Brevet FR2839917A1 — publié le 20031128

correspondents de bras. La presente invention concerne un article comportant une couche fbreuse et une structure au moins partiellement transparente ou translucide, ainsi que le procede de fabrication audit article. L'invention concerne plus particulierement la fabrication de papiers de securite en general, comportant une fenetre transparente. On peut citer a ce sujet un certain nombre d'exemples tires de l'art anterieur possedant une structure approchante, mais obtenus a ['aide de methodes de fabrication assez eloignees. Dans le brevet EP 690 939, la Demanderesse a decrit un papier de l 0 securite possedant une fenetre transparente obtenue en inserant un film plastique entre deux jets de matiere fibreuse. Cette technique consiste a operer un embossage de deux bandes de papier en cours de formation, a ['aide de parties en relief integrees a la toile d'une machine a papier de formes rondes, ces reliefs etant suffisamment eleves pour lS empecher le depot de fibres papetieres a certains endroits de la bande de papier. Il en resulte un trou traversant pour le papier. Ensuite, on reunit deux couches fbreuses de maniere a mettre en vis-a-vis le trou d'une couche fbreuse a celui de l'autre couche, le film plastique passant a l'endroit des trous superposes. Il en resulte une fenetre transparente dans le papier. Toutefois, cette technique presente un certain nombre dtinconvenients. L'un des inconvenients est que le film pris en sandwich dans la structure du papier peut provoquer des deformations de la feuille. La feuille n'etant plus plane, le papier en perd d'une part en esthetisme et d'autre part est diffcilement imprimable et/ou empilable. De plus, cette methode de formation des fenetres dans le papier presente aussi les inconvenients suivants: Sur les bords embosses du papier, certains defauts peuvent ainsi apparatre. D'une part, les bords ne vent pas reguliers et droits. D'autre part, cette methode par embossage du papier aboutit a un phenomene assez frequent et difficilement evitable, ['apparition de >, c'est-a-dire de fibres ou fibrilles depassant des bords, resultant de ce que le papier n'est pas decoupe proprement mais repousse vers l'exterieur. Une fibre ayant reussi a resister a la force de traction de la forme d'embossage reste de ce fait accrochee en partie a la structure fibreuse, la partie restante depassant du trou ainsi forme. Un des buts de ['invention est done de supprimer les inconvenients de l'art anterieur tels qu'evoques precedemment. Un autre but de ['invention est done de former une fenetre transparente dans un papier a base de materiau cellulosique par decoupe ou embossage de sa surface. A cette fin, la demanderesse propose de ne plus appliquer de film plastique transparent a l'interieur de deux couches fibreuses, mais de deposer une structure au moins en partie transparente ou translucide, notamment un film plastique transparent, un papier calque ou un patch imprime comportant une fenetre transparente, directement sur la couche fibreuse a ['emplacement du trou forme dans la couche fibreuse par embossage de facon a cacher les bords mal formes du trou a ['aide de parties opaques presentes prealablement ou deposees posterieurement sur la structure appliquee et entourant une zone au moins en partie transparente ou translucide de celui-ci. Une autre solution envisagee par la Demanderesse est de former le trou dans la couche fibreuse a ['aide d'un dispositif de decoupe en aval de la formation de la couche fibreuse, de facon a eviter ['apparition du phenomene des >, et a recouvrir ensuite ce trou d'une structure au moins en partie transparente ou translucide, cette structure pouvant etre par exemple un flm plastique transparent, un papier calque ou un patch imprime comportant une fenetre plastique. De ce fait, ['invention concerne d'abord un article forme a partir d'au moins un jet de matiere fibreuse comportant au moins une zone d'epaisseur nuke, caracterise en ce que ladite zone est recouverte sur au moins une de ses faces par une structure au moins en partie transparente ou kanslucide, disposee de facon a laisser appara^tre une fenetre transparente ou translucide dans le papier. 