FR2957943A1 - Filigrane, procedes de fabrication d'une piece pour la formation d'un filigrane et piece obtenue selon ledit procede - Google Patents

Abstract

La présente invention se rapporte au domaine du papier et concerne un filigrane multiton haute définition ayant un contraste important et des clairs prononcés. Un tel filigrane est notamment obtenu au moyen d'une pièce (4) comprenant une face (5) munie d'un relief et des perforations (6). Les perforations (6) sont telles que l'aire de leur section à une distance donnée de la face égouttage dépend directement de ladite distance. La présente invention concerne également le procédé de fabrication de cette pièce utilisée pour la formation d'un tel filigrane, la pièce en elle-même ainsi que l'utilisation de cette pièce lors de la formation d'un filigrane.

Description

La présente invention se rapporte au domaine papetier et plus particulièrement à un filigrane. Elle concerne un filigrane formé au cours de la fabrication d'une feuille de papier, une feuille et un document le comprenant, le procédé de fabrication d'une pièce utilisée pour la formation d'un tel filigrane, la pièce obtenue selon ledit procédé de fabrication et l'utilisation de cette pièce lors de la formation d'un filigrane. Les filigranes sont couramment utilisés pour marquer des documents ayant un contenu ou une valeur spécifique. Il s'agit en particulier de titres de propriété, certificats, diplômes, billets de banque, passeports, cartes d'identité, permis de conduire, chèques, tickets d'accès à des manifestations culturelles ou sportives ou papiers à lettres à en-tête.

Les filigranes sont formés au cours de la fabrication de papier, notamment par modification de l'égouttage de la suspension fibreuse à partir de laquelle le papier est fabriqué. Ainsi une toile d'égouttage comprend généralement des pièces plates et pleines donc imperméables couramment appelées galvanos ou encore électrotypes. Une telle pièce (1) est représentée sur la figure 1.

A titre de remarque, une toile d'égouttage (aussi appelée toile de formation) est généralement constituée d'au moins deux toiles élémentaires superposées. Ces pièces ou galvanos modifient localement le dépôt des fibres de ladite suspension fibreuse par rapport aux zones non munies desdites pièces. L'effet obtenu est un filigrane clair facilement observable en lumière transmise. Ledit filigrane obtenu présente des zones claires uniformes, c'est-à-dire présentant un seul niveau de gris, et très prononcées. Par « observable en lumière transmise », on entend d'un élément (ici le filigrane) qu'il est visible, notamment à l'oeil nu, lorsque placé entre l'oeil de l'observateur et une source lumineuse de sorte que l'oeil perçoive les rayons de la source lumineuse à travers l'élément observé. A titre de remarque, les filigranes sont visibles en lumière transmise mais ils ne sont pas ou sont peu visibles en réflexion, c'est-à-dire lorsque l'oeil de l'observateur et la source lumineuse sont placés d'un même côté de l'élément à observer, l'oeil percevant ainsi les rayons de la source lumineuse se réfléchissant sur l'élément observé.

Des développements technologiques supplémentaires ont permis d'obtenir des filigranes comprenant plusieurs nuances en niveau de gris. Ces filigranes, appelés filigranes multitons ou filigranes ombrés, sont généralement obtenus par un embossage de la toile d'égouttage (2) par exemple représenté sur la figure 2, et notamment d'au moins l'une des toiles élémentaires, de préférence la toile supérieure, selon un relief embossé (3) composé de parties abaissées (32) et de parties surélevées (31) . De tels filigranes sont constitués de zones plus claires et de zones plus sombres que la partie non filigranée (ou velin) du substrat fibreux. Lesdites zones plus claires et plus sombres sont respectivement appelées les clairs et les sombres du filigrane.

Les filigranes multitons sont généralement obtenus selon le procédé papetier qui suit : une suspension fibreuse comprenant de l'eau et des fibres auxquelles sont éventuellement ajoutés des charges, notamment des agents de rétention, des agents opacifiants, des pigments, des agents anti-bactériens et/ou anti-fongiques, est mise en contact avec ladite toile d'égouttage embossée. Lors de l'égouttage, une plus grande quantité de fibres se dépose au regard des parties abaissées qu'au regard des parties surélevées par rapport au planum de la toile d'égouttage. La feuille « humide » obtenue par égouttage de ladite suspension fibreuse sur ladite toile d'égouttage est ensuite pressée puis séchée selon le procédé papetier courant. A titre de remarque des traitements supplémentaires peuvent être appliqués dans ou sur la feuille au cours de sa fabrication, notamment par des opérations telles que des imprégnations, des surfaçages, des couchages et/ou des lissages. Par observation en lumière transmise du filigrane de la feuille ainsi obtenue, on distingue plusieurs niveaux de gris, chaque niveau de gris correspondant à un niveau de relief, abaissement ou surélévation, desdites pièces.

La fabrication d'une toile d'égouttage comprenant des embossages pour la formation de filigranes multitons nécessite beaucoup de temps et est donc très coûteuse. En effet, une telle toile d'égouttage peut par exemple comprendre plusieurs centaines desdites pièces qui doivent toutes être identiques pour permettre l'obtention de filigranes identiques. La fabrication desdites pièces munies de relief nécessite par conséquent une attention particulière, notamment en ce qui concerne leurs dimensions et la reproductibilité de leur procédé de fabrication. La toile d'égouttage d'une machine à papier à forme ronde pour la formation de filigranes comprend généralement au moins deux toiles métalliques superposées. Elle est donc sensible aux chocs mécaniques. De tels chocs se produisent notamment sur les parties les plus exposées, par exemple les parties surélevées d'un embossage. Ils endommagent la toile d'égouttage et perturbent ainsi de façon irrémédiable la formation de la feuille de papier, et au moins une partie de la toile d'égouttage, par exemple la toile extérieure, doit alors être fabriquée de nouveau. De façon évidente la durée de vie limitée d'une toile d'égouttage est un des 30 facteurs influençant le coût total de production d'un papier filigrané. Récemment la demande DE 10 2005 042 344 a proposé le fait d'insérer localement, au niveau d'un embossage de la toile extérieure de la toile d'égouttage, une pièce plate perforée suivant le relief de l'embossage. Les perforations de ladite pièce sont des micro-perforations. L'avantage décrit dans cette demande réside dans la création de 35 filigranes multitons comprenant des zones claires. La demande DE 10 064 006 décrit comment les zones de la toile d'égouttage comprenant ces pièces perforées et permettant d'obtenir ces zones très claires, peuvent être munies de pièces supplémentaires au moyen d'un matériau à mémoire de forme.

