Brevet FR2471282A1 — publié le 19810619

La présente invention concerne des rubans d'impression fluorescents, et plus particulièrement un ruban contenant des pigments réfléchissants, pour empêcher la pénétration de la lumière incidente dans la surface sur laquelle on a effectué une impression. Les rubans fluorescents sont généralement utilisés pour permettre le codage de documents pouvant ensuite-être lus électroniquement (optiquement), de façon à pouvoir trier des documents à la machine. La préparation du ruban portant une matière fluorescen- te transférable s'effectue en déposant une couche de matière fluorescente et des cires à la surface d'une fine pellicule de matière plastique. Les matières pour pellicules fines en ma- tière plastique les plus fréquemment utilisées sont le poly- éthylène ou le Mylar (Marque déposée pour un téréphtalate de polyéthylène) . La matière fluorescente cireuse transférée à la surface d'impression est très fine et transparente à l'observation vi- suelle. Cette transparence de la matière fluorescente imprimée sur le papier pose un problème lorsque l'impression est effec- tuée sur une partie de papier de couleur plus foncée. Les pigments fluorescents à la lumière du jour sont vi- sibles lorsqu'ils sont excités par la lumière solaire. Ils sont transparents ou translucides par nature et sont donc ap- pliqués sur des primaires blancs pour obtenir l'effet de fluo- rescence en lumière du jour maximale. L'addition du pigment blanc opaque à la formule n'a pas pour but d'augmenter la fluo- rescence, mais plutôt de la réduire à une nuance, elle peut donc éventuellement réduire la solidité à la lumière. Lorsqu'une matière fluorescente est déposée à la surfa- ce d'un papier blanc, la blancheur du papier sert de réflec- teur à la lumière. La lumière incidente traverse les pigments et pénètre dans la base de papier à un degré faible, qui dé- pend de la blancheur du papier. La lumière réfléchie contient à la fois de la lumière incidente et de la lumière fluorescente. Si de la matière fluorescente est déposée à la surface d'un papier de couleur foncée, une partie de la lumière inci- dente est absorbée par le papier. La quantité de lumière dis- ponible pour la réflexion à travers la matière fluorescente est réduite proportionnellement à la quantité de lumière ab- sorbée par le papier. Cette réduction de la réflexion de la lumière par le papier abaisse la quantité d'énergie disponi- ble pour produire une émission à partir de la matière fluores- cente. La présente invention concerne un ruban d'impression portant un revêtement destiné à réduire les différences d'in- tensité de fluorescence dues au type de fond sur lequel il est appliqué et un procédé de préparation du matériau. On obtient ainsi une plus grande précision dans la lecture électronique (optique) d'un signal produit par la lumière émise par le pig- ment fluorescent. Pour préparer le ruban, on dépose une couche pigmentaire de cire et de matière fluorescente sur la base du ruban et on ajoute une matière formant barrière réfléchissante à la couche pigmentaire ou on la dépose dans une seconde couche de cire sur la couche de pigment. Les pigments formant barriè- re utilisés sont des pigments de couleurs métalliques finement divisées qui sont réfléchissantes et ne décalent pas la lon- gueur d'onde de la lumière fluorescente. Les buts, caractéristiques, avantages de l'invention et le progrès technique apporté ressortiront de la description plus détaillée ci-après de modes de réalisation préférés de l'invention illustrés par les dessins annexés sur lesquels - la Fig. 1 représente la constitution d'un ruban fluo- rescent de la technique antérieure; - la Fig. 2 représente une impression de la cire fluo- rescente et de la résine sur du papier; - la Fig. 3 représente le comportement de la lumière qui traverse le mélange de cire transparente et de résine im- primé sur papier; - la Fig. 4 représente un ruban de la présente inven- tion avec une couche formant barrière sous forme de couche su- périeure; - la Fig. 5 représente