1 S Dans cet article, la structure precedemment citee peut etre recouverte d'une substance opacifiante de facon a cacher les bords du trou forme dans la matiere fibreuse. Cette substance opacifante pourra etre choisie parmi les encres d'impression, les cristaux liquides, les particules metalliques, les particules magnetiques, les substances thermochromes, les substances iridescentes. De facon specifque, la structure au moins en partie transparente ou translucide pourra etre un papier calque, un film plastique transparent ou un patch imprime comportant une fenetre plastique. 4 2839917 Dans le cas d'un patch, les dimensions de celui-ci devront etre superieures au trou forme dans la matiere fibreuse, de facon a ce que les bords du trou forme dans la matiere fibreuse soient caches par le patch, les bords de la fenetre transparente du patch etant disposes au-dessus de l'espace vice laisse par le trou forme dans la matiere fibreuse. De maniere particuliere, notamment dans le cas d'une application aux papiers de valeur ou de securite, on pourra appliquer sur la structure au moins en partie transparente ou translucide, en particulier un flm plastique, un papier calque, ou un patch, une substance de securite choisie parmi les particules metalliques, les particules magnetiques, les substances thermochromes, les substances iridescentes, les cristaux liquides ou leurs melanges. Une autre facon de securiser le dit article sera egalement d'appliquer un element de diffraction sur la cite structure au moins en partie transparente ou translucide de facon a creer un hologramme de securite, qui empecherait toutes les copies frauduleuses de ['article par reprographic par exemple. D'autres dispositifs de protection a la falsification vent envisageables pour le dit article. I1 est ainsi possible de prevoir une etape d'impression de ['article en question, une fois la structure au moins en partie transparente ou translucide deposee sur la zone trouee de la eouche fibreuse de facon a solidariser ['ensemble du point de vue de la securite du document. Le trou de la fenetre transparente pourra egalement etre utilise pour placer des elements epais, de l'ordre de 100 m jusqu'a l'epaisseur de ['article. 2839917 Ces elements epais seront places sur la structure au moins en partie transparente ou translucide, que ce soit au recto ou au verve. De tels elements peuvent etre par exemple des circuits imprimes, des microprocesseurs, des puces electroniques, des elements magnetiques, des elements metalliques, des elements plastiques, des dispositifs de detection emettant un signal lorsqu'ils vent places dans un champ electromagnetique ou lumineux convenable. Dans le cas de circuits electroniques, une antenne pourra etre deposee en meme temps et couplee au circuit sur ['element au moins en partie translucide ou transparent. Ces elements pourront egalement etre epais de facon a permettre la reconnaissance du document par des aveugles en raison de la difference d'epaisseur creee. De ce fait, un ensemble de particules discretes et epaisses, telles que des cristaux, des particules metalliques ou plastiques, ou un objet comportant des differences d'epaisseur vent envisageables a ce niveau. Bien que ['article obtenu par la presente invention peut parfaitement s'adapter a tous types d'applications, il est particulierement destine a la formation de billets de barque, de papiers de securite en general, de bons cadeaux, de documents de valeur en general, de coupons, d'etiquettes de protection de marque ou de produit, d' etiquettes de tracabilite. L' invention concerne de la meme facon le procede de fabrication du dit article decrit ci-dessous. Le procede comporte les etapes suivantes: - formation d'au moins un jet de matiere fibreuse, realisation d'un trou dans la matiere fibreuse, - depot d'une structure au moins en partie transparente ou translucide a ['emplacement du trou au recto et/ou au verve de la couche fibreuse, de facon a laisser apparatre une fenetre transparente ou translucide dans ['article. La structure pourra comporter au moins l'un des elements suivants: un element holographique et/ou diffractif, un revetement magnetique, metallique ou cristallin, des cristaux liquides, une impression d'un vernis ou d'une encre, des pigments iridescents, des pigments thermochromiques et/ou piezochromiques, au moins une surface reilechissante. Wile pourra egalement comporter un film de matiere plastique, notamment de polyester. La structure sera composee d'une unique couche ou d'au moins deux couches, dont l'une est une couche porteuse destinee a etre eliminee lors