FR2587380A1 - Procede pour incorporer des elements de securite dans du papier - Google Patents
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Abstract
DANS LE PROCEDE SELON LA PRESENTE INVENTION, ON FORME DES INDICATIONS 13 SUR LA SURFACE D'UN SUBSTRAT 10 QUI EST DISSOUS DE FACON SELECTIVE PENDANT L'OPERATION DE FABRICATION DU PAPIER, ON INSERE LE SUBSTRAT PORTANT LES INDICATIONS DANS LA PATE LIQUIDE 17 CONTENANT LES FIBRES DU PAPIER ET ON DISSOUT LEDIT SUBSTRAT POUR QUE LESDITES INDICATIONS SUBSISTENT AU SEIN DES FIBRES DU PAPIER SANS DISSOUDRE CES FIBRES PENDANT L'EGOUTTAGE ET LE SECHAGE DE CES FIBRES.
Description
Procédé pour incorporer des éléments de sécurité dans du papier on dispose
actuellement de procédés pour incorporer des dispositifs de sécurité non-amovibles et pouvant être lus optiquement dans du papier pendant la fabrication de oelui-ci. Le brevet US 4 437 935 décrit un procédé pour incorporer l'un de ces dispositifs de sécurité en utilisant un papier de support qui se disperse en venant en contact avec la pâte à papier humide pendant la fabrication du papier. La demande de brevet US décrit un procédé d'introduction d'un dispositif de sécurité dans la pâte à papier pendant la fabrication du papier en utilisant un papier de support auquel adhère le dispositif. Le papier de support vient en prise avec les fibres du papier de base en formant un papier composite qui facilite une fixation permanente du dispositif. Le brevet et la demande de brevet mentionnés ci-dessus sont cités ici à titre de référence. Dans le brevet et la demande de brevet mentionnés ci-dessus, le papier de support utilisé pour transporter le dispositif de sécurité subsiste sous forme d'une partie intégrante du papier fini et on ne peut le distinguer du papier de base que par un examen minutieux. Si on désire intégrer un micro-code dans la substance du papier en vue d'une lecture optique par transmission de lumière, le papier de support se révèle être un substrat inapproprié
pour des codes à fines lignes, c'est-à-dire une micro-
impression. -
Le brevet US 3 880 706 décrit un procédé pour insérer des fibres de sécurité fabriquées à partir d'une matière thermoplastique qui s'intègre par fusion dans les fibres du papier pendant la fabrication du papier. Une telle matière est une matière thermoplastique que l'on fait fo ndre au cours des phases finales de la fabrication du papier en soumettant ce papier à une
température prédéterminée. Une fois que la matière thermo-
plastique a fondu au sein du papier, on peut détecter sa
présence à l'aide de la lumière transmise.
Si on veut insérer une information micro-codée dans le papier, on en effectue tout d'abord une micro-impression sur une mince bande de matière transparente, telle qu'une pellicule de polyester. On introduit ensuite la pellicule de polyester déroulée d'une bobine d'une façon continue dans la pâte à papier sur une machine Fourdrinier ou machine à table plate ou sur une machine à forme ronde pendant l'opération de formation de la feuille. Une fois que les fibres du papier ont été pressées et séchées pour former le papier fini, la pellicule de polyester reste intacte et on peut voir la matière micro-imprimée à l'aide de la lumière transmise. On peut enlever du papier une telle pellicule en déchirant le papier de manière à découvrir la pellicule puis en soulevant du papier cette pellicule comme une bande continue. L'authenticité d'un billet de banque ou d'un document de sécurité peut être contestée si une partie ou la totalité de la mince bande pelliculaire codée a été enlevée. Si le micro- code contient des informations pouvant être lues par une machine, tant pour vérifier l'authenticité d'un papier-monnaie, par exemple, que pour identifier la valeur de ce papier-monnaie, il pourrait en résulter un
sérieux problème. Le micro-code d'identification correspon-
dant à une monnaie de valeur plus élevée pourrait être réinséré. La présente invention a pour objectif de fournir un
procédé permettant d'incorporer des informations micro-
codées dans un papier de sécurité sans que subsiste une indication quelconque d'un papier de support ou d'une
pellicule de support.
