Brevet FR2816642A1 — publié le 20020517

La présente invention concerne de manière générale la sécurisation d'objets susceptibles d'être contrefaits. Plus précisément, l'invention concerne un procédé de fabrication d'un document de sécurité ayant une trame fibreuse généralement opaque, le procédé comprenant la constitution sur la surface du document d'au moins une zone de transparence élevée. On connaît de nombreuses méthodes pour intégrer à des objets susceptibles d'être contrefaits des éléments de sécurité. Dans le cas particulier des documents de sécurité (billets de banque, chèques, tickets...), une préoccupation importante est d'éviter que des contrefacteurs puissent réaliser des copies fidèles du document à l'aide de moyens de reprographie tels qu'un photocopieur. Et un moyen d'éviter une telle contrefaçon de documents de sécurité serait d'intégrer au document une fenêtre de transparence élevée. En effet, du fait de la présence d'une telle fenêtre dans un document, une copie du document réalisée à l'aide d'un photocopieur présentera une zone opaque à l'endroit de la fenêtre, dont l'opacité sera celle du support utilisé pour réaliser la copie. Ainsi, une telle disposition permettrait de lutter contre la contrefaçon des documents. Et d'autre part, une telle fenêtre constituerait également un signe distinctif aisément reconnaissable par le grand public. On connaît déjà des documents spéciaux comportant une fenêtre transparente. Ces documents connus sont réalisés par impression d'un support en polymère transparent, la fenêtre transparente correspondant à une zone sur laquelle on ne réalise aucune impression. Mais l'exemple évoqué ci-dessus est limité à la réalisation de documents réalisés sur un support plastique ; et il serait intéressant d'obtenir le même type de résultat avec des documents à trame fibreuse (billets de banque en papier, ou autres). Par ailleurs, on connaît par le document US 6 036 230 un papier de sécurité comportant une fenêtre transparente. Mais la réalisation de ce papier nécessite la mise en oeuvre d'un procédé complexe et coûteux, lors duquel on doit découper une fenêtre dans la trame du billet, cette fenêtre béante étant ensuite recouverte par un film transparent. Et le fait de superposer ainsi un film transparent à une fenêtre béante présente en outre l'inconvénient d'aboutir à des caractéristiques mécaniques non homogènes dans le billet (résistance à la traction, au cisaillement, comportement au pliage et au froissage...). Le but de la présente invention est de permettre de réaliser des objets tels que des documents de sécurité à trame fibreuse, en particulier en papier, présentant une fenêtre de transparence élevée, de manière à constituer un signe de sécurité reconnaissable du grand public et interdisant la reproduction de l'objet par une photocopieuse, ces objets étant affranchis des inconvénients cités ci-dessus. Afin d'atteindre ce but l'invention propose un procédé de fabrication d'un document de sécurité ayant une trame fibreuse opaque, en vue de constituer sur la surface du document au moins une zone de transparence élevée, caractérisé en ce que le procédé comprend un traitement local de la trame fibreuse du document dans ladite zone, de manière à augmenter sa transparence. Des aspects préférés, mais non limitatifs du dispositif selon l'invention sont les suivants : 'fa trame fibreuse du document est une trame de cellulose, 'te traitement local comprend l'imprégnation de la trame opaque du document par un vernis dont l'indice de réfraction optique est sensiblement égal à l'indice de réfraction optique de la trame fibreuse du document, . le vernis contient une charge solide dont l'indice de réfraction optique est sensiblement égal à l'indice de réfraction optique de la trame fibreuse du document, * ta charge est sélectionnée parmi le talc, le kaolin ou le carbonate de chaux, 'l'imprégnation est réalisée par impression sérigraphique, flexographie ou par héliogravure, . le vernis comporte une composante polymérisable sous UV et le procédé comporte une étape d'exposition de la zone traitée localement à un rayonnement UV pour faire polymériser le vernis après imprégnation, . le vernis est un produit thermofusible et le procédé comprend une étape de refroidissement de la zone traitée localement après imprégnation, * te procédé comprend une étape de préchauffage de la zone traitée localement avant imprégnation, 'te procédé comprend une étape de refroidissement de la zone traitée localement après imprégnation, en vue de faire évaporer la