WO1996006220A1 - Procede de fabrication d'un papier de securite comportant des zones localisees de faible opacite et papier ainsi obtenu - Google Patents

Procede de fabrication d'un papier de securite comportant des zones localisees de faible opacite et papier ainsi obtenu Download PDF

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WO1996006220A1
WO1996006220A1 PCT/FR1995/001097 FR9501097W WO9606220A1 WO 1996006220 A1 WO1996006220 A1 WO 1996006220A1 FR 9501097 W FR9501097 W FR 9501097W WO 9606220 A1 WO9606220 A1 WO 9606220A1
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WO
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paper
sheet
opacity
thickness
reduced
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PCT/FR1995/001097
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English (en)
Inventor
Pierre Doublet
Didier Arnulf
Robert Blin
Patrick Quignot
Original Assignee
Arjo Wiggins S.A.
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Publication date
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F11/00—Processes for making continuous lengths of paper, or of cardboard, or of wet web for fibre board production, on paper-making machines
    • D21F11/006—Making patterned paper
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F1/00—Wet end of machines for making continuous webs of paper
    • D21F1/44—Watermarking devices

Definitions

  • the invention relates to a method for manufacturing a paper comprising localized areas of low opacity with respect to the opacity of the rest of the paper.
  • paper means any sheet obtained by the wet process using a suspension of natural cellulose fibers and / or synthetic fibers which may contain various fillers and various additives commonly used in stationery.
  • Papers which are transparentized are already known in the prior art. These papers are for example made transparent by chemical compositions (see in particular French patent n ° 82 05124, filed on March 15, 1982 by ARJOMARI-PRIOUX). These papers are made transparent over their entire surface and are intended for applications for industrial design, reproduction of plans, etc.
  • the light areas are due to the fact that the thickness of the sheet and the density of the fibers are lower in the light watermarks than the thickness of the sheet and the density of the fibers in areas where the watermark has not been imprinted.
  • the dark areas are due to the fact that the thickness of the sheet and the density of the fibers are greater.
  • Such watermarks have light parts which generally have areas of a few mm "and the variation in opacity between the light part of the watermark and the non-watermarked paper is small. If it is desired to print on the light areas of these watermarks, it is very difficult to match the light areas and the printing and even with very precise identification of the watermarks, it is difficult to obtain a good match.
  • a security paper comprising zones of reduced opacity, at well defined and well-located places, the zones making it possible to see by transmission, with the naked eye, impressions carried on the face opposite to the face on which we are looking at the paper .
  • the zones can, for example, be produced in the form of a watermark by using methods of round shape or with watermark rollers.
  • the sheet of paper obtained according to this process is such that the zone having a reduced thickness has a thickness less than 40% of the thickness of the rest of the sheet.
  • the sheet can also be such that said zone has an average opacity less than 40% of the opacity of the rest of the sheet.
  • a first layer of paper is formed on a canvas of a first wet part of a paper machine
  • a second layer of paper is formed on a canvas of a second wet part of a paper machine
  • One or even two layers of paper can be produced without problem so as to be locally very thin, at least one of the layers of paper in a region being reduced locally so that the overall thickness of the two layers is sufficiently reduced to get good transparency.
  • the object of the invention is therefore to provide a method for manufacturing a paper comprising localized zones of low opacity, these zones having a uniform air and opacity.
  • the invention relates to a method of manufacturing a sheet of paper comprising at least one zone of reduced opacity relative to the opacity of the rest of the sheet and having a area of at least 0.4 cm * , by placing on an embossed canvas, possibly arranged on a round shape, an aqueous dispersion containing at least cellulosic fibers, by draining the water to form the sheet, whether or not d '' a watermarking roll, by recovering the sheet formed on a lifting cloth and drying, the process being such that the watermarked cloth is crimped, that is to say that the thickness of the cloth is reduced in the part embossed, in order to reduce the void between the meshes of the canvas, and therefore to reduce the size of the meshes.
  • the thickness of the embossed part is reduced, riu ticr ⁇ nu q ⁇ n ⁇ T j preferably by half.
