WO2015040090A1 - Papier comportant au moins une face ultra-brillante et procédé de fabrication dudit papier - Google Patents

Papier comportant au moins une face ultra-brillante et procédé de fabrication dudit papier Download PDF

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WO2015040090A1
WO2015040090A1 PCT/EP2014/069843 EP2014069843W WO2015040090A1 WO 2015040090 A1 WO2015040090 A1 WO 2015040090A1 EP 2014069843 W EP2014069843 W EP 2014069843W WO 2015040090 A1 WO2015040090 A1 WO 2015040090A1
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paper
paper according
layers
substrate
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Application number
PCT/EP2014/069843
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Inventor
Jean-Marie Baumlin
Original Assignee
Arjo Wiggins Fine Papers Limited
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Publication date
Application filed by Arjo Wiggins Fine Papers Limited filed Critical Arjo Wiggins Fine Papers Limited
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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
    • D21H19/00—Coated paper; Coating material
    • D21H19/10—Coatings without pigments
    • D21H19/14—Coatings without pigments applied in a form other than the aqueous solution defined in group D21H19/12
    • D21H19/20—Coatings without pigments applied in a form other than the aqueous solution defined in group D21H19/12 comprising macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • 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
    • D21H19/00—Coated paper; Coating material
    • D21H19/72—Coated paper characterised by the paper substrate
    • 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
    • D21H19/00—Coated paper; Coating material
    • D21H19/80—Paper comprising more than one coating
    • D21H19/82—Paper comprising more than one coating superposed
    • D21H19/824—Paper comprising more than one coating superposed two superposed coatings, both being non-pigmented
    • 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
    • D21H27/00—Special paper not otherwise provided for, e.g. made by multi-step processes
    • D21H27/10—Packing paper

Definitions

  • the present invention relates to a paper having at least one ultra-glossy side, as well as its manufacturing method.
  • Such paper can in particular be used for the production of communication products, packaging in the field of luxury, bookbinding, decorative work or printing photographs.
  • a paper by applying at least one pigmented layer to a fibrous substrate by a film coating process, and then carrying out a calendering operation using a supercalender. It is recalled that a super-calender is a series of rolls of hard metal alternating with soft-surface rollers, arranged vertically on each other and between which the sheet of paper winds. Calendered papers have very smooth surfaces. Some calendered products using very fine pigments, sometimes supplemented with organic pigments, can be brilliant.
  • US patent application 2006/0159910 discloses a coated paper with a calendered and pigment composition to obtain a 73% gloss at 75 °.
  • patent application EP 1 816 260 describes a paper having a gloss of 70% at 75 °. The latter is obtained without calendering, by coating of four pigmented layers whose total dry deposit is 87 g / m 2 .
  • Pigmented and calendered coated papers, or "chrome-coated” papers which have a pigment-based surface on their surface, possess a surface microporosity which is appreciated by printers who use offset as a printing technology because this porosity allows the absorption of the oils contained in the inks and thus quickly gives a dry appearance to the printing.
  • printers using UV ink or electrical inks (“electro-ink”) ie inks that cross-link on the surface of the paper when subjected to UV rays or under the effect of heat, also appreciate this type of paper because the pigments on the surface provide good adhesion of the inks.
  • calendered coated papers or "chrome-coated” papers are glossy but flat. Indeed, this type of paper does not allow the production of textured products because the surface layer, too thick and smooth, completely covers the asperities formed by a possible texture made for example by embossing. In addition, a calendering operation overwrites the texture of the paper.
  • calendered coated papers are cheap because of high production speeds and have the drawbacks of low rigidity and a weak hand. In fact, calendering crushes the paper, mechanically reducing its thickness. Moreover, successive coating operations of pigmented layers greatly increase the weight of the paper and its thickness.
  • Printers may also be required to change the gloss of a printed product.
  • a varnish Glossy which can be applied by area on the print to increase a visual perception related to the printed pattern, or that can be applied to the entire print, so as to form a coating to protect the print mechanical aggression.
  • the printing may be protected by the application of a film or plastic sheet.
  • the application of a varnish or a plastic film gives the product a shiny appearance but whose shine remains limited.
  • the invention aims in particular to provide a simple, effective and economical solution to the aforementioned problems by providing a high gloss paper, inexpensive, and compatible with the application of textures.
  • a paper comprising a fibrous substrate comprising at least one face on which is applied at least a first layer comprising at least 50% by weight of latex, at least a second layer comprising at least 50% by weight of a soluble polymer, different from the latex, being applied to the first layer.
  • latex a dispersion of polymer particles obtained by polymerization of emulsions.
  • such a paper is thus the result of the superposition on at least one of the faces of the substrate of a first layer directly in contact with the substrate and a second layer directly in contact with the substrate. contact with the first layer.
  • one or more additional layers of different compositions may be interposed between the substrate and the first layer and / or between the first and the second layer. It is important, however, that the first and second layers be present relative to the substrate in the order indicated above.
  • the first layer prevents the penetration of the second layer into the pores of the fibrous substrate.
  • the amount of material deposited during the application of the first layer is sufficient to best cover the pores of the corresponding surface of the substrate. This deposited amount can therefore be modulated according to the type of substrate used.
  • the fibrous mat may comprise cellulosic fibers, such as wood cellulose fibers or annuals such as cotton fibers, bamboo, straw, hemp, flax, alpha, jute, recycled fibers, or a mixture of fibers selected from two or more of the two types of fibers mentioned above.
  • cellulosic fibers such as wood cellulose fibers or annuals such as cotton fibers, bamboo, straw, hemp, flax, alpha, jute, recycled fibers, or a mixture of fibers selected from two or more of the two types of fibers mentioned above.
