FR3071518A1 - PAPER HOLDER, SECURITY DOCUMENT INCLUDING IT, AND METHOD OF MANUFACTURE - Google Patents
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Abstract
La présente invention se rapporte notamment à un support papier à haute durabilité pour l'impression d'un document de sécurité, notamment un billet de banque, comprenant des fibres de cellulose, selon une proportion d'au moins 50 % en masse par rapport à la masse totale du support papier à l'état sec, des additifs et adjuvants, au moins un liant, et qui comprend en outre au moins un agent oléophobe et hydrophobe à base d'un composé organique contenant des groupements perfluoropolyéthers (PFPE), selon une concentration supérieure à 0 % et inférieure ou égale à 5 % en masse à l'état sec par rapport à la masse totale du support papier à l'état sec, caractérisé en ce qu'il comprend par ailleurs au moins un agent de renfort structurel non fibreux de la famille des agents assouplissants, c'est à dire des agents augmentant la flexibilité des fibres de cellulose, selon une quantité comprise entre 0,5 % et 15 % en masse par rapport à la masse totale du support papier à l'état sec.The present invention relates in particular to a paper medium with a high durability for printing a security document, in particular a bank note, comprising cellulose fibers, in a proportion of at least 50% by weight with respect to the total mass of the paper support in the dry state, additives and adjuvants, at least one binder, and which further comprises at least one oleophobic and hydrophobic agent based on an organic compound containing perfluoropolyether groups (PFPE), according to a concentration greater than 0% and less than or equal to 5% by mass in the dry state relative to the total mass of the paper support in the dry state, characterized in that it furthermore comprises at least one reinforcing agent non-fibrous structural structure of the family of softening agents, that is to say agents increasing the flexibility of cellulose fibers, in an amount of between 0.5% and 15% by weight relative to the total mass of the papic carrier r in the dry state.
Description
® SUPPORT PAPIER, DOCUMENT DE SECURITE QUI LE COMPREND ET PROCEDE DE FABRICATION. @) La présente invention se rapporte notamment à un support papier à haute durabilité pour l'impression d'un document de sécurité, notamment un billet de banque, comprenant des fibres de cellulose, selon une proportion d'au moins 50 % en masse par rapport à la masse totale du support papier à l'état sec, des additifs et adjuvants, au moins un liant, et qui comprend en outre au moins un agent oléophobe et hydrophobe à base d'un composé organique contenant des groupements perfluoropolyéthers (PFPE), selon une concentration supérieure à 0 % et inférieure ou égale à 5 % en masse à l'état sec par rapport à la masse totale du support papier à l'état sec, caractérisé en ce qu'il comprend par ailleurs au moins un agent de renfort structurel non fibreux de la famille des agents assouplissants, c'est à dire des agents augmentant la flexibilité des fibres de cellulose, selon une quantité comprise entre 0,5 % et 15 % en masse par rapport à la masse totale du support papier à l'état sec.® PAPER SUPPORT, SECURITY DOCUMENT INCLUDING THE SAME, AND MANUFACTURING METHOD. @) The present invention relates in particular to a high-durability paper support for printing a security document, in particular a bank note, comprising cellulose fibers, in a proportion of at least 50% by mass per relative to the total mass of the paper support in the dry state, of the additives and adjuvants, at least one binder, and which also comprises at least one oleophobic and hydrophobic agent based on an organic compound containing perfluoropolyether groups (PFPE) , according to a concentration greater than 0% and less than or equal to 5% by mass in the dry state relative to the total mass of the paper support in the dry state, characterized in that it also comprises at least one agent non-fibrous structural reinforcement from the family of softening agents, that is to say agents increasing the flexibility of cellulose fibers, in an amount of between 0.5% and 15% by mass relative to the total mass of the support pa pier in the dry state.
DOMAINE DE L'INVENTIONFIELD OF THE INVENTION
L'invention concerne un support papier à haute durabilité pour l'impression d'un document de sécurité, notamment un billet de banque.The invention relates to a high-durability paper support for printing a security document, in particular a bank note.
L'invention concerne également un procédé de fabrication de ce support papier et un document de sécurité réalisé à partir d'un tel support papier.The invention also relates to a method of manufacturing this paper support and a security document produced from such a paper support.
ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTIONTECHNOLOGICAL BACKGROUND OF THE INVENTION
Les documents de sécurité et notamment les billets de banque sont soumis à de nombreuses sollicitations pendant leur mise en circulation. Celles-ci peuvent être de nature mécanique par exemple des plis, des froissements et autres manipulations pouvant conduire à des détériorations plus ou moins marquées des fibres voire des déchirures de ces dernières.Security documents, particularly banknotes, are subject to numerous requests during their circulation. These can be mechanical in nature, for example folds, creases and other manipulations which can lead to more or less marked deterioration of the fibers or even tears of the latter.
A cela, il faut ajouter les contraintes environnementales auxquelles sont soumis les documents de sécurité, et on peut ainsi indiquer les expositions au rayonnement ultraviolet ou la sécheresse et surtout l’humidité relative, qui peut contribuer à modifier le comportement du billet. En effet, une exposition à un environnement humide peut engendrer un gonflement du papier, c’est-à-dire une augmentation de son grammage et de son épaisseur, accompagnée d’une baisse de la rigidité du papier. A l’inverse, un environnement trop sec peut entraîner une baisse d’humidité du papier et donc un comportement cassant de ses fibres.To this must be added the environmental constraints to which the security documents are subject, and one can thus indicate exposure to ultraviolet radiation or drought and especially relative humidity, which can contribute to modifying the behavior of the ticket. Indeed, exposure to a humid environment can cause swelling of the paper, that is to say an increase in its grammage and thickness, accompanied by a decrease in the stiffness of the paper. Conversely, an excessively dry environment can lead to a drop in the humidity of the paper and therefore brittle behavior of its fibers.
Il est donc primordial pour un papier qu’il conserve ses propriétés originales de rigidité mais également de résistance mécanique générale au cours de sa vie sur le terrain.It is therefore essential for a paper that it retains its original properties of rigidity but also of general mechanical resistance during its life in the field.
Enfin, il faut noter que parmi les salissures généralement présentes sur les billets, on trouve une combinaison de corps gras issus généralement du sébum et des matières grasses à usage culinaire véhiculés par l’homme et transférés depuis les porteurs successifs jusqu’au billet. L’accumulation de ces corps gras sur la surface du billet et plus encore leur pénétration au sein des fibres si la surface du papier est détériorée, contribue au caractère poisseux du billet et au sentiment désagréable qui en découle.Finally, it should be noted that among the dirt generally present on banknotes, there is a combination of fatty substances generally resulting from sebum and cooking fats transported by humans and transferred from successive holders to the banknote. The accumulation of these fatty substances on the surface of the banknote and even more their penetration into the fibers if the surface of the paper is damaged, contributes to the stickiness of the banknote and to the unpleasant feeling which results therefrom.
Ainsi, il existe un besoin de protéger la surface du papier, pour éviter l’accumulation de salissures mais également le cœur du papier (les fibres) afin de ralentir sa déstructuration et donc la progression des agresseurs externes si toutefois la protection de surface venait à se fragiliser, voire à disparaître.Thus, there is a need to protect the surface of the paper, to avoid the accumulation of dirt but also the core of the paper (the fibers) in order to slow down its destructuring and therefore the progression of external aggressors if however the surface protection comes to weaken or even disappear.
Ce phénomène est particulièrement visible aux endroits des plis notamment où les fibres sont sollicitées en flexion. Dans ces zones, où la protection de surface va rompre sous l’effet du pli, il existe un besoin d’améliorer la résistance de la fibre et plus particulièrement sa résistance à la flexion pour éviter que celle-ci ne casse. On ralentit ainsi le risque de rupture ou de déchirure du papier dans ces zones de fragilisation.This phenomenon is particularly visible at the places of the folds in particular where the fibers are stressed in bending. In these areas, where the surface protection will break under the effect of the crease, there is a need to improve the resistance of the fiber and more particularly its resistance to bending to prevent it from breaking. This slows the risk of breaking or tearing the paper in these weakened areas.