  • the final thickness of the embossed part is between 0.3 and 0.16 mm for an initial thickness of 0.46 mm
  • the height H of the embossing is between 0.3 and 1.5 mm, preferably 0.8 mm and the embossing angle is between 2 and 6 °.
  • a paper is obtained according to the process of the invention, the difference in opacity between the sheet and the zone of reduced opacity is between 2 and 6, preferably 4, this difference being measured according to a correlation method between the density of paper fibers and opacity of paper.
  • a paper is obtained having at least one zone of reduced opacity, the trace of the crimped zone appearing on one face of the zone of reduced opacity, while the trace of the lifting fabric appears on the other side of the area.
  • Figure 1 is a view of a round machine for the production of paper according to the invention.
  • Figure 2 is an enlarged sectional view of the watermarked fabric, at the embossing.
  • FIG. 3 is an enlarged top view of the watermarked fabric.
  • a round shape machine used to make security paper and more particularly paper for banknotes.
  • an aqueous suspension 1 of cellulose fibers is produced in which a round shape 2 is made to rotate, namely a cylinder made up of several superimposed grids including a filigree grid or canvas 3 which is embossed, that is to say say which includes embossings such as that shown at 6 in FIG. 2.
  • the aqueous suspension 1 is deposited on the round shape 2 to form a sheet 4 which is raised using a lifting fabric shown diagrammatically at 5. From does embossing, it deposits fewer fibers on them and the paper then has clear watermarks.
  • FIG 3 there is shown a part of embossed canvas, in section.
  • the fabric 3 has an embossing height H and an initial thickness ei. Because the fabric is crimped, at the level of the embossing, the final thickness e 2 of the fabric is less than its initial thickness ei.
  • a tool which comprises a head whose profile corresponds to the shape of the desired embossing and this head is applied to the canvas by firstly tightening the canvas and applying other share the crimping head while exerting pressure.
  • the size of the initial meshes Mi is reduced and the meshes M 2 , after crimping, are more tightened.
  • the space inside a mesh M 2 (or void of mesh) is less than the void of a mesh Mi.
  • the water drainage in the crimped part is reduced compared to the water drips in the uncrimped part, and a clear watermark forms. But due to the crimping, we obtain a regularity of the M-wings M 2 and this in a surprising way. Thus the drainage through the crimped part will be regular and the look of the clear watermark will be regular.
  • the thickness e 2 of the embossed part is between 0.3 and 0.16 mm
  • the height H of the embossing is between 0.3 and 1.5 mm, preferably 0.8 mm
  • the embossing angle ⁇ which is formed by the side 7 of the embossing and the axis xx perpendicular to the canvas is preferably between 2 and 6 °.
  • Example 1 A paper is made using a round shape, this paper having a dry weight of 70 to 87 g / m 2 .
  • An embossing of height 0.8 mm is carried out and this embossing has a circular profile of 2 cm in diameter. Different crimps of thickness e 2 are carried out on a fabric having a thickness ei of 0.46 mm and the difference in opacity is measured between the zones of reduced opacity and the rest of the sheet.
  • Crimping at 0.3 mm does not give sufficient reduced opacity, crimping at 0.16 mm results in the formation of a hole in the paper sheet. Only crimping at 0.2 mm gives an opacity difference of 4 which is considered to be correct.
  • the zone of reduced opacity has a regular appearance.
  • the trace of the crimped area we see the trace of the lifting fabric.
  • the embossed grid and the lifting fabric have different meshes, those skilled in the art readily recognize them.
  • Opacity differences are measured as follows: an EEL opacimeter from the company Diffusion Systems Ltd (Great Britain) is used. This opacimeter has a read head that lights up the paper. We note the opacity of the sheet. However, this read head has a larger diameter than the zone of reduced opacity of the sheet according to the invention. We cannot therefore measure the opacity of this area directly. We therefore proceed by correlation by measuring the density of different leaves without reduced areas and by measuring its opacity.
