Brevet FR2505298A1 — publié le 19821112

Enveloppe pour disquette. La présente invention concerne une enveloppe pour disquette. Plus particulièrement, l'invention concerne une nou- velle enveloppe pour une disquette d'enregistrement magnéti- que du type décrit dans les brevets US No 3 668 658 et No 4 038 693. Les enveloppes de pratiquement toutes les disquettes sont faites d'une pellicule de chlorure de polyvinyle conte- nant du carbon-black pour l'opacité La pellicule est grai- née pour créer une finition mate pour des raisons esthéti- ques, principalement pour que les rayures et les salissures soient moins visibles De plus, la finition mate réduit le frottement entre les feuilles adjacentes de pellicule lors- qu'elles sont emballées Donc la feuille du dessous est plus facilement retirée de la pile dans l'appareillage uti- lisé pour former une enveloppe à partir des feuilles. Lorsqu'une disquette est exposée à la chaleur, la distorsion de la pellicule vinylique peut provoquer la dé- formation de l'enveloppe en un "coussin" qui peut empêcher de l'insérer dans un dispositif d'entraînement des disquet- tes et poser d'autres problèmes d'emploi La Spécification ANSI No X 388/78-145 comprend un test de "coussin" dans le- quel on chauffe une disquette dans un four pendant un cer- tain temps, on la laisse refroidir à la température ordinai- re, puis on la laisse tomber sous l'effet de son poids à travers une fente ayant une certaine largeur Après chauffa- ge pendant 72 heures à 520 C, une proportion importante des disquettes actuellement commercialisées ne tombent pas à travers la fente Pour satisfaire à ce test, quelques enve- loppes de disquettes sont faites d'une pellicule vinylique modifiée ou autres ayant une meilleure stabilité thermique, mais avec un accroissement important du prix de la matière première. Bien que l'on sache depuis longtemps qu'une pelli- cule de polyester à orientation biaxiale, telle qu'une pel- licule de polytéréphtalate d'éthylène à orientation biaxia- le, présente une meilleure stabilité thermique, apparemment aucune des disquettes du commerce n'ont des enveloppes en polyester. Par rapport aux enveloppes en chlorure de polyviny- le, l'enveloppe pour disquette de l'invention présente une bien meilleure stabilité thermique et peut être faite prati- quement au même prix et est égale ou meilleure à d'autres égards et, par exemple, elle résiste mieux aux rayures et masque à peu près aussi bien les rayures et les salissures. L'enveloppe de l'invention comprend: une pellicule de polymère de type polyester à orientation biaxiale qui a une finition mate due à la pré- sence de particules distinctes de polymère réparties unifor- mément, ayant un diamètre moyen de 5 à 100 pm et constituant à 30 % du volume de la pellicule en polyester, une couche adhésive recouvrant la surface interne de la pellicule, et un tissu d'essuyage uni par la couche adhésive à la face interne de la pellicule. La viscosité intrinsèque (VI) du polymère de type polyester peut être comprise dans la gamme de 0,4 à 1,0. Pour une VI supérieure à 0,8, la pellicule de polymère de type polyester peut être difficile à extruder à des débits pratiques Pour une VI inférieure à environ 0,45, la pelli- cule de polyester peut être trop cassante Un polymère de type polyester préféré est le polytéréphtalate d'éthylène qui présente une excellente stabilité thermique, une résis- tance mécanique et une ténacité élevées et qu'il est facile de se procurer à un prix raisonnable dans la gamme préférée des VI de 0,55 à 0, 65 L'indice de fluidité selon la norme ASIM D 1238 L du polymère produisant les particules, doit être inférieur à 2 dg/min et de préférence inférieur à 1 dg/min, ce qui assure l'existence de particules polymè- res distinctes ayant en moyenne un diamètre d'au moins pm, même après mélange énergique avec des polymères fon- dus Si l'indice de fluidité du polymère produisant les particules est supérieur à 1 dg/min, il est souhaitable de mélanger moins énergiquement les polymères fondus, en parti- culier si la VI du polymère de type polyester se situe vers l'extrémité supérieure de la gamme de 0,4 à 1,0 Cependant, lorsque le mélange polymère contient un pigment, un mélange énergique est généralement souhaitable pour assurer une opacité adéquate et uniforme de la pellicule