  • the second layer is applied directly to the first layer.
  • the second layer is the outermost layer of the paper, before printing.
  • the substrate may be a fibrous mat already coated with a layer, this layer being for example applied by coating with a film or by coating with a chromed cylinder ("cast coating"). This achieves exceptional gloss levels with a very high surface area.
  • the layer comprising the soluble polymer does not comprise latex or comprises less than 10% latex.
  • the soluble polymer according to the invention is therefore not latex.
  • the first layer comprises at least 80% by weight of latex and / or the second layer comprises at least 80% by weight of soluble polymer.
  • an additional layer may be applied to the second layer, the additional layer comprising for example, more than 50% of dry mass of a soluble polymer relative to the total dry mass of said layer, and preferably more than 80% of dry mass of soluble polymer relative to the total dry mass of said layer, with a dry extract between 5% and 25%. This makes it possible to further increase the gloss of the paper.
  • the first layer and / or the second layer may have between 2 and 20 g / m 2 of dry deposition, preferably between 3 and 8 g / m 2 of dry deposition.
  • the substrate is a fibrous mattress based on cellulosic fibers comprising at least one pigmented coated surface, covered by said first and second layers.
  • the pigments used will be chosen in particular from calcium carbonate, kaolin, talc, and silica.
  • the face covered by said first and second layers may have a gloss at least equal to 40, measured at 20 °.
  • the substrate is a fibrous mat based on cellulosic fibers comprising at least one smooth face, covered by said first and second layers, and whose Bendtsen roughness is less than 150 ml / min.
  • the face covered by said first and second layers has a gloss of at least 40, measured at 60 °.
  • the substrate is a fibrous mat based on cellulosic fibers comprising at least one textured face, for example a replicated relief pattern, covered by said first and second layers.
  • a texture made for example by embossing or graining, gives a particular visual appearance because the reflected rays are sensitive to the local slope of the corresponding surface of the paper, which substantially increases the visibility of the texture.
  • the texture can be made before the application of the first and second layers. This embodiment makes it possible to lower the costs by realizing the texture in line on the paper machine, for example using a grain or embossing roll. This embodiment also makes it possible to carry out coating operations of the first and second layers to better coat the texture. Indeed, according to the coating technique used, the uniformity of the corresponding layer may be disturbed by the texture, so as to generate a drawing superimposed on the texture so as to enhance its visual rendering.
  • the face covered by said first and second layers may have a gloss of at least 20, measured at 60 °.
  • the substrate can be colored.
  • the coloration can be carried out at one of the layers or at the level of the substrate. This coloration makes it possible to amplify the reflective appearance of the surfaces covered with the aforementioned layers, in particular when the substrate and / or the layers are stained black.
  • the first layer comprises a latex of the acrylic latex type.
  • latices may be used for the first layer, such as, for example, styrene-butadiene latices, styrene-acrylate latices, polyvinyl acetate latices, styrene-butadiene-acrylonitrile latices and styrene-maleic anhydride latices. .
  • the second layer may comprise a soluble polymer of the polyvinyl alcohol type.
  • the paper may comprise an adhesion promoter at the level of the second layer and / or at the level of a third layer applied to the second layer.
  • a crosslinking agent may also be added to at least one of the layers applied to the substrate to chemically bond the polymer of the second layer and thereby improve the strength of the paper in the presence of water.
  • the fibrous substrate comprises at least one sizing agent, preferably AKD (Alkyl Ketene Dimer) alone or mixed with rosin, and / or optionally with ASA (alkyl succinic anhydride).
  • AKD Alkyl Ketene Dimer
  • ASA alkyl succinic anhydride
  • the sizing agents are integrated in the fibrous substrate before the application of the first and second layers, by addition in wet part or coating by gluing press on the faces on which the first and second layers are applied.
  • the fibrous substrate has a Cobb measurement, made according to the ISO 535 standard at 1 minute, less than 45 g / m 2 . This measurement corresponds to the amount of water absorbed by the surface of the substrate for one minute.
  • the hydrophobicity of the substrate surface increases. It has been noticed by the Applicant that this directly implies that the layer comprising latex is not absorbed by the fibrous substrate, and remains on the surface of the substrate. Consequently, the polymers of the second layer also remain at the surface, which advantageously influences the level of gloss peculiar to the invention.
  • the amount of sizing agents can be adapted so as to obtain a Cobb measurement, made according to the ISO 535 standard at 1 minute, less than 40 g / m 2 , and even more preferably less than 35 g / m, to get better gloss levels.
  • the two faces of the paper are processed so that at least a first layer and at least a second layer according to the definitions given in the application are applied thereto.
  • the two faces of the paper are coated with the same first and second successive layers.
  • the invention also relates to a method for manufacturing a paper of the aforementioned type, characterized in that it comprises the steps of:
  • the first layer can be applied by coating with a size press (or "size press") of a paper machine, which reduces the cost of paper making.
  • first and / or second layers may be applied by bar coater, slide coating, air knife coating, slit coating, engraved roll coating, coating coating. meniscus or curtain coating. In the case where said layers are applied by meniscus coating or by curtain coating, these layers can be applied simultaneously.
  • the dry extract of the first layer can be between 30 and 55% and / or the solids content of the second layer can be between 5 and 25%.
  • the fibrous substrate Prior to the application of the first and second layers, the fibrous substrate is preferentially treated with an agent sizing, as mentioned above, by addition in wet part or coating by gluing press on the faces on which are applied the first and second layers.
