Le domaine de la présente invention est celui des supports fibreux d'écriture et/ou d'impression, dits de sécurité, en particulier en papier. Ces supports fibreux ou papier de sécurité sont utiles pour la réalisation de documents de sécurité tels que des tickets d'admission ou de voyages, des chèques, des documents légaux ou officiels, des documents de crédits, des certificats d'assurance, des tickets de spectacle, de train, d'avion ou analogues ou bien encore des tickets de jeu ou de loterie à gratter, également dénommés billets de loterie instantanés.
Plus précisément, l'invention concerne des supports fibreux tels que des papiers de sécurité infalsifiables car authentifiables par une déchirure révélant une structure en sandwich multicolore. Ce mode d'authentification et de lutte contre les contrefaçons est utilisé en billeterie, où des valeurs importantes peuvent être en jeu.
La présente invention vise également des supports fibreux, en particulier des papiers de sécurité qui sont propres à l'écriture et à l'impression et qui peuvent être employés pour réaliser des tickets de jeu à gratter dont les informations imprimées et masquées ne doivent pas être révélables par transvision et qui permettent aussi d'éviter un autre type de fraude par délamination.
L'authentification directe par déchirure d'une feuille de support fibreux par exemple en papier, permet de révéler une structure sandwich multicolore: intérieur coloré et deux tranches extérieures blanches, claires ou de couleurs différentes. Cette structure caractéristique permet d'attester avec certitude de la bonne origine de certains titres, de valeur parfois très élevée, tels que des tickets de transport, des billets de spectacle ou autres. Dans la mesure où cette technique d'authentification par déchirure est rapide et sûre, elle est parfaitement compétitive par rapport à d'autre systèmes connus tels que le filigranage, qui existe depuis fort longtemps, ou bien encore l'introduction de fibres ou de fils de sécurité.
Certains de ces systèmes connus (dont les points ou les fibres fluorescentes ou phosphorescentes), présentent l'inconvénient de nécessiter un appareillage de révélation pour l'authentification. Un exemple typique d'un tel appareillage est la lampe UV.
Il s'ensuit que les supports fibreux ou papiers de sécurité opaques et de structure sandwich multicolore leur conférant une authentifiabilité par déchirure ne devraient pas avoir de difficulté à se tailler une place de choix, notamment dans les applications ticket de transport et de billeterie infalsifiables, pour autant que puisse être supprimé un défaut majeur consistant dans le caractère délaminable des supports fibreux ou papiers authentifiables par déchirure, existant à l'heure actuelle. Ce défaut rédhibitoire est lié à la structure et au mode de fabrication de ces supports fibreux ou papiers de sécurité connus.
On connaît ainsi un premier type de structure dans laquelle trois couches de papiers sont assemblées les unes aux autres par lamination, la couche du centre étant colorée et les couches externes étant de couleur blanche.
Le deuxième type de structure connu est formé par une feuille de papier coloré, que l'on traite par couchage sur au moins l'une de ses faces à l'aide d'une composition de couchage blanche ou opacifiante.
Le couchage de supports colorés dans le domaine des papiers de sécurité a été divulgué il y a déjà très longtemps, même si le but alors recherché et affiché n'était pas de fournir des papiers authentifiables par déchirure. C'est ainsi que le brevet américain N<o> 1 417 820 décrit un procédé pour rendre infalsifiable un papier en procédant au couchage des deux faces d'un papier noir à l'aide d'un matériau de couchage opaque et sensible aux solvants contenus dans les effaceurs d'encre utilisables à des fins de falsification. On est donc ici en présence d'une structure sandwich du type revêtement de couchage de couleur claire/papier noir ou de couleur foncée/revêtement de couchage de couleur claire.
On connaît également dans le domaine des papiers de sécurité, celui divulgué par le brevet britannique N<o> 1 435 686, qui est conçu pour résister aux tentatives de fraude par abrasion de surface en vue d'éliminer l'encre d'impression et d'écriture. Ce papier de sécurité comprend une feuille de base en papier, couchée par un revêtement opaque sensible à l'abrasion et constitué par un pigment non métallique (argile ou TiO2) dispersé dans un liant (polymère synthétique = copolymère vinylique/acrylique-styrène/acrylique-styrène/butadiène ou polymère naturel-cellulose-amidon-caséine). La feuille de base en papier a une couleur qui contraste avec celle du revêtement de couchage de manière à pouvoir faire apparaître les traces d'abrasion de la couche supérieure par transvision.
Ce brevet n'enseigne pas de structure sandwich: couleur claire ou blanche/couleur différente ou plus foncée/couleur claire ou blanche.
Le couchage d'un papier coloré à l'aide d'une composition opacifiante ou blanche est également mis en Öuvre dans le domaine des papiers de sécurité voués à une destination particulière, qui est la production de billets instantanés de loterie ou de tout autre analogue du type tickets de jeu à gratter. De tels articles contiennent des informations imprimées, masquées qui peuvent être, d'une part, un numéro, un symbole, un message donnant lieu éventuellement à un gain, et d'autre part, un numéro de sécurité permettant de prévenir les contrefaçons.
Le masquage de ces informations classiquement est obtenu au moyen d'une couche grattable, opaque comprenant, par exemple, un pigment métallique (aluminium) dispersé dans un liant formé par un latex de caoutchouc ou d'autres polymères hydrocarbonés (voir couche 28 du ticket de loterie, décrit dans le brevet US N<o> 4 726 608). Outre cette couche opaque, le ticket comprend comme revêtement d'un substrat papier 18, du haut vers le bas, une couche anti-adhérente 26, en polyamide, une couche protectrice 25 en copolymère vinylacétate maléisé, les caractères imprimés 24, une couche de primaire en silice amorphe + polymère vinylacétate maléisé + solvant n-propyl acétate et enfin une feuille d'aluminium 20 accolée au substrat papier 18.
Pour tenter de supprimer les inconvénients liés à la présence de la feuille d'aluminium dans ce type de ticket de jeu à gratter, le brevet européen N<o> 0 428 489, propose l'utilisation de papier couché pour la fabrication de tels articles. Le papier de sécurité divulgué par ce brevet comprend un substrat de base en papier, d'un grammage de l'ordre de 225 g/m<2>, coloré par du noir de carbone, de manière à être totalement opaque et couché à l'aide d'une composition comprenant des pigments tels que l'argile ou le dioxyde de titane, du latex ou de l'amidon. Les faces du papier couché ainsi obtenues sont blanches, lisses et uniformes, donc imprimables. Ces papiers sont présentés comme étant non délaminables.
Pour fabriquer un billet de loterie instantané, il est prévu de réaliser l'impression sur les faces du revêtement de couchage puis de procéder à une enduction finale à l'aide de latex coloré et grattable classique. Ce brevet divulgue donc une structure sandwich: revêtement de couchage blanc/substrat papier opaque noir/revêtement de couchage blanc.
La demande de brevet européen N<o> 668 092 divulgue une invention relative à des papiers pour ticket de loterie instantané (à gratter), qui préconisent d'apporter l'opacité au papier non pas par l'intermédiaire du substrat en papier de base comme proposé dans le brevet européen N<o> 428 489, mais par l'intermédiaire d'un revêtement de couchage opaque appliqué sur ledit substrat de base en papier et comprenant un pigment du type noir de carbone dispersé dans un liant du type latex de copolymère styrène/butadiène. Cette couche opaque est par ailleurs revêtue d'une couche supérieure d'impression, obtenue à partir d'une composition comprenant du latex styrène/butadiène, du CaCO3 et des microsphères de polymère styrène-acrylique.
Le FR-A-2 192 211 divulgue un procédé pour colorer ou teindre du papier absorbant à surface rugueuse, avec une épaisseur de couche de colorant aussi faible que possible mais permettant néanmoins d'obtenir une teinte uniforme au point de vue optique.
Une fois coloré sur une face, le papier peut être revêtu d'une couche de résine synthétique thermodurcissable.
Pour obtenir cette uniformité de coloration malgré le relief accidenté de la surface du papier absorbant considéré, ce procédé prévoit de soumettre la face du papier à colorer à une opération de teinture par calendrage magnétique ou à rouleaux magnétique, visant à déposer le colorant dans tous les creux et pores, et à une opération d'impression par impression hélio en creux ou impression typoflexographique visant à assurer la coloration des bosses et des reliefs.
Selon l'enseignement de cette demande, une seule face du papier est colorée.
Le papier obtenu par ce procédé n'est pas homogène dans son épaisseur puisqu'il présente une couche de colorant en surface qui, bien que étant aussi faible que possible existe bel et bien et confère une hétérogénéité au papier dans son épaisseur.
