Brevet FR2872180A1 — publié le 20051230

La présente invention concerne un papier imprimable par offset revêtu d'une composition pigmentée comportant de la silice. Dans le domaine des papiers couchés avec une structure de couche ouverte, en particulier pour les papiers couchés mats, il est jusqu'à présent très difficile d'obtenir un bon compromis entre la matité et le temps de séchage des encres d'impression offset standards séchant à l'air libre, ces deux caractéristiques allant en sens inverse. En effet pour fabriquer des papiers couchés mats, on utilise en général des pigments grossiers, notamment de type carbonate de calcium de forte granulométrie pour obtenir la matité, mais l'emploi de tels pigments engendre un temps de séchage des encres plus long. On devait donc choisir de favoriser l'une de ces deux caractéristiques au détriment de l'autre ou faire un compromis avec des valeurs moyennes. Le problème devient donc crucial lorsque l'on cherche à développer des papiers ultra mats. Dans le domaine des papiers couchés avec une structure de couche fermée, en particulier les couchés brillants, on peut rencontrer ce phénomène de temps de séchage des encres trop long. Dans le cas des papiers couchés très brillants la structure de la couche est extrêmement fermée du fait que le procédé de fabrication nécessite un calandrage prononcé ou qu'ils sont obtenus par moulage de la couche sur un rouleau chromé dit castcoating; le problème de séchage des encres s'intensifie, l'encre ayant du mal à pénétrer dans le papier et à sécher. Le problème se rencontre aussi pour les papiers revêtus d'une couche comportant des pigments spéciaux donnant un effet décoratif comme par exemple les pigments iridescents ou certains pigments métalliques ou métallisés. Actuellement, les temps de séchage des encres standards pour les papiers couchés peuvent être très longs, ils peuvent être d'une à plusieurs heures pour les papiers très mats ou très brillants ou spéciaux avec des pigments irisés par exemple; on a observé pour certains papiers couchés très brillants sur le marché un temps de séchage de 6 heures. Pour remédier à ce problème, l'imprimeur est parfois amené à utiliser des encres spéciales plus siccatives habituellement utilisées pour l'impression des 2872180 2 plastiques qui sècheront plus vite, mais un inconvénient est que ces encres sont chères. L'aptitude d'un papier permettant aux encres offset standards (séchant à l'air libre) de sécher très rapidement est donc une caractéristique très recherchée par l'imprimeur, pour pouvoir manipuler le papier le plus rapidement et aisément possible après l'impression, soit pour retourner les piles de papiers imprimés recto pour réaliser l'impression de la face verso, soit pour le transformer (pliage, découpe, embossage) sans risque de maculage (report d'encre non séchée sur la feuille du dessus dans une pile). Ce problème devient crucial lorsque l'on cherche à développer des papiers allant vers les extrêmes en matité ou en brillance et/ou présentant des effets particuliers comme les papiers avec des effets irisés. Le but de l'invention est de résoudre ce problème, de fournir des papiers imprimables ayant, après impression, un temps de séchage rapide des encres offset 15 standards, plus particulièrement pour des papiers extrêmes en matité ou en brillance ou avec des pigments spéciaux. L'invention fournit un papier imprimable en offset, revêtu sur au moins l'une de ces faces, d'une composition pigmentée comportant des pigments de silice et imprimable par impression offset avec un temps de séchage des encres standards offset inférieur à 40 minutes. Plus particulièrement le poids de la composition est compris entre 2 et 30 g/m2 De préférence, le taux de silice, en poids sec, est compris entre 1 et 50 % du poids sec total des pigments de ladite composition. Plus particulièrement le taux de 25 silice, en poids sec, est compris entre 1 et 20 % du poids sec total des pigments de ladite composition. De préférence, la silice est une silice synthétique amorphe. Selon un cas particulier de l'invention, ladite composition pigmentée comporte comme autres pigments, des charges choisies parmi les carbonates, .les 30 kaolins, les pigments plastiques de couchage, et leurs mélanges. 