  • the gloss measurements at 20 ° and 60 ° were made using a 4446 BYK micro-tri-gloss gloss meter measuring to EN ISO 2813/7668.
  • the 75 ° gloss measurements were made using a 4456 BYK micro-gloss meter-meter measuring to Tappi T 480.
  • the substrate used is a paper known under the reference SATIMAT® 250g (coated paper pigmented to the blade) whose hand is 0.94 cm 3 / g, including the measurement of Cobb, made according to the ISO 535 standard at 1 minute, is approximately equal to 32 g / m 2 , and whose Bendtsen roughness is 15 mL / min.
  • a layer denoted C1 comprises Acronal® S728 acrylic latex and PVA (28cP at 4%, 99% hydrolysis rate). More particularly, the layer C1 comprises 1 dry part of PVA per 100 dry parts of latex. The C1 layer has 48% solids.
  • a layer denoted C2 comprises only PVA (4cP at 4%, hydrolysis rate 98%).
  • the layer C2 comprises 48% solids.
  • Layers C1 and C2 are applied by coating to Mayer's bar.
  • Comparative example A1 deposit of 6.6 g / m 2 of a layer C1, no deposition of a layer C2.
  • the glosses measured at 20 °, 60 ° and 75 ° are respectively 25, 72 and 96.
  • Comparative Example A2 Deposition of 10 g / m 2 of a C1 layer, no deposition of a C2 layer.
  • the glosses measured at 20 °, 60 ° and 75 ° are respectively 33, 80 and 97.
  • Comparative Example A3 deposit of 16 g / m 2 of a layer C1, no deposition of a layer C2.
  • the glosses measured at 20 °, 60 ° and 75 ° are respectively 37, 83 and 99.
  • Example according to the invention A4 deposition of 3.9 g / m 2 of a layer C1 and deposition of 7.7 g / m 2 of a layer C2.
  • the glosses measured at 20 °, 60 ° and 75 ° are respectively 42, 88 and 99.
  • Example according to the invention A5 depositing 6.6 g / m 2 of a layer C1 and depositing 8.4 g / m 2 of a layer C2.
  • the glosses measured at 20 °, 60 ° and 75 ° are respectively 63, 95 and 100.
  • the substrate used is a paper known as Opale® 150g (smooth uncoated paper) whose hand is 1.0 cm 3 / g, the Cobb measurement, made according to ISO 535-1. minute, is approximately equal to 30 g / m 2 , and whose Bendtsen roughness is 90 ml / min.
  • a layer denoted C1 comprises Acronal® S728 acrylic latex and PVA (28cP at 4%, 99% hydrolysis rate). More particularly, the layer C1 comprises 1 dry part of PVA per 100 dry parts of latex. The C1 layer has 48% solids.
  • a layer denoted C2 comprises only PVA (4cP at 4%, hydrolysis rate 98%). The layer C2 comprises 20% solids.
  • Layers C1 and C2 are applied by coating to Mayer's bar.
  • Comparative example B1 deposit of 7.1 g / m 2 of a layer C1, no deposition of a layer C2.
  • the glosses measured at 20 °, 60 ° and 75 ° are respectively 3.2, 19 and 48.
  • Comparative Example B2 deposit of 13 g / m 2 of a layer C1, no deposition of a layer C2.
  • the glosses measured at 20 °, 60 ° and 75 ° are respectively 5, 29 and 65.
  • Comparative Example B3 deposit of 6.6 g / m 2 of a layer C2, followed by deposition of 6.7 g / m 2 of another layer C2, no deposition of a layer C1.
  • the glosses measured at 20 °, 60 ° and 75 ° are respectively 3.8, 23 and 57.
  • Example according to the invention B4 deposition of 7.6 g / m 2 of a layer C1, then deposition of 3.7 g / m 2 of a layer C2, then deposit of 3.5 g / m 2 d another layer C2.
  • the glosses measured at 20 °, 60 ° and 75 ° are respectively 1, 50 and 90.
  • Example B5 deposit of 7.6 g / m 2 of a C1 layer followed by deposition of 8.1 g / m 2 of a layer C2.
  • the glosses measured at 20 °, 60 ° and 75 ° are respectively 12, 51 and 96.
  • the substrate used is a paper known as Rives Dot® 120g (geometric textured paper), whose hand is 1.48 cm 3 / g, the Cobb measurement, made according to ISO 535 at 1 minute, is approximately equal to 30 g / m 2 , and whose Bendtsen roughness is 1 100 ml / min.
  • a layer denoted C3 comprises Acronal® S728 acrylic latex and a xanthan thickener.
  • the layer C3 comprises 0.2 dry part of thickener per 100 dry parts of latex.
  • the layer C3 comprises 43% solids.
  • a layer denoted C4 comprises only PVA (4cP at 4%, hydrolysis rate 98%).
  • the layer C4 comprises 15% solids.
  • the layers C3 and C4 are applied by coating to the Mayer bar.
  • Comparative Example C1 deposit 10.5 g / m 2 of a layer C3, no deposition of a layer C4.
  • the glosses measured at 20 °, 60 ° and 75 ° are respectively 2.8, 16 and 42.
  • Example according to the invention C2 deposition of 8.5 g / m 2 of a C3 layer and then deposition of 3.1 g / m 2 of a C4 layer.
  • the glosses measured at 20 °, 60 ° and 75 ° are respectively 5.3, 26 and 59.
  • C3 depositing 9.6 g / m 2 of a C3 layer and then depositing 6.1 g / m 2 of a C4 layer.
  • the glosses measured at 20 °, 60 ° and 75 ° are respectively 6.2, 29 and 68.