du transfert de la structure sur la feuille. Dans ce dernier cas, la couche porteuse pourra comporter une pluralite de portions de film ou de matiere fibreuse disposees de sorte qu'apres leur transfert sur la feuille, ces portions soient espacees entre elles a la surface de la feuille. De maniere avantageuse, une structure comportera initialement au moins les couches suivantes: - une couche porteuse, - une couche de liberation, 7 2839917 - eventuellement une couche de vernis contenant une resine et eventuellement un colorant, - une couche de metal, de matiere plastique ou de matiere fibreuse, une couche adhesive. Le depot de la structure au moins en partie transparente ou translucide pourra se faire soit par transfert a chaud ou a froid a ['emplacement du trou au recto et/ou au verve de la couche fibreuse, soit par contre collage a chaud ou a froid au recto et/ou au verve de la couche fibreuse. Le trou pourra etre forme soit a ['aide d'un rouleau d'embossage lors de la phase humide de la couche fibreuse, soit a ['aide d'un dispositif de decoupe mecanique ou de decoupe laser. De maniere optionnelle, ['article pourra ensuite etre imprime ou recouvert d'une substance de securite choisie parmi les particules metalliques, les particules magneti ques, l es sub stances thermo chromes, les substances iri des centes, les cri staux 1 s liquides. De maniere additionnelle, au moins un element epais pourra etre place au recto et/ou au verve de la structure au moins en partie transparente ou translucide, ['element epais etant choisi parmi les circuits imprimes, les microprocesseurs, les puces electroniques, les elements magnetiques, les elements metalliques, les elements plastiques, les dispositifs de detection emettant un signal en presence d'un champ electromagnetique ou lumineux convenable. L'invention sera mieux comprise a la lecture de la description detaillee qui va suivre, d'exemples de mise en ceuvre non limitatifs, et a ltexamen des dessins annexes, sur lequel: Les fgures 1A et 1B representent schematiquement et partiellement, respectivement en vue de dessus et en coupe transversale, un article dont le trou a ete forme sur forme ronde par embossage, Les fgures 2A et 2B representent schematiquement et partiellement, respectivement en vue de dessus et en coupe transversale, un article dont le trou a ete forme par decoupe laser et recouvert d'un film transparent, Les figures 3A et 3B representent schematiquement et partiellement, respectivement en vue de dessus et en coupe transversale un article recouvert dont le trou a ete forme sur forme ronde par embossage et recouvert d'un flm plastique transparent et imprime sur son recto, Les fgures 4A et 4B representent schematiquement et partiellement, respectivement en vue de dessus et en coupe transversale un article dont le trou a ete forme sur forme ronde par embossage recouvert d'un patch imprime sur son recto et d'un film transparent muni d'une puce electronique sur son verve, La fgure 5 est une coupe transversale, schematique et partielle, d'une structure pouvant etre utilisee, La fgure 6 represente schematiquement une installation permettant de realiser une couche fbreuse comportant des trous formes par embossage, La fgure 7 illustre schematiquement le contra-collage d'une couche fbreuse et d'une structure, et La figure 8 represente schematiquement le transfert d'une structure sur une couche fibreuse, et La figure 9 represente schematiquement et partiellement un detail de la figure 8. On a represente sur les figures 1A et 1B un support (1) forme d'un seul jet fibreux, presentant un trou traversant (2) dans sa surface, forme a ['aide d'un rouleau d'embossage au cours de la formation humide de la feuille. La couche fibreuse (1) est realisee a partir de fibres de cellulose pouvant contenir eventuellement des fibres synthetiques ou artificielles. On peut voir que les bords du trou vent irreguliers, non droits. Des bords du trou depassent des >, morceaux de fibres attaches encore partiellement au reste de la couche fibreuse et isoles de celle-ci lors de ltembossage du trout On a represente sur les figures 2A et 2B un support (1) forme d'un seul jet fibreux presentant un trou traversant (2) dans sa surface, forme, a ['aide d'un laser, suite a la formation de la couche fibreuse. On peut voir que les bords du trou vent droits, reguliers. La forme rectangulaire du trou est assez fidelement