Brevet FR2804447A1 — publié le 20010803

-1 - La présente invention concerne un papier comportant un filigrane à effet multiton et une toile pour fabriquer un tel papier. Dans la présente invention, "papier" signifie feuille obtenue par voie humide à l'aide d'une suspension de fibres de cellulose naturelles et/ou de fibres minérales ou organiques autres que la cellulose, pouvant contenir diverses charges et divers additifs couramment utilisés en papeterie. Il est connu d'utiliser la technique du filigrane pour réaliser des papiers de sécurité, c'est-à-dire des documents qui ne doivent pas être falsifiés comme notamment des billets de banque, des moyens de paiement, des pièces d'identité, des titres de transport, des billets d'entrée à des manifestations culturelles ou sportives. La présence du filigrane vise à rendre impossible la reproduction du document par des moyens optiques tels que la photocopie, la photographie ou la numérisation, du fait que le support de la copie ne comporterait pas le filigrane du document original. Les papiers filigranés sont également utilisés à des fins décoratives, notamment pour des papiers d'impression-écriture prestigieux. Les filigranes sont classiquement obtenus par une opération de moulage ou d'embossage de la feuille humide issue de la suspension aqueuse de fibres cellulosiques lors de la fabrication du papier. A ce stade de la fabrication, les fibres cellulosiques migrent facilement dans la suspension aqueuse de sorte que l'opération précitée a pour effet de concentrer les fibres dans les zones plus épaisses de la feuille et de les disperser dans les zones plus minces, le résultat obtenu après séchage de la feuille étant que cette dernière comporte, lorsqu'on la regarde en lumière transmise, des zones claires, pauvres en fibres, et des zones sombres, à forte densité de fibres. Les zones claires sont appelées zones à faible densité optique, inférieure à celle du vélin, c'est-à-dire au sens de la présente demande, le papier non filigrané, et les zones sombres sont appelées zones à forte densité optique, supérieure à celle du papier. Selon l'épaisseur locale de la zone filigranée, on obtient la densité de fibres souhaitée, correspondant à la nuance de ton recherchée. Le motif rendu comporte ainsi tout un dégradé de tons, ce qui justifie l'appellation de filigranes ombrés de ces filigranes classiques. Les filigranes ombrés classiques nécessitent des moyens de réalisation -2coûteux du fait que pour chaque motif réalisé, on doit utiliser une toile ou un rouleau filigraneur spécifique, lesquels sont en outre délicats à fabriquer. De plus, le fait que les papiers filigranés classiques comportent des surépaisseurs pose différents problèmes. Tout d'abord, cela ralentit les cadences de fabrication car il faut régulièrement arrêter les machines qui sont prévues pour manipuler du papier plat, notamment les machines de transformation et d'impression. Le massicotage en particulier est rendu difficile par le fait que les surépaisseurs du filigrane entraînent des déformations du papier. Une autre difficulté apparaît au moment de l'impression, car la manière dont les encres s'impriment sur les zones en surépaisseurs est difficile à maîtriser, de sorte que l'on préfère généralement y renoncer en n'imprimant qu'en dehors des zones filigranées. Pour compenser ces surépaisseurs, l'homme du métier positionne des cales entre les feuilles. Une telle compensation est nécessaire pour permettre le traitement correct des feuilles, mais nécessite un travail supplémentaire et fastidieux qui entrave un traitement rapide des feuilles, particulièrement au moment de l'impression. Afin d'éviter ces problèmes, on a déjà tenté de réaliser des pseudofiligranes en employant des techniques moins onéreuses, qui conservent son épaisseur initiale au papier et rendent un aspect visuel proche de celui d'un filigrane classique. Une technique connue de réalisation de pseudo-filigranes consiste à faire pénétrer ou imprimer dans des zones déterminées du papier une composition qui modifie la transparence du papier afin de réaliser des zones claires et des zones sombres, à la manière d'un filigrane. L'inconvénient attaché à cette technique est que les compositions utilisées altèrent les propriétés de surface du papier, notamment son aptitude à recevoir des encres d'impression, et que le résultat obtenu ne permet pas d'obtenir les finesses et les variantes de luminosité d'un filigrane classique. De plus, de tels pseudo-filigranes sont très faciles à contrefaire car l'imprégnation de la feuille de papier avec la composition adéquate est à