Brevet FR2544533A1 — publié le 19841019

- Support d'informationsde haute densité La présente invention concerne des systèmes de restitution d'informations du type à capacité électrosta- tique variable et, plus particulièrement, des supports d'informations de haute densité comme par exemple des dis- ques vidéo ou des disques audionumériques sur lesquels les informations des signaux sont enregistrés sous forme de variations géométriques. Dans certains systèmes de restitution d'informa- tions, les informations des signaux sont codées sous forme de variations géométriques ou cratères dans un plan ou rai- nure spiralé ou encore dans des plans ou rainures concen- triques sur un support d'informations Le support sur le- quel on a enregistré les signaux d'informations est lu com- me suit Quand un style de lecture, par exemple un diamant comportant une électrode, effectue une exploration par rap- port à une piste enregistrée du support, des variations capacitives apparaissent entre le style de lecture et le support en raison des variations géométriques du plan ou de la rainure. On a proposé plusieurs types de support d'informa- tions pour utilisation dans un système de restitution d'in- formations du type décrit ci-dessus à capacité électrosta- tique Dans un premier type d'un tel support d'informations, on prévoit une électrode à la surface d'un substrat d'enre- gistrement sur lequel les variations géométriques sont mou- lées à la presse selon le signal d'informations Ceci per- met l'établissement d'une capacité électrostatique entre l'électrode d'enregistrement et l'électrode du style Par exemple, le substrat d'enregistrement est recouvert d'une mince pellicule métallique ayant plusieurs dizaines de na- nomètres d'épaisseur et d'une couche diélectrique ayant également plusieurs dizaines de nanomètres d'épaisseur re- couvrant la pellicule métallique Le râle de la couche diélectrique est d'empêcher le court-circuitage des élec- 2- trodes et d'augmenter la constante diélectrique entre les électrodes Le support d'informations du type qui vient d'être décrit exige un certain nombre de stades de fabri- cation, notamment un moulage à la presse du substrat du support d'informations, le dépôt d'une mince pellicule métallique, le dépôt de la couche diélectrique etc Ainsi, la fabrication est compliquée et fastidieuse et aussi elle exige des appareils de fabrication d'une capacité assez importante De ce fait, les frais de production devien- nent également très importants. Un autre type de support connu pour l'enregistre- ment d'informations sous forme d'une capacité électrosta- tique est celui qu'on obtient par moulage à la presse d'une composition plastique conductrice comprenant une ré- sine telle que le chlorure de polyvinyle en mélange avec une matière conductrice telle qu'un noir de carbone de sorte que le signal d'informations est enregistré sous for- me de variations géométriques On fabrique un tel support d'informations sans avoir à déposer une mince pellicule métallique car le support d'informations lui-même est con- ducteur et une capacité électrostatique est formée entre l'électrode du style de lecture et le support d'informa- tions En outre, la poudre fine de noir de carbone est pra- tiquement recouverte de résine de sorte qu'aucune couche diélectrique n'est nécessaire En raison de ce qui précède, ce type de support d'information est très simple à fabri- quer et peut l'être avec un prix de revient modique. Cependant, quand le support d'informations prépa- ré à partir de la composition résineuse conductrice est monté dans un système de lecture et est lu durant une lon- gue période, sa surface est usée par contact avec le style de lecture Il en résulte une déformation des variations géométriques ou cratères formés sur le support d'informa- tions, ce qui provoque un changement des variations capa- citives Ainsi, une lecture fiable est impossible En par- ticulier, quand un disque vidéo est soumis à une lecture -3- avec arrêt sur une image, une portion donnée du disque est mise en contact de façon réitérée avec un style de lecture sous une pression de 400 à 500 kg/cm 2 à un rythme de 15 fois/seconde, de