  • the layers C3 and C4 are applied by coating with the air knife.
  • Comparative Example D1 deposit of 8.5 g / m 2 of a layer C3, no deposition of a layer C4.
  • the brightness measured at 20 °, 60 ° and 75 ° are respectively 2.5, 13 and 40.
  • Example according to the invention D2 deposition of 8.5 g / m 2 of a layer C3, then deposition of 5.7 g / m 2 of a layer C4, then deposit of 5.7 g / m 2 of a other layer C4.
  • the brightness measured at 20 °, 60 ° and 75 ° are respectively 5.5, 31 and 68.
  • the data of the examples of series A to D are summarized in the following table.
  • Example paper base Cl C2 C2 20 ° 60 ° 75 °

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Abstract

L'invention concerne un papier comportant un substrat fibreux comprenant au moins une face sur laquelle est appliquée au moins une première couche comportant au moins 50% en masse de latex, au moins une deuxième couche comportant au moins 50% en masse d'un polymère soluble étant appliquée sur la première couche.

Description

Papier comportant au moins une face ultra-brillante et procédé de fabrication dudit papier
La présente invention concerne un papier comportant au moins une face ultra-brillante, ainsi que son procédé de fabrication. Un tel papier peut notamment être utilisé pour la réalisation de produits de communication, d'emballage dans le domaine du luxe, de reliures d'ouvrages, de travaux décoratifs ou d'impression de photographies.
Il est connu de réaliser un papier en appliquant au moins une couche pigmentée sur un substrat fibreux par un procédé de couchage à lame, puis en réalisant une opération de calandrage à l'aide d'une supercalandre. On rappelle qu'une super-calandre est une série de rouleaux de métal dur alternant avec des rouleaux à surface molle, disposés verticalement les uns sur les autres et entre lesquels serpente la feuille de papier. Des papiers calandrés présentent des surfaces très lisses. Certains produits calandrés utilisant des pigments très fins, parfois additionnés de pigments organiques, peuvent être brillants.
La demande de brevet US 2006/0159910 décrit un papier couché avec une composition pigmentaire et calandré afin d'obtenir une brillance de 73% à 75°.
Par ailleurs, la demande de brevet US 2003/121634 décrit un papier couché et calandré dont la couche contient des pigments plastiques creux. Le niveau de brillance à 75° atteint 88%.
Enfin, la demande de brevet EP 1 816 260 décrit un papier ayant une brillance de 70% à 75°. Ce dernier est obtenu sans calandrage, par couchage de quatre couches pigmentées dont la dépose totale sèche est de 87 g/m2.
Il existe également des produits papetiers dits « couchés sur chrome » (ou « cast coated », en anglais) formés par couchage et contact de la face couchée avec un cylindre chromé afin de dupliquer sur la surface couchée le lissé ou l'état de surface du cylindre chromé. L'aplat et le lissé sont alors excellents et la surface est de ce fait brillante.
Les papiers couchés pigmentés et calandrés, ou les papiers « couchés sur chrome », qui ont à leur surface une couche constituée de pigments, possèdent une microporosité de surface qui est appréciée des imprimeurs qui utilisent l'offset comme technologie d'impression car cette porosité permet l'absorption des huiles contenues dans les encres et donne ainsi rapidement un aspect sec à l'impression. Par ailleurs, les imprimeurs utilisant de l'encre UV ou des encres électriques (« electro-ink »), c'est-à- dire des encres qui réticulent à la surface du papier lorsqu'elles sont soumises à des rayons UV ou sous l'effet de la chaleur, apprécient également ce type de papier car les pigments en surface procurent une bonne adhésion des encres.
Les surfaces des papiers couchés calandrés ou des papiers « couchés sur chrome » sont brillantes mais planes. En effet, ce type de papier ne permet pas la réalisation de produits texturés car la couche de surface, trop épaisse et lisse, recouvre complètement les aspérités formées par une éventuelle texture réalisée par exemple par embossage. Par ailleurs, une opération de calandrage écrase la texture du papier.
II est à noter que les papiers couchés calandrés sont bons marché du fait des vitesses élevées de production et ont comme inconvénients une faible rigidité et une faible main. En effet, le calandrage écrase le papier, réduisant mécaniquement son épaisseur. Par ailleurs, des opérations de couchage successives de couches pigmentées augmentent beaucoup le grammage du papier et peu son épaisseur.
A l'inverse, les papiers « couchés sur chrome » sont produits à faible vitesse et sont plus chers.
Les papiers brillants non texturés actuels ont des brillances relativement faibles, typiquement de 60% à 80%, à 75°.
Les imprimeurs peuvent également être amenés à modifier la brillance d'un produit imprimé. Pour cela, il est connu d'appliquer un vernis brillant, qui peut être appliqué par zone sur l'impression afin d'augmenter une perception visuelle liée au motif imprimé, ou qui peut être appliqué sur l'ensemble de l'impression, de façon à former un revêtement permettant de protéger l'impression des agressions mécaniques. En variante, l'impression peut être protégée par l'application d'une pellicule ou d'une feuille plastique. L'application d'un vernis ou d'une pellicule plastique confère au produit un aspect brillant mais dont la brillance reste toutefois limitée.
L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, efficace et économique aux problèmes précités en proposant un papier d'une brillance élevée, bon marché, et compatible avec l'application de textures.
A cet effet, elle propose un papier comportant un substrat fibreux comprenant au moins une face sur laquelle est appliquée au moins une première couche comportant au moins 50% en masse de latex, au moins une deuxième couche comportant au moins 50% en masse d'un polymère soluble, différent du latex, étant appliquée sur la première couche.