la portée de nombreux faussaires. La présente invention vise à fournir un nouveau papier filigrané qui puisse être fabriqué dans des conditions particulièrement simples et économiques. -3- Le filigrane selon l'invention reconstitue l'aspect visuel d'un filigrane ombré classique et offre toutes les caractéristiques habituelles de sécurisation propres aux filigranes ombrés conventionnels. La présente invention a notamment pour objet un papier à base d'une composition fibreuse, comportant au moins un filigrane à effet multiton, papier caractérisé par le fait que le filigrane comporte, lorsqu'observé en lumière transmise, un ensemble de zones claires agencées à la manière d'une image tramée. De préférence, ces zones claires présentent une masse surfacique strictement inférieure à celle du reste du papier ou vélin. En d'autres termes, dans le papier selon l'invention, le filigrane apparaît localement en lumière transmise comme une juxtaposition de zones claires et de zones sombres, distinguables les unes des autres, ces dernières ayant en fait la même masse surfacique de composition fibreuse que le vélin, mais apparaissant sombres en comparaison avec les zones claires voisines grâce à un effet de contraste. Les zones claires au sens de l'invention ont une faible densité optique en raison de leur plus faible masse surfacique. Dans le filigrane selon l'invention, les zones claires, à faible densité optique, contrastent avec le papier à densité optique supérieure qui les entoure, et l'on ne trouve qu'un nombre fini de densités optiques, à savoir celle(s) des zones claires et celle du vélin. La présence des zones claires dans le vélin, avec des répartitions variables suivant les endroits du motif réalisé, procure un effet visuel macroscopique qui reproduit les ombrés du filigrane classique. En d'autres termes, dans une région donnée du filigrane, les zones claires sont plus ou moins nombreuses et occupent une proportion plus ou moins grande de la surface totale de cette région, ce qui fournit un effet plus ou moins ombré. De préférence, les zones claires ont toutes la même masse surfacique, ce qui se traduit par une même densité optique pour toutes les zones claires, aux irrégularités du papier près. Dans ce cas, on ne trouve que deux densités optiques, à savoir celle des zones claires et celle du vélin. Pour arriver à une image souhaitée, on peut jouer sur la taille individuelle des zones claires et sur leur nombre et sur leur répartition. -4- Il faut donner à l'expression "image tramée", au sens de la présente invention, un sens large qui couvre tous les types de trames ou pseudotrames, la forme des zones claires et celle des zones sombres n'étant pas limitée à une forme particulière mais pouvant être quelconque. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, le papier est coloré, fluorescent, iridescent ou présente toute autre nuance ou effet optique connu pour les papiers non filigranés. Dans un mode de réalisation préféré, le filigrane apparaît en lumière transmise comme une image tramée dont les points de trame sont dans la majorité constitués par des lignes. Ces lignes sont inclinées, par exemple à 45 , mais des régions différentes de l'image tramée peuvent comporter des lignes inclinées différemment. Dans une réalisation particulière, la trame de l'image tramée est à modulation d'amplitude, avec une linéature constante, comprise par exemple entre 5 et 20 1/cm. Par modulation d'amplitude, il faut comprendre que les zones claires sont plus ou moins grandes selon la densité optique à reproduire, étant plus étendues dans les hautes lumières que dans les basses lumières. Dans une autre réalisation particulière, la trame de l'image tramée est à modulation de fréquence. Par modulation de fréquence, il faut comprendre que les zones claires sont plus ou moins nombreuses selon la densité optique à reproduire, étant plus nombreuses dans les hautes lumières que dans les basses lumières. On peut encore proposer d'autres modes de tramage pour tenir compte du fait par exemple des problèmes de reproduction des points de trame dans les régions de hautes et basses densités optiques. En particulier, en raison du procédé de fabrication du papier, la formation d'une zone claire ayant une taille inférieure à une taille prédéterminée peut poser des difficultés. De même, la formation d'une zone sombre inférieure à une taille prédéterminée, située entre deux zones claires, peut s'avérer difficile. Pour restituer un effet ombré donné dans les basses lumières, on choisira de préférence des zones claires dont la taille ne pose pas de problème de