Afin de remédier à ce problème, on connaît déjà dans l’état de la technique, différents procédés permettant d’améliorer la résistance à la salissure et aux déchirures des billets de banque.In order to remedy this problem, various methods are already known in the state of the art which make it possible to improve the resistance to soiling and tearing of banknotes.
On connaît ainsi par exemple d’après le document FR 2 975 408 une feuille de papier haute durabilité, recouverte d’un revêtement de protection comprenant une couche d’imprimabilité externe à base de polyuréthane.Thus, for example from document FR 2 975 408, a sheet of high durability paper is known, covered with a protective coating comprising an external printability layer based on polyurethane.
On connaît également d’après l’état de la technique, des papiers à résistance améliorée, dans lesquels sont ajoutés à la pulpe de fibre de cellulose, des matériaux tels que des polyamides, des polyesters ou du polypropylène. On citera par exemple le document EP 1 432 576 qui décrit notamment l'emploi de fibres de renforcement en polyester.Also known from the prior art, papers with improved resistance, in which are added to the pulp of cellulose fiber, materials such as polyamides, polyesters or polypropylene. We may cite for example the document EP 1 432 576 which describes in particular the use of polyester reinforcing fibers.
On connaît également des billets de banque en matière plastique, par exemple ceux réalisés sur polypropylène bi-orienté (BOPP), présentés comme des produits assurant une forte longévité et d’autres produits hybrides comprenant à la fois des parties de papier et d’autres en plastique à base de polyamides ou polyesters.Plastic banknotes are also known, for example those produced on bi-oriented polypropylene (BOPP), presented as products ensuring a long longevity and other hybrid products comprising both paper and other parts. plastic based on polyamides or polyesters.
Les banques centrales responsables de l’émission, de la circulation et du retrait des billets de banque ont des contraintes budgétaires qui les contraignent à rechercher l’augmentation de la longévité des billets, et ce, afin de diminuer le coût du cycle de l’argent liquide, ce qui les fait se tourner légitimement vers les solutions précitées.The central banks responsible for issuing, circulating and withdrawing banknotes have budgetary constraints which force them to seek an increase in the longevity of banknotes, in order to reduce the cost of the cycle of the cash, which legitimately turns them to the aforementioned solutions.
Toutefois, les substrats obtenus avec les techniques identifiées cidessus présentent divers inconvénients :However, the substrates obtained with the techniques identified above have various drawbacks:
-Etre difficilement imprimables de par la nature très fermée des supports. Les encres pénètrent difficilement dans le support et ainsi leur séchage et leur adhésion sur le substrat peuvent en être perturbées ; il en résulte des difficultés certaines lors de la production des billets et parfois une faible tenue des encres dans le temps. De plus des couleurs ternes peuvent résulter de ces impressions.-Be difficult to print due to the very closed nature of the supports. The inks hardly penetrate into the support and thus their drying and their adhesion to the substrate can be disturbed; this results in certain difficulties during the production of banknotes and sometimes poor resistance of the inks over time. In addition, dull colors may result from these impressions.
- Etre difficilement mis en œuvre au cours du procédé de formation de la feuille à l’état humide. En effet, l’ajout de fibres synthétiques peut perturber voire empêcher la création de liaisons entre les fibres et donc déstructurer complètement la feuille de papier.- To be difficult to implement during the process of forming the sheet in the wet state. Indeed, the addition of synthetic fibers can disturb or even prevent the creation of bonds between the fibers and therefore completely destructure the sheet of paper.
Enfin, dans certains cas, le vernissage du support est obligatoire pour garantir une tenue minimum dans le temps.Finally, in some cases, the varnishing of the support is compulsory to guarantee a minimum hold over time.
A titre d'état de la technique, on peut également citer le document FR 3 025 532 au nom du présent demandeur. On y décrit un support papier à haute durabilité et biodégradable. Il comprend un agent de collage oléophobe et hydrophobe, ainsi qu'un agent de renfort structurel biodégradable.As a state of the art, document FR 3 025 532 can also be cited in the name of the present applicant. It describes a paper medium with high durability and biodegradable. It includes an oleophobic and hydrophobic bonding agent, as well as a biodegradable structural reinforcing agent.
En pratique, l'agent de renfort est constitué par des fibres additionnelles et de nature différente, qui viennent s'ajouter aux fibres de cellulose déjà habituellement présentes dans la structure du papier.In practice, the reinforcing agent consists of additional fibers of different nature, which are added to the cellulose fibers already usually present in the structure of the paper.
Par ailleurs et dans un tout autre domaine technique que celui de la présente invention, on décrit dans le document WO 2007/000177 un procédé de fabrication de papier toilette à deux épaisseurs dans lequel, avant de réunir ces deux épaisseurs, on applique au moins sur une surface de la feuille externe une composition adoucissante fournissant un contact agréable pour l’épiderme.Furthermore and in a completely different technical field than that of the present invention, a document is described in document WO 2007/000177 for manufacturing two-ply toilet paper in which, before combining these two plies, at least one applies to a surface of the external sheet a softening composition providing a pleasant contact for the epidermis.
En tout état de cause, il existe à ce jour un besoin de disposer d'un support papier destiné à la fabrication et à l'impression d'un document de sécurité, notamment un billet de banque, qui présente des caractéristiques de haute durabilité, à savoir des propriétés barrières élevées ainsi qu’une résistance aux sollicitations mécaniques élevée sans modifier le process papetier, plus précisément sans ajout de fibres différentes des fibres de cellulose habituellement utilisées pour la fabrication d'un tel papier, ni perturber l’impression du support final. Plus exactement, on cherche d’une part à augmenter la flexibilité des fibres, tout en conservant une rigidité relative du support papier, de manière à augmenter sa résistance au pliage et d’autre part à augmenter sa résistance à l’eau et à l’huile pour éviter une détérioration du support par l’eau et les corps gras qui sont susceptibles de se déposer à sa surface.In any event, to date there is a need to have a paper support intended for the manufacture and printing of a security document, in particular a bank note, which has characteristics of high durability, namely high barrier properties as well as high resistance to mechanical stress without modifying the papermaking process, more precisely without adding fibers other than the cellulose fibers usually used for the manufacture of such paper, or disturbing the printing of the support final. More precisely, one seeks on the one hand to increase the flexibility of the fibers, while retaining a relative rigidity of the paper support, so as to increase its resistance to folding and on the other hand to increase its resistance to water and to oil to avoid deterioration of the support by water and fatty substances which are likely to deposit on its surface.
RESUME DE L'INVENTIONSUMMARY OF THE INVENTION
Ainsi, la présente invention se rapporte à un support papier à haute durabilité pour l'impression d'un document de sécurité, notamment un billet de banque, comprenant des fibres de cellulose, selon une proportion d'au moins 50 % en masse par rapport à la masse totale du support papier à l'état sec, des additifs et adjuvants, au moins un liant, et qui comprend en outre au moins un agent oléophobe et hydrophobe à base d'un composé organique contenant des groupements perfluoropolyéthers (PFPE), selon une concentration supérieure à 0 % et inférieure ou égale à 5 % en masse à l’état sec par rapport à la masse totale du support papier à l'état sec,Thus, the present invention relates to a high-durability paper support for printing a security document, in particular a bank note, comprising cellulose fibers, in a proportion of at least 50% by mass relative to the total mass of the paper support in the dry state, additives and adjuvants, at least one binder, and which also comprises at least one oleophobic and hydrophobic agent based on an organic compound containing perfluoropolyether groups (PFPE), according to a concentration greater than 0% and less than or equal to 5% by mass in the dry state relative to the total mass of the paper support in the dry state,
Ce support comprend par ailleurs au moins un agent de renfort structurel non fibreux de la famille des agents assouplissants, c'est à dire des agents augmentant la flexibilité des fibres de cellulose, selon une quantité comprise entre 0,5 % et 15 % en masse par rapport à la masse totale du support papier à l'état sec.This support also comprises at least one non-fibrous structural reinforcing agent from the family of softening agents, that is to say agents which increase the flexibility of the cellulose fibers, in an amount of between 0.5% and 15% by mass. relative to the total mass of the paper support in the dry state.