La présente invention comprend l'incorporation d'informations microcodées dans un substrat qui est ensuite dissous pendant les phases de la fabrication du papier de manière que les informations micro-codées subsistent dans la bande de papier. Les informations micro-codées peuvent être lues à la machine à l'aide de la lumière transmise ou bien détectées à l'aide de l'émission d'une radiation unique quand on les expose, soit pour une réflexion, soit pour une transmission, à une source spécifique d'énergie d'excitation. Il n'est pas possible d'enlever du papier ces informations sans détruire à la fois le papier et les informations microcodées. Dans un des modes de réalisation,
les informations micro-codées sont obtenues par micro-
impression sur une mince bande d'une pellicule de poly (alcool vinylique). on peut modifier le polymère en poly (alcool vinylique) par acétylation ou par traitement thermique de manière à obtenir une bande pelliculaire ayant des propriétés de solubilité contrôlées de façon spécifique. On va maintenant décrire la présente invention en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective de dessus du substrat sur lequel ont été micro-imprimés divers codes de sécurité; la figure 2 est une vue de c8té partiellement en coupe d'une machine Fourdrinier de fabrication de papier munie d'un tube en forme d'entonnoir destiné à introduire dans les fibres du papier la bande de substrat soluble; la figure 3 est une vue de c8té partiellement en coupe d'une machine de fabrication de papier du type à forme ronde munie d'un tube destiné à introduire dans les fibres du papier la pellicule de substrat soluble; la figure 4 est une coupe transversale du substrat en poly(alcool vinylique) (PVA) sur la surface duquel ont été appliqués des signes d'indication imprimés; la figure 5 est une vue en coupe de la bande de poly(alcool vinylique) (PVA) après qu'elle ait été formée à l'intérieur de la bande de papier humide avant sa dissolution; la figure 6 est une vue en coupe de la bande de poly(alcool vinylique) (PVA) pendant que la pellicule se dissout et que la bande de papier devient plus dense; la figure 7 est une vue en coupe du papier à l'état fini avec uniquement les signes d'indication; la figure 8 est une vue en plan d'un papier-monnaie contenant le micro-code qui y a été inséré par la bande de substrat soluble selon la présente invention; et la figure 9 est une yue d'extrémité d'une bande de poly(alcool vinylique) (PVA) avec le microcode imprimé
en relief directement sur la bande.
La figure 1 représente un substrat de support soluble qui consiste en une pellicule ou bande 10 d'un poly(alcool vinylique) (PVA) tel que celui fabriqué par Meno-sol Co. of Gary, Indiana. Le micro-code consiste en des signes micro-imprimés 11, en des signes 12 d'un code graphique à barres aussi bien qu'en des signes phosphorescents 13 que l'on applique au moyen d'une opération de micro-impression ou de revêtement. La bande 10 de PVA a une épaisseur de 0, 04 mm et une largeur d'environ 0,8 mm. On traite le PVA en chauffant le polymère dans l'air afin de le rendre insoluble dans l'eau Jusqu'à une température de 71 C. Ceci permet d'insérer la bande 10 de PVA dans la règle 15 d'admission de pâte d'une machine Fourdrinier 16 de fabrication de papier en l'introduisant par l'intermédiaire
d'un tube 14 dans la pâte liquide 17 formée par les fibres.
La pâte liquide 17 contient un mélange de fibres cellulo-
siques 24 qui subissent un égouttage le long de la toile métallique Fourdrinier 18 pour former le papier fini, comme on peut mieux le voir sur la figure 2. On maintient la température de la pâte humide à une valeur inférieure à 71 C ce qui permet à la bande de PVA insoluble 10 d'être incorporée dans la bande naissante qui se forme par la suite pendant légouttage de la pâte liquide fibreuse puis on effectue une compression et un séchage de la bande pour éliminer complètement toute l'eau. Pendant l'opération de séchage, la température de la bande dépasse 71 C, la bande de PVA se dissout et laisse les signes de micro-codes intacts au sein de la bande. on choisit PVA comme substrat de support soluble pour la raison évidente que le polymère en PVA est soluble dans l'eau et que l'on peut eontrôler, c'est-à-dire régler, à l'aide de la température comprise habituellement entre 37,8 C et 93 C la phase durant laquelle a lieu la dissolution de PVA. Quand on utilise d'autres matières solubles dans l'eau, comme par exemple la gélatine, on règle la température de l'eau en fonction de la solubilité préférée de la gélatine dans l'eau. Quand on utilise des substrats de support qui ne sont pas solubles dans l'eau, on peut effectuer une exposition de post-traitement au
solvant en immergeant le papier dans un bain de solvant.
