WO2003044272A1 - Magnetic field sensitive paper - Google Patents

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WO2003044272A1
WO2003044272A1 PCT/FR2002/003392 FR0203392W WO03044272A1 WO 2003044272 A1 WO2003044272 A1 WO 2003044272A1 FR 0203392 W FR0203392 W FR 0203392W WO 03044272 A1 WO03044272 A1 WO 03044272A1
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WO
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paper
magnetizable particles
paper according
particles
pulp
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PCT/FR2002/003392
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Christophe Bossut
Yves Chapelain De La Villeguerin
Jean-Claude Roux
Original Assignee
Christophe Bossut
Chapelain De La Villeguerin Yv
Jean-Claude Roux
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/63—Inorganic compounds
    • D21H17/67—Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63F—CARD, BOARD, OR ROULETTE GAMES; INDOOR GAMES USING SMALL MOVING PLAYING BODIES; VIDEO GAMES; GAMES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • A63F9/00—Games not otherwise provided for
    • A63F9/06—Patience; Other games for self-amusement
    • A63F9/10—Two-dimensional jig-saw puzzles
    • A63F2009/1016—Two-dimensional jig-saw puzzles the pieces having additional connections, i.e. in addition to the connection by the jig-saw shapes
    • A63F2009/1022—Two-dimensional jig-saw puzzles the pieces having additional connections, i.e. in addition to the connection by the jig-saw shapes to the display board
    • A63F2009/1033—Two-dimensional jig-saw puzzles the pieces having additional connections, i.e. in addition to the connection by the jig-saw shapes to the display board magnetic
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/14—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
    • D21H21/40—Agents facilitating proof of genuineness or preventing fraudulent alteration, e.g. for security paper
    • D21H21/44—Latent security elements, i.e. detectable or becoming apparent only by use of special verification or tampering devices or methods
    • D21H21/48—Elements suited for physical verification, e.g. by irradiation

Definitions

  • the present invention relates to a paper sensitive to external magnetic fields comprising magnetizable particles distributed in the mass of the paper, a method of preparation and articles comprising such a paper.
  • Patent application JP1207496 (Tohoku Métal Ind Ltd) describes wall charts obtained by dispersing magnetic particles on which magnetic notices may be available.
  • Patent application JP1207496 Tohoku Métal Ind Ltd
  • the Applicant has developed a new paper which is magnetically inert in itself, but which is sensitive to external magnetic fields.
  • Such paper is not magnetic in itself. However, it is capable of reacting to an external magnetic field, for example produced by a magnet. This paper thus avoids the drawbacks mentioned above. Such paper can be produced from recovered material which makes it possible to produce it at low cost.
  • the paper sensitive to magnetic fields of the invention can be calibrated so as to respond to a specific magnetic field.
  • this paper can be easily and quickly characterized and identified when it is subjected to the influence of a magnetic field whose field lines cross, for example, the sheet of paper.
  • the present invention also relates to a method of manufacturing paper sensitive to external magnetic fields as well as articles based on such paper consisting in particular of puzzle pieces or banknotes.
  • the present invention therefore has for first object a paper sensitive to external magnetic fields comprising magnetizable particles distributed in the mass of the paper.
  • magnetizable particles means particles composed in particular of one or more metals. These particles are not magnetic in themselves, that is to say that on the macroscopic scale they do not generate a magnetic field.
  • the paper according to the invention also contains at least one dispersing agent.
  • the dispersing agent even if it is not compulsory, promotes the homogeneous distribution of the magnetizable particles in the mass of paper. It makes it possible to minimize the agglomeration of magnetizable particles between them.
  • the magnetizable particles can be distributed throughout the mass or only part of the mass of the paper or even over one month of the paper surfaces.
  • the magnetizable particles are distributed homogeneously in the mass of the paper or a part of this mass.
  • the homogeneous distribution of the magnetizable particles in the mass of the paper can be determined, for example, by first of all evaluating the number of magnetizable particles present in at least two samples, of substantially equal surface, randomly drawn from the mass of the paper conforming the invention.
  • the number of magnetizable particles per sample can be determined, for example by optical microscopy or else by electron microscopy by exploiting the signal due to the backscattered electrons of the magnetizable particles.
  • the number of samples taken at random can be determined by conventional statistical methods, but usually 5 to 10 samples are taken of substantially equal area.
  • the distribution of magnetizable particles in the mass of the paper is homogeneous when the ratio between the number of particles in each sample, on the one hand, and the average number of particles present in all of the samples considered, d on the other hand, is within the range of 0.5 to 1.5, preferably 0.70 to 1.30, more preferably 0.8 to 1.2.
  • Magnetizable particles can be obtained from the waste of developers of xerographic engines such as that from laser printers and photocopiers.
  • This developer waste can come for example from devices sold by the companies Xeikon, Agfa,
  • This developer waste is usually composed of small particles of toner, having a size between 6 and 10 ⁇ m, agglomerated with large particles, having a size between 30 and 60 ⁇ m.
  • the latter have the function of transporting small particles of toner.
  • the large particles of xerographic engine developers can be used as magnetizable particles according to the invention.
  • Magnetizable particles from xerographic engine developers have many advantages: they are inexpensive (in the form of waste) and they are stainless. They can therefore be used for the production of paper according to the invention.
  • An X-ray micro-analysis spectrum corresponds to an energy selection spectrum (or EDX energy dispersion) of X-ray signals emitted by the material subjected to the excitation of an electron beam.
