PAPIER COMPORTANT DES FIBRES SYNTHETIQUES

La présente invention concerne les documents fibreux, notamment sécurisés. L'invention se rapporte plus particulièrement mais non exclusivement à un papier convenant à la réalisation de documents sécurisés et à son procédé de fabrication.

Par « document sécurisé », on désigne un document de sécurité ou de valeur, tel qu'un moyen de paiement, par exemple un billet de banque, un chèque, une carte bancaire ou un ticket restaurant, un document d'identité, tel qu'une carte d'identité, un visa, un passeport, notamment la page de données personnelle d'un passeport, un « inlay » ou un permis de conduire, un ticket de loterie, un titre de transport ou encore un ticket d'entrée à des manifestations culturelles ou sportives.

Afin de se prémunir contre des tentatives de falsification ou de contrefaçon d'un document sécurisé, il est connu d'adjoindre à un substrat du document des éléments de sécurité se présentant par exemple sous la forme de fibres, planchettes, films, structures tricotées ou fils de sécurité. Le substrat du document peut lui-même être constitué d'un matériau difficile à contrefaire, et l'on parle alors de « substrat de sécurité ».

La durée de vie des documents sécurisés étant généralement critique, des substrats de sécurité « très haute durabilité » ont été développés.

Dans le domaine des substrats de sécurité en feuille, on connaît des substrats cellulosiques, des substrats dits « composites », des substrats plastiques et des substrats dits « hybrides ».

Les substrats cellulosiques sont des substrats fibreux généralement obtenus par voie papetière, également appelée voie humide, à partir de fibres cellulosiques telles que des fibres de feuillus, de résineux, de plantes annuelles, notamment de coton, ou leurs mélanges.

Par « voie papetière » ou « voie humide » on désigne un procédé papetier courant, comprenant notamment les étapes successives suivantes :

égouttage d'une suspension de fibres pouvant être préalablement raffinées et comprenant éventuellement des charges et des additifs classiquement utilisés en papeterie et/ou des éléments de sécurité spécifiques,

- pressage de la feuille humide obtenue, puis

séchage. Les substrats dits « composites » sont des substrats cellulosiques dont la composition fibreuse comprend, outre les fibres cellulosiques, des fibres synthétiques. De telles fibres sont généralement introduites à des taux inférieurs à 20 % en poids sec par rapport au poids total du substrat, et leur utilisation permet d'augmenter la résistance mécanique du substrat.

La présence des fibres cellulosiques joue un rôle important dans l'enchevêtrement et la fixation des fibres synthétiques, ce qui permet de révéler le potentiel intrinsèque des fibres synthétiques. En effet, dans le développement des performances mécaniques d'un matériau en feuille, les performances du polymère des fibres synthétiques sont importantes mais la capacité d'interaction des fibres entre elles est également déterminante. La présence de fibres cellulosiques raffinées favorise grandement les pontages entre la cellulose et le polymère des fibres synthétiques.

Les substrats composites présentent une meilleure résistance à la circulation que les substrats cellulosiques. On désigne par l'expression « résistance à la circulation » la combinaison des propriétés suivantes : résistance au pliage, résistance à la déchirure et résistance à la salissure.

Les substrats dits « hybrides » comprennent au moins un substrat cellulosique ou composite associé à au moins une couche plastique. Par rapport au substrat cellulosique ou composite qui les compose, ils présentent généralement une résistance à la déchirure équivalente et une résistance au pliage améliorée.

Des substrats hybrides utilisés dans le domaine des substrats de sécurité sont notamment décrits dans les demandes WO 2006/066431, WO 2004/028825, EP 1 854 641, WO 03/054297 et WO 94/29105.

Les substrats plastiques sont classiquement obtenus par extrusion d'un polymère. Ces substrats sont normalement de « très haute durabilité ».

De tels substrats plastiques sont notamment décrits dans les demandes EP 2 225 102, WO 99/67093, WO 97/01438 et WO 83/00659. Ces substrats présentent une bonne résistance au pliage et à la salissure, mais leur résistance à la déchirure amorcée est relativement faible.

Leur sécurisation est aussi plus difficile, dans la mesure où ces substrats ne sont pas compatibles avec les principales sécurités mises en œuvre pour les substrats papier (cellulosique, composite ou hybride) telles que le fïligranage et l'insertion, au moins partiellement en masse, de fils de sécurité, par exemple tels que décrits dans les demandes EP 0 059 056, GB 2 388 377 et GB 2 381 539.

Il existe également des substrats dits « non-tissés ». Un substrat non tissé est défini dans les normes ISO 9092 et EN 29092 comme étant une feuille manufacturée, constituée d'un voile ou d'une nappe de fibres orientées directionnellement ou au hasard, liées par friction et/ou cohésion, et/ou adhésion, à l'exclusion du papier et des produits obtenus par tissage, tricotage, tuftage ou couturage, incorporant des fils ou filaments de liage ou feutrés par foulage humide, qu'ils soient ou non aiguilletés.

L'association de l'industrie des non-tissés (ou INDA) les définit comme « une feuille ou un voile de fibres naturelles et/ou de fibres ou filaments manufacturés, exclusion faite du papier, qui n'ont pas été tissés et qui peuvent être liés entre eux de différentes façons ».

Ces substrats et leur fabrication sont décrits de façon plus détaillée dans les dossiers « Les non-tissés » (Gérard Coste, 25 juin 2004) et « Material science & engineering 554 - Nonwovens science and technology II » (Larry C. Wadsworth, printemps 2004) accessibles sur Internet aux adresses respectives suivantes :

http://cerig.efpg.inpg.fr/tutoriel/non-tisse/sommaire.htm, et http://web.utk.edu/~mse/Textiles/index.html.