partie acqueuse du vernis, # le procédé comprend l'exposition de la zone traitée localement à la vibration d'une sonotrode selon une fréquence ultrasonore, la sonotrode vibre à une fréquence de l'ordre de 30 à 40 KHz, l'amplitude du déplacement de la sonotrode est de l'ordre de 8 à 16 microns, le procédé comprend une étape de calandrage, le document comprend une pluralité de zones traitées ayant une transparence élevée, # lesdites zones forment un motif répétitif, # le procédé comprend également l'intégration à la zone de transparence élevée d'éléments de sécurité supplémentaires, # lesdits éléments de sécurité peuvent comprendre un fil, des fibres, ou des pigments spéciaux, 'te document est un billet de banque sur lequel on réalise une pluralité de zones de transparence élevée, lesdites zones se présentant sous la forme de pavés ayant la forme de parallélogrammes alignés. D'autres aspects, buts et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description suivante de formes préférées de réalisation de l'invention. En préambule à cette description, on rappelle que l'invention concerne à titre principal la fabrication de documents de sécurité dont la trame fibreuse est similaire à celle du papier. Les fibres de cellulose, constituant la partie principale du papier, ont une transparence naturelle. Et après la cellulose, le deuxième constituant en volume d'une feuille de papier est l'air qui se trouve entre ces fibres de cellulose. Les indices de réfraction optiques de l'air et de la cellulose étant différents, la lumière traversant une feuille de papier est diffusée, ce qui se traduit pour un observateur par une opacité de la feuille de papier. On rappelle que la transparence est définie par le complément à 100 de l'opacité, une feuille ayant une opacité d'une valeur N comprise entre 0 - une transparence élevée et 100 ayant alors une transparence de (100-N) ; une transparence élevée équivaut à une opacité réduite. Selon un premier mode principal de mise en oeuvre de l'invention, on réalise sur un document de sécurité à trame fibreuse de papier tel qu'un billet de banque au moins une zone d'opacité réduite, en réduisant le volume d'air présent dans la trame de cette zone particulière. Cette réduction locale de volume d'air peut dans une première variante être obtenue par calandrage. Lors du calandrage, la trame fibreuse de la zone à traiter est comprimée, de sorte qu'une partie de l'air intercalé entre les fibres de cellulose est expulsée, la porosité du papier diminuant dans cette zone particulière. Il est également possible de diminuer la quantité d'air présente dans la trame du billet en prolongeant le raffinage de la pâte à papier servant à la constitution de la feuille du billet. Mais cette technique ne peut s'appliquer que pour traiter la surface entière d'une feuille, et ne permet pas de traiter une zone particulière du billet. Toutefois, il est possible de combiner cette technique avec le calandrage, afin de préparer une pâte à papier permettant de réaliser des feuilles de billet présentant sur toute leur surface une opacité réduite en soi, le calandrage d'une zone particulière de chaque billet permettant ensuite de réaliser une fenêtre de transparence particulièrement élevée. Il est également possible, dans une deuxième variante préférée de ce premier mode de réalisation de l'invention, de comprimer localement une zone particulière d'une feuille entre une enclume qui peut être fixe, et une sonotrode vibrant à une fréquence ultrasonore, selon une direction sensiblement perpendiculaire à la surface de la feuille. Le papier peut défiler en bande continue non coupée entre l'enclume et la sonotrode. La fréquence de déplacement de la sonotrode peut être de l'ordre de 30 à 40 KHz, et l'amplitude de ce déplacement peut être de l'ordre de 8 à 16 pm. La zone de la feuille intercalée entre la sonotrode et l'enclume est fortement comprimée, ce qui conduit ici encore à une réduction du volume d'air dans la trame de cette zone, et par conséquent à une diminution de l'opacité du billet dans ladite zone. Et les formes de l'enclume et de la sonotrode, ainsi que la vitesse et la direction de défilement du papier, seront adaptées pour obtenir sur les billets des zones de géométrie désirée. Dans cette variante l'exposition des zones à traiter à la vibration de la sonotrode provoque une vitrification de la zone, dont la transparence est augmentée. Selon un deuxième mode principal de mise en oeuvre de l'invention, au lieu de comprimer localement le billet de manière à expulser