EP1250492B1 - Procede d'elaboration de document de securite - Google Patents

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EP1250492B1
EP1250492B1 EP00988890A EP00988890A EP1250492B1 EP 1250492 B1 EP1250492 B1 EP 1250492B1 EP 00988890 A EP00988890 A EP 00988890A EP 00988890 A EP00988890 A EP 00988890A EP 1250492 B1 EP1250492 B1 EP 1250492B1
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EP
European Patent Office
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substance
process according
paper
medium
protective substance
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EP00988890A
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Jean-Michel Grimal
Maurice Perron
Christian Vieu
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Banque de France
Original Assignee
Banque de France
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/14—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
    • D21H21/40—Agents facilitating proof of genuineness or preventing fraudulent alteration, e.g. for security paper
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H23/00—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper
    • D21H23/02—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper characterised by the manner in which substances are added
    • D21H23/22—Addition to the formed paper
    • D21H23/32—Addition to the formed paper by contacting paper with an excess of material, e.g. from a reservoir or in a manner necessitating removal of applied excess material from the paper
    • D21H23/42—Paper being at least partly surrounded by the material on both sides
    • D21H23/44—Treatment with a gas or vapour

Definitions

  • the present invention relates to security or valuable documents. More specifically, the invention relates to a method for developing extremely robust fiduciary documents, in order to preserve their qualities and their specificities (for example security elements associated with the document) and / or to extend their duration of use, by especially when they are subject to an aggressive environment.
  • the invention applies generally to the production of any sensitive document comprising recognizable markings intended to enable the authentication of the document (bank note, check, any fiduciary document, security or official, etc.), and likely to be damaged.
  • markings associated with the documents To authenticate certain sensitive documents, there are known markings associated with the documents, readable by an observer or by a machine. Such markings thus constitute a security element of the document.
  • markings There are many types of marking that can be deposited on the surface of the document, or integrated into its internal structure, the marking having physical properties (optical, electrical, magnetic, etc.), chemical, or of any other nature (biological , ...) so as to allow its recognition
  • the marking must remain legible, that is to say, it must not be covered by dirt or other damage to the document that conceals it or be itself tampered with.
  • banknotes are handled and treated as everyday objects, and are commonly degraded and soiled. Such degradations may compromise the reading of the different authentication markings that the notes may contain or even make it impossible (in particular in the case of a replay by machine); this is a significant limitation of the security of the notes, and reduces their life because it is necessary for many applications to be able to authenticate the notes.
  • the object of the invention is to make it possible to produce a document comprising at least one authentication marking which constitutes a security element of the document, the authentication mark or labels being preserved from the degradations and soils in order to guarantee the security of the document. document.
  • the invention proposes a security document comprising a fibrous weft paper support, characterized in that that the fibrous web is impregnated over its entire thickness by a protective substance, so that said substance coats the fibers of the weft and covers the bonding areas of these fibers, the pores of said support being hermetically sealed by the coating.
  • a bank note is processed by first placing it in an evaporation chamber in which an extremely low pressure which can be assimilated to that of the vacuum is established.
  • This note may be a paper note with a fibrous web.
  • the crucible containing the substance is then heated, bringing it to a temperature which may be of the order of 1000 degrees centigrade, so that the substance passes into the gas phase. Once the substance is in the gas phase, it is released into the chamber and will be deposited on the ticket along a substantially straight path due to the virtual absence of pressure in the chamber.
  • a polymer of the type -xylene or SiO 2 which have advantageous hydrophobic properties.
  • the pores of the bill (whose diameter is of the order of 1 to 20 micrometers) may not be blocked by the varnish, and the quality of protection is in this case bad.
  • the protective substance impregnates the fibrous web of the paper over its entire thickness, so that the fibers of this weft are coated with the substance, and the binding between these fibers are also covered by this substance.
  • the Applicant has in particular carried out quantification tests on the evolution of whiteness at the level of the banknote watermark; such a test consists of an accelerated aging of the note (exposure to water and dirt %) and an optical determination of the whiteness of the paper.
  • the Applicant has also carried out life tests (based on the characterization of the mechanical state of the note after accelerated aging).
  • life tests based on the characterization of the mechanical state of the note after accelerated aging.
  • the varnished ticket made it possible to obtain a gain of the order of a few tens of percent compared to an untreated ticket, whereas in the case of a ticket treated according to the invention, the gain was the order of a few hundred percent, typically corresponding to a tripling of the life of the note.
  • the bill is placed in a plasma chamber within which a pressure close to that of the vacuum has been established, the target being able to be made of metal, for example silicon, the plasma being able to consist of a mixture of Argon and Oxygen. Bombarded by the oxygen ions, the target emits silicon particles that will combine on the surface of the ticket with oxygen ions to form silicon oxide SiO 2 (this combination is not realized in the absence solid support).
  • the note is also possible to coat the note by chemical vapor deposition (a method known as the Anglo-Saxon "chemical vapor deposition").
  • the note is exposed to the vapor phase substance (which thus forms a gaseous precursor), the vapor condensing on contact with the note to form a deposit on the note.
  • This embodiment also makes it possible to obtain a very good impregnation of the note by coating the fibers and thus clogging the pores of the paper, the gaseous precursor being able to diffuse in all the free volumes and to condense on all the exposed surfaces.
  • the substance coating must be thick enough to provide an effective and durable barrier; in practice, the thickness equivalent to the amount of deposited material (that is to say the thickness that would form the amount of substance actually deposited on a perfectly flat support and non-porous) must be of the order of a few micrometers for example from 0.2 to 30 micrometers.
  • the substances used for coating the fiber fibrous structure of the note are generally optically transparent, it is also possible to take advantage of the optical characteristics (coloring, etc.) of certain coating substances to obtain an aesthetic effect. advantageous on a ticket processed according to the invention.