Par ailleurs, selon d'autres caractéristiques non limitatives et avantageuses de ce support :Furthermore, according to other non-limiting and advantageous characteristics of this support:
le module d'Young dudit support, mesuré selon la norme ISO 1924 est diminué d'au moins 30 %, de préférence de 50 à 60 % comparativement à un support papier dépourvu dudit agent de renfort structurel ;the Young's modulus of said support, measured according to standard ISO 1924 is reduced by at least 30%, preferably by 50 to 60% compared to a paper support devoid of said structural reinforcing agent;
il présente une valeur moyenne SM/ST de résistance au double pli améliorée de 100 %, et de préférence de 200 % par rapport à celle d’un support papier dépourvu dudit agent de renfort structurel ;it has an average value SM / ST of resistance to double ply improved by 100%, and preferably by 200% compared to that of a paper support devoid of said structural reinforcing agent;
la concentration en fibres de cellulose est supérieure ou égale à 85% et inférieure à 100% en masse à l’état sec par rapport à la masse totale dudit support papier à l’état sec ;the cellulose fiber concentration is greater than or equal to 85% and less than 100% by mass in the dry state relative to the total mass of said paper support in the dry state;
les additifs et adjuvants et liant sont présents selon une concentration supérieure à 0 % et inférieure ou égale à 15 % en masse à l’état sec par rapport à la masse totale dudit support papier à l'état sec ;the additives and adjuvants and binder are present at a concentration greater than 0% and less than or equal to 15% by mass in the dry state relative to the total mass of the said paper support in the dry state;
l'agent de renfort structurel est choisi parmi les tensioactifs ;the structural reinforcing agent is chosen from surfactants;
ledit agent de renfort structurel est choisi parmi les tensioactifs cationiques, notamment parmi les composés ammonium quaternaire et les polymères cationiques ;said structural reinforcing agent is chosen from cationic surfactants, in particular from quaternary ammonium compounds and cationic polymers;
ledit agent de renfort structurel est choisi parmi les tensioactifs non ioniques, notamment dans le groupe constitué par le polybutylène, les acides gras à longue chaîne, c'est à dire ayant une longueur de chaîne supérieure ou égale à 10 atomes de carbone, et les acides aminés gras éthoxylés ;said structural reinforcing agent is chosen from nonionic surfactants, in particular from the group consisting of polybutylene, long chain fatty acids, that is to say having a chain length greater than or equal to 10 carbon atoms, and the ethoxylated fatty amino acids;
ledit agent de renfort structurel est choisi parmi les tensioactifs anioniques ; et les groupements perfluoropolyéthers possèdent dans leurs formules chimiques les fragments de base -(CF2CF2O)m-(CF2O)n- où m et n sont des entiers.said structural reinforcing agent is chosen from anionic surfactants; and the perfluoropolyether groups have in their chemical formulas the basic fragments - (CF2CF2O) m- (CF2O) n- where m and n are integers.
L’invention se rapporte également à un document de sécurité qui comprend un support selon l’une des caractéristiques précédentes.The invention also relates to a security document which comprises a support according to one of the preceding characteristics.
Avantageusement, ledit document est un billet de banque.Advantageously, said document is a bank note.
Enfin, elle se rapporte à un procédé de fabrication d’un tel support papier qui comprend les étapes suivantes :Finally, it relates to a process for manufacturing such a paper support which comprises the following steps:
a) mise en suspension dans l'eau des fibres de cellulose,a) cellulose fibers are suspended in water,
b) raffinage du mélange,b) refining the mixture,
c) ajout des additifs, adjuvants et liant,c) addition of additives, adjuvants and binder,
d) épuration et filtration de la suspension fibreuse,d) purification and filtration of the fibrous suspension,
e) mise en forme du support papier,e) shaping of the paper support,
f) pressage,f) pressing,
g) pré séchage,g) pre-drying,
h) enduction du support papier,h) coating of the paper support,
i) post séchage, et des étapes d’ajout d'agent(s) de renfort structurel et d’ajout d'agent(s) oléophobe(s) et hydrophobe(s), seuls ou en mélange, à savoir que : lorsqu’ils sont ajoutés seuls, c'est à dire individuellement : l'agent de renfort structurel est ajouté à l'étape c) et l'agent oléophobe et hydrophobe à l'étape h), ou inversement ; ou les deux agents sont appliqués l’un après l’autre à l’étape h) en ligne sur la machine à papier, le premier d'entre eux étant séché par air chaud ou rayonnement infrarouge, avant d’appliquer le deuxième, lui-même séché par air chaud ou rayonnement infrarouge, lorsqu’ils sont ajoutés en mélange, cet ajout est réalisé pendant l’étape c) ou pendant l’étape h).i) post-drying, and steps for adding structural reinforcing agent (s) and adding oleophobic and hydrophobic agent (s), alone or as a mixture, namely: when they are added alone, that is to say individually: the structural reinforcing agent is added in step c) and the oleophobic and hydrophobic agent in step h), or vice versa; or the two agents are applied one after the other in step h) in line on the paper machine, the first of them being dried by hot air or infrared radiation, before applying the second, even dried by hot air or infrared radiation, when they are added as a mixture, this addition is carried out during step c) or during step h).
Avantageusement, les agents de renfort structurel et les agents oléophobes et hydrophobes sont appliqués hors ligne, séparément ou en mélange, par enduction, trempage, imprégnation, surfaçage, pulvérisation, couchage à lame d’air, couchage rideau, couchage crayon, couchage par rouleaux gravés, préposés ou par transfert, type « size press », « film press », sans que cette énumération soit limitativeAdvantageously, the structural reinforcing agents and the oleophobic and hydrophobic agents are applied off-line, separately or as a mixture, by coating, soaking, impregnation, surfacing, spraying, air knife coating, curtain coating, pencil coating, roller coating. engraved, attendants or by transfer, type "size press", "film press", without this list being exhaustive
Ainsi qu'on le montre dans la suite de la description, les propriétés de haute durabilité sont obtenues par un traitement de surface qui ne nécessite pas de modification de la composition fibreuse du substrat. De plus, la perméabilité à l’air obtenue n’est pas nulle, contrairement aux perméabilités de la majorité des supports de haute durabilité connus actuellement sur le marché. En outre, la valeur de collage Cobb obtenue, c’est-à-dire la capacité d’absorption d'eau du support est normale et comparable à celle d'un papier standard pour billet de banque, ce qui conforte son caractère imprimable. Son impression est donc facilitée.As shown in the following description, the high durability properties are obtained by a surface treatment which does not require modification of the fibrous composition of the substrate. In addition, the air permeability obtained is not zero, unlike the permeabilities of the majority of high durability supports known currently on the market. In addition, the Cobb bonding value obtained, that is to say the water absorption capacity of the support is normal and comparable to that of a standard paper for banknotes, which confirms its printability. Its printing is therefore facilitated.
Par ailleurs, le support tel que décrit par l’invention conserve ses propriétés barrière après froissement, avec notamment des valeurs de perméabilité et de Cobb qui restent relativement faibles, contrairement à un papier non traité. Ces caractéristiques constituent des paramètres importants qui permettent au support de mieux résister aux sollicitations mécaniques lorsqu’il est en circulation sur le terrain.Furthermore, the support as described by the invention retains its barrier properties after creasing, with in particular permeability and Cobb values which remain relatively low, unlike untreated paper. These characteristics constitute important parameters which allow the support to better resist mechanical stresses when it is in circulation on the ground.
Enfin, le support tel que décrit par l’invention présente une résistance à la flexion augmentée tout en conservant une rigidité globale normale et comparable à un papier standard.Finally, the support as described by the invention has increased flexural strength while retaining a normal overall rigidity comparable to standard paper.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTIONDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Les fibres entrant dans la composition du support papier sont principalement des fibres de cellulose.The fibers used in the composition of the paper support are mainly cellulose fibers.