  • Each photon X resulting from the de-excitation of an atom, which enters the diode "Si-Li" of detection will ionize a silicon atom by photoelectric effect which, in turn, will generate a number of pairs "electrons- holes "in proportion to the energy of the incident photon.
  • each photon creates a relatively weak electric pulse which must be amplified.
  • the multi-channel analyzer provides information proportional to the amplitude of the pulse which defines the rank of the channel into which it will be classified.
  • the abscissa and the ordinate of this spectrum are respectively the energy of the photon and the number of shots (number of elements present in an energy channel).
  • the preferred magnetizable particles according to the invention can advantageously consist of a material comprising from 60 to 90% of iron, 30 to 40% of oxygen, 10 to 20% of zinc and 0 to 10 % copper, in atomic percentage.
  • the magnetizable particles can also include carbon and / or silicon.
  • magnetizable particles can have an average size of between 20 and 60 ⁇ m, preferably between 40 and 50 ⁇ m, even more preferably of 45 ⁇ m.
  • magnetizable particles are developer particles, it may be necessary to mechanically reduce their sizes so as to obtain the desired average size.
  • the weight of the magnetizable particles can be between 2 and 75%, preferably between 10 and 40% relative to the total weight of the paper.
  • the ratio considered is established by dry weight of residual material.
  • the weight of dispersing agent can be between 0.05 and 2%, preferably between 1 and 1.5%, relative to the total weight of the paper.
  • the ratio considered is established by dry weight of residual material.
  • dispersing agents can be used such as inorganic dispersing agents such as sodium hexametaphosphate (sold by the companies BASF and Aldrich Chimies), and / or organic dispersing agents such as polyacrylates such as Dispex N40® (sold by Coatex company).
  • inorganic dispersing agents such as sodium hexametaphosphate (sold by the companies BASF and Aldrich Chimies)
  • organic dispersing agents such as polyacrylates such as Dispex N40® (sold by Coatex company).
  • the paper according to the invention can also contain an anti-flocculating agent such as cationic polyacrylamides, coloring agents and / or pigments.
  • the paper according to the invention can also contain a sizing agent to make the paper hydrophobic, thereby enabling it to resist humidity.
  • any sizing agent may be suitable, it is used advantageously rosin or a mixture of one or more products chosen from dimeric ketene alkyls and their derivatives, fluorinated phosphates, anhydrides of fatty chain carboxylic acids, polyurethanes and styrene / maleic anhydride copolymers.
  • the present invention also relates to a method for preparing a paper as defined above comprising the following steps: a) mixing paper pulp with magnetizable particles and optionally a dispersing agent; b) removing water from the pulp of the paper; and c) recovering the paper.
  • the paper pulp according to the invention preferably has a Sch ⁇ pper degree of between 10 and 30 ° SR, preferably between 15 and 25 ° SR.
  • the Schöpper degree corresponds to the degree of drainage of the paper fibers. It can be determined according to standard NF Q50 by following, for example, the technique described below which uses a Schopper-Riegler device measuring the drainage capacity of a fibrous suspension.
  • step b) The removal of water in step b) can be carried out by drying, gravity and / or mechanical drainage.
  • the process for manufacturing paper according to the invention can be carried out using waste from xerographic engines without it being necessary to separate the magnetizable particles and Toner particles. In fact, these latter particles largely flow into the drainage water.
  • an anti-flocculating agent a sizing agent, coloring agents and / or pigments, as defined above, can also be added to the paper pulp.
  • the present invention also relates to an article comprising at least one paper as defined above.
  • the paper of the invention may correspond to the entire article as defined above or only to a part of this article, such as a strip for example, positioned on this article.
  • Such an article may for example consist of a bank note, a puzzle or a piece of a puzzle.
  • the first corresponds to so-called brown dough, without subsequent mechanical treatment.
  • the Schopper degree is measured at a value of 17 ° SR.
  • the second batch of brown pulp having undergone a mechanical treatment called refining, which cuts, fibrils and hydrates the fibers of the pulp.
  • the Schöpper degree is measured at a value of 28 ° SR.
  • a fibrous suspension is produced in water for two concentrations of the dry solid phase in suspension, ie 2 and 4 g / L.
  • This suspension is then poured into an experimental column with a circular base.
  • Magnetizable particles are then added to the previous suspension of xerographic engine waste of average particle size between 20 and 60 ⁇ m.
  • the concentration of these magnetizable particles is measured as a mass fraction of magnetizable particles per unit mass of dry fiber. It is between 8 and 30% by weight in the experiments carried out.
  • Dispex N40® 1% by weight of Dispex N40® is introduced into the suspension, relative to the total weight of the paper, in order to obtain better homogenization of the suspension.
  • the magnetizable particles are thus trapped mechanically, then chemically, in the fibrous structure.
  • the resulting fibrous mat contains the fibrous elements and a certain amount of magnetizable particles.
  • the papers obtained according to the process described above are sensitive to external magnetic fields and can be attracted by a magnet.

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)

Abstract

The invention concerns paper sensitive to external magnetic fields comprising magnetizable particles distributed in the paper volume, a method for preparing articles comprising such paper.