Par ailleurs, ce papier absorbant coloré n'est pas obtenu à partir d'un seul et même matelas fibreux de couleur initiale C2 puis décoloré ensuite ou coloré différemment au moins partiellement sur au moins une de ses faces pour former au moins une tranche externe blanche ou de couleur C1-C3 (différente et/ou moins foncée que la couleur initiale C2).
Le brevet FR-A-537 357 a trait à des perfectionnements à la fabrication de cartons et papiers colorés. Plus précisément, ce brevet français divulgue des stratifiés comprenant une couche de base en carton, sur l'une ou les deux faces de laquelle est encolée une couche de papier, dont la surface est colorée à l'aide de moyens formés par des réservoirs à couleur 10 et par un appareil 11 destiné à régler les couches de couleur.
Selon une variante, le carton peut être coloré directement sur l'une de ses faces par une ou plusieurs couches de couleur.
Là encore il n'est pas contestable que ce stratifié n'est pas homogène dans son épaisseur puisqu'il comprend une ou plusieurs couches de couleur bien individualisé et éventuellement une couche de papier en plus de la couche de base en carton.
Par ailleurs, il est clair que le stratifié coloré connu n'est pas obtenu par décoloration ou transcoloration d'un continuum fibreux de couleur initial donné.
Le brevet allemand DE 67 632 C concerne un procédé de coloration d'une face de papier conçue de manière à éviter la migration du colorant d'une face à l'autre du substrat papier considéré, et ce afin de pouvoir colorer les deux faces indépendamment l'une de l'autre. Selon ce procédé on fait passer la bande de papier entre un cylindre de séchage chauffant référencé X et un cylindre de coloration référencé B. La chaleur apportée par le cylindre de séchage X permet de sécher rapidement le colorant et ainsi de le fixer à la surface du papier.
Ce procédé ainsi que le papier coloré qu'il permet d'obtenir, ne présentent pas les deux caractéristiques suivantes: l'homogénéité dans l'épaisseur (couche de colorant en surface) et l'obtention par décoloration ou transcoloration sur au moins une des faces d'une couleur initiale donnée.
Il ressort de cette revue de l'art antérieur que les papiers de sécurité connus, authentifiables par déchirure et/ou suffisamment opaques pour pouvoir être utilisés comme supports de billets de loterie instantanés ou de tickets de jeu grattables (absence de transvision), sont le plus souvent des supports fibreux multicouches obtenus par la technique du couchage.
Or, on sait que cette technique est relativement coûteuse notamment en raison du fait qu'il est nécessaire de la réaliser la plupart du temps hors du circuit classique de la machine à papier. Il est clair que cela nuit à la productivité et à la rentabilité du procédé de fabrication de papiers. Par ailleurs, le couchage est une opération qui peut être très aisément reproduite avec des moyens artisanaux. Cela ne fait qu'augmenter les risques de contrefaçon.
En outre, force est de constater que le couchage n'apporte pas de solution réellement satisfaisante, en ce qui concerne le problème de la délamination. La persistance, dans les structures couchées, de ce problème inhérent à l'origine aux structures multi-lamellaires, est soulignée dans la demande de brevet européen N<o> 0 668 092, page 2, lignes 29-30.
Dans cet état de faits, l'un des objectifs essentiels de la présente invention, est de fournir un support fibreux, en particulier, un papier de sécurité, authentifiable par déchirure et susceptible de constituer un substrat opaque approprié pour la réalisation de ticket de jeu grattable, qui remédie aux inconvénients des papiers de sécurité couchés selon l'art antérieur.
Un autre objectif essentiel de l'invention est que ce papier de sécurité réponde aux spécifications suivantes:
- authentifiable par déchirure,
- non délaminable,
- infalsifiable,
- totalement opaque de façon à ne pas être sujet à la fraude par transvision dans les tickets de jeu à gratter,
- économique,
- offrant de bonnes qualités d'imprimabilité et d'écriture,
- non reproductible aisément par voie artisanale.
Un autre objectif essentiel de la présente invention est de fournir un procédé d'obtention d'un support fibreux en particulier d'un papier de sécurité, authentifiable par déchirure, non délaminable et totalement opaque, ledit procédé se devant d'être aisé à mettre en Öuvre et économique, du fait de sa parfaite intégration dans les lignes de fabrication classique du papier.
Un autre objectif essentiel de la présente invention est de fournir un papier de sécurité authentifiable par déchirure, constitué par le support fibreux évoqué ci-dessus dans les objectifs de l'invention.
Un autre objectif essentiel de la présente invention est de fournir un ticket de jeu à gratter réalisé à partir du susdit support fibreux.
S'étant fixée ces objectifs, la Demanderesse a eu le mérite de mettre en évidence, après de nombreuses recherches et expérimentations, qu'il convient de prévoir un support fibreux opaque, en particulier en papier, constitué par un seul et même matelas fibreux homogène, initialement coloré puis transformé ultérieurement au niveau de ces deux faces externes sur une certaine épaisseur, par décoloration et/ou transcoloration, de manière à obtenir une structure sandwich du type:
tranche externe blanche ou de couleur C1/tranche médiane de couleur C2 = ou NOTEQUAL de C1/et éventuellement tranche externe blanche ou de couleur C1 ou C3,
avec dans le cas où C1 = C2 = C3 un gradient de couleur clair -> foncé de l'extérieur vers l'intérieur.
Il s'ensuit que la présente invention a pour objet un support fibreux opaque 1, en particulier papier, caractérisé en ce qu'il est obtenu à partir d'un seul et même matelas fibreux:
-> homogène, notamment dans son épaisseur;
-> produit à partir d'un seul jet fibreux;
-> et initialement de couleur (C2), puis décoloré ou coloré différemment, au moins partiellement sur au moins une de ses faces, pour former au moins une tranche externe (3, 4) blanche ou de couleur (C1; C3),
différente et/ou moins foncée que la couleur initiale (C2).
Un tel support fibreux, en particulier un papier de sécurité, a pour avantage d'être non délaminable, d'être totalement opaque, peu onéreux et facilement obtenable dans une machine à papier, sans modifications substantielles de cette dernière.
Par ailleurs, son caractère industriel limite quelque peu les risques de contrefaçon selon un mode artisanal.
Selon une variante, le support fibreux est obtenu à partir d'un seul et même matelas fibreux:
-> homogène, notamment dans son épaisseur;
-> produit à partir d'un seul jet fibreux;
-> et initialement de couleur (C2), puis décoloré ou coloré différemment, au moins partiellement sur au moins une de ses faces, pour former, d'une part, au moins une tranche externe (3, 4) blanche ou de couleur (C1, C3), différente et/ou moins foncée que la couleur initiale (C2) et d'autre part, au moins une tranche (2) sensiblement médiane de couleur (C2).
Dans la mesure où l'on vise des supports fibreux, en particulier des papiers de sécurité authentifiables par déchirure, il en résulte que le mode préféré mais non limitatif de réalisation de l'invention correspond à un support fibreux comportant une tranche sensiblement médiane colorée, attenante par chacune de ses faces à une tranche externe blanche ou de couleur différente et/ou moins foncée que la tranche médiane, les deux tranches externes étant de même couleur ou non.
On aura reconnu là une structure multicolore, par exemple bicolore, de type sandwich: couleur C1/couleur C2/couleur C3
avec C1 identique ou différent à C3 et C2 identique ou différent à C1 et C3,
avec la condition selon laquelle, si C2 = C1 ou C3 alors C1 ou C3 est plus clair que C2.
Cette structure opaque non délaminable répond parfaitement aux spécifications évoquées supra.
La structure en réseau fibreux homogène et cohérent du support selon l'invention, est liée à sa formation en un seul jet fibreux sur la machine à papier.
La figure unique annexée montre une vue en coupe transversale d'un tel support selon le mode préféré de l'invention, à titre purement exemplatif non limitatif.
Cette figure montre un support 1 formé d'un seul et même réseau fibreux d'épaisseur e comprenant dans son épaisseur une tranche médiane 2 de couleur C2, ladite tranche 2 formant un continuum structurel fibreux avec les deux tranches externes 3 et 4 de couleur C1 et C3 respectivement.
Dans cet exemple C1, C2 et C3 correspondent à la même couleur de base sachant que C1 et C3 sont nettement plus clairs que C2, à tel point qu'ils sont proches du blanc.
Une telle structure opaque bicolore, non délaminable est empreinte d'une marque de reconnaissance infalsifiable, correspondant à la couleur C2 de la tranche médiane 2, ce qui la rend parfaitement authentifiable par déchirure.
Selon une variante du support fibreux de sécurité selon l'invention, celui-ci est caractérisé en ce qu'il est obtenu à partir d'un matelas fibreux initialement coloré, puis décoloré au moins partiellement sur au moins une de ses deux faces, de préférence les deux, pour former, les deux tranches externes 3 et 4 situées de part et d'autre de la tranche 2 médiane colorée.
