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Feuille imprimable ultra lisse et recyclable
et son procédé de fabrication
La présente invention concerne une feuille imprimable lisse ou ultra
lisse et recyclable, ainsi que son procédé de fabrication. Cette feuille peut
être utilisée dans des domaines distincts tels que ceux de l'emballage, de
l'électronique, de l'optique, ou des arts graphiques, par exemple comme
support d'impression, en particulier d'image photographique.
Dans la technique connue, une feuille ultra lisse peut être fabriquée
en laminant un film plastique sur une face d'un papier, ce film plastique
définissant une face ultra lisse sur le papier. Le papier de base est formé
d'un matériau fibreux dont les faces ont une rugosité relativement
importante, de l'ordre de 20 m environ, c'est-à-dire que chacune de ses
faces est formée de bosses et de creux dont la hauteur qui les sépare est
de l'ordre de 20 m. Le laminage d'un film plastique sur une face d'un tel
papier permet de conférer à cette face une rugosité très faible, de l'ordre de
1 m dans le cas d'un film de PET (polyéthylène téréphtalate).
Le papier étant un matériau relativement coûteux et produit à grande
échelle, il est important qu'il soit recyclable. Cependant, une feuille à base
de papier, ultra lisse car comportant un film plastique n'est pas recyclable
ou est difficilement recyclable, ce qui n'est donc pas écologique ni
économique. En effet, lors du recyclage de feuilles à base papier, ces
feuilles sont broyées et mélangées à de l'eau dans un pulpeur pour former
une pâte. Dans le cas où ces feuilles comprennent des films plastiques, ces
films sont déchiquetés dans le pulpeur et leur matériau plastique pollue la
pâte.
Il n'est donc pas possible, avec la technique actuelle, de fabriquer
une feuille ultra lisse qui soit recyclable, de préférence entièrement
recyclable.
Par ailleurs, une telle feuille ultra lisse n'est pas imprimable et une
résine imprimable doit être déposée sur le film plastique de la feuille pour
la
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rendre imprimable. Cette technique est notamment utilisée pour fabriquer
des feuilles à base papier pour l'impression d'image photographique
(appelées en anglais resin-coated photographic papers), ces feuilles
comportant un film en PE (polyéthylène) et ayant un lissé Bekk de l'ordre
de 6000s.
Une feuille lisse peut également être fabriquée en déposant une
composition de couchage sur une face d'un papier, cette composition
définissant après séchage une face lisse sur le papier. Cette technique
permet de fabriquer une feuille lisse sans film plastique. La composition est
déposée sur le papier par une technique de couchage au rideau, par lame
traînante ou raclante, par lame d'air, par héliogravure ou encore par
rouleaux (size press, film press, etc.) La face du papier de base, sur
laquelle est déposée la composition de couchage, comporte une alternance
de creux et de bosses, les creux étant remplis par la composition de
couchage et les bosses étant aplanies lors du couchage, ce qui permet de
réduire la rugosité du papier. Toutefois, cette technique ne permet pas
d'obtenir une feuille aussi lisse qu'une feuille recouverte d'un film
plastique,
même si cette feuille est par la suite lissée, par exemple par calandrage.
Le procédé actuellement utilisé pour fabriquer une feuille lisse et
brillante consiste à déposer une composition de couchage sur un papier de
base au moyen d'un rouleau mécanique dont la surface cylindrique est très
lisse et recouverte d'une couche de chrome. Le lissé Bekk d'une feuille
obtenue par ce procédé est de l'ordre de 50s et est donc toutefois inférieur
à celui d'une feuille comportant un film plastique (de l'ordre de 6000s dans
le cas d'un film en PE).
Par ailleurs, il est difficile d'obtenir une feuille lisse par couchage
d'une composition sur un papier relativement rugueux. En effet, lorsque les
creux précités de la face du papier sont trop volumineux ou trop nombreux,
la composition de couchage ne comble pas entièrement ces creux, ou une
quantité trop importante de cette composition est nécessaire pour le faire.
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C'est par exemple le cas d'un papier ayant une main relativement
importante, par exemple supérieure à 1,10cm3/g, qui a de ce fait des faces
relativement rugueuses et une faible imprimabilité. Le couchage d'une
composition sur une face de ce papier, même en grande quantité, ne
permet pas de fabriquer une feuille lisse, et diminue par ailleurs
considérablement sa main. De plus, même si le calandrage de la feuille
permettait d'augmenter son lissé, cela se ferait au détriment de sa main.
Il n'est donc pas non plus possible, avec la technique connue, de
fabriquer dans des conditions satisfaisantes, une feuille lisse à partir d'un
papier rugueux et/ou ayant une main relativement importante.
L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple,
efficace et économique aux problèmes des techniques antérieures.
