenu par pressage avec une matrice selon figure 3.Le détail agrandi dans le cercle indique les évidements de la surface remplis par abrasif; la figure 5 représente un dispositif de pressage pour la production d'évi- dements sur la surface plastique; et la figure 6 représente un dispositif pour l'introduction de l'abrasif dans les évidements. Le film abrasif de la figure 1 est constitué par un film plastique 1, d'une épaisseur D d'environ 100 Sm, et comporte des sillons 2 présentant, pour l'afffltage de lecteurs, un profil délimitant un angle ss den- viron 90 avec à lÇstrdmité inférieure un rayon r d'environ 1 pm. L'abra sif est lié dans une couche superficielle 3, dont l'épaisseur A est d'environ 10 m. Le film abrasif de la figure 2 est également constitué par un film plastique 21 d'une épaisseur D de 100 clam. La surface ne comporte pas de sillons dans ce cas. La couche superficielle 23 enrichie d'abrasif a également une épaisseur A d'environ 1 um. La production d'un film abrasif s'effectue en trois opérations. Au cours de la première, les évidements sont produits à la surfac-e du film plastique, par pressage notamment, pour recevoir l'abrasif. La seconde opération est la distribution de l'abrasif dans les évidements de la surface, par frottement de préférence, et la troisième opération consiste à produire la surELc- définitive par un pressage, c-'est-à-dire une déformation thermoplastique qui fait fondre la couche supérieure du plastique, nivelle l'abrasif et le lie dans la couche supérieure du plastique. Un exemple de réalisation pour la produ tiYr. d'u film abrasif est décrit ci-dessous. Un dispositif de pressage par exemple est utilisable pour produire les évidements à la surface du plastique. La figure 5 représente le schéma d'un tel dispositif. Le moule est constitué par la partie 51, comportant les canaux 56 et pouvant etre chauffé et refrc.ldi, et la matrice 52, fixée sur la face frontale de la partie précitée. Pour la zone du fi]m abrasif devant autre recouvert ultérieurement d'abrasif, la matrice présente un relief superficiel adapté à la rugosité carerreuse et à la profondeur de rugosité de l'abrasif considéré.En regard de la moitié du moule 51 portant la matrice se trouve la seconde moitié 53, portant le sac 54 sur sa face frontale. ta planéité et la surface du film abrasif 57 devant satisfaire à des conditions sévères, il est recommandé d'utiliser un sac de pressage 54 bombé. On examinera d'abord la nature du relief superficiel, qui est une condition essentielle de la production du film abrasif. Il est essentiel d'adapter le relief 31 de la matrice figure 3), servant à rendre la surface du film rugueuse avant la mise en place de l'abrasif, à la- ranularité de ce dernier. En cas d'utilisation d'une poudre de diamant 42 (figure 4) par exemple, de granularité 0-05 (tm, les saillies 32 produisant les cavernes ou évidements 41 (figure 4) à la surface du film doivent avoir une hauteur moyenne d'environ 4 Um. il s'est révélé judicieux de prévoir huit fois enviran la grosseur de grain maximale pour la profondeur de rugosité de la surface du film, préparée pour la mise en place de l'abrasif. Alors que cette valeur détermine l'épaisseur ultérieure de la couche abrasive (A, figure 2) pour l'essentiel, la forme du relief superficiel est capitale pour l'obtentiofl d'un degré de remplissage élevé et d'une bonne liaison de l'abrasif. Il con- vient de produire des évidements caverneux, à parois rugueuses et pratiquement verticales (cf. le cercle de la figure 4).Les diverses cavernes doivent titre voisines les unes des autres et distribuées statistiquement sur toute la surface. On obtint ainsi un enrobage régulier de l'abrasif au cours de la seconde opération - introduction de l'abrasif par frotte- ment -, ainsi qusune bonne liaison de l'abrasif dans le film au cours de la troisième opération - le pressage de la surface avec action thermique -. ta matrice 33 servant à rendre rugueuse la surface du film doit comporter le relief de cette dernière sous forme négative. Les saillies 32 du relief de la matrice forment alors les évidements caverneux 41 (figure 4) à la surface du film pressé à l'aide de cette matrice. L'expérience montre qu'un tel relief superficiel peut entre produit notamment par attaque chimique. Il est par exemple possible de produire !"original" par attaque chimique d'une plaque de cuivre à lVacide nitrique. Le relief superficiel ainsi produit correspond alors à la surface à presser.Les phases intermédiaires de production de la matrice de pressage 33 - production d'un "père" et d'une "mère" - correspondent aux opérations galvanoplastiques usuelles dans la production des disques phonographiques. En d'autres termes, un moule négatif - le "père" - de l"uriginal" de cuivre gravé chimiquement est produit par galvanoplastie. Les cavernes apparaissent alors sous forme de saillies. L'opération suivante est le moulage du "père' par galvanoplastie; on obtient ainsi de nouveau un positif, la "mères'. Un troisième objet - la matrice (33) est enfin obtenu par moulage de la "mère1,. Le matériau 57 du film (figure 5) est placé entre les deux moitiés du moule 51 et 53 pour le pressage. Après