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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
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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> 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
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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.