Description

Papier sensible aux champs magnétiquesMagnetic field sensitive paper
La présente invention concerne un papier sensible aux champs magnétiques extérieurs comprenant des particules magnétisables réparties dans la masse du papier, un procédé de préparation et des articles comportant un tel papier.The present invention relates to a paper sensitive to external magnetic fields comprising magnetizable particles distributed in the mass of the paper, a method of preparation and articles comprising such a paper.
L'ETAT DE LA TECHNIQUETHE STATE OF THE ART
On connaît de nombreux documents de l'art antérieur décrivant des articles en papier ou des feuilles de papiers magnétiques destinés à différentes utilisations.Numerous documents of the prior art are known, describing paper articles or sheets of magnetic paper intended for different uses.
Ainsi le brevet US 4,258,920 (Waldron et al.) décrit des puzzles comprenant des pièces magnétiques en papier comprenant 1 à 10 % en poids de limaille de fer.Thus, US Pat. No. 4,258,920 (Waldron et al.) Describes puzzles comprising magnetic paper pieces comprising 1 to 10% by weight of iron filings.
Le brevet US 4,234,378 (Iwasaki et al.) décrit un procédé pour la fabrication de feuilles de papiers magnétiques contenant de 70 à 90 % en poids de poudre ferreuse, du type plumbite baryum et plumbite strontium, constituée de particules primaires de 0,1 à 2 μm et de particules secondaires inférieures àUS Patent 4,234,378 (Iwasaki et al.) Describes a process for the manufacture of magnetic paper sheets containing from 70 to 90% by weight of ferrous powder, of the plumbite barium and plumbite strontium type, consisting of primary particles of 0.1 to 2 μm and secondary particles less than
20 μm.20 μm.
La demande de brevet JP1207496 (Tohoku Métal Ind Ltd) décrit des tableaux muraux obtenu en dispersant des particules magnétiques sur lesquels ont peut disposer des notices magnétiques. Mais ces articles et les papiers dont ils sont constitués présentent le désavantage de rester toujours magnétiques et de s'aimanter entre eux de telle sorte qu'ils sont très difficiles à manipuler.Patent application JP1207496 (Tohoku Métal Ind Ltd) describes wall charts obtained by dispersing magnetic particles on which magnetic notices may be available. However, these articles and the papers from which they are made have the disadvantage of always remaining magnetic and of magnetizing them so that they are very difficult to handle.
Ainsi, des pièces de puzzle magnétiques et aimantées restent toutes agglomérées entre elles de sorte que le joueur rencontre de grandes difficultés pour sélectionner une pièce de puzzle particulière.Thus, magnetic and magnetized puzzle pieces all remain agglomerated together so that the player has great difficulty in selecting a particular puzzle piece.
En outre, ces papiers à base de particules magnétiques sont coûteux à la fabrication. L'INVENTIONIn addition, these papers based on magnetic particles are expensive to manufacture. THE INVENTION
La demanderesse a mis au point un nouveau papier magnétiquement inerte en lui-même, mais qui est sensible aux champs magnétiques extérieurs.The Applicant has developed a new paper which is magnetically inert in itself, but which is sensitive to external magnetic fields.
Un tel papier n'est pas magnétique en lui même. Toutefois, il est capable de réagir à un champs magnétique extérieur, par exemple produit par un aimant. Ce papier permet ainsi d'éviter les inconvénients mentionnés précédemment. Un tel papier peut être produit à partir de matériau de récupération ce qui permet de le produire à faible coût.Such paper is not magnetic in itself. However, it is capable of reacting to an external magnetic field, for example produced by a magnet. This paper thus avoids the drawbacks mentioned above. Such paper can be produced from recovered material which makes it possible to produce it at low cost.
En outre, le papier sensible aux champs magnétiques de l'invention peut être calibré de façon à répondre à un champs magnétique spécifique. Ainsi, ce papier peut être facilement et rapidement caractérisé et identifié lorsqu'il est soumis à l'influence d'un champ magnétique dont les lignes de champs traversent, par exemple, la feuille du papier.In addition, the paper sensitive to magnetic fields of the invention can be calibrated so as to respond to a specific magnetic field. Thus, this paper can be easily and quickly characterized and identified when it is subjected to the influence of a magnetic field whose field lines cross, for example, the sheet of paper.
La présente invention concerne également un procédé de fabrication d'un papier sensible aux champs magnétiques extérieurs ainsi que des articles à base de tels papiers consistant notamment en des pièces de puzzles ou des billets de banques. La présente invention a donc pour premier objet un papier sensible aux champs magnétiques extérieurs comprenant des particules magnétisables réparties dans la masse du papier.The present invention also relates to a method of manufacturing paper sensitive to external magnetic fields as well as articles based on such paper consisting in particular of puzzle pieces or banknotes. The present invention therefore has for first object a paper sensitive to external magnetic fields comprising magnetizable particles distributed in the mass of the paper.
On entend par "particules magnétisables" des particules composées notamment d'un ou de plusieurs métaux. Ces particules ne sont pas magnétiques en elles mêmes, c'est à dire qu'à l'échelle macroscopique elles ne génèrent pas un champs magnétique.The term “magnetizable particles” means particles composed in particular of one or more metals. These particles are not magnetic in themselves, that is to say that on the macroscopic scale they do not generate a magnetic field.
Préférentiellement, le papier selon l'invention contient en outre au moins un agent dispersant.Preferably, the paper according to the invention also contains at least one dispersing agent.