sorte que la surface du disque est très fortement usée. En outre, la composition existante de résine con- ductrice ne possède pas une très bonne aptitude au moulage. La Demanderesse a effectué des études poussées concernant les compositions de résines conductrices conve- nant pour un support d'informations de haute densité et surtout l'addition éventuelle de lubrifiants à ces compo- sitions de résines On a trouvé que certains lubrifiants ne font pas preuve d'effet satisfaisant de graissage et provoquent un foisonnement, ce qui aboutit à une baisse de la qualité de l'image visionnée En variante, certains lu- brifiants introduisent divers inconvénients car les compo- sitions résineuses contenant de tels lubrifiants ne sont pas pétries dans des bonnes conditions par des pétrisseurs ou des extrudeuses du type continu et ne sont pas correc- tement moulées dans des machines de moulage à la presse. En conséquence, les principaux buts de l'invention sont de fournir t des supports d'informations de haute densité qui sont établis à partir d'une composition de résine conduc- trice contenant un lubrifiant d'un type donné; des supports d'informations de haute densité du type à capacité électrostatique, dans lesquels le signal d'informations est enregistré au moyen de variations géo- métriques et dans lesquels les variations géométriques ne sont que rarement déformées car le support d'informations résiste à l'usure et on est ainsi assuré d'une reproduc- tion fiable du signal d'informations; et des supports d'informations de haute densité en des compositions de résines conductrices comprenant du di- méthylpolysiloxane et qu'on peut facilement mouler à la presse en disques vidéo ou disques audio-numériques. -4- La présente invention est caractérisée par l'uti- lisation de diméthylpolysiloxane à titre de lubrifiant dans une-composition de résine conductrice pour enregis- trement d'informations de haute densité Plus particulière- ment, l'invention fournit un support d'informations de haute densité du type à capacité électrostatique, qui com- prend un substrat d'enregistrement sur lequel on enregis- tre des informations de signaux sous forme de variations géométriques, ce substrat étant fabriqué en une composi- tion de résine conductrice comprenant une résine thermo- plastique, une matière conductrice utilisée à raison de 5 à 30 % par rapport au poids de la résine thermoplastique et un diméthylpolysiloxane lubrifiant ayant une viscosité inférieure à 50 cp à 250 C, le lubrifiant étant utilisé à raison de 0,3 à 2,0 % par rapport au poids de la résine thermoplastique L'expression "'support d'informations de haute densité" utilisée dans le présent mémoire désigne des disques vidéo ou des disques audio-numériques O Comme il a été décrit plus haut, la composition de résine conductrice pour support d'enregistrement d'in- formations de haute densité comprend du diméthylpolysilo- xane comme lubrifiant Ce diméthylpolysiloxane doit avoir une viscosité inférieure à 50 cp à une température de 250 C. On préfère que la viscosité ne dépasse pas 40 cp et, mieux encore, soit comprise entre 10 et 30 cp Pour satisfaire à cette exigence de viscosité, le diméthylpolysiloxane doit avoir un degré de polymérisation ne dépassant pas 60 On utilise le diméthylpolysiloxane en une proportion pondérale de 0,3 à 2,0 %, de préférence de 0,45 à 1,5 % par rapport à la résine thermoplastique contenue dans la composition de résine conductrice. Si la viscosité du diméthylpolysiloxane est supé- rieure à la valeur indiquée ci-dessus, il est impossible d'obtenir une résistance satisfaisante à l'usure En par- ticulier, quand on utilise la composition pour former un disque vidéo, le rapport signal/bruit du disque se dé-^:' - riore en quelques dizaines de minutes lorsqu'on le soumet à un test de lecture avec arrêt sur une image et il en ré- sulte parfois des erreurs de pistage Au contraire, si la viscosité du diméthylpolysiloxane est trop basse, par exemple de 2 cp, le support des informations résultant présente une résistance à l'usure médiocre. Comme il a été dit plus haut, la proportion du lu- brifiant est de 0,3 à 2,0 % par rapport au poids de la