Les non-tissés sont décrits comme pouvant être utilisés en tant que substrats de sécurité dans les demandes WO 2002/38368 et FR 2 447 995. Ces substrats sont généralement constitués de longues fibres non cellulosiques, par exemple de longueur comprise entre 3 et 25 mm, et présentent un volume massique et une porosité élevés, qui leur confèrent une faible résistance à la salissure.

Les non-tissés sont fabriqués selon différents procédés, notamment en voie sèche, par exemple par cardage ou procédé aérodynamique (également appelé « Airlaid »), en voie fondue, notamment par extrusion (également appelée « Spunbond ») ou extrusion soufflage (également appelée « Meltblown »), en voie humide (également appelée « Wetlaid ») selon un procédé similaire au procédé papetier, ou encore selon d'autres voies, notamment par dissolution dans un solvant (également appelé « Flash spinning »).

Les non-tissés fabriqués en voie humide comprennent généralement des fibres cellulosiques, par exemple au moins 10%, notamment afin d'assurer une meilleure cohésion au substrat obtenu. Par ailleurs, lorsque la part de fibres cellulosiques dans les non-tissés fabriqués en voie humide est faible, voire nulle, les liaisons hydrogène formées entre ces fibres ne permettent pas d'assurer une cohésion suffisante au substrat et il est donc nécessaire de mettre en œuvre au moins une étape de liaison. Une telle liaison peut être réalisée par imprégnation, pulvérisation ou enduction de latex, par thermo- fixation, par aiguilletage ou par liage jet d'eau (également appelé « Spunlace »).

Un exemple de substrat non tissé comportant peu ou pas de fibres cellulosiques est décrit dans la demande EP 2 438 599.

Les propriétés mécaniques d'un papier peuvent par ailleurs être améliorées par l'introduction dans la masse de celui-ci de fibres de renfort. Ces fibres de renfort sont généralement introduites à raison de plus de 3 % en poids sec, par rapport à la masse totale en poids sec des fibres du papier, et sont le plus souvent à base de polymères synthétiques type polyamide 6.6 (PA 6.6) ou de polyéthylène téréphtalate (PET) pour la résistance mécanique que ces polymères confèrent et pour des raisons économiques, de fabrication et de bonne interaction avec les fibres cellulosiques du papier.

Par « fibres synthétiques », il faut comprendre des fibres réalisées avec un ou plusieurs polymères synthétiques, qui sont des polymères obtenus à partir d'une synthèse chimique, notamment par une réaction de polymérisation de monomères, couplée ou non à une réaction de réticulation.

De préférence, les fibres synthétiques non-fïbrillées présentent une longueur moyenne en nombre comprise entre 0,5 et 8 mm, mieux 2 et 8mm, encore mieux 4 et 6,5mm.

A titre d'information, le tableau ci-dessous regroupe les ordres de grandeur de la résistance à la déchirure et de la résistance au pliage des substrats discutés plus haut.

La résistance à la déchirure est déterminée selon la norme ISO 1974 « Papier - Détermination de la résistance au déchirement - Méthode Elmendorf » et la résistance au pliage selon la norme ISO 5626 « Papier; détermination de la résistance au pliage ». Substrats Substrats Substrats

Substrats cellulosiques

composites hybrides plastiques

Résistance à la

800 1100 800 250 déchirure (mN)

Résistance au

2500 5000 >5000 >50000 pliage

Dans le but d'obtenir de nouveaux substrats présentant des propriétés de résistance mécanique améliorées, notamment une résistance à la déchirure et une résistance au pliage améliorées, en particulier une résistance à la déchirure supérieure à celle des substrats de sécurité en papier de l'art antérieur et une résistance au pliage au moins équivalente à celle des substrats plastiques, la Demanderesse a développé en interne un papier, comprenant :

des fibres synthétiques fïbrillées ; et

des fibres synthétiques non- fïbrillées.

Un tel papier est également compatible avec les principales sécurisations mises en œuvre pour les papiers, notamment le fïligranage et l'insertion, au moins partiellement en masse, de fils de sécurité.

La Demanderesse a constaté que les fibres synthétiques fïbrillées, bien qu'ayant une contribution importante pour ce qui est de la formation de feuille et du rendu du filigrane, ont un apport limité pour ce qui est de l'amélioration des propriétés de résistance mécanique.

La Demanderesse a également constaté que les fibres synthétiques non- fîbrillées, bien qu'ayant une contribution importante pour ce qui est de l'amélioration des propriétés de résistance mécanique, ont une influence négative au regard de la main (volume massique) du papier et du rendu du filigrane.

II demeure ainsi un besoin pour améliorer encore les propriétés de résistance mécanique, notamment la résistance à la déchirure et la résistance au pliage, sans nuire outre mesure à la formation de la feuille et au rendu du filigrane éventuel.

L'invention vise à répondre à ce besoin, et elle y parvient grâce à un papier, comprenant :

- des fibres synthétiques fïbrillées, des fibres synthétiques non-fïbrillées de section ayant un premier facteur de forme, et

des fibres synthétiques non-fïbrillées de section ayant un deuxième facteur de forme, supérieur au premier.

La présence de fibres synthétiques non-fïbrillées de différents facteurs de forme permet d'améliorer encore les caractéristiques du papier, comme détaillé ci-après.