formation sur le -5- papier et l'on choisira le nombre de ces zones claires en fonction de la densité optique, plus la densité optique étant élevée moins les zones claires étant nombreuses. Dans les hautes lumières, on choisira de préférence des zones sombres ayant une taille suffisante pour permettre leur formation sans difficulté sur le papier entre les zones claires, le nombre des zones sombres étant plus ou moins important selon la densité optique à reproduire, le nombre de zones sombres étant d'autant plus faible que la densité optique est faible. Pour des régions du filigrane dont la luminosité en lumière transmise se situe entre les hautes lumières et les basses lumières et pour lesquelles la taille des zones sombres et celle des zones claires ne pose pas de problème de formation sur le papier, on pourra avantageusement moduler la taille des zones claires et celle des zones sombres en fonction de la densité optique à reproduire. La présente invention a également pour objet une toile utilisée au cours de la phase humide de fabrication d'un papier, qui est caractérisée par le fait qu'elle est munie d'un ensemble de masques qui correspond à un motif à réaliser en filigrane à effet multiton sur le papier, l'ensemble de masques étant plus dense dans des régions correspondant aux parties claires du filigrane recherché et moins dense dans des régions correspondant aux parties sombres, lorsque le filigrane est observé en lumière transmise. L'ensemble de masques permet d'obtenir deux densités optiques locales dans le papier obtenu, à savoir une densité optique faible au droit des masques, cette densité optique faible résultant du fait que les masques ont limité l'accumulation des fibres lors de la formation de la feuille de papier, et une densité optique élevée au droit des parties on masquées de l'ensemble de masques, densité optique élevée qui est celle observée dans tout le reste du papier. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, les masques présentent des épaisseurs différentes, ce qui engendre, dans le filigrane, des zones claires de masses surfaciques différentes. Le filigrane comporte alors plus de deux densités optiques, ce qui améliore son effet multiton. La toile munie d'un ensemble de masques selon l'invention permet d'obtenir un filigrane imitant un filigrane à effet multiton classique, en reproduisant ses différentes nuances de ton, qui sont traditionnellement obtenues par variation de la profondeur d'embossage du papier, en remplaçant cet embossage par des effets optiques résultant de - 6- la disposition des masques, le nombre, la répartition et la forme de ces masques étant choisis suivant l'effet désiré, les masques occupant une superficie relativement importante de la toile dans ses régions devant fournir des zones claires du filigrane et une superficie plus faible dans ses régions devant fournir des zones plus sombres du filigrane. L'invention permet d'éviter de jouer sur la profondeur d'embossage, ce qui élimine notamment les inconvénients précités des filigranes classiques liés aux surépaisseurs. En d'autres termes, un avantage de la toile selon l'invention est qu'elle fournit un papier sans surépaisseur, du fait que les nuances de ton ne résultent pas d'un embossage plus ou moins marqué du papier. De préférence, l'image tramée que reproduit le filigrane est à points de trame constitués par des lignes, car cela facilite la réalisation de l'ensemble de masques. Dans un premier mode de réalisation de l'invention, la toile servant à la formation du filigrane constitue la toile de formation du papier. Dans un second mode de réalisation, la toile sert au levage de la feuille formée. Dans un troisième mode de réalisation de l'invention, la toile est fixée à une presse humide qui travaille la feuille encore humide après son levage. Dans un quatrième mode de réalisation de l'invention, la toile est fixée à un rouleau filigraneur. Dans un cinquième mode de réalisation de l'invention, la toile est fixée à un élément graineur situé en dehors de la zone de formation de la feuille. La toile peut, par exemple, se trouver sur une machine à papier à forme ronde ou sur une machine à papier à table plate. Dans chacun des modes de réalisation décrits ci-dessus, les masques peuvent se trouver sur la face interne de la toile, dans son épaisseur ou sur la face externe de la toile, plusieurs toiles pouvant être associées. De préférence, les masques sont disposés du côté de la toile situé en contact avec la suspension aqueuse contenant les fibres du papier. L'invention a aussi pour objet un empilage de toiles dont