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PROCEDE DE FABRICATION D'UN PAPIER DE SECURITE COMPORTA1 DES ZONES LOCALISEES DE FAIBLE OPACITE ET PAPIER AINSI OBTENU
L'invention concerne un procédé de fabrication d'un papier comportant des zones localisées de faible opacité par rapport à l'opacité du restant du papier.
Dans la présente description, papier)) signifie toute feuille obtenue par voie humide à l'aide d'une suspension de fibres de cellulose naturelle et/ou de fibres synthétiques pouvant contenir diverses charges et divers additifs utilisés couramment en papeterie.
On connaît déjà dans la technique antérieure des papiers qui sont transparentisés. Ces papiers sont par exemple rendus transparents par des compositions chimiques (voir notamment le brevet français n 82 05124, déposé le 15 mars 1982 par ARJOMARI-PRIOUX). Ces papiers sont rendus transparents sur toute leur surface et sont destinés à des applications pour le dessin industriel, la reproduction de plans, etc.
On connaît aussi des procédés chimiques de transparentisation partielle, c'est-à-dire à des endroits déterminés. Ces procédés utilisent des compositions à base de graisse ou d'huile minérale ou végétale qui sont déposées par impression. Cependant, il est difficile d'imprimer sur ces zones transparentisées à l'aide de techniques usuelles actuelles d'impression (offset, taille-douce, héliographie, etc.).
Par ailleurs, il est connu de réaliser des différences d'épaisseur et de densité dans le papier, notamment par la technique des filigranes utilisée pour sécuriser les papiers pour billets de banque, les documents d'identité ou documents officiels et de valeur. Ces filigranes sont obtenus lors de la fabrication de la feuille de papier par des formes rondes comportant des empreintes en creux et/ou en relief ou à l'aide de rouleaux filigraneurs comportant des dessins en creux et/ou en relief associés à une table plate (machine Fourdrinier). On obtient alors une image qui, lorsqu'on regarde la feuille de papier en transmission, apparaît soit claire, si le rouleau filigraner comporte un dessin en relief, soit sombre, si le rouleau fdigraneur comporte un dessin en creux.
Les zones claires sont dues au fait que l'épaisseur de la feuille et la densité des fibres sont plus faibles dans les filigranes clairs que l'épaissenr de la feuille et la densité des
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fibres dans les zones où il n'y a pas eu empreinte par le rouleau filigraner. Au contraire, les zones foncées sont dues au fait que l'épaisseur de la feuille et la densité des fibres sont plus importantes.
De tels filigranes comportent des parties claires qui ont en général des superficies de quelques mm2 et la variation d'opacité entre la partie claire du filigrane et le papier non filigrané est faible. Si l'on souhaite effectuer une impression sur les zones claires de ces filigranes, il est très difficile de faire correspondre les zones claires et l'impression et même avec un repérage très précis des filigranes, on parvient difficilement à obtenir une bonne correspondance.
On a décrit dans la demande de brevet européen n 388 090, déposée le 9 mars 1990 par DE
LA RUE COMPANY PLC. un papier de sécurité comportant des zones d'opacité réduite, à des endroits déterminés et bien localisés, les zones permettant de voir par transmission, à l'oeil nu, des impressions portées sur la face opposée à la face selon laquelle on regarde le papier.
Les zones peuvent par exemple être réalisées sous forme de filigrane en utilisant des procédés par forme ronde ou par rouleaux filigraneurs.
On a décrit dans la demande de brevet européen déposée par la demanderesse n EP-A- 549384 et publiée le 30 juin 1993, un procédé de fabrication d'une feuille de papier comportant au moins une zone ayant une épaisseur réduite par rapport à l'épaisseur du reste de la feuille, et ayant une superficie d'au moins 0,4 cm2, en disposant sur une toile embossée ou non, éventuellement disposée sur une forme ronde, une dispersion aqueuse contenant au moins des fibres cellulosiques, en égouttant l'eau pour former la feuille, en présence ou non d'un rouleau filigraner, en récupérant la feuille formée sur une toile leveuse et en séchant.
On utilise des pièces flexibles que l'on associe à la toile filigraneuse, au rouleau filigraner ou à la forme ronde, de façon que l'égouttage de l'eau lors de la formation de la feuille dans les zones
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des pièces flexibles soit diminué par rapport à l'égouttage de l'eau dans les zones ne ID ZD comportant pas de pièce flexible.