Landscapes

  • Inspection Of Paper Currency And Valuable Securities (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
  • Credit Cards Or The Like (AREA)
  • Absorbent Articles And Supports Therefor (AREA)
  • Disintegrating Or Milling (AREA)
  • Safety Valves (AREA)
  • Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)

Description

  • La présente invention concerne les documents de sécurité ou de valeur. Plus précisément, l'invention concerne un procédé permettant d'élaborer des documents fiduciaires extrêmement robustes, afin de préserver leurs qualités et leurs spécificités (par exemple des éléments de sécurité associés au document) et/ou de prolonger leur durée d'utilisation, en particulier lorsque ceux-ci sont soumis à un environnement agressif.
  • Une application particulièrement avantageuse de l'invention, qui sera développée à titre d'exemple dans ce texte, concerne les billets de banque.
  • Toutefois cet exemple n'est pas limitatif, l'invention s'appliquant de manière générale à la réalisation de tout document sensible comprenant des marquages reconnaissables destinés à permettre l'authentification du document (billet de banque, chèque, tout document fiduciaire, de sécurité ou officiel, etc..), et susceptible d'être endommagé.
  • Pour permettre d'authentifier certains documents sensibles, on connaît des marquages associés aux documents, lisibles par un observateur ou par une machine. De tels marquages constituent ainsi un élément de sécurité du document. Il existe de très nombreux types de marquage pouvant être déposés sur la surface du document, ou intégrés dans sa structure interne, le marquage ayant des propriétés physiques (optique, électrique, magnétique...), chimiques, ou de tout autre nature (biologique, ...) de manière à permettre sa reconnaissance
  • Pour assurer sa fonction d'élément de sécurité, le marquage doit demeurer lisible, c'est-à-dire qu'il ne doit ni être recouvert par des salissures ou autres dégradations du document qui le dissimulent ni être lui-même altéré.
  • Or dans le cas des documents sensibles comportant de tels marquages, et destinés à être mis en oeuvre dans des environnements agressifs, les marquages sont susceptibles d'être ainsi rendus illisibles, ce qui constitue un inconvénient en termes de sécurité.
  • Par exemple, les billets de banque sont manipulés et traités comme des objets usuels, et subissent couramment des dégradations et salissures. De telles dégradations peuvent compromettre la lecture des différents marquages d'authentification que peuvent comporter les billets ou même la rendre impossible (en particulier dans le cas d'une relecture par machine) ; ceci constitue une limitation importante de la sécurité des billets, et réduit leur durée de vie car il est nécessaire pour de nombreuses applications de pouvoir authentifier les billets.
  • Les billets et documents traditionnels en papier peuvent à cet égard se révéler peu performants. Et étant donné l'importance croissante des éléments de sécurité dans les billets - mais également dans de nombreux types de documents - cette limitation constitue un inconvénient important.
  • Pour tenter de résoudre cet inconvénient, il est connu de mettre en oeuvre des techniques classiques d'impression pour déposer un vernis de protection sur la surface d'un billet en papier. Voir par example US-A-5660919.
  • Mais on constate que l'efficacité d'un tel procédé est très limitée et que si l'impression par vernis peut être relativement efficace contre les salissures, une telle protection résiste mal à l'usure mécanique du billet. En particulier, dans le cas de billets circulant dans un environnement humide, le billet n'est pas préservé des dégradations, notamment celles provoquées par l'eau (projections d'eau, impuretés déposées dans la trame du billet par l'air humide, ...).
  • On pourrait également envisager de réaliser des billets dont la structure même serait à base de polymères, mais les procédés connus pour imprimer, et de manière plus générale intégrer des marquages de sécurité sont mal adaptés à la sécurisation de tels billets et conduisent donc à des documents dont la sécurité est médiocre.
  • Le but de l'invention est de permettre de réaliser un document comportant au moins un marquage d'authentification qui constitue un élément de sécurité du document, le ou les marquages d'authentification étant préservés des dégradations et salissures de manière à garantir la sécurité du document.
