Feuille à bords frangés couchée et imprimable par jet d'encre et son procédé de fabrication

L'invention concerne une feuille à bord(s) frangé(s) couchée, imprimable destinée au procédé d'impression par jet d'encre. L'invention concerne plus particulièrement une feuille à bord(s) frangé(s) couchée avec une couche pigmentée qui présente une bonne imprimabilité en impression par jet d'encre. L'invention concerne également le procédé de fabrication d'une telle feuille.

Parmi les techniques d'impression suffisamment souples pour obtenir de petites quantités à la demande, l'impression par jet d'encre s'est avérée être la technique la plus adaptée aux besoins des feuilles à bords frangés. Outre la simplicité de son principe de fonctionnement, l'impression par jet d'encre permet d'obtenir des impressions en couleur. Toutefois, l'impression par jet d'encre de feuilles telles que des papiers engendre des problèmes liés au principe d'impression par jet d'encre lui-même qui sont les suivants : - le temps de séchage de l'encre est long du fait que le véhicule de l'encre est un milieu aqueux, un manque d'homogénéité des couleurs ("mottling"), c'est-à-dire un aspect nuageux observé à certains endroits, que ce soit pour une couleur unique ou pour une association de couleurs, - la présence de bavures, c'est-à-dire une couleur qui déborde du support ou des couleurs qui débordent l'une sur l'autre, une trop faible intensité des couleurs, une trop faible résolution des impressions, une mauvaise résistance à l'eau des impressions, c'est-à-dire que les impressions ne résistent pas bien lorsque le support est mouillé, un transpercement de l'encre à travers la feuille.

Comme la technique d'impression par jet d'encre repose sur le principe d'une fixation d'encre à la surface du support à imprimer, le support à imprimer doit par conséquent avoir une absorption limitée afin d'obtenir une impression nette et de haute qualité.

Afin de résoudre les problèmes précédemment cités, des supports améliorés par une enduction de leur surface avec une couche imprimable par jet d'encre ont été

proposés. En effet, il est connu de l'état de la technique que les propriétés d'imprirnabilité d'une feuille fibreuse, à base de fibres naturelles et/ou synthétiques, sont améliorées par le couchage en surface de ladite feuille d'une composition pigmentée comprenant des particules fixatrices d'encre. Toutefois, les feuilles à bords frangés actuellement commercialisées comme, par exemple, les papiers aquarelles à bords frangés, sont des papiers à deux, voire quatre, bords frangés exempts de couche pigmentée, en particulier exempts de toute couche pigmentée spécifique à l'impression par jet d'encre.

L'application d'une couche pigmentée pour impression par jet d'encre en surface d'une feuille à bords frangés a jusqu'à présent été considérée par l'Homme du Métier comme ne pouvant générer que de nombreux problèmes de fabrication dus aux feuilles à bords frangés elles-mêmes. Quelques-uns de ces divers problèmes sont énumérés ci-dessous : l'application d'une couche imprimable par jet d'encre en surface d'un support, comme par exemple une feuille de papier, à bords frangés générerait des surépaisseurs ou des irrégularités de surface indésirables notamment en bordure du support. En effet, l'Homme du Métier pensait que la couche ne serait pas répartie de façon homogène, les bords du support (ou feuille de papier) étant revêtus plus fortement par la composition de la couche compte-tenu de la présence de franges; - un tel support revêtu d'une couche imprimable ne présenterait alors pas le même lissé de surface sur toute sa surface de par la non-homogénéité de répartition de la couche fixatrice d'encre (présence de zones à forte ou faible concentration de composition de couche), ceci s 'avérant incompatible avec les qualités requises pour un support destiné à un procédé d'impression par jet d'encre où la couche de surface joue un rôle fondamental dans le rendu d'impression ; par ailleurs, l'Homme du Métier pensait que l'application d'une couche de surface, notamment imprimable par jet d'encre, sur un support à bords frangés engendrerait des relargages de fibres sur les bords dudit support provoquant ainsi une pollution de la couche du fait de la présence de débris de fibres; ceci serait particulièrement gênant lors de la fabrication dudit papier couché à bords frangés pour lequel on recherche de bonnes caractéristiques de rendu d'impression et de surface ;