l'une au moins est une toile telle que décrite ci-dessus. -7- Bien entendu, toute combinaison des modes de réalisation décrits cidessus est également possible. L'invention a encore pour objet un procédé pour réaliser une image tramée destinée à la formation d'un filigrane, ce procédé comportant les étapes suivantes: - réaliser par un procédé de tramage connu, une image tramée à partir d'une image numérisée, - réaliser à partir de cette image tramée un élément ajouré pouvant être utilisé lors de la phase aqueuse de formation du papier, cet élément ajouré comportant des régions pleines disposées comme les parties claires du filigrane, - réaliser au moyen dudit élément ajouré un filigrane en disposant l'élément ajouré de manière à ce qu'il limite l'accumulation des fibres au droit des régions pleines de l'élément ajouré lors de la phase aqueuse de formation du papier. Avantageusement, l'image tramée précitée est une image à points de trame constitués par des lignes. Avantageusement encore, l'image tramée est retouchée avant la réalisation de l'élément ajouré pour faire en sorte qu'il n'existe pas de zone claire isolée sur le filigrane. Dans ce cas, l'élément ajouré peut être aisément réalisé sous la forme d'une plaque monobloc comportant des ajours et dont les parties pleines sont disposées comme les zones claires du filigrane. On va maintenant décrire différentes réalisations de l'ensemble des masques utilisé dans l'invention. Dans un premier mode de réalisation, l'ensemble des masques est constitué par une grille, issue d'une plaque en métal ou en matière plastique de faible épaisseur, dans laquelle ont été réalisés des ajours. Les parties pleines de la grille subsistant entre les ajours constituent les masques au sens de l'invention. Les ajours peuvent être réalisés par attaque chimique, découpe au laser, découpe au jet d'eau ou perçage mécanique de la grille. Les ajours peuvent se présenter sous forme de hachures qui laissent entre elles des masques également en forme de hachures. Dans ce cas, la présence et la densité des hachures déterminent la nuance de ton obtenue macroscopiquement par juxtaposition des zones claires et des zones sombres dans le filigrane. -8- Les hachures peuvent être toutes parallèles à une direction donnée ou orientées suivant des directions différentes. De même, elles peuvent fournir des effets de trame différents, afin de conférer au filigrane obtenu un effet visuel personnalisé. Dans un second mode de réalisation, l'ensemble des masques est constitué par une juxtaposition de pièces fixées individuellement à la toile. D'une manière générale, les masques peuvent être individuellement conformés en un motif élémentaire particulier destiné à personnaliser la feuille de papier, en créant dans l'épaisseur de celle-ci des zones claires reprenant le motif élémentaire des masques. Par exemple, chaque motif élémentaire peut former une lettre ou un ensemble de lettres, par exemple caractéristiques de l'émetteur du document de sécurité établi à partir de la feuille selon l'invention. Dans le but de mieux faire comprendre l'invention, on va en décrire maintenant un mode de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin annexé, sur lequel: - la figure 1 représente de manière schématique un papier comprenant un filigrane selon l'invention, la figure 2 représente de façon schématique une grille utilisée pour réaliser un filigrane conforme à l'invention, - la figure 3 est une section partielle et schématique du filigrane et illustre le positionnement des masques sur la toile utilisée pour la formation du papier, et - la figure 4 représente un détail de la grille de la figure 2. On a représenté sur la figure 1 un document de sécurité 1 selon l'invention, tel qu'un billet de banque, comportant un filigrane 2 représenté très schématiquement et reproduisant une image, par exemple le portait d'un personnage célèbre. Pour réaliser le filigrane 2 de la figure 1, on utilise un ensemble de masques constitué par une grille de faible épaisseur dont les ajours donnent une image en négatif du filigrane. On a représenté sur la figure 2 une grille formant un ensemble de masques 3, pouvant être utilisée pour réaliser un filigrane conforme à l'invention. On a représenté sur la figure 3 une section, prise perpendiculairement à l'orientation de la trame, du filigrane 2. Sur cette figure, les zones claires 4 du filigrane correspondent à des régions -9- dans lesquelles le papier comporte une moindre masse surfacique et les zones plus foncées 5 correspondent à des régions du papier qui ont une masse surfacique égale à celle du papier