Les demandes DE 10 2006 058 513 et WO 2008/071325 décrivent une pièce utilisée pour la formation de filigranes. Cette pièce en plastique moulée par injection est munie d'un relief comprenant des perforations réalisées au moyen d'un laser. Ainsi lesdites perforations sont formées dans une pièce profilée, c'est-à-dire comprenant un relief sur l'une de ses faces, et à partir de la face opposée au profil. Selon une variante, les perforations deviennent plus fines en allant de la face arrière (côté toile d'égouttage) vers la face profilée. Il est expliqué que les perforations assurent un écoulement libre de la suspension fibreuse et que les zones de ladite pièce ayant une plus grande épaisseur permettent la formation de points de faible épaisseur dans le papier.

Un inconvénient de cette méthode concerne la précision de la perforation, et en particulier son diamètre sur la face profilée, qui dépend fortement des propriétés du matériau utilisé, et notamment de la nature des plastiques et de l'épaisseur du matériau. La précision de la perforation est par conséquent difficile à contrôler. Le laser forme des trous qui rétrécissent en allant vers la face profilée. Du fait du procédé physique mis en oeuvre lors de la perforation d'un matériau plastique au moyen d'un laser CO2, la forme de la perforation est, dans la direction longitudinale du canal, plus ou moins conique du côté du laser en raison de la distribution d'énergie gaussienne du rayon laser, et plus le canal est long (plus l'épaisseur à perforer est importante), plus la forme conique diminue. La diminution de la forme conique ne permet pas de contrôler précisément les différents niveaux de gris dans le filigrane final observé en lumière transmise. L'utilisation d'un laser pour réaliser les perforations ne permet donc pas de contrôler précisément le diamètre de la perforation en fonction de la hauteur du relief Il en découle une perte de définition lors de la formation du filigrane. Il existe un besoin pour obtenir un filigrane ayant une meilleure définition, un contraste important et des clairs prononcés, notamment pour augmenter la sécurisation des substrats filigranés et rendre leur authentification ou leur identification plus facile. La Demanderesse se propose donc de résoudre les problèmes de l'art antérieur en proposant un filigrane multiton selon l'invention. L'invention a pour objet un filigrane multiton présentant une haute définition, un contraste important et des clairs prononcés. Ledit filigrane multiton présente un haut niveau de détail, et notamment de fortes nuances avec un écart type de la distribution des niveaux de gris codés sur 8 bits supérieur à 10, de préférence supérieur à 15, et/ou un écart des niveaux de gris codés sur 8 bits supérieur à 120, de préférence supérieur à 150.

La distribution des niveaux de gris est obtenue par acquisition par un scanner en transmission à 600 dpi de l'image dudit filigrane multiton. En particulier ledit filigrane multiton comprend des zones claires prononcées, notamment caractérisées par une différence « niveau de gris maximum » û « niveau de gris moyen » supérieure à 50, de préférence supérieure à 100, et/ou un écart des niveaux de gris codés sur 8 bits supérieur à 120, de préférence supérieur à 150. Ainsi le filigrane multiton présente des clairs très prononcés obtenus sans ajouter de pièce spécifique supplémentaire.

Le filigrane multiton selon l'invention est de préférence formé au moyen d'une seule pièce, notamment fixée à la toile d'égouttage. Les nuances et les différents niveaux de gris du filigrane sont obtenus à la fois par le relief et par les perforations de ladite pièce utilisée pour la formation du filigrane. Le filigrane multiton obtenu comprend au moins trois valeurs d'épaisseur différentes. Ledit filigrane présente également un très bon épair, c'est-à-dire une répartition des fibres uniforme et pas ou peu d'amas de fibres (également appelés « flocs »). L'épair est une mesure de la formation d'une feuille observée en lumière transmise, il est par exemple mesuré par un capteur 2D de formation de feuille, notamment développé par la société TECHPAP. En particulier, l'épair du filigrane mesuré au niveau d'un « aplat » est meilleur que l'épair du velin de la feuille contenant ledit filigrane car la formation du filigrane se fait sur une pièce munie d'un relief et perforée, et non pas sur la toile d'égouttage qui présente une surface moins régulière et des perforations moins précises car formées entre les fils de ladite toile d'égouttage. De la sorte, les filigranes multitons formés au moyen d'une pièce munie d'un relief et perforée présentent une meilleure définition que les filigranes obtenu grâce à un embossage de la toile d'égouttage. En particulier, ledit filigrane comprend un code formé, en positif ou en négatif, par un réseau de points sombres.