De façon avantageuse, ces fibres de cellulose sont choisies parmi les fibres issues de bois de feuillus, de bois de résineux, de plantes saisonnières telles que le coton, le chanvre ou le lin, par exemple. Ces différentes fibres peuvent être utilisées seules ou en mélange.Advantageously, these cellulose fibers are chosen from fibers derived from hardwoods, softwoods, seasonal plants such as cotton, hemp or flax, for example. These different fibers can be used alone or as a mixture.
De préférence toutefois, les fibres de cellulose utilisées sont des fibres de coton. Cette fibre est utilisée pour ses bonnes caractéristiques physiques et mécaniques. En effet, les fibres longues de coton peuvent mesurer jusqu’à 40 mm de long, ce qui confère au papier obtenu une très bonne résistance au pliage.Preferably, however, the cellulose fibers used are cotton fibers. This fiber is used for its good physical and mechanical characteristics. Indeed, the long cotton fibers can measure up to 40 mm long, which gives the paper obtained very good resistance to folding.
Le support papier conforme à l’invention comprend également des additifs et adjuvants, non fibreux, choisis de préférence parmi les composés antimousse, les charges minérales, les agents de résistance à l’état humide et les agents de collage utilisés seuls ou en mélange d’au moins deux d’entre eux.The paper support according to the invention also comprises non-fibrous additives and adjuvants, preferably chosen from antifoam compounds, mineral fillers, wet strength agents and bonding agents used alone or as a mixture of 'at least two of them.
Les composés anti-mousse sont par exemple des agents tels que les silicones, les émulsions de silicone, les polyéthylènes glycol, les dérivés de polyéthylènes glycol, les polyalcools synthétiques, les dérivés de polyalcools, les anti-mousses à base d’amide, à base d’ester ; des tensio-actifs tels que des oligomères, des oxydes d’éthylène (EtO), des oxydes de polypropylènes (PPOx) ; des agents hydrophobiques tels que des cires d’hydrocarbures, des cires de polyéthylène, des alcools gras, des acides gras, des esters gras, des éthylènesbis(stéramide) (EBS), des silices hydrophobiques.The anti-foaming compounds are, for example agents such as silicones, silicone emulsions, polyethylene glycol, polyethylene glycol derivatives, synthetic polyalcohols, polyalcohol derivatives, amide-based anti-foaming agents, ester base; surfactants such as oligomers, ethylene oxides (EtO), polypropylene oxides (PPOx); hydrophobic agents such as hydrocarbon waxes, polyethylene waxes, fatty alcohols, fatty acids, fatty esters, ethylenebis (steramide) (EBS), hydrophobic silicas.
Ces composés anti-mousse seront ajoutés lors de la préparation de la pâte à papier ainsi que dans la partie humide de la machine à papier, afin d'éviter la formation de mousse, voire de la détruire et ainsi améliorer la formation de la feuille.These anti-foaming compounds will be added during the preparation of the paper pulp as well as in the wet part of the paper machine, in order to avoid the formation of foam, or even to destroy it and thus improve the formation of the sheet.
De préférence, les charges minérales sont choisies parmi la silice colloïdale, les silicates de sodium, les aluminosilicates de sodium, les carbonates de calcium naturels ou précipités, le talc, le kaolin naturel ou calciné, l’hydrate d’alumine, le dioxyde de titane et le sulfate de baryum, seuls ou en mélange d’au moins deux d’entre eux.Preferably, the mineral fillers are chosen from colloidal silica, sodium silicates, sodium aluminosilicates, natural or precipitated calcium carbonates, talc, natural or calcined kaolin, alumina hydrate, carbon dioxide titanium and barium sulphate, alone or as a mixture of at least two of them.
Ces charges minérales sont ajoutées pour modifier les propriétés optiques du papier obtenu, telles que sa blancheur, sa brillance ou son opacité, mais également ses propriétés de surface. Certaines de ces charges sont moins coûteuses que les fibres et sont donc ajoutées pour diminuer les coûts de fabrication.These mineral fillers are added to modify the optical properties of the paper obtained, such as its whiteness, its gloss or its opacity, but also its surface properties. Some of these fillers are less costly than fibers and are therefore added to reduce manufacturing costs.
Les agents de résistance à l’état humide sont des polymères thermodurcissables qui sont ajoutés quand le papier est encore à l'état humide et qui réticulent dans le papier lors de son passage en sécherie. Ils jouent un rôle de barrière à l’eau une fois le papier fabriqué.Wet strength agents are thermosetting polymers that are added when the paper is still wet and that crosslink in the paper when it is dried. They act as a barrier to water once the paper is made.
On utilise, de préférence, principalement des polymères qui assurent la liaison des fibres entre elles, tels que les résines urée-formaldéhyde (UF), les résines mélamine-formaldéhyde (MF), les résines à base de polyamidoamine-épichlorhydrine (PAA-E), les résines de glyoxal, les complexes ions métalliques seuls ou en mélange.Preferably, mainly polymers are used which bond the fibers together, such as urea-formaldehyde resins (UF), melamine-formaldehyde resins (MF), polyamidoamine-epichlorohydrin resins (PAA-E ), glyoxal resins, metal ion complexes alone or as a mixture.
Les agents de collage retardent la pénétration des liquides dans le papier. Ils sont mis en œuvre soit lorsque le papier est encore à l'état humide (encollage dans la masse du papier), soit au niveau de la presse encolleuse (encollage en surface).Bonding agents delay the penetration of liquids into the paper. They are implemented either when the paper is still wet (sizing in the bulk of the paper), or at the size press (sizing on the surface).
De préférence, on utilise des produits naturels, tels que des résines naturelles modifiées (colles à base de résine), de l'amidon ou de l'amidon modifié ou des produits synthétiques, tels que le dimère d'alkyle cétène (AKD), l'alcénile succinique anhydride (ASA) et d'autres polymères (par exemple les copolymères à base d'esters d'acide acrylique et d'acide maléique, d'acrylonitrile et de styrène). L'AKD est le produit chimique de collage le plus couramment utilisé et il doit être employé de préférence lorsque les spécifications du produit le permettent. Il est également possible d'utiliser de la cire de paraffine et des cires de polyéthylène. Ces différents produits peuvent être utilisés seuls ou en mélange.Preferably, natural products are used, such as modified natural resins (resin-based adhesives), starch or modified starch or synthetic products, such as the alkyl ketene dimer (AKD), the succinic alkenile anhydride (ASA) and other polymers (for example copolymers based on esters of acrylic acid and maleic acid, acrylonitrile and styrene). AKD is the most commonly used bonding chemical and should preferably be used when product specifications permit. It is also possible to use paraffin wax and polyethylene waxes. These different products can be used alone or as a mixture.
Comme cela sera décrit ultérieurement, les fibres, additifs et adjuvants sont mélangés et sont liés entre eux par l’emploi d’au moins un liant.As will be described later, the fibers, additives and adjuvants are mixed and are linked together by the use of at least one binder.
Ce liant permet d'améliorer la résistance du papier à l’état sec.This binder improves the resistance of paper in the dry state.
De façon avantageuse, le liant est choisi parmi les alcools polyvinyliques, l’amidon, les fécules, le latex, les hémicelluloses, les CMC (carboxyméthylcelluloses), les galactomannanes, les gélatines ou les résines polyamide-épichlorhydrine, pris seuls ou en mélange d’au moins deux d’entre eux.Advantageously, the binder is chosen from polyvinyl alcohols, starch, starches, latex, hemicelluloses, CMCs (carboxymethylcelluloses), galactomannans, gelatins or polyamide-epichlorohydrin resins, taken alone or as a mixture of 'at least two of them.
Conformément à l'invention, le support papier comprend également un agent oléophobe et hydrophobe.According to the invention, the paper support also comprises an oleophobic and hydrophobic agent.
