Brevet FR2486287A1 — publié le 19820108

La présente invention est relative à un procédé de fabrica- tion de disques contenant de l'information à haute densité. Plus particulièrement, cette invention a pour objet un procédé permet- tant d'assurer le séchage de disques qui ont subi un traitement à l'eau ou à l'aide de solutions aqueuses. La demande de brevet américain n' 091 878 déposée le 7 Novem- bre 1e9é, indique que des disques contenant de l'information à haute densité, réalisés à partir de matières plastiques chargées de carbone conducteur fortement plastifié, doivent être traités en effectuant un lavage de leur surface à l'aide d'une solution aqueuse afin d'éliminer les sels et les matériaux microscopiques qui s'écoulent sur la surface du disque pendant son moulage et qui ont un effet nuisible sur la qualité de l'enregistrement lors de la lecture du disque. Les disques sont traités et rincés à l'eau ou à l'aide d'une solution aqueuse et ils sont séchés à l'air. Dans un processus de production de masse, les opérations qui consistent, sur un disque unique, à enlever des gouttelettes d'eau qui peuvent s'accrocher sur la surface du disque, sont inaccep- tables étant donné qu'elles sont lentes et coûteuses et qu'elles peuvent endommager la surface du disque. Le séchage à l'air pré- sente l'inconvénient de prendre trop de temps et de laisser quel- quefois des résidus subsister sur la surface du disque. Le chauf- fage du disque à des températures élevées, afin d'éliminer l'eau résiduelle de surface est également inacceptable étant donné que les températures requises peuvent gauchir, contracter ou déformer d'une autre façon les paramètres physiques du disque de matières plastiques, ce qui se traduit ensuite par une distorsion des très petites configurations qui contiennent les informations sur le disque. Par ailleurs, tout résidu serait ainsi séché sur la sur- face du disque ou cuit dans cette surface. La besoin. se fait donc sentir de pouvoir disposer d'un pro- cédé de séchage des disques qui soit efficace, uniforme, rapide, permettant de manipuler simultanément une pluralité de disques et pouvant s'adapter à une automatisation, tout en n'ayant pas d'ef- fets nuisibles sur la surface du disque ou ses dimensions phy- siquds, ce procédé devant enfin être inerte vis-à-vis des maté- riaux constituant le disque et ne pas laisser de résidu sur la surface de ce disque. La présente invention se propose précisément d'apporter un tel procédé. La Demanderesse a constaté que l'humidité sur la surface des disques conducteurs en matière plastique, contenant une haute densité d'informations, pouvait être éliminée en pulvérisant sur la surface du disque un fluorocarbure liquide, à point d'ébul- lition élevé afin d'enlever mécaniquement les matériaux situés sur la surface du disque puis en maintenant le disque dans la vapeur de fluorocarbure afin de l'amener à un équilibre thermique et d'empocher une condensation ultérieure de l'humidité sur la surface du disque. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront de la description faite ci-après en référence au dessin annexé qui en illustre un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur le dessin: - la figure 1 est une vue en élévation d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon cette invention et - la figure 2 est une vue en perspective d'un système de approprié à la pulvérisation de la surface du disque. Les disques contenant des informations à haute densité selon la présente invention sont décrits en détail dans le brevet améri- cain n0 3 842 194. Le traitement post-moulage du disque selon la présente invention comprend une étape de rinçage aqueux afin d'é- liminer les sels et autres débris de la surface du disque après moulage, qui pourraient avoir une influence néfaste lors de la ledture de l'enregistrement et entra!ner une sensibilité à l'hu- midité de la surface du disque et, l'étape de séchage décrite ici. Une étape finale en vue d'appliquer une mince couche de lubrifiant sur la surface du disque est effectuée après la mise en oeuvre du procédé de séchage selon la présente invention. Le procédé de séchage selon l'invention comporte deux étapes un rinçage par pulvérisation de la surface du disque afin d'éli- miner physiquement l'eau et un traitement à la vapeur chauffée pour empocher toute condensation d'humidité ultérieure sur la sur- face du disque. On se réfère maintenant au dessin et particuliè- rement à la figure 1 qui représente, de façon schématique, un dis- positif pour la mise en oeuvre du procédé de séchage selon l'in- vention. Un conteneur 10 est muni d'une série de compartiments, comme on l'expliquera ci-après, et de conduites appropriées pour assurer le transfert des liquides d'un compartiment à l'autre. Un fluorocarbure est maintenu dans un premier compartiment 12 jusqu'à un niveau prédéterminé 