Cette variante correspond à la structure sandwich: blanc ou marron très clair/marron foncé/blanc marron très clair, représentée sur la figure unique annexée et décrite ci-dessus. Dans cette variante, le contraste de couleur extérieur/intérieur est obtenu par l'intermédiaire d'un agent de décoloration absorbé par les faces du support fibreux considéré, sur une épaisseur variable en fonction de la pénétrabilité dudit agent à l'intérieur du support.
Selon une autre variante, correspondant au cas où C2 est différent de C1 et/ou de C3, le support fibreux est obtenu à partir d'un matelas fibreux initialement coloré puis coloré différemment au moins partiellement sur au moins une de ces deux faces, de préférence les deux, pour former les deux tranches externes 3, 4 situées de part et d'autre de la tranche médiane 2 colorée.
Dans le premier cas, l'agent de coloration réagit avec l'agent de décoloration tandis que dans le second cas, il réagit avec un agent de transcoloration transformant C2 en C1 et C3 dans les couches superficielles du support fibreux 1.
L'existence de ces deux variantes structurelles (parmi d'autres) pour le support selon l'invention, entraîne des particularités constitutionnelles. C'est ainsi que le support fibreux est caractérisé en ce qu'il comprend au moins un agent de coloration et éventuellement au moins un agent de décoloration et/ou au moins un agent de transcoloration, n'ayant pas réagi mais aptes à réagir avec l'agent de coloration dans les tranches externes.
Avantageusement, le couple agent de coloration/agent de décoloration et/ou transcoloration est choisi dans le groupe suivant:
<tb><TABLE> Columns=2
<tb><SEP>Agent de coloration<SEP>Agent de décoloration et/ou de transcoloration
<tb><SEP>oxyde métallique<CEL AL=L>réducteur
<tb><SEP>sel métallique<SEP>séquestrant
<tb><SEP>indicateur coloré de pH<SEP>milieu à pH choisi
<tb><SEP>indicateur coloré
d'oxydo-réduction<SEP>milieu à potentiel Redox choisi
<tb><SEP>colorant<SEP>agent de dégradation du colorant
<tb><CEL CB=1 CE=2 AL=C>et leurs mélanges
<tb></TABLE>
Les oxydes ou les sels colorés métalliques, tels que les sels de fer ou de manganèse, peuvent être décolorés par des agents réducteurs ou par des séquestrants, tel que par exemple l'EDTA ou le phosphate mono-potassique.
Sans que cela ne soit limitatif, on peut citer encore d'autres exemples de couple agent de coloration/agent de décoloration, e.g.:
- oxyde métallique/réducteur = oxyde de cuivre ou de cobalt/bisulfite en milieu acide,
- sel métallique/séquestrant = sel de fer ou de vanadium/acide ascorbique.
Les indicateurs colorés de pH utilisables comme agent de coloration sont aisément décolorables, en faisant pénétrer sur les faces du matelas fibreux un milieu liquide de pH tel qu'il ramène l'indicateur sous une forme incolore ou dans une couleur différente. Ainsi, par exemple, la phénolphtaléine introduite initialement dans la pâte à papier, est portée à un pH basique qui entraîne une coloration rosé de cette dernière. Une enduction superficielle ultérieure du matelas fibreux par un acide, amène la phénolphtaléine sous une forme incolore, correspondant à un pH acide.
Comme autre exemple d'indicateur de pH susceptible d'être utilisé comme agent de coloration, on mentionnera le rouge de phénol, le pourpre de bromocresol ou le bleu de bromophénol.
Les indicateurs colorés d'oxydo-réduction fonctionnent selon le même principe que les indicateurs de pH évoqués ci-dessus, à la différence près bien entendu, que le paramètre clé n'est pas le pH, mais le potentiel redox. Comme exemple de couple agent de coloration/agent de décoloration ou de transcoloration, on peut citer le bleu de méthylène ou le rouge neutre en combinaison avec l'eau de javel.
Les colorants constituent une autre classe d'agents de coloration convenables conformément à l'invention. Il peut s'agir notamment des colorants susceptibles d'être décomposés par des réactifs oxydants, comme par exemple l'eau de javel ou bien encore des sulfites, des bisulfites, des acides, des bases ...
A titre d'illustration, on peut mentionner comme exemple les colorants avec la structure chimique du triphenyl méthane tel que le BLEU DUASYN POUR ENCRES BJT de la société HOECHST. Cet agent de coloration peut être associé à des agents de décoloration formés par de l'eau de javel et/ou par une base faible, ou bien encore par du sulfite de sodium.
Comme autre exemple de colorant entrant dans la constitution du support fibreux selon l'invention et susceptible de réagir avec des agents de dégradation entraînant un changement de couleur, on peut citer le rouge de crésol associé à l'eau de javel dans le bain de décoloration/transcoloration.
Pour illustrer la variante de réalisation selon laquelle le support fibreux comprend au moins un agent de coloration et au moins un agent de transcoloration, on évoquera les exemples suivants:
* le JAUNE LEVACELL 3 GX de la société BAYER en combinaison avec une solution basique.
* la SAFRANINE O avec une solution d'eau de javel.
Outre, les moyens chimiques de décoloration et de transcoloration, on peut avoir recours, en complément ou en substitution à ces derniers, à des moyens physiques ayant les mêmes effets. Il peut s'agir par exemple:
- de rayonnement actiniques tels que les UV et/ou les infra-rouges
- la chaleur,
- le bombardement d'électrons,
- l'exposition à un faisceau laser,
- les traitements aux ultra-sons ou aux micro-ondes
- etc.
Le support fibreux de sécurité selon l'invention peut également être défini au travers de ses caractéristiques physiques particulières. Ainsi, avantageusement, son grammage est supérieur ou égal à 80 g/m<2>, de préférence compris entre 100 et 400 g/m<2> et, plus préférentiellement encore entre 120 et 300 g/m<2>.
Le grammage du papier est un paramètre important au regard de la pénétrabilité des agents de décoloration/transcoloration. Il importe, en effet, que ceux-ci pénètrent à l'intérieur du support fibreux sur une épaisseur suffisante pour que le changement de couleur soit apparent, mais il est évident que cette pénétration ne doit pas être trop importante de manière à conserver une tranche médiane colorée en foncé ou colorée différemment, qui soit d'épaisseur significative pour permettre l'authentification par déchirure.
Ce contrôle de la pénétration des agents de décoloration peut également être obtenu en jouant sur le taux de raffinage des fibres constituant le support et donc sa porosité ainsi que sur le collage, c'est-à-dire son aptitude au remouillage ultérieur par la solution de décoloration/transcoloration.
De préférence, le taux de raffinage du support fibreux sera compris entre 15 et 55 DEG SR (SHOPPER RIEGLER), et plus préférentiellement encore entre 30 et 45 DEG SR. Il va de soi que la valeur du raffinage dépendra également du grammage du papier. L'homme du métier est parfaitement à même de déterminer les valeurs idoines de ces deux paramètres liés l'un à l'autre.
S'agissant du collage, l'agent utilisé peut être une colle classique de colophane, un alkyl cétène dimère ou tout autre produit permettant d'atteindre une valeur classique pour ce paramètre, comprise entre 15 et 30 g/m<2> en valeur COBB, et plus particulièrement de 16 à 20 g/m<2>.
On reviendra ci-après dans le cadre de la description du procédé, sur un autre facteur important quant à la pénétrabilité, à savoir la viscosité du liquide contenant les agents de décoloration/transcoloration.
En tout état de cause, ces paramètres peuvent varier énormément en fonction du grammage du support fibreux considéré. En effet, le problème de la pénétration des agents de décoloration/transcoloration est différent pour un grammage léger, de moins de 120 g/m<2> et pour un grammage plus lourd, au dessus de 200 g/m<2>. Il est très rare dans ce dernier cas que, même sans précaution particulière au niveau du support, la solution de décoloration/transcoloration pénètre jusqu'au cÖur de la feuille et décolore ou change la couleur du papier sur son épaisseur totale.
Suivant une disposition préférée de l'invention, on choisit de réaliser un papier ou un support fibreux à intérieur coloré et à opacité renforcée, en utilisant un agent de coloration intense apte à former une couleur sombre (e.g. brun ou marron: oxyde de manganèse).
Conformément à l'invention, le support fibreux de sécurité considéré peut avoir une composition fibreuse quelconque: soit purement cellulosique, soit en partie synthétique.
De manière classique, les fibres cellulosiques appropriées peuvent être des fibres de feuillus, des fibres de résineux ... ou des mélanges d'entre elles.
Concernant les fibres synthétiques, il peut s'agir par exemple de fibres de polyester, polyamide ou polyoléfines.