Elle a pour objet un procédé de fabrication d'une feuille lisse, encore
appelée ultra lisse au sens de l'invention, le lissé de cette feuille étant
indépendant de la rugosité du papier ou plus généralement du substrat de
base utilisé, et la feuille ne comportant pas de film plastique et étant donc
au moins en partie recyclable, voire biodégradable.
Elle propose à cet effet un procédé de fabrication d'une feuille
imprimable présentant au moins une face lisse, et avantageusement ultra
lisse, cette feuille comportant un substrat, en particulier en papier, dont au
moins une face est recouverte au moins en partie d'une couche ou de
plusieurs couches superposées, le procédé comprenant les étapes
consistant à :
a/ préparer ou apporter une structure multicouche comprenant au moins,
ou constituée par, un film plastique, de préférence lisse, une couche
antiadhésive, et une couche imprimable, la couche antiadhésive étant
intercalée entre le film plastique et la couche imprimable,
b/ encoller une face du substrat et/ou la face de la structure multicouche,
située du côté opposé au film plastique, et appliquer la face précitée du
substrat contre la face précitée de la structure multicouche, de façon à
contrecoller la structure multicouche et le substrat, et
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c/ retirer le film plastique de la couche imprimable, cette couche imprimable
définissant ladite face lisse ou ultra lisse de la feuille.
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, la structure
multicouche est préparée préalablement à la mise en oeuvre du procédé de
fabrication de la feuille imprimable. Dans ce cas, la structure multicouche
est apportée pour la réalisation du procédé de fabrication de la feuille
imprimable.
Selon l'invention, la face lisse ou ultra lisse de la feuille est définie
par une couche imprimable qui est préparée sur un film plastique appelé
donneur , ladite couche imprimable étant, à ce stade, comprise dans
une structure multicouche, puis est transférée sur le substrat de base
appelé receveur . Le lissé de la couche imprimable et donc de la feuille
est induit par celui du film plastique de la structure multicouche, et ne
dépend donc pas de celui du substrat de base utilisé. L'invention permet
donc de transférer l'état de surface d'un film plastique sur un substrat
quelconque. Autrement dit, l'invention permet de fabriquer une feuille lisse
ou ultra lisse à partir d'un substrat quelconque, tel qu'avantageusement un
papier rugueux et/ou ayant une main relativement importante, par exemple
supérieure ou égale à 1,10cm3/g, et sans inclure un film plastique dans la
feuille ainsi réalisée.
La feuille préparée par le procédé selon l'invention est donc à la fois
imprimable et recyclable.
Dans la présente demande, on entend par feuille imprimable et par
substrat destiné à la préparation de la feuille imprimable, un élément mince
(dont l'épaisseur ne dépasse pas 500 m), de préférence souple et/ou
flexible.
On entend par feuille ou couche imprimable, une feuille ou une
couche pouvant être imprimée par toute technique d'impression, et en
particulier par impression Offset, jet d'encre, laser, hélio, fléxo, toner
sec,
toner liquide, électrophotographie, lithographie, etc. Une couche imprimable
comprend typiquement un mélange de pigments et d'au moins un liant, ou
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est formée d'un vernis imprimable à base de polymère(s) du type acrylique,
vinylique, polyuréthane, styrénique, d'amidon, d'alcool polyvinylique,
d'éthylène, ou d'un mélange de ces polymères. L'encre est destinée à être
déposée sur la face libre lisse ou ultra lisse de la feuille imprimable ou de
la
5 couche imprimable. On entend par feuille recyclable, une feuille qui est
exempte de film plastique, par exemple en matière thermoplastique ou
thermodurcissable.
Selon une caractéristique de l'invention, l'impression de la couche
imprimable n'entraîne pas de modification structurelle de celle-ci, et en
particulier de changement d'état ou de phase de celle-ci (tel par exemple
qu'un passage d'un état solide à un état liquide puis retour à l'état solide).
Une structure multicouche de l'invention préparée ou apportée dans
le cadre du procédé selon l'invention comporte notamment, ou est
constituée par, un film plastique inférieur, une couche intermédiaire
antiadhésive et une couche supérieure imprimable. La couche antiadhésive
recouvre au moins une partie de la face supérieure du film plastique, et la
couche imprimable recouvre au moins une partie de la face supérieure de
la couche antiadhésive.
Le film plastique sert de support de fabrication de la couche
imprimable. Ce film ne subsiste pas dans le produit final, à savoir la
feuille,
qui est donc recyclable. La face supérieure du film (située du côté de la
couche imprimable) est avantageusement la plus lisse possible, car la
qualité de surface de la face lisse de la feuille, définie par la couche
imprimable, est fonction de la qualité de surface de cette face supérieure
du film plastique. Autrement dit, plus le film plastique de la structure
multicouche est lisse et plus la feuille obtenue est lisse.