L'agent dispersant, même si il n'est pas obligatoire, favorise la répartition homogène des particules magnétisables dans la masse de papier. Il permet en effet de minimiser l'agglomération des particules magnétisables entre elles. Les particules magnétisables peuvent être réparties dans toute la masse ou une partie seulement de la masse du papier ou bien encore sur l'une au mois des surfaces du papier.The dispersing agent, even if it is not compulsory, promotes the homogeneous distribution of the magnetizable particles in the mass of paper. It makes it possible to minimize the agglomeration of magnetizable particles between them. The magnetizable particles can be distributed throughout the mass or only part of the mass of the paper or even over one month of the paper surfaces.
De préférence, les particules magnétisables sont réparties de façon homogène dans la masse du papier ou une partie de cette masse.Preferably, the magnetizable particles are distributed homogeneously in the mass of the paper or a part of this mass.
La répartition homogène des particules magnétisables dans la masse du papier peut être déterminée, par exemple, en évaluant tout d'abord le nombre de particules magnétisables présentes dans au moins deux échantillons, de surface sensiblement égale, prélevés aléatoirement dans la masse du papier conforme à l'invention. Le nombre des particules magnétisables par échantillon peut être déterminé, par exemple par microscopie optique ou bien par microscopie électronique en exploitant le signal dû aux électrons rétro-diffusés des particules magnétisables.The homogeneous distribution of the magnetizable particles in the mass of the paper can be determined, for example, by first of all evaluating the number of magnetizable particles present in at least two samples, of substantially equal surface, randomly drawn from the mass of the paper conforming the invention. The number of magnetizable particles per sample can be determined, for example by optical microscopy or else by electron microscopy by exploiting the signal due to the backscattered electrons of the magnetizable particles.
Le nombre d'échantillons prélevés aléatoirement peut être déterminé par des méthodes statistiques conventionnelles, mais habituellement, on prélève de 5 à 10 échantillons de surface sensiblement égale.The number of samples taken at random can be determined by conventional statistical methods, but usually 5 to 10 samples are taken of substantially equal area.
Généralement, on considère que la répartition des particules magnétisables dans la masse du papier est homogène quand le rapport entre le nombre de particules dans chaque échantillon, d'une part, et le nombre moyen de particules présent dans l'ensemble des échantillons considérés, d'autre part, est compris dans un intervalle de 0,5 à 1 ,5 de préférence de 0,70 à 1,30 , plus préférentiellement de 0,8 à 1,2.Generally, it is considered that the distribution of magnetizable particles in the mass of the paper is homogeneous when the ratio between the number of particles in each sample, on the one hand, and the average number of particles present in all of the samples considered, d on the other hand, is within the range of 0.5 to 1.5, preferably 0.70 to 1.30, more preferably 0.8 to 1.2.
Les particules magnétisables peuvent être obtenues à partir des déchets de développeurs de moteurs xérographiques tels que ceux provenant d'imprimantes laser et de photocopieurs. Ces déchets de développeurs peuvent provenir par exemple des appareils commercialisés par les sociétés Xeikon, Agfa,Magnetizable particles can be obtained from the waste of developers of xerographic engines such as that from laser printers and photocopiers. This developer waste can come for example from devices sold by the companies Xeikon, Agfa,
Xerox, Man Roland, IBM, Barco et Nielpeters.Xerox, Man Roland, IBM, Barco and Nielpeters.
Ces déchets de développeurs sont habituellement composés de petites particules de Toner, ayant une taille comprise entre 6 et 10 μm, agglomérées à de grosses particules, ayant une taille comprise entre 30 et 60 μm. Ces dernières ont pour fonction de transporter les petites particules de Toner. Les grosses particules de développeurs de moteurs xérographiques peuvent être utilisées comme particules magnétisables selon l'invention.This developer waste is usually composed of small particles of toner, having a size between 6 and 10 μm, agglomerated with large particles, having a size between 30 and 60 μm. The latter have the function of transporting small particles of toner. The large particles of xerographic engine developers can be used as magnetizable particles according to the invention.
Il est possible de séparer les deux types de particules par mise en suspension dans l'eau, puis action d'un écoulement en présence d'un champs magnétique. Il n'est pas parfois pas nécessaire de séparer ces deux types de particules car lors de la fabrication du papier, les petites particules de Toner peuvent être éliminées dans les eaux d'égouttages.It is possible to separate the two types of particles by suspension in water, then the action of a flow in the presence of a magnetic field. It is sometimes not necessary to separate these two types of particles because during the production of paper, the small particles of Toner can be eliminated in the drip water.
Les particules magnétisables de développeurs de moteurs xérographiques présentent de nombreux avantages : elles sont peu coûteuses (à l'état de déchets) et elles sont inoxydable. On peut donc les utiliser pour la fabrication de papier selon l'invention.Magnetizable particles from xerographic engine developers have many advantages: they are inexpensive (in the form of waste) and they are stainless. They can therefore be used for the production of paper according to the invention.
La composition chimique des particules magnétisables de développeurs de moteurs xérographiques est bien connue et est constituée, en grande partie, d'un matériau à base de fer. Une étude du spectre de micro- analyse X a permis de déterminer que des particules de développeurs particulièrement avantageuses sont composés d'un matériau comprenant du fer, de l'oxygène, du cuivre et du zinc.The chemical composition of magnetizable particles from developers of xerographic engines is well known and consists, for the most part, of an iron-based material. A study of the X-ray micro-analysis spectrum has made it possible to determine that particles of particularly advantageous developers are composed of a material comprising iron, oxygen, copper and zinc.