La feuille de papier obtenue selon ce procédé est telle que la zone ayant une épaisseur réduite a une épaisseur inférieure jusqu'à 40 % de l'épaisseur du reste de la feuille. La feuille peut aussi
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être telle que ladite zone a une opacité moyenne inférieure jusqu'à 40 % de l'opacité du reste de la feuille.
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On a décrit dans la demande de brevet français déposée par la demanderesse, le 2 mars 1993, n 93 02373, un autre procédé de fabrication d'une feuille de papier comportant au moins une région ayant une épaisseur réduite par rapport à l'épaisseur du reste de la feuille, caractérisé en ce que : - on forme une première couche de papier sur une toile d'une première partie humide d'une machine à papier, - on forme une seconde couche de papier sur une toile d'une seconde partie humide d'une machine à papier, - l'une des deux couches de papier présentant au moins des régions locales d'épaisseur plus faible, de façon que l'épaisseur des deux couches de papier dans lesdites régions soit de jusqu'à 80 % par rapport à l'épaisseur du reste de la feuille, - on réunit les deux couches et on les sèche.
Une ou même deux couches de papier peuvent être réalisées sans problème de façon à être localement très minces, l'une au moins des couches de papier dans une région étant réduite localement pour que l'épaisseur d'ensemble des deux couches soit suffisamment réduite pour obtenir une bonne transparence.
Les procédés décrits dans les documents cités ci-dessus permettent certes d'obtenir des zones transparentes, mais un problème qui survient est que la transparence de ces zones n'est pas
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régulière, à savoir que l'épair des zones n'est pas homogène.
ZD En effet, lorsqu'on utilise des pièces flexibles qui sont rapportées à la toile filigraneuse, au rouleau filigraner ou à la forme ronde, on n'obtient pas un égouttage régulier.
L'invention a donc pour but de fournir un procédé pour fabriquer un papier comportant des zones localisées de faible opacité, ces zones ayant un épair et une opacité homogènes.
A cet effet, l'invention concerne un procédé de fabrication d'une feuille de papier comportant au moins une zone d'opacité réduite par rapport à l'opacité du reste de la feuille et ayant une
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superficie d'au moins 0,4 crut, en disposant sur une toile embossée, éventuellement disposée sur une forme ronde, une dispersion aqueuse contenant au moins des fibres cellulosiques, en égouttant l'eau pour former la feuille, en présence ou non d'un rouleau filigraner, en récupérant la feuille formée sur une toile leveuse et en séchant, le procédé étant tel qu'on sertit la toile : fi1igraneuse, c'est-à-dire qu'on diminue l'épaisseur de la toile dans la partie embossée, afin de réduire le vide entre les mailles de la toile, et donc qu'on réduit la taille des mailles.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, on diminue l'épaisseur de la partie
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embossée, de préférence de moitié.
Plus préférentiellement, l'épaisseur finale de la partie embossée est comprise entre 0, 3 et 0, 16 mm pour une épaisseur initiale de 0, 46 mm Selon un mode de réalisation, la hauteur H de l'embossage est comprise entre 0, 3 et 1, 5 mm, de préférence 0,8 mm et l'angle d'embossage est compris entre 2 et 60.
On obtient selon le procédé de l'invention un papier dont l'écart d'opacité entre la feuille et la zone d'opacité réduite est compris entre 2 et 6, de préférence 4, cet écart étant mesuré selon une méthode de corrélation entre la densité des fibres du papier et l'opacité du papier.
Selon le procédé de l'invention, on obtient un papier ayant au moins une-zone d'opacité réduite, la trace de la zone sertie apparaissant sur une face de la zone d'opacité réduite, tandis que la trace de la toile leveuse apparaît sur l'autre face de la zone.
La description suivante, en regard des dessins et exemples annexés permettra de comprendre comment l'invention peut être mise en pratique.
La figure 1 est une vue d'une machine forme ronde destinée à la fabrication du papier selon l'invention.
La figure 2 est une vue en coupe agrandie de la toile filigraneuse, au niveau de l'embossage.