Si on utilisait des résines insolubles dans l'eau, on pourrait exposer la fibre humide du papier contenant ces substrats en résine à des alcools, des cétones, des esters ainsi que des hydrocarbures spécifiques selon la composition
de la résine particulière.
La figure 3 montre une machine 20 à forme ronde
dans laquelle la bande lO de PVA est introduite par l'inter-
médiaire d'un tube 14 inséré dans la pâte liquide 17 qui consiste en une multiplicité de fibres cellulosiques mélangées 24 présentes dans de l'eau. Une forme ronde 21 pour papier est utilisée en combinaison avec un rouleau 22 de presse humide pour former à partir des fibres le
papier fini.
Le processus par lequel les signes d'indication micro-imprimés sont maintenus intacts au sein de la bande de papier n'est pas encore à l'heure actuelle clairement compris. Une des explications est que la matière de l'encre de micro-impression 23, que l'on peut mieux voir sur la figure 4, n'étant pas soluble dans l'eau, elle conserve son intégrité après que la bande de PVA 10 soluble dans l'eau se soit dissoute et ait émigré sous l'effet des
forces capillaires à l'intérieur des pores et des inters-
tices de la bande de papier. D'autres matières que l'on a appliquées à la surface de la bande lO de PVA comprennent des colorants et des pigments fluorescents ainsi que des pellicules métallisées et des pellicules revêtues d'oxyde métallique. Toutes ces matières restent intactes et en
position lors de la dissolution de la bande de PVA.
Une coupe transversale agrandie d'une partie de la bande 10 représentée sur la figure 1 est illustrée sur la figure 4 pour montrer l'épaisseur de l'encre 23 par rapport
à la bande 10.
La bande agrandie 10 est représentée immergée dans la pâte liquide 17 avec, sur ses deux c8tés, les fibres individuelles 24 du papier et avant qu'elle ne soit dissoute
par l'eau contenue dans la pâte liquide.
La dissolution partielle de la bande 10 est représentée en figure 6, la matière de la bande étant déplacée par les fibres du papier pendant le processus de dissolution. Sur la figure 7, la matière de la bande est complètement dissoute et les fibres individuelles 24 ont placé l'encre, au sein de la pâte humide, dans une position
prédéterminée fixée par l'emplacement initial de la bande.
La figure 8 montre un billet de banque 25 fabriqué de manière à contenir la bande soluble de la présente invention et cette figure illustre en détail l'emplacement des signes indicateurs ll à une position particulière et tels qu'on les voit à l'aide d'une transmission de lumière
de forte intensité projetée sur la surface arrière.
Au lieu de munir la surface de la bande avec des signes indicateurs qui ne sont pas solubles dans l'eau, comme représenté sur la figure 1, une variante de procédé permettant d'incorporer des éléments d'authentification dans le papier met en jeu les propriétés de la matière
même de la bande.