Un spectre de micro-analyse X correspond à un spectre de sélection d'énergie (ou dispersion d'énergie EDX) de signaux de rayons X émis par le matériau soumis à l'excitation d'un faisceau d'électrons. Chaque photon X, résultant de la désexcitation d'un atome, qui pénètre dans la diode "Si-Li" de détection va ioniser un atome de silicium par effet photoélectrique qui, à son tour, va générer un certain nombre de paires "électrons-trous" proportionnellement à l'énergie du photon incident. Ainsi, sous l'action d'un champ électrique de polarisation inverse de la diode, chaque photon crée une impulsion électrique relativement faible qui doit être amplifiée. L'analyseur multi- canal fournit une information proportionnelle à l'amplitude de l'impulsion qui définit le rang du canal dans lequel celle-ci sera classée.An X-ray micro-analysis spectrum corresponds to an energy selection spectrum (or EDX energy dispersion) of X-ray signals emitted by the material subjected to the excitation of an electron beam. Each photon X, resulting from the de-excitation of an atom, which enters the diode "Si-Li" of detection will ionize a silicon atom by photoelectric effect which, in turn, will generate a number of pairs "electrons- holes "in proportion to the energy of the incident photon. Thus, under the action of an electric field of reverse polarization of the diode, each photon creates a relatively weak electric pulse which must be amplified. The multi-channel analyzer provides information proportional to the amplitude of the pulse which defines the rank of the channel into which it will be classified.
Le spectre de micro-analyse X des particules de déchets de moteurs xérographiques, comprenant les particules magnétisables et les particules de Toner, est représenté sur la Figure 1. L'abscisse et l'ordonnée de ce spectre sont respectivement l'énergie du photon et le nombre de coups (nombre d'éléments présents dans un canal d'énergie).The X-ray micro-analysis spectrum of waste particles from xerographic engines, including magnetizable particles and toner particles, is shown in Figure 1. The abscissa and the ordinate of this spectrum are respectively the energy of the photon and the number of shots (number of elements present in an energy channel).
Il a été possible de déterminer que les particules magnétisables préférées selon l'invention peuvent avantageusement être constituées d'un matériau comprenant de 60 à 90 % de fer, 30 à 40 % d'oxygène, 10 à 20 % de zinc et 0 à 10 % de cuivre, en pourcentage atomique. Les particules magnétisables peuvent également comprendre du carbone et/ou du silicium.It has been possible to determine that the preferred magnetizable particles according to the invention can advantageously consist of a material comprising from 60 to 90% of iron, 30 to 40% of oxygen, 10 to 20% of zinc and 0 to 10 % copper, in atomic percentage. The magnetizable particles can also include carbon and / or silicon.
Il est également possible d'utiliser comme particules magnétisables des microsphères d'acier inoxydable tel que l'inox. Les particules magnétisables peuvent avoir une taille moyenne comprise entre 20 et 60 μm, préférentiellement entre 40 et 50 μm, encore plus préférentiellement de 45 μm.It is also possible to use as magnetizable particles microspheres of stainless steel such as stainless steel. The magnetizable particles can have an average size of between 20 and 60 μm, preferably between 40 and 50 μm, even more preferably of 45 μm.
Lorsque les particules magnétisables sont des particules de développeurs, il peut être nécessaire de procéder à une réduction mécanique de leurs tailles de façon à obtenir la taille moyenne désirée.When the magnetizable particles are developer particles, it may be necessary to mechanically reduce their sizes so as to obtain the desired average size.
Le poids des particules magnétisables peut être compris entre 2 et 75 %, préférentiellement entre 10 et 40 % par rapport au poids total du papier. Le rapport considéré est établi en poids sec de matière résiduelle.The weight of the magnetizable particles can be between 2 and 75%, preferably between 10 and 40% relative to the total weight of the paper. The ratio considered is established by dry weight of residual material.
Le poids d'agent dispersant peut être compris entre 0,05 et 2 %, préférentiellement entre 1 et 1 ,5 %, par rapport au poids total du papier. Le rapport considéré est établi en poids sec de matière résiduelle.The weight of dispersing agent can be between 0.05 and 2%, preferably between 1 and 1.5%, relative to the total weight of the paper. The ratio considered is established by dry weight of residual material.
De nombreux agents dispersants peuvent être utilisés tels que les agents dispersants inorganiques comme l'hexamétaphosphate de sodium (vendu par les sociétés BASF et Aldrich Chimies), et/ou les agents dispersants organiques tels que les polyacrylates comme le Dispex N40® (vendu par la société Coatex).Many dispersing agents can be used such as inorganic dispersing agents such as sodium hexametaphosphate (sold by the companies BASF and Aldrich Chimies), and / or organic dispersing agents such as polyacrylates such as Dispex N40® (sold by Coatex company).