14. Des systèmes de chauffage 16, chauffent le fluorocarbure de manière à maintenir une couche de vapeur de fluorocarbure 18, au-dessus de la zone liquide 14, jusqu'à un niveau de vapeur prédéterminé 20. Le sommet de la zone vapeur 20 est déterminé par une chemise de commande de refroidis- sement 22. Cette chemise 22 condense les vapeurs de fluorocarbure qui autrement s'échapperaient dans l'atmosphère et elle les ramène vers le conteneur 10. Le fluorocarbure à l'état de vapeur dans la couche 18 est condensé par l'intermédiaire de bobines 24 qui ramènent ces va- peurs à la phase liquide. Le fluorocarbure condensé est transpor- té par une goulotte collectrice 26, vers une conduite réceptrice 28 et il est délivré à un compartiment de séparation d'eau 30. Dans ce compartiment 30 s'effectue la séparation de l'eau et du fluorocarbure. Le fluorocarbure est recueilli et transporté par l'intermédiaire d'une conduite 32 grâce à une pompe 36 vers une série de filtres à mailles 34, qui éliminent les particules. On peut également prévoir un filtre à carbone pour enlever les autres agents de pollution. Le fluorocarbure est ensuite recyclé à l'aide d'une canalisation de solvant 38, vers des têtes de pulvérisation représentées en détail sur la figure 2. Le fluorocarbure liquide provenant du premier compartiment 12 est également recyclé et purifié par déversement, après pulvé- risation dans un.réservoir 40 à partir duquel il est transporté par l'intermédiaire d'une conduite de recueil 42 au travers des filtres 34. Le fluorocarbure liquide qui a été utilisé pour pulvériser la surface des disques tombe également dans le permier comparti- ment 12. Ce fluorocarbure contient de l'eau qui est recueillie à la partie supérieure du fluorocarbure liquide et qui est extraite à l'aide d'une conduite 43. Le fluorocarbure liquide est recyclé par circulation dans la conduite 44 o il est amené à passer grâce à une pompe 45, puis il passe dans un filtre à carbone 47 pour être ramené dans le compartiment 12. Par conséquent, l'eau et les impuretés organiques sont éliminés de façon continue du fluorocar- bure liquide. -- Bien que dans la description qui précède, on fasse référence 4 2486287 à un conteneur unique 10, il demeure bien entendu que l'on peut utiliser une série de conteneurs ou un récipient continu unique pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. On se réfère maintenant à la figure 2 sur laquelle on peut voir un plateau 46 recevant une série de têtes de pulvérisation, décrites ci- après, qui assurent le rinçage d'un disque suspendu avec le fluorocarbure liquide. Après rinçage, on interrompt la pulvérisation, ou bien le disque est transféré vers une zone de chargement de vapeur o on laisse le disque 50 dans une zone de vapeur 18 pour compléter le processus de séchage. La figure 2 est une vue en perspective du plateau 46 et des conduites de solvants 38 qui alimentent les têtes de pulvérisation 48 en fluorocarbure liquide. Le disque 50, contenant l'information, est suspendu entre les têtes de pulvérisation 48 par un support approprié (non représenté). Les têtes de pulvérisation 48 compor- tent une série de buses ou de tuyères 52 qui sont disposées de manière que le fluorocarbure délivré par les buses 52, soit diri- gé le long de la surface supérieure du disque 50 et contre chaque c8té du disque 50 de manière à obtenir une action de lavage et 2D de nettoyage par le fluorocarbure liquide le long de la surface du disque. Selon un mode de mise en oeuvre préféré le fluorocarbure ut- lisé peut être le 1,1,2-trichloro-2,2,1-trifluoroéthane. Un tel fluorocarbure est disponible dans le commerce, à partir de diverses sources à l'état pur, c'est-à-dire contenant moins de quelques parties par million d'impuretés et il présente un point d'ébulli- tion de l'ordre de 470C, situé bien au-dessus des températures ambiantes normales mais bien en-dessous de la température de gau- chissement à la chaleur du matériau plastique conducteur consti- tuant le disque qui est de préférence de l'ordre de 700C. Il peut être préférable d'ajouter une petite quantité d'un agent tensioactif (surfactif) au fluorocarbure liquide afin d'améliorer le mouillage et l'effet de "délogement" de l'eau par le fluorocarbure. Les agents tensio-actifs sont bien connus et les phosphates d'amine sont compatibles avec les fluorocarbures par exemple. Cependant, pour la présente invention, étant donné que l'agent surfactif doit demeurer sur le disque après évapora- tion du fluorocarbure, et que si, on en utilise des quantités trop importantes, un rinçage supplémentaire au fluorocarbure pur 2486287 doit être effectué pour l'éliminer, il est préférable de ne pas utiliser un tel agent tensio-actif ni un autre additif au fluoro- carbure sauf en quantités mineures; Le traitement au fluorocarbure en deux étapes est essentiel pour éliminer l'eau