La figure 9 est une vue d'extrémité de la bande 10 telle qu'on peut la voir au moyen d'une lumière polarisée dans une paire de polariseurs croisés. Les informations sont imprimées sur la surface de la bande 10 à l'aide d'un instrument similaire à une machine à écrire dont le ruban a été enlevé. Les symboles ou codes à barres sont imprimés en relief sur la surface de la bande de manière que soit formé un creux 27 en dessous de la surface 26. Quand on utilise une matière formée de PVA pour la bande 10 destinée à se dissoudre ou "disparaître", on a constaté que la
contrainte imposée à la matière en PVA modifiait profon-
dément ses caractéristiques de solubilité. Les lignes de contrainte polarisées 28 qui représentent la densification de la matière en PVA constituant la bande 10 indiquent que la matière sous le creux 27 est beaucoup plus dense que celle en dessous de la surface 26 non soumise à une contrainte. Quand on règle la température de l'eau de telle sorte que la matière en PVA non soumise à une contrainte se dissolve pendant la phase d'égouttage et de séchage, le PVA soumis à une contrainte reste dans les interstices des fibres du papier. Le résultat est, de façon frappante, similaire à un filigrane de haute qualité dans lequel les fibres du papier sont déplacées de la région occupée par la matière en PVA non dissoute et on peut lire facilement à l'aide de la lumière transmise les signes indicateurs
comprenant la matière en PVA non dissoute. D'autres procé-
dés pour soumettre sélectivement à une contrainte la
matière en PVA comprennent un traitement par lumière ultra-
violette ou par électrons de haute énergie dans lequel on masque la matière devant être dissoute. Cette façon de procéder est similaire à la technique faisant appel à un
photoresist et que l'on utilise pour fabriquer les dispo-
sitifs à semiconducteurs, technique dans laquelle on a
recours à des acides pour dissoudre la matière à éliminer.
En plus de son utilisation comme moyen servant à des fins d'authentification, l'impression en relief des signes indicateurs dans la bande de PVA 10 destinée à être dissoute peut aussi servir à d'autres fins pour lesquelles on a recours à des filigranes. Les dimensions du filigrane seraient déterminées par l'épaisseur ainsi que par la largeur de la bande qui doit être dissoute et qu'il faut
utiliser dans le procédé.
La demanderesse a décrit dans le présent exposé des procédés et des matières permettant d'incorporer des signes d'authentification venant du papier pendant l'opération de fabrication du papier de telle sorte que le substrat servant de support à ces signes se dissolve pendant cette opération et ne puisse pas être enlevé du papier. La demanderesse a également décrit un procédé permettant
d'obtenir des filigranes simulés de haute qualité présen-
tant à l'intérieur du papier des détails que l'on ne pourrait pas obtenir par ailleurs à l'aide des techniques ordinaires de formation de filigranes avec un-écran humide.
Claims (10)
1. Procédé pour incorporer des éléments de sécurité dans un papier, ce procédé étant caractérisé par le fait qu'il consiste: à former des signes indicateurs (13) dans la surface
de la matière d'un substrat (10) qui est dissous sélective-
ment pendant l'opération de fabrication du papier; à insérer le substrat portant les signes indicateurs dans une pâte liquide (17) contenant les fibres du papier; et à dissoudre ledit substrat pour laisser subsister lesdits signes indicateurs dans lesdites fibres du papier sans dissoudre celles-ci pendant leur égouttage et leur séchage. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la matière du substrat est soluble dans l'eau à une temperature supérieure à celle de ladite pâte liquide. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la température de séchage est supérieure
à 71 C.
4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite pâteliquide comprend de l'eau, des
alcools, des cétones et des esters.
5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite matière du substrat comprend un
ester soluble dans l'eau.
6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits signes indicateurs comprennent
une matière qui n'est pas soluble dans l'eau.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que ladite matière des signes indicateurs comprend des colorants et des pigments fluorescents, des pellicules métallisées et d'oxyde métallique, et une encre
d'imprimerie.
8. Procédé pour incorporer des informations de sécurité dans un papier, caractérisé par le fait qu'il consiste: à former des empreintes dans la matière d'un substrat (lo) pour durcir par contrainte cette matière et pour
former des signes indicateurs (13) à des endroits spécifi-
ques sur cette matière; à insérer ledit substrat dans une pâte liquide contenant les fibres du papier pendant l'opération de fabrication du papier; à entourer ledit substrat avec lesdites fibres du papier; et à égoutter et chauffer lesdites fibres du papier pour dissoudre ledit substrat sauf auxdits endroits spécifiques. 9. Procédé pour former des filigranes dans du papier, caractérisé par le fait qu'il consiste: à former des signes indicateurs (13) à un endroit spécifique sur la surface d'une matière d'un substrat (10); à traiter ladite matière du substrat auxdits endroits spécifiques pour rendre ces endroits moins solubles que ladite matière du substrat aux autres endroits; à insérer ladite matière du substrat dans une pate liquide (17) contenant les fibres de fabrication du papier; et à égoutter et chauffer lesdites fibres du papier pour dissoudre ladite matière du substrat à l'exception de ladite matière qui a été traitée en obtenant ainsi des moyens destinés à déterminer lesdits endroits spécifiques
au sein du papier à l'aide de la lumière transmise.