en dehors du filigrane. Dans l'exemple de réalisation décrit, les zones claires correspondent à des creux à la surface du papier, tandis que les zones plus foncées correspondent à des régions d'épaisseur constante e du papier. Pour réaliser les zones claires, c'est-à-dire les creux à la surface du papier, on dispose l'ensemble de masques 3 sur une toile 6 utilisée par exemple lors de la formation par voie humide du papier. La toile 6 est munie de l'ensemble de masques 3 sur une face, de préférence sa face qui est au contact de la suspension aqueuse de fibres. Chaque masque élémentaire 7 de l'ensemble de masques 3 vient limiter l'accumulation des fibres à la surface de la toile 6 lors du processus de formation du papier, comme illustré sur la figure 3. La profondeur des parties creuses correspondant aux zones claires du filigrane est comprise par exemple entre 50 et 90 % de l'épaisseur totale e du papier. Pour réaliser l'ensemble de masques 3, on peut procéder par exemple de la manière suivante. A partir d'une image numérisée d'un portrait ou de tout autre sujet servant de base au filigrane, on réalise une image tramée de manière conventionnelle, au moyen par exemple d'un logiciel tel que celui commercialisé par la société ADOBE sous la marque PHOTOSHOP. Un tel logiciel permet de choisir notamment la forme des points de trame, la linéature et le procédé de tramage utilisés pour réaliser l'image tramée. L'image tramée la plus simple à obtenir est une image en demi-ton, c'està- dire que les nuances de gris de l'image numérisée sont traduites sur l'image tramée par des points de trame noirs sur fond blanc. Le procédé de tramage utilisé peut être un procédé de tramage dit à modulation d'amplitude, c'est-à-dire que la taille des points de trame varie en fonction de la densité optique à reproduire. On peut également utiliser un procédé de tramage dit à modulation de fréquence, c'est-à-dire que la taille des points de trame est constante mais l'écartement - 10- varie en fonction de la densité optique à restituer. On peut encore utiliser tout autre procédé de tramage connu, par exemple un procédé de tramage dans lequel on changerait la manière de construire les points de trame selon la densité optique à restituer, en vue notamment de tenir compte des problèmes de reproduction de l'image tramée lors de la formation du filigrane. On peut également tramer de manière différente plusieurs régions de l'image numérisée et en particulier, lorsqu'on utilise des points de trame constitués par des lignes, on peut reproduire certaines parties de l'image numérisée avec des lignes ayant une inclinaison donnée et d'autres parties de l'image numérisée avec des lignes ayant une inclinaison différente. On peut ainsi avoir, au sein de la même image tramée, plusieurs régions, par exemple trois ou quatre, dont les points de trame sont constitués par des lignes ayant des orientations différentes. Pour prendre un exemple, la barbe du personnage représenté sur la figure 1 pourrait être tramée avec des points de trame constitués par des lignes ayant une orientation différente de celle des lignes utilisées pour reproduire le reste du personnage. L'image tramée produite par le logiciel est avantageusement retouchée pour tenir compte des spécificités liées à la reproduction de cette image sous forme de filigrane. On peut obtenir au moyen du logiciel précité, une image tramée en négatif de l'image numérisée. Cette image en négatif est également une image tramée qui est avantageusement retouchée de manière à ce qu'il n'existe pas de zone sombre isolée. Une telle image retouchée peut ressembler par exemple à l'image de la figure 2. Lors de la retouche on peut, comme illustré sur la figure 4, réunir deux lignes sombres adjacentes par des ponts de matière 8, ceci afin d'améliorer l'esthétique de l'image éventuellement mais surtout de permettre la fabrication d'un élément ajouré dont les parties pleines correspondent aux zones noires de l'image en négatif tramée de la figure 2 par exemple. On remarquera que sur la figure 2, il n'y a pas de zone noire isolée, c'est-à- dire que l'ensemble de masques 3 peut être réalisé de manière monobloc par gravure. - 11 - On obtient alors une plaque ajourée comportant des parties pleines en forme de hachures qui correspondent aux points de trame noirs de l'image en négatif tramée de la figure 2, ces régions pleines en forme de hachures étant reliées par des parties de liaison pleines 8 s'étendant entre elles, issues du retouchage de l'image tramée initiale. Une telle plaque ajourée donne lors de la formation du filigrane de la