En pratique, le taux de fibres synthétiques par rapport au poids sec total de fibres cellulosiques + synthétiques, est de l'ordre de 10 à 30% en poids et de préférence 15%.
Avantageusement, le support fibreux selon l'invention peut comprendre des adjuvants classiques de papeterie, à savoir:
- des charges minérales ou organiques du type kaolin, carbonate de calcium, talc ...
- des résines ou des agents de résistance divers, pour amener notamment des propriétés de résistance à l'état humide,
- des liants du type amidon ou carboxymethyl cellulose pour améliorer les caractéristiques mécaniques des papiers,
- des colorants de nuançage,
- des produits de collage neutre, acide ou basique (sulfate d'alumine pour collage acide ou réglage du pH
- etc.
Il peut également être envisagé, conformément à l'invention, d'incorporer des agents d'authentification supplémentaires à l'intérieur du support fibreux. Il peut s'agir par exemple de fils de sécurité, de planchettes et de fibres colorées, ou non, fluorescentes, ou non, ainsi que des agents permettant l'infalsification, à savoir par exemple des colorants insolubles dans l'eau mais organosolubles, à l'état pigmentaire, de façon à préserver les écritures ou les mentions imprimées portées sur ces supports fibreux, vis-à-vis des tentatives de falsification, à l'aide d'effaceurs comprenant des solvants organiques.
En définitive, de nombreux additifs peuvent être compris dans le support fibreux selon l'invention, à la condition qu'ils ne soient pas dégradables par les moyens de décoloration/transcoloration, qui doivent pénétrer à l'intérieur dudit support fibreux.
Selon un autre de ces aspects, la présente invention vise également un procédé d'obtention d'un support fibreux, en particulier de papier, constitué notamment par un seul et même matelas fibreux, homogène notamment dans son épaisseur, opaque et comprenant, dans son épaisseur, au moins une (de préférence une) tranche sensiblement médiane colorée et au moins une (de préférence deux) tranche externe blanche ou de couleur différente et/ou moins foncée que la tranche médiane, caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement,
- 1 - à préparer une pâte fibreuse - de préférence une pâte à papier, en y incorporant au moins un agent de coloration,
- 2 - à mettre cette pâte sous forme d'un support constitué par une seule et même feuille fibreuse, réalisée par monojet,
- 3 - à éliminer au moins en partie l'eau présente dans le support-feuille,
- 4 - à décolorer et/ou à transcolorer au moins une tranche externe du support-feuille avant, pendant ou après l'élimination d'eau.
Un tel procédé est l'un de ceux permettant d'obtenir le support fibreux constituant le premier objet de la présente invention décrit ci-dessus.
Selon un mode préféré de mise en Öuvre du procédé, le support fibreux visé (e.g. le papier) présente une tranche sensiblement médiane colorée et, de part et d'autre de celle-ci, une tranche externe blanche ou de couleur différente et/ou moins foncée que la tranche médiane. Ces deux tranches externes sont de couleurs identiques ou différentes. Conformément au mode préféré, on effectue la décoloration et/ou la transcoloration à l'aide de moyens chimiques et/ou physiques.
Un tel support fibreux correspond au mode préféré de réalisation du produit selon l'invention tel que décrit ci-avant et représenté dans la figure unique annexée.
L'étape 1 de préparation de la pâte fibreuse correspond à une opération relativement classique dans le domaine de la papeterie. Dans une machine à papier, cette opération intervient au niveau de la caisse de tête ou lors de la préparation de la pâte au pulpeur. En l'occurrence, il s'agit simplement de rajouter à la pâte au moins un agent de coloration et de réaliser un mélange homogène.
L'étape 2 est effectuée par l'intermédiaire de la filière de la caisse de tête de la machine à papier qui permet de produire en monojet un matelas fibreux pouvant contenir un agent de coloration, ce matelas étant ensuite acheminé vers les modules d'égouttage, de pressage, puis de séchage de la machine à papier.
Ces trois modules ont vocation à satisfaire l'étape 3 d'élimination de l'eau présente dans le support-feuille.
Dans le cas où l'on a affaire à une décoloration et/ou à une transcoloration chimique, conformément à un mode préféré de mise en Öuvre du procédé selon l'invention, l'étape 4 est réalisée par application d'un bain d'agent de décoloration et/ou transcoloration, à l'aide d'un dispositif prévu de préférence dans la machine à papier. De manière plus préférée encore, ce dispositif d'enduction est une presse encolleuse ou "Size Press" traditionnelle, voire une "blade metering size press", ou un "gate-roll". Une telle presse encolleuse est usuellement située après la présécherie.
Dans l'hypothèse moins avantageuse où l'enduction du bain de décoloration ou de transcoloration est réalisée, au sortir de la machine à papier, il est possible d'envisager soit l'emploi de moyens de couchage en ligne, tels que e.g. des dispositifs à lame métallique ou à lame d'air, soit les techniques d'impression traditionnelles.
Il est à signaler que tout moyen convenable pour faire pénétrer une solution de décoloration/transcoloration dans le support fibreux, peut être substitué aux moyens classiques évoqués ci-dessus.
Il va de soi que les concentrations en agent de décoloration/transcoloration mis en Öuvre dans les bains d'enduction, sont déterminées en fonction de la quantité d'agent de coloration contenus dans le support fibreux et en fonction de la stÖchiométrie de la réaction correspondante. Ces modalités opératoires sont parfaitement à la portée de l'homme du métier.
S'agissant de la nature des agents de coloration ainsi que des agents de décoloration/transcoloration, on se reportera à la description et aux définitions données à ce propos supra, dans la partie du présent exposé relative aux supports fibreux pris en tant que tels.
Comme déjà signalé auparavant, la pénétrabilité de l'agent de décoloration ou de transcoloration à l'intérieur du support fibreux, est une disposition fondamentale du procédé selon l'invention. Les paramètres permettant d'exercer un contrôle sur ce point sont, d'une part, le grammage, le taux de raffinage et le collage du support fibreux et, d'autre part, la viscosité du bain d'enduction.
Ainsi, la viscosité de la solution de décoloration/transcoloration est ajustée en jouant sur la matière sèche et/ou en utilisant des liants filmogènes (amidon, cellulose ...). Cet ajustement de viscosité est effectué en fonction de la nature du réactif de décoloration/transcoloration, de même qu'en fonction de sa réactivité.
Il va de soi que les paramètres agissant sur la pénétrabilité de l'agent de décoloration/transcoloration sont inter-dépendants. Ainsi, au plus le grammage du support fibreux sera faible, au plus la viscosité du bain d'enduction devra être élevée.
En pratique on peut indiquer, à titre d'exemple:
- que pour un grammage de 120 g/m<2>, la viscosité du bain est avantageusement supérieure ou égale à 100 mPa.s,
- et que pour un grammage de 150 g/m<2>, la viscosité est avantageusement supérieure ou égale à 80 mPa.s,
- et que pour un grammage de 200 g/m<2>, la viscosité du bain est avantageusement supérieure à 30-50 mPa.s.
A titre d'exemple de liant hydrosoluble, on peut mentionner par exemple: la carboxyméthylcellulose, l'amidon, l'alcool polyvinylique qui sont des liants naturels, employés de façon plus privilégiée, sans que soient exclus les liants synthétiques tels que les latex acryliques ou styrène-butadiènes.
Avantageusement, pour l'étape 4, on met en Öuvre, dans le cas d'une décoloration/transcoloration par moyen chimique, un couple agent de coloration/agent de décoloration et/ou transcoloration choisi dans le groupe suivant:
<tb><TABLE> Columns=2
<tb><SEP>Agent de coloration<SEP>Agent de décoloration et/ou de transcoloration
<tb><SEP>oxyde métallique<CEL AL=L>réducteur
<tb><SEP>sel métallique<SEP>séquestrant
<tb><SEP>indicateur coloré de pH<SEP>milieu à pH choisi
<tb><SEP>indicateur coloré
d'oxydo-réduction<SEP>milieu à potentiel Redox choisi
<tb><SEP>colorant<SEP>agent de dégradation du colorant
<tb><CEL CB=1 CE=2 AL=C>et leurs mélanges
<tb></TABLE>
Conformément à une modalité préférée du procédé selon l'invention:
- l'agent de décoloration/transcoloration est un moyen chimique,
- le support fibreux est du papier fabriqué à l'aide d'une machine à papier,
- et pour la réalisation de l'étape 4, on applique l'agent de décoloration/transcoloration dans et/ou hors de la machine à papier, sur au moins une des faces externes de la feuille, de préférence à l'aide d'au moins l'un des moyens suivants: presse encolleuse, système de remouillage ou système de couchage.