Ledit code peut être une image, un caractère alphanumérique, un idéogramme, un symbole, un mot ou encore un sigle. Ledit code peut être observable en lumière transmise à l'oeil nu, c'est-à-dire sans dispositif permettant de grossir le filigrane, ou encore à l'aide d'un dispositif permettant de grossir le filigrane, par exemple tel qu'une loupe, qu'un dispositif d'acquisition d'image, notamment un scanner en transmission, ou qu'un microscope. Ledit code est notamment un élément d'authentification du filigrane et plus largement du substrat le comprenant. En particulier, ledit code peut être un numéro de série correspondant à une fabrication de papier pour billets de banque. L'invention concerne également une feuille comprenant un filigrane selon l'invention et un document comprenant ou constitué d'une telle feuille. Un tel document est notamment choisi parmi les titres de propriété, cartes, certificats, diplômes, billets de banque, passeports, cartes d'identité, permis de conduire, chèques, tickets d'accès à des manifestations culturelles ou sportives ou papiers à lettres à en-tête.

L'invention s'étend au procédé de fabrication d'une pièce pour la formation d'un filigrane multiton dans un substrat par égouttage d'une suspension fibreuse, ladite pièce comprenant un relief sur l'une de ces faces dite « face profilée » et opposée à la « face égouttage », et des perforations, lesdites perforations comprenant un canal traversant avec une entrée sur la face profilée et une sortie sur la face égouttage, comprenant les étapes consistant à former ledit relief et former lesdites perforations sur ladite pièce de manière à ce que chaque perforation est telle que l'aire de la section de son canal à une distance donnée de la face égouttage dépend directement de ladite distance. Par « dépend directement », on entend ici que l'aire de la section du canal d'une perforation à une distance donnée de la face égouttage est fonction de, notamment proportionnelle, de préférence linéairement, à cette distance. En particulier pour une pièce comprenant une face égouttage sensiblement plane, il existe un lien de proportionnalité entre l'aire de la section du canal d'une perforation à une distance donnée de la face égouttage et cette distance donnée. De la sorte, la capacité d'égouttage d'une perforation dépend de la position relative du relief par rapport à cette perforation. De préférence la variation linéaire est inverse, autrement dit plus ladite distance est grande, plus l'aire de la section du canal d'une perforation est petite. Lors de la création d'une pièce selon l'invention l'effet de l'égouttage sur la formation du filigrane est prévisible. Il est ainsi possible de prévoir les effets du relief et ceux des perforations sur la formation du filigrane, et par conséquent de déterminer le relief et les perforations d'une pièce pour obtenir un filigrane donné. Ladite « face égouttage » est de préférence sensiblement plane. En variante elle suit le relief de la toile d'égouttage. Selon un cas particulier de l'invention, ladite pièce est métallique ou céramique.

Par « pièce métallique » on entend notamment une pièce comprenant du fer, du nickel, du cuivre, de l'acier inoxydable, du titane, du tungstène, du cobalt et/ou leurs alliages, par exemple de l'acier inoxydable. Selon un cas particulier de l'invention, ledit procédé comprend au moins une étape de frittage à laquelle est soumise ladite pièce.

Selon un cas particulier de l'invention, le relief de la face « profilée » et les perforations sont formées lors de la fabrication de ladite pièce, notamment au cours d'une seule et même étape et en particulier simultanément. Cela permet notamment de ne pas fragiliser la pièce par des opérations de perforation ultérieures et de gagner du temps lors de la fabrication de ladite pièce en diminuant le nombre d'étapes nécessaires.

En particulier la fabrication de ladite pièce est ainsi réalisée sans reprise de surfaçage, ni perçage. Ces opérations participent en effet à l'augmentation du coût de la pièce et nuisent à la reproductibilité du procédé. Or ledit procédé doit permettre d'obtenir des pièces identiques.

Selon une variante de l'invention, ledit procédé de fabrication d'une pièce pour la formation d'un filigrane multiton dans un substrat par égouttage d'une suspension fibreuse, est caractérisé en ce que ladite pièce est moulée par injection, ledit moulage par injection permettant d'obtenir ledit relief et lesdites perforations simultanément.

En particulier, ledit procédé de fabrication est un procédé qui comprend au moins les étapes suivantes : utiliser une poudre métallique ou une poudre céramique, et éventuellement un liant thermoplastique, injecter ladite poudre et le cas échant ledit liant dans un moule permettant la formation d'une pièce comprenant ledit relief et lesdites perforations, éventuellement délianter ladite pièce, et fritter la pièce, c'est-à-dire procéder à sa densification à l'état solide. Un tel procédé est un procédé de moulage des métaux ou des céramiques par injection (procédé M.I.M. pour « Metal Injection Moulding » ou C.I.M. pour « Ceramic Injection Moulding ») qui permet notamment de réaliser des formes complexes sur des pièces mécaniquement résistantes, avec une très grande précision et un haut rendement, et sans nécessiter d'usinage ultérieur. De plus cette technologie permet de produire des pièces d'aspect avec des formes gauches difficilement usinables et avec de très hautes qualités de surface.