de polyester. Bien qu'un mélange plus énergique tende à réduire la taille des particules, la taille moyenne des particules a tendance à demeurer supérieure à 25 pm lorsque la VI du polyester est de 0,55 à 0,65 et l'indice de fluidité du polymère produisant des particules est compris dans la gamme préférée de 0,4 à 0,8 dg/min Une taille moyenne des particules supérieures à 5 pm produit une finition mate qui masque de façon efficace les rayures et les salissures lorsque les particules constituent au moins 10 % du volume de la pellicule de polyester Une taille moyenne des parti- cules supérieure à 25 pm produit une finition mate efficace lorsque les particules constituent au moins 5 % du volume de la pellicule de polyester. Comme des teneurs élevées en pigment tendent à accroître le pouvoir réfléchissant, le polymère produisant des particules constitue de préférence au moins 20 % du volume de la matière de l'enveloppe lorsque la teneur en pigment dépasse 1 % en volume On obtient le meilleur mas- quage des rayures et des salissures lorsque le polymère pro- duisant les particules constitue au moins 10 à 20 % du volume de la matière de l'enveloppe, la taille moyenne des particules est comprise entre 25 et 75 pm et la quantité de pigment est la teneur minimale produisant l'opacité requise par la Spécification ANSI No X 388/78-145 précitée On doit éviter d'employer plus de 30 % en volume de polymère produi- sant des particules car une teneur plus élevée tendrait à réduire la résistance mécanique et la rigidité de la matière de l'enveloppe. On peut obtenir la matière de l'enveloppe par coex- trusion d'un polyester contenant des particules comme décrit ci-dessus avec une autre matière formant une pellicule puis orientation biaxiale de la pellicule à deux couches coextru- dée La finition mate créée par le polyester contenant les particules doit être à l'extérieur de la matière de l'enve- loppe pour des raisons d'esthétique L'opacité désirée de la matière de l'enveloppe peut être réalisée par pigmenta- tion du polyester contenant des particules ou de l'autre matière formant une pellicules ou des deux. Au lieu de pigmenter la pellicule constituant la matière de l'enveloppe, l'opacité requise peut être obte- nue par pigmentation de la couche adhésive qui recouvre sa face interne Il est souhaitable que le pigment du revête- ment adhésif soit du carbon-black conducteur de l'électrici- té pour favoriser la dissipation de toute charge électrique sur le disque d'enregistrement L'élimination des charges statiques est également accrue par le traitement des fibres du tissu d'essuyage avec un agent antistatique comme il est connu dans l'art - Le tissu d'essuyage de la nouvelle enveloppe pour disquette peut être un produit tissé comme dans les disquet- tes actuellement commercialisées ou peut être une couche de fibres floquées comme décrit et revendiqué dans le demande de brevet US No 106 753 déposée le 26 décembre 1979 au nom de Miklos et Al (Publication Int N'WO/01905 du 9/7/1981). On préfère comme polymère produisant des particules, le polypropylène et le polyéthylène qu'il est facile de se procurer à des prix raisonnablement bas avec des indices de fluidité compris dans la gamme désirée Les polysulfones et le poly(méthyl-2 pentène-1) ont également été utilisés avec de bons résultats mais sont coûteux Les polycarbonates sont également utiles mais sont coûteux. Les matières typiques pour enveloppe de l'invention épaisse de 160 à 200 pm ont une résistance mécanique envi- ron égale et une rigidité quelque peu supérieure à celles de pellicules de chlorure de polyvinyle épaisses de 250- 300 jim qui sont actuellement couramment utilisées La pos- sibilité de réduire l'épaisseur de l'enveloppe pour dis- quette permet une diminution du coût qui peut compenser le coût plus élevé par unité de poids du polyester relative- ment au chlorure de polyvinyle. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et à l'examen des dessins annexés qui représentent à titre non limitatif des modes de réalisation de l'invention. La figure 1 est une perspective d'une disquette cou- pée pour montrer des détails; et la figure 2 est une coupe agrandie selon la ligne 2-2 de la figure 1. Comme le montre la figure, un morceau de pellicule de polyester 10 est replié autour d'un disque d'enregistre- ment magnétique 12 pour former une enveloppe qui est collée le long de trois rebords 13 par une couche adhésive 14 qui recouvre la totalité de la surface intérieure de la pellicu- le de polyester L'adhésif sert également à fixer un tissu d'essuyage 15 à la surface interne de la pellicule de poly- ester Lors de l'emploi le disque 12 est mis en rotation par son ouverture centrale 16 tandis que l'enveloppe demeure fixe et une tête d'enregistrement magnétique (non représen- tée) vient en contact avec le disque tournant à travers l'une ou l'autre des ouvertures 18 identiques ménagées dans les parois latérales de l'enveloppe. Dans les exemples suivants les parties sont expri- mées en poids, sauf indication contraire. EXEMPLE 1 On mélange 35 parties de pastilles de polypropylène (indice de fluidité 0, 8 dg/min) avec 6 parties de pastilles d'un mélange maître constitué de 25 parties de carbon-black pigmentaire dans un copolyester Avec une vis d'alimenta- tion en solides secs, on introduit ce mélange en continu dans la trémie d'une extrudeuse contenant du polytéréphtala- te d'éthylène ayant une VI de 0,6 On refroidit brusquement l'extrudat sur un cylindre de coulée refroidi pour obtenir une pellicule de polyester pigmenté contenant des particu- les de polypropylène comprenant en volumes polytéréphtalate d'éthylène 84, 9 % particules de polypropylène 14,8 % carbon-black pigmentaire 0,3 % taille moyenne des particules de polypropylène 40 micromètres On oriente tout d'abord en continu la pellicule extrudée sur des cylindres chauds à 2,5 X dans la direction de la ma- chine à environ 1000 C puis transversalement à 3,5 X avec une rame à environ 1000 C, puis on fixe à chaud à environ C La pellicule de polyester à orientation biaxiale ob- tenue a une épaisseur d'environ 200 pm et un fini mat comme le montre la brillance de 64 (mesurée à 450 avec un brillan- cemètre Gardner) Les autres propriétés de la pellicule de polyester sont les suivantes: Pour évaluer l'efficacité du masquage des salissu- res, on tache la pellicule avec de l'huile minérale et on mesure à nouveau la brillance qui est de 68 Comme cette valeur ne diffère de la brillance d'origine que de 6 %, les salissures huileuses telles que les empreintes digitales ne posent pas un problème esthétique. On enduit à la racle une face d'un rouleau de la pellicule de polyester avec un adhésif acrylique-vinylique aqueux pour obtenir une épaisseur humide d'environ 0,125 mm et on laisse sécher naturellement pour obtenir une épaisseur d'environ 0,075 mm Pour obtenir un tissu d'essuyage, on attire par phénomène électrostatique du floc de coton coupé à des dimensions aléatoires ( 2-6 deniers et 0,05-0,4 mm de longueur) sur le revêtement adhésif qui est poisseux et vis- queux et on incorpore les fibres à l'adhésif en s'aidant de barres de battage Après séchage de la couche floquée dans une étuve à circulation d'air pendant 2 minutes à 500 C, on brosse énergiquement les deux surfaces et on les aspire pour éliminer les fibres libres On pulvérise une solution antistatique (de type amine quaternaire) sur la couche Direction Direction de la machine transversale Résistance à la traction (ASTM D 882-6 HT, méthode A) 696 bars 760 bars Allongement à la rupture 100 % 70 % Retrait après 15 minutes 1,0 % 0,8 % à 1500 C floquée et on enroule la matière finie sous forme d'un rou- leau de matière première L'épaisseur totale de la matière pour enveloppe avec sa couche floquée est de 0,45 mm. On découpe le rouleau à la largeur utile et on effectue un nettoyage complémentaire On empile des feuil- les découpées dans le rouleau et on les place dans une étuve à environ 930 C pendant 2 heures pour les dérouler. On découpe les feuilles à l'emporte-pièce pour obtenir des ébauches que l'on plie en les chauffant à environ 2000 C avec une lampe à infrarouge On frotte les bords des plis sous chauffage continu pour réduire au minimum la mémoire plastique On colle les bordures latérales avec un adhésif fusible à chaud On place un disque d'enregistrement magne- tiacue et on colle le troisi me rebord avec l'adhésif pour obtenir une disquette finie ayant un bon aspect et que l'on estime résister mieux aux rayures que les enveloppes pour disquettes en chlorure de polyvinyle de l'art antérieur La finition mate de 1 'en-elopp 3 de disquette masque de