La présente invention a également pour objet l'utilisation du support fibreux tel que défini ci-dessus et tel qu'obtenu par le procédé, pour la réalisation de papier de sécurité authentifiable par déchirure ainsi que de tickets de jeu à gratter ou de tickets instantanés de loterie.
La présente invention concerne ainsi un papier de sécurité authentifiable par déchirure caractérisé en ce qu'il est notamment constitué par le support fibreux tel que défini supra et/ou obtenu par mise en Öuvre du procédé tel que défini supra.
Enfin, la présente invention vise un ticket de jeu à gratter caractérisé, en ce qu'il est notamment constitué par le support fibreux tel que défini supra, et/ou obtenu par mise en Öuvre du procédé tel que défini supra.
Le support fibreux selon l'invention apparaît comme pouvant être un papier de sécurité authentifiable par déchirure, opaque, non délaminable, à faible prix de revient, et parfaitement adapté pour les applications de documents infalsifiables, et authentifiables par déchirure, de même que pour l'application de tickets de jeu à gratter non falsifiable par transvision.
Les différents exemples ci-après permettront d'éclairer un peu mieux l'invention mais ne sont en aucun cas limitatifs.
EXEMPLE 1
Un indicateur coloré: de la phénolphtaléine solubilisée en milieu hydro-alcoolique est introduite à raison de 2% par rapport à la pâte sèche à la mélangeuse dans une pâte à papier composée pour 50% de feuillus et 50% de résineux, raffinée à 30 DEG SR et portée à un pH de 11, il se développe une couleur rosé intense. Un papier support coloré de 250 g/m<2> est produit sur la machine à papier.
A la presse encolleuse est enduite une solution d'acide sulfurique dilué de manière à faire chuter le pH de surface de papier et par la même détruire la couleur rosé-rouge du support; le papier final obtenu est blanc sur l'extérieur et rosé en son centre.
Le papier est authentifiable par déchirure.
La reprise de bain à l'encolleuse est de 30% en poids par rapport au papier support coloré.
EXEMPLE 2
Un billet authentifiable est réalisé par introduction dans la pâte à papier de colorant BLEU DUASYN POUR ENCRES BJT de la Société HOECHST à raison de 0,2% en poids par rapport à la pâte sèche, le pH de la pâte est ajusté à 4 avec de l'acide.
Le papier bleu ainsi produit avec un grammage de 300 g/m<2> arrive à la presse encolleuse de la machine à papier où le bain suivant est appliqué à raison de 20% de prise en poids par rapport au papier:
Amidon: 15% en poids sec par rapport au bain d'enduction,
Javel à 12 DEG : 15% en poids en l'état par rapport au bain d'enduction
Après séchage le papier est blanc sur ses parties externes et bleu à l'intérieur: la déchirure permet une authentification visuelle directe.
De plus le papier avec ce colorant spécifique peut être authentifié à un deuxième niveau: un trait de feutre effaceur d'encre ou l'application d'une solution basique sur la partie interne colorée permet une décoloration de cette partie.
EXEMPLE 3
Un billet infalsifiable est obtenu en enduisant sur le support papier bleu de l'exemple 2, avec un bain contenant 10% de sulfite de sodium par rapport au bain, en remplacement de l'eau de javel. Le même produit final est fabriqué.
EXEMPLE 4
Un papier coloré de 200 g/m<2> servant de support est fabriqué sur machine à papier en utilisant le colorant JAUNE LEVACELL 3 GX de la société BAYER, le papier jaune ainsi fabriqué est enduit à la presse encolleuse avec une solution diluée de soude caustique de manière à développer une coloration rouge à la surface du papier; la coloration de l'intérieur de la feuille restant jaune, le papier est authentifiable par déchirure.
Le papier ainsi coloré présente toutefois l'inconvénient de n'être pas aisément utilisable dans des applications variées par les imprimeurs.
EXEMPLE 5
Un papier support de 250 g/m<2> contenant de l'oxyde de manganèse à raison de 3% par rapport à la pâte sèche est fortement coloré en brun.
Ce support est enduit à la presse encolleuse avec une solution faiblement acide d'acide formamidinesulfinique (à raison de 5% par rapport au bain d'enduction) et d'une carboxyméthylcellulose de haute viscosité (à raison de 0,7% en poids sec par rapport au bain d'enduction) servant de liant au bain.
La reprise de bain à l'encolleuse est de 30% en poids par rapport au papier support.
Le papier final est blanc sur ses surfaces et coloré en brun au centre.
Un tel papier présente une opacité fortement améliorée, il est notablement impossible, même sous un fort éclairage de lire des inscriptions marquées au verso du papier, alors qu'un papier de grammage équivalent ne présente pas cette aptitude.
Ce produit blanc est imprimable et peut donc être utilisé comme papier support pour ticket de loterie instantanée sans qu'il soit nécessaire d'effectuer un contrecollage avec une feuille d'aluminium pour éviter la transvision.
The field of the present invention is that of fibrous writing and / or printing media, called security, in particular paper. These fibrous supports or security paper are useful for the production of security documents such as admission or travel tickets, checks, legal or official documents, credit documents, insurance certificates, show, train, plane or the like, or even scratch-off game or lottery tickets, also known as instant lottery tickets.
More specifically, the invention relates to fibrous supports such as tamper-proof security papers because they can be authenticated by a tear revealing a multicolored sandwich structure. This authentication and anti-counterfeiting method is used in ticketing, where important values may be at stake.
The present invention also relates to fibrous supports, in particular security papers which are suitable for writing and printing and which can be used to make scratch-off game tickets, the printed and masked information of which must not be revealable by transvision and which also make it possible to avoid another type of delamination fraud.
The direct authentication by tearing of a fibrous support sheet, for example of paper, makes it possible to reveal a multicolored sandwich structure: colored interior and two white, clear or different colored exterior slices. This characteristic structure makes it possible to certify with certainty the good origin of certain titles, sometimes of very high value, such as transport tickets, show tickets or the like. Insofar as this technique of authentication by tearing is fast and secure, it is perfectly competitive compared to other known systems such as watermarking, which has existed for a very long time, or even the introduction of fibers or threads. of security.
Some of these known systems (including fluorescent or phosphorescent dots or fibers) have the drawback of requiring revelation apparatus for authentication. A typical example of such an apparatus is the UV lamp.
It follows that the fibrous supports or opaque security papers and of multicolored sandwich structure conferring on them authenticity by tearing should not have difficulty in carving out a place of choice, in particular in the tamper-proof transport and ticketing applications, provided that a major defect consisting in the delaminable nature of the fibrous supports or papers which can be authenticated by tearing, existing at present, can be eliminated. This crippling defect is linked to the structure and the manufacturing method of these known fibrous supports or security papers.
A first type of structure is thus known in which three layers of paper are assembled to each other by lamination, the center layer being colored and the outer layers being white.
The second type of known structure is formed by a sheet of colored paper, which is treated by coating on at least one of its faces using a white or opacifying coating composition.
The coating of colored supports in the field of security papers was disclosed a very long time ago, even if the aim then sought and displayed was not to provide papers which can be authenticated by tearing. This is how the American patent N <o> 1,417,820 describes a process for making a paper which cannot be forged by coating the two sides of black paper with an opaque coating material sensitive to the solvents contained in the ink erasers which can be used for for falsification. We are therefore here in the presence of a sandwich structure of the coating type of light color / black paper or dark color / light coating of coating.
Also known in the field of security papers, that disclosed by the British patent N <o> 1,435,686, which is designed to resist attempts at surface abrasion fraud to remove printing and writing ink. This security paper comprises a paper base sheet, coated with an opaque coating sensitive to abrasion and consisting of a non-metallic pigment (clay or TiO2) dispersed in a binder (synthetic polymer = vinyl / acrylic-styrene / acrylic copolymer -styrene / butadiene or natural polymer-cellulose-starch-casein). The paper base sheet has a color which contrasts with that of the coating so as to be able to reveal the traces of abrasion of the upper layer by transvision.
This patent does not teach a sandwich structure: light or white color / different or darker color / light or white color.
The coating of colored paper with an opacifying or white composition is also used in the field of security papers dedicated to a particular destination, which is the production of instant lottery tickets or any other similar like scratch tickets. Such articles contain printed, masked information which can be, on the one hand, a number, a symbol, a message possibly giving rise to a gain, and on the other hand, a security number making it possible to prevent counterfeits.
The masking of this information conventionally is obtained by means of a removable, opaque layer comprising, for example, a metallic pigment (aluminum) dispersed in a binder formed by a rubber latex or other hydrocarbon polymers (see layer 28 of the ticket lottery, described in US Patent N <o> 4,726,608). In addition to this opaque layer, the ticket comprises, as a coating for a paper substrate 18, from top to bottom, a non-stick layer 26, made of polyamide, a protective layer 25 of maleic vinyl acetate copolymer, the printed characters 24, a layer of primer in amorphous silica + maleated vinyl acetate polymer + n-propyl acetate solvent and finally an aluminum sheet 20 attached to the paper substrate 18.