résiduelle de la surface du disque et pour empocher la recondensation de l'humidité sur la surface du disque après lavage. Le fluorocarbure qui est essentiellement exempt d'eau, c'est- à-dire qu'il contient 35 ppm ou moins d'eau, est pulvérisé sur la surface du disque avec une force suffisante pour enlever l'eau sous la forme de gouttelettes, ou d'une couche, de la surface du disque, par une action de nettoyage mécanique. Cette action méca- nique remplace toute l'eau sur la surface du disque par une couche de fluorocarbure. Par exemple, un débit de pulvérisation de l'or- dre de 3,8 litres par minute, obtenu à partir de deux têtes de pulvérisation au moins, chacune ayant au moins quatre buses, sous une pression de liquide de l'ordre de 1,05 à 1,19 bars, pendant 2 à 3 minutes et à une température d'environ 38,9oC, est convena- ble pour éliminer la totalité de l'eau d'un disque complètement saturé d'eau (environ 1 millilitre de chaque c8té). Le disque est ensuite maintenu dans une vapeur de fluorocar- bure jusqu'à ce qu'il soit stabilisé, c'est-à-dire qu'il est chauf- fé jusqu'à la température de la vapeur de fluorocarbure afin d'em- pêcher un effet de refroidissement et une recondensation de l'eau sur la surface du disque lorsque le fluorocarbure s'évapore. Un traitement à la vapeur d'une durée de l'ordre de 1 à 2 minutes est généralement suffisant. Le fait d'exposer la surface du disque à la vapeur de fluoro- carbure seule est inefficace pour enlever toute l'humidité de sur- face étant donné que 2èfo environ seulement de l'eau présente sur le disque est remplacée par le fluorocarbure, même après de longues périodes de temps d'exposition à la vapeur, pouvant aller jusqu'à une demi-heure ou plus. Il est nécessaire de prévoir un certain type d'action mécanique si l'on veut enlever l'eau de la surface fortement irrégulière du disque. Le fait d'exposer la surface du disque du fluorocarbure li- quide seul est également inefficace en raison de l'effet de re- froidissement important qui se produit lorsque le fluorocarbure liquide s'évapore de la surface du disque. Lorsque le fluorocar- bure s'évapore dans l'air, il refroidit la surface du disque en faisant descendre sa température sensiblement en-dessous des tem- pératures ambiantes, ce qui fait que l'eau de l'atmosphère se condense sur la surface, ce qui la mouille à nouveau. Les fluorocafbures sont très volatils -et ils s'évaporent de la surface du disque rapidement et complètement, même aux tempé- ratures ambiantes. Cette évaporation est si rapide que l'eau peut même se condenser sur la surface du disque sous la forme de cris- taux de glace. Par conséquent, il est important d'effectuer le chauffage de la surface du disque, pour que ce dernier reste à la température ambiante, ou au-dessus de cette température, lors de l'évaporation du fluorocarbure. Il ne reste essentiellement pas de fluorocarbure sur la surface du disque après une exposition d'une minute à la vapeur de fluorocarbure. Par conséquent, le procédé selon cette invention nécessite, tout d'abord, une pulvérisation liquide sur la surface du disque pour éliminer l'eau puis une exposition à la vapeur à haute tem- pérature pour chauffer le disque, de manière qu'il soit maintenu à une température élevée pendant l'évaporation de fluorocarbure, empêchant ainsi la condensation de l'eau sur la surface du disque pendant l'évaporation. De préférence, on maintient un environne- ment de fluorocarbure, au-dessus du réservoir de pulvérisation de fluorocarbure liquide, afin de s'assurer que le fluorocarbure liquide n'est pas pollué par de grandes quantités d'eau provenant de l'atmosphère et résultant encore de l'effet de refroidissement sur la surface du liquide di à une rapide évaporation du fluoro- carbure. De toute façon, il est nécessaire de prévoir une élimi- nation constante de l'eau du fluorocarbure liquide et sous forme de vapeur. Le dispositif décrit en regard de la figure 1 consti- tue un exemple non limitatif d'un arrangement approprié. Le fluorocarbure utilisé dans le procédé selon cette inven- tion peut être maintenu sensiblement exempt d'eau dissoute, par exemple en une proportion de l'ordre de 40 ppm d'eau ou moins, et exempt de matières en particules qui pourraient endommager la surface du disque lors de l'étape de pulvérisation. Il est éga- lement indispensable d'éliminer, selon un processus continu, d'autres impuretés telles que des acides ou des hydroxyles alca- lins susceptibles de réagir avec la surface du disque. Une dis- tillation continue de fluorocarbure et une filtration dB fluoro- carbure liquide en ébullition devant être purifié, comme décrit ci-dessus, constituent des moyens permettant d'obtenir ces résul- tats, mais on peut également utiliser la filtration et le traite- ment chimique du fluorocarbure. En présence d'un séchage chimique tel que décrit ci-dessus, l'eau