Ladite poudre métallique peut être choisie parmi les poudres de fer, nickel, cuivre, acier inoxydable, titane, tungstène, cobalt et de leurs alliages, par exemple d'acier inoxydable. Il peut s'agir d'une poudre de particules dont la plus grande dimension est inférieure à 50 µm, de préférence comprise entre 1 et 40 µm. De préférence ladite poudre métallique est une poudre d'alliage de cuivre, d'alliage de fer, d'alliage de métaux inoxydables tels que le nickel et le chrome, ou de métal pur comme le titane. Les alliages de cuivre et les alliages de métaux inoxydables ont l'avantage de résister à la corrosion lors de la production du papier. Ladite poudre céramique peut notamment comprendre du zircone. Ledit liant thermoplastique peut être choisi parmi le polyéthylène (PE), le 30 polypropylène (PP), la paraffine, l'acide stéarique, le polyacétal (POM) et leurs mélanges. De préférence ledit liant thermoplastique est du polyacétal (POM). Ledit mélange peut notamment comprendre 60% de poudre métallique et 40% de liant plastique. Des mélanges de poudre métallique ou céramique et de liant thermoplastique 35 existent dans le commerce. Il peut notamment s'agir du produit Catamold commercialisé par la société BASF. Lesdits mélanges commercialisés peuvent se présenter sous forme de poudre ou de granulés de poudre métallique mélangés ou enrobées avec un liant thermoplastique. Lesdits granulés sont prêts pour une mise en oeuvre par injection dans un moule. Ledit moule comprend une face supérieure et une face inférieure. Une fois le moule fermé, l'intérieur de la face supérieure est pourvu d'un relief et les faces inférieure et supérieure sont reliées par plusieurs « colonnes » qui servent à la formation des perforations de ladite pièce. Lesdites colonnes peuvent être à section ronde ou polygonale, ladite section ayant une aire décroissante en allant de ladite face inférieure vers ladite face supérieure. La forme du moule est sensiblement complémentaire à la forme de ladite pièce 10 pour la formation d'un filigrane, des différences pouvant exister notamment du fait du procédé utilisé. Alors que l'usinage ne permet de réaliser que des perforations coniques ou cylindriques dans la matière et alors que le laser ne permet pas de contrôler la forme des perforations réalisées, le procédé de moulage des métaux par injection permet de réaliser 15 des perforations à section polygonale qui présentent un comportement, vis-à-vis de l'égouttage de la suspension fibreuse lors de la formation du filigrane, similaire à celui des perforations à section ronde, par exemple avec un polygone comprenant au moins six, de préférence au moins dix côtés, tout en permettant une meilleure rigidification du moule, les colonnes à section polygonale étant moins sujettes aux phénomènes de torsion 20 et de flexion. Une fois la pièce démoulée, l'opération de déliantage a pour but d'éliminer le liant thermoplastique. Elle peut être réalisée à l'aide d'un solvant (notamment élimination par réaction chimique ou dissolution) et/ou d'une cuisson (notamment élimination par évaporation ou destruction des liaisons chimiques par catalyse) dont les conditions 25 d'atmosphère, de température et de pression peuvent varier selon le mélange utilisé. L'opération de frittage réalisée sur la pièce déliantée est un traitement thermique permettant la densification à l'état solide de la matière. Elle peut être réalisée sous atmosphère réduite ou sous vide et à des températures élevées mais inférieures à la température de fusion du métal utilisé, par exemple supérieures à 1200°C pour certains 30 alliages de fer et métaux inoxydables. Le frittage s'accompagne d'un phénomène de retrait dimensionnel de la pièce, le métal se densifie en occupant les espaces libres laissés par le liant thermoplastique éliminé lors du déliantage. Ce retrait dimensionnel est contrôlé par les conditions opératoires et s'effectue de plus avec une conservation du volume et des reliefs. Ladite pièce peut ainsi atteindre une densité proche de 1, par 35 exemple supérieure à 0,98, et elle est une réplique exacte (les tolérances sont très faibles, de l'ordre de 0,03 à 0,07 %) à une échelle inférieure à 1, par exemple à une échelle de 80%, de l'intérieur du moule (relief de la face supérieure et perforations formées par les colonnes compris).

L'opération de frittage étant sous contrôle à travers les paramètres temps, température et pression, la densité peut être maîtrisée et adaptée aux alliages mis en oeuvre. Elle sera par exemple très proche de 1 avec des poudres à base de titane et comprise entre 0,8 et 1 pour des alliages de cuivre.

Ainsi une densité de 0,8 conduit à la production d'une pièce poreuse. Cette porosité résiduelle contrôlée lors de la production confère à la pièce des propriétés de filtration. Les conditions opératoires optimales, notamment l'atmosphère, la température et la pression, peuvent être déterminées par l'homme du métier.