Les deux facteurs de forme différent de préférence d'un facteur d'au moins deux. Le premier facteur de forme peut être voisin de 1, ce qui correspond à des fibres de section transversale sensiblement circulaire. Le deuxième facteur de forme peut être supérieur à 2, mieux à 3, encore mieux à 5 ou 10, ce qui correspond à des fibres de section transversale aplatie, notamment sensiblement rectangulaire.

Le substrat selon l'invention est un papier, ce qui signifie qu'il est obtenu par voie papetière, notamment selon un procédé table inclinée, table plate et/ou forme ronde. Il s'agit de préférence d'un procédé forme ronde, par exemple de façon à obtenir une meilleure définition de filigrane ou d'incorporer, au moins partiellement en masse, un fil de sécurité.

Les techniques classiquement utilisées pour sécuriser les papiers peuvent ainsi être utilisées pour sécuriser le substrat selon l'invention. De plus, le substrat selon l'invention présente des propriétés améliorées par rapport aux papiers cellulosiques, notamment une résistance à la déchirure supérieure.

Fibres synthétiques fibrillées

Les fibres fibrillées sont des fibres présentant des fibrilles, c'est-à-dire des extensions qui s'écartent du corps de la fibre. Les fibres fibrillées peuvent notamment être des fibres dont au moins une paroi a été partiellement rompue, provoquant la libération partielle de fibrilles.

De telles fibres sont ramifiées par les fibrilles, dont la section est largement inférieure à celle de la fibre dans son entier, ce qui augmente l'interaction de ces fibres avec les autres fibres, notamment synthétiques, et limite la capacité des fibres à glisser les unes par rapport aux autres. De telles fibres sont décrites par exemple dans les documents FR1317778 et FR2199015.

Les fibres fibrillées jouent donc un rôle important dans la cohésion d'un papier selon l'invention, notamment par des effets d'enchevêtrement. Le papier selon l'invention peut comprendre des fibres synthétiques fîbrillées qui sont des fibres de polyamide (PA), de polyéthylène (PE), de polypropylène (PP), de poly(téréphtalate d'éthylène) (PET, également appelé polyester), d'alcool polyvinylique (PVA), de polyester aromatique (par exemple le Vectran ^® commercialisé par la société Kuraray), de polyamide imide, de polyoléfïne et de préférence des fibres polyacryliques, par exemple telles que celles commercialisées par la société Sterling sous la référence CFF 111-2. De préférence, le matériau des fibres synthétiques fîbrillées présente une résistance à la traction comprise entre 300 et 600 MPa.

La présence des fibres synthétiques fîbrillées dans l'invention pallie à l'absence ou à la quantité moindre de fibres cellulosiques, et permet d'obtenir les performances mécaniques recherchées en termes de résistance à la déchirure et au pliage.

Selon une variante préférée de l'invention, le papier comprend des fibres fîbrillées de polyéthylène, notamment de polyéthylène haute densité. En effet, outre leur facilité de mise en œuvre, ces fibres permettent d'obtenir un bon rendu de filigrane. La proportion en fibres fîbrillées de polyéthylène est de préférence supérieure à 50 % en poids sec par rapport au poids sec total des fibres. La longueur moyenne des fibres fîbrillées de polyéthylène est de préférence comprise entre 0,5 et 2 mm.

En particulier lorsque la composition fibreuse du papier comprend au moins 20%, de préférence au moins 50 %, en poids sec de fibres fîbrillées de polyéthylène, il est également possible :

- de créer des liaisons par thermo-scellage, notamment pour renforcer le papier,

- de créer des motifs translucides et/ou en relief, notamment par embossage, compression et/ou thermo formage, et/ou

- de recycler le papier par fusion à la température de fusion du polyéthylène, les autres composants du papier ayant généralement des températures de fusion supérieures à cette dernière.

De préférence, les fibres synthétiques fîbrillées présentent une longueur moyenne comprise entre 0,5 mm et 8 mm, de préférence entre 2 mm et 8 mm et mieux encore entre 4 et 6,5 mm.

La surface spécifique des fibres synthétiques fîbrillées selon l'invention est comprise de préférence entre 35 et 75 m ² /g, plus préférentiellement d'environ 50 m ² /g. Elle est mesurée selon la norme ISO 9277 « Détermination de l'aire massique (surface spécifique) des solides par adsorption de gaz - Méthode BET ».

De préférence, le papier selon l'invention comprend plus de 5 % en poids sec, mieux plus de 10 % en poids sec et encore mieux plus de 20 % en poids sec, de fibres synthétiques fibrillées par rapport au poids total du papier. En variante le papier selon l'invention comprend plus de 50 % en poids sec de fibres synthétiques fibrillées par rapport au poids total du papier

Les fibres synthétiques fibrillées peuvent être blanches ou colorées, notamment d'une couleur qui peut être la même ou différente de celle(s) des autres fibres synthétiques.

Le niveau de fîbrillation des fibres peut être compris entre 5 et 700 mL et de préférence entre 5 et 100 mL selon la norme CSF.

Les fibres peuvent contenir au moins un traceur, ledit traceur permettant d'identifier les fibres par un moyen déterminé, notamment par exposition à un rayonnement UV et/ou IR et/ou par exposition à un révélateur chimique. Ce traceur peut ainsi être un traceur luminescent, notamment fluorescent sous UV ou IR.

Les fibres fibrillées peuvent ne pas toutes avoir la même formulation.