  • Afin d'atteindre ce but, l'invention propose une document de sécurité comprenant un support en feuille de papier à trame fibreuse, caractérisé en ce que la trame fibreuse est imprégnée sur toute son épaisseur par une substance protectrice, de sorte que ladite substance enrobe les fibres de la trame et recouvre les zones de liaison de ces fibres, les pores dudit support étant hermétiquement bouchés par l'enrobage.
  • Des aspects préférés, mais non limitatifs du document de sécurité selon l'invention sont les suivants :
    • la substance protectrice comprend une substance organique.
    • la substance organique est un silane, un silane fluoré, un polymère de type -xylène, ou un autre polymère.
    • la substance protectrice comprend une substance inorganique.
    • la substance inorganique est du SiO2, du Si3N4, du TiO2, du ZnO ou du SnO2
    • la substance protectrice a été déposée sur le support en feuille de papier par évaporation sous vide.
    • la substance protectrice a été déposée sur le support en feuille de papier par décomposition d'un plasma sur la surface du support.
    • la décomposition du plasma a lieu sous une pression proche de celle du vide.
    • la substance protectrice a été déposée sur le support en feuille de papier par dépôt chimique en phase vapeur.
    • la substance protectrice a été déposée sur le support en feuille de papier par imprégnation du support par une solution de viscosité faible puis réalisation d'une étape de recuit permettant de figer la solution dans la trame du support.
    • l'épaisseur équivalente de l'enrobage est comprise entre 0,2 et 30 micromètres.
    • l'épaisseur équivalente de l'enrobage est comprise entre 1 et 5 micromètres.
    • la substance protectrice est colorée.
  • D'autres aspects, buts et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description suivante de différentes formes de réalisation de l'invention.
  • Selon un premier mode de réalisation de l'invention, on procède au traitement d'un billet de banque en le plaçant dans un premier temps dans une enceinte d'évaporation dans laquelle on a établi une pression extrêmement faible pouvant être assimilée à celle du vide. Ce billet peut être un billet en papier à trame fibreuse.
  • Le billet est placé en regard d'un creuset qui contient une substance hydrophobe pouvant être :
    • organique (silane, silane fluoré, polymère de type xylène - par exemple parylène (marque déposée), autre polymère...),
    • inorganique (SiO2, Si3N4, ou bien TiO2, ZnO, SnO2 par exemple),
    • ou de type hybride organique/inorganique (mélanges de SiO2 et de silanes fluorés, ou autre)
  • On chauffe ensuite le creuset contenant la substance, en l'amenant à une température pouvant être de l'ordre de 1000 degrés centigrades, de manière à ce que la substance passe en phase gazeuse. Une fois la substance passée en phase gazeuse, il est libéré dans l'enceinte et va se déposer sur le billet selon une trajectoire sensiblement rectiligne du fait de la quasi absence de pression dans l'enceinte. Parmi les substances évoquées, on pourra utiliser un polymère de type -xylène ou du SiO2 qui ont des propriétés hydrophobes avantageuses.
  • Dans le cas des techniques connues d'impression de vernis sur un billet, les pores du billet (dont le diamètre est de l'ordre de 1 à 20 micromètres) peuvent ne pas être bouchés par le vernis, et la qualité de la protection est dans ce cas mauvaise.
  • Dans le cas du procédé d'évaporation sous vide décrit ci-dessus, au contraire, la substance protectrice imprègne la trame fibreuse du papier sur toute son épaisseur, de sorte que les fibres de cette trame sont enrobées par ladite substance, et les zones de liaison entre ces fibres sont également recouvertes par cette substance.
  • Et par ce procédé les pores du billet sont hermétiquement bouchés, ce qui accroît considérablement la qualité de la protection (en particulier contre l'humidité et les particules portées par une atmosphère humide).
  • Pour caractériser cette amélioration la Demanderesse a en particulier effectué des tests de quantification de l'évolution de la blancheur au niveau du filigrane de billets de banque ; un tel test consiste en un vieillissement accéléré du billet (exposition à l'eau et aux salissures...) et en une détermination optique de la blancheur du papier.
  • En traitant un billet selon la technique connue d'impression de vernis, les résultats de blancheur étaient améliorés de quelques dizaines de pourcent par rapport à un billet non traité. En traitant le billet par dépôt d'un polymère selon un procédé tel que décrit ci-dessus, l'amélioration était considérablement supérieure.