Le film plastique est choisi parmi un film de polyéthylène téréphtalate
(PET), de polyéthylène (PE), de polypropylène (PP), de polymère à base
d'acide polylactique (PLA), de tout polymère à base de cellulose, etc. Le
film a par exemple une épaisseur de l'ordre de 12 m.
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Avantageusement, le film plastique est exempt et/ou n'est pas
recouvert de PVDF (polyfluorure de vinylidène), de PP (polypropylène), de
téflon, de silice, de nitrure de bore, de stéaro chlorures de chrome ou tout
autre produit ayant des propriétés antiadhérentes/antiadhés ives.
La face du film située du côté de la couche imprimable est de
préférence lisse et peut avoir un lissé Bekk supérieur à 10 000s Bekk.
L'épaisseur, la dureté et la température de transition vitreuse du film
plastique n'ont pas ou ont peu d'influence sur les caractéristiques de la
couche imprimable. Seul(e) le lissé, ou a contrario, la rugosité du film
plastique a une influence sur le lissé ou la rugosité de la couche
imprimable. Plus le film plastique est lisse et plus la couche imprimable est
lisse. L'homme du métier est toutefois à même de déterminer quelles
caractéristiques du film plastique sont susceptibles d'influencer l'état de
surface de la couche imprimable, et d'optimiser ces caractéristiques en
fonction du lissé final que l'on souhaite obtenir pour cette couche
imprimable.
La couche antiadhésive de la structure multicouche est déposée sur
le film plastique par une technique quelconque, et par exemple par
héliogravure. Cette couche antiadhésive a pour fonction de limiter
l'adhérence de la couche imprimable sur le film plastique et de faciliter la
séparation et le retrait du film plastique de la couche imprimable à l'étape
c/
du procédé ci-dessus défini. La couche antiadhésive ne modifie pas ou peu
le lissé et la qualité de surface de la face du film plastique, sur laquelle
est
déposée cette couche.
La couche antiadhésive peut adhérer plus sur le film plastique que
sur la couche imprimable, de façon à ce qu'une majeure partie voire la
totalité de cette couche antiadhésive reste collée sur le film plastique, lors
de son retrait de la couche imprimable. Il se peut toutefois que des parties
ou des traces de cette couche antiadhésive persistent sur la couche
imprimable, après le retrait du film plastique.
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En variante, la couche antiadhésive peut adhérer plus sur la couche
imprimable que sur le film plastique, et est alors destinée à rester au moins
en partie sur la couche imprimable lors du retrait du film plastique.
Dans encore une autre variante, la couche antiadhésive est destinée
à se diviser sensiblement en deux parties lors du retrait du film plastique,
une première partie restant sur le film plastique et une seconde partie
restant sur la couche imprimable.
La structure multicouche peut comprendre deux couches
antiadhésives superposées entre le film plastique et la couche imprimable,
ces deux couches étant destinées à se séparer l'une de l'autre lors du
retrait du film plastique (une des couches antiadhésives restant sur le film
plastique et l'autre couche antiadhésive restant sur la couche imprimable).
Le fait de laisser une partie ou la totalité d'une couche antiadhésive
sur la couche imprimable est particulièrement avantageux lorsque la feuille
est destinée à être utilisée comme support dans une application casting.
L'application casting consiste à extruder et couler au moins un polymère
(tel que du polyuréthane (PU), du polychlorure de vinyle (PVC), etc.) sur un
support revêtu d'une couche antiadhésive. Ce polymère peut avoir une
surface texturée pour conférer à la feuille un aspect particulier (par
exemple, similaire au cuir). Le fait de laisser une couche antiadhésive sur la
feuille selon l'invention évite d'avoir à redéposer une telle couche sur cette
feuille pour une application casting, et est donc avantageux en particulier
en termes de coût et de temps de préparation du support pour l'application
casting.
La couche antiadhésive a une épaisseur inférieure ou égale à 5 m
et de préférence à 1 m. La couche antiadhésive peut être composée de
silicone(s), siloxane(s), polysiloxane(s) ou de ses dérivés, complexe(s) de
Werner, tels que les stéaro chlorures de chrome, ou de cires de
polyéthylène, de propylène, de polyuréthane, de polyamide,
polytétrafluoroéthylène, etc.
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Avantageusement, la couche antiadhésive de comprend pas de
PVDF.
La couche imprimable de la structure multicouche peut être choisie
parmi un vernis imprimable, un couchage papetier, etc.