Fibres synthétiques non-fibrillées de section de premier facteur de forme, notamment à section sensiblement circulaire

De préférence, le facteur de forme de ces fibres est inférieur à 1,5, mieux est inférieur ou égal à 1,3, encore mieux à 1,1, ce qui correspond à une section sensiblement circulaire.

Le facteur de forme est défini comme étant le ratio de la plus grande dimension externe en section transversale à la plus petite dimension externe dans la même section. Une fibre de section parfaitement circulaire a ainsi un facteur de forme égal à 1. Une fibre de section ovale de faible excentricité pourra avoir un facteur de forme proche de 1. Dans le cas d'une section rectangulaire, le facteur de forme est égal au ratio de la largeur de la section à son épaisseur. Dans le cas d'une section carrée, le facteur de forme est égal à 2 ^1/2 .

Les fibres synthétiques non-fibrillées de premier facteur de forme, notamment de section circulaire, sont de préférence choisies parmi les fibres de polyamide (PA), de polyacrylique, de polypropylène (PP), de poly(téréphtalate d'éthylène) (PET, également appelé polyester), d'alcool polyvinylique (PVA), de polyester aromatique (par exemple le Vectran commercialisé par la société Kuraray), de polyamide imide, de copolymère éthylène alcool vinylique (EVOH), de polyoléfme et de préférence de polyéthylène (PE).

Ces fibres synthétiques non-fibrillées sont plus préférentiellement des fibres de polyamide, entre autres fibres thermoplastiques.

Le papier selon l'invention comprend de préférence moins de 95% en poids sec, mieux moins de 90% en poids sec et encore mieux moins de 80%> en poids sec de telles fibres synthétiques non-fibrillées de premier facteur de forme, notamment de section circulaire, par rapport au poids total du papier.

La quantité en poids sec de fibres non fîbrillées de premier facteur de forme, par rapport au poids total du papier, est de préférence supérieure ou égale à 5 %.

De préférence, les fibres synthétiques non-fibrillées de premier facteur de forme présentent une longueur moyenne en nombre comprise entre 3 et 6 mm, et un titre compris entre 0,3 et 1,7 dtex.

De préférence, les fibres synthétiques non-fibrillées de premier facteur de forme présentent un titrage inférieur à 2 dtex, mieux inférieur à 1 dtex, encore mieux inférieur à 0,5 dtex. Les fibres synthétiques non-fibrillées de premier facteur de forme sont par exemple les fibres commercialisées sous la référence mini Eslon par la société Woongjin, et sont des fibres PET de 0,3 dtex, ou par exemple les fibres commercialisées sous la référence EP023 par la société Kuraray, et sont des fibres PET de 0,33 dtex. En particulier, les fibres synthétiques non-fibrillées de premier facteur de forme, notamment de section circulaire, peuvent être des fibres de polyamide 6,6 l,7dTex 4mm commercialisées par la société Rhodia ou des fibres de poly(téréphtalate d' éthylène) commercialisée par la société Kuraray sous la référence EP023 5mm.

Les fibres synthétiques non-fibrillées de premier facteur de forme peuvent avoir la même couleur que les fibres fîbrillées ou une couleur différente.

Fibres synthétiques non-fibrillées de second facteur de forme, notamment de section aplatie, en particulier rectangulaire

Ces fibres sont de préférence des fibres de section transversale « aplatie », c'est-à-dire des fibres synthétiques pour lesquelles la section présente une largeur supérieure ou égale à trois fois, de préférence cinq fois et plus préférentiellement 10 fois, l'épaisseur de cette même section. Ainsi le facteur de forme de ces fibres est de préférence supérieur ou égal à 3, mieux supérieur ou égal à 5, encore mieux supérieur ou égal à 10. La largeur de la section des fibres synthétiques non-fîbrillées de section de second facteur de forme, notamment de facteur de forme d'au moins 3, est de préférence comprise entre 5 et 25 μιη, plus préférentiellement entre 10 et 20 μιη.

L'épaisseur de la section des fibres synthétiques non-fîbrillées de second facteur de forme, notamment de facteur de forme supérieur ou égal à 3, est de préférence comprise entre 0,5 et 10 μιη, plus préférentiellement entre 1 et 5 μιη.

De préférence, les fibres synthétiques non-fîbrillées de second facteur de forme, notamment de facteur de forme supérieur ou égal à 3, sont choisies parmi les fibres de polyamide (PA), de polyacrylique, de polypropylène (PP), de poly(téréphtalate d'éthylène) (PET, également appelé polyester), d'alcool polyvinylique (PVA), de polyester aromatique (par exemple le Vectran ^® commercialisé par la société Kuraray), de polyamide imide, de copolymère éthylène alcool vinylique (EVOH), de polyoléfine et de préférence de poly éthylène (PE).

Les fibres synthétiques non-fîbrillées de second facteur de forme, notamment de facteur de forme supérieur ou égal à 3, sont plus préférentiellement des fibres de polyamide et/ou de polyester.

En particulier, les fibres synthétiques non-fîbrillées de second facteur de forme, notamment de facteur de forme supérieur ou égal à 3, peuvent être des fibres de polyester et polyamide en mélange commercialisées par la société Kuraray, par exemple sous la référence Wramp W101, ou des fibres de polyester commercialisées par la société Teijin, par exemple sous la référence TA 14N.

Le papier selon l'invention comprend de préférence plus de 10 % en poids sec, mieux plus de 15% en poids sec et encore mieux plus de 25 % en poids sec de fibres synthétiques non-fîbrillées de second facteur de forme, notamment de facteur de forme supérieur ou égal à 3, par rapport au poids total du papier.