une impression suivant la pré- sente invention sur papier; la Fig. 6 représente un mode de réalisation de l'in- vention dans lequel le pigment formant barrière est incorporé & la couche de pigment fluorescent; - la Fig. 7 représente le comportement de la lumière sur des matières fluorescentes imprimées sur un papier coloré; et - la Fig. 8 représente le comportement de la lumière sur des matières fluorescentes lorsqu'on place au-dessous d& elles un revêtement formant barrière imprimé sur des pages foncées et claires. Le Tableau 1 ci-après énumère les couches utilisées pour fabriquer un ruban conforme à l'invention tel que décrit dans les exemples, à savoir une couche a constituée par la matière du ruban, une couche intermédiaire b placée sur la couche a et une couche supérieure c placée sur la couche b. Le Tableau 2 ci-après donne les réponses fluorescentes comparées des impressions des rubans. Pour la description de modes de réalisation préférés de l'invention, on examinera les rubans de la technique anté- rieure pour faire mieux comprendre les améliorations et le progrès technique représentés par l'invention. Les rubans antérieurs tels que représentés à la Fig. 1 sont fabriqués en déposant une couche de matière fluorescente et de cires sur la surface d'une pellicule fine de plastique, par exemple de polyéthylène ou de Mylar. Lorsqu'on utilise le ruban de la Fig. 1, la matière fluorescente cireuse passe du ruban à la surface du papier comme le montre la Fig.2. La couche de cire et de résine 10 sur la base de ruban 11 est transférée et adhère au papier 13. Lorsqu'une matière fluorescente est déposée sur une surface de papier blanc, la blancheur du papier sert de réflec- teur. La lumière incidente 14 traverse les pigments comme le montre la Fig.3 et pénètre dans la base de papier à un faible degré qui dépend de la blancheur du papier. La plus grande partie de la lumière incidente est refléchiepar le papier et revient à travers la matière fluorescente. La lumière reflé- chie contient à la fois de la lumière incidente et de la lumiè- re fluorescente. Si les matières fluorescentes sont déposées sur la sur- face d'un papier de couleur claire et foncée, comme le montre la Fig. 7, la quantité de lumière disponible pour la réflexion vers la matière fluorescente est réduite en proportion de la quantité de lumière absorbée par le papier. La réduction de la -lumière réfléchie par le papier, due à l'absorption, abaisse la quantité d'énergie disponible pour produire une émission à partir de la matière fluorescente. Comme le montre la Fig. 7, la lumière incidente 14 est absorbée dans le papier de couleur foncée, mais ne pénètre que légèrement dans le papier de cou- leur claire. Comme la pénétration est inférieure dans la région de couleur claire, une quantité plus importante de la lumière incidente est refléchieà travers la matière fluorescente. L'é- mission fluorescente 15 provenant de l'impression sur le pa- pier de couleur claire est beaucoup plus forte que l'émission fluorescente 16 provenant de la matière imprimée sur le papier de couleur foncée. Un ruban conforme à l'invention est représenté à la Fig.4, o la cire et la résine fluorescente 17 sont appliquées sur une base de ruban 18. Puis on applique une seconde couche de cire 19 contenant des pigments de revêtement formant bar- rière 20 sur la première couche de cire et de résine fluores- cente. Lorsqu'une-impression est effectuée à partir du ruban, on obtient le résultat représenté à la Fig.5, dans laquelle le papier 21 porte à la fois la couche de cire 17 et la couche de cire 19. L'ordre des couches est inversé lorsqu'on fait passer les couches du ruban sur le papier. Lorsqu'elle est dé- posée sur le papier, la couche de cire et le pigment de revête- ment formant barrière 20 sont à présent en contact avec le pa- pier 21, et la couche de cire et de matière fluorescente 17 n'est pas en contact direct avec le papier. Dans la présente invention, le revêtement du ruban fluorescent réduit les dif- férences d'intensité de la fluorescence