ré- sine thermoplastique Des proportions plus importantes peuvent améliorer légèrement la résistance à l'usure mais lors du moulage à la presse, le diméthylpolysiloxane ex- sude et se colle aux surfaces de la matrice Les varia- tions géométriques formées sur un substrat d'enregistre- ment risquent de ne pas présenter la précision nécessaire d'o erreurs de pistage D'autre part, des proportions plus faibles ont pour résultat un effet plus faible d'ad- dition du diméthylpolysiloxane. Les résines thermoplastiques utilisées selon l'in- vention sont, par exemple, les résines de chlorure de vi- nyle, les copolymères chlorure de vinyle/acétate de viny- le, chlorure de vinyle/éthylène, chlorure de vinyle/propy- lène, chlorure de vinyle/acrylate d'alkyle, acrylonitrile/ styrène/chlorure de vinyle et lescopolymères/éthylène/acé- tate de vinyle greffé avec du chlorure de vinyle, etc. La matière conductrice utilisée dans la composi- tion de résine conductrice est normalement un noir de car- bone On pourrait aussi utiliser, sous forme de poudres, d'autres matières, notamment des métaux tels que le cuivre, l'or et le platine et des matières organiques comme le po- lyacétylène Pour conférer une conductivité électrique convenable à la composition, on utilise normalement la ma- tière conductrice à raison de 5 à 30 % par rapport au poids de la matière thermoplastique bien que cette quanti- té puisse dépendre du type de matière conductrice, du type de la résine thermoplastique et de l'usage envisagé. Outre les trois composants essentiels décrits plus 6 - haut, on peut également ajouter à la composition les ad- ditifs qu'on emploie couramment dans ce but en des propor- tions qui ne gênent pas les effets des composants essen- tiels Ces additifs sont notamment des stabilisants à la chaleur, des plastifiants, d'autres lubrifiants et simi- laires. On prépare la composition de résine conductrice de la façon usuelle Par exemple, on mélange une quantité prédéterminée d'une résine thermoplastique avec des quanti- tés prédéterminées de diméthylpolysiloxane et d'autres ad- ditifs dans un mélangeur ou homogénéiseur à grande vitesse d'agitation jusqu'à ce que le système soit chauffé de 80 à C, après quoi on ajoute une quantité prédéterminée de noir de carbone ou d'une autre matière conductrice et on mélange de nouveau On granule le mélange résultant dans un granulateur convenable On utilise les granulés pour presser un disque vidéo ou audio Ces techniques de mélan- ge, granulation, et pressage sont bien connues des spécia- listes et on ne va pas les décrire plus avant. La présente invention est illustrée par les exem- ples descriptifs et non limitatifs suivants: Exemple 1: on place dans un mélangeur "Henschel" (marque dé- posée) de 20 litres et on homogénéise à grande vitesse d'agitation jusqu'à ce que le mélange atteigne une tempé- rature de 110 C, 100 parties en poids d'un copolymère éthy- lène/chlorure de vinyle ayant un degré moyen de polymérisa- tion de 430 et une teneur en éthylène de 1,5 % ("VE-N", de Tokuyama Sekisui Ind Co Ltd), 5 parties en poids de po- lyéthylène chloré ("Elaslen 301 A" de Showa Denko Co Ltd), parties en poids du stabilisant ester mercapto-dibutyl- étain ("Stann JF-95 K" de Sankyo Organic Chemicals Co Ltd), 1,5 partie en poids d'un lubrifiant polyester ("Loxiol G-70 " de Nippon Henkel Co Ltd), 0,5 partie en poids d'un ester d'alcool gras et de diacide ("Loxiol G-60 " de Nippon Henkel Co Ltd) et 0,4 partie en poids de diméthylpolysi- -7- loxane ("KF-96 " de Shinetsu Chem Co Ltd) ayant une vis- cosité de 30 cp à 25 C On fait ensuite fonctionner le mé- langeur à faible vitesse pour refroidir son contenu à 70 C, puis on ajoute 20 parties en poids de noir de carbone con- ducteur ("Ketjen Black EC" de Japan EC, Ltd) et on homo- généise à 110 C pendant 15 minutes On fait ensuite fonc- tionner le mélangeur à petite vitesse jusqu'à abaisser la température de son contenu à 50 WC On granule le mélange résultant à l'aide du pétrisseur PR-46 vendu par Buss Co. Ltd, Suisse On moule à la presse les granulés résultants dans une presse pour disques vidéo et on obtient des dis- ques vidéo comportant les informations