le rapprochement des plateaux de presse 58 et 59 sous pression élevée, de la chialeur est efvoyEe dans la moitié de moule 51 par les canaux 56, puis transmise par la matrice 52 au film 57.La surface de ce dernier fond sous llaetion de la chaleur et se déforme plastiquement sous l'action de la pression appliquée, de façon à présenter le relief superficiel de la matrice 52. La chaleur est alors évacuée par introduction d'un réfrigérant dans les canaux 55 et 56, puis le film pressé et refroidi est sorti du moule, après ouverture de la presse.Au cours de la seconde opération, l'abrasif est introduit dans les cavernes superficielles du flan 63 posé sur le plateau 61, manuellement ou à l'aide d'un dispositif d'agglomXra- tion selon figure 6. I1 s'agit de faire pénétrer l'abrasif dans les cavernes, suivant toutes les directions, pendant la rotation du plateau et par le mouvement oscillant de la meule 62. I1 convient en outre dlin- verser le sens de rotation du plateau 61 de temps à autre. Cet aller-retour et les mouvements latéraux permettent d'obtenir une distribution et une introduction régulières de l'abrasif dans les évidements. Il est avantageux de mécaniser le dispositif d'agglomération.La poudre abrasive en excès est simplement essuyée sur la surface, à la fin de l'agglomération. Les cavités superficielles doivent titre remplies de grains abrasifs 42, comme l'indique l'agrandissement dars un cercle à la figure 2, à la fin de l'opération d'agglomération. Au cours de la troisième et dernière opération, la surface représentée à la figure 4 et enrichie de poudre abrasive est fondue dans un dispositif selon figure 5, mais avec emploi d'une matrice à surface lisse, et l'écoulement résultait répartit et fixe la poudre abrasive. On obtient ainsi une distribution pratiquement statistique de l'abrasif à une profondeur de pénétration relativement précise. il convient toutefois de lier l'abrasif directement à la surface, en desant la quantité de chaleur avec précision, par l'intermédiavre de la température et du temps, et en maintenant une pression précise. La quantité de chaleur et la pression à maintenir dépendent des propriétés de déformation du matériau de film utilisé.L'expérience montre qu'un temps de chauffage de 8 s à une température de 170 "C et sous une pression de 170 bars est nécessaire dans le cas de PVC-E ayant une valeur K de 78. Dans des cas particuliers, lorsqu'une densité élevée d'abrasif est désirée - comme pour les films servant à 1 ss affAtage des faces de coupe de burins pour la gravure de sillons d'information -, il est recommandé d'utiliser de nouveau pendant la troisième opération la matrice rugueuse du premier pressage, afin de créer de nouvelles cavernes ou de nouveaux évidements pour une seconde enduction d'abrasif. I1 est possible de répéter ces opérations jusqu'à l'obtention de l'enrichissement voulu, avant d'effectuer la dernière opération avec la matrice lisse. La surface définitive du film abrasif doit être produite simultanément au cours de la troisième ou dernière opération. En d'autres termes, il est possible de presser les sillons du profil ou une surface lisse, selon l'usage envisagé (cf. figures 1 et 2). Bien entendu, diverses modifications peuvent titre apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent autre décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Revendications 1. Procédé pour la production d'un film abrasif plastique avec un abrasif, et notamment une poudre de diamant, régulièrement distribué, enrichi et enrobé à la surface pour l'affenage de burins de gravure et de lecteurs de supports d'information, ledit procédé étant caractérisé en ce que la surface du film plastique est munie d'évidements régulièrement répartis, pour recevoir l'abrasif, puis après le remplissage avec l'abrasif, est déformée thermoplastlquelient par un pressage, de façon à niveler la surface et à fixer l'abrasif dans la couche externe. 2. Procédé pour la production d'un film abrasif selon revendication 1, caractérisé en ce que la surface du film plastique est munie par pres sage dVévidements qui sont remplis par l'abrasif, puis nivelée par un second pressage fixant l'abrasif dans la couche externe. 3. Procédé selon une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la surface de la feuille est munie d'évidements au moyen d'une matrice de pressage dont le relief superficiel correspondant a été produit par cavitation d'une surface métallique. 4. Procédé pour la production d'un film abrasif selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par la production d'évidements sur la surface au moyen d'une matrice de pressage préparée galvanoplastiquement. 5. Procédé pour la production d'un film abrasif selon une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la distribution et l'incorporation de abrasif s'effectuent sur un dispositif d'agglomération rotatif, avec un mouvement oscillant de la meule faisant pénétrer l'abrasif dans les évidements. 6. Pt dé our la production d'un film abrasif selon une quelconque des revendications 1 d 5, caractérisé en ce que la production des évidements superficiels, puis le dépit d'abrasif sont répétés à plusieurs reprises.