résultant du type de fond sur lequel il est appliqué. Ceci permet une plus grande précision dans la lecture des signaux optiques produits par la lumière émise par le pigment fluorescent. La couche primai- re de cire et de matière fluorescente est déposée sur la ma- tière du ruban, puis la seconde couche de cire contenant un pigment formant barrière est déposée sur la couche primaire. La Fig. 6 représente un mode de réalisation de l'inven- tion dans lequel la matière formant barrière 20 est incorporée à la couche de pigment 17. L'exemple 5 ci-après décrit un tel mode de réalisation. Les pigments formant barrière utilisés pour la formula- tion de la couche supérieure ne doivent pas être des colorants opaques, ou des minéraux tels que les oxydes de silicium, d'a- luminium ou de titane finement broyés. Les pigments tendent à se mélanger aux colorants fluorescents par choc et à réduire ainsi l'intensité de l'émission fluorescente. Les pigments ou colorants peuvent décaler la longueur d'onde de la lumière fluorescente. Les pigments de l'invention sont des pigments finement divisés de matière réfléchissante qui ne décalent pas la lon- gueur d'onde de la lumière fluorescente. Ces pigments sont par exemple fabriqués par la Société Mearl Corporation qui les vend sous le nom de pigments à reflets métalliques(luster pig- ments)MLearlin. Les pigments à reflets métalliques Mearlin com- prennent l'Or Antique, le Bronze Doré, le Bronze Antique, le Cuivre et le Cuivre Antique. Le pigment de la couche formant barrière peut être no- tamment un pigment nacré constitué de plaquettes de mica re- vêtues de bioxyde de titane et/ou d'oxyde de fer. Le pigment fluorescent utilisé dans la matière du ruban de l'invention et un mélange de colorants fluorescents en sus- pension dans une résine de polyester solide. La couleur de la matière résineuse dépend du colorant fluorescent choisi. La matière résineuse de l'invention est de couleur orangée. On choisit normalement un colorant qui émet à la longueur d'onde désirée, celle-ci étant suivie par un procédé optique. Un ru- ban préparé avec le ruban fluorescent produit une intense fluo- rescence lorsqu'on l'examine en lumière ultraviolette ou bleue. La fluorescence s'observe aisément lorsqu'on imprime une ma- tière cireuse sur du papier de couleur blanche ou claire et qu'on le regarde en lumière bleue. On a trouvé que la marque imprimée des colorants oran- gés était difficile à voir en éclairage normal. L'addition d'un colorant tel que le violet Basique 10 du Colour Indes, égale- ment connu sous le nom de Rhodamine B Extra, qui augmente la détection visuelle sans réduire notablement l'intensité de fluorescence, est avantageuse. La couche de pigment fluorescent est transparente. Si on ajoutait un pigment de couleur foncée ou rouge, qui est ré- fléchissant, dans la seconde couche ou couche formant barrière, l'aspect visuel de la matière imprimée serait plus foncé ou plus rouge sans interférer suffisamment avec la réponse fluo- rescente de l'émission de fluorescence orangée. Les pigments Mearlin fournissent l'opacité et la couleur permettant la for- mulation d'une couché de revêtement formant barrière efficace. La Fig. 8 illustre le comportement à la lumière de ma- tières fluorescentes lorsqu'on utilise la couche formant bar- rière. L'addition du pigment réfléchissant fait office de bar- rière, empêchant la pénétration de la lumière incidente dans le papier sur lequel l'impression a été faite. La Fig. 8 don- ne des exemples du papier de couleur claire et du papier de couleur foncée. La lumière incidente 14 pénètre dans la couche fluorescente en la traversant et pénètre légèrement la couche formant barrière de l'invention. La lumière est réfléchie dans la couche fluorescente, tandis que l'émission du revêtement présent sur le papier de couleur claire est la même que lé mission provenant du papier de couleur foncéeo Comme la trans- mission de lumiere a travers le dép8t cireux transparent vers le papier a été réduite par lvaddition du pigment métallique, on obtient une