reproduite. Aucune > n' est visible a l' ceil nut De ce fait, la fenetre transparente peut etre obtenu facilement pour ce papier en recouvrant la couche fibreuse a l'endroit du trou avec un film plastique transparent 3 au recto comme representes sur les figures 2A et 2B. Les figures 3A et 3B representent une configuration particuliere de ['invention, dans laquelle la couche fibreuse monojet (1) a ete trouee par embossage, avec apparition de >. On recouvre le recto de la couche fibreuse avec un film (3) plastique transparent. Le dit film est ensuite recouvert d'une substance opacifiante (4) qui, ici, se compose d'encre sur une zone entourant le trou, de fa,con d'une part a cacher les barbes et d'autre part a laisser une zone transparente a l'interieur du trou recouvert. Les figures 4A et 4B presentent une variante de ['invention dans laquelle on applique un film transparent (3) au verve et un patch (5) opaque au recto de fa,con a recouvrir le trou, le patch presentant neanmoins une decoupe en son milieu. La zone couverte par la decoupe du patch est placee de fa,con a cacher encore les > de la couche fibreuse. Le film transparent portent lui-meme une puce electronique (6) a sa surface, il a ete necessaire de placer de maniere ajustee la puce a l'interieur du trou de fa,con a eviter une surepaisseur dans ['article. Dans les exemples precedents, le film (3) n ' est constitue que d' une seule couche de matiere plastique transparente, en polyester par exemple. On ne sort pas du cadre de la presente invention en utilisant une structure differente, notamment une structure multicouche. A titre d'exemple, on a represente sur la figure 5 une structure composite (3'), comportant: une couche porteuse (10) en polyester, 1 2839917 une couche de liberation (11), par exemple en cire, une couche de vernis (12) contenant une resine et eventuellement un colorant, une couche metallique (13), par exemple en aluminium, S - une couche adhesive (14) permettant la fixation d'un element (6) sur la couche fibreuse (1). La couche adhesive (14) peut etre a base d'une resine thermofusible, cite >. Dans l'exemple decrit, la couche porteuse (10) presente une epaisseur de 12 m environ et l'epaisseur cumulee des couches (11) a (14) est de 2 a 3 m environ. Les couches (12),(13) et (14) forment un film (3") a transferer sur la feuille (1). La structure (3') est encore appelee > et elle permet d'assembler le film (3") avec la feuille (1), par exemple par pressage a chaud, operation durant laquelle la couche de liberation (11) fond et permet la separation de la couche porteuse (10) des autres couches. La chaleur apportee lors de cette operation provoque egalement ['activation de la couche adhesive (14), afin de thermocoller le film (3") sur la feuille (1). La couche metallique (13), en aluminium par exemple, peut presenter un aspect de surface permettant de reflechir la lumiere a travers la couche de vernis colore (12), creant ainsi un effet de couleur a la surface de ['article. La couche (12) peut presenter un hologramme constitue par un reseau de diffraction. Ce dernier peut etre realise au moyen d'une matrice d'une machine de transfert permettant de transferer le film (3") sur la feuille (1. en variante, 12 2839917 l'hologramme peut etre realise avant ['assemblage de la couche (12) avec les autres couches. La couche metallique (13) peut etre remplacee par une couche en matiere plastique. Le film (3) ou (3") peut recouvrir entierement ou non une face de ['article. Le film (3) ou (3") peut s'etendre continument ou non entre deux bords opposes de ['article. Le film (3) ou (3") peut former un patch sur ['article. On va maintenant decrire en reference a la figure 6 un procede permettant de realiser une couche fibreuse comportant au moins un trou traversant. On a represente partiellement et schematiquement sur la figure 6 deux machines papetieres a forme ronde (35) et (36). La premiere machine (35) comporte une cuve (37) contenant une suspension de fibres, par exemple des fibres de cellulose, dans laquelle est partiellement immerge un cylindre de toile rotatif (38) definissant une surface (39) au contact de laquelle se forme en continu un jet de papier (40) pris par un feutre preneur (42). La surface (39) comporte un embossage en relief, de maniere a creer dans le premier jet (40) des trous traversants. La deuxieme machine (36) comporte, a l'instar de la machine (35), une cuve (37), un cylindre de toile rotatif (44) definissant une surface (47) au contact de laquelle se forme un deuxieme jet de papier. La surface (47) du cylindre de toile (44) comporte un embossage en relief de maniere a creer dans le deuxieme jet des trous (46), les trous (46) etant disposes de facon a se superposes avec les trous (45) du premier jet lors de ['assemblage des deux jets, obtenu lors du passage des deux jets entre la forme ronde (44) et un cylindre rotatif (48). Une telle installation est notamment decrite plus en detail dans le brevet europeen EP 0687 324. La feuille peut etre decoupee ulterieurement au format de ['article a realiser. On peut realiser par d'autres moyens encore la cavite, par exemple en utilisant un laser ou une abrasion mecanique. Le film et la feuille peuvent etre reunis de multiples manieres sans que l'on sorte du cadre de ['invention. Sur la figure 7, on a represente schematiquement ['assemblage par contracollage d'un film (3) et d'une couche fibreuse (1) par passage entre deux cylindres rotatifs (50) et (51). Sur cette figure, le film (3) est prealablement amene au contact d'une encolleuse (53). Le film (3) et la feuille (1) peuvent alors etre positionnes l'un par rapport a l'autre par reperage, de sorte qu'une partie opaque presente sur le film vienne recouvrir les bords de la cavite formee dans la feuille (1). Le film (3) reste a demeure sur la feuille (1), dans l'exemple considere. 14 2839917 Dans le cas de la structure composite (3'), le film (12),(13),(14) peut etre transfere, a chaud par exemple, sur la feuille (1), comme cela est illustre aux figures 7 et8. Dans un tel procede de transfert, on peut entramer la feuille (1) et la structure (3') avec la couche porteuse (10), (11) en deplacement dans le meme sens au moyen d'une machine comportant un premier cylindre rotatif (55) portent des matrices (56) et un second cylindre rotatif (57). Le flm (12),(13),(14) et la feuille (1) peuvent etre assembles lors du passage entre les cylindres (55) et (57). On peut voir sur la figure 8, qu'apres passage entre les cylindres rotatifs (54) et (57), la couche porteuse et la couche de liberation vent separes des autres couches (12),(13) et (14), transferees sur la feuille (1). Le film (12),(13),(14) peut aussi etre amene entre une matrice (56) et la feuille (1) dans une direction generalement transversale au deplacement de la feuille, comme decrit dans le brevet europeen EP 0 473 635. Bien entendu, ['invention n'est pas limitee aux exemples de mise en ceuvre qui viennent d'etre decrits. Chaque cavite traversante peut etre fermee d'un cote seulement par un film, ou de part et d'autre par deux films. Chaque cavite traversante peut egalement etre fermee d'un cote par un film et de l'autre par une couche fibreuse. Notamment, lorsqu'un element est place dans la cavite de la feuille par transfert, la couche de la structure portent ['element peut etre a base de matiere fibreuse. : 2839917 REVENDICATIONS l) Article forme a partir d'au moins un jet de matiere fibreuse (l) comportant au moins une zone d'epaisseur nulle (2), caracterise en ce que ladite zone (2) est recouverte sur au moins une de ses faces par une structure (3,5) au moins en partie transparente ou translucide, disposee de facon a laisser appara^tre une fenetre transparente ou translucide dans le papier. 2) Article selon la revendication l, caracterise en ce que la structure (3,5) est recouverte d'une substance opacifiante (4) de facon a cacher les bords du trou (2) forme dans la matiere fibreuse (l). 3) Article selon la revendication 2, caracterise en ce que la substance opacifiante (4) est choisie parmi les encres d'impression, les cristaux liquides, les particules metalliques, les particules magnetiques, les substances thermochromes, les substances iridescentes. 4) Article selon l'une quelconque des revendications precedentes, caracterise en ce que la structure (3) est un film plastique transparent. ) Article selon l'une quelconque des revendications l a 3, caracterise en ce que la structure (3) est un papier calque. 6) Article selon la revendication l, caracterise en ce que la structure (53 est un patch imprime comportant une decoupe. 7) Article selon la revendication 6, caracterise en ce que le patch (5) possede des dimensions superieures au trou (2) forme dans la matiere fibreuse (l), de fa,con a ce que les bords du trou forme dans la matiere fibreuse soient caches par le patch, les bords de la decoupe du patch etant disposes au-dessus de l'espace vice laisse par le trou forme dans la matiere fibreuse. 