l'air de la trame fibreuse d'une zone donnée, on remplace une partie de cet air par un produit solide ou liquide ayant un indice de réfraction sensiblement identique à celui des fibres qui constituent la trame du papier. Ces fibres sont généralement des fibres de cellulose ; c'est à partir de cet élément que l'on va décrire ci-dessous différentes variantes de ce deuxième mode de réalisation. Selon ce deuxième mode principal de réalisation, on réalise ainsi une imprégnation de la zone à traiter par un vernis d'imprégnation présentant des caractéristiques désirées de température, de viscosité, de temps de pénétration dans la trame fibreuse du billet, de taux de remplacement de l'air par le vernis d'imprégnation, et éventuellement de temps de séchage, de durcissement ou de polymérisation du vernis d'imprégnation. Le vernis peut comprendre au moins une charge solide dont l'indice de réfraction optique est sensiblement égal à celui de la cellulose, ladite charge étant destinée à remplacer au moins une partie de l'air initialement comprise dans la trame du billet, et à demeurer dans la zone traitée de manière à en augmenter la transparence. On pourra ainsi choisir des charges telles que le talc, le kaolin ou le carbonate de chaux par exemple. Plusieurs possibilités sont envisageables pour réaliser l'imprégnation du papier par le vernis d'imprégnation. On préférera selon l'invention utiliser une technique d'impression du vernis d'imprégnation, de préférence une technique d'impression par sérigraphie, par flexographie ou par héliogravure, car une telle technique permet de réaliser des motifs de géométrie désirés De tels motifs peuvent constituer une zone unique sur chaque billet, ou encore une pluralité de zones d'opacité réduite qui peuvent constituer un motif répétitif. En ce qui concerne les caractéristiques physiques du vernis d'imprégnation, il est possible dans une première variante d'imprégner la ou les zone (s) du papier à traiter par un vernis de viscosité élevée, liquide ou pâteux. Un tel vernis est réalisé à partir d'une base huileuse ou graisseuse, et ne change pas d'état une fois intégré dans la trame du papier du billet. Cette première variante est envisageable, mais elle peut modifier de manière sensible les zones à traiter, et induire une sensation de gras au toucher. Selon une deuxième variante qui constitue une variante préférée, le vernis d'imprégnation se présente sous la forme d'un liquide dont les caractéristiques physiques se transformeront après imprégnation du papier. Il est ainsi possible de mettre en oeuvre un vernis liquide, imprimé sur les zones à traiter, qui se solidifie après impression d'une des manières suivantes : . par réaction photochimique. Ceci constitue un mode particulièrement privilégié de mise en oeuvre de l'invention. Le vernis comprend alors une phase polymérisable que l'on active, de préférence en exposant les zones vernies à un rayonnement ultraviolet. Une telle polymérisation par ultraviolet provoque une solidification du vernis, et permet de réaliser ainsi des zones présentant une transparence élevée. Il est possible d'obtenir ainsi des zones de transparence plus ou moins élevées, selon la quantité de charge présentes dans le papier-l'important étant de constituer des zones dont la transparence est suffisante pour être reconnaissable à l'cil nu par un observateur, et pour produire une zone opaque à la photocopie afin d'empêcher la duplication des billets par photocopie, . par refroidissement. Dans ce cas, le vernis d'imprégnation comprend également éventuellement une charge ayant sensiblement le même indice de réfraction que la cellulose Le vernis se présente dans ce cas sous la forme d'un produit thermofusible tel qu'une cire, et on préchauffera de préférence les zones des billets devant être traitées avant d'appliquer le vernis d'imprégnation, . par évaporation. Il est également possible de faire évaporer, éventuellement à l'aide d'un chauffage additionnel, la phase aqueuse du vernis d'imprégnation. La phase aqueuse peut comprendre un solvant, ou non. On notera toutefois que cette solution ne constitue pas une variante préférée de l'invention, car lors de l'évaporation une partie de la phase aqueuse est remplacée par de l'air, de sorte que la diminution d'opacité des zones traitées est moins importante que dans le cas des vernis à séchage UV par exemple. Il est ainsi possible selon l'invention de traiter certaines zones de documents de sécurité à trame fibreuse, de manière à obtenir pour ces zones un indice de réfraction