émission fluorescente plus régulière. La quan- tité d'énergie lumineuse disponible pour réagir avec le pig- ment fluorescent est plus élevée, de sorte que la difference entre les fonds clair et foncé est réduite au minimum Les exemples non limitatifs suivants sont donnés à ti- tre dQillustration de tVinventiono EXEMPLE 1 On mélange 600 g d'anhydride trimellitique avec 274 g de propylène glycol et 054 g d'acétate de zinco On chauffe le mélange à 150 C et on le maintient a cette température pen- dant 30 minuteso On agite la masse fondue au moyen dîun agi= tateur a cisaillement pendant la période de maintien en tempé- rature pour obtenir un mélange uniformeo Au bout de 30 minutes à 150 C, on élève la température de la masse fondue a 180 CO Les premières quantités d'eau distillent à 175 - 176 Co On poursuit le chauffage a tempéra- ture élevée jusqueà ce que 30 ml d'eau aient distilléo On mala xe continuellement la masse fondue avec lragitateur à cisail- lement pendant la période de distillationo Lorsque les 30 ml deau ont été recueillis, on arrête le chauffageo On ajoute à la masse fondue de résine en cours de refroidissement, agitée, un mélange de 32,27 g de Thiofla- vine TCN, 2,58 g de Rhodamine B Extra et 2,15 g de Rhodamine GLD. On malaxe par cisaillement pendant 5 minutes, ce mélan- ge de masse fondue, de résine et de colorants, puis on la dé- cante dans un plateau de refroidissemento On laisse refroidir la masse fondue une nuit et on la broie en poudre fine. On mélange la résine pulvérisée avec des cires pour former un revêtement en une seule couche sur une pellicule de polyéthylène. EXEMPLE 2 On mélange la résine pulvérisée telle que décrite à l'exemple 1 avec des cires pour former un revêtement en une seule couche sur une pellicule de polyéthylène. On dépose sur le ruban une seconde couche contenant des cires et des pigments Mearlin tels que décrits dans le Tableau 1 ci-après. On imprime les revêtements de rubans des exemples 2 et 3 sur des documents d'essai à l'encre comportant un carré noir entouré de blanc. On examine les impressions fluorescentes d'un caractère d'imprimerie courant apparaissant tant dans la région blanche que dans la région noire du document. Le signal fluorescent de ce caractère est présenté dans le Tableau 2 ci- après. On balaye ce signal dans la région de 550 à 700 nana- mètres. L'excitation est réalisée en exposant les caractères à la lumière bleue produite lorsqu'on filtre de la lumière blanche provenant d'une ampoule au tungstène-halogène à travers un filtre B390 fabriqué par Hoya Optical Filter Company. On filtre la lumière bleue provenant de la source de lumière avec un filtre Hoya 0-58 à coupe nette. Le pic balayé présente un maximum à 590 manomètres. D'autres formules de rubans sont les suivantes EXEMPLE 3 On mélange la résine pulvérisée telle que décrite dans- l'exemple 1 avec des cires pour former un revêtement en couche unique sur une pellicule de polyéthylène. On dépose une seconde couche contenant des cires et de l'Or Antique Mearlin telle que décrite dans le Tableau 1 sur la couche fluorescente pri- maire en tant que couche de revêtement formant barrière. EXEMPLE 4 On mélange-la résine pulvérisée telle que décrite dans l'exemple 1 avec des cires pour former un revêtement à couche unique sur une pellicule de polyéthylène. Une seconde couche contenant des cires et du Bronze Doré, du Cuivre Antique ou du Bronze Antique Mearlin est déposée sur la couche fluores- cente primaire en tant que couche de revêtement formant bar- 24?71282 rière. EXEMPLE 5 On prépare une masse fondue de résine comme il est dé- crit à l'exemple 1. Après avoir ajouté les colorants (4,2 % en poids-de résine et de colorants), on ajoute à la masse fon- due de résine des quantités connues de pigments Mearlin. La quantité de pigments Mearlin ajoutée à la masse fondue varie par accroissements de 1 ou 2 % en poids du mélange résine-co- lorants-pigment final. On malaxe le nouveau mélange à l'état fondu pendant 5 minutes, puis on le décante dans des plateaux pour le refroidir. On