Dans la présente demande, on entend par vernis imprimable, une
substance à base de polymère d'acrylique, de polyuréthane, de
polyméthylméthacrylate, de styrène butadiène, de vinyl acétate, de
polyamide, de nitrocellulose ou de toute autre cellulose, de polyvinylalcool,
d'amidon, etc. Cette substance est en général déposée sous forme liquide
et solidifiée par séchage/chauffage ou par rayonnement UV ou
électronique.
On entend par couchage papetier (de l'anglais paper coating) ou
composition de couchage, une composition comportant un liant et des
pigments. Le liant peut être à base d'acrylique, de polyuréthane, de
polyméthylméthacrylate, de styrène butadiène, de vinyl acétate, de
polyamide, de nitrocellulose ou de toute autre cellulose, de polyvinylalcool,
d'amidon, ou d'un mélange de ceux-ci. Les pigments peuvent être choisis
parmi les carbonates de calcium, les kaolins, le dioxyde de titane, le talc,
les silices, mica, et particules nacrées, les pigments plastiques (polystyrène
(PS), polyuréthane (PU), etc.), et leurs mélanges. Le taux de liant par
rapport aux pigments est compris entre 5 et 50% environ, et de préférence
entre 8 et 25%, en poids sec. Les pigments sont en général majoritaires par
rapport au liant dans un couchage papetier, afin de créer des porosités qui
améliorent l'absorption d'encre. Au contraire, dans une couche pour
transfert thermique, les liants sont majoritaires par rapport aux pigments car
l'objectif n'est pas d'avoir de porosité de surface.
La matière plastique utilisée dans la couche imprimable (en tant que
liant et/ou pigments) est facilement fragmentable et ne pollue pas la pâte à
papier lorsqu'elle est recyclée. Au contraire, les films plastiques gardent
une cohésion et colmatent les filtres lors de la remise en suspension de la
pâte à papier. Les liants hydrosolubles (tels que l'amidon, le polyvinylalcool
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(PVA), etc.) sont particulièrement avantageux à ce sujet car ils se
dispersent dans l'eau lors du recyclage.
Le couchage papetier peut en outre comprendre un dispersant et/ou
un modificateur rhéologique et/ou un colorant et/ou un agent de surface ou
d'étalement et/ou un additif conducteur. Cet additif conducteur peut être
utilisé pour diminuer la résistivité surfacique de la feuille.
De préférence, la couche imprimable est exempte d'agent
antiadhérent et/ou de produit susceptible de diminuer l'énergie de surface
de la couche, tel qu'une matière siliconée ou analogue, du PVDF, du PP,
du téflon, de la silice, du nitrure de bore, etc. Ce type d'agent ou produit
peut être nécessaire pour une impression d'une couche par transfert
thermique, en particulier pour éviter que le papier n'adhère au ruban de
l'imprimante. La couche imprimable selon l'invention peut donc ne pas être
imprimable par transfert thermique.
La couche imprimable peut être formée de plusieurs sous-couches
superposées les unes sur les autres, chaque sous-couche étant imprimable
et étant choisie parmi les types précités (vernis imprimable, couchage
papetier, etc.).
La couche imprimable peut avoir une épaisseur inférieure ou égale à
30 m, de préférence inférieure ou égale à 15 m, et plus préférentiellement
inférieure ou égale à 10 m. Son grammage est avantageusement inférieur
ou égal à 30g/m2, de préférence inférieur ou égal à 15g/m2, et plus
préférentiellement inférieur ou égal à 10g/m2. La couche imprimable peut
par exemple avoir une épaisseur et un grammage qui sont inférieurs ou
égaux aux valeurs combinées suivantes : 10 m et 10g/m2, 3 m et 10g/m2,
2 m et 10g/m2, 5 m et 5g/m2, 3 m et 5g/m2, 2 m et 5g/m2, 5 m et 2g/m2,
3 m et 2g/m2, ou 2 m et 2g/m2.
La couche imprimable peut être déposée sur la couche antiadhésive
par une technique quelconque, et par exemple par héliogravure.
La couche imprimable peut être déposée sur la couche antiadhésive
à l'état liquide ou semi-liquide puis être solidifiée par séchage, chauffage,
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ou par radiation UV ou électronique. Après solidification et/ou séchage, la
couche imprimable, qui est en contact avec la face lisse du film plastique
par l'intermédiaire de la couche antiadhésive, présente une face lisse,
située du côté du film plastique.
5 La couche imprimable est donc séchée et/ou solidifiée avant son
transfert sur le substrat, en particulier pour ne pas modifier l'état de
surface
de cette couche conféré par le film plastique. Autrement dit, la structure
multicouche est préparée préalablement au transfert de la couche
imprimable sur le substrat, et la couche imprimable est à l'état solide et/ou
10 sec pendant son transfert sur le substrat, c'est-à-dire aux étapes b/ et c/
du
procédé selon l'invention. L'état de surface de la couche imprimable est
donc créé pendant la préparation de la structure multicouche.