  • the opacity of a zone of reduced opacity When it is desired to measure the opacity of a zone of reduced opacity according to the invention, its density is measured and by correlation its opacity is obtained. Thus, the difference in opacity is calculated between the zone of reduced opacity and the rest of the sheet.
  • zones of reduced opacity according to the invention can have any desired shape, round, oval, etc. and can be of different sizes.

Abstract

L'invention concerne un procédé de fabrication d'une feuille de papier. Selon l'invention, la feuille comporte au moins une zone d'opacité réduite par rapport à l'opacité du reste de la feuille et ayant une superficie d'au moins 0,4 cm2. On dispose sur une toile (3) embossée, éventuellement placée sur une forme ronde, une dispersion aqueuse contenant au moins des fibres cellulosiques, en égouttant l'eau pour former la feuille, en récupérant la feuille formée sur une toile leveuse et en séchant, le procédé étant caractérisé par le fait qu'on sertit la toile filigraneuse, c'est-à-dire qu'on diminue l'épaisseur de la toile dans la partie embossée. Application aux papiers pour billets de banque.

Description

PROCEDE DE FABRICATION D'UN PAPIER DE SECURITE COMPORTANT DES ZONES LOCALISEES DE FAIBLE OPACITE ET PAP-ŒR AINSI OBTENU
L'invention concerne un procédé de fabrication d'un papier comportant des zones localisées de faible opacité par rapport à l'opacité du restant du papier.
Dans la présente description, « papier » signifie toute feuille obtenue par voie humide à l'aide d'une suspension de fibres de cellulose naturelle et/ou de fibres synthétiques pouvant contenir diverses charges et divers additifs utilisés couramment en papeterie.
On connaît déjà dans la technique antérieure des papiers qui sont transparentisés. Ces papiers sont par exemple rendus transparents par des compositions chimiques (voir notamment le brevet français n° 82 05124, déposé le 15 mars 1982 par ARJOMARI-PRIOUX). Ces papiers sont rendus transparents sur toute leur surface et sont destinés à des applications pour le dessin industriel, la reproduction de plans, etc.
On connaît aussi des procédés chimiques de transparentisation partielle, c'est-à-dire à des endroits déterminés. Ces procédés utilisent des compositions à base de graisse ou d'huile minérale ou végétale qui sont déposées par impression. Cependant, il est difficile d'imprimer sur ces zones transparentisées à l'aide de techniques usuelles actuelles d'impression (offset, taille-douce, héliographie, etc.).
Par ailleurs, il est connu de réaliser des différences d'épaisseur et de densité dans le papier, notamment par la technique des filigranes utilisée pour sécuriser les papiers pour billets de banque, les documents d'identité ou documents officiels et de valeur. Ces filigranes sont obtenus lors de la fabrication de la feuille de papier par des formes rondes comportant des empreintes en creux et/ou en relief ou à l'aide de rouleaux filigraneurs comportant des dessins en creux et/ou en relief associés à une table plate (machine Fourdrinier). On obtient alors une image qui, lorsqu'on regarde la feuille de papier en transmission, apparaît soit claire, si le rouleau filigraneur comporte un dessin en relieζ soit sombre, si le rouleau filigraneur comporte un dessin en creux. Les zones claires sont dues au fait que l'épaisseur de la feuille et la densité des fibres sont plus faibles dans les filigranes clairs que l'épaisseur de la feuille et la densité des fibres dans les zones où il n'y a pas eu empreinte par le rouleau filigraneur. Au contraire, les zones foncées sont dues au fait que l'épaisseur de la feuille et la densité des fibres sont plus importantes.
De tels filigranes comportent des parties claires qui ont en général des superficies de quelques mm" et la variation d'opacité entre la partie claire du filigrane et le papier non filigrane est faible. Si l'on souhaite effectuer une impression sur les zones claires de ces filigranes, il est très difficile de faire correspondre les zones claires et l'impression et même avec un repérage très précis des filigranes, on parvient difficilement à obtenir une bonne correspondance.