provenant de l'étape de rinçage aqueux tend à s'accrocher à la surface du disque, particulièrement sur les bords de son trou central et autour de la périphérie du disque, mais également dans les zones contenant l'information. Ceci en soi n'a pas d'in- fluence sur la lecture de l'enregistrement, cependant, l'humidité qui est présente sur le disque peut être transférée à la zone de lecture lors des manipulations et de l'emballage, en laissant subsister des gouttelettes d'eau sur les zones de lecture. Lors du stockage, ces gouttelettes d'eau peuvent extraire par lixivia- tion, les sels du matériau constituant le disque, elles peuvent aussi attirer la poussière et les particules contenues dans l'air et laisser des points d'eau sur la surface du disque lors de l'éva- poration, ce qui provoque un affaiblissement du signal porteur eu même un défaut de signal lors de la lecture. En l'absence d'un rinçage chimique, une proportion de disques d'environ 16%, pré- sente un affaiblissement inacceptable de la porteuse ou des pro- blèmes de pistage indiquant la présence ou la formation de débris sur la surface du disque qui amène le style ou la pointe de lec- ture à se soulever et à sortir de ses sillons. Le traitement d'élimination de l'eau du fluorocarbure selon la présente inven- tion permet d'augmenter le rendement des disques vidéo jusqu'à une valeur d'environ 55%. Il demeure bien entendu que cette invention n'est pas limi- tée à l'exemple de réalisation décrit et représenté, mais qu'elle en englobe toutes les variantes. Notamment, bien que le présent procédé soit décrit ci-dessus en mettant en oeuvre un conteneur unique pour le traitement au fluorocarbure liquide ou sous phase vapeur, on peut également utiliser une série de conteneurs pour le traitement des disques en phases liquide et vapeur. De même l'invention est indépendante du dispositifldans lequel est mis en oeuvre le traitement de séchage en deux étapes. 8 2486287 REVENDICATIONS 1.- Procédé de fabrication de disques contenant de l'infor- mation à haute densité qui consiste à mouler les disques et à enlever les agents polluants de surface à l'aide d'un rinçage aqueux, caractérisé en ce que l'on réalise un séchage de la sur- face de ces disques en enlevant en premier lieu l'humidité de surface par un rinçage au fluorocarbure liquide puis en second lieu, en maintenant le disque dans la vapeur de fluorocarbure juau'à ce que la température du disque atteigne la température de la vapeur. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit fluorocarbure est le 1,1,2-trichloro-2,2,1-trifluoroethane. 3.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le disque est constitué de carbone conducteur plastifié contenant une composition à base de chlorure de polyvinyle. 4.- Procédé de fabrication d'un disque conducteur contenant des informations vidéo et audio sous la forme de variations géo- métriques dans une piste d'information qui peuvent être reconsti- tuées sous la forme d'un signal électrique à l'aide d'un style ou pointe de lecture, selon lequel un matériau plastique conduc- teur est moulé par compression pour former le disque vidéo et ce disque est nettoyé à l'aide d'une solution aqueuse afin d'élimi- ner les sels solubles dans l'eau de la surface dudit disque, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on enlève l'eau de la surface du disque en réalisant un rinçage par pulvérisation de la surface du disque afin d'en enlever l'eau et de lui substituer un fluoro- carbure présentant un point d'ébullition situé au-dessus des tem- pératures ambiantes et en ce qu'on maintient ce disque dans une atmosphère de fluorocarbure en phase vapeur pour chauffer le dis- que et empêcher toute condensation de l'eau pendant l'évaporation du fluorocarbure. 5.- Procédé selon la revendication 4, caractérise en ce que ledit fluorocarbure est le 1,l,2-trichloro-2,2,1-trifluoroéthane. 6.- Procédé de fabrication d'une réplique d'un disque vidéo qui consiste à mélanger à sec une résine de chlorure de polyvi- nyle, avec des additifs tels que des stabilisants, des lubrifiants et des modificateurs d'écoulement, à effectuer un moulage par compression afin de former une réplique de disque vidéo et à ap- pliquer une mince couche de lubrifiant sur la surface du disque, 9 2486287 ten ce procédé comportant/outre un nettoyage de la réplique du disque avec une solution à base d'eau afin d'éliminer les sels solubles dans l'eau de la surface du disque et étant caractérisé en ce qu'on substitue à l'eau une couche de fluorocarbure sur la sur- face du disque et on chauffe ce disque jusqu'à une température située au-dessus de celle à laquelle l'eau se condense sur la sur- face du disque tout en évaporant le fluorocarbure de cette sur- face. 7.- Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit fluorocarbure est le 1,1,2-trichlo-2,2,1-trifluoroéthane.