Dans le procédé selon l'invention, la fabrication de la couche
imprimable est donc réalisée indépendamment de celle du substrat de
base. Cela permet notamment de mettre en oeuvre le procédé avec des
outils industriels standard, ce qui autorise des vitesses de production
optimales.
La face lisse de la feuille peut avoir un lissé Bekk supérieur à 900 ou
1000s environ, de préférence supérieur à 2000s, et plus préférentiellement
supérieur à 5000s. Dans la présente demande, on entend donc par face
lisse ou ultra lisse, une face ayant un lissé Bekk supérieur à 900 ou 1000s
environ, avantageusement supérieur à 2000s, et plus préférentiellement
supérieur à 5000s.
Cette face lisse peut avoir une brillance supérieure à 70 %, et de
préférence supérieure à 80%, cette brillance étant par exemple mesurée à
75 selon la méthode TAPPI T480 om-92. Cette brillance peut être
similaire voire supérieure à celle d'un papier photographique du type resin-
coated, comportant un film plastique.
La structure multicouche peut comprendre au moins une couche
supplémentaire déposée sur la couche imprimable, du côté opposé au film
plastique, la face libre de cette couche supplémentaire ou de la couche
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supplémentaire la plus éloignée du film plastique étant destinée, à l'étape
b/, à être encollée et appliquée contre la face précitée du substrat.
La ou les couches supplémentaires peuvent être fonctionnelles ou
non fonctionnelles. Elles peuvent par exemple être isolantes (diélectriques)
ou former une barrière (aux gaz, par exemple à l'oxygène, aux liquides, par
exemple à l'eau, aux graisses, etc.).
Dans le cas où la structure multicouche comprend une seule couche
supplémentaire, celle-ci est déposée sur la face supérieure de la couche
imprimable, c'est-à-dire sur la face de la couche imprimable, située du côté
opposé au film plastique de la structure multicouche. Cette couche
supplémentaire peut être de n'importe quelle nature, et n'est donc pas
forcément imprimable. Dans le cas où la structure multicouche comprend
deux ou plusieurs couches supplémentaires, ces couches supplémentaires
sont superposées les unes sur les autres et déposées sur la face
supérieure précitée de la couche imprimable. La ou les techniques
employées pour déposer la ou les couches supplémentaires sur la couche
imprimable peuvent être des types précités, ou de tout autre type.
La structure multicouche peut donc comprendre en plus des trois
éléments précités (un film plastique, une couche antiadhésive, et une
couche imprimable), une ou plusieurs couches supplémentaires, qui sont
imprimables ou non, sur la couche imprimable (du côté opposé au film
plastique). La structure multicouche peut en outre comprendre une couche
ou un film de colle recouvrant la couche la plus éloignée du film plastique
(c'est-à-dire la couche imprimable ou la ou une couche supplémentaire).
L'étape b/ du procédé selon l'invention consiste à encoller la face du
substrat destinée à recevoir la couche imprimable, ou la face de la structure
multicouche, située du côté opposé au film plastique, et à appliquer ces
faces l'une contre l'autre, de façon à les fixer.
Le substrat peut être choisi parmi un papier, un papier calque, un
papier cartonné, et un papier couché ou précouché. Le papier peut avoir
une main relativement importante supérieure ou égale à 1,10cm3/g, de
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préférence supérieure ou égale à 1,2cm3/g, plus préférentiellement
supérieure ou égale à 1,3cm3/g, plus particulièrement supérieure ou égale
à 1,4cm3/g, et encore plus particulièrement supérieure ou égale à 1,5cm3/g.
Le procédé selon l'invention permet de réaliser une feuille ayant à la
fois une main et un lissé importants, ce qui n'était pas possible avec la
technique antérieure. Il n'était en effet pas possible dans la technique
antérieure de réaliser une feuille avec une main importante et une grande
qualité de surface. Un substrat ayant une main importante peut être formé
d'un matériau peu coûteux. Dans le cas d'un papier, la pâte à papier
utilisée peut comprendre des fibres cellulosiques, un liant, et une faible
proportion de charges et/ou d'adjuvants, tels que de l'amidon.
Dans un exemple particulier de réalisation de l'invention, le procédé
selon l'invention entraîne une faible diminution, de 2 à 5% environ, de la
main du substrat papier.
Une feuille lisse ou ultra lisse et ayant une main importante,
fabriquée avec le procédé selon l'invention, a une bonne imprimabilité et un
faible grammage, ce qui permet réaliser des emballages légers mais ayant
une rigidité relativement importante.