On a décrit dans la demande de brevet européen n° 388 090, déposée le 9 mars 1990 par DE LA RUE COMPANY PLC. un papier de sécurité comportant des zones d'opacité réduite, à des endroits déteπninés et bien localisés, les zones permettant de voir par transmission, à l'oeil nu, des impressions portées sur la face opposée à la face selon laquelle on regarde le papier. Les zones peuvent par exemple être réalisées sous forme de filigrane en utilisant des procédés par forme ronde ou par rouleaux filigraneurs.
On a décrit dans la demande de brevet européen déposée par la demanderesse n° EP-A- 549 384 et publiée le 30 juin 1993, un procédé de fabrication d'une feuille de papier comportant au moins une zone ayant une épaisseur réduite par rapport à l'épaisseur du reste de la feuille, et ayant une superficie d'au moins 0,4 cm", en disposant sur une toile embossée ou non, éventuellement disposée sur une forme ronde, une dispersion aqueuse contenant au moins des fibres cellulosiques, en égouttant l'eau pour former la feuille, en présence ou non d'un rouleau filigraneur, en récupérant la feuille formée sur une toile leveuse et en séchant. On utilise des pièces flexibles que l'on associe à la toile filigraneuse, au rouleau filigraneur ou à la forme ronde, de façon que l'égouttage de l'eau lors de la formation de la feuille dans les zones des pièces flexibles soit diminué par rapport à l'égouttage de l'eau dans les zones ne comportant pas de pièce flexible.
La feuille de papier obtenue selon ce procédé est telle que la zone ayant une épaisseur réduite a une épaisseur inférieure jusqu'à 40 % de l'épaisseur du reste de la feuille. La feuille peut aussi être telle que ladite zone a une opacité moyenne inférieure jusqu'à 40 % de l'opacité du reste de la feuille.
On a décrit dans la demande de brevet français déposée par la demanderesse, le 2 mars 1993, n° 93 02373, un autre procédé de fabrication d'une feuille de papier comportant au moins une région ayant une épaisseur réduite par rapport à l'épaisseur du reste de la feuille, caractérisé en ce que :
- on forme une première couche de papier sur une toile d'une première partie humide d'une machine à papier, - on forme une seconde couche de papier sur une toile d'une seconde partie humide d'une machine à papier,
- l'une des deux couches de papier présentant au moins des régions locales d'épaisseur plus faible, de façon que l'épaisseur des deux couches de papier dans lesdites régions soit de jusqu'à 80 % par rapport à l'épaisseur du reste de la feuille, - on réunit les deux couches et on les sèche.
Une ou même deux couches de papier peuvent être réalisées sans problème de façon à être localement très minces, l'une au moins des couches de papier dans une région étant réduite localement pour que l'épaisseur d'ensemble des deux couches soit suffisamment réduite pour obtenir une bonne transparence.
Les procédés décrits dans les documents cités ci-dessus permettent certes d'obtenir des zones transparentes, mais un problème qui survient est que la transparence de ces zones n'est pas régulière, à savoir que l'épair des zones n'est pas homogène.
En effet, lorsqu'on utilise des pièces flexibles qui sont rapportées à la toile filigraneuse, au rouleau filigraneur ou à la forme ronde, on n'obtient pas un égouttage régulier.
L'invention a donc pour but de fou-mir un procédé pour fabriquer un papier comportant des zones localisées de faible opacité, ces zones ayant un épair et une opacité homogènes.
A cet effet, l'invention concerne un procédé de fabrication d'une feuille de papier comportant au moins une zone d'opacité réduite par rapport à l'opacité du reste de la feuille et ayant une superficie d'au moins 0,4 cm*, en disposant sur une toile embossée, éventuellement disposée sur une forme ronde, une dispersion aqueuse contenant au moins des fibres cellulosiques, en égouttant l'eau pour former la feuille, en présence ou non d'un rouleau filigraneur, en récupérant la feuille formée sur une toile leveuse et en séchant, le procédé étant tel qu'on sertit la toile filigraneuse, c'est-à-dire qu'on diminue l'épaisseur de la toile dans la partie embossée, afin de réduire le vide entre les mailles de la toile, et donc qu'on réduit la taille des mailles.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, on diminue l'épaisseur de la partie embossée, riu ticrπ nu qιιnτTj de préférence de moitié.