L'invention s'étend également à un moule tel que décrit précédemment et destiné à être utilisé pour la fabrication d'une pièce pour la formation d'un filigrane multiton selon l'invention, notamment par un procédé de moulage des métaux ou des céramiques par injection. Selon une autre variante de l'invention, ledit procédé de fabrication d'une pièce pour la formation d'un filigrane comprend au moins les étapes consistant à utiliser une poudre et densifier ladite poudre, notamment métallique, sous l'action d'un laser. En particulier, ledit procédé de fabrication d'une pièce pour la formation d'un filigrane multiton dans un substrat par égouttage d'une suspension fibreuse, est un procédé de frittage utilisant un laser. Il s'agit notamment d'un procédé de fusion laser par fusion (ou S.L.M. pour « Selective Laser Melting ») ou de frittage laser sélectif (ou S.L.S. pour « Selective Laser Sintering »). Ledit procédé de frittage utilisant un laser permet de former ledit relief et lesdites perforations au cours d'une seule et même étape. Le procédé S.L.M. permet la densification locale d'un matériau sous forme de poudre, en le faisant fondre sous l'action d'un laser de forte puissance. Le matériau sous forme de poudre est par exemple une poudre métallique. Les conditions opératoires d'un tel procédé peuvent être les suivantes : enceinte de fabrication sous atmosphère azote, utilisation d'un laser infrarouge (IR), ayant par exemple une puissance comprise entre 50 et 100 Watts, et û utilisation de métaux tels que des aciers inoxydables ou à outils, du titane, des mélanges chrome-cobalt ou encore de l'aluminium. Le procédé S.L.M. permet d'atteindre une précision de ± 50 µm pour 100 mm, soit 0,05 %. Du fait de la précision et des faibles tolérances des procédés précédemment décrits, notamment M.I.M., C.I.M. ou S.L.M. on obtient, en utilisant le même moule, des pièces identiques et par conséquent une très grande reproductibilité des filigranes multitons formés au moyen de ces pièces. Cette précision et ces faibles tolérances permettant également d'obtenir des pièces avec un relief à une précision comprise entre 0,03 et 0,07 % et des perforations très fines pouvant atteindre 0,2 mm de diamètre. Les filigranes formés au moyen de ces pièces présentent donc une meilleure résolution ainsi qu'une grande finesse et une grande précision, notamment au niveau des détails du motif tels que les cheveux sur un portrait ou les traits d'un visage, encore plus grandes que celles obtenues grâce aux procédés antérieurs. L'invention concerne également une pièce pour la formation d'un filigrane multiton, tel que décrit précédemment, dans un substrat par égouttage d'une suspension fibreuse, caractérisée en ce qu'elle comprend un relief sur l'une de ces faces dite « face profilée » et opposée à la « face égouttage », et des perforations, lesdites perforations comprenant un canal traversant avec une entrée sur la face profilée et une sortie sur la face égouttage, et chaque perforation étant telle que l'aire de la section de son canal à une distance donnée de la face égouttage dépend directement de ladite distance. En particulier la face d'égouttage est sensiblement plane, et de préférence plane. Selon un cas particulier de l'invention la section desdites perforations est ovale, il s'agit de préférence d'un disque. Selon un cas particulier de l'invention, lesdites perforations ont une section polygonale dont l'aire diminue en allant de la face égouttage vers la face profilée. Ainsi la capacité d'égouttage est proportionnelle à la longueur du canal, c'est-à-dire du relief, de sorte que plus le relief est éloigné de la face égouttage, moins la capacité d'égouttage est importante. Ce lien de proportionnalité permet de faciliter considérablement la conception du relief Ainsi il est en effet plus aisé de prévoir les effets des perforations sur le dépôt des fibres sur ladite pièce lors de l'égouttage, et donc de prévoir le motif qui apparaîtra lors de l'observation en lumière transmise du filigrane formé au moyen de ladite pièce. Par ailleurs, les zones élevées du relief correspondent à des zones où le dépôt de fibres sera faible, à la fois du fait du relief, comme expliqué précédemment, et du fait que l'aire de la section du canal des perforations situées dans cette zone élevée du relief est réduite. Leurs capacités d'égouttage sont en effet plus faibles que celles des perforations situées dans des zones moins élevées. Ceci a notamment pour effet une aspiration moindre et par conséquent un dépôt moins important de fibres au niveau desdites zones élevées. Pour ces raisons on obtient des clairs très prononcés, similaires à ceux obtenus avec des galvanos mais qu'il est impossible d'obtenir par simple embossage de la toile d'égouttage. Les perforations sont de préférence suffisamment fines pour ne pas laisser passer les fibres de la suspension fibreuse lors de son égouttage.

Selon un cas particulier de l'invention, les perforations sont réparties uniformément. Elles forment par exemple des rangées et des colonnes respectivement espacées de 0,3 à 0,6 mm.

Selon un cas particulier de l'invention, la forme, les dimensions, la répartition et/ou la disposition des perforations forme, en positif ou en négatif, un code, notamment une image, un signe alphanumérique, un idéogramme, un symbole, un mot ou encore un sigle.

Ledit code est ainsi un élément d'authentification de ladite pièce mais aussi d'une feuille comprenant un filigrane multiton obtenu au moyen de ladite pièce. En effet, les perforations sont observables sur le filigrane sous la forme de points sombres. Selon la dimension des perforations, la disposition des perforations et par conséquent ledit code, peuvent être observables en lumière transmise à l'oeil nu, c'est-à- dire sans dispositif permettant de grossir le filigrane, ou encore à l'aide d'un dispositif permettant de grossir le filigrane, par exemple tel qu'une loupe, un compte-fil, un dispositif d'acquisition d'image, notamment un scanner en transmission, ou un microscope. Ledit code peut constituer un élément d'authentification ou d'identification du fabricant de ladite pièce pour la formation d'un filigrane multiton, du fabricant du substrat comprenant ledit filigrane multiton, du client ou du donneur d'ordre. Ledit code est non effaçable et difficile à contrefaire, en particulier plus difficile à contrefaire qu'une impression. Selon une variante de l'invention, ladite pièce est uniformément perforée sur toute sa surface, notamment selon des lignes et des colonnes, par exemple régulièrement espacées, et au moins une perforation n'est pas traversante. Autrement dit, le relief est localement plus haut, c'est-à-dire à une plus grande distance de la face égouttage, que les perforations. De la sorte on obtient des clairs plus prononcés que précédemment, l'aspiration étant nulle au niveau de ladite au moins une perforation non traversante. De plus, lors de l'égouttage les perforations situées autour de ladite au moins une perforation non traversante attirent par aspiration les fibres situées au-dessus de ladite au moins une perforation non traversante. Ceci a pour effet de créer des clairs encore plus prononcés, et notamment plus prononcés que dans le cas d'une pièce non perforée ou uniformément perforée mais sans perforations non traversantes.

Selon un cas particulier de l'invention, certaines zones de ladite pièce pour la formation d'un filigrane sont dépourvues de perforations. On réduit ainsi localement l'égouttage et on obtient des zones plus claires du filigrane contrastant (notamment à relief constant) avec les zones alentours munies de perforations. Le procédé selon l'invention permet également de créer des reliefs très prononcés et en particulier des zones basses disposées sur la face profilée à proximité de zones élevées. Ceci, associé à l'aspiration des perforations, permet d'obtenir des filigranes contrastés et très nuancés et présentant en particulier des clairs prononcés proches de sombres.

