Brevet FR2790014A1 — publié le 20000825

PAPIER TRANSPARENT OU TRANSLUCIDE COMPORTANT DES ELEMENTS OPTIQUES SOLIDES EN MASSE OU EN SURFACE La présente invention concerne un papier transparent ou translucide qui comporte des particules solides se trouvant dans la masse ou la surface du papier du papier et visibles de l'extérieur. On connaît déjà des papiers contenant de petits éléments visibles individuellement, dont l'aspect diffère de celui du papier environnant. Ces éléments sont appelés " planchettes " par les hommes du métier. Ils peuvent io présenter des couleurs contrastant avec la couleur du papier, des formes géométriques régulières ou irrégulières, un reflet nacré ou métallique, une fluorescence particulière ou tout autre aspect permettant de les distinguer. Les planchettes sont réalisées à partir de papiers ou de films de natures diverses, par découpage ou tout autre procédé permettant d'obtenir de petits éléments dont la plus grande dimension est généralement de l'ordre de un à quelques millimètres. L'épaisseur est celle du matériau d'origine, de l'ordre de quelques centièmes à un dixième de millimètre. Ces planchettes sont ensuite incorporées dans le papier, soit comme moyen d'authentification, par exemple pour des papiers de sécurité, soit dans un but décoratif. Elles sont introduites le plus souvent en masse, par mélange avec la pâte à papier avant la formation de la feuille, et aussi parfois en surface, par mélange avec une enduction déposée sur la surface du papier. L'utilisation des planchettes dans le papier pose divers problèmes. Le principal est dû au fait que les planchettes se lient assez mal au papier, parce que leur matériau constitutif est souvent peu susceptible de se lier solidement au papier, mais surtout parce que leur dimension en fait des éléments d'intrusion massifs par rapport aux fibres qui possèdent des possibilités de liaison beaucoup plus nombreuses. Cet inconvénient croît avec la taille des planchettes Les planchettes qui se trouvent près de la surface du papier sont naturellement les moins bien liées, elles peuvent se détacher assez facilement au cours de l'utilisation ultérieure du papier, notamment au cours de son impression. Elles se déposent alors sur les éléments des groupes imprimeurs et peuvent générer de nombreux défauts d'impression. Dans les papiers opaques, seules les planchettes se trouvant près de la surface sont visibles, les autres se trouvant masquées par une épaisseur de papier ( cet inconvénient n'existe pas dans le cas particulier des papiers transparents ou translucides). On est alors amené à favoriser leur localisation près de la surface ou à augmenter leur dimension de manière à les rendre visibles, mais on accroît ainsi le risque de les voir se détacher. La répartition des planchettes dans ou à la surface du papier est essentiellement aléatoire. Lorsque leur nombre est faible, de grandes zones de papier sont entièrement dépourvues de planchette. L'augmentation de leur nombre peut rapidement conduire à la formation d'amas ponctuels, provoquant dans la feuille de papier des sur- épaisseurs indésirables, compte tenu de leur taille. La dimension même des planchettes empêche donc de les incorporer en grand nombre. Par ailleurs, les planchettes ont des dimensions en diamètre de un à plusieurs millimètres, ce qui explique qu'elles peuvent être facilement détachées de la surface du papier. En outre, les planchettes sont déposées de manière aléatoire à la surface du papier et de ce fait, dans certaines zones de la surface du papier il n'y a pas de planchette, alors que dans les zones voisines ont peut trouver une ou plusieurs planchettes. On connaît d'autre part des papiers transparents ou translucides, plus particulièrement des papiers calques qui comportent des planchettes en masse. Ces planchettes sont aussi de dimension en diamètre de un à plusieurs millimètres. Ces planchettes sont aussi introduites de manière aléatoire dans la masse et donc on trouvera dans certaines zones du papier de une à plusieurs planchettes et dans les zones voisines on ne trouvera pas de planchette. En ce qui concerne les papiers opaques, on connaît par ailleurs des procédés de couchage ou d'impression permettant de déposer une couche ou une impression comportant des éléments qui peuvent être des pigments colorés, des pigments nacrés ou des pigments iridescents. On obtient ainsi des couches colorées ou pigmentées uniformes, mais le papier n'est pas transparent ou translucide. On connaît par ailleurs des papiers transparents ou translucides comportant des colorants en masse, ces papiers étant obtenus par introduction en masse de colorants solubles en pulpeur ou en caisse de tête dans une machine à papier à table plate Fourdrinier. Ces papiers bien que transparents et translucides sont colorés d'une manière uniforme. Ainsi, la présente invention vise à obtenir un papier transparent ou translucide ayant des éléments lui conférant un certain aspect optique et esthétique. Un but de l'invention est de fournir en outre un papier transparent ou translucide comportant des éléments optiques en une quantité faible mais suffisante pour conférer l'effet optique désiré. Un deuxième but de la présente invention est de fournir un papier transparent ou translucide comportant des éléments optiques qui ne polluent pas les cylindres d'impression. Un autre but de l'invention est de fournir un papier transparent ou translucide comportant des éléments optiques de faible