2872180 3 Selon un cas particulier de l'invention, lesdits pigments plastiques sont des microsphères creuses d'un copolymère styrèneacrylique ayant une taille moyenne comprise entre 1 et 0,1 m. Selon un cas particulier de l'invention ladite composition pigmentée comporte des pigments spéciaux à effet optique et/ou décoratif. Plus particulièrement ces pigments sont des pigments iridescents. De préférence, ladite composition pigmentée contenant des pigments spéciaux, notamment iridescents, comporte entre 5 et 15 % de silice, en poids sec, du poids sec total des pigments de ladite de la composition. Selon un cas particulier de l'invention, notamment dans le cas des papiers avec des pigments spéciaux, en particulier iridescents, ladite composition pigmentée comporte un PVA (alcool polyvinylique) comme liant. Plus particulièrement, ladite composition pigmentée comporte un taux de PVA compris entre 10 % et 30 % en poids sec, du poids sec total des pigments de ladite composition. Selon un cas particulier, l'invention est relative à un papier mat; ledit papier dont la face est ainsi revêtue a un degré de brillance, mesuré à 75 degrés selon la norme internationale ISO 2813, inférieur ou égal à 20 et ladite composition comporte entre 1 et 5 % de silice en poids sec, du poids sec total des pigments de la composition. De préférence, ledit papier est ultra mat, son degré de brillance, mesuré à 75 degrés selon la norme ISO 2813, est inférieur ou égal à 15, de préférence inférieur ou égal à 13. De préférence ledit papier a un temps de séchage des encres offset inférieur ou égal à 15 minutes. Selon un autre cas particulier, l'invention est relative à un papier brillant; ledit papier dont la face est ainsi revêtue a un degré de brillance, mesuré à 75 degrés selon la norme ISO 2813, supérieur ou égal à 70 et ladite composition comporte entre 1 % et 10 % de silice en poids sec, du poids sec total des pigments de la composition. Ladite invention permet de fournir des papiers comportant des taux relativement élevés en pigments plastiques utilisés pour donner de la brillance; ladite composition pigmentée comporte au moins 5 %, en particulier au moins 15% de pigments plastiques en poids sec, du poids sec total des pigments. Ladite invention permet de 2872180 4 fournir des papiers ultra brillants en incorporant à ladite composition pigmentée des taux inhabituels de pigments plastiques, ladite composition pigmentée pouvant comporter entre 15 % et 60 % de pigments plastiques. De préférence ledit papier a un degré de brillance, mesuré à 75 degrés selon la norme ISO 2813, supérieur ou 5 égal à 90. L'invention permet de fournir un papier imprimable par offset sur ces deux faces avec un temps de séchage rapide des encres offset. Ainsi l'invention fournit un papier qui se caractérise en ce qu'il est revêtu sur ces deux faces de ladite composition pigmentée. Le papier peut avoir pour base toute feuille fibreuse notamment un papier fabriqué à partir de fibres cellulosiques et/ou de fibres synthétiques, voire un papier transparent ou translucide comme un papier calque éventuellement coloré. La composition pigmentée peut être déposée par tout moyen de couchage ou d'imprégnation. De préférence elle est déposée par un procédé de couchage à lame ou par un procédé de couchage contour comme le couchage lame d'air ou le couchage rideau. L'invention sera mieux comprise à l'aide des exemples non limitatifs suivants: EXEMPLE 1 comparatif: papier ultra mat selon l'art antérieur: Sur un papier de 90 g/m2, on dépose par lame, à raison de 15 g/m2 par face, sur chaque face, une composition pigmentée réalisée en milieu aqueux, comportant, en parts poids sec pour 100 parts en poids total sec de pigments: Carbonate de calcium: 100 parts (mélange de carbonates à 75 % et à 95 % ayant une taille moyenne On teste ce papier par impression offset sur une machine ROLAND 4 couleurs. Le temps de séchage de l'impression est de l'ordre de 50 minutes. EXEMPLE 2: Papier ultra mat selon l'invention: Sur un papier de 90 g/m2, on dépose par lame, à raison de 15 g/m2 par face, sur chaque face, une composition pigmentée réalisée en milieu aqueux, comportant, en parts poids sec pour 100 parts en poids total sec de pigments: Carbonate de calcium: 97 parts (on utilise le même mélange de carbonates qu'à l'exemple 1) Silice synthétique amorphe (taille moyenne des particules 5- 6 m) : 3 parts