de plus, l'Homme du Métier utilisant traditionnellement pour les couches pigmentées un dispositif de couchage à lame métallique, pensait qu'un tel dispositif couchage pouvait être à l'origine de nombreuses casses. Pour l'Homme du Métier, les contraintes mécaniques de pression et de tension importantes lors du contact de la lame métallique avec la feuille seraient particulièrement gênantes lors du couchage sachant que les bords frangés proviennent de zones de moindre épaisseur (déficit de matière) réalisées dans la feuille lors de sa fabrication.

On peut se reporter par exemple au document PULP and PAPER MANUFACTURE, Second Edition, vol. II, publié en 1969, dans lequel pages 463 à 465 au chapitre 9.9 sur les propriétés d'un papier à coucher, notamment au dernier paragraphe de la page 464, première colonne, il est mentionné « qu'on s'accorde à dire que les entailles et craquelures dans les bords causeront des ruptures dans la plupart des coucheuses et sont particulièrement néfastes pour les coucheuses à lame ». Dans le document the Essential Guide to Aqueous Coating of Paper and Board, Section 2.72 publié en 1997, au point 2.72, on mentionne aussi des difficultés de machinabilité dans les coucheuses quand les bords ne sont pas nets.

Compte-tenu de ce qui précède, les feuilles à bords frangés sont traditionnellement dans l'industrie papetière soumises à une opération de découpe des bords frangés, encore appelée « rognure des bords », de sorte à éliminer ces bords pour obtenir des feuilles à bords droits et bien nets, et ce préalablement à toute opération de couchage destinée à améliorer Pimprimabilité de la feuille. En effet, le dépôt d'une couche fixatrice d'encre a toujours été jusqu'à présent réalisée sur une feuille à bords droits, c'est-à-dire une feuille dont les bords frangés ont été rognés avant l'opération de couchage. La présente invention se propose donc de fournir un support d'impression à bord(s) frangé(s) imprimable par jet d'encre, c'est-à-dire présentant les qualités requises pour les impressions par jet d'encre en terme de rendu d'impression, de temps de séchage de l'encre et d'intensité et d'homogénéité des couleurs.

Selon un premier aspect, l'invention réside dans une feuille à bord(s) frangé(s) revêtue d'une couche fixatrice d'encre appropriée pour obtenir une bonne imprimabilité par jet d'encre (donc couchée) et ayant un format déteπniné, par exemple,

de format A4, c'est-à-dire une feuille à bord(s) frangé(s) couchée, imprimable par jet d'encre.

Selon un deuxième aspect, l'invention vise à résoudre les problèmes de couchage des feuilles à bord(s) frangé(s) en proposant un procédé de fabrication d'une feuille à bord(s) frangé(s) couchée, imprimable par jet d'encre, dans lequel une feuille avec au moins un bord(s) frangé(s) est traitée en surface avec une couche fixatrice d'encre. Le procédé de fabrication d'une telle feuille selon la présente invention va à rencontre des préjugés de l'Homme du Métier.

L'invention concerne donc une feuille à bord(s) frangé(s) imprimable par jet d'encre, couchée qui comprend un support avec au moins un bord(s) frangé(s) recouvert, sur au moins l'une de ses faces, d'au moins une couche pigmentée fixatrice d'encre pour impression jet d'encre.

Selon un mode de réalisation de l'invention, la couche pigmentée fixatrice d'encre a un poids compris entre 3 et 30 g/m ² en poids sec par face. Plus particulièrement, le poids de ladite couche pigmentée est compris entre 5 et 15 g/m ² en sec, par face. Selon l'invention, la couche pigmentée fixatrice d'encre, qui est une couche de surface imprimable, comporte au moins un liant et au moins un pigment de couchage.