dimension mais conférant l'effet optique souhaité. Encore un autre but de l'invention est de fournir un papier transparent ou translucide comportant des éléments optiques qui sont répartis dans le papier de manière à ce que dans une zone quelconque du papier se trouvent ces éléments optiques. A cet effet, l'invention concerne un papier transparent ou translucide, caractérisé en ce qu'il comporte des éléments optiques ayant leur plus grande dimension inférieure à 1 mm, de préférence inférieure à 0,5 mm. De préférence, le papier comporte des éléments optiques qui sont en masse. Selon un autre mode de réalisation de la présente invention, le papier comporte des éléments optiques qui sont déposés à la surface de celui-ci. Par exemple, le papier transparent ou translucide comporte de o l'aluminium déposé en surface par métallisation sous vide. Le papier transparent ou translucide selon l'invention comporte de préférence des éléments optiques en masse selon une densité minimale de éléments optiques par cm2. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, les éléments optiques sont insolubles dans l'eau. De préférence, les éléments optiques sont plans ou granulaires. Ils sont par exemple choisis dans le groupe formé par des pigments iridescents, tels des pigments d'oxyde de titane enrobé, des particules métalliques, telles que des particules d'argent, d'aluminium, de cuivre, des pigments nacrés comme des plaquettes de mica enrobées de dioxyde de titane et/ou d'oxyde de fer, des cristaux d'oxychlorure de bismuth plans et similaires. Selon l'invention, les éléments optiques sont introduits en masse ou en surface selon quelques parties par million à quelques pour-cent en poids par rapport au poids du papier sec. La description suivante en regard des dessins et des exemples suivants permettra de mieux comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La Figure 1 est une vue d'une feuille de papier transparent ou translucide comportant des planchettes en masse selon la technique antérieure. La Figure 2 est une vue d'une feuille de papier transparent ou translucide comportant des éléments optiques en masse selon l'invention. La Figure 3 est une vue en coupe transversale de la feuille de papier de la Figure 1. La Figure 4 est une vue en coupe transversale de la feuille de papier de la Figure 2. Sur la Figure 1 on a représenté une feuille 1 de papier translucide de la technique antérieure la plus proche. Ce papier transparent et translucide est par exemple un papier calque obtenu par raffinage poussé des fibres de cellulose, puis par introduction de planchettes 2 dans la suspension de fibrilles ainsi obtenue. Ces planchettes peuvent avoir des formes (et des couleurs) variées comme représenté sur la Figure 1. Ces planchettes ont une dimension telle que leur diamètre D est largement supérieur à 1 mm et leur épaisseur qui est de l'ordre de 1/10ème de millimètre, du fait que ces planchettes sont découpées dans des feuilles de papier coloré et donc que leur diamètre est relativement important et que leur épaisseur est celle du papier d'origine. Ainsi, on ne peut au mieux obtenir dans l'épaisseur de la feuille 1 de la technique antérieure que 3 couches de planchettes C1, C2, C3, la première couche C1 et la troisième couche C3 affleurant respectivement les faces 3 et 4 de la feuille 1 et la couche intermédiaire C2 se trouvant entre les faces 3 et 4 de la feuille 1. La feuille I de la technique antérieure a donc comme premier inconvénient qu'il est difficile de réduire son épaisseur qui est limitée par l'épaisseur des planchettes. On ne peut donc obtenir une feuille de grammage faible et donc on ne peut obtenir une feuille mince. Par ailleurs, comme on le voit sur la Figure 1, les planchettes 2 sont réparties de manière aléatoire dans la masse et si on divise la feuille en zones Z1, Z2,... Zn de 2 mm de large x 2 mm de large, certaines zones comporteront une planchette et certaines autres ne comporteront pas de planchette. L'aspect esthétique de la feuille est donc particulier du fait que dans certaines zones on trouve une planchette et dans certaines autres zones il ne se trouve pas de planchette. Comme on peut le voir sur la Figure 2, le papier transparent ou translucide selon la présente invention est tel qu'il comporte en masse des éléments optiques ayant une dimension inférieure à 1 mm de diamètre. De préférence, les éléments optiques ont un diamètre inférieur à 0,5 mm et une épaisseur inférieure à 0,05 mm. Ainsi, si on découpe une feuille de papier en zones Z'1, Z'2, Z'n, de 1 mm x 1 mm, on trouvera dans chacune des zones au moins un élément optique 5, contrairement au papier transparent ou translucide comportant des planchettes selon la technique antérieure. De préférence, le papier selon l'invention comporte des éléments optiques en masse ou en surface selon une densité minimale de éléments optiques par cm2. Comme on peut le voir sur la Figure 4, I'épaisseur des éléments optiques étant d'au moins 5 fois inférieure à leur diamètre, elle sera par exemple de 0,05 mm à 0,01 mm, et par conséquent dans l'épaisseur de la feuille 5 de papier seront réparties plusieurs couches d'éléments optiques C'. Selon l'invention, les éléments optiques C' sont insolubles dans l'eau. ls peuvent être plans ou granulaires. Ils peuvent être choisis dans le groupe formé par des pigments iridescents, tels des pigments d'oxyde de titane enrobé, des particules métalliques, telles que des particules d'argent, d'aluminium, de