La présente invention concerne un papier de sécurité comportant des fibres conductrices de l'électricité, détectables par rayonnement micro-ondes et un procédé de fabrication d'un tel papier.

Plus particulièrement, l'invention a trait à un papier de sécurité incorporant des fibres conductrices disperβées au sein de la structure du papier, dont la longueur est comprise entre 3 et 15 mm et le diamètre est compris entre 1 et 30 μm.

La présence des fibres conductrices dans le papier permet d'identifier ce dernier par réflexion d'un rayonnement micro-ondes émis par un dispositif approprié.

En intégrant ce dernier à un photocopieur couleur, on peut interdire par exemple la photocopie lorsque le document à photocopier est identifié comme étant un papier de sécurité.

On connaît par la publication FR-λ-2 425 937 un procédé de fabrication d'un papier de sécurité dans lequel on mélange des fibres métalliques à la masse des fibres papetières avant la formation des feuilles.

Dans les papiers connus du type précité, on utilise des fibres en acier inoxydable présentant une couleur sombre.

Les fibres les plus proches de la surface du papier sont ainβi visibles à l'oeil nu lorsque le papier est de couleur claire et elles nuisent à l'esthétique, pouvant même brouiller l'impression.

En outre, les fibres donnent au papier un aspect chiné q i le font ressembler à du papier recyclé, largement disponible dans le commerce et que les contrefacteurs peuvent utiliser pour faire des faux.

On a proposé un procédé consistant à incorporer les fibres métalliques non plus dans la masse des fibres papetières avant la formation des feuilles mais par dépôt entre deux jets de papier assemblés ensuite pour former une feuille dans laquelle les fibres sont confinéeβ à mi-épaisseur, donc masquées par les fibres papetières et invisibles en lumière réfléchie.

Cependant, un tel procédé exige la mise en oeuvre d'une technologie a deux jets relativement complexe et coûteuse.

On a encore proposé d'enduire chaque face des feuilles de papier d'un revêtement opaque, destiné à masquer les fibres métalliques présentes à la surface du papier.

Toutefois, l'imprimabilité et les caractéristiques mécaniques de la feuille de papier ainsi enduite sont modifiées notablement.

L'invention a notamment pour objet de proposer un nouveau papier remédiant aux inconvénients des papiers connus incorporant des fibres conductrices dispersées.

Elle y parvient d'une manière générale par le fait que les fibres conductrices ont une couleur claire, proche de celle du papier.

Ainsi, grâce à l'invention, la visibilité des fibres en lumière réfléchie est sensiblement diminuée sans que l'imprimabilité du papier ni ses caractéristiques mécaniques soient sensiblement modifiées.

Dans une réalisation particulière de l'invention, les fibres conductrices comportent un coeur conducteur de l'électricité, constitué de préférence par une fibre métallique, et une gaine externe de masquage réalisée par dépôt d'une couche d'un revêtement conférant aux fibres conductrices une couleur proche de celle du papier.

De façon assez inattendue, lorsque le coeur est constitué par une fibre métallique, les fibres conductrices peuvent se disperser de façon homogène au sein d'une suspension de fibres papetières malgré leur poids plus élevé dû à la nature du coeur.

Dans une autre réalisation particulière de l'invention, les fibres conductrices comportent une charge en un matériau conducteur de l'électricité, incorporée dans une matière synthétique ayant une couleur proche de celle du papier et conformée en fibre.

Avantageusement, ladite charge est contenue dans au moins une cavité s'étendant longitudinalement sur toute la longueur de la fibre.

De préférence, elle est constituée par un ou plusieurs filaments.

Dans une autre réalisation particulière de l'invention, lorsque le papier est blanc ou faiblement teinté, les fibres conductrices sont constituées en un métal naturellement brillant et présentent un aspect de surface laiteux.

Avantageusement, les fibres conductrices sont réalisées avec des matériaux non magnétiques pour ne pas gêner la lecture des encres magnétiques parfois utilisées pour l'impression des papiers de sécurité.

Dans le cas où les fibres conductrices utilisées présentent un coeur constitué par une fibre métallique, l'application d'un revêtement de masquage sur le métal peut s'effectuer par divers procédés.

Selon un premier procédé, on immerge les fibres métalliques servant à constituer le coeur des fibres conductrices dans un bain d'un réactif dans un premier état chimique, comportant en suspension des particules d'un pigment ou en solution des molécules d'un colorant, et on provoque le passage du réactif dans un deuxième état chimique dans lequel il constitue un liant servant à fixer les particules de pigment ou les molécules du colorant sur les fibres.

De préférence ledit réactif est un polysaccharide aminé hydrolyse et on réalise une réaction de condensation au contact des fibres pour fixer des particules d'un pigment ou des molécules d'un colorant; dans le cas où le papier est blanc ou faiblement teinté, on utilise avantageusement un pigment tel que du άioxyde de titane.