façon très efficace les rayures et les salissures. On détermine individuellement la ténacité de plu- sieurs disquettes de cet exemple en les faisant tomber de façon répétée sur la tranche d'environ 20 cm pour que les coins du bord correspondant à l'encoche pour la tête frap- pent des butées métalliques planes ayant une longueur d'en- viron 1 cm On n'observe pas de fissures après 500 chutes. On maintient horizontalement une disquette, les rebords en-dessous, dans une pince serrant un coin opposé à l'encoche pour la tête La pince s'étend en diagonale sur 2,5 cm à partir du coin Le coin oppose de la disquette descend 6,5 cm en-dessous de l'horizontale Dans cet essai, le coin libre de disquettes vinyliques typiques de l'art antérieur s'abaisse de 5 à 11,5 cm. Les expériences effectuées avec d'autres échantil- lons de disquettes de l'invention indiquent que l'on peut réduire fortement la flexion en augmentant légèrement l'épaisseur de la pellicule de polyester ou sans modifier l'épaisseur, en modifiant l'adhésif qui colle les rebords, et/ou le mode d'application de l'adhésif. EXEMPLE 2 On ajoute en continu 10 parties des pastilles de polypropylène et 3 parties des pastilles de mélange maître contenant du carbon-black à du polytéréphtalate d'éthylène comme dans l'exemple 1 et on effectue une coextrusion avec une matière formant une pellicule constituée de 97 parties du polytéréphtalate d'éthylène et 3 parties du mélange mal- tre contenant du carbon-black, utilisé dans l'exemple 1. Par orientation biaxiale de 3 X par 3 X on obtient une pelli- cule à deux couches épaisses d'environ 200 iim dont la cou- che constituée d'une pellicule de polyester contenant des particules de polypropylène a une épaisseur d'environ 10 pm La finition mate d'une face de la pellicule à deux cou- ches a un aspect comparable à celle de l'exemple 1 La cou- che pigmentée contenant des particules comprend en volume polytéréphtalate dl'éthylène 86,9 % polypropylène 12,6 % carbon-black 0,5 % taille moyenne des particules de polypropylène 35 micromètres Sur la face brillante d'un rouleau de la pellicule à deux couches, on applique un revêtement d'une couche d'un adhésif activable par la chaleur constitué d'une résine de polyester thermoplastique et de particules de carbon-black très conducteur Après découpage à l'emporte-pièce pour obtenir une ébauche d'enveloppe pour disquettes, on appli- que un tissu d'essuyage constitué d'un non tissé de polyes- ter (Kendall "Novonette" No 9305) Avec un cylindre métal- lique chauffé à 2000 C ayant des pointes tous les 0,5 cm dans les deux directions, on fond l'adhésif au niveau des pointes pour unir le tissu à la matière de l'enveloppe. On replie et on frotte à chaud comme dans l'exem- ple 1 les bordures non revêtues de la matière pour envelop- pe pour obtenir une disquette comme illustré par les figu- res 1 et 2 La chaleur appliquée est insuffisante pour ac- tiver l'adhésif Bien que les bords pliés demeurent non collés, la disquette est fonctionnelle et a un bon aspect esthétique. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation de l'exemple décrit et représenté, elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans s'écarter pour cela du cadre de l'in- vention. REVENDICATIONS 1 Enveloppe opaque pour disquette constituée d'une pellicule polymère ayant un fini mat, caractérisée en ce que la pellicule polymère est une pellicule de polyester à orientation biaxiale contenant des particules polymères dis- tinctes distribuées uniformément ayant en moyenne un diamè- tre de 5 à 100 pm et constituant 5 à 30 % du volume de la pellicule de polyester. 2 Enveloppe pour disquette selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit polyester est du polytéré- phtalate d'éthylène. 3 Enveloppe pour disquette selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdites particules polymères sont constituées d'une polyoléfine ayant un indice de fluidité inférieur à 2 dg/min. 4 Enveloppe pour disquette selon la revendication 3, caractérisée en ce que ladite polyoléfine est du poly- propylène ayant un indice de fluidité de 0,4 à 0,8 dg/min. Enveloppe pour disquette selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la- dite pellicule de polyester est une pellicule à deux couches dont la couche extérieure contient lesdites particules polymères.