Le papier selon l'invention comprend de préférence moins de 60 % en poids sec, mieux moins de 50 % en poids sec et encore mieux moins de 40 % en poids sec de fibres synthétiques non-fibrillées de second facteur de forme, notamment de facteur de forme supérieur ou égal à 3, par rapport au poids total du papier.

De préférence, les fibres synthétiques non-fîbrillées de second facteur de forme, notamment de facteur de forme supérieur ou égal à 3, présentent une longueur moyenne en nombre comprise entre 2 et 10 mm, de préférence entre 3 et 7 mm et plus préférentiellement entre 5 et 6 mm, et un titre compris entre 0,2 et 3 dtex.

Les fibres synthétiques non-fîbrillées de second facteur de forme, notamment de facteur de forme supérieur ou égal à 3, peuvent avoir la même couleur que les fibres fïbrillées ou une couleur différente.

Les fibres synthétiques non-fîbrillées de second facteur de forme, notamment de facteur de forme supérieur ou égal à 3, sont de préférence obtenues à partir de fibres primaires multi-composant (« splittable fibres » en anglais), de préférence bicomposant. Ces fibres primaires peuvent être sous forme de ruban segmenté, de croix segmentée,ou peuvent avoir une section multilobée, notamment trilobée, ou une section circulaire segmentée en secteurs, creuse ou non Des exemples de telles fibres sont représentés sur les figures 1 à 6 décrites ci-après.

Les fibres primaires bicomposant 1 représentées sur ces figures comprennent un premier composant 2 et un second composant 3. Il s'agit par exemple respectivement de polyester et de polyamide.

La figure 1 représente une fibre primaire bicomposant 1 à section segmentée en secteurs, dite « de part de tarte » (« pie wedge fibre » en anglais). Les secteurs d'un composant alternent avec ceux de l'autre composant, autour de l'axe de la fibre. Les secteurs se séparent au sein de la pâte à papier, lors de la fabrication du papier par exemple par agitation de la suspension fibreuse. Afin de permettre cette séparation (ou clivage), les secteurs peuvent être liés entre eux par une colle soluble. De telles fibres sont réalisées par extrusion.

La figure 2 représente une fibre primaire bicomposant 1 à section dite « de ruban segmenté » (« segmented ribbon fibre » en anglais).

La figure 3 représente une fibre primaire bicomposant 1 à section dite « de part de tarte creuse » (« hollow pie wedge fibre » en anglais).

La figure 4 représente une fibre primaire bicomposant 1 à section dite « de croix segmentée » (« segmented cross fibre » en anglais).

La figure 5 représente une fibre primaire bicomposant 1 à section dite « de trilobé à bout effilé » (« tipped trilobal fibre » en anglais). La figure 6 représente une fibre primaire bicomposant 1 à section multicouche dont les composants alternent d'un côté de la section au côté opposé, dite « conjuguée » (« conjugated fibre » en anglais).

De préférence les composants de telles fibres primaires se séparent lors de leur mise en œuvre pour la fabrication d'un papier selon l'invention, de façon à obtenir lesdites fibres non-fîbrillées à section de second facteur de forme, notamment aplatie de facteur de forme supérieur ou égal à 3.

Les fibres synthétiques non-fîbrillées à section rectangulaire sont de préférence obtenues à partir de fibres bicomposant à section conjuguée.

De préférence, les fibres synthétiques non-fîbrillées de second facteur de forme, notamment de facteur de forme supérieur ou égal à 3, présentent un titrage inférieur à 3 dtex. Les fibres synthétiques non-fîbrillées de second facteur de forme, notamment de facteur de forme supérieur ou égal à 3, sont par exemple les fibres commercialisées sous la référence TA 14N par la société Teijin, et sont des fibres de polyester, ou proviennent par exemple de la dissociation des fibres commercialisées sous la référence Wramp W101 par la société Kuraray, qui sont des fibres bicomposant conjuguées polyester / polyamide de 3,3 dtex avant clivage.

Les fibres primaires multicomposant, lors de leur dissociation, peuvent ne produire que des fibres synthétiques non fîbrillées de facteurs de forme supérieurs ou égaux à 3. En variante, elles produisent à la fois des fibres de facteur de forme strictement inférieur à 3, notamment à 2, mieux à 1,1, et des fibres de facteur de forme strictement supérieur à 3. Toutes les fibres synthétiques non fîbrillées de l'invention, dont les facteurs de forme sont différents, peuvent provenir de la dissociation d'un même type de fibres primaires. En variante, le mélange de fibres synthétiques non fîbrillées de différents facteurs de forme, selon l'invention, provient à la fois de l'introduction de fibres ayant un premier facteur de forme, notamment de fibres de section circulaire, et de fibres primaires multicomposant, notamment bicomposant.

Autres fibres

Le papier selon l'invention peut comprendre moins de 5% en poids sec de fibres non-synthétiques, telles que des fibres cellulosiques, par rapport au poids total du papier, et de préférence moins de 2% en poids sec de fibres non cellulosiques par rapport au poids total du papier, encore mieux être exempt de fibres non-synthétiques, telles que des fibres cellulosiques.

En particulier, dans un mode de réalisation préféré, les fibres du papier selon l'invention sont exclusivement constituées par des fibres synthétiques fîbrillées et des fibres synthétiques non- fîbrillées.