Selon un autre procédé, on revêt les fibres métalliques destinées à constituer le coeur des fibres conductrices d'une couche d'un métal par dépôt électrolytique, le métal ainsi déposé conférant aux fibres une couleur proche de la couleur du papier.

Dans le cas où le papier est blanc ou faiblement teinté, le métal servant à revêtir le coeur des fibres conductrices est avantageusement de l'argent ou de l'aluminium qui présentent chacun, après dépôt électrolytique dans des conditions opératoires appropriées, un aspect laiteux.

Dans un mode particulier de mise en oeuvre de ce procédé, le métal déposé sur le coeur de la fibre conductrice est le même que celui constituant le coeur de la fibre conductrice.

Selon un autre procédé, on revêt les fibres métalliques destinées à constituer le coeur des fibres conductrices d'une couche d'un oxyde ou d'un sel par dépôt électrolytique, la présence de cet oxyde ou de ce sel conférant aux fibres conductrices une couleur proche de la couleur du papier.

Dans le cas où le papier est blanc ou faiblement teinté, on dépose avantageusement du sulfate de nickel.

Selon un autre procédé, on oxyde la surface des fibres métalliques en veillant à ce que la présence de l'oxyde obtenu confère aux fibres une couleur proche de celle du papier.

L'invention va être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'un exemple de réalisation non limitatif de l'invention, et au vu du dessin annexé sur lequel :

- la figure 1 est une vue schématique en perspective d'une feuille de papier incorporant des fibres conductrices dispersées, et

- la figure 2 représente isolément en perspective une fibre conductrice conforme à un exemple particulier de réalisation de l'invention.

On a représenté sur la figure 1 une feuille de papier 1 réalisée par une technique papetière classique à partir d'une suspension de fibres de cellulose, dans laquelle sont dispersées des fibres conductrices de l'électricité 2, détectables par rayonnement micro-ondes.

On a représenté isolément sur la figure 2 une fibre conductrice 2 conforme à un exemple particulier de réalisation de l'invention.

Dans l'exemple considéré, les fibres conductrices 2 présentent un coeur 3 conducteur de l'électricité, recouvert par une couche 4 d'un revêtement servant à masquer le coeur en lumière réfléchie.

Le coeur 3 est constitué dans l'exemple décrit par une fibre en acier inoxydable.

La couche 4 de revêtement présente une couleur claire proche de celle de la structure fibreuse du papier, blanche dans l'exemple décrit.

Le coeur 3 présente une longueur 1 comprise entre 2 et 15 mm, de préférence entre 3 et 6 mm et un diamètre d compris entre 0,5 et 29,5 μm, de préférence entre 5 et 12 μm, de préférence encore entre 6 et 8 μm.

Dans un premier mode de réalisation préféré de l'invention, le coeur 3 des fibres conductrices 2 est constitué par des fibres métalliques présentant une longueur 1 égale à 5 mm et un diamètre d égal à 6,5 μm.

Dans un autre mode de réalisation préféré de l'invention, le coeur 3 des fibres conductrices 2 est constitué par des fibres métalliques présentant une longueur de quelques mm et un diamètre ά égal à 8 μm.

L'épaisseur e de la couche 4 de revêtement est de préférence comprise entre 0,5 et 29,5 μm, avantageusement entre 3 et 10 μm et de préférence encore entre 4 et 7 μm.

Divers procédés peuvent être utilisés sans sortir du cadre de l'invention pour déposer la couche 4 de revêtement de masquage sur le coeur métallique 3.

Dans un procédé préféré, on part de fibres métalliques en acier inoxydable obtenues par tréfilage et découpe de fils métalliques. Ces fibres sont immergées dans un bain d'une solution hydroalcoolique de chitine désacétylée, encore appelée chitosane, comportant en suspension de fines particules d'un pigment tel que le dioxyde de titane, dont la taille est inférieure au micron.

La condensation du chitosane par réacétylation permet la fixation des particules de pigment sur le métal.

La quantité de fibres métalliques en suspension dans la solution hydroalcoolique de chitosane est de préférence choisie de sorte que le rapport de la masse de chitine déposée sur les fibres à la masse de fibres métalliques soit supérieur à 1%.

Il est préférable que la concentration en chitosane ne dépasse pas 0,1% dans la solution hydroalcoolique, de sorte que la concentration en fibres métalliques ne dépasse pas 10%.

De préférence, le pigment est ajouté avec une quantité de l'ordre de 1 à 2 % par rapport au poids des fibres métalliques.

De préférence, on ajoute avec les fibres métalliques un dispersant destiné à éviter la formation d'agglomérats de fibres, notamment lorsque ces dernières sont magnétiques.

Ce dispersant peut exercer une action chimique ou mécanique sur les fibres métalliques.

En particulier, le dispersant peut être constitué par des fibres de cellulose.

De préférence, le rapport de l'alcool à l'eau dans la solution hydroalcoolique est de 1/3.

De préférence, la réaction de réacétylation s'effectue à une température comprise entre 15 et 25°C.