L'invention s'étend à l'utilisation d'au moins une pièce pour la formation d'un filigrane multiton dans un substrat par égouttage d'une suspension fibreuse, ladite pièce comprenant un relief sur l'une de ces faces dite « face profilée » et opposée à la « face égouttage », et des perforations, lesdites perforations comprenant un canal traversant avec une entrée sur la face profilée et une sortie sur la face égouttage, l'aire de la section du canal de chaque perforation à une distance donnée de la face égouttage dépend directement de ladite distance. Selon cette utilisation, ladite au moins une pièce est fixée dans ou sur une toile d'égouttage à travers laquelle une suspension fibreuse est égouttée. En particulier, ladite pièce est métallique ou céramique.

Par « toile d'égouttage » on entend une surface comprenant des ouvertures adaptées pour l'égouttage lors de la fabrication du papier. Une telle toile d'égouttage comprend de préférence plusieurs toiles superposées et notamment une toile de support comprenant de larges ouvertures sur laquelle sont disposées des toiles comprenant des ouvertures moins larges. Ladite toile d'égouttage et lesdites toiles superposées peuvent être tissées, électroformées ou consister en une plaque perforée. Une toile d'égouttage munie de pièces métalliques selon l'invention est moins vulnérable que les toiles d'égouttage conventionnelles embossées, notamment par rapport aux chocs mécaniques. Ladite pièce peut notamment être fixée à la toile de formation par soudure, par 20 collage, par serrage ou par attachement. De préférence ladite toile d'égouttage ou au moins l'une desdites toiles superposées est une toile métallique. L'utilisation de pièces métalliques permet de fixer facilement lesdites pièces, notamment par soudure. L'égouttage de la suspension fibreuse peut se faire au moyen d'une table plate ou 25 d'une forme ronde. Selon un cas particulier de l'invention la toile d'égouttage, et notamment au moins l'une desdites toiles superposées, peut être découpée ou embossée pour permettre la fixation de ladite pièce. La position de ladite pièce, notamment la distance de ladite pièce au planum de la 30 toile d'égouttage qui la comprend, peut être choisie de façon à obtenir la valeur moyenne d'épaisseur (donc d'opacité) du filigrane désirée. Ainsi plus la pièce sera abaissée, plus la valeur moyenne de l'épaisseur au regard de ladite pièce sera importante. En particulier la pièce peut être placée verticalement de manière à ce que la face profilée, notamment les parties les plus élevées, de ladite pièce coïncide avec le planum 35 de la toile d'égouttage. La pièce peut par exemple dépasser de moins de 2 mm, de préférence moins de 1 mm, de la toile d'égouttage. De la sorte la pièce est protégée d'éventuels dommages mécaniques lors de la formation du filigrane. De plus, du fait de la rigidité de la pièce, sa capacité à supporter une charge mécanique sur ou dans la toile d'égouttage sera plus importante que pour la zone du filigrane (ou zone embossée) d'une toile d'égouttage conventionnelle. La pièce peut également être positionnée en dessous du planum de la toile d'égouttage. Selon un cas particulier de l'invention, la toile d'égouttage peut comprendre en outre des zones permettant la formation de filigranes selon l'art antérieur. Ces zones permettant la formation de filigranes selon l'art antérieur peuvent par exemple correspondre à des filigranes comprenant un relief obtenus par embossage de la toile d'égouttage ou à des filigranes « tramés » comprenant deux niveaux de gris tels que ceux décrits dans le demande EP 1 122 360. En particulier les zones permettant la formation de filigranes selon l'art antérieur et selon l'invention sont disposées sur la toile d'égouttage de façon à ce que les filigranes soient juxtaposés ou superposés. Ils sont de préférence complémentaires et peuvent former un seul et même motif. La sécurisation de la feuille comprenant les filigranes est améliorée car le procédé de formation des filigranes met en oeuvre des technologies différentes.

L'invention sera mieux comprise à la lecture des exemples non limitatifs et des figures qui suivent. EXEMPLE On réalise un moule mono-empreinte dont la forme est le complémentaire de la forme de la pièce désirée qui comprend un relief sur l'une de ses faces internes dite face supérieure et des colonnes. Lesdites colonnes partent de la face opposée à la face supérieure, dite face inférieure, vers la face supérieure qu'elle atteignent ou non, selon le cas lesdites colonnes serviront donc à la formation, respectivement, de perforations coniques traversantes ou non traversantes. L' aire de la section de chaque colonne à une distance donnée de la face inférieure varie avec ladite distance linéairement et en sens inverse, autrement dit plus ladite distance est grande, plus l'aire de la section de ladite colonne est petite. Des granules de résine Catamold® commercialisées par BASF sont introduites dans une presse d'injection conventionnelle. Ces granules constituées de poudre métallique enrobée d'un liant thermoplastique sont chauffées puis injectées dans le moule décrit précédemment afin d'obtenir une première pièce. Ladite pièce est ensuite déliantée par cuisson dans un four. Le liant thermoplastique est ainsi éliminé. La pièce déliantée est ensuite frittée par cuisson dans un four. Cette densification à l'état solide de la matière (température inférieure à la température de fusion du métal) par la chaleur donne à la pièce sa cohésion et sa densité finales, et s'accompagne d'un retrait contrôlé mais d'une conservation du volume. De sorte que la pièce ainsi obtenue P2 est une réplique exacte à plus petite échelle de la forme du moule et de la pièce avant frittage.

On procède ensuite à l'acquisition par un scanner en transmission à 600 dpi de l'image de deux filigranes de dimension 3 cm x 3 cm représentant un même portrait. Les conditions d'illumination et d'acquisition sont identiques pour les deux filigranes. Le premier filigrane F1 a été réalisé au moyen d'un embossage de la toile formant un certain relief Le second filigrane F2 a été réalisé au moyen de la pièce P2 selon l'invention dont la fabrication a été décrite ci-avant. Ladite pièce P2 comprend sur sa face profilée un relief identique à celui formé par l'embossage de la toile utilisé pour le premier filigrane F1. Les deux filigranes F 1 et F2 ainsi obtenues sont facilement distinguables par observation en lumière transmise à l'oeil nu, l'image de F2 présente notamment une meilleure définition, un meilleur contraste, des clairs plus prononces, une meilleure précision du motif et un meilleur épair. On obtient alors des images en niveaux de gris codées sur 8 bits, de 0 pour le noir à 255 pour le blanc.