Le papier selon l'invention peut aussi contenir un agent anti- floculant tel que les polyacrylamides cationiques, des agents colorants et/ou des pigments. Le papier selon l'invention peut également contenir un agent d'encollage pour rendre le papier hydrophobe lui permettant ainsi de résister à l'humidité. Bien que tout agent d'encollage puisse convenir, on utilise avantageusement de la colophane ou un mélange d'un ou plusieurs produits choisis parmi les alkyls cétènes dimères et leurs dérivés, les phosphates fluorés, les anhydrides d'acides carboxyliques à chaîne grasse, les polyuréthanes et les copolymères styrène/anhydride maléique. La présente invention a également pour objet un procédé de préparation d'un papier tel que défini précédemment comprenant les étapes suivantes: a) on mélange de la pâte à papier avec des particules magnétisables et éventuellement un agent dispersant; b) on élimine l'eau de la pâte du papier; et c) on récupère le papier.The paper according to the invention can also contain an anti-flocculating agent such as cationic polyacrylamides, coloring agents and / or pigments. The paper according to the invention can also contain a sizing agent to make the paper hydrophobic, thereby enabling it to resist humidity. Although any sizing agent may be suitable, it is used advantageously rosin or a mixture of one or more products chosen from dimeric ketene alkyls and their derivatives, fluorinated phosphates, anhydrides of fatty chain carboxylic acids, polyurethanes and styrene / maleic anhydride copolymers. The present invention also relates to a method for preparing a paper as defined above comprising the following steps: a) mixing paper pulp with magnetizable particles and optionally a dispersing agent; b) removing water from the pulp of the paper; and c) recovering the paper.
Un tel procédé de préparation d'un papier selon l'invention peut être réalisé sur les machines de fabrications de papier classiques habituellement utilisées. La pâte à papier, selon l'invention, possède préférentiellement un degré Schόpper compris entre 10 et 30°SR, préférentiellement entre 15 et 25°SR.Such a process for preparing a paper according to the invention can be carried out on the conventional paper making machines usually used. The paper pulp according to the invention preferably has a Schόpper degree of between 10 and 30 ° SR, preferably between 15 and 25 ° SR.
Le degré Schôpper correspond au degré d'égouttage des fibres de papier. Il peut être déterminé selon la norme NF Q50 en suivant, par exemple, la technique décrite ci-dessous qui utilise un appareil Schôpper-Riegler mesurant la capacité d'égouttage d'une suspension fibreuse.The Schöpper degree corresponds to the degree of drainage of the paper fibers. It can be determined according to standard NF Q50 by following, for example, the technique described below which uses a Schopper-Riegler device measuring the drainage capacity of a fibrous suspension.
On égoutte d'un seul coup, à travers une toile, 1 litre (1000 cm3) d'une suspension de fibre de papier contenant 2 grammes de matières sèches calibrées. L'eau passant à travers la toile tombe dans un récipient conique dont la partie inférieure comprend un orifice calibré. Au début de l'expérience, Pégouttage est rapide. Le cône se remplit et déborde par un orifice latéral. Ce volume de débordement est recueilli dans un vase latéral. Au bout d'un certain temps, toute la suspension s'écoule par le fond.1 liter (1000 cm 3 ) of a paper fiber suspension containing 2 grams of calibrated dry matter is drained all at once through a canvas. The water passing through the canvas falls into a conical container, the lower part of which includes a calibrated orifice. At the start of the experiment, draining is rapid. The cone fills and overflows through a side opening. This overflow volume is collected in a side vessel. After a while, all of the suspension drains from the bottom.
Si par exemple on recueille dans le vase latéral un volume de 500 cm3, le degré Schόpper-Riegler se détermine ainsi : (1000-500)/10 = 50, soit 50°SRIf, for example, a volume of 500 cm 3 is collected in the lateral vase, the Schόpper-Riegler degree is determined as follows: (1000-500) / 10 = 50, i.e. 50 ° SR
Une valeur faible en degré Schôpper, 20°SR par exemple, correspond à une faible résistance à l'écoulement de la suspension fibreuse. Une valeur élevée en degré Schôpper, 80°SR par exemple, correspond à une forte résistance à l'écoulement de la suspension fibreuse.A low value in Schöpper degree, 20 ° SR for example, corresponds to a low resistance to the flow of the fibrous suspension. A high value in Schöpper degree, 80 ° SR for example, corresponds to a high resistance to the flow of the fibrous suspension.
L'élimination de l'eau dans l'étape b) peut être effectuée par séchage, égouttage gravitaire et/ou mécanique. Lorsque l'élimination de l'eau est effectuée par égouttage, le procédé de fabrication de papier selon l'invention peut être effectué en mettant en oeuvre des déchets de moteurs xérographiques sans qu'il soit nécessaire de procéder à la séparation des particules magnétisables et des particules de Toner. En effet, ces dernières particules s'écoulent en grande partie dans les eaux d'égouttage.The removal of water in step b) can be carried out by drying, gravity and / or mechanical drainage. When the removal of the water is carried out by draining, the process for manufacturing paper according to the invention can be carried out using waste from xerographic engines without it being necessary to separate the magnetizable particles and Toner particles. In fact, these latter particles largely flow into the drainage water.
Dans l'étape a) on peut également ajouter à la pâte à papier un agent anti-floculant, un agent d'encollage, des agents colorants et/ou des pigments, tels qu'ils sont définis précédemment.In step a), an anti-flocculating agent, a sizing agent, coloring agents and / or pigments, as defined above, can also be added to the paper pulp.
La présente invention a encore pour objet un article comportant au moins un papier tel que défini précédemment.The present invention also relates to an article comprising at least one paper as defined above.
Le papier de l'invention peut correspondre à l'intégralité de l'article tel que défini précédemment ou seulement à une partie de cet article, comme une bande par exemple, positionné sur cet article.The paper of the invention may correspond to the entire article as defined above or only to a part of this article, such as a strip for example, positioned on this article.