In an attempt to eliminate the drawbacks linked to the presence of aluminum foil in this type of scratch-off game ticket, the European patent N <o> 0 428 489, suggests the use of coated paper for the manufacture of such articles. The security paper disclosed by this patent comprises a basic paper substrate, with a grammage of the order of 225 g / m <2>, colored with carbon black, so as to be completely opaque and coated with the aid of a composition comprising pigments such as clay or titanium dioxide, latex or starch. The sides of the coated paper thus obtained are white, smooth and uniform, therefore printable. These papers are presented as being non-delaminable.
To manufacture an instant lottery ticket, it is planned to carry out the printing on the faces of the coating of coating then to carry out a final coating using colored and scratchable conventional latex. This patent therefore discloses a sandwich structure: white coating coating / black opaque paper substrate / white coating coating.
European patent application N <o> 668 092 discloses an invention relating to instant lottery (scratch) papers, which recommend providing opacity to the paper not via the base paper substrate as proposed in the European patent NOT <o> 428,489, but by means of an opaque coating coating applied to said paper base substrate and comprising a pigment of the carbon black type dispersed in a binder of the latex type of styrene / butadiene copolymer. This opaque layer is moreover coated with an upper printing layer, obtained from a composition comprising styrene / butadiene latex, CaCO 3 and microspheres of styrene-acrylic polymer.
FR-A-2 192 211 discloses a process for coloring or dyeing absorbent paper with a rough surface, with a thickness of dye layer as small as possible but nevertheless making it possible to obtain a uniform shade from an optical point of view.
Once colored on one side, the paper can be coated with a layer of thermosetting synthetic resin.
To obtain this uniformity of coloring in spite of the uneven relief of the surface of the absorbent paper considered, this method provides for subjecting the face of the paper to be colored to a dyeing operation by magnetic calendaring or with magnetic rollers, aiming to deposit the dye in all hollow and pores, and a printing operation by gravure printing in hollow or typoflexographic printing aimed at ensuring the coloring of the bumps and the reliefs.
According to the teaching of this request, only one side of the paper is colored.
The paper obtained by this process is not homogeneous in its thickness since it has a layer of dye on the surface which, although being as small as possible, does exist and confers heterogeneity on the paper in its thickness.
Furthermore, this colored absorbent paper is not obtained from one and the same fibrous mattress of initial color C2 then discolored then or colored differently at least partially on at least one of its faces to form at least one white outer edge. or of color C1-C3 (different and / or less dark than the initial color C2).
Patent FR-A-537,357 relates to improvements in the manufacture of colored cardboard and paper. More specifically, this French patent discloses laminates comprising a cardboard base layer, on one or both sides of which is pasted a layer of paper, the surface of which is colored using means formed by reservoirs color 10 and by an apparatus 11 for adjusting the color layers.
According to a variant, the cardboard can be colored directly on one of its faces by one or more layers of color.
Again it is not disputable that this laminate is not homogeneous in its thickness since it comprises one or more layers of well-individualized color and possibly a layer of paper in addition to the base layer of cardboard.
Furthermore, it is clear that the known colored laminate is not obtained by discoloration or transcoloration of a fibrous continuum of given initial color.
German patent DE 67 632 C relates to a process for coloring a face of paper designed so as to avoid the migration of the dye from one face to the other of the paper substrate in question, in order to be able to color the two faces independently one from the other. According to this process, the strip of paper is passed between a heated drying cylinder referenced X and a coloring cylinder referenced B. The heat provided by the drying cylinder X makes it possible to quickly dry the dye and thus to fix it to the surface of the paper.
This process, as well as the colored paper which it makes it possible to obtain, do not have the following two characteristics: uniformity in thickness (layer of dye on the surface) and obtaining by bleaching or transcoloring on at least one of the faces of a given initial color.
It emerges from this review of the prior art that the known security papers, which can be authenticated by tearing and / or which are sufficiently opaque to be able to be used as supports for instant lottery tickets or scratch-off game tickets (absence of transfer), are the more often multilayer fibrous supports obtained by the coating technique.
However, it is known that this technique is relatively expensive in particular because of the fact that it is necessary to carry it out most of the time outside the conventional circuit of the paper machine. Clearly, this affects the productivity and profitability of the papermaking process. Furthermore, bedding is an operation which can be very easily reproduced with artisanal means. This only increases the risk of counterfeiting.
In addition, it is clear that the coating does not provide a really satisfactory solution, as regards the problem of delamination. The persistence, in the coated structures, of this problem inherent at the origin with the multi-lamellar structures, is underlined in the European patent application N <o> 0 668 092, page 2, lines 29-30.
In this state of the facts, one of the essential objectives of the present invention is to provide a fibrous support, in particular, a security paper, authenticated by tearing and capable of constituting an opaque substrate suitable for the production of a game ticket. removable, which overcomes the disadvantages of coated security papers according to the prior art.
Another essential objective of the invention is that this security paper meets the following specifications:
- authenticated by tearing,
- not delaminable,
- unforgeable,
- completely opaque so as not to be subject to transvision fraud in scratch-off game tickets,
- economic,
- offering good printability and writing qualities,
- not easily reproducible by artisanal means.
Another essential objective of the present invention is to provide a process for obtaining a fibrous support, in particular a security paper, which can be authenticated by tearing, is non-delaminable and completely opaque, said process having to be easy to carry out. in working and economical, due to its perfect integration into the classic paper manufacturing lines.
Another essential objective of the present invention is to provide a security paper which can be authenticated by tearing, constituted by the fibrous support mentioned above in the objectives of the invention.
Another essential objective of the present invention is to provide a scratch-off game ticket made from the above-mentioned fibrous support.
Having set these objectives, the Applicant had the merit of highlighting, after numerous researches and experiments, that it is advisable to provide an opaque fibrous support, in particular in paper, constituted by a single homogeneous fibrous mattress. , initially colored and subsequently transformed at the level of these two external faces over a certain thickness, by discoloration and / or transcoloration, so as to obtain a sandwich structure of the type:
white or color C1 outer edge / C2 = or NOTEQUAL color middle edge of C1 / and possibly white or C1 or C3 color outer edge,
with in the case where C1 = C2 = C3 a light -> dark color gradient from outside to inside.
It follows that the subject of the present invention is an opaque fibrous support 1, in particular paper, characterized in that it is obtained from a single fibrous mattress:
-> homogeneous, especially in its thickness;
-> produced from a single fibrous jet;
-> and initially colored (C2), then discolored or colored differently, at least partially on at least one of its faces, to form at least one white or colored outer edge (3, 4) (C1; C3),
different and / or less dark than the initial color (C2).
Such a fibrous support, in particular a security paper, has the advantage of being non-delaminable, of being completely opaque, inexpensive and easily obtainable in a paper machine, without substantial modifications of the latter.
In addition, its industrial character somewhat limits the risks of counterfeiting in an artisanal fashion.
According to a variant, the fibrous support is obtained from a single fibrous mat:
-> homogeneous, especially in its thickness;
-> produced from a single fibrous jet;
-> and initially colored (C2), then discolored or colored differently, at least partially on at least one of its faces, to form, on the one hand, at least one outer edge (3, 4) white or colored ( C1, C3), different and / or less dark than the initial color (C2) and on the other hand, at least one substantially median slice (2) of color (C2).
Insofar as one targets fibrous supports, in particular security papers which can be authenticated by tearing, it follows that the preferred but nonlimiting embodiment of the invention corresponds to a fibrous support comprising a substantially median colored edge, adjoining by each of its faces to a white outer slice or of a different color and / or less dark than the middle slice, the two outer slices being of the same color or not.
We will have recognized a multicolored, for example two-colored, sandwich type structure: color C1 / color C2 / color C3
with C1 identical or different to C3 and C2 identical or different to C1 and C3,
with the condition that, if C2 = C1 or C3 then C1 or C3 is clearer than C2.
This opaque, non-delaminable structure perfectly meets the specifications mentioned above.
The structure in a homogeneous and coherent fibrous network of the support according to the invention is linked to its formation in a single fibrous jet on the paper machine.
The attached single figure shows a cross-sectional view of such a support according to the preferred embodiment of the invention, purely by way of non-limiting example.
This figure shows a support 1 formed of a single fibrous network of thickness e comprising in its thickness a middle section 2 of color C2, said section 2 forming a fibrous structural continuum with the two external sections 3 and 4 of color C1 and C3 respectively.
In this example C1, C2 and C3 correspond to the same basic color knowing that C1 and C3 are clearly lighter than C2, so much so that they are close to white.