A titre de liant de la couche pigmentée, on peut citer les liants choisis parmi l'alcool polyvinylique (PVA) ₃ la polyvinylpyrrolidone, l'amidon, les liants polymères utilisés en dispersion aqueuse stabilisée (latex) et usuels des couches fixatrices d'encre ou du domaine papetier comme, par exemple, les copolymères styrène/butadiène, styrène/acrylique, éthylène/vinyle acétate/chlorure de vinyle, pris seuls ou en mélange.

Les pigments de ladite couche pigmentée fixatrice d'encre peuvent être choisis parmi les pigments minéraux tels que les carbonates de calcium, les kaolins, le talc, le dioxyde de titane, les pigments plastiques, la silice, les oxydes d'aluminium, pris seuls ou en mélange.

Dans le cas particulier de l'invention où les pigments minéraux de couchage sont transparents ou translucides, notamment des silices amorphes telles- que, par exemple, des silices amorphes de précipitation ou de pyrogénation ayant une surface spécifique supérieure à 100 m ² /g, le support peut être coloré en masse et/ou en surface, la coloration restant maintenue visible à travers ladite couche pigmentée.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le support à au moins un bord frangé est un papier à base de fibres de cellulose, en particulier de coton, éventuellement en mélange avec des fibres synthétiques et/ou minérales.

De préférence, ledit support fibreux est choisi parmi les papiers à base essentiellement de fibres de coton, en particulier les papiers aquarelles.

Selon un cas particulier de réalisation de l'invention, le support fibreux avec au moins un bord frangé peut être fabriqué sur une machine à papier de forme ronde, puis être couché hors machine par tout dispositif de couchage usuel en papeterie.

De préférence, ledit support fibreux avant couchage est un support fibreux avec deux bords frangés, qui peut présenter à l'issue de sa formation sur la machine à papier des zones de moindre épaisseur de fibres dans le sens travers de la machine. Ledit support, après l'opération de couchage hors machine, donne alors un support fibreux couché à deux bords frangés qui conduira : soit, à une feuille à deux bords frangés couchée, imprimable par jet d'encre lorsqu'une opération de découpe droite et nette est réalisée au niveau desdites zones de moindre épaisseur présentes dans le sens travers du support pour donner des feuilles formatées à deux bords frangés selon l'invention, soit à une feuille à quatre bords frangés couchée, imprimable par jet d'encre, lorsqu'une rupture du support au niveau de ses zones de moindres épaisseurs dans le sens travers est réalisée par un réglage particulier de la coupeuse pour donner des feuilles formatées à quatre bords frangés selon l'invention.

L'invention concerne en outre un procédé de fabrication d'une feuille à bord(s) frangé(s) imprimable par jet d'encre, couchée comportant les étapes suivantes : a) on forme sur une machine à papier un support fibreux ayant au moins un bord frangé, puis b) on dépose sur au moins une des faces de ce support au moins une couche pigmentée fixatrice d'encre, et c) on découpe ledit support.

Selon le procédé de fabrication d'une feuille à bord(s) frangé(s) de l'invention, on peut former lors d'une première étape un support fibreux avec au moins un bord frangé par voie papetière sur une machine à papier de forme ronde à partir d'une dispersion aqueuse de fibres de cellulose, en particulier de coton, éventuellement en

mélange avec des fibres synthétiques et/ou minérales, et éventuellement d'autres additifs comme des liants tels que l'amidon, l'alcool polyvinylique, la carboxyméthyl cellulose, des charges, des agents de rétention, des colorants. Selon un cas particulier, le support ayant au moins un bord frangé peut être constitué essentiellement de fibres de coton. De préférence, on forme sur une machine à papier de forme ronde, à partir d'une dispersion aqueuse de fibres cellulosiques, un support à deux bords frangés, en particulier un papier aquarelle avec deux bord(s) fiangé(s), et présentant des zones de moindre épaisseur de fibres dans le sens travers de la machine.

Selon le procédé de l'invention, dans une deuxième étape b), on dépose au moyen d'un dispositif de couchage sur au moins une des faces du support à bord(s) frangé(s) obtenue à l'issue de l'étape a) (appelée aussi « support avec au moins un bord frangé ») au moins une couche pigmentée (appelée aussi « couche fixatrice d'encre ») imprimable par jet d'encre.