Traitements

Il est possible de renforcer la cohésion d'un papier selon l'invention grâce à l'introduction d'un liant polymérique tel que de l'alcool polyvinylique (PVA) ou un copolymère styrène-acrylique, qui présente une synergie avec les fibres synthétiques, permettant de façon surprenante le développement de la résistance au pliage et également de la résistance à la déchirure. L'application du liant polymérique peut se faire par imprégnation, surfaçage ou enduction, de préférence le liant polymérique étant introduit au moins partiellement en masse.

La composition peut comprendre une dispersion polymérique anionique, notamment floculée. De préférence, la composition comprend au moins 3% en poids sec de dispersion polymérique anionique, notamment floculée. Une telle dispersion polymérique anionique permet d'améliorer la résistance à la traction humide, la cohésion et la résistance au pliage du papier.

Le latex utilisé est par exemple le latex commercialisé par Dow Chemicals sous la référence 94755.04 ou encore un latex tel que décrit dans le demande internationale WO2008152299 ou la demande WO2014083527.

La formulation du papier selon l'invention peut également comprendre un agent de floculation cationique principal, de quantité comprise entre 1 et 5% en poids sec par rapport au poids total du papier, et éventuellement un agent de floculation cationique secondaire, de quantité comprise entre 0,1 et 0,5 % en poids sec, choisis parmi une résine cationique, les polyacrylamides, les polyéthylèneimines, les polyvinylamines et leurs mélanges, de préférence une résine cationique, et mieux une résine polyamide-amine- épichloridrine.

D'autres liants peuvent être utilisés, notamment un liant élastomère transparent ou translucide, tel qu'un polyuréthane et une silice colloïdale, ou un liant polymère acrylique ou copolymère styrène-acrylique. Afin de renforcer la résistance du papier, des flocs (agrégats) d'un polyuréthane présentant une élongation à la rupture importante, par exemple supérieure à 600%, peuvent être incorporés au papier par dispersion anionique, notamment en une proportion comprise entre 5 et 45% en poids sec par rapport au poids total du papier.

Autres constituants du papier

Le papier selon l'invention peut comporter tous adjuvants et composés classiquement utilisés dans la fabrication d'un papier par voie papetière, tels que des charges, des agents de rétention, des agents de collage et/ou des agents de résistance à l'état humide, notamment des résines épichlorhydrines.

Le papier selon l'invention peut en particulier comprendre des charges bouche- porantes, notamment plastiques comme par exemple les particules de polychlorure de vinyl (PVC) commercialisées par la société Kern One sous la référence Lacovyl Pb 1302. De telles charges permettent notamment de densifier le papier selon l'invention.

Fabrication du papier

Le papier selon l'invention peut être fabriqué selon les techniques de fabrication usuelles des papiers cellulosiques, hormis les étapes spécifiquement liées à la présence de fibres cellulosiques si celles-ci sont absentes. En particulier, l'étape de raffinage, particulièrement consommatrice d'énergie, peut être avantageusement supprimée.

Le procédé de fabrication peut être adapté à la présence d'éléments de sécurité tels qu'un filigrane ou un fil de sécurité.

Le papier présente de préférence une main inférieure ou égale à 2,5 cm ³ /g, mieux une main inférieure ou égale à 2 cm ³ /g et encore mieux inférieure ou égale à 1,5 cm ³ /g.

Le papier peut présenter une épaisseur comprise entre 100 et 300 μιη, mieux entre 100 et 150 μιη. Elle est mesurée selon la norme ISO 534 « Papier et carton - Détermination de l'épaisseur, de la masse volumique et du volume spécifique ».

Le grammage du papier peut être compris entre 70 g/m ² et 150 g/m ² et de préférence entre 90 g/m ² et 110 g/m ² . Il est mesuré selon la norme ISO 536 « Papier et carton - Détermination du grammage ». Filigrane

Le papier selon l'invention peut comporter un filigrane. Ce filigrane peut être formé sur forme ronde ou table plate.

Le filigrane peut être de tout type connu, par exemple clair et/ou foncé, éventuellement multiton ou à effet multiton, par exemple tel que décrit dans le brevet EP 1 122 360, EP 2 350 384 et EP 2 550 395.

Fil de sécurité

Le papier selon l'invention peut comporter un fil de sécurité introduit en masse ou entre deux jets de papier selon l'invention liés en phase humide. Le fil de sécurité peut être au moins partiellement introduit dans le papier.

Le papier peut comprendre un ruban fibreux, notamment un ruban fibreux cellulosique tel que décrit dans la demande WO2008043965, un ruban en plastique ou encore un ruban tricoté, notamment tel que décrit dans la demande WO2006016088.

Le fil peut être métallisé et/ou holographique et/ou à effet interférentiel et/ou muni de structures optiques, notamment des lentilles ou des miroirs.

Papier multijet

Le papier selon l'invention peut être monojet ou multijet.

Dans le cas d'une structure multijet, les jets peuvent avoir ou non la même composition fibreuse. En particulier, le papier peut comporter d'une part un jet de fibres synthétiques selon l'invention, et d'autre part un jet de fibres cellulosiques, assemblés en phase humide, le jet selon l'invention constituant alors un jet de renfort.

En variante, le papier peut comporter d'une part un jet de fibres synthétiques, notamment fïligrané, selon l'invention dont la composition fibreuse favorise la formation de la feuille, notamment l'épair, et le rendu du filigrane, et d'autre part un jet de fibres synthétiques selon l'invention dont la composition fibreuse favorise les propriétés de résistance mécanique, lesdits jets étant assemblés en phase humide.

Les jets peuvent être de même couleur ou non.