Un tel article peut par exemple consister en un billet de banque, un puzzle ou une pièce d'un puzzle.Such an article may for example consist of a bank note, a puzzle or a piece of a puzzle.
PARTIE EXPERIMENTALE Réalisation de papier selon l'inventionEXPERIMENTAL PART Making paper according to the invention
A partir d'une composition fibreuse formée d'une pâte de résineux blanchi et d'une pâte d'eucalyptus blanchi en égale proportion massique, on réalise deux lots :From a fibrous composition formed from a bleached softwood pulp and a bleached eucalyptus pulp in equal mass proportion, two batches are produced:
1) Le premier correspond à de la pâte dite brune, sans traitement mécanique ultérieur. Le degré Schôpper est mesuré à une valeur de 17°SR. 2) Le second lot de pâte brune, ayant subi un traitement mécanique appelé raffinage, qui coupe, fibrille et hydrate les fibres de la pâte. Le degré Schôpper est mesuré à une valeur de 28°SR. Pour chacun des deux lots, on réalise une suspension fibreuse dans de l'eau pour deux concentrations de la phase solide sèche en suspension, soit 2 et 4 g/L.1) The first corresponds to so-called brown dough, without subsequent mechanical treatment. The Schopper degree is measured at a value of 17 ° SR. 2) The second batch of brown pulp, having undergone a mechanical treatment called refining, which cuts, fibrils and hydrates the fibers of the pulp. The Schöpper degree is measured at a value of 28 ° SR. For each of the two batches, a fibrous suspension is produced in water for two concentrations of the dry solid phase in suspension, ie 2 and 4 g / L.
On verse ensuite cette suspension dans une colonne d'expérience à base circulaire.This suspension is then poured into an experimental column with a circular base.
On ajoute alors à la suspension précédente des particules magnétisables des déchets de moteurs xérographiques de granulométrie moyenne comprise entre 20 et 60 μm.Magnetizable particles are then added to the previous suspension of xerographic engine waste of average particle size between 20 and 60 μm.
La concentration de ces particules magnétisables est mesurée en fraction massique de particules magnétisables par unité de masse de fibre sèches. Elle se situe entre 8 et 30 % en poids dans les expériences réalisées.The concentration of these magnetizable particles is measured as a mass fraction of magnetizable particles per unit mass of dry fiber. It is between 8 and 30% by weight in the experiments carried out.
On introduit dans la suspension 1 % en poids de Dispex N40®., par rapport au poids total du papier, afin d'obtenir une meilleure homogénéisation de la suspension. Après homogénéisation de la suspension par agitation, et sous l'effet de la gravité exercée sur la colonne de suspension et d'une dépression appliquée à travers une toile à la base de la colonne, les éléments solides présents dans la suspension sont aspirés et vont se séparer de la phase liquide.1% by weight of Dispex N40® is introduced into the suspension, relative to the total weight of the paper, in order to obtain better homogenization of the suspension. After homogenization of the suspension by stirring, and under the effect of the gravity exerted on the suspension column and a vacuum applied through a fabric at the base of the column, the solid elements present in the suspension are sucked up and go separate from the liquid phase.
Ils vont ainsi être progressivement retenus, d'abord sur la toile, puis sur le matelas fibreux en cours de constitution.They will thus be gradually retained, first on the canvas, then on the fibrous mattress being formed.
Les particules magnétisables sont ainsi piégées mécaniquement, puis chimiquement, dans la structure fibreuse.The magnetizable particles are thus trapped mechanically, then chemically, in the fibrous structure.
Lorsque l'égouttage est achevé, le matelas fibreux résultant, appelé formette, contient les éléments fibreux et une certaine quantité de particules magnétisables.When the draining is completed, the resulting fibrous mat, called the formette, contains the fibrous elements and a certain amount of magnetizable particles.
Les essais avec une suspension fibreuse de concentration 4 g/L, de degré Schôpper 17°SR et une concentration massique de 20 % des particules magnétisables ont conduit à une rétention de 0,42 g des particules magnétisables par rapport aux 0,80 g introduits. Les essais avec une suspension fibreuse de concentration 4 g/L, de degré Schôpper 28°SR et une concentration massique de 20 % des particules magnétisables ont conduit à une rétention de 0,25 g des particules magnétisables par rapport aux 0,80 g introduits.The tests with a fibrous suspension of concentration 4 g / L, of Schöpper degree 17 ° SR and a mass concentration of 20% of the magnetizable particles led to a retention of 0.42 g of the magnetizable particles compared to the 0.80 g introduced . The tests with a fibrous suspension of concentration 4 g / L, of Schopper degree 28 ° SR and a mass concentration of 20% of the particles magnetizable led to a retention of 0.25 g of the magnetizable particles compared to the 0.80 g introduced.
Les papiers obtenus selon le procédé décrit précédemment sont sensibles aux champs magnétiques extérieurs et peuvent être attirés par un aimant. The papers obtained according to the process described above are sensitive to external magnetic fields and can be attracted by a magnet.

Claims

REVENDICATIONS
1. Un papier sensible aux champs magnétiques extérieurs, caractérisé en ce qu'il comprend des particules magnétisables réparties dans la masse du papier.1. A paper sensitive to external magnetic fields, characterized in that it comprises magnetizable particles distributed in the mass of the paper.
2. Papier selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il contient au moins un agent dispersant.2. Paper according to claim 1, characterized in that it contains at least one dispersing agent.