On entend par latex, une dispersion de particules de polymère obtenue par polymérisation d'émulsions.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention, un tel papier est ainsi le résultat de la superposition sur au moins l'une des faces du substrat d'une première couche directement en contact avec le substrat et d'une deuxième couche directement en contact avec la première couche.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, une ou plusieurs couches supplémentaires de compositions différentes, peut (peuvent) être intercalées entre le substrat et la première couche et/ou entre la première et la deuxième couche. Il importe cependant que les première et deuxième couches soient présentes par rapport au substrat dans l'ordre indiqué ci-dessus.
Il a été constaté qu'un tel papier a une brillance très élevée (par comparaison avec les brillances des papiers actuels) dont la valeur dépend notamment du substrat et des épaisseurs des première et deuxième couches. Il a également été constaté que l'inversion des première et seconde couches ne permet pas d'obtenir de tels niveaux de brillance.
La première couche empêche la pénétration de la deuxième couche dans les pores du substrat fibreux. De préférence, la quantité de matière déposée lors de l'application de la première couche est suffisante pour couvrir au mieux les pores de la surface correspondante du substrat. Cette quantité déposée peut donc être modulée en fonction du type de substrat utilisé.
Avantageusement, le matelas fibreux peut comporter des fibres cellulosiques, tels que des fibres de cellulose de bois ou de plantes annuelles telles que les fibres de coton, bambou, paille, chanvre, lin, alpha, jute, des fibres recyclées, ou un mélange de fibres choisies parmi deux ou plus de deux types de fibres citées précédemment.
Selon une caractéristique de l'invention, la deuxième couche est appliquée directement sur la première couche.
Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, la deuxième couche est la couche la plus externe du papier, avant l'impression.
On notera que le substrat peut être un matelas fibreux déjà revêtu d'une couche, cette couche étant par exemple appliquée par couchage à la lame ou par couchage à l'aide d'un cylindre chromé (« cast coating »). Ceci permet d'atteindre des niveaux de brillance exceptionnels avec un aplat très élevé.
La couche comprenant le polymère soluble ne comprend pas de latex ou comprend moins de 10% de latex. Le polymère soluble selon l'invention n'est donc pas du latex.
De préférence, la première couche comporte au moins 80% en masse de latex et/ou la deuxième couche comporte au moins 80% en masse de polymère soluble.
Dans certains cas, une couche supplémentaire peut être appliquée sur la deuxième couche, la couche supplémentaire comportant par exemple plus de 50% de masse sèche d'un polymère soluble par rapport à la masse sèche totale de ladite couche, et préférentiellement plus de 80% de masse sèche de polymère soluble par rapport à la masse sèche totale de ladite couche, avec un extrait sec compris entre 5% et 25%. Ceci permet d'augmenter encore la brillance du papier.
La première couche et/ou la deuxième couche peut (peuvent) comporter entre 2 et 20 g/m2 de dépose sèche, préférentiellement entre 3 et 8 g/m2 de dépose sèche.
Selon une forme de réalisation de l'invention, le substrat est un matelas fibreux à base de fibres cellulosiques comportant au moins une face couchée pigmentée, recouverte par lesdites première et deuxième couches.
Les pigments utilisés seront en particulier choisis parmi le carbonate de calcium, le kaolin, le talc, et la silice.
Dans ce cas, la face recouverte par lesdites première et deuxième couches peut avoir une brillance au moins égale à 40, mesurée à 20°.
Selon une autre forme de réalisation de l'invention, le substrat est un matelas fibreux à base de fibres cellulosiques comportant au moins une face lisse, recouverte par lesdites première et deuxième couches, et dont la rugosité Bendtsen est inférieure à 150mL/mn.
Dans ce cas, la face recouverte par lesdites première et deuxième couches a une brillance au moins égale à 40, mesurée à 60°.
Selon encore une autre forme de réalisation de l'invention, le substrat est un matelas fibreux à base de fibres cellulosiques comportant au moins une face texturée, par exemple un motif de relief répliqué, recouverte par lesdites première et deuxième couches.
L'adjonction d'une texture, réalisée par exemple par embossage ou par grainage, confère un aspect visuel particulier car les rayons réfléchis sont sensibles à la pente locale de la surface correspondante du papier, ce qui augmente sensiblement la visibilité de la texture. La texture peut être réalisée avant l'application des première et deuxième couches. Ce mode de réalisation permet de baisser les coûts en réalisant la texture en ligne sur la machine à papier, par exemple à l'aide d'un cylindre graineur ou par embossage. Ce mode de réalisation permet également de réaliser des opérations de couchage des première et deuxième couches permettant d'enrober au mieux la texture. En effet, suivant la technique de couchage utilisée, l'uniformité de la couche correspondante peut être perturbée par la texture, de façon à générer un dessin se superposant à la texture de façon à amplifier son rendu visuel.
Dans ce cas, la face recouverte par lesdites première et deuxième couches peut avoir une brillance au moins égale à 20, mesurée à 60°.
Par ailleurs, le substrat peut être coloré. La coloration peut être réalisée au niveau de l'une des couches ou au niveau du substrat. Cette coloration permet d'amplifier l'aspect réfléchissant des surfaces recouvertes des couches précitées, en particulier lorsque le substrat et/ou les couches sont colorées en noir.
Avantageusement, la première couche comporte un latex du type latex acrylique.
Bien entendu, d'autres latex peuvent être utilisés pour la première couche, tels par exemple que les latex styrène-butadiène, les latex styrène-acrylate, les latex polyvinyle acétate, les latex styrène- butadiène-acrylonitrile et les latex styrène-anhydride maléique.