Cet agent oléophobe et hydrophobe est introduit de préférence sous forme d'une dispersion aqueuse à base de perfluoro-polyéthers (PFPE), possédant dans leurs formules chimiques les fragments de base -(CF2CF2O)m-(CF2O)n- ou m et n sont des entiers. Cet agent peut par exemple être choisi dans la gamme Fluorolink® PFPE commercialisée par la société Solvay. On peut citer par exemple le produit commercial « Fluorolink P56 » à base aqueuse.This oleophobic and hydrophobic agent is preferably introduced in the form of an aqueous dispersion based on perfluoro-polyethers (PFPE), having in their chemical formulas the basic fragments - (CF 2 CF 2 O) m - (CF 2 O) n - where m and n are integers. This agent can for example be chosen from the Fluorolink® PFPE range sold by the company Solvay. Mention may be made, for example, of the commercial product “Fluorolink P56” with an aqueous base.
Conformément à l’invention, on ajoute aux fibres, additifs, adjuvants et liants précités, au moins un agent de renfort structurel non fibreux de la famille des assouplissants. On entend, dans l’ensemble de la présente demande, un agent qui permet d’augmenter la flexibilité des fibres de cellulose du papier. Autrement dit, le module d’Young de ces fibres est diminué et leur allongement à la rupture est augmenté.In accordance with the invention, at least one non-fibrous structural reinforcing agent from the softener family is added to the fibers, additives, adjuvants and binders mentioned above. Throughout the present application is meant an agent which makes it possible to increase the flexibility of the cellulose fibers of the paper. In other words, the Young's modulus of these fibers is reduced and their elongation at break is increased.
De préférence, l’agent de renfort structurel est choisi parmi les tensioactifs tels que les tensioactifs cationiques, notamment parmi les composés d’ammonium quaternaire et les polymères cationiques.Preferably, the structural reinforcing agent is chosen from surfactants such as cationic surfactants, in particular from quaternary ammonium compounds and cationic polymers.
Mais il peut être choisi aussi parmi :But it can also be chosen from:
- les tensioactifs non ioniques, notamment dans le groupe constitué par le polybutylène, les acides gras à longue chaîne, c'est à dire comportant au moins 10 atomes de carbone, et les acides aminés gras éthoxylés ;- nonionic surfactants, especially in the group consisting of polybutylene, long chain fatty acids, that is to say comprising at least 10 carbon atoms, and ethoxylated fatty amino acids;
- les tensioactifs anioniques.- anionic surfactants.
La quantité d’agent de renfort structurel, que l’on peut qualifier d’agent assouplissant est de préférence comprise entre 1 et 30% en poids par rapport au poids total de la composition assouplissante.The amount of structural reinforcing agent, which can be described as softening agent, is preferably between 1 and 30% by weight relative to the total weight of the softening composition.
De préférence, la solution d’agent assouplissant contient de l’eau entre 20 et 90%, de préférence entre 60 et 90%.Preferably, the softener solution contains water between 20 and 90%, preferably between 60 and 90%.
Elle peut également contenir des solvants organiques à faible poids moléculaires tel que le polyéthylène glycol, l’éthanol, l’isopropanol, le npropanol, l’acétone, le méthyl éthyl cétone l’éthylène glycol, le propylène glycol, la glycérine, utilisés seuls ou en mélange. La quantité de ces solvants peut être comprise entre 0 et 30%, de préférence entre 3 et 15%.It can also contain low molecular weight organic solvents such as polyethylene glycol, ethanol, isopropanol, npropanol, acetone, methyl ethyl ketone ethylene glycol, propylene glycol, glycerin, used alone or mixed. The amount of these solvents can be between 0 and 30%, preferably between 3 and 15%.
Cet agent assouplissant peut être choisi par exemple dans la gamme Aquence FiberPlus® commercialisé par la société Henkel. On peut citer par exemple le produit commercial « Aquence FiberPlus Ultra » ou encore « Aquence FiberPlus Natural ».This softening agent can be chosen, for example, from the Aquence FiberPlus® range sold by the company Henkel. Examples include the commercial product "Aquence FiberPlus Ultra" or "Aquence FiberPlus Natural".
Conformément à l’invention, les produits précédemment cités sont introduits dans les concentrations suivantes :In accordance with the invention, the previously mentioned products are introduced in the following concentrations:
- Fibres de cellulose : supérieur ou égal à 85% et inférieur à 100%, de préférence compris entre 88 à 92% ;- Cellulose fibers: greater than or equal to 85% and less than 100%, preferably between 88 to 92%;
- Additifs, adjuvants et liants : supérieur à 0% et inférieur ou égal à 15%, de préférence compris entre 8% et 12% ;- Additives, adjuvants and binders: greater than 0% and less than or equal to 15%, preferably between 8% and 12%;
- Agent de renfort structurel : supérieur à 0% et inférieur ou égal à 15%, de préférence compris entre 0.5% et 3% ;- Structural reinforcing agent: greater than 0% and less than or equal to 15%, preferably between 0.5% and 3%;
- Agent oléophobe et hydrophobe : supérieur à 0% et inférieur ou égal à 5%, de préférence compris entre 0,5 et 2% ;- Oleophobic and hydrophobic agent: greater than 0% and less than or equal to 5%, preferably between 0.5 and 2%;
Ces pourcentages sont donnés en masse sèche d’un produit donné, rapportée à la masse totale à l’état sec de l’échantillon considéré dudit support papier.These percentages are given by dry mass of a given product, based on the total dry mass of the sample considered from said paper support.
Un exemple de réalisation du procédé de fabrication du support papier est décrit plus en détail ci-après.An exemplary embodiment of the process for manufacturing the paper support is described in more detail below.
Les fibres de cellulose sont mises en suspension dans l’eau. Le mélange est ensuite raffiné pour générer des éléments fibreux de petite taille qui permettront aux fibres de s’entrelacer plus facilement et à la feuille d’avoir une excellente résistance mécanique.The cellulose fibers are suspended in water. The mixture is then refined to generate small fibrous elements which will allow the fibers to intertwine more easily and the sheet to have excellent mechanical resistance.
Dans un deuxième temps, les différents additifs, adjuvants et les liants sont ajoutés à la suspension fibreuse. L’agent de renfort structurel peut être ajouté à ce stade, seul ou en mélange avec l’agent oléophobe et hydrophobe.In a second step, the various additives, adjuvants and binders are added to the fiber suspension. The structural reinforcing agent can be added at this stage, alone or as a mixture with the oleophobic and hydrophobic agent.
La suspension fibreuse est enfin épurée par gravité pour éliminer les impuretés, et par filtration pour éliminer les agglomérats de fibres qui pourraient nuire à l’homogénéité de la feuille.The fibrous suspension is finally purified by gravity to remove impurities, and by filtration to remove fiber agglomerates which could affect the uniformity of the sheet.
S’ils ne sont pas ajoutés dans la suspension fibreuse, le ou les agents de collage oléophobe et hydrophobe contenant les groupements perfluoropolyéthers et l’agent de renfort structurel peuvent être intégrés au support papier par enduction, trempage, imprégnation, surfaçage, pulvérisation, couchage à lame d’air, couchage rideau, couchage crayon, couchage par rouleaux gravés, préposés ou par transfert, type « size press », « film press », en ligne ou hors ligne, seuls ou en mélange.If they are not added to the fiber suspension, the oleophobic and hydrophobic bonding agent (s) containing the perfluoropolyether groups and the structural reinforcing agent can be incorporated into the paper support by coating, soaking, impregnation, surfacing, spraying, coating air knife, curtain coating, pencil coating, engraved roller coating, attendants or transfer, "size press", "film press" type, online or offline, alone or in combination.
La formation de la feuille constituant le support papier peut se faire avec une machine à forme ronde, avec ou sans ajout d’une pré-couche sous pression (communément appelée dans l’industrie fiduciaire short former), ou avec une table plate simple ou bi jet.The sheet forming the paper support can be formed with a machine with a round shape, with or without the addition of a pressurized pre-layer (commonly called in the short form fiduciary industry), or with a simple flat table or bi jet.
Un filigrane, un fil de sécurité, des fibres de sécurité, des hilites, des planchettes, ou des marqueurs pourront être intégrés au support papier lors de sa formation.A watermark, a safety thread, safety fibers, hilites, planchettes, or markers can be integrated into the paper support during its formation.