Des mesures de niveau de gris sont effectuées pour chaque filigrane sur deux zones du portrait : le visage et les cheveux. On établit alors pour chaque filigrane des courbe de distribution des niveaux de gris en comptant pour chacune desdites zones, le nombre de pixels correspondant à chaque niveau de gris. Ces courbes permettent d'obtenir les données regroupées dans le tableau suivant : TABLEAU 1 Visage Cheveux F1 F2 F1 F2 NG moyen 77,2 101,0 70,3 82,2 NG écart type 9,4 15,9 5,7 6,4 NG min 56 68 53 47 NG max 164 233 105 147 NG (max-min) 108 165 52 100 Tableau 1 : niveaux de gris codés en 8 bits Le filigrane F2 selon l'invention présente un niveau de gris moyen supérieur au niveau de gris moyen de F l. Dans son ensemble, il est donc plus clair que le filigrane F l. Le filigrane F2 présente un écart type des niveaux de gris supérieur à celui du filigrane F1, il est par conséquent plus contrasté que le filigrane F l.

Le filigrane F2 présente un écart de niveaux de gris supérieur à l'écart de niveau de gris du filigrane F1, respectivement pour les mêmes zones. Ces zones sont donc plus contrastées sur le filigrane F2 que sur le filigrane F l. Le filigrane F2 présente un niveau de gris maximum supérieur à celui du filigrane F1, les clairs sont donc plus prononcés sur le filigrane F2.30 DESCRIPTION DES FIGURES La figure 1 représente un galvano destiné à la formation d'un filigrane selon l'art antérieur. La figure 2 représente l'embossage d'une toile pour la formation d'un filigrane selon l'art antérieur. La figure 3 représente une pièce permettant la réalisation d'un filigrane selon l'invention. La figure 4 illustre la correspondance entre le relief de la pièce utilisée et le filigrane obtenu.

La figure 5 représente un code en négatif formé par les perforations. La figure 6 représente une pièce selon l'invention sur une toile de formation. Selon l'art antérieur décrit précédemment et permettant la formation de filigranes présentant une seule nuance de gris, un galvano (1) tel que représenté sur la figure 1 est fixé sur la toile de formation d'une machine à papier.

Par ailleurs, comme décrit précédemment il est connu d'embosser la toile de formation d'une machine à papier pour réaliser des filigranes multitons. La figure 2 représente une toile (2) comprenant une zone embossée (3) permettant la formation d'un filigrane multiton. La zone (31) étant plus élevée que le reste de la toile, elle permet la formation d'une zone claire du filigrane. Inversement, la zone (32) permet la formation d'une zone sombre du filigrane. Les zones (31) et (32) comprenant un relief à plusieurs niveaux, elles permettent d'obtenir un filigrane multiton. Une pièce (4) selon l'invention pour la formation d'un filigrane multiton, est représentée de façon schématique sur la figure 3. Ladite pièce (4) comprend une face (5) munie d'un relief et des perforations coniques (6), et la capacité d'égouttage de chaque perforation (6) dépend directement de la distance à la face d'égouttage de la section sur la face profilée du canal formé par ladite perforation (6). Du fait du relief de la face (5), les perforations (61) ne sont pas traversantes. Ceci a notamment pour effet de permettre la formation de zones très claires sur le filigrane. A titre de remarque, selon le procédé mis en oeuvre pour la fabrication de ladite pièce (4) pour la formation d'un filigrane, et en particulier pour la fabrication du moule permettant d'obtenir ladite pièce (4), il peut être plus facile et plus pratique de fabriquer ledit moule avec une face inférieure comprenant des colonnes uniformément réparties et avec un relief sur sa face supérieure qui peut, localement, être plus élevé que lesdites colonnes de façon à former des perforations non traversantes sur la pièce (4). La fabrication d'un moule avec des zones comprenant des colonnes uniformément réparties, et d'autres zones dépourvues de colonnes, peut en effet s'avérer plus complexe selon le procédé mis en oeuvre.