Lors de l'étape b/ du procédé, la face à revêtir du substrat ou la face
libre de la couche imprimable ou d'une couche supplémentaire de la
structure multicouche, est encollée au moyen d'une colle appropriée.
En variante, les deux faces précitées du substrat et de la structure
multicouche sont encollées simultanément, ou l'une après l'autre.
L'encollage consiste à déposer une couche de colle sur la ou les
faces précitées, par une technique quelconque, telle que par exemple par
héliogravure. La colle peut être du type thermique, non thermique, par
réticulation UV ou par réaction chimique. La colle peut être déposée sur la
ou sur chaque face précitée sous forme liquide ou non liquide (dans le cas
par exemple d'un film thermoadhésif). Cette colle est par exemple choisie
parmi les polymères suivants : acrylique, polyuréthane,
polyméthylméthacrylate, styrène butadiène, vinyl acétate, polyamide,
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nitrocellulose ou de toute autre cellulose, polyvinylalcool ou amidon. La ou
chaque couche de colle déposée peut avoir une épaisseur inférieure ou
égale à 10 m, et de préférence inférieure ou égale à 3 m.
Dans un cas particulier de réalisation de l'invention, la colle est
déposée sur la face précitée de la structure multicouche pendant la
préparation de cette structure. Cette colle fait alors partie à part entière
de
la structure multicouche. La colle peut être formée par une couche
adhésive thermoactivable, cette couche étant activée par chauffage lors de
l'application de la structure multicouche sur le substrat (receveur).
La nature de la colle et le processus de collage (sur le film et/ou sur
le papier) peuvent avoir une influence importante sur l'état de surface final
du papier. Il est par exemple important que la dépose de la colle soit
uniforme et d'éviter la formation de cavités entre le papier et la couche
imprimable.
Concernant l'uniformité de la dépose de la colle, la dépose de la
colle est de préférence homogène pour éviter des excès et/ou des
manques de colle par endroit, ce qui se traduirait par une feuille finale
présentant des rugosités de surface. Avantageusement, la colle s'étale
parfaitement sur le support (film ou papier) en ayant une tension de surface
et une rhéologie adéquates.
Le mode d'enduction de la colle peut également avoir une
importance. Les modes d'enduction qui génèrent le moins possible
d'hétérogénéité de dépose, tels que l'héliogravure (reverse roll ou kiss
coating) sont préférés. La dépose est de préférence choisie pour remplir au
maximum les pores ou irrégularités de surface du papier. A titre d'exemple,
lorsqu'un papier a une rugosité moyenne (par exemple Sa) de surface de
20pm environ, une dépose de colle ayant une épaisseur d'au moins 10pm
est préférable pour combler les pores. Le dépôt de colle est de préférence
réalisé sur le papier lorsque ce dernier est trop rugueux. Si la dépose sur le
papier est insuffisante, il se forme alors des cavités entre la surface du
papier et la couche imprimable. Lors de l'impression, ces cavités vont
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devenir des points de fragilité du papier qui pourront alors soit s'enfoncer,
si
on exerce une pression, soit s'arracher, si on exerce une traction.
Avantageusement, l'épaisseur de colle déposée sur le papier et/ou la
couche imprimable est égale à au moins la moitié de la rugosité moyenne
de surface (par exemple Ra ou Sa) du papier. Dans un mode de réalisation
de l'invention, la colle est déposée sur au moins une face du substrat à
l'étape b/, et l'épaisseur de la couche de colle déposée est au moins égale
à la moitié de la rugosité moyenne de la face du substrat, et est de
préférence égale à cette rugosité moyenne.
La colle peut être à base aqueuse, solvant, sans solvant,
bicomposant ou monocomposant.
La colle permet de fixer la couche imprimable (ou une couche
supplémentaire) sur le substrat et, le cas échéant, de compenser les
irrégularités de surface du substrat. La colle comble notamment les creux
de la face à revêtir du substrat et permet donc d'aplanir cette face, sans
toutefois modifier les caractéristiques du substrat, telles que sa main.
L'étape b/ du procédé consiste ensuite à appliquer la face précitée
du substrat sur la face précitée de la structure multicouche, de façon à les
laminer ou à les contrecoller. La couche imprimable est alors prise en
sandwich entre d'une part le substrat et la colle (et le cas échéant une ou
plusieurs couches supplémentaires), d'un côté, et d'autre part le film
plastique et la couche antiadhésive, de l'autre côté.
Dans le cas où la colle utilisée pour coller le substrat sur la structure
multicouche est du type thermoadhésif, l'application du substrat sur la
structure multicouche est réalisée à chaud, à une température donnée, qui
est par exemple comprise entre 50 et 2000C environ. En variante,
l'application et le collage du substrat sur la structure multicouche peuvent
être réalisés à température ambiante.