Such a two-color, non-delaminable opaque structure is imprinted with a tamper-proof recognition mark, corresponding to the color C2 of the middle edge 2, which makes it perfectly authenticable by tearing.
According to a variant of the fibrous safety support according to the invention, it is characterized in that it is obtained from a fibrous mattress initially colored, then discolored at least partially on at least one of its two faces, preferably both, to form, the two external sections 3 and 4 located on either side of the colored middle section 2.
This variant corresponds to the sandwich structure: white or very light brown / dark brown / white very light brown, shown in the single appended figure and described above. In this variant, the exterior / interior color contrast is obtained by means of a bleaching agent absorbed by the faces of the fibrous support considered, over a variable thickness as a function of the penetrability of said agent inside the support.
According to another variant, corresponding to the case where C2 is different from C1 and / or C3, the fibrous support is obtained from a fibrous mat initially colored and then colored differently at least partially on at least one of these two faces, preferably both, to form the two outer sections 3, 4 located on either side of the colored middle section 2.
In the first case, the coloring agent reacts with the bleaching agent while in the second case, it reacts with a transcoloration agent transforming C2 into C1 and C3 in the surface layers of the fibrous support 1.
The existence of these two structural variants (among others) for the support according to the invention, entails constitutional particularities. This is how the fibrous support is characterized in that it comprises at least one coloring agent and optionally at least one discoloration agent and / or at least one transcoloration agent, which have not reacted but are capable of reacting with the coloring agent in the outer slices.
Advantageously, the couple of coloring agent / bleaching agent and / or transcoloration is chosen from the following group:
<Tb> <TABLE> Columns = 2
<Tb> <SEP> Coloring agent <SEP> Bleaching and / or coloring agent
<Tb> <SEP> metal oxide <CEL AL = L> reducer
<Tb> <SEP> metal salt <September> sequestrant
<Tb> <SEP> colored pH indicator <SEP> medium with selected pH
<Tb> <SEP> colored indicator
redox <SEP> medium with selected Redox potential
<Tb> <September> Colorant <SEP> dye degrading agent
<Tb> <CEL CB = 1 CE = 2 AL = C> and their mixtures
<Tb> </ TABLE>
Oxides or metallic colored salts, such as iron or manganese salts, can be discolored by reducing agents or by sequestrants, such as for example EDTA or mono potassium phosphate.
Without being limiting, we can cite still other examples of a couple of coloring agent / bleaching agent, e.g .:
- metal oxide / reducing agent = copper or cobalt oxide / bisulfite in an acid medium,
- metallic salt / sequestering agent = iron or vanadium salt / ascorbic acid.
The colored pH indicators which can be used as coloring agent are easily discolored, by making a liquid medium of pH penetrate the faces of the fibrous mat so that it brings the indicator back in a colorless form or in a different color. Thus, for example, the phenolphthalein initially introduced into the paper pulp is brought to a basic pH which results in a pink coloring of the latter. A subsequent surface coating of the fibrous mat with an acid brings the phenolphthalein in a colorless form, corresponding to an acid pH.
As another example of a pH indicator capable of being used as a coloring agent, mention may be made of phenol red, bromocresol purple or bromophenol blue.
The colored redox indicators work on the same principle as the pH indicators mentioned above, with the difference of course that the key parameter is not the pH, but the redox potential. As an example of a coloring agent / discoloration or transcoloration agent couple, mention may be made of methylene blue or neutral red in combination with bleach.
Dyes constitute another class of suitable coloring agents in accordance with the invention. It may especially be dyes which may be broken down by oxidizing reagents, such as, for example, bleach or else sulfites, bisulfites, acids, bases, etc.
By way of illustration, mention may be made, as example, of the dyes with the chemical structure of triphenyl methane such as the BLUE DUASYN FOR INKS BJT from the company HOECHST. This coloring agent can be combined with bleaching agents formed by bleach and / or a weak base, or alternatively by sodium sulfite.
As another example of dye forming part of the fibrous support according to the invention and capable of reacting with degrading agents causing a change in color, mention may be made of cresol red associated with bleach in the bleaching bath. / transcoloration.
To illustrate the alternative embodiment according to which the fibrous support comprises at least one coloring agent and at least one transcoloration agent, the following examples will be mentioned:
* YELLOW LEVACELL 3 GX from BAYER in combination with a basic solution.
* SAFRANINE O with a bleach solution.
In addition to the chemical means of discoloration and transcoloration, it is possible to have recourse, in addition to or in substitution for the latter, to physical means having the same effects. It can be for example:
- actinic radiation such as UV and / or infrared
- the heat,
- electron bombardment,
- exposure to a laser beam,
- ultrasound or microwave treatments
- etc.
The fibrous security support according to the invention can also be defined through its particular physical characteristics. Thus, advantageously, its grammage is greater than or equal to 80 g / m <2>, preferably between 100 and 400 g / m <2> and, more preferably still between 120 and 300 g / m <2>.
The grammage of the paper is an important parameter with regard to the penetrability of bleaching / transcoloring agents. It is important, in fact, that these penetrate inside the fibrous support over a thickness sufficient for the change in color to be apparent, but it is obvious that this penetration must not be too great so as to preserve a slice median colored dark or colored differently, which is of significant thickness to allow authentication by tearing.
This control of the penetration of bleaching agents can also be obtained by varying the rate of refining of the fibers constituting the support and therefore its porosity as well as the bonding, that is to say its aptitude for subsequent rewetting with the solution. discoloration / transcoloration.
Preferably, the rate of refining of the fibrous support will be between 15 and 55 DEG SR (SHOPPER RIEGLER), and more preferably still between 30 and 45 DEG SR. It goes without saying that the value of the refining will also depend on the grammage of the paper. Those skilled in the art are perfectly capable of determining the appropriate values of these two parameters linked to one another.
As regards bonding, the agent used can be a conventional rosin adhesive, an alkyl ketene dimer or any other product making it possible to achieve a conventional value for this parameter, between 15 and 30 g / m <2> in COBB value, and more particularly from 16 to 20 g / m <2>.
In the context of the description of the process, we will come back to another important factor with regard to the penetrability, namely the viscosity of the liquid containing the bleaching / transcoloring agents.
In any case, these parameters can vary enormously depending on the grammage of the fibrous support considered. Indeed, the problem of the penetration of bleaching / transcoloring agents is different for a light grammage, of less than 120 g / m <2> and for a heavier grammage, above 200 g / m <2>. It is very rare in the latter case that, even without particular precautions at the level of the support, the bleaching / transcoloring solution penetrates to the heart of the sheet and discolours or changes the color of the paper over its total thickness.
According to a preferred arrangement of the invention, one chooses to make a paper or a fibrous support with colored interior and with enhanced opacity, using an intense coloring agent capable of forming a dark color (eg brown or brown: manganese oxide) .
In accordance with the invention, the fibrous safety support considered can have any fibrous composition: either purely cellulosic, or partly synthetic.
Conventionally, the suitable cellulose fibers can be hardwood fibers, coniferous fibers, or mixtures of them.
With regard to synthetic fibers, it may for example be polyester, polyamide or polyolefin fibers.
In practice, the rate of synthetic fibers relative to the total dry weight of cellulosic + synthetic fibers is of the order of 10 to 30% by weight and preferably 15%.
Advantageously, the fibrous support according to the invention may comprise conventional additives for stationery, namely:
- mineral or organic fillers such as kaolin, calcium carbonate, talc ...
- various resins or resistance agents, in particular for bringing wet strength properties,
- binders of the starch or carboxymethyl cellulose type to improve the mechanical characteristics of the papers,
- shading dyes,
- neutral, acidic or basic bonding products (alumina sulfate for acidic bonding or pH adjustment
- etc.
It can also be envisaged, in accordance with the invention, to incorporate additional authentication agents inside the fibrous support. They may be, for example, safety threads, boards and colored fibers, or not, fluorescent or not, as well as agents permitting infalsification, namely for example dyes insoluble in water but organosoluble, in the pigmented state, so as to preserve the writings or the printed indications carried on these fibrous supports, with respect to attempts at falsification, using erasers comprising organic solvents.
Ultimately, numerous additives can be included in the fibrous support according to the invention, on the condition that they are not degradable by the bleaching / transcoloration means, which must penetrate inside said fibrous support.
According to another of these aspects, the present invention also relates to a process for obtaining a fibrous support, in particular of paper, constituted in particular by one and the same fibrous mat, homogeneous in particular in its thickness, opaque and comprising, in its thickness, at least one (preferably one) substantially median colored slice and at least one (preferably two) white outer slice or of a different color and / or less dark than the median slice, characterized in that it essentially consists,
- 1 - to prepare a fibrous pulp - preferably a paper pulp, by incorporating at least one coloring agent,
- 2 - to put this paste in the form of a support constituted by a single and same fibrous sheet, produced by monojet,
- 3 - at least partially eliminating the water present in the sheet support,
- 4 - to discolor and / or transcolour at least one external edge of the sheet support before, during or after the elimination of water.