vidéo de signaux dans une rainure en spirale à sa surface. Exemple 2: on procède comme dans l'exemple 1 en remplaçant le diméthylpolysiloxane de l'exemple 1 par 0,4 partie en poids de diméthylpolysiloxane ayant une viscosité de 20 cp à 25 C et on obtient ainsi des disques vidéo. Exemple R__ 3 on procède comme dans l'exemple 1, sauf qu'on uti- lise 0,4 partie en poids de diméthylpolysiloxane ayant une viscosité de 10 cp à 25 WC au lieu du diméthylpolysiloxane de l'exemple 1, et on obtient ainsi des disques vidéo. Exemle 4: on procède comme dans l'exemple 2, sauf que la quantité de diméthylpolysiloxane est de 0,7 partie enpoids et on obtient des disques vidéo. Exemple 5: on procède comme dans l'exemple 2, sauf que la quantité de diméthylpolysiloxane est de 1,5 partie en poids et on obtient des disques vidéo. Exemple 6 on procède comme dans l'exemple 1 en utilisant 0,4 partie en poids de diméthylpolysiloxane ayant une viscosi- té de 2 cp à 25 WC au lieu du diméthylpolysiloxane de l'ex- emple I et on obtient des disques vidéo. 8- Exemple comparatif 1 on procède comme dans l'exemple 1 en utilisant 0, 4 partie en poids de diméthylpolysiloxane avant une viscosi- té de 50 cp à 250 C au lieu du diméthylpolysiloxane de l'exemple 1, et on obtient des disques vidéo. Exemple comparatif 2: on procède comme dans l'exemple comparatif 1 en utilisant 1,5 partie en poids de diméthylpolysiloxane et on obtient des disques vidéo. On contrôle les disques vidéo obtenus dans les exemples et exemples comparatifs ci-dessus en ce qui con- cerne leur aptitude au moulage En outre, on soumet chaque disque à un essai de reproduction avec arrêt sur une image pendant 1 heure pour déterminer le degré d'usure ou le de- gré de détérioration du rapport signal/bruit Pendant cet essai, on mesure le rapport Y signal/bruit de chaque dis- que au gris 50 IRE enregistré en sa position o il a fallu 54 minutes à partir de la piste la plus extérieure du dis- que vidéo On détermine de degré de détérioration du rap- port signal/bruit de façon à disposer de dix à douze dis- ques vidéo de chaque exemple et-de chaque exemple compara- tif On teste chaque disque trois fois et on change la pis- te chaque heure On effectue au total trente à trente six mesures sur les disques vidéo de chaque exemple et de cha- que exemple comparatif Les disques dont le degré de dété- rioration est inférieur à 3 d Bsont considérés comme accep- tables alors qu'une détérioration de plus de 3 d B est inac- ceptable de même que lorsqu'on observe une saute du style. Le degré de détérioration est indiqué dans le Tableau com- me taux d'acceptation M%). 2,44533 9 - TABLEAU Diméthylpolysiloxane Quantité Viscosité (parties) (cp) Taux d'ac- ceptation (%) Aptitude au moulage I Exemple 1 0,4 30 61 Modérée 2 0,4 20 72 Bonne 3 0,4 10 45 Bonne 4 0,7 20 100 Bonne 1,5 20 100 Modérée 6 0,4 2 28 Bonne Ex comp 1 0,4 50 25 Modérée 2 1,5 50 Non mesurable Médiocre Il ressort de ce qui précède que l'utilisation du diméthylpolysiloxane est efficace pour former des supports d'informations de haute densité en dedans d'intervalles définis concernant la viscosité et la proportion. - REVENDICATIONS 1. Support d'informations de haute densité du ty- pe à capacité électrostatique, caractérisé en ce qu'il com- prend un substrat d'enregistrement sur lequel sont enre- gistrés des signaux d'informations sous forme de varia- tions géométriques, le substrat étant construit en une com- position de résine conductrice qui comprend une résine thermoplastique, une matière conductrice utilisée à raison de 5 à 30 % par rapport au poids de la résine thermoplas- tique et un diméthylpolysiloxane lubrifiant ayant une vis- cosité inférieure à 50 cp à 250 C, le lubrifiant étant uti- lisé à raison de 0,3 à 2,0 % par rapport au poids de la ré- sine thermoplastique. 2. Support d'informations selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière conductrice est un noir de carbone. 3. Support d'informations selon la revendication 1, caractérisé en ce que le diméthylpolysiloxane présente une viscosité de 10 à 30 cp à 250 C et on l'utilise à rai- son de 0,45 à 1,5 % par rapport au poids de la résine thermoplastique.