10. Procédé pour incorporer des éléments de sécurité dans du papier, caractérisé par le fait qu'il consiste: à pourvoir de signes indicateurs (13) la matière d'un substrat (10), lesdits signes indicateurs (13) comprenant une matière qui n'est pas soluble pendant l'égouttage et le chauffage des fibres du papier, ladite matière du substrat étant soluble pendant le chauffage et l'égouttage desdites fibres du papier; et il à égoutter et chauffer lesdites fibres du papier pour les sécher et pour dissoudre ladite matière du
substrat sans dissoudre ladite matière des signes indi-
cateurs. 12. Procédé pour former des éléments de sécurité dans du papier, caractérisé par le fait qu'il consiste: à appliquer une matière formant des signes indicateurs (13) sur la surface de la matière d'un substrat (10), ladite matière des signes indicateurs et ladite
matière du substrat étant insolubles pendant l'égouttage -
et le chauffage des fibres du papier; à égoutter et à chauffer lesdites fibres du papier pour former un papier fini; et à soumettre ledit papier fini à la matière d'un solvant pour dissoudre ladite matière du substrat sans
dissoudre ladite matière des signes indicateurs.
13. Procédé pour incorporer des éléments de sécurité ou des filigranes dans du papier, caractérisé par le fait qu'il consiste: à former les signes indicateurs (13) sur la surface de la matière d'un substrat (lO) qui se dissout de façon
sélective à une température prédéterminée pendant l'opéra-
tion de fabrication du papier; à insérer le substrat portant les signes indicateurs dans une pâte liquide aqueuse (17) contenant des fibres de papier pendant l'égouttage de ladite pâte liquide et à maintenir cette pâte à une première température inférieure à ladite température prédéterminée pour incorporer ledit substrat dans les fibres du papier tout en égouttant ladite 0 pâte liquide pour consolider les fibres du papier sous forme d'une feuille de papier humide sans dissoudre ledit substrat; et à dissoudre ledit substrat à ladite température prédéterminée pour l'incorporer dans ladite feuille de papier et pour - laisser subsister lesdits signes indicateurs dans la feuille de papier sans dissoudre les fibres de
papier pendant le séchage de la feuille de papier humide.
14. Procédé pour incorporer des filigranes et des informations de sécurité dans un papier, caractérisé par le fait qu'il consiste: à imprimer en relief des signes indicateurs (13) dans la surface d'une matière d'un substrat (10) qui est soluble dans l'eau à une première température prédéterminée pour durcir par contrainte la matière et pour former des signes indicateurs à des endroits spécifiques de ladite matière et à augmenter la température à laquelle se dissout ladite matière durcie par contrainte jusqu'à une seconde température prédéterminée; à insérer ledit substrat dans une pate liquide aqueuse contenant des fibres de papier pendant l'opération de fabrication de papier; à entourer ledit substrat par lesdites fibres du papier; et à éliminer l'eau desdites fibres du papier sous une température de séchage se situant entre lesdites première et seconde températures prédéterminées pour sécher les fibres du papier et dissoudre ledit substrat
sauf auxdits endroits spécifiques.
15. Procédé pour incorporer des filigranes ou éléments de sécurité dans du papier, caractérisé par le fait qu'il consiste: à appliquer une matière formant des signes indicateurs (13) sur la matière d'un substrat (10O) soluble dans l'eau à une première température prédéterminée, ladite matière des signes indicateurs n'étant pas soluble pendant l'égouttage et le chauffage des fibres du papier à ladite première température prédéterminée, ladite matière du substrat n'étant pas soluble pendant ledit égouttagedesdites fibres du papier; et à chauffer lesdites fibres du papier jusqu'à une température de séchage supérieure à ladite première température prédéterminée après ledit égouttage p o u r sécher lesdites fibres du papier et pour dissoudre ladite matière du substrat sans dissoudre ladite
matière des signes indicateurs.
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