La figure 3 est une vue de dessus, agrandie, de la toile filigraneuse.
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Sur la figure 1, on a représenté une machine forme ronde utilisée pour fabriquer du papier de sécurité et plus particulièrement du papier pour billets de banque. De façon connue, on réalise une suspension aqueuse 1 de fibres de cellulose dans laquelle on fait tourner une forme ronde 2, à savoir un cylindre constitué de plusieurs grilles superposées dont une grille ou toile
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filigraneuse 3 qui est embossée, c'est-à-dire qui comporte des embossages tels que celui ¯gancuse i Z > représenté en 6 sur la figure 2. La suspension aqueuse 1 se dépose sur la forme ronde 2 pour former une feuille 4 qui est relevée à l'aide d'une toile leveuse représentée schématiquement en 5. Du fait des embossements, il se dépose moins de fibres sur ceux-ci et le papier comporte alors des filigranes clairs.
Sur la figure 3 on a représenté une partie de toile embossée, en coupe. La toile 3 a une hauteur d'embossage H et une épaisseur et initiale. Du fait que la toile est sertie, au niveau de l'embossage, l'épaisseur finale e2 de la toile est inférieure à son épaisseur initiale et.
Pour effectuer le sertissage, on utilise un outil qui comporte une tête dont le profil correspond à la forme de l'embossage desiré et on applique cette tête sur la toile en effectuant d'une part un serrage de la toile et en appliquant d'autre part la tête de sertissage tout en exerçant une pression. De ce fait la grandeur des mailles initiales M se trouve réduite et les mailles M après sertissage, sont plus resserrées. Ainsi on peut dire que l'espace à l'intérieur d'une maille M2 (ou vide de maille) est inférieur au vide d'une maille Mi. L'égouttage de l'eau dans la partie sertie est diminué par rapport à l'égouttage de l'eau dans la partie non sertie, et il se
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forme un filigrane clair. Mais du fait du sertissage, on obtient une régularité des mailles M et forme un fdi ce de manière surprenante.
Ainsi l'égouttage à travers la partie sertie sera régulier et l'épair du filigrane clair sera régulier.
Ainsi, si l'épaisseur el initiale est de 0,46 mm, l'épaisseur e2 de la partie embossée est comprise entre 0, 3 et 0, 16 mm.
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Selon un mode de réalisation de l'invention, la hauteur H de l'embossage est comprise entre ZD 0,3 et 1,5 min, de préférence 0,8 mm. L'angle d'embossage a qui est formé par le côté 7 de l'embossage et l'axe xx perpendiculaire à la toile est de préférence compris entre 2 et 6 .
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Exemple 1 : On fabrique un papier à l'aide d'une forme ronde, ce papier ayant un grammage en =rl sec de 70 à 87 g/m2. On réalise un embossage de hauteur 0, 8 mm et cet-embossage a un profil Z > circulaire de 2 cm de diamètre. On effectue différents sertissages d'épaisseur e1 sur une toile ayant une épaisseur el de 0,46 mm et on mesure l'écart d'opacité entre les zones d'opacité réduite et le reste de la feuille.
On obtient les résultats suivants :
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<tb>
<tb> sertissage <SEP> e2 <SEP> (mm) <SEP> 0,3 <SEP> 0,16 <SEP> 0,2
<tb> écart <SEP> d'opacité <SEP> 0,1 <SEP> 8 <SEP> 4
<tb>
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Le sertissage à 0, 3 mm ne donne pas une opacité réduite suffisante, le sertissage à 0, 16 mm ZD m entraîne la formation d'un trou dans la feuille de papier. Seul le sertissage à 0, 2 mm donne un écart d'opacité de 4 qui est considéré comme correct.
La zone d'opacité réduite a un épair régulier. De plus sur une face de cette zone on voit la trace de la zone sertie et sur la face opposée de la zone on voit la trace de la toile leveuse. Du fait que la grille embossée et la toile leveuse ont des maillages différents, l'homme du métier les reconnaît aisément.
Exemple 2 : On fabrique un papier ayant un grammage de 87 à 98 g/m2. On effectue différents sertissages.