Plus préférentiellement, l'épaisseur finale de la partie embossée est comprise entre 0,3 et 0, 16 mm pour une épaisseur initiale de 0,46 mm
Selon un mode de réalisation, la hauteur H de l'embossage est comprise entre 0,3 et 1,5 mm, de préférence 0,8 mm et l'angle d'embossage est compris entre 2 et 6°.
On obtient selon le procédé de l'invention un papier dont l'écart d'opacité entre la feuille et la zone d'opacité réduite est compris entre 2 et 6, de préférence 4, cet écart étant mesuré selon une méthode de corrélation entre la densité des fibres du papier et l'opacité du papier.
Selon le procédé de l'invention, on obtient un papier ayant au moins une zone d'opacité réduite, la trace de la zone sertie apparaissant sur une face de la zone d'opacité réduite, tandis que la trace de la toile leveuse apparaît sur l'autre face de la zone.
La description suivante, en regard des dessins et exemples annexés permettra de comprendre comment l'invention peut être mise en pratique.
La figure 1 est une vue d'une machine forme ronde destinée à la fabrication du papier selon l'invention.
La figure 2 est une vue en coupe agrandie de la toile filigraneuse, au niveau de l'embossage.
La figure 3 est une vue de dessus, agrandie, de la toile filigraneuse. Sur la figure 1, on a représenté une machine forme ronde utilisée pour fabriquer du papier de sécurité et plus particulièrement du papier pour billets de banque. De façon connue, on réalise une suspension aqueuse 1 de fibres de cellulose dans laquelle on fait tourner une forme ronde 2, à savoir un cylindre constitué de plusieurs grilles superposées dont une grille ou toile filigraneuse 3 qui est embossée, c'est-à-dire qui comporte des embossages tels que celui représenté en 6 sur la figure 2. La suspension aqueuse 1 se dépose sur la forme ronde 2 pour former une feuille 4 qui est relevée à l'aide d'une toile leveuse représentée schématiquement en 5. Du fait des embossements, il se dépose moins de fibres sur ceux-ci et le papier comporte alors des filigranes clairs.
Sur la figure 3 on a représenté une partie de toile embossée, en coupe. La toile 3 a une hauteur d'embossage H et une épaisseur ei initiale. Du fait que la toile est sertie, au niveau de l'embossage, l'épaisseur finale e2 de la toile est inférieure à son épaisseur initiale ei.
Pour effectuer le sertissage, on utihse un outil qui comporte une tête dont le profil correspond à la forme de l'embossage désiré et on applique cette tête sur la toile en effectuant d'une part un serrage de la toile et en appliquant d'autre part la tête de sertissage tout en exerçant une pression. De ce fait la grandeur des mailles initiales Mi se trouve réduite et les mailles M2, après sertissage, sont plus resserrées. Ainsi on peut dire que l'espace à l'intérieur d'une maille M2 (ou vide de maille) est inférieur au vide d'une maille Mi. L'égouttage de l'eau dans la partie sertie est diminué par rapport à l'égouttage de l'eau dans la partie non sertie, et il se forme un filigrane clair. Mais du fait du sertissage, on obtient une régularité des m-ailles M2 et ce de manière surprenante. Ainsi l'égouttage à travers la partie sertie sera régulier et l'épair du filigrane clair sera régulier.
Ainsi, si l'épaisseur ei initiale est de 0,46 mm, l'épaisseur e2 de la partie embossée est comprise entre 0,3 et 0, 16 mm
Selon un mode de réalisation de l'invention, la hauteur H de l'embossage est comprise entre 0,3 et 1,5 mm de préférence 0,8 mm L'angle d'embossage α qui est formé par le côté 7 de l'embossage et l'axe xx perpendiculaire à la toile est de préférence compris entre 2 et 6°. Exemple 1 : On fabrique un papier à l'aide d'une forme ronde, ce papier ayant un grammage en sec de 70 à 87 g/m2. On réalise un embossage de hauteur 0,8 mm et cet embossage a un profil circulaire de 2 cm de diamètre. On effectue différents sertissages d'épaisseur e2 sur une toile ayant une épaisseur ei de 0,46 mm et on mesure l'écart d'opacité entre les zones d'opacité réduite et le reste de la feuille.