  • La Demanderesse a également effectué des tests de durée de vie (se fondant sur la caractérisation de l'état mécanique du billet après un vieillissement accéléré). Dans ce cas encore, le billet vernis permettait d'obtenir un gain de l'ordre de quelques dizaines de pourcent par rapport à un billet non traité, alors que dans le cas d'un billet traité selon l'invention, le gain était de l'ordre de quelques centaines de pourcent , correspondant typiquement à un triplement de la durée de vie du billet.
  • Il est également possible selon l'invention de réaliser un enrobage des fibres de la trame d'un billet permettant de boucher les pores du billet et d'améliorer ainsi de manière très significative sa robustesse, en effectuant un dépôt sous vide par pulvérisation d'une cible soumise au bombardement d'ions issus d'un plasma.
  • Dans ce cas, le billet est placé dans une chambre à plasma à l'intérieur de laquelle on a établi une pression proche de celle du vide, la cible pouvant être réalisée en métal, par exemple en silicium, le plasma pouvant être constitué d'un mélange d'Argon et d'Oxygène. Bombardée par les ions d'oxygène, la cible émet des particules de silicium qui vont se combiner sur la surface du billet aux ions d'oxygène pour former de l'oxyde de silicium SiO2 (cette combinaison ne se réalisant pas en l'absence de support solide).
  • On notera par ailleurs qu'il est possible de réaliser un dépôt de substance sur un billet par création d'un plasma dans une enceinte dont la pression n'est pas proche de celle du vide, mais plus importante, voire proche de la pression atmosphérique.
  • Selon une autre forme de réalisation de l'invention, on peut également procéder à l'enrobage du billet par dépôt chimique en phase vapeur (méthode connue sous le terme anglo-saxon de « chemical vapor deposition »). Dans ce cas, le billet est exposé à la substance en phase vapeur (qui forme ainsi un précurseur gazeux), la vapeur se condensant au contact du billet pour former un dépôt sur le billet.
  • Cette forme de réalisation permet également d'obtenir une très bonne imprégnation du billet par enrobage des fibres et ainsi un bouchage des pores du papier, le précurseur gazeux pouvant diffuser dans tous les volumes libres et se condenser sur toutes les surfaces exposées.
  • Il est à noter que le dernier procédé mentionné ci-dessus doit être mis en oeuvre à des températures ne dépassant pas une limite haute de l'ordre de 200 degrés centigrades, de manière à ne pas endommager le papier (déformation ou autre altération). Cette forme de réalisation de l'invention peut être mise en oeuvre à pression atmosphérique, ou à pression réduite.
  • Enfin, il est également possible de mettre en oeuvre l'invention par un dépôt de type « solution-gel » lors duquel on trempe le billet dans une solution de viscosité suffisamment basse pour que la trame du billet soit totalement imprégnée, puis on effectue un recuit du billet ainsi imprégné pour figer la solution dans la trame du papier du billet. Ce procédé est particulièrement bien adapté à la mise en oeuvre de substances hybrides pour revêtir la surface du billet.
  • Les différentes formes de réalisation de l'invention décrites ci-dessus permettent de déposer sur la structure en trame fibreuse du billet une substance d'enrobage protectrice qui obture totalement les pores du papier et constitue ainsi une barrière extrêmement efficace contre l'humidité et les salissures comme les tests effectués par la Demanderesse l'ont montré. De plus, un tel enrobage permet d'augmenter considérablement la robustesse mécanique du billet.
  • L'enrobage de substance doit être assez épais pour constituer une barrière efficace et durable ; en pratique, l'épaisseur équivalente à la quantité de matière déposée (c'est-à-dire l'épaisseur que formerait la quantité de substance effectivement déposée sur un support parfaitement plan et non poreux) doit être de l'ordre de quelques micromètres, par exemple de 0,2 à 30 micromètres.
  • Toutefois, il est possible d'appliquer efficacement l'invention avec des enrobages d'épaisseur inférieure pour certaines substances (par exemple épaisseur équivalente de l'ordre de 5 micromètres voire 1 micromètre dans le cas de polymères de type -xylène qui présentent des caractéristiques avantageuses d'étanchéité et de tenue mécanique dès ces épaisseurs réduites).
  • On notera également que si les substances utilisées pour l'enrobage de la structure de trame fibreuse du billet sont généralement optiquement transparents, on peut également tirer profit des caractéristiques optiques (coloration ...) de certaines substances d'enrobage pour obtenir un effet esthétique avantageux sur un billet traité selon l'invention.