On obtient les résultats suivants :
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<tb>
<tb> sertissage <SEP> e2 <SEP> (mm) <SEP> 0,3 <SEP> 0,16 <SEP> 0,19
<tb> écart <SEP> d'opacité <SEP> 0 <SEP> 7,5 <SEP> 4
<tb>
Les écarts d'opacité sont mesurés de la façon suivante : on utilise un opacimètre EEL de la société Diffusion Systems Ltd (Grande-Bretagne). Cet opacimètre a une tête de lecture qui éclaire le papier. On note l'opacité de la feuille. Or cette tête de lecture a un diamètre plus gros que la zone d'opacité réduite de la feuille selon l'invention. On ne peut donc mesurer l'opacité de cette zone directement. On procède donc par
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corrélation en mesurant la densité de différentes feuilles ne comportant pas de zones réduites et en mesurant son opacité.
On obtient le tableau suivant :
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<tb>
<tb> densité <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> 0, <SEP> 4 <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> 10, <SEP> 6 <SEP> 0, <SEP> 7 <SEP> 0, <SEP> 8 <SEP> 0, <SEP> 9 <SEP> p, <SEP> O
<tb> opacité <SEP> 40,0 <SEP> 63,2 <SEP> 72,1 <SEP> 78,5 <SEP> 83,8 <SEP> 88,1 <SEP> 91,2 <SEP> 93,3
<tb>
Lorsqu'on veut mesurer l'opacité d'une zone d'opacité réduite selon l'invention, on mesure sa densité et par corrélation on obtient son opacité. Ainsi, on calcule la différence d'opacité entre la zone d'opacité réduite et le reste de la feuille.
Bien entendu, les zones d'opacité réduite selon l'invention peuvent avoir toutes formes désirées, rondes, ovales, etc. et peuvent être de différentes tailles.
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PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF SECURITY PAPER COMPRISING LOCAL AREAS OF LOW OPACITY AND THE PAPER THUS OBTAINED
The invention relates to a method for manufacturing a paper comprising localized areas of low opacity with respect to the opacity of the rest of the paper.
In the present description, paper)) means any sheet obtained wet using a suspension of natural cellulose fibers and / or synthetic fibers which may contain various fillers and various additives commonly used in stationery.
Papers which are transparentized are already known in the prior art. These papers are for example made transparent by chemical compositions (see in particular French patent n 82 05124, filed on March 15, 1982 by ARJOMARI-PRIOUX). These papers are made transparent over their entire surface and are intended for applications for industrial design, reproduction of plans, etc.
Chemical processes of partial transparency are also known, that is to say at specific locations. These methods use compositions based on grease or mineral or vegetable oil which are deposited by printing. However, it is difficult to print on these transparent areas using current conventional printing techniques (offset, intaglio, photogravure, etc.).
Furthermore, it is known to make differences in thickness and density in the paper, in particular by the watermark technique used to secure papers for banknotes, identity documents or official and valuable documents. These watermarks are obtained during the manufacture of the sheet of paper by round shapes comprising hollow and / or relief imprints or by means of watermark rollers comprising hollow and / or relief drawings associated with a flat table. (Fourdrinier machine). One then obtains an image which, when looking at the sheet of paper in transmission, appears either clear, if the watermark roll comprises a relief design, or dark, if the fdigraneur roller comprises a hollow design.
The light areas are due to the fact that the thickness of the sheet and the density of the fibers are lower in the light watermarks than the thickness of the sheet and the density of the
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fibers in areas where there was no imprint by the watermark roll. On the contrary, the dark areas are due to the fact that the thickness of the sheet and the density of the fibers are greater.
Such watermarks have clear parts which generally have areas of a few mm 2 and the variation in opacity between the light part of the watermark and the non-watermarked paper is small. If you want to print on the light areas of these watermarks, it is very difficult to match the light areas and the printing and even with very precise identification of the watermarks, it is difficult to obtain a good match.
European Patent Application No. 388,090, filed March 9, 1990 by DE, has been described
LA RUE COMPANY PLC. a security paper comprising zones of reduced opacity, at determined and well-localized locations, the zones making it possible to see by transmission, with the naked eye, prints carried on the face opposite to the face on which we are looking at the paper .
The zones can, for example, be produced in the form of a watermark by using methods of round shape or with watermark rollers.