A titre indicatif, la composition de la solution hydroalcoolique de chitosane est dans l'exemple décrit la suivante, pour un litre :

- 170 g d'isopropanol,

- 330 g d'eau,

- 0,5 g de chitosane,

- 0,25 g d'acide acétique,

- particules de pigments selon l'épaisseur de revêtement souhaitée,

- dispersant, l'ensemble étant filtré et mis sous agitation à la température de 20°c.

On laisse de préférence la solution hydroalcoolique de chitosane, après introduction des fibres métalliques, sous agitation pendant deux heures dans la solution hydroalcoolique de chitosane pour éliminer l'air à la surface des fibres.

Dans l'exemple décrit, la solution de réacétylation est préparée comme suit, pour un litre :

- 2,5 g d'anhydride acétique,

- 15 ml de propylène glycol.

On veille à maintenir une agitation vigoureuse après mélange de la solution hydroalcoolique de chitosane et de la solution de réacéty1ation.

Lors de la réaction d'acétylation conduisant à la chitine, les fibres métalliques servent de noyau de cristallisation et le dépôt de chitine se fait à leur surface avec fixation des particules de pigment.

Bien qu'en principe, il faille a priori une épaisseur de revêtement de 20 μm pour garantir une opacité complète lorsque le revêtement est constitué par un dépôt de particules d'un pigment tel que le dioxyde de titane, on a observé de manière inattendue une diminution sensible de la visibilité du coeur 3 à partir d'une épaisseur de dépôt égale à 1 μm, selon la nature du métal constituant le coeur 3 et de son état de surface.

Après enrobage, les fibres conductrices sont incorporées à une suspension de fibres papetières selon la concentration souhaitée.

On peut le cas échéant enrober les fibres conductrices d'un liant hydrosoluble tel que cela a été décrit dans la publication FR-A-2 425 937, pour faciliter leur dispersion.

On peut ajouter à la suspension obtenue tout adjuvant classiquement utilisé dans la fabrication des papiers.

Dans le cas où l'on utilise des fibres conductrices ayant un coeur métallique, la concentration en fibres métalliques dans le papier est de préférence comprise entre 0,1 et 1% en masse, de préférence entre 0,3 et 0,7% et avantageusement choisie égale à 0,5%, ce qui correspond sensiblement, à titre indicatif, à quelques milliers de fibres métalliques pour une feuille de papier ayant la taille d'un billet de banque.

Les fibres conductrices 2 sont typiquement détectées au moyen d'un rayonnement micro-ondes, de fréquence de l'ordre de 24 GHz dans le cas de fibres conductrices dont le coeur est en acier inoxydable.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation qui vient d'être décrit.

On peut notamment réaliser le coeur 3 des fibres conductrices 2 à partir de métaux autres que l'acier inoxydable ou de substances non métalliques conductrices de l'électricité et revêtir le coeur 3 d'une couche de masquage constituée par le dépôt de particules d'un pigment autre que le dioxyde de titane fixées par un liant autre que la chitine.

L'utilisation d'un coeur 3 métallique présente l'avantage, par rapport à un coeur non métallique, d'offrir en général une meilleure conductivité électrique pour un diamètre équivalent, et les fibres conductrices 2 peuvent être alors plus fines lorsqu'elles sont réalisées à partir de fibreβ métalliques.

A titre de variante, on peut utiliser des fibres conductrices 2 constituées par un coeur d'un métal enrobé d'une gaine en matière synthétique conformée en fibre, telle qu'un polyamide, un polyester, un polyuréthane, ou un mélange de ces polymères.

Des fibres conductrices dont la gaine est en nylon sont commercialisées par la Société KANEBO sous la dénomination "White Belltron".

Des fibres conductrices dont le coeur est en cuivre, revêtues d'une gaine en matière plastique, sont commercialisées par la Société ALCATEL.

On peut encore utiliser des fibres conductrices 2 comportant un coeur constitué par une fibre métallique, oxydée en surface pour lui donner une couleur proche de celle du papier.

On peut encore utiliser des fibres conductrices 2 comportant une charge en un matériau conducteur de l'électricité, telle que des particules ou des filaments d'une matière conductrice, incorporée dans une matière synthétique ayant une couleur claire proche de celle du papier.

On peut le cas échéant teinter les fibres conductrices lorsque la nature de la matière synthétique et celle de la charge le permettent.

On peut déposer sur le coeur des fibres conductrices un revêtement luminescent.

Bien que l'on ait représenté sur la figure 2 une couche 4 de revêtement d'épaisseur uniforme, l'invention n'est pas limitée à cet exemple et l'on peut utiliser des fibres conductrices présentant une couche de revêtement d'épaisseur non uniforme sans sortir du cadre de l'invention. Dans ce cas, les valeurs relatives à l'épaisseur de la couche de revêtement, mentionnées plus haut, doivent se comprendre comme se référant à une épaisseur moyenne.