La figure 4 illustre la correspondance entre une pièce (4) selon l'invention pour la formation d'un filigrane multiton et les nuances de gris obtenues sur ledit filigrane multiton. Ladite pièce (4) comprend une surface (5) munie d'un relief et des perforations (6) dont certaines (61) ne sont pas traversantes. La pièce (4) représentée sur la figure 5 permet de former un filigrane multiton (8) selon l'invention comprenant plusieurs niveaux de gris. Les zones (71) et (73) ont un relief bas et par conséquent des perforations ayant une capacité d'égouttage importante, elles correspondent donc à des sombres du filigrane (8). La zone (72) a un relief plus haut que celui des zones (71) et (73), elle correspond donc à une zone allant du clair au très clair (de la gauche vers la droite) du filigrane (8). La zone (74) a un relief élevé et une perforations non traversante (61) et correspond à une zone très claire du filigrane. Le procédé selon l'invention qui est utilisé pour fabriquer la pièce (4), de par sa précision, permet d'obtenir des reliefs « abruptes » ce qui se traduit sur le filigrane par la présence de zones très claires, telles que la zone (74), directement adjacente à des zones très sombres, telles que la zone (73). De même que précédemment, la zone (76) correspond à un clair du filigrane placé entre deux sombres correspondant aux zones (75) et (77). Les zones (71), (75) et (77) permettent la formation de zones très sombres sur le filigrane (8) car au delà du creux formé par le relief de la face (5), les perforations sont plus larges dans ces zones donc l'égouttage est plus important. Il s'ensuit une densification plus importante du matelas fibreux en formation et par conséquent la formation de zones sombres. La disposition et la répartition des perforations (6) à la surface de la face « profilée » (5) de la pièce (4) selon l'invention peut permettre de former un code (62). La figure 5 est une vue de dessus d'une telle pièce (4), elle fait apparaître le code (62) « AW » en négatif. Ce code peut être réalisé par le biais de perforations non traversantes (61) disposées selon le code (62) ou par le fait que la pièce 4 ne possède pas de perforations sur une la zone formant le code (62). Selon une variante non représentée, le code (62) peut être formé par des perforations ayant chacune une section sur la face « profilée » (5) d'aire Al alors que hors de la zone définie par le code (62), la face « profilée » (5) est muni de perforations ayant chacune une section d'aire A2 supérieure à Al. Le rapport de proportion entre Al et A2 est notamment choisi de façon à rendre visible, par exemple sous observation en lumière transmise avec une loupe de grossissement égal à 5, ledit code (62). Une pièce (4) selon l'invention est représentée sur la figure 6. Elle peut notamment être soudée par une soudure (9) sur une zone embossée (21) de la toile d'égouttage (2). Cette pièce (4) comprend une face « profilée » (5), des perforations (6) et des perforations non traversantes (61).

Claims (15)

1. REVENDICATIONS1. Filigrane multiton (8) caractérisé en ce que l'écart type de la distribution des niveaux de gris codés sur 8 bits est supérieur à 10.
2. 2. Filigrane multiton (8) selon la revendication précédente caractérisé en ce qu'il comprend un code (62), notamment une image, un signe alphanumérique, un idéogramme, un symbole, un mot ou encore un sigle, formé par un réseau de points sombres.
3. 3. Feuille comprenant au moins un filigrane (8) selon l'une au moins des revendications précédentes.
4. 4. Document comprenant une feuille de sécurité selon la revendication 15 précédente, ledit document étant notamment choisi parmi les titres de propriété, certificats, diplômes, billets de banque, passeports, cartes d'identité, permis de conduire, chèques, tickets d'accès à des manifestations culturelles ou sportives, ou papiers à lettres à en-tête. 20
5. 5. Procédé de fabrication d'une pièce (4) pour la formation d'un filigrane multiton (8) selon la revendication 1 dans un substrat par égouttage d'une suspension fibreuse, ladite pièce (4) comprenant un relief sur l'une de ces faces (5) dite « face profilée » et opposée à la « face égouttage », et des perforations (6), lesdites perforations (6) comprenant un canal traversant avec une entrée sur la face profilée (5) et une sortie 25 sur la face égouttage, ledit procédé est caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à former ledit relief et former lesdites perforations (6) sur ladite pièce (4) de manière à ce que chaque perforation (6) soit telle que l'aire de la section de son canal à une distance donnée de la face égouttage dépend directement de ladite distance. 30
6. 6. Procédé de fabrication selon la revendication précédente caractérisé en ce que ladite pièce (4) est métallique ou céramique.
7. 7. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 5 à 6, caractérisé en ce que ladite pièce (4) est soumise à au moins une étape de frittage.
8. 8. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le relief de la face profilée (5) et les perforations (6) sont réalisées au cours d'une même étape, en particulier simultanément. 40
9. 9. Procédé de fabrication selon la revendication 6, caractérisé en ce ladite pièce (4) métallique est moulée par injection. 10 35
10. 10. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes suivantes : - utiliser une poudre métallique ou une poudre céramique, et éventuellement un liant thermoplastique, - injecter ladite poudre et le cas échéant ledit liant dans un moule permettant la formation d'une pièce (4) comprenant ledit relief et lesdites perforations (6), éventuellement délianter ladite pièce (4) ainsi obtenue, et fritter la pièce (4) déliantée.
11. 11. Procédé de fabrication selon l'une au moins des revendications 5 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes consistant à utiliser une poudre et densifier ladite poudre, notamment métallique, sous l'action d'un laser.
12. 12. Pièce (4) pour la formation d'un filigrane multiton (8) dans un substrat par égouttage d'une suspension fibreuse comprenant un relief sur l'une de ces faces (5) dite « face profilée » et opposée à la « face égouttage », et des perforations (6), lesdites perforations (6) comprenant un canal traversant avec une entrée sur la face profilée (5) et une sortie sur la face égouttage, caractérisée en ce que chaque perforation (6) est telle que l'aire de la section de son canal à une distance donnée de la face égouttage dépend directement de ladite distance.
13. 13. Pièce (4) selon la revendication précédente caractérisée en ce qu'elle est métallique ou céramique.
14. 14. Pièce (4) selon l'une quelconque des revendications 12 ou 13 caractérisée en ce que les dimensions, la répartition et/ou la disposition desdites perforations forme un code (62), notamment une image, un signe alphanumérique, un idéogramme, un symbole, un mot ou encore un sigle. 30
15. 15. Utilisation d'au moins une pièce (4) pour la formation d'un filigrane multiton (8) dans un substrat par égouttage d'une suspension fibreuse, ladite pièce (4) comprenant un relief sur l'une de ces faces (5) dite « face profilée » et opposée à la « face égouttage », et des perforations (6), lesdites perforations (6) comprenant un canal traversant avec une 35 entrée sur la face profilée (5) et une sortie sur la face égouttage, caractérisée en ce que l'aire de la section du canal de chaque perforation (6) à une distance donnée de la face égouttage dépend directement de ladite distance, et en ce que ladite au moins une pièce (4) est fixée dans ou sur une toile d'égouttage à travers laquelle une suspension fibreuse est égouttée.25