Selon une variante, les agents de renfort structurel ainsi que les agents de collage oléophobe et hydrophobe peuvent être appliqués en ligne ou hors ligne et séparément à savoir que le premier produit est séché avant d’appliquer le second produit. L’ordre d’application peut être inversé.Alternatively, the structural reinforcing agents as well as the oleophobic and hydrophobic bonding agents can be applied online or offline and separately, namely that the first product is dried before applying the second product. The application order can be reversed.
Selon une autre variante, les agents de renfort structurel et les agents de collage oléophobe et hydrophobe peuvent être ajoutés en mélange soit avec les différents additifs, adjuvants et liants dans la suspension fibreuse, soit par les différentes techniques de couchage précédemment citées, en ligne ou hors ligne.According to another variant, the structural reinforcing agents and the oleophobic and hydrophobic bonding agents can be added as a mixture either with the various additives, adjuvants and binders in the fibrous suspension, or by the various coating techniques previously mentioned, in line or offline.
Le support papier ainsi formé est imprimable et transformable par tous les procédés d’impression et de transformation connus et notamment ceux utilisés usuellement dans l’industrie fiduciaire (offset, sérigraphie, taille douce, dépose à chaud, flexographie, typographie...). Il est également possible de le vernir avant ou après impression.The paper support thus formed is printable and transformable by all known printing and transformation processes and in particular those commonly used in the fiduciary industry (offset, screen printing, intaglio, hot deposition, flexography, typography ...). It is also possible to varnish it before or after printing.
Des travaux ont été menés pour observer les propriétés de durabilité du papier ainsi obtenu.Work has been carried out to observe the durability properties of the paper thus obtained.
L’hydrophobie est caractérisée comme la résistance à la pénétration de l’eau et est mesurée à l’aide du test Cobb (60 s), selon la norme ISO 535. Il s’agit de la quantité d’eau absorbée par le support en g/m2 grâce à un gabarit d’imprégnation cylindrique, durant un laps de temps de 60 secondes. Il s’agit d’un test par ailleurs fréquent dans le domaine papetier pour caractériser l’absorption du papier.Hydrophobicity is characterized as resistance to water penetration and is measured using the Cobb test (60 s), according to ISO standard 535. This is the amount of water absorbed by the support in g / m 2 thanks to a cylindrical impregnation template, for a period of 60 seconds. This test is also frequent in the paper industry to characterize the absorption of paper.
Les résultats peuvent donner une indication sur l’imprimabilité du support. En effet, si la valeur de Cobb est très faible, on peut s'attendre à un refus d'encre de la part du support. A l’inverse, avec une valeur trop élevée, il peut être difficile d’atteindre le rendu souhaité en termes d’intensité des couleurs. Les valeurs standards pour un billet de banque sont comprises entre 40 et 80 g/m2.The results may give an indication of the printability of the support. Indeed, if the Cobb value is very low, we can expect a refusal of ink from the support. Conversely, with a value that is too high, it can be difficult to achieve the desired rendering in terms of color intensity. The standard values for a banknote are between 40 and 80 g / m 2 .
Ce test a également été réalisé après « crumpling sec x1 » (c’està-dire après un froissement du support sec) pour évaluer l’évolution des propriétés barrière du support après froissement.This test was also carried out after "crumpling sec x1" (ie after creasing of the dry support) to evaluate the evolution of the barrier properties of the support after crumpling.
Conformément à ce test, le froissement a été réalisé une fois, sur l’échantillon sec de dimensions 6,7 x 6,7 cm à l’aide d’un appareil permettant le froissage développé par le « National Bureau of Standards » et commercialisé par la société IGT Testing Systems, appareil couramment utilisé dans le domaine fiduciaire. L’échantillon est enroulé autour d’une fourche avant d’être glissé dans un tube muni d’un capuchon. Ce tube est ensuite engagé dans un manchon vertical muni d’une tige pleine. Le tube doit alors être enfoncé jusqu’à obtention d’un décollement du contrepoids de l’appareil IGT appliquant ainsi une force deIn accordance with this test, the crumpling was carried out once, on the dry sample of dimensions 6.7 x 6.7 cm using a crumpling device developed by the "National Bureau of Standards" and marketed by the company IGT Testing Systems, a device commonly used in the fiduciary field. The sample is wrapped around a fork before being slid into a tube with a cap. This tube is then engaged in a vertical sleeve provided with a solid rod. The tube must then be pushed in until a counterweight is removed from the IGT device, thus applying a force of
100N sur l’échantillon. L’échantillon ainsi froissé est alors retiré en ouvrant le capuchon. Enfin l’échantillon est délicatement défroissé manuellement.100N on the sample. The crumpled sample is then removed by opening the cap. Finally, the sample is gently de-wrinkled manually.
L’oléophobie est mesurée grâce à un test d’exposition aux corps gras. La méthode utilisée, dénommée « Kit Test », met en œuvre un mélange d’huile de ricin (corps gras) et de solvants à haut point d’ébullition, à savoir le toluène (solvant aromatique) et le n-heptane (solvant aliphatique).Oleophobia is measured using an exposure test for fatty substances. The method used, called "Kit Test", uses a mixture of castor oil (fatty substance) and high boiling point solvents, namely toluene (aromatic solvent) and n-heptane (aliphatic solvent). ).
En fonction des différentes proportions des produits susmentionnés, on obtient une composition dont la viscosité et la tension de surface varient inversement à son agressivité, c'est-à-dire sa capacité d’imprégnation.Depending on the different proportions of the above-mentioned products, a composition is obtained whose viscosity and surface tension vary inversely with its aggressiveness, that is to say its impregnation capacity.
Une composition riche en huile de ricin se situe en bas de l’échelle, alors qu’une composition riche en solvants lourds se situe en haut de cette même échelle.A composition rich in castor oil is at the bottom of the scale, while a composition rich in heavy solvents is at the top of this same scale.
Il y a 12 compositions et il est admis qu’une note supérieure ou égale à 5 confère déjà une barrière satisfaisante aux graisses. L’évaluation se fait visuellement. Les résultats sont fortement dépendants de l’état de surface du support. En effet, généralement, plus la rugosité est faible, meilleur est le résultat au kit test. Par exemple, il a été observé qu’après diminution de la rugosité notamment suite à une impression taille douce, les résultats du kit test ont tendance à être améliorés.There are 12 compositions and it is recognized that a score greater than or equal to 5 already gives a satisfactory barrier to fat. The evaluation is done visually. The results are highly dependent on the surface condition of the support. In general, the lower the roughness, the better the result in the test kit. For example, it has been observed that after the roughness has decreased, in particular following an intaglio printing, the results of the test kit tend to be improved.
La résistance mécanique du support a été évaluée par plusieurs tests bien connus de l’industrie papetière dans les sens « Marche » (longitudinal c’est-à-dire dans le sens des fibres) et « Travers » (transversal c’est-à-dire dans le sens perpendiculaire aux fibres) du papier indiqués respectivement SM et ST:The mechanical resistance of the support has been evaluated by several tests well known in the paper industry in the "Walking" (longitudinal, that is to say in the fiber direction) and "Travers" (transverse, ie - say in the direction perpendicular to the fibers) of the paper indicated respectively SM and ST:
- Résistance au double pli avec un appareil de marque Frank Prüfgeràte suivant la norme ISO 5626 ;- Double fold resistance with a Frank Prüfgeràte brand device according to ISO 5626;
- Résistance à la déchirure amorcée suivant la norme ISO 1974 ;- Tear resistance initiated according to ISO 1974 standard;
- Résistance à la traction sèche et humide suivant la norme ISO 1924-2 ;- Dry and wet tensile strength according to ISO 1924-2;
- Résistance à l’état humide suivant la norme ISO 3781.- Wet strength according to ISO 3781.
La rigidité du support a également été évaluée par la mesure de rigidité Kodak suivant la norme ISO 5629.The rigidity of the support was also evaluated by the Kodak stiffness measurement according to ISO 5629 standard.