Une légère pression peut être nécessaire pour assurer une bonne
adhésion de la couche imprimable sur le substrat, par l'intermédiaire de la
colle.
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La température et/ou la pression utilisées lors de l'application et du
collage ne doivent toutefois pas modifier les caractéristiques de la couche
imprimable, et en particulier l'état de surface de sa face située du côté du
film plastique. Par exemple, la couche imprimable ne doit pas être ramollie
5 par l'application d'une température élevée, car cela pourrait entraîner une
modification et/ou une diminution de la qualité de surface de sa face, située
du côté du film plastique.
L'étape c/ du procédé consiste ensuite à retirer le film plastique de la
couche imprimable et du substrat, de façon à ce que la couche imprimable
10 (et le cas échéant la ou les couches supplémentaires précitées de la
structure multicouche) restent sur le substrat. La couche imprimable, et le
cas échéant la ou les couches supplémentaires, sont donc transférées
depuis le film plastique appelé donneur, de la structure multicouche, sur le
substrat appelé receveur.
15 Comme expliqué dans ce qui précède, au moins une partie et
avantageusement la majorité voire la totalité de la couche antiadhésive
peut rester sur le film plastique et est alors retirée de la couche
imprimable,
lors du retrait du film plastique. La face de la couche imprimable, qui était
située du côté du film plastique dans la structure multicouche, est donc
mise à nue, cette face définissant la face lisse de la feuille.
Le transfert de la couche imprimable de la structure multicouche sur
le substrat, aux étapes b/ et c/ du procédé, peut être réalisé de la façon
suivante, lorsque le substrat et la structure multicouche se présentent sous
forme de bandes continues.
Le laminage ou contrecollage de la structure multicouche et du
substrat peut être réalisé en passant ces deux éléments entre deux
rouleaux mécaniques parallèles et adjacents, tournant dans des sens
opposés. L'épaisseur du produit obtenu est notamment fonction de la
distance entre les rouleaux. Une fois que la colle est sèche ou solidifiée, le
film plastique est retiré de la feuille pendant que celle-ci est entraînée par
un autre rouleau mécanique.
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En variante, on peut encoller soit la structure multicouche soit le
substrat, faire sécher la colle, puis mettre en contact ces deux éléments
l'un contre l'autre en appliquant une température et une pression
déterminées.
Le procédé peut en outre consister en ce que, avant l'étape b/, la
face précitée du substrat est précouchée avec au moins une couche de
lissage comportant un ou plusieurs polymères thermoplastiques (tels qu'au
moins une polystyrène, un polyuréthane, un acrylique, etc.) ou un mélange
de pigments (tels que les kaolins, les carbonates de calcium, le talc, le
dioxyde de titane, etc., et leurs mélanges) et d'au moins un liant (tel que à
base d'acrylique, de polyuréthane, de polyméthylméthacrylate, de styrène
butadiène, de vinyl acétate, de polyamide, de nitrocellulose ou de toute
autre cellulose, d'amidon ou de PVA).
Cette face précouchée du substrat peut en outre être calandrée,
avant l'étape b/, pour augmenter son lissé.
Le procédé selon l'invention peut comprendre une étape
supplémentaire consistant à imprimer la feuille avec une encre ayant des
propriétés électriques et/ou optiques.
La présente invention concerne en outre un procédé de préparation
d'une structure multicouche comprenant au moins, ou constituée par, un
film plastique, une couche antiadhésive, et une couche imprimable, la
couche antiadhésive étant intercalée entre le film plastique et la couche
imprimable.
La présente invention concerne encore un procédé d'impression
d'une feuille préparée par le procédé décrit ci-dessus, ce procédé
comprenant une étape d'impression de la feuille sans modification de l'état
de sa couche imprimable, c'est à dire sans ramollissement ou fusion de
cette couche pendant l'impression. La feuille est par exemple imprimée par
Offset, jet d'encre, laser, hélio, fléxo, toner sec, toner liquide,
électrophotographie, lithographie, etc.
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La présente invention concerne de plus un procédé de fabrication
d'une feuille pour application casting présentant au moins une face lisse,
cette feuille comportant un substrat, en particulier en papier, dont au moins
une face est recouverte au moins en partie d'une couche ou de plusieurs
couches superposées, le procédé comprenant les étapes consistant à :
a/ préparer ou apporter une structure multicouche comprenant au moins,
ou constituée par, un film plastique, une couche antiadhésive, et une
couche pour application casting, la couche antiadhésive étant intercalée
entre le film plastique et la couche pour application casting,
b/ encoller une face du substrat et/ou la face de la structure multicouche
située du côté opposé au film plastique, et appliquer la face précitée du
substrat contre la face précitée de la structure multicouche, de façon à
contrecoller la structure multicouche et le substrat, et
c/ retirer le film plastique de la couche pour application casting, cette
couche définissant ladite face lisse de la feuille.