3. Papier selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que les particules magnétisables sont réparties dans la masse du papier de façon homogène.3. Paper according to any one of claims 1 to 2, characterized in that the magnetizable particles are distributed in the mass of the paper homogeneously.
4. Papier selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les particules magnétisables ont une taille moyenne comprise entre 20 et 60 μm. 4. Paper according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the magnetizable particles have an average size between 20 and 60 microns.
5. Papier selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les particules magnétisables sont obtenues à partir de déchets de développeurs de moteurs xérographiques.5. Paper according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the magnetizable particles are obtained from waste from developers of xerographic engines.
6. Papier selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les particules magnétisables sont constituées d'un matériau comprenant du fer, de l'oxygène, du cuivre et du zinc.6. Paper according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the magnetizable particles consist of a material comprising iron, oxygen, copper and zinc.
7. Papier selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce les particules magnétisables sont constituées d'un matériau comprenant de 60 à 90 % de fer, 30 à 40 % d'oxygène, 10 à 20 % de zinc et 0 à 10 % de cuivre, en pourcentage atomique. 7. Paper according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the magnetizable particles consist of a material comprising from 60 to 90% of iron, 30 to 40% of oxygen, 10 to 20% of zinc and 0 to 10% copper, in atomic percentage.
8. Papier selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les particules magnétisables sont des microsphères d'acier inoxydable comme l'inox.8. Paper according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the magnetizable particles are microspheres of stainless steel such as stainless steel.
9. Papier selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le poids des particules magnétisables est compris entre 2 et 75 % par rapport au poids total du papier. 9. Paper according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the weight of the magnetizable particles is between 2 and 75% relative to the total weight of the paper.
10. Papier selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le poids d'agent dispersant est compris entre 0,05 et 2 % par rapport au poids total du papier.10. Paper according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the weight of dispersing agent is between 0.05 and 2% relative to the total weight of the paper.
11. Papier selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'agent dispersant est choisi parmi les agents dispersants inorganiques comme l'hexamétaphosphate de sodium, et/ou les agents dispersants organiques tels que les polyacrylates comme le Dispex N40®.11. Paper according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the dispersing agent is chosen from inorganic dispersing agents such as sodium hexametaphosphate, and / or organic dispersing agents such as polyacrylates such as Dispex N40®.
12. Papier selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il contient un agent anti-floculant tel que les polyacrylamides cationiques, des agents colorants et/ou des pigments.12. Paper according to any one of claims 1 to 11, characterized in that it contains an anti-flocculating agent such as cationic polyacrylamides, coloring agents and / or pigments.
13. Papier selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'il contient un agent d'encollage tel que de la colophane ou un mélange d'un ou plusieurs produits choisis parmi les alkyls cétènes dimères et leurs dérivés, les phosphates fluorés, les anhydrides d'acides carboxyliques à chaîne grasse, les polyuréthanes et les copolymères styrène/anhydride maléique.13. Paper according to any one of claims 1 to 12, characterized in that it contains a sizing agent such as rosin or a mixture of one or more products chosen from dimeric ketene alkyls and their derivatives, fluorinated phosphates, anhydrides of fatty chain carboxylic acids, polyurethanes and styrene / maleic anhydride copolymers.
14 Un procédé de préparation d'un papier selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: a) on mélange de la pâte à papier avec des particules magnétisables et éventuellement un agent dispersant; b) on élimine l'eau de la pâte du papier; et c) on récupère le papier.14 A process for preparing a paper according to any one of claims 1 to 13, characterized in that it comprises the following stages: a) mixing paper pulp with magnetizable particles and optionally a dispersing agent; b) removing water from the pulp of the paper; and c) recovering the paper.
15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que la pâte à papier possède un degré Schôpper compris entre 10 et 30°SR. 15. The method of claim 14, characterized in that the paper pulp has a Schopper degree between 10 and 30 ° SR.
16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 14 à 15, caractérisé en ce que les particules magnétisables sont des déchets de moteurs xérographiques.16. Method according to any one of claims 14 to 15, characterized in that the magnetizable particles are waste from xerographic engines.
17. Procédé selon l'une quelconque des revendications 14 à 16, caractérisé en ce qu'à l'étape a) on ajoute à la pâte à papier un agent anti- floculant, un agent d'encollage, des agents colorants et/ou des pigments. 17. Method according to any one of claims 14 to 16, characterized in that in step a) an anti-flocculating agent, a sizing agent, coloring agents and / or is added to the paper pulp pigments.
18. Procédé selon l'une quelconque des revendications 14 à 17, caractérisé en ce qu'on élimine l'eau dans l'étape b) par séchage, égouttage gravitaire et/ou mécanique.18. Method according to any one of claims 14 to 17, characterized in that the water is removed in step b) by drying, gravity and / or mechanical drainage.
19. Un article caractérisé en ce qu'il est constitué, intégralement ou en partie, d'un papier selon l'une quelconque des revendications 1 à 13.19. An article characterized in that it consists, entirely or in part, of a paper according to any one of claims 1 to 13.
20 Article selon la revendication 19, caractérisé en ce qu'il consiste en un article choisi parmi un billet de banque, un puzzle et une pièce d'un puzzle. 20 Article according to claim 19, characterized in that it consists of an article chosen from a bank note, a puzzle and a piece of a puzzle.
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