manière expliquée plus haut une image en positif dont les zones claires correspondent aux zones noires de l'image en négatif tramée de la figure 2 et les zones sombres correspondent aux zones ajourées de la plaque. L'ensemble de masques 3 utilisé pour la formation du filigrane est par exemple obtenu par gravure d'une plaque photosensible exposée au travers d'un film reproduisant l'image tramée en négatif de la figure 2. En variante, l'ensemble de masques 3 peut être réalisé par découpage d'une fine plaque de métal ou de matière plastique. On comprend qu'il est avantageux de retoucher l'image tramée obtenue par le biais d'un logiciel à partir d'une image numérisée car cela permet de réaliser un ensemble de masques monobloc comme expliqué plus haut. Néanmoins, l'invention n'est pas limitée à cet exemple de réalisation et l'on peut très bien utiliser l'image tramée sans retouche en venant rapporter sur la toile utilisée pour réaliser le filigrane un ensemble de pièces individuelles. -12- REVENDICATIONS 1. Papier à base d'une composition fibreuse, comprenant au moins un filigrane à effet multiton, caractérisé par le fait que le filigrane comporte lorsqu'observé en lumière transmise, un ensemble de zones claires agencées à la manière d'une image tramée. 2. Papier selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les zones claires présentent une masse surfacique strictement inférieure à celle du reste du papier. 3. Papier selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le filigrane apparaît comme une image tramée dont les points de trame sont dans la majorité constitués par des lignes. 4. Papier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les zones claires ont toutes la même masse surfacique de composition fibreuse. 5. Papier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il est coloré, fluorescent, iridescent ou présente toute autre nuance ou effet optique. 6. Toile utilisée au cours de la phase humide de fabrication d'un papier, caractérisée par le fait qu'elle est munie d'un ensemble (3) de masques (7) qui représente un motif à réaliser en filigrane à effet multiton sur le papier, l'ensemble de masques étant plus dense dans des régions correspondant aux parties claires du filigrane recherché et moins dense dans des régions correspondant aux autres parties du filigrane recherché. 7. Toile selon la revendication précédente, caractérisée par le fait que l'ensemble de masques est situé sur sa face au contact de la suspension aqueuse de fibres. 8. Toile selon la revendication précédente, caractérisée par le fait que les masques sont disposés du côté de la toile situé en contact avec la suspension aqueuse contenant les fibres du papier. 9. Procédé pour réaliser une image tramée destinée à la formation d'un filigrane, ce procédé comportant les étapes suivants: - réaliser par un procédé de tramage connu, une image tramée à partir d'une image numérisée, - réaliser à partir de cette image tramée un élément ajouré (3) pouvant être utilisé lors de la phase aqueuse de formation du papier, cet élément ajouré comportant des -13 - régions pleines disposées comme les parties claires du filigrane, - réaliser au moyen dudit élément ajouré un filigrane en disposant l'élément ajouré de manière à ce qu'il limite l'accumulation des fibres au droit des régions pleines de l'élément ajouré lors de la phase aqueuse de formation du papier. 10. Procédé selon la revendication précédente, caractérisée par le fait que l'image tramée est une image à points de trame constituée par des lignes. 11. Procédé selon l'une des deux revendications précédentes, caractérisée par le fait que l'image tramée est retouchée avant la réalisation de l'élément ajouré pour faire en sorte qu'il n'existe pas de zone claire isolée sur le filigrane. 12. Procédé selon la revendication précédente, caractérisée par le fait que l'élément ajouré est réalisé sous la forme d'une plaque monobloc comportant des ajours et dont les parties pleines sont disposées comme les zones claires du filigrane. 13. Ensemble de masques constituant un élément ajouré selon l'une quelconque des revendications de procédé précédentes. 14. Ensemble de masques selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que les masques sont individuellement conformés en un motif élémentaire particulier destiné à personnaliser la feuille de papier, en créant dans l'épaisseur de celle-ci des zones claires reprenant le motif élémentaire des masques. 15. Ensemble de masques selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que chaque motif élémentaire forme une lettre ou un ensemble de lettre.