cuivre, des pigments nacrés comme des plaquettes de mica enrobées de dioxyde de titane et/ou d'oxyde de fer, des cristaux d'oxychlorure de bismuth plans et similaires. Les éléments optiques sont introduits en masse en une quantité de quelques parties par million à quelques pour-cent en poids par rapport au poids du papier sec. Exemple 1 On met en suspension dans l'eau, dans un pulpeur des fibres longues d'une pâte à papier provenant de résineux, et on les raffine dans un raffineur. On maintient la température de la suspension aqueuse de fibres à une température de 80-100 C. Puis, on introduit dans la suspension aqueuse des pigments insolubles nacrés ayant une forme lamellaire et un indice élevé de réfraction qui sont des plaquettes de mica enrobées par du dioxyde de titane. Ces pigments sont disponibles dans le commerce auprès de Mearl Corporation (New York, U.S.A) sous le nom Mearlin Luster Pigments. On dépose la suspension aqueuse de fibres contenant les pigments nacrés sur la toile d'une machine à papier à table plate, on enlève l'eau par gravité. On presse ensuite la feuille pour enlever l'eau résiduelle. La feuille est ensuite séchée entre des rouleaux sécheurs. On obtient alors un papier transparent de couleur blanchâtre qui a un effet optique nacré. Exemple 2 On met en suspension dans l'eau, dans un pulpeur des fibres longues d'une pâte à papier provenant de résineux, et on les raffine dans un raffineur. On maintient la température de la suspension aqueuse de fibres à une température de 80-100 C. On dépose la solution aqueuse de fibre sur la toile d'une machine à papier à table plate et on enlève l'eau par gravité. On presse alors la feuille pour enlever l'eau résiduelle. La feuille est ensuite séchée entre des rouleaux sécheurs. On obtient alors un papier transparent du genre calque. Puis, on dépose sur ce papier transparent une composition contenant des éléments optiques en suspension, par exemple des pigments irisés. La composition peut être déposée par couchage ou au moyen d'une size-press. On obtient un papier calque transparent ayant un aspect irisé. Exemple 3 On répète l'Exemple 1 à l'exception que l'on utilise des pigments iridescents blancs en masse et que l'on introduit aussi en masse un colorant bleu soluble dans l'eau. On obtient un papier calque transparent de couleur bleue comportant une iridescence blanche. Exemple 4 On met en suspension dans l'eau, dans un pulpeur des fibres longues d'une pâte à papier provenant de résineux, et on les raffine dans un raffineur. On maintient la température de la suspension aqueuse de fibres à une température de 80-100 C. On dépose la solution aqueuse de fibre sur la toile d'une machine à papier à table plate et on enlève l'eau par gravité. On presse io alors la feuille pour enlever l'eau résiduelle. La feuille est ensuite séchée entre des rouleaux sécheurs. On obtient alors un papier transparent du genre calque. Puis, on dépose sur ce papier transparent de l'aluminium par métallisation sous vide. On règle le dépôt de l'aluminium pour qu'il soit déposé une couche de quelques microns, de manière que le papier reste transparent. On obtient ainsi un papier transparent ayant un aspect aluminisé. Exernple 5 On fabrique un papier calque transparent comme dans l'Exemple 4. Puis, on dépose sous vide une couche de cuivre. On règle l'épaisseur de la couche de cuivre à quelques microns de manière à ne pas diminuer de manière critique la transparence du papier. On obtient ainsi un papier transparent ayant un aspect cuivré en surface. REVENDICATIONS 1.Papier transparent ou translucide, caractérisé en ce qu'il comporte des éléments optiques ayant leur plus grande dimension inférieure à 1 mm, de préférence inférieure à 0,5 mm. 2. Papier transparent ou translucide selon la revendication 1 caractérisé en ce que les éléments optiques sont dans la masse de celui-ci. 3. Papier transparent ou translucide selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments optiques sont déposés à la surface de celui-ci. 4. Papier transparent ou translucide selon la revendication 3, caractérisé en ce que les éléments optiques sont des métaux déposés par métallisation sous vide. 5. Papier transparent ou translucide selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des éléments optiques selon une densité minimale de 100 éléments optiques par cm2. 6. Papier transparent ou translucide selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments optiques sont insolubles dans l'eau. 7. Papier transparent ou translucide selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments optiques sont plans ou granulaires. 8. Papier transparent ou translucide selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les éléments optiques sont choisis dans le groupe formé par des pigments iridescents, tels des pigments d'oxyde de titane enrobé, des particules métalliques, telles que des particules d'argent, d'aluminium, de cuivre, des pigments nacrés comme des plaquettes de mica enrobées de dioxyde de titane et/ou d'oxyde de fer, des cristaux d'oxychlorure de bismuth plans et similaires. 9. Papier transparent ou translucide selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les éléments optiques sont introduits en masse ou en surface selon quelques parties par million à quelques pour-cent en poids par rapport au poids du papier sec. 10. Papier transparent ou translucide selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des colorants solubles en masse.