En outre, la deuxième couche peut comporter un polymère soluble de type alcool polyvinylique.
Bien entendu, d'autres polymères solubles peuvent être utilisés pour la deuxième couche, tels par exemple que les polysaccharides comme l'amidon, l'amidon carboxyméthylé, l'agar et l'alginate de sodium, les protéines comme l'albumine, la protéine de soja, la caséine et la gélatine, la polyvinylpyrrolidone, l'acétate de polyvinyle, la cellulose et les dérivés de cellulose Selon une caractéristique de l'invention, le papier peut comporter un promoteur d'adhésion au niveau de la deuxième couche et/ou au niveau d'une troisième couche appliquée sur la deuxième couche.
Un agent réticulant peut également être ajouté dans l'une au moins des couches appliquées sur le substrat, afin de lier chimiquement le polymère de la deuxième couche et améliorer ainsi la résistance du papier en présence d'eau.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le substrat fibreux comporte au moins un agent d'encollage, préférentiellement de l'AKD (Alkyl Ketene Dimer) seul ou en mélange avec de la colophane, et/ou éventuellement de l'ASA (alkyl succinic anhydride). Les agents d'encollage permettent d'augmenter l'hydrophobie de la surface du substrat fibreux.
Les agents d'encollage sont intégrés au substrat fibreux avant l'application des première et deuxième couches, par adjonction en partie humide ou par couchage par presse encolleuse sur les faces sur lesquelles sont appliquées les première et deuxième couches.
Grâce aux agents d'encollage, le substrat fibreux possède une mesure de Cobb, faite suivant la norme ISO 535 à 1 minute, inférieure à 45 g/m2. Cette mesure correspond en fait à la quantité d'eau absorbée par la surface du substrat pendant une minute.
Grâce au traitement du substrat fibreux par un agent d'encollage, l'hydrophobie de la surface du substrat augmente. Il a été remarqué par la demanderesse que ceci implique directement que la couche comportant du latex n'est pas absorbée par le substrat fibreux, et reste en surface du substrat. Par conséquent, les polymères de la deuxième couche restent également en surface, ce qui influence avantageusement le niveau de brillance propre à l'invention.
On comprend donc que moins la couche comportant du latex est absorbée, plus le papier obtenu est brillant. Ainsi, les papiers qui ne comprennent pas un substrat fibreux comportant un agent d'encollage ne peuvent reproduire idéalement les effets précités. De préférence la quantité d'agents d'encollage peut être adaptée de façon à obtenir une mesure Cobb, faite suivant la norme ISO 535 à 1 minute, inférieure à 40 g/m2, et encore plus préférentiellement inférieure à 35 g/m, afin d'obtenir de meilleurs niveaux de brillance.
Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, les deux faces du papier sont traitées pour qu'au moins une première couche et au moins une deuxième couche selon les définitions données dans la demande lui soient appliquées. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, les deux faces du papier sont revêtues des mêmes première et deuxième couches successives.
L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un papier du type précité, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant à :
- appliquer au moins une première couche comportant au moins 50% en masse de latex, sur au moins une face d'un substrat, et
- appliquer au moins une deuxième couche comportant au moins 50% en masse d'un polymère soluble sur la première couche.
La première couche peut être appliquée par couchage à l'aide d'une presse encolleuse (ou « size press », en anglais) d'une machine à papier, ce qui permet de réduire le coût de fabrication du papier.
En variante, la première et/ou la deuxième couches peuvent être appliquées par couchage à la barre, par couchage à la lame, par couchage à la lame d'air, par couchage à la fente, par couchage au cylindre gravé, par couchage au ménisque ou par couchage rideau. Dans le cas où lesdites couches sont appliquées par couchage au ménisque ou par couchage rideau, ces couches peuvent être appliquées simultanément.
Plus particulièrement, lors de la dépose, l'extrait sec de la première couche peut être compris entre 30 et 55% et/ou l'extrait sec de la deuxième couche peut être compris entre 5 et 25%.
Préalablement à l'application des première et deuxième couches, le substrat fibreux est préférentiellement traité avec un agent d'encollage, comme évoqué plus haut, par adjonction en partie humide ou par couchage par presse encolleuse sur les faces sur lesquelles sont appliquées les première et deuxième couches.
La plupart des équipements de couchage sont limités à des déposes de quelques dizaines de microns d'épaisseur. Il est donc avantageux d'utiliser des couches concentrées en matière solide.
L'invention est illustrée et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante qui comprend des exemples de mise en œuvre de l'invention.
Ces exemples sont répartis en quatre séries, référencées respectivement A, B, C et D, chaque série comportant au moins un exemple hors du champ de l'invention, également appelé exemple comparatif, et au moins un exemple appartenant à l'invention. Ces exemples démontrent que, pour chaque série, les exemples appartenant à l'invention ont des brillances plus élevées que les exemples comparatifs.
Les mesures de brillance à 20° et 60° ont été réalisées à l'aide d'un brillance-mètre micro-tri-gloss 4446 BYK dont la mesure respecte la norme EN ISO 2813/ 7668.
Les mesures de brillance à 75° ont été réalisées à l'aide d'un brillance-mètre micro-gloss 4456 BYK dont la mesure respecte la norme Tappi T 480.
Exemples de la série A
Pour cette série, le substrat utilisé est un papier connu sous la référence SATIMAT® 250g (papier couché pigmenté à la lame) dont la main est de 0,94 cm3/g, dont la mesure de Cobb, faite suivant la norme ISO 535 à 1 minute, est environ égale à 32 g/m2, et dont la rugosité Bendtsen est de 15 mL/mn.