homogène sensiblement égal à celui du matériau constitutif des fibres (cellulose en particulier). Et comme on l'a dit, on pourra mettre en oeuvre l'invention pour constituer sur un billet plusieurs zones de transparence élevée, ces zones pouvant constituer un motif répétitif ayant toutes caractéristiques géométriques désirées. Dans une forme de réalisation de l'invention, les zones de transparence élevée du billet se présentent sous la forme de pavés pouvant avoir la forme de parallélogrammes alignés. Et ces pavés seront réalisés de préférence selon une impression par sérigraphie, flexographie ou héliogravure d'un vernis d'imprégnation pouvant polymériser sous exposition à un rayonnement ultraviolet. On notera enfin que le traitement de zones particulières en vue d'augmenter leur transparence peut être combiné avec d'autres moyens de sécurisation des documents. On pourra ainsi inclure dans lesdites zones d'autres signes de sécurité, tels que des fils, des fibres ou des pigments ayant des propriétés spécifiques (optique, magnétique, électrique...). REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un document de sécurité ayant une trame fibreuse opaque, en vue de constituer sur la surface du document au moins une zone de transparence élevée, caractérisé en ce que le procédé comprend un traitement local de la trame fibreuse du document dans ladite zone, de manière à augmenter sa transparence. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la trame fibreuse du document est une trame de cellulose. 3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le traitement local comprend l'imprégnation de la trame opaque du document par un vernis dont l'indice de réfraction optique est sensiblement égal à l'indice de réfraction optique de la trame fibreuse du document. 4. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le vernis contient une charge solide dont l'indice de réfraction optique est sensiblement égal à l'indice de réfraction optique de la trame fibreuse du document. 5 Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la charge est sélectionnée parmi le talc, le kaolin ou le carbonate de chaux. 6. Procédé selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que l'imprégnation est réalisée par impression sérigraphique, flexographie ou par héliogravure. 7. Procédé selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que le vernis comporte une composante polymérisable sous UV et le procédé comporte une étape d'exposition de la zone traitée localement à un rayonnement UV pour faire polymériser le vernis après imprégnation. 8. Procédé selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que le vernis est un produit thermofusible et le procédé comprend une étape de refroidissement de la zone traitée localement après imprégnation. 9. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le procédé comprend une étape de préchauffage de la zone traitée localement avant imprégnation. 10. Procédé selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que le procédé comprend une étape de refroidissement de la zone traitée localement après imprégnation, en vue de faire évaporer la partie acqueuse du vernis. 11. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le procédé comprend l'exposition de la zone traitée localement à la vibration d'une sonotrode selon une fréquence ultrasonore. 12. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la sonotrode vibre à une fréquence de l'ordre de 30 à 40 KHz. 13. Procédé selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que l'amplitude du déplacement de la sonotrode est de l'ordre de 8 à 16 microns. 14. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le procédé comprend une étape de calandrage. 15. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le document comprend une pluralité de zones traitées ayant une transparence élevée. 16. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que lesdites zones forment un motif répétitif. 17. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le procédé comprend également l'intégration à la zone de transparence élevée d'éléments de sécurité supplémentaires. 18. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que lesdits éléments de sécurité peuvent comprendre un fil, des fibres, ou des pigments spéciaux. 19. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le document est un billet de banque sur lequel on réalise une pluralité de zones de transparence élevée, lesdites zones se présentant sous la forme de pavés ayant la forme de parallélogrammes alignés.