There has been described in the European patent application filed by the applicant EP-A-549384 and published on June 30, 1993, a method of manufacturing a sheet of paper comprising at least one zone having a thickness reduced compared to the thickness of the rest of the sheet, and having an area of at least 0.4 cm2, by placing on an embossed canvas or not, possibly arranged on a round shape, an aqueous dispersion containing at least cellulosic fibers, by draining the water to form the sheet, whether or not a watermark roll is present, by recovering the sheet formed on a lifting cloth and drying.
Flexible parts are used which are combined with the watermarked canvas, the watermark roller or the round shape, so that the water drips during the formation of the sheet in the areas
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flexible parts is reduced compared to the drainage of water in areas not ID ZD having no flexible part.
The sheet of paper obtained according to this process is such that the zone having a reduced thickness has a thickness less than 40% of the thickness of the rest of the sheet. The sheet can also
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be such that said zone has an average opacity less than 40% of the opacity of the rest of the sheet.
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We have described in the French patent application filed by the applicant, March 2, 1993, No. 93 02373, another method of manufacturing a sheet of paper comprising at least one region having a reduced thickness compared to the thickness of the rest of the sheet, characterized in that: - a first layer of paper is formed on a canvas of a first wet part of a paper machine, - a second layer of paper is formed on a canvas of a second part wet from a paper machine, - one of the two layers of paper having at least local regions of smaller thickness, so that the thickness of the two layers of paper in said regions is up to 80% relative to the thickness of the rest of the sheet, - the two layers are combined and dried.
One or even two layers of paper can be produced without problem so as to be locally very thin, at least one of the layers of paper in a region being reduced locally so that the overall thickness of the two layers is sufficiently reduced to get good transparency.
The methods described in the documents cited above certainly make it possible to obtain transparent zones, but a problem which arises is that the transparency of these zones is not
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regular, namely that the air in the zones is not homogeneous.
ZD Indeed, when flexible parts are used which are attached to the watermarked canvas, to the watermark roll or to the round shape, we do not obtain a regular drainage.
The object of the invention is therefore to provide a method for manufacturing a paper comprising localized areas of low opacity, these areas having a homogeneous thickness and opacity.
To this end, the invention relates to a method of manufacturing a sheet of paper comprising at least one zone of reduced opacity relative to the opacity of the rest of the sheet and having a
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area of at least 0.4 raw, by placing on an embossed canvas, possibly arranged on a round shape, an aqueous dispersion containing at least cellulosic fibers, by draining the water to form the sheet, in the presence or absence of a watermarking roller, by recovering the sheet formed on a lifting fabric and drying, the process being such that the canvas is crimped: watery, that is to say that the thickness of the canvas is reduced in the part embossed, in order to reduce the void between the meshes of the canvas, and therefore to reduce the size of the mesh
According to a preferred embodiment of the invention, the thickness of the part is reduced
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embossed, preferably half.
More preferably, the final thickness of the embossed part is between 0.3 and 0.16 mm for an initial thickness of 0.46 mm. According to one embodiment, the height H of the embossing is between 0.3 and 1.5 mm, preferably 0.8 mm and the embossing angle is between 2 and 60.
A paper is obtained according to the process of the invention, the difference in opacity between the sheet and the zone of reduced opacity is between 2 and 6, preferably 4, this difference being measured according to a correlation method between the density of paper fibers and opacity of paper.
According to the method of the invention, a paper is obtained having at least one zone of reduced opacity, the trace of the crimped zone appearing on one face of the zone of reduced opacity, while the trace of the lifting fabric appears on the other side of the area.
The following description, with reference to the appended drawings and examples, will make it possible to understand how the invention can be put into practice.
Figure 1 is a view of a round machine for the production of paper according to the invention.
Figure 2 is an enlarged sectional view of the watermarked fabric, at the embossing.
Figure 3 is an enlarged top view of the watermarked fabric.
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In Figure 1, there is shown a round shape machine used to make security paper and more particularly paper for banknotes. In known manner, an aqueous suspension 1 of cellulose fibers is produced in which a round shape 2 is made to rotate, namely a cylinder made up of several superimposed grids including a grid or canvas
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watermark 3 which is embossed, that is to say which comprises embossings such as that ¯gancuse i Z> represented at 6 in FIG. 2. The aqueous suspension 1 is deposited on the round form 2 to form a sheet 4 which is raised using a lifting cloth shown diagrammatically in 5. Due to the embossments, less fibers are deposited thereon and the paper then has clear watermarks.