Une couche notée C1 comporte du latex acrylique Acronal® S728 et du PVA (28cP à 4%, taux d'hydrolyse 99%). Plus particulièrement, la couche C1 comporte 1 part sèche de PVA pour 100 parts sèches de latex. La couche C1 comporte 48% d'extrait sec.
Une couche notée C2 comporte uniquement du PVA (4cP à 4%, taux d'hydrolyse 98%). La couche C2 comporte 48% d'extrait sec.
Les couches C1 et C2 sont appliquées par couchage à la barre de Mayer.
• Exemple comparatif A1 : dépôt de 6,6g/m2 d'une couche C1 , pas de dépôt d'une couche C2. Les brillances mesurées à 20°, 60° et 75° sont respectivement de 25, 72 et 96.
· Exemple comparatif A2 : dépôt de 10 g/m2 d'une couche C1 , pas de dépôt d'une couche C2. Les brillances mesurées à 20°, 60° et 75° sont respectivement de 33, 80 et 97.
• Exemple comparatif A3 : dépôt de 16 g/m2 d'une couche C1 , pas de dépôt d'une couche C2. Les brillances mesurées à 20°, 60° et 75° sont respectivement de 37, 83 et 99.
• Exemple suivant l'invention A4 : dépôt de 3,9 g/m2 d'une couche C1 et dépôt de 7,7 g/m2 d'une couche C2. Les brillances mesurées à 20°, 60° et 75° sont respectivement de 42, 88 et 99.
• Exemple suivant l'invention A5 : dépôt de 6,6 g/m2 d'une couche C1 et dépôt de 8,4 g/m2 d'une couche C2. Les brillances mesurées à 20°, 60° et 75° sont respectivement de 63, 95 et 100.
Exemples de la série B
Pour cette série, le substrat utilisé est un papier connu sous la référence Opale® 150g (papier non couché lisse) dont la main est de 1 ,0 cm3/g, dont la mesure de Cobb, faite suivant la norme ISO 535 à 1 minute, est environ égale à 30 g/m2, et dont la rugosité Bendtsen est de 90 mL/mn.
Une couche notée C1 comporte du latex acrylique Acronal® S728 et du PVA (28cP à 4%, taux d'hydrolyse 99%). Plus particulièrement, la couche C1 comporte 1 part sèche de PVA pour 100 parts sèches de latex. La couche C1 comporte 48% d'extrait sec. Une couche notée C2 comporte uniquement du PVA (4cP à 4%, taux d'hydrolyse 98%). La couche C2 comporte 20% d'extrait sec.
Les couches C1 et C2 sont appliquées par couchage à la barre de Mayer.
· Exemple comparatif B1 : dépôt de 7,1 g/m2 d'une couche C1 , pas de dépôt d'une couche C2. Les brillances mesurées à 20°, 60° et 75° sont respectivement de 3,2, 19 et 48.
• Exemple comparatif B2 : dépôt de 13 g/m2 d'une couche C1 , pas de dépôt d'une couche C2. Les brillances mesurées à 20°, 60° et 75° sont respectivement de 5, 29 et 65.
• Exemple comparatif B3 : dépôt de 6,6 g/m2 d'une couche C2, puis dépôt de 6,7 g/m2 d'une autre couche C2, pas de dépôt d'une couche C1 . Les brillances mesurées à 20°, 60° et 75° sont respectivement de 3,8, 23 et 57.
· Exemple conforme à l'invention B4 : dépôt de 7,6 g/m2 d'une couche C1 , puis dépôt de 3,7 g/m2 d'une couche C2, puis dépôt de 3,5g/m2 d'une autre couche C2. Les brillances mesurées à 20°, 60° et 75° sont respectivement de 1 1 , 50 et 90.
• Exemple conforme à l'invention B5 : dépôt de 7,6 g/m2 d'une couche C1 puis dépôt de 8,1 g/m2 d'une couche C2. Les brillances mesurées à 20°, 60° et 75° sont respectivement de 12, 51 et 96.
Exemples de la série C
Pour cette série, le substrat utilisé est un papier connu sous la référence Rives Dot® 120g (papier texturé géométrique), dont la main est de 1 ,48 cm3/g, dont la mesure de Cobb, faite suivant la norme ISO 535 à 1 minute, est environ égale à 30 g/m2, et dont la rugosité Bendtsen est de 1 100 mL/mn.
Une couche notée C3 comporte du latex acrylique Acronal® S728 et un épaississant de type xanthane. Plus particulièrement, la couche C3 comporte 0,2 part sèche d'épaississant pour 100 parts sèches de latex. La couche C3 comporte 43% d'extrait sec.
Une couche notée C4 comporte uniquement du PVA (4cP à 4%, taux d'hydrolyse 98%). La couche C4 comporte 15 % d'extrait sec.
Les couches C3 et C4 sont appliquées par couchage à la barre de Mayer.
• Exemple comparatif C1 : dépôt de 10,5 g/m2 d'une couche C3, pas de dépôt d'une couche C4. Les brillances mesurées à 20°, 60° et 75° sont respectivement de 2,8, 16 et 42.
· Exemple suivant l'invention C2 : dépôt de 8,5 g/m2 d'une couche C3 puis dépôt de 3,1 g/m2 d'une couche C4. Les brillances mesurées à 20°, 60° et 75° sont respectivement de 5,3, 26 et 59.
• Exemple suivant l'invention C3 : dépôt de 9,6 g/m2 d'une couche C3 puis dépôt de 6,1 g/m2 d'une couche C4. Les brillances mesurées à 20°, 60° et 75° sont respectivement de 6,2, 29 et 68.