Propriétés

La porosité Bendsten du papier peut être comprise entre 0 mL/min et 10000 mL/min, mieux entre 1 mL/min et 7000 mL/min. Elle est mesurée selon la norme ISO 5636-3 « Papier et carton; détermination de la perméabilité à l'air (valeur moyenne); partie 3 : méthode Bendtsen » De préférence, la résistance au pliage double-pli Schopper du papier selon l'invention est supérieure à 5000, mieux supérieure à 20000, mieux encore supérieure à 50000. Elle est mesurée selon la norme ISO 5626 « Papier; détermination de la résistance au pliage ».

De préférence, la résistance à la déchirure du papier (mesurée selon la norme

ISO 1974) est supérieure à 1000 mN, mieux supérieure à 2000 mN, mieux encore supérieure à 3000 mN. Elle est mesurée selon la norme ISO 1974 « Papier - Détermination de la résistance au déchirement - Méthode Elmendorf »

L'invention permet d'obtenir un papier synthétique dont les propriétés mécaniques, en particulier la résistance au pliage et au déchirement, sont supérieures à celles d'un papier classique, tout en permettant si cela est recherché de réaliser des filigranes de qualité et de résolution satisfaisantes.

L'utilisation de fibres synthétiques, non mouillables et moins sensibles à l'eau que les fibres cellulosiques, permet d'obtenir un substrat avec une durabilité accrue, et notamment naturellement plus résistant aux attaques par les moisissures.

Eléments de sécurité et document sécurisé

Le papier selon l'invention comporte de préférence un élément de sécurité, notamment un filigrane ou un fil de sécurité, par exemple un fil introduit en fenêtre(s), comme mentionné ci-dessus.

L'invention a encore pour objet un document sécurisé comportant un papier selon l'invention.

Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le document sécurisé est un billet de banque. Le document sécurisé peut également constituer un autre type de moyen de paiement tel qu'un chèque ou un ticket restaurant, un document d'identité tel qu'une carte d'identité, un visa, un passeport, notamment la page de données personnelles d'un passeport, une étiquette sécurisée, un manchon sécurisé thermorétractable, un insert « prélam » ou « inlay » pour passeport ou carte, notamment carte à puce, ou un permis de conduire, un ticket de loterie, un titre de transport, un ticket d'entrée à des manifestations culturelles ou sportives, une carte à jouer ou encore une carte à collectionner. Un insert est une couche supportant un dispositif à communication sans contact, de préférence radio fréquence. Le papier selon l'invention et/ou le document sécurisé réalisé avec le papier selon l'invention peut comporter un ou plusieurs éléments de sécurité supplémentaires tels que définis ci-après.

Parmi les éléments de sécurité supplémentaires, certains sont détectables à l'œil, en lumière du jour ou en lumière artificielle, sans utilisation d'un appareil particulier. Ces éléments de sécurité comportent par exemple des fibres ou planchettes colorées. Ces éléments de sécurité sont dits de premier niveau.

D'autres types d'éléments de sécurité supplémentaires sont détectables seulement à l'aide d'un appareil relativement simple, tel qu'une lampe émettant dans l'ultraviolet (UV) ou l'infrarouge (IR). Ces éléments de sécurité comportent par exemple des fibres, des planchettes ou des particules. Ces éléments de sécurité peuvent être visibles à l'œil nu ou non, étant par exemple luminescents sous un éclairage d'une lampe de Wood émettant dans une longueur d'onde de 365 nm. Ces éléments de sécurité sont dits de deuxième niveau.

D'autres types d'éléments de sécurité supplémentaires nécessitent pour leur détection un appareil de détection plus sophistiqué. Ces éléments de sécurité sont par exemple capables de générer un signal spécifique lorsqu'ils sont soumis, de manière simultanée ou non, à une ou plusieurs sources d'excitation extérieure. La détection automatique du signal permet d'authentifier, le cas échéant, le document. Ces éléments de sécurité comportent par exemple des traceurs se présentant sous la forme de matières actives, de particules ou de fibres, capables de générer un signal spécifique lorsque ces traceurs sont soumis à une excitation optronique, électrique, magnétique ou électromagnétique. Ces éléments de sécurité sont dits de troisième niveau.

Le ou les éléments de sécurité supplémentaires présents au sein du papier selon l'invention ou du document sécurisé selon l'invention peuvent présenter des caractéristiques de sécurité de premier, de deuxième ou de troisième niveau.

Dans le cas où la formulation de la composition fibreuse synthétique comprend des fibres d'un matériau thermoplastique, notamment de polyéthylène, thermo fusible, le ou les éléments de sécurité supplémentaires peuvent être fixés au document par simple chauffage, en évitant ainsi l'utilisation d'un adhésif activable à chaud. Essais comparatifs

Différents essais comparatifs ont été menés afin de mettre en évidence des propriétés avantageuses d'un papier selon l'invention.

Dans ce qui suit :

- la résistance à la déchirure est mesurée selon la norme ISO 1974,

- la résistance au pliage (ou au double-pli dit « pliage Schopper ») est mesurée selon la norme ISO 5626,

- le grammage est mesuré selon la norme ISO 536,

- l'épaisseur est mesurée selon la norme ISO 534 et permet d'obtenir la main (ou volume massique) qui est égale à l'épaisseur divisée par le grammage,

- la qualité du filigrane est évaluée visuellement par une note allant de 1 (mauvaise) à 6 (très bonne).