8) Artiele selon la revendication 7, caracterise en ee que le patch (5) est reeouvert d'une substance de securite choisie parmi les particules metalliques, les particules magnetiques, les substances thermochromes, les substances iridescentes, les eristaux liquides et leurs melanges. 9) Artiele selon l'une quelconque des revendications precedentes, caracterise en ce que la structure au moins en partie transparente ou translucide (3,5) definit un hologramme de seeurite. lO)Article selon l'une quelconque des revendications preeedentes, caraeterise en ee qu'il definit un article choisi parmi un billet de barque, un papier de securite, un bon cadeau, un document de valeur, un coupon, une etiquette de protection de marque ou de produit et une etiquette de traeabilite. 1 l)Procede de fabrication d'un article selon l'une quelconque des revendications precedentes, caracterise en ce qu'il comporte les etapes suivantes: formation d'au moins un jet de matiere fibreuse (1), - realisation d'un trou (2) dans la matiere ilbreuse, - depOt d'une structure (3,5) au moins en partie transparente ou translueide a l'emplaeement du trou au recto et/ou au verve de la couche fibreuse, de faeon a laisser appara^tre une fenetre transparente ou translucide dans l'artiele. 12)Proeede selon la revendieation 11, earacterise en ee que la structure (3,5) eomporte au moins l'un des elements suivants: un element holographique et/ou 17 2839917 diffractif, un revetement magnetique, metallique ou cristallin, des cristaux liquides, une impression d'un vernis ou d'une encre, des pigments iridescents, des pigments thermochromiques et/ou piezochromiques, une surface reflechissante. 13)Procede selon l'une des revendications 11 et 12, caracterise en ce que la structure comporte un film de matiere plastique, notamment de polyester. 14)Procede selon l'une des revendications 11 a 13, caracterise en ce que la structure est composee d'une unique couche. 1 5)Procede selon l'une des revendications 1 1 a 13, caracterise en ce que la structure comporte au moins deux couches, dont l'une est une couche porteuse destinee a etre eliminee lors du transfert de la structure sur la feuille. 16)Procede selon la revendication 15, caracterise en ce que la couche porteuse comporte une pluralite de portions de film ou de matiere fbreuse disposees de sorte qu'apres leur transfert sur la feuille, ces portions soient espacees entre elles a la surface de la feuille. 17)Procede selon l'une des revendications 15 et 16, caracterise en ce que lton amene au contact de la feuille une structure (3') comportant initialement au moins les couches suivantes: une couche porteuse (10), une couche de liberation (11), eventuellement une couche de vernis (12) contenant une resine et eventuellement un colorant, - une couche de metal (13), de matiere plastique ou de matiere fibreuse, 1 8 2839917 - - une couche adhesive (14). 18)Procede selon l'une des revendications 15 a 17, caracterise en ce que le depot de la structure au moins en partie transparente ou translucide (3,5) se fait par transfert a chaud ou a froid a ['emplacement du trou au recto et/ou au verve de la couche fibreuse (1). l9)Procede selon l'une des revendications 11 a 13, caracterise en ce que le depot de la structure au moins en partie transparente ou translucide (3,5) se fait par contrecollage a chaud ou a froid au recto et/ou au verve de la couche fibreuse (1). )Procede selon l'une quelconque des revendications 11 a 19, caracterise en ce que le trou (2) est forme a ['aide d'un rouleau d'embossage (38,44) lors de la formation humide de la couche fibreuse (1). 21)Procede selon l'une quelconque des revendications l l a 19, caracterise en ce que le trou (2) est forme par un dispositif de decoupe mecanique ou de decoupe laser. 22)Procede selon l'une quelconque des revendications l 1 a 21, caracterise en ce qu'au moins un element epais (6) est place au recto et/ou au verve de la structure (3,5), ['element epais etant choisi parmi les circuits imprimes, les microprocesseurs, les puces electroniques, les elements magnetiques, les elements metalliques, les elements plastiques, les dispositifs de detection emettant un signal en presence d'un champ electromagnetique ou lumineux