Such a method is one of those making it possible to obtain the fibrous support constituting the first object of the present invention described above.
According to a preferred method of implementing the process, the targeted fibrous support (eg paper) has a substantially median colored slice and, on either side of it, an outer white slice or of a different color and / or less dark than the middle edge. These two outer sections are identical or different colors. According to the preferred mode, bleaching and / or transcoloration is carried out using chemical and / or physical means.
Such a fibrous support corresponds to the preferred embodiment of the product according to the invention as described above and shown in the attached single figure.
Step 1 of preparing the fibrous pulp corresponds to a relatively conventional operation in the field of stationery. In a paper machine, this operation occurs at the head box or during the preparation of the pulp for the pulper. In this case, it is simply a matter of adding at least one coloring agent to the paste and of producing a homogeneous mixture.
Stage 2 is carried out via the head box die of the paper machine, which makes it possible to produce a fibrous mattress which can contain a coloring agent in a single-jet, this mattress then being conveyed to the draining modules. , pressing, then drying the paper machine.
These three modules are intended to satisfy step 3 of eliminating the water present in the sheet support.
In the case where we are dealing with a discoloration and / or a chemical transcoloration, in accordance with a preferred method of implementing the method according to the invention, step 4 is carried out by application of a bath of bleaching and / or transcolouring agent, using a device preferably provided in the paper machine. Even more preferably, this coating device is a traditional size press or "Size Press", or even a "blade metering size press", or a "gate-roll". Such a size press is usually located after the pre-drying.
In the less advantageous hypothesis where the coating of the discoloration or transcoloration bath is carried out, on leaving the paper machine, it is possible to envisage either the use of in-line coating means, such as eg devices with metal blade or air knife, either traditional printing techniques.
It should be noted that any suitable means for penetrating a bleaching / transcoloring solution into the fibrous support, can be substituted for the conventional means mentioned above.
It goes without saying that the concentrations of bleaching / transcolouring agent used in the coating baths are determined as a function of the amount of coloring agent contained in the fibrous support and as a function of the stoichiometry of the corresponding reaction. . These operating methods are perfectly within the reach of those skilled in the art.
As regards the nature of the coloring agents as well as the bleaching / transcoloration agents, reference will be made to the description and definitions given in this connection above, in the part of the present description relating to the fibrous supports taken as such.
As already mentioned before, the penetrability of the bleaching or coloring agent inside the fibrous support is a fundamental feature of the process according to the invention. The parameters making it possible to exercise control over this point are, on the one hand, the grammage, the rate of refining and the bonding of the fibrous support and, on the other hand, the viscosity of the coating bath.
Thus, the viscosity of the bleaching / transcoloring solution is adjusted by playing with the dry matter and / or by using film-forming binders (starch, cellulose, etc.). This viscosity adjustment is carried out according to the nature of the bleaching / transcoloration reagent, as well as according to its reactivity.
It goes without saying that the parameters acting on the penetrability of the bleaching / transcoloring agent are interdependent. Thus, the lower the grammage of the fibrous support, the higher the viscosity of the coating bath.
In practice we can indicate, by way of example:
- only for a grammage of 120 g / m <2>, the viscosity of the bath is advantageously greater than or equal to 100 mPa.s,
- and that for a grammage of 150 g / m <2>, the viscosity is advantageously greater than or equal to 80 mPa.s,
- and that for a grammage of 200 g / m <2>, the viscosity of the bath is advantageously greater than 30-50 mPa.s.
By way of example of a water-soluble binder, mention may be made for example of: carboxymethylcellulose, starch, polyvinyl alcohol which are natural binders, used in a more preferred manner, without excluding synthetic binders such as acrylic latexes or styrene-butadienes.
Advantageously, for step 4, there is used, in the case of discoloration / transcoloration by chemical means, a couple of coloring agent / bleaching agent and / or transcoloration chosen from the following group:
<Tb> <TABLE> Columns = 2
<Tb> <SEP> Coloring agent <SEP> Bleaching and / or coloring agent
<Tb> <SEP> metal oxide <CEL AL = L> reducer
<Tb> <SEP> metal salt <September> sequestrant
<Tb> <SEP> colored pH indicator <SEP> medium with selected pH
<Tb> <SEP> colored indicator
redox <SEP> medium with selected Redox potential
<Tb> <September> Colorant <SEP> dye degrading agent
<Tb> <CEL CB = 1 CE = 2 AL = C> and their mixtures
<Tb> </ TABLE>
In accordance with a preferred method of the method according to the invention:
- the bleaching / transcoloring agent is a chemical means,
- the fibrous support is paper made using a paper machine,
- And for carrying out step 4, the bleaching / transcoloring agent is applied in and / or out of the paper machine, on at least one of the external faces of the sheet, preferably using at least one of the following means: size press, rewetting system or coating system.
The present invention also relates to the use of the fibrous support as defined above and as obtained by the method, for the production of tear-off security paper as well as scratch-off game tickets or instant tickets lottery.
The present invention thus relates to a security paper which can be authenticated by tearing, characterized in that it is in particular constituted by the fibrous support as defined above and / or obtained by implementing the process as defined above.
Finally, the present invention relates to a scratch-off game ticket characterized in that it is in particular constituted by the fibrous support as defined above, and / or obtained by implementing the method as defined above.
The fibrous support according to the invention appears as being able to be a security paper which can be authenticated by tearing, opaque, non-delaminable, at low cost price, and perfectly suited for applications of tamper-proof documents, and which can be authenticated by tearing, as well as for application of scratch-off scratch-off game tickets.
The various examples below will shed some light on the invention but are in no way limiting.
EXAMPLE 1
A colored indicator: phenolphthalein solubilized in an alcoholic medium is introduced at a rate of 2% compared to the dry pulp with a mixer in a paper pulp composed for 50% hardwood and 50% coniferous, refined to 30 DEG SR and brought to a pH of 11, it develops an intense pink color. A colored support paper of 250 g / m <2> is produced on the paper machine.
A sizing press is coated with a dilute sulfuric acid solution so as to drop the pH of the paper surface and thereby destroy the pink-red color of the support; the final paper obtained is white on the outside and pink in the center.
The paper can be authenticated by tearing.
The resumption of bath with the gluing machine is 30% by weight relative to the colored support paper.
EXAMPLE 2
An authentic ticket is produced by introducing the BLEU DUASYN FOR BJT INK dye from the company HOECHST into the paper pulp at a rate of 0.2% by weight relative to the dry pulp, the pH of the pulp is adjusted to 4 with acid.
The blue paper thus produced with a grammage of 300 g / m <2> arrives at the sizing press of the paper machine where the following bath is applied at a rate of 20% weight gain relative to the paper:
Starch: 15% by dry weight compared to the coating bath,
Bleach at 12 DEG: 15% by weight in the state compared to the coating bath
After drying the paper is white on its external parts and blue inside: the tear allows direct visual authentication.
In addition, the paper with this specific dye can be authenticated at a second level: a line of ink erasing felt or the application of a basic solution on the colored internal part allows a discoloration of this part.
EXAMPLE 3
An unforgeable ticket is obtained by coating on the blue paper support of Example 2, with a bath containing 10% sodium sulfite with respect to the bath, replacing the bleach. The same end product is produced.
EXAMPLE 4
200 g / m colored paper <2> serving as a support is made on a paper machine using the YELLOW LEVACELL 3 GX dye from the company BAYER, the yellow paper thus produced is coated with a sizing press with a dilute solution of caustic soda so as to develop a red coloration on the surface of the paper; the coloring of the inside of the sheet remaining yellow, the paper can be authenticated by tearing.
The paper thus colored however has the drawback of not being easily usable in various applications by printers.
EXAMPLE 5
A support paper of 250 g / m <2> containing manganese oxide at a rate of 3% compared to the dry paste is strongly colored in brown.
This support is coated with a size press with a weakly acidic solution of formamidinesulfinic acid (at a rate of 5% relative to the coating bath) and of a carboxymethylcellulose of high viscosity (at a rate of 0.7% by dry weight relative to the coating bath) serving as a binder to the bath.
The resumption of bath with the gluing machine is 30% by weight relative to the support paper.
The final paper is white on its surfaces and colored brown in the center.
Such a paper has a greatly improved opacity, it is notably impossible, even under strong lighting, to read inscriptions marked on the back of the paper, while a paper of equivalent grammage does not have this ability.
This white product is printable and can therefore be used as backing paper for instant lottery tickets without the need to laminate with aluminum foil to avoid transvision.