Les substrats bruts, c'est-à-dire exempt de tout traitement tel que défini ci- avant, et les substrats surfacés, c'est-à-dire imprégnés au moyen d'une composition d'alcool polyvinylique ou d'une composition de copolymère styrène-acrylique, sont testés.

Les propriétés d'un substrat dont la composition fibreuse est composée uniquement de fibres synthétiques fîbrillées et de fibres synthétiques non-fïbrillées à section circulaire (exemple 1) ont été comparées à celles d'un substrat dont la composition fibreuse correspond à celle de l'exemple 1 mis à part le fait qu'une partie des fibres synthétiques non-fïbrillées à section circulaire est remplacée par des fibres synthétiques non-fïbrillées à section rectangulaire (exemple 2).

Les résultats, consignés dans le tableau ci-dessous, traduisent le fait que le mélange de fibres synthétiques non-fïbrillées de différentes sections et de différents facteurs de forme, en l'espèce à sections circulaire et rectangulaire, permettent d'augmenter la résistance à la déchirure et la résistance au pliage sans dégrader outre mesure la qualité du filigrane. Des propriétés satisfaisantes sont alors obtenues, en particulier une bonne résistance au déchirement. Exemple 1 Exemple 2

Fibres de polyéthylène fîbrillées SWP E400 66 % 66 %

Fibres de polyamide 6,6 à section circulaire non-

30 % 10 % fîbrillées Rhodia 1,7 dtex mi-mate 4 mm

Fibres non fîbrillées à section rectangulaire

20 % polyamide / polyester Wramp W101

Substrat brut

Grammage g/m ² 88,2 85,5

Résistance à la déchirure mN 511 1518

Qualité du filigrane Note 3,0 2,8

Substrat surfacé

Grammage g/m ² 105,7 115,9

Main cm ³ /g 1,40 1,37

Résistance à la déchirure mN 1884 2005

Résistance au pliage nombre de plis 8033 23787

Les proportions sont massiques.

Les propriétés d'un substrat dont la composition fibreuse est composée de fibres synthétiques fîbrillées et de fibres synthétiques non- fîbrillées à section circulaire (exemple 3) ont été comparées à celles d'un substrat dont la composition fibreuse correspond à celle de l'exemple 3 mis à part le fait que les fibres synthétiques non- fîbrillées à section circulaire sont remplacées entièrement par des fibres synthétiques non- fîbrillées à section rectangulaire (exemple 4).

Les résultats, consignés dans le tableau ci-dessous, traduisent le fait que le remplacement en totalité des fibres synthétiques non-fîbrillées à section circulaire par des fibres synthétiques non-fîbrillées à section rectangulaire ne permet pas d'augmenter signifîcativement la résistance à la déchirure et la résistance au pliage, et dégrade la qualité du filigrane. Comme démontré par la comparaison des exemples, c'est donc la combinaison de fibres synthétiques non-fîbrillées de différents facteurs de forme, à savoir des fibres à section circulaire et des fibres à section rectangulaire dans les exemples considérés, qui permet d'augmenter la résistance à la déchirure et la résistance au pliage sans dégrader outre mesure la qualité du filigrane. Exemple 3 Exemple 4

Fibres polyacrylique fibrillées CFF 111-2 10 % 10 %

Fibres de polyéthylène fibrillées SWP E400 76 % 76 %

Fibres de polyamide 6,6 à section circulaire non- fibrillées

10 %

Rhodia 1,7 dtex mi-mate 4 mm

Fibres à section rectangulaire polyamide / polyester Wramp

10 %

W101

Substrat brut

Grammage g/m ² 88,2 86,4

Résistance à la déchirure mN 702 856

Qualité du filigrane Note 6 4,5

Substrat surfacé

Grammage g/m ² 92,8 96,6

Main cm ³ /g 1,41 1,45

Résistance à la déchirure mN 1082 701 nombre de

Résistance au pliage 1387 254 double-plis

Les proportions sont massiques.

En fonction de l'application visée, il peut être important d'obtenir un substrat dense et peu poreux, permettant notamment la réalisation d'un filigrane de qualité.

Les propriétés d'un substrat dont la composition fibreuse est composée de 76 %> de fibres synthétiques fibrillées, de fibres synthétiques non- fibrillées à section circulaire et de 10 % de fibres synthétiques non- fibrillées à section rectangulaire (exemple

5) ont été comparées :

- d'une part à celles d'un substrat dont la composition fibreuse est composée de 56 %> de fibres synthétiques fibrillées, de fibres synthétiques non-fïbrillées à section circulaire et de 30 % de fibres synthétiques non-fïbrillées à section rectangulaire (exemple

6) , et

- d'autre part à celles d'un substrat dont la composition fibreuse est composée de 56 %> de fibres synthétiques fibrillées, de fibres synthétiques non-fïbrillées à section circulaire et de 30 %> d'un mélange de fibres synthétiques non-fïbrillées à section rectangulaire (exemple 5) (exemple 7).

Les résultats, consignés dans le tableau ci-dessous, traduisent le fait que les compositions fibreuses des exemples 6 et 7 permettent d'atteindre, après surfaçage, des performances de résistance à la déchirure et de résistance au pliage très élevées. On remarque également que les fibres Wramp W101 permettent d'obtenir une meilleure résistance à la déchirure que les fibres Teijin TA 14N, ce qui souligne l'intérêt d'utiliser des fibres primaires multicomposants.

Les proportions sont massiques.

L'expression « comportant un » doit être comprise comme étant synonyme de « comportant au moins un », et « compris entre » s'entend bornes incluses, sauf si le contraire est spécifié.