Liant copolymère styrène-butadiène (utilisé sous forme de latex) : 10 parts PVA: 0,5 part Azurant optique: 0,7 part Il a un niveau de brillance de 11, mesuré à 75 degrés. Comme à l'exemple 1, on teste ce papier par impression offset sur une machine 20 ROLAND 4 couleurs. Le temps de séchage de l'impression est de l'ordre de 12 minutes. On a donc un gain important de temps de séchage par rapport à l'exemple 1 pour une matité similaire. EXEMPLE 3: Papier brillant selon l'invention: Sur un papier de 150 g/m2, , on dépose par couchage rideau, à raison de 8 g/m2 par face, une couche d'une composition pigmentée réalisée en milieu aqueux, comportant, en parts poids sec pour 100 parts en poids total sec de pigments: Carbonate de calcium: 47 parts 2872180 6 Kaolin: 47 parts Silice synthétique amorphe: 1 part Pigments plastiques: 5 parts (mélange de microsphères creuses d'un copolymère styrène-acrylique possédant une taille d'environ 0,6 gm et 0,2 m) Liant copolymère styrène- butadiène (utilisé sous forme de latex) : 10 parts PVA: 0,5 part Azurant optique: 0,3 part Le papier couché obtenu est calandré. Il a un niveau de brillance de 85, mesuré à 75 degrés. On teste ce papier par impression offset sur une machine ROLAND 4 couleurs. Le temps de séchage de l'impression est de 20 minutes. EXEMPLE 4: Papier ultra brillant selon l'invention: On réalise un papier avec une couche comportant de la silice et un haut taux de pigments plastiques. Sur un papier de 170 g/m2, on dépose par couchage rideau, à raison de 9 g/m2 par face, une couche d'une composition pigmentée réalisée en milieu aqueux, 20 comportant, en parts poids sec pour 100 parts en poids total sec de pigments: Carbonate de calcium: 45 parts (carbonate à 80% de pigments ayant une taille moyenne EXEMPLE 5: Papier ultra brillant comparatif sans silice On réalise un papier comme à l'exemple 4 mais sans silice. La composition pigmentée comporte, en parts poids sec pour 100 parts en poids total sec de pigments: Carbonate de calcium: (carbonate à 80% de pigments ayant une taille moyenne EXEMPLE 6: Papier irisé Sur un papier de 120 g/m2, , on dépose par couchage rideau, à raison de 3 g/m2 par face, une composition pigmentée irisée réalisée en milieu aqueux, comportant, en parts poids sec pour 100 parts en poids total sec de pigments: 2872180 8 Pigments iridescents du type mica enrobé de titane: 35 parts Silice synthétique amorphe (taille moyenne 5-6p.m) : 11 parts Pigments plastiques: 54 parts (mélange de microsphères creuses d'un copolymère styrène-acrylique possédant une taille d'environ 0,6 m et 0,2 m) PVA: 20 parts Le papier obtenu est calandré. Il a un niveau de brillance de 55, mesuré à 75 degrés 10 On teste ce papier par impression offset sur une machine ROLAND 4 couleurs. Le temps de séchage des encres est de l'ordre de 30 minutes. EXEMPLE 7 comparatif d'un papier irisé sans silice: On réalise un papier irisé comme à l'exemple 6 mais sans silice. La composition pigmentée irisée réalisée en milieu aqueux, comportant, en parts poids sec pour 100 parts en poids total sec de pigments: Pigments iridescents du type mica enrobé de titane: 35 parts Pigments plastiques: 65 parts (mélange de microsphères creuses d'un copolymère styrène-acrylique possédant une taille d'environ 0,6 m et 0,2 m) PVA: 20 parts Le papier obtenu est calandré. Il a un niveau de brillance de 58, mesuré à 75 degrés. 25 On teste ce papier par impression offset sur une machine ROLAND 4 couleurs. Le temps de séchage des encres est de plusieurs heures. Les encres offset utilisées pour les tests de tous les exemples sont des encres standards, semi-fraîches de la série OPTIMA de la société LORILLEUX, qui 2872180 9 sèchent à l'air libre. Pour déterminer le temps de séchage des encres, on détermine à partir de quel temps de séchage il n'y a plus de report d'encre sur la face d'un autre papier identique. Pour cela on superpose la face imprimée et testée du papier sur la face vierge (non imprimée) d'un autre papier identique (la face vierge étant revêtue de la même composition pigmentée), puis à l'aide d'une presse ERICHSEN on applique sur la face opposée à la face testée une pression définie (force de 200 Newtons) à l'aide d'un piston calibré (de 4 cm diamètre). On note à partir de quel temps de séchage à l'air libre, la marque d'encre induite par le piston