On obtient les résultats suivants :
sertissage e2 (mm) 0,3 0,16 0,2 écart d'opacité 0,1 8 4
Le sertissage à 0,3 mm ne donne pas une opacité réduite suffisante, le sertissage à 0, 16 mm entraîne la formation d'un trou dans la feuille de papier. Seul le sertissage à 0,2 mm donne un écart d'opacité de 4 qui est considéré comme correct.
La zone d'opacité réduite a un épair régulier. De plus sur une face de cette zone on voit la trace de la zone sertie et sur la face opposée de la zone on voit la trace de la toile leveuse. Du fait que la grille embossée et la toile leveuse ont des maillages différents, l'homme du métier les reconnaît aisément.
Exemple 2 :
On fabrique un papier ayant un grammage de 87 à 98 g/m2. On effectue différents sertissages. On obtient les résultats suivants :
sertissage e2 (mm) 0,3 0, 16 0,19 écart d'opacité 0 7,5 4
Les écarts d'opacité sont mesurés de la façon suivante : on utilise un opacimètre EEL de la société Diffusion Systems Ltd (Grande-Bretagne). Cet opacimètre a une tête de lecture qui éclaire le papier. On note l'opacité de la feuille. Or cette tête de lecture a un diamètre plus gros que la zone d'opacité réduite de la feuille selon l'invention. On ne peut donc mesurer l'opacité de cette zone directement. On procède donc par corrélation en mesurant la densité de différentes feuilles ne comportant pas de zones réduites et en mesurant son opacité.
On obtient le tableau suivant :
densité 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 opacité 40,0 63,2 72,1 78,5 83,8 j 88,1 91,2 93,3
Lorsqu'on veut mesurer l'opacité d'une zone d'opacité réduite selon l'invention, on mesure sa densité et par corrélation on obtient son opacité. Ainsi, on calcule la différence d'opacité entre la zone d'opacité réduite et le reste de la feuille.
Bien entendu, les zones d'opacité réduite selon l'invention peuvent avoir toutes formes désirées, rondes, ovales, etc. et peuvent être de différentes tailles.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication d'une feuille de papier comportant au moins une zone d'opacité réduite par rapport à l'opacité du reste de la feuille et ayant une superficie d'au moins 0,4 cm", en disposant sur une toile (3) embossée, éventuellement placée sur une forme ronde, une dispersion aqueuse contenant au moins des fibres cellulosiques, en égouttant l'eau pour former la feuille, en récupérant la feuille formée sur une toile leveuse et en séchant, le procédé étant caractérisé par le fait qu'on sertit la toile fihgraneuse, c'est-à-dire qu'on diminue l'épaisseur de la toile dans la partie embossée.
10
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on diminue l'épaisseur eι de la partie embossée (6) de préférence de moitié.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'épaisseur finale e2 de la 15 partie embossée (6) est comprise entre 0,3 et 0,16 mm pour une épaisseur initiale βi de 0,46 mm-
4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la hauteur H de la partie embossée (6) est comprise entre 0,3 et 1,5 mm. de préférence 0,8 mm-
20
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'angle d'embossage α est compris entre 2 et 6°.
6. Papier selon la revendication 5, caractérisé par le fait que l'écart d'opacité entre la 25 feuille et la zone d'opacité réduite est compris entre 2 et 6, de préférence 4.
7. Papier selon la revendication 6, caractérisé par le fait qu'il comporte la trace de la zone sertie apparaissant sur une face de la zone d'opacité réduite, tandis que la trace de la toile leveuse apparaît sur l'autre face de la zone.
J 0
8. Application d'un papier selon l'une des revendications 6 et 7 aux papiers de sécurité, papiers pour billets de banque.
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