Les propriétés de surface telle que la rugosité Bendsten et la perméabilité à l’air Bendsten ont également été mesurées, respectivement selon les normes ISO 8791-2 et ISO 5636-3 sur les faces recto et verso, donnant ainsi une indication sur l’imprimabilité du support.Surface properties such as Bendsten roughness and Bendsten air permeability have also been measured, respectively according to ISO 8791-2 and ISO 5636-3 on the front and back sides, thus giving an indication of the printability. of support.
Tout comme pour le Cobb, la perméabilité à l’air après « crumpling » x8 a été évaluée pour vérifier les propriétés barrières après froissement.As with the Cobb, the air permeability after crumpling x8 was evaluated to verify the barrier properties after crumpling.
Exemple 1 :Example 1:
Les résultats obtenus avec un support papier vélin 100% coton recouvert sur chaque face d’une couche de surfactant cationique (produit A qui constitue donc l’agent de renfort structurel) et d'une couche constituée d’agent oléophobe et hydrophobe à 3% dans l’eau (produit B) (appelé « solution haute performance ») sont donnés dans le tableau 1 ci-dessous. Le couchage a été réalisé en 2 étapes (produit A puis produit B), par tige filetée sur chaque face d’un papier sec déjà formé de grammage 90 g/m2. La solution aqueuse est déposée le long de la tige puis celle-ci est déplacée sur la feuille pour répartir la solution de manière homogène. La tige filetée utilisée dépose une couche humide de 6 pm d’épaisseur. L’épaisseur réelle de matière obtenue est plus faible après évaporation de l’eau durant le séchage. Le grammage sec ainsi déposé d’agent oléophobe et hydrophobe est d’environ 0.5 g/m2 par face. Celui de l’assouplissant est d’environ 4,5 g/m2 par face.The results obtained with a 100% cotton wove paper support covered on each face with a layer of cationic surfactant (product A which therefore constitutes the structural reinforcing agent) and a layer consisting of oleophobic and hydrophobic agent at 3% in water (product B) (called “high performance solution”) are given in table 1 below. The coating was carried out in 2 stages (product A then product B), by threaded rod on each side of a dry paper already formed with a grammage of 90 g / m 2 . The aqueous solution is deposited along the stem then the latter is moved over the sheet to distribute the solution evenly. The threaded rod used deposits a wet layer 6 μm thick. The actual thickness of material obtained is smaller after evaporation of the water during drying. The dry basis weight thus deposited of oleophobic and hydrophobic agent is approximately 0.5 g / m 2 per side. That of the fabric softener is approximately 4.5 g / m 2 per side.
Les résultats obtenus avec cette solution haute performance ont été comparés au papier seul, au papier avec seulement le produit A, au papier avec seulement le produit B ainsi qu’à un papier haute durabilité connu dans le domaine de l’impression fiduciaire. Les tests sont effectués en triplicat et les valeurs indiquées sont des moyennes.The results obtained with this high performance solution were compared to paper alone, to paper with only product A, to paper with only product B as well as to high durability paper known in the field of fiduciary printing. The tests are carried out in triplicate and the values indicated are averages.
TABLEAU 1 (mesures à 23 °C, 50% HR)TABLE 1 (measurements at 23 ° C, 50% RH)
1 II s’agit du papier dénommé « Longlife » (marque déposée) de la société Louisenthal 1 This is paper called "Longlife" (registered trademark) from the company Louisenthal
L’analyse du tableau 1 ci-dessus montre que la perméabilité à l’air après froissement (x8) de la solution selon l’invention est plus de deux fois plus faible que le papier non traité, ce qui indique sans ambiguïté une déstructuration bien inférieure du support.Analysis of Table 1 above shows that the air permeability after crumpling (x8) of the solution according to the invention is more than twice as low as untreated paper, which clearly indicates good destructuring. support.
La solution selon l’invention augmente également de deux à trois fois (selon la face considérée) la résistance à l’eau, même après froissement (crumpling x1) par rapport au support non traité.The solution according to the invention also increases the water resistance by two to three times (depending on the face considered), even after crumpling (crumpling x1) compared to the untreated support.
Le traitement appliqué conserve donc un effet barrière significatif même après froissement du support.The treatment applied therefore retains a significant barrier effect even after the support has crumpled.
La rugosité de surface de la solution est plus élevée, de 40 à 60% suivant la face considérée, que le support non traité. Cette valeur de rugosité peut être diminuée par calandrage si nécessaire.The surface roughness of the solution is higher, from 40 to 60% depending on the face considered, than the untreated support. This roughness value can be reduced by calendering if necessary.
La résistance à l’huile est nettement améliorée avec une note obtenue de 8 au Kit test sur les 2 faces.The oil resistance is significantly improved with a score obtained of 8 in the Test kit on both sides.
Concernant les propriétés mécaniques, les résultats du test de double pli de la solution selon l’invention sont plus de trois fois supérieurs au papier Vélin non traité grâce à l’agent de renfort structurel qui apporte de la flexibilité aux fibres.Concerning the mechanical properties, the results of the double ply test of the solution according to the invention are more than three times superior to untreated Vellum paper thanks to the structural reinforcing agent which brings flexibility to the fibers.
Cette amélioration de la flexibilité des fibres est confirmée par la baisse du module d’Young de 58 % en sens marche et de 70 % en sens travers, ainsi que par l’augmentation de l’élongation à la rupture par rapport au papier non traité. Les résultats de rigidité dynamique du support restent proche des valeurs standards avec des résultats peu différents de ceux du papier non traité.This improvement in the flexibility of the fibers is confirmed by the drop in Young's modulus of 58% in the running direction and by 70% in the transverse direction, as well as by the increase in elongation at break compared to untreated paper. . The results of dynamic rigidity of the support remain close to the standard values with results little different from those of untreated paper.
La résistance à l’état humide est améliorée de 7% aussi bien en sens marche qu’en sens travers. Cette caractéristique est importante pour assurer une tenue des billets en circulation notamment dans les régions humides. En effet, en présence d'eau, les liaisons hydrogènes qui lient les fibres du papier entre elles sont aisément rompues et ceci a pour effet de diminuer fortement la résistance mécanique de la feuille de papier qui va commencer alors à se déstructurer.The resistance in the wet state is improved by 7% in both the running and cross directions. This characteristic is important for ensuring that banknotes in circulation are kept, especially in humid regions. In fact, in the presence of water, the hydrogen bonds which bind the paper fibers to each other are easily broken and this has the effect of greatly reducing the mechanical resistance of the sheet of paper which will then begin to deconstruct.
L’adhésion des encres sur le support papier selon l’invention a été évaluée pour trois types d’impression caractéristiques de la fabrication des billets de banque : l’offset, la taille douce et la typographie. La résistance de ces encres a été évaluée par une série de tests chimiques (trempage dans différents produits chimiques) et mécaniques.The adhesion of the inks to the paper support according to the invention was evaluated for three types of printing characteristic of the production of banknotes: offset, intaglio and letterpress. The resistance of these inks was assessed by a series of chemical (soaking in different chemicals) and mechanical tests.
Parmi les tests mécaniques, on retrouve le « test de froissement ou crumpling » qui évalue la résistance au froissement du support papier et des encres imprimées sur ce dernier à l’état sec et humide.Among the mechanical tests, there is the "crumpling or crumpling test" which evaluates the resistance to crumpling of the paper support and of the inks printed on the latter in the dry and wet state.
Pour le « crumpling humide », l’échantillon est placé dans l’eau pendant 15 minutes avant de réaliser le froissement. Le froissement est répété 4, 8 et 40 fois sur l’échantillon sec et sur l’échantillon humide, 4 et 8 fois, à l’aide d’un appareil de crumpling IGT décrit plus haut dans le texte.For "wet crumpling", the sample is placed in water for 15 minutes before crumpling. The crumpling is repeated 4, 8 and 40 times on the dry sample and on the wet sample, 4 and 8 times, using an IGT crumpling device described above in the text.