ne se reporte plus sur la face vierge. Tous ces exemples montrent que la silice améliore nettement le temps de séchage des encres. De plus l'ajout de silice permet d'incorporer des taux de pigments plastiques élevés dans la composition de revêtement et ainsi d'obtenir des papiers ultra brillants aptes à une impression offset avec des temps de séchage rapides pour des encres standards. REVENDICATIONS 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Papier imprimable notamment en offset, revêtu sur au moins l'une de ces faces, d'une composition pigmentée comportant des pigments de silice et imprimable par impression offset avec un temps de séchage des encres offset standards inférieur à 40 minutes. Papier selon la revendication 1, caractérisé en ce que le poids de la composition est compris entre 2 et 30 g/m2. Papier selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le taux de silice, en poids sec, est compris entre 1 et 50 % du poids sec total des pigments de ladite composition. Papier selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le taux de silice, en poids sec, est compris entre 1 et 20 % du poids sec total des pigments de ladite composition. Papier selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la silice est une silice synthétique amorphe. Papier selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la composition comporte comme autres pigments, des charges choisies parmi les carbonates, les kaolins, les pigments plastiques de couchage, et leurs mélanges. Papier selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que lesdits pigments plastiques sont des microsphères creuses d'un copolymère 30 styrène-acrylique ayant une taille moyenne comprise entre 1 et 0,1 gin. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. Papier selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la composition comporte des pigments spéciaux à effet optique et/ou décoratif. Papier selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que lesdits pigments sont des pigments iridescents. Papier selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que ladite composition comporte entre 5 et 15 % de silice, en poids sec, du poids sec total des pigments de ladite de la composition. Papier selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que ladite composition pigmentée comporte un PVA comme liant, de préférence à un taux compris entre 10 % et 30 % en poids sec, du poids sec total des pigments de ladite composition. Papier selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il a un degré de brillance, mesuré à 75 degrés selon la norme internationale ISO 2813, inférieur ou égal à 20 et que ladite composition comporte entre 1 et 5 % de silice en poids sec, du poids sec total des pigments de la composition. Papier selon la revendication précédente 12, caractérisé en ce qu'il a un degré de brillance, mesuré à 75 degrés selon la norme ISO 2813, inférieur ou égal à 15, de préférence inférieur ou égal à 13. Papier selon l'une des revendications 12 ou 13, caractérisé en ce que le temps de séchage des encres offset est inférieur ou égal à 15 minutes. 2872180 12 15. Papier selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il a un degré de brillance, mesuré à 75 degrés selon la norme ISO 2813, supérieur ou égal à 70 et que ladite composition comporte entre 1 % et 10 % de silice en poids sec, du poids sec total des pigments de la composition. Papier selon la revendication 15, caractérisé en ce que ladite composition pigmentée comporte au moins 5 % de pigments plastiques en poids sec, du poids sec total des pigments. Papier selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il a un degré de brillance, mesuré à 75 degrés selon la norme ISO 2813, supérieur ou égal à 90. Papier selon la revendication 17, caractérisé en ce que ladite composition pigmentée comporte au moins 30 %, de préférence au moins 50 % de pigments plastiques en poids sec, du poids sec total des pigments. Papier selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que ladite composition pigmentée comporte au moins 30 %, de préférence au moins 50 % de pigments plastiques en poids sec, du poids sec total des pigments. Papier selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est revêtu sur ces deux faces de ladite composition pigmentée. 16. 17. 18. 19. 20.