Exemples de la série D
Pour cette série, on utilise le même substrat et les mêmes couches C3 et C4 que dans les exemples de la série C.
Les couches C3 et C4 sont appliquées par couchage à la lame d'air.
• Exemple comparatif D1 : dépôt de 8,5 g/m2 d'une couche C3, pas de dépôt d'une couche C4. La brillance mesurée à 20°, 60° et 75° sont respectivement de 2,5, 13 et 40.
· Exemple suivant l'invention D2 : dépôt de 8,5 g/m2 d'une couche C3, puis dépôt de 5,7 g/m2 d'une couche C4, puis dépôt de 5.7 g/m2 d'une autre couche C4. La brillance mesurée à 20°, 60° et 75° sont respectivement de 5,5, 31 et 68. Les données des exemples des séries A à D sont résumées dans le tableau suivant.
Dépose des couches en g/m2 Brillances
Exemple substrat papier Cl C2 20° 60° 75°
Al Satimat 250g/m2 6,6 25 72 96
A2 Satimat 250g/m2 10 33 80 97
A3 Satimat 250g/m2 16 37 83 99
A4 Satimat 250g/m2 3,9 7,7 42 88 99
A5 Satimat 250g/m2 6,6 8,4 63 95 100
Exemple base papier Cl C2 C2 20° 60° 75°
Bl Opale 150g/m2 7,1 3,2 19 48
B2 Opale 150g/m2 13 5 29 65
B3 Opale 150g/m2 6,6 6,7 3,8 23 57
B4 Opale 150g/m2 7,6 3,7 3,5 11 50 90
B5 Opale 150g/m2 7,6 8,1 12 51 96
Exemple base papier C3 C4 20° 60° 75°
Cl Dot 120g/m2 10,5 2,8 16 42
C2 Dot 120g/m2 8,5 3,1 5,3 26 59
C3 Dot 120g/m2 9,6 6,1 6,2 29 68
Exemple base papier C3 C4 C4 20° 60° 75°
Dl Dot 120g/m2 8,5 2,5 13 40
D2 Dot 120g/m2 8,5 5,7 5,7 5,5 31 68

Claims

REVENDICATIONS
1 . Papier comportant un substrat fibreux comprenant au moins une face sur laquelle est appliquée au moins une première couche comportant au moins 50% en masse de latex, au moins une deuxième couche comportant au moins 50% en masse d'un polymère soluble étant appliquée sur la première couche.
2. Papier selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le substrat fibreux comprte un agent d'encollage, et possède une mesure de Cobb, faite suivant la norme iso 535 à 1 minute, inférieure à 45 g/m2, de préférence inférieure à 40 g/m2, encore plus préférentiellement inférieure à 35 g/m2.
3. Papier selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la deuxième couche est appliquée directement sur la première couche.
4. Papier selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la première couche comporte au moins 80% en masse de latex et/ou la deuxième couche comporte au moins 80% en masse de polymère soluble.
5. Papier selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la première couche et/ou la deuxième couche comporte entre 2 et
20 g/m2 de dépose sèche, préférentiellement entre 3 et 8 g/m2 de dépose sèche.
6. Papier selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le substrat est un matelas fibreux à base de fibres cellulosiques comportant au moins une face couchée pigmentée, recouverte par lesdites première et deuxième couches.
7. Papier selon la revendication 6, caractérisé en ce que la face recouverte par lesdites première et deuxième couches a une brillance au moins égale à 40, mesurée à 20°.
8. Papier selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le substrat est un matelas fibreux à base de fibres cellulosiques comportant au moins une face lisse, recouverte par lesdites première et deuxième couches, et dont la rugosité Bendtsen est inférieure à 150mL/mn.
9. Papier selon la revendication 8, caractérisé en ce que la face recouverte par lesdites première et deuxième couches a une brillance au moins égale à 40, mesurée à 60°.
10. Papier selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le substrat est un matelas fibreux à base de fibres cellulosiques comportant au moins une face texturée, recouverte par lesdites première et deuxième couches.
1 1 . Papier selon la revendication 10, caractérisé en ce que la face recouverte par lesdites première et deuxième couches a une brillance au moins égale à 20, mesurée à 60°.
12. Papier selon l'une des revendications 1 à 1 1 , caractérisé en ce que le substrat est coloré.
13. Papier selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la première couche comporte un latex du type latex acrylique.
14. Papier selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que la deuxième couche comporte un polymère soluble de type alcool polyvinylique.
15. Papier selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce qu'il comporte un promoteur d'adhésion au niveau de la deuxième couche et/ou au niveau d'une troisième couche appliquée sur la deuxième couche.
16. Procédé de fabrication d'un papier selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant à :
- appliquer au moins une première couche comportant au moins 50% en masse sèche de latex, sur au moins une face d'un substrat, et
- appliquer au moins une deuxième couche comportant au moins 50% en masse sèche d'un polymère soluble sur la première couche.
17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que la première couche est appliquée par couchage à l'aide d'une presse encolleuse d'une machine à papier.
18. Procédé selon la revendication 17 ou 18, caractérisé en ce que, lors de la dépose, l'extrait sec de la première couche est compris entre
30 et 55% et/ou l'extrait sec de la deuxième couche est compris entre 5 et 25%.
19. Procédé selon l'une des revendications 16 à 18, caractérisé en ce que, préalablement à l'application des première et deuxième couches, le substrat fibreux est traité avec un agent d'encollage par adjonction en partie humide ou par couchage par presse encolleuse sur les faces sur lesquelles sont appliquées les première et deuxième couches.
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