Après les tests, le papier et les différentes impressions (offset, 10 offset à effet fluorescent, numérotage et taille douce) sont évalués visuellement et les dommages sont notés de 0 à 4, avec les significations suivantes : 0 = disparition des éléments, 1 = plus 50% de changement, 2 = moins de 50% de changement, 3 = léger changement, 4 = aucun changement.After the tests, the paper and the various prints (offset, 10 fluorescent offset, numbering and intaglio) are assessed visually and the damage is noted from 0 to 4, with the following meanings: 0 = disappearance of the elements, 1 = plus 50% change, 2 = less than 50% change, 3 = slight change, 4 = no change.
Par l’expression « disparition des éléments », on entend la 15 disparition totale de l’impression, de sorte qu’elle n’est plus visible sur le billet.The expression “disappearance of the elements” means the total disappearance of the impression, so that it is no longer visible on the ticket.
Les résultats obtenus sont mentionnés dans le tableau 2 ci-dessous.The results obtained are listed in Table 2 below.
TABLEAU 2TABLE 2
(*) = Température ambiante(*) = Ambient temperature
La tenue des encres est bonne avec des résultats équivalents à ceux obtenus sur des papiers sans traitement selon l’invention. Par exemple, pour l’offset fluo, il est courant d’avoir des notes de 0 ou 1 aux tests d’eau chaude et de lessive sur un papier standard non traité.The ink holdings are good with results equivalent to those obtained on untreated paper according to the invention. For example, for fluorescent offset, it is common to have scores of 0 or 1 in the hot water and laundry tests on standard untreated paper.
Les résistances au crumpling sont bonnes, notamment après le test très agressif de 40 froissements à l’état sec (dernière ligne).The resistance to crumpling is good, especially after the very aggressive test of 40 crumplings in the dry state (last line).
Globalement, les résultats obtenus dans cet exemple sont satisfaisants, le traitement n’a pas d’impact négatif sur la tenue des encres sur le support et ne nécessitera donc pas un post-vernissage obligatoire pour renforcer cette tenue.Overall, the results obtained in this example are satisfactory, the treatment has no negative impact on the hold of the inks on the support and therefore will not require a mandatory post-varnish to reinforce this hold.
Exemple 2 :Example 2:
Dans l’exemple 2, le traitement tel que décrit par l’invention est appliqué par une machine d’enduction bobine-bobine à lame d’air de laize 1300 mm (produit A puis produit B en ligne), sur du papier vélin 100% coton. La vitesse de défilement machine pendant l’enduction était de 60m/min.In Example 2, the treatment as described by the invention is applied by a coil-coil coating machine with an air gap of width 1300 mm (product A then product B in line), on wove paper 100 % cotton. The machine running speed during the coating was 60m / min.
Le produit A est séché avec des fours à air chaud avant d’appliquer le produit B lui-même séché par four à air chaud.Product A is dried with hot air ovens before applying Product B itself dried by hot air oven.
Les résultats obtenus dans cette configuration sur papier vélin 100% coton sont détaillés dans le tableau 3. Les grammages secs déposés par face étaient les suivants : produit A = 1.4 g/m2, produit B = 1.5 g/m2. Les résultats obtenus avec la solution selon l’invention ont été comparés au papier seul, non traité.The results obtained in this configuration on 100% cotton wove paper are detailed in Table 3. The dry grammages deposited per side were as follows: product A = 1.4 g / m 2 , product B = 1.5 g / m 2 . The results obtained with the solution according to the invention were compared with untreated paper alone.
TABLEAU 3 (Mesures à 23 °C, 50% HR)TABLE 3 (Measurements at 23 ° C, 50% RH)
La perméabilité à l’air après froissement (x8) de l’exemple 2 est plus de quatre fois plus faible que le papier non traité.The air permeability after creasing (x8) of Example 2 is more than four times lower than untreated paper.
La résistance à l’eau après froissement (crumpling x1) est également améliorée : l’absorption d’eau est deux fois plus faible avec le support selon l’invention qu’avec le support non traité.The resistance to water after crumpling (crumpling x1) is also improved: the water absorption is twice lower with the support according to the invention than with the untreated support.
Tout comme dans l’exemple 1, le traitement appliqué conserve son effet barrière même après froissement du support.As in example 1, the treatment applied retains its barrier effect even after the support has crumpled.
La résistance à l’huile est améliorée de cinq points au recto et au verso par rapport au papier non traité. Ce résultat est inférieur à celui obtenu dans l’exemple 1, résultat qui peut être attribué d’une part à la différence de technique d’application ( bar coating dans un cas et couchage à lame d’air dans l’autre) et, d’autre part, aux valeurs de rugosité du support traité qui sont plus élevées que celles obtenues dans l’exemple 1.Oil resistance is improved by five points on the front and back compared to untreated paper. This result is lower than that obtained in Example 1, a result which can be attributed on the one hand to the difference in application technique (bar coating in one case and air knife coating in the other) and, on the other hand, the roughness values of the treated support which are higher than those obtained in Example 1.
En effet, comme précédemment décrit dans l’explication du kit test, la rugosité de surface du support peut avoir un impact sur la résistance à l’huile. A noter qu’il est possible de faire baisser la rugosité en calandrant le support après enduction et séchage de ce dernier.Indeed, as previously described in the explanation of the test kit, the surface roughness of the support can have an impact on the resistance to oil. Note that it is possible to reduce the roughness by calendering the support after coating and drying it.
Les résultats de double pli de la solution selon l’invention sont trois fois supérieurs au papier standard non traité.The double fold results of the solution according to the invention are three times greater than standard untreated paper.
La résistance à l’état humide est également améliorée : de 7% au recto et 6% au verso.Wet strength is also improved: 7% on the front and 6% on the back.
Dans cet exemple, on montre que l’on peut accentuer une propriété (ici le double pli) pour obtenir des résistances très élevées (moyenne SM/ST >10 000) en ayant une résistance à l’huile correcte.In this example, we show that we can accentuate a property (here the double fold) to obtain very high resistances (average SM / ST> 10,000) by having a correct oil resistance.
En dosant les proportions d’agent A et B, il est possible de modifier les propriétés finales du papier selon ce qui est souhaité.By dosing the proportions of agent A and B, it is possible to modify the final properties of the paper as desired.
Tout comme pour l’exemple 1, l’adhésion des encres a été évaluée sur le papier ainsi produit pour trois types d’impression caractéristiques de la fabrication des billets de banque : l’offset, la taille douce et la typographie.As in example 1, the adhesion of the inks was evaluated on the paper thus produced for three types of printing characteristic of the production of banknotes: offset, intaglio and letterpress.
Les résultats obtenus sont détaillés dans le tableau 4 ci-dessous :The results obtained are detailed in Table 4 below:
TABLEAU 4TABLE 4
Les conclusions de l’exemple 1 se confirment avec notamment de bonnes 5 tenues au crumpling même après 40 froissements à sec. Le traitement appliqué ne perturbe pas l’adhésion des encres sur le papier.The conclusions of Example 1 are confirmed with in particular good 5 crumpling properties even after 40 dry crumplings. The treatment applied does not disturb the adhesion of the inks to the paper.
Exemple 3Example 3
Le traitement selon l’invention a été appliqué sur plusieurs papiers vélin provenant de différents fournisseurs pour vérifier la compatibilité et l’efficacité du traitement sur différents papiers.The treatment according to the invention was applied to several wove papers from different suppliers to check the compatibility and the effectiveness of the treatment on different papers.
Comme le montre le tableau :As the table shows:
Le traitement est compatible avec différents papiers Vélin.The treatment is compatible with various Vellum papers.
Après traitement des papiers, les résultats exhibent tous une tendance nette et franche à l’augmenta double plis qui, sauf une exception, montre des valeurs 3 à 5 fois plus élevés en sens marche et pr< moyenne en sens travers.After processing the papers, the results all show a clear and frank tendency to double fold increase, which, with one exception, shows values 3 to 5 times higher in the forward direction and pr <average in the cross direction.
Concernant la perméabilité à l’air, certaines valeurs sont basses après traitement car le papier i perméabilité à l’air peu élevée.Regarding air permeability, certain values are low after treatment because paper i has low air permeability.
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