In Figure 3 there is shown a part of embossed canvas, in section. The fabric 3 has an embossing height H and a thickness and initial. Because the fabric is crimped, at the level of the embossing, the final thickness e2 of the fabric is less than its initial thickness and.
To carry out the crimping, a tool is used which includes a head whose profile corresponds to the shape of the desired embossing and this head is applied to the canvas by firstly tightening the canvas and applying other share the crimping head while exerting pressure. As a result, the size of the initial meshes M is reduced and the meshes M after crimping are tighter. Thus we can say that the space inside a mesh M2 (or void of mesh) is less than the void of a mesh Mi. The dripping of water in the crimped part is reduced compared to l the water in the uncrimped part, and it
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forms a clear watermark. But because of the crimping, one obtains a regularity of the meshes M and forms a fdi this in a surprising way.
Thus the drainage through the crimped part will be regular and the look of the clear watermark will be regular.
Thus, if the initial thickness el is 0.46 mm, the thickness e2 of the embossed part is between 0.3 and 0.16 mm.
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According to one embodiment of the invention, the height H of the embossing is between ZD 0.3 and 1.5 min, preferably 0.8 mm. The embossing angle a which is formed by the side 7 of the embossing and the axis xx perpendicular to the fabric is preferably between 2 and 6.
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Example 1: A paper is made using a round shape, this paper having a grammage in = dry sec of 70 to 87 g / m2. An embossing 0.8 mm high is carried out and this embossing has a Z> circular profile of 2 cm in diameter. Various crimps of thickness e1 are carried out on a fabric having a thickness el of 0.46 mm and the difference in opacity is measured between the zones of reduced opacity and the rest of the sheet.
The following results are obtained:
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<tb>
<tb> crimping <SEP> e2 <SEP> (mm) <SEP> 0.3 <SEP> 0.16 <SEP> 0.2
<tb> difference <SEP> in opacity <SEP> 0.1 <SEP> 8 <SEP> 4
<tb>
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Crimping at 0.3 mm does not give sufficient reduced opacity, crimping at 0.16 mm ZD m leads to the formation of a hole in the sheet of paper. Only crimping at 0.2 mm gives an opacity difference of 4 which is considered to be correct.
The zone of reduced opacity has a regular appearance. In addition, on one side of this area we see the trace of the crimped area and on the opposite side of the area we see the trace of the lifting fabric. Because the embossed grid and the lifting fabric have different meshes, those skilled in the art readily recognize them.
Example 2: A paper having a grammage of 87 to 98 g / m2 is produced. Different crimps are made.
The following results are obtained:
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<tb>
<tb> crimping <SEP> e2 <SEP> (mm) <SEP> 0.3 <SEP> 0.16 <SEP> 0.19
<tb> difference <SEP> of opacity <SEP> 0 <SEP> 7.5 <SEP> 4
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Opacity differences are measured as follows: an EEL opacimeter from Diffusion Systems Ltd (Great Britain) is used. This opacimeter has a read head that lights up the paper. We note the opacity of the sheet. However, this read head has a larger diameter than the zone of reduced opacity of the sheet according to the invention. We cannot therefore measure the opacity of this area directly. We therefore proceed by
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correlation by measuring the density of different leaves without reduced areas and by measuring its opacity.
We obtain the following table:
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<tb> density <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> 0, <SEP> 4 <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> 10, <SEP> 6 <SEP> 0, <SEP> 7 < SEP> 0, <SEP> 8 <SEP> 0, <SEP> 9 <SEP> p, <SEP> O
<tb> opacity <SEP> 40.0 <SEP> 63.2 <SEP> 72.1 <SEP> 78.5 <SEP> 83.8 <SEP> 88.1 <SEP> 91.2 <SEP> 93 , 3
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When it is desired to measure the opacity of a zone of reduced opacity according to the invention, its density is measured and by correlation its opacity is obtained. Thus, the difference in opacity is calculated between the zone of reduced opacity and the rest of the sheet.
Of course, the zones of reduced opacity according to the invention can have any desired shape, round, oval, etc. and can be of different sizes.