Ladite couche pigmentée appliquée sur le support obtenu à l'étape a) du procédé est une couche de surface telle que définie précédemment, fixatrice d'encre imprimable par jet d'encre et qui comporte au moins un liant et au moins un pigment de couchage.

Selon le procédé de l'invention, ledit support ayant au moins un bord frangé issu de l'étape a) peut être couché par tout dispositif de couchage habituellement utilisé en papeterie. On peut utiliser avantageusement une coucheuse à lame d'air ou un dispositif de couchage à rideau.

Selon une variante préférée de mise en oeuvre du procédé, le support fibreux issu de l'étape a) possède deux bords frangés qui sont obtenus par une rupture dudit support au niveau des zones de moindre épaisseur de fibres crées dans le sens marche de la machine à papier, zones préférentiellement au nombre de trois -à savoir proche de chacun des deux bords dudit support et dans sa zone médiane-, créant deux bandes de support à deux bords frangés de taille de laize identique. Le support fibreux à deux bords frangés alors obtenu, à l'issu de l'étape a), présente des zones de moindre épaisseur de fibres dans le sens travers de la machine. Après l'opération de couchage de l'étape b) du procédé, le support fibreux couché à deux bords frangés, qui présente à l'issue de sa foπnation sur la machine à

papier des zones de moindre épaisseur de fibres dans le sens travers, subit une opération de découpe pour donner des feuilles à bord(s) frangé(s) selon l'invention.

Cette opération de découpe de l'étape c) du procédé selon l'invention se fait au moyen d'une coupeuse. Suivant le réglage de ladite coupeuse, ledit support issu de l'étape c) du procédé donnera une feuille à deux bords frangés ou une feuille à quatre bords frangés selon l'invention.

L'Homme du Métier est à même d'effectuer les réglages précis et nécessaires à l'obtention d'une feuille à deux bords frangés ou à quatre bords frangés selon l'invention. Une opération de découpe droite et nette réalisée au niveau desdites zones de moindre épaisseur présentes dans le sens travers de la feuille donnera des feuilles formatées à deux bords frangés couchées et imprimable par jet d'encre selon l'invention, tandis qu'une rupture de la feuille au niveau de ses zones de moindre épaisseur, par un réglage particulier de la vitesse de la coupeuse, sera à l'origine de feuilles formatées à quatre bords frangés, couchées et imprimable par jet d'encre conformément à l'invention.

Selon un mode de réalisation du procédé de l'invention, l'étape b) de couchage et/ou l'étape c) de découpe peuvent être réalisées hors machine à papier.

Dans un mode de réalisation particulier du procédé selon l'invention, les étapes b) et c) sont réalisées hors machine à papier. L'opération de couchage -l'étape b)- est alors effectuée de préférence par une coucheuse à lame d'air ou une coucheuse à rideau.

Selon un autre mode de mise en œuvre du procédé de l'invention, les étapes a) et b) peuvent être réalisées en ligne, par exemple, au moyen d'un dispositif de couchage à rideau en ligne sur la machine à papier, tandis que l'étape c) de découpe est réalisée hors machine à papier.

Selon un cas particulier de mise en œuvre du procédé selon l'invention, une feuille à bord(s) frangé(s), de préférence à deux bords frangés, plus préférentiellement à quatre bords frangés, couchée et imprimable par jet d'encre peut être avantageusement fabriquée entièrement en ligne sur machine à papier, sans effectuer d'opérations de couchage et de découpe hors machine qui augmentent les coûts de fabrication.

Selon l'invention, la feuille à bord(s) frangé(s) couchée obtenue selon le procédé tel que décrit précédemment présente la caractéristique d'être imprimable par jet

d'encre, et de présenter les qualités requises pour les impressions par jet d'encre, notamment en terme de rendu d'impression.