broie ensuite la matière résine-colorant- pigment à l'état de poudre fine. On prépare des rubans à couche unique satisfaisants en utilisant-un mélange de cires et de ré- sine fluorescente contenant un pigment de revêtement formant barrière. Le Tableau 1 concerne des rubans conformes à l'invention portant deux couches b et c de matières, dans lesquels le re- vêtement formant barrière c est constitué de pigments diffé- rents. Le Tableau 2 représente une réponse fluorescente d'im- pression de ruban comparative illustrant la réponse pour 'une impression sans revêtement et pour des impressions avec des revêtements différents. TABLEAU 1 EXEMPLES DE REVETEMENTS DE RUBANS Exemple Couche Composition N N 1 b Mélanges résine-colorant fluorescents et cires (technique antérieure) 2 b Mélanges résine-colorant fluorescents et cires c Cires contenant de 0, 1 à 5 % de cuivre Mearlin et/ou de " superfine" Mearlin 3 b Mélanges résine-colorant fluorescents et cires c Cires contenant de 0,1 à 3 % d'Or Antique Mearlin 4 b Mélanges résine-colorant fluorescents et cires c Cires contenant de 0,1.à 5 % de pigments Mearlin comme dans les exemples 1 à 3. TABLEAU 2 Réponses fluorescentes comparées des impressions de rubans Hauteur de pic de la réponse fluorescente en millivolts Impression de fond.)blanc noir rapport. l'échantillon blanc:noir Sans pigments de revêtement formant barrière Mearlin 554 25 22: 1 Avec "'Superfine" Mearlin 508 42 12: 1 Avec pigment de cuivre Mearlin 462 38 12: 1 io R E V E N D I C A T I O N S 1 - Ruban d'impression fluorescent dans lequel une ma- tière pigmentaire fluorescente est appliquée sur une base de ruban, caractérisé en ce qu'une matière formant barrière est ajoutée à la matière pigmentaire pour bloquer l'absorption de la lumière incidente dans les milieux sur lesquels le pigment et le revêtement formant barrière sont transférés au cours de 1 impression. 2 - Ruban suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la matière formant barrière comprend des particules métal- liques réfléchissantes opaques. 3 Ruban suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la matière formant barrière est appliquée sous forme d'une seconde couche sur la couche de matière pigmentaire. 4 Ruban suivant la revendication 3, caractéris& en ce que la matière formant barrière est incorporée dans une base de cire. Ruban deimpression fluorescent comportant une base de ruban et une couche fluorescente transférable placée sur celle-ci, caractérisé en ce queun pigment réfléchissant est incorporé à la couche de pigment fluorescent pour augmenter l'opacité à la lumière de la couche pigmentaireo 6 - Ruban d'impression fluorescent, caractérisé en ce qu'il comporte une base de ruban, une première couche pigmen= taire placée sur cette base de ruban et une couche formant barrière à la lumière sur cette couche pigmentaire. 7 Ruban suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la couche formant barrière contient des particules métalo liques r&flechissantes. 8 - Rubai suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les particules métalliques sont en suspension dans une ba= se de cireo 9 Ruban suivant la revendication 8, caractérise en ce que les particules métalliques sont choisies parmi les couleurs de l'or, du bronze et du cuivre et les nuances de ces couleurs. - Ruban suivant la revendication 7, caractérisé en ce 2 4 7 1 2 8 2 que les particules de la couche formant barrière sont des pig- ments nacrés constitués de plaquettes de mica revêtues de bio- xyde de titane et/ou d'oxyde de fer. 11 - Procédé de fabrication d'un ruban d'impression fluorescent revêtu d'une barrière pour la lumière suivant la revendication 1 ou 5, caractérisé en ce qu'on colle une couche de pigments fluorescents sur une base de ruban et on revêt cet- te couche fluorescente d'une couche formant barrière de matiè- re opaque à la lumière. 12 - Procédé suivant la revendication 11, caractérisé en ce que la couche formant barrière se compose d'une matière réfléchissante opaque en suspension dans une matière de sup- port.