Claims (13)

  1. Procédé d'élaboration de documents de sécurité comprenant un support en feuille de papier à trame fibreuse, caractérisé en ce que le procédé comprend l'imprégnation de ladite trame fibreuse sur toute son épaisseur par une substance protectrice, de sorte que ladite substance enrobe les fibres de la trame et recouvre les zones de liaison de ces fibres, les pores dudit support étant hermétiquement bouchés par l'enrobage.
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la substance protectrice comprend une substance organique.
  3. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la substance organique est un silane, un silane fluoré, un polymère de type -xylène, ou un autre polymère.
  4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la substance protectrice comprend une substance inorganique.
  5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la substance inorganique est du SiO2, du Si3N4, du TiO2, du ZnO ou du SnO2.
  6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la substance protectrice a été déposée sur le support en feuille de papier par évaporation sous vide.
  7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on dépose la substance protectrice sur le support en feuille de papier par décomposition d'un plasma sur la surface du support.
  8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'on réalise la décomposition du plasma sous une pression proche de celle du vide.
  9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on dépose la substance protectrice sur le support en feuille de papier par dépôt chimique en phase vapeur.
  10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on dépose la substance protectrice sur le support en feuille de papier par imprégnation du support par une solution de viscosité faible puis par réalisation d'une étape de recuit permettant de figer la solution dans la trame du support.
  11. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'épaisseur équivalente de l'enrobage est comprise entre 0,2 et 30 micromètres.
  12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'épaisseur équivalente de l'enrobage est comprise entre 1 et 5 micromètres.
  13. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la substance protectrice est colorée.
EP00988890A 1999-12-07 2000-12-07 Procede d'elaboration de document de securite Expired - Lifetime EP1250492B1 (fr)

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FR (1) FR2801910B1 (fr)
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WO (1) WO2001042563A1 (fr)

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