L'invention concerne enfin l'utilisation d'une feuille à bord(s) frangé(s) imprimable et couchée selon l'invention pour faire des impressions par jet d'encre. Les figures et l'exemple non limitatif suivant permettront de mieux comprendre l'invention.

La figure 1 représente un cylindre de formation de feuille d'une machine à papier de forme ronde utilisé en papeterie pour former un support à bord(s) frangé(s) selon l'invention. La figure 2 représente une vue de dessus du matelas fibreux sur la toile de la machine à papier à l'origine du support à bords frangés issu de l'étape a) du procédé de l'invention avec les zones de moindre épaisseur dans le sens marche (c'est-à-dire représentées par les traits verticaux notés A) et dans le sens travers (c'est-à-dire représentées par les traits horizontaux notés B) de la machine à papier. La figure 3 représente une vue de dessus d'une feuille couchée à deux bords frangés, imprimable par jet d'encre que l'on va couper par rupture des zones de moindre épaisseur (notées B) dans le sens travers au moyen d'un réglage particulier d'une coupeuse.

Exemple de réalisation d'une feuille à quatre bords frangés selon l'invention.

Selon l'invention, on réalise sur une machine à papier de forme ronde un support fibreux, à savoir un papier aquarelle à deux bords frangés, ayant un grammage de 507 g/m ² , et ce à partir d'une suspension aqueuse de fibres de coton.

Comme représenté de façon schématique sur la figure 1, le cylindre métallique de formation de feuille de la machine à papier de forme ronde, selon un procédé papetier usuel, présente à sa surface des fils métalliques notées IA, IB (selon le principe classique de formation de filigranes clairs) qui vont entraîner un dépôt moindre de fibres dans leurs zones lors de la formation du support fibreux créant ainsi des zones de moindre épaisseur de pâte à la fois dans le sens marche (zones notées A) et dans le sens travers (zones notées B) de la machine.

Un jet d'eau fin positionné à l'emplacement des trois zones ( notées A sur la figure 2) de moindre épaisseur créées dans le sens marche de la machine à papier, à savoir

sur chaque bord extérieur et sur la partie médiane de la feuille de papier en formation comme représenté sur la figure 2, permet une coupure de la feuille en formation sur chacun de ces bords avec élimination d'une petite bande de matière et la création, du fait de la coupure dans la zone médiane, de deux bandes de papier aquarelle avec deux bords frangés et ayant chacune une taille de laize identique. Ces deux bandes de papier aquarelle sont acheminées vers la sécherie de la machine à papier pour y être séchées, puis elles sont enroulées en deux bobines distinctes en bout de machine à papier, formant ainsi deux bobines d'un support fibreux à deux bords frangés, à savoir deux bobines de papier aquarelle ayant deux bords frangés, de grammage de 507 g/m ² . Puis, on couche une face de ce support à deux bords frangés avec une couche pigmentée imprimable par jet d'encre composée de 100 parties en poids sec de silice précipitée et 40 parties en poids sec d'alcool polyvinylique.

Le poids de la couche pigmentée en sec est de 8 g/m ² .

Le dépôt de ladite couche pigmentée est réalisé au moyen d'une coucheuse à lame d'air. La feuille couchée à deux bords frangés ainsi obtenue est ensuite séchée et enroulée en bobine en bout de coucheuse, elle présente des zones de moindres épaisseurs (notées B) dans le sens travers.

Cette bobine de feuille couchée à deux bords frangés est ensuite placée sur une coupeuse que l'homme du métier est à même de régler de manière à provoquer la rupture de la feuille au niveau de ses zones de moindres épaisseurs (notées B sur la figure 3) présentes dans le sens travers de la machine. Les feuilles de papier obtenues en bout de coupeuse sont donc des feuilles de papier aquarelle couchées à quatre bords frangés, c'est-à-dire des formats avec quatre bords frangés.

La mise en œuvre du procédé de fabrication n'a pas entraîné de problème de casse ou de relargage de fibres.

La feuille de papier aquarelle couchée à quatre bords frangés obtenue présente une bonne imprimabilité par jet d'encre.