La couche pour application casting est par exemple une couche de
PVA. La couche pour application casting peut avoir des propriétés
antiadhérentes.
La présente invention concerne également une feuille imprimable
présentant au moins une face lisse, et avantageusement ultra lisse, cette
feuille comprenant un substrat, en particulier en papier, dont au moins une
face est recouverte au moins en partie d'une ou plusieurs couches, dont
une couche imprimable définissant ladite face lisse ou ultra lisse,
caractérisée en ce que cette face lisse ou ultra lisse a un lissé Bekk
supérieur à 900s ou supérieur à 1000s environ, de préférence supérieur à
2000s, et plus préférentiellement supérieur à 5000s.
La face lisse ou ultra lisse de la feuille peut avoir une brillance
supérieure à 70%, et de préférence supérieure à 80%, cette brillance étant
par exemple mesurée à 75 selon la méthode TAPPI T480 om-92.
La couche imprimable de la feuille peut avoir une épaisseur
inférieure ou égale à 30 m, de préférence inférieure ou égale à 15 m, et
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plus préférentiellement inférieure ou égale à 10 m. Le grammage de la
couche imprimable peut être inférieur ou égal à 30g/m2, de préférence
inférieur ou égal à 15g/m2, et plus préférentiellement inférieur ou égal à
10g/m2. La couche imprimable peut par exemple avoir une épaisseur et un
grammage qui sont inférieurs ou égaux aux valeurs combinées suivantes :
m et 10g/m2, 3 m et 10g/m2, 2 m et 10g/m2, 5 m et 5g/m2, 3 m et
3g/m2, 2 m et 5g/m2, 5 m et 2g/m2, 3 m et 2g/m2, ou 2 m et 2g/m2.
La présente invention concerne encore l'utilisation d'une feuille
imprimable telle que décrite ci-dessus, pour la réalisation d'un composant
10 électronique et/ou optique, cette feuille étant imprimée au moyen d'une
encre ayant des propriétés électriques et/ou optiques.
La feuille selon l'invention peut être compatible avec des encres
organiques électroniques pour des applications électroniques, telles que
par exemple la réalisation de puces RFID (de l'anglais Radio Frequency
IDentification), de systèmes d'affichage ou de détection, etc., directement
sur la feuille.
Dans la technique antérieure, une puce RFID pouvait être réalisée
sur une feuille formée d'un film plastique en polyéthylène téréphtalate
(PET). Cependant, ce film plastique a une tenue mécanique et en
température relativement faibles, ce qui limite les applications possibles de
la puce et empêche l'impression du film avec des encres à des
températures relativement élevées. De plus, le film en PET n'est pas
recyclable de façon simple. Au contraire, lorsque le substrat de la feuille
selon l'invention est réalisé en papier, cette feuille a une meilleure tenue
mécanique et aux températures élevées.
Une feuille imprimée avec une encre ayant des propriétés
électriques, comprend avantageusement un substrat flexible et une couche
imprimable peu ou pas électriquement conductrice. Ce type de feuille peut
être utilisé pour réaliser des transistors organiques en film mince au moyen
d'encres organiques conductrices ou semi-conductrices.
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La feuille selon l'invention peut être également utilisée pour réaliser
des composants optiques, tels que des guides d'onde, des motifs
holographiques, etc.
A titre d'exemple, le procédé défini ci-dessus peut comprendre,
avant l'étape a/, une étape préliminaire consistant à réaliser, par exemple
par gravure, des motifs en creux et/ou en relief sur la face du film plastique
destinée à recevoir la couche antiadhésive et la couche imprimable, la
couche imprimable étant destinée à épouser la forme de ces motifs de
manière à comprendre une empreinte de la face précitée du film plastique.
Dans ce cas, le transfert de l'état de surface du film à la couche
imprimable comprend à la fois un transfert du lissé et des motifs du film
plastique. Les motifs transférés sur la couche imprimable présentent eux-
mêmes des surfaces et/ou des parois ayant un aspect lisse et étant définis
de manière précise. Ce procédé est alors particulièrement avantageux pour
la réalisation de composants optiques des types précités.
La présente invention concerne enfin l'utilisation d'une feuille
imprimable telle que décrite ci-dessus, pour l'impression d'une image
photographique, pour la réalisation d'un emballage, et/ou pour une
application casting.
L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques
et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la
lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et en
référence aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 représente de manière très schématique des étapes du
procédé selon l'invention de fabrication d'une feuille imprimable lisse ou
ultra lisse ;
- la figure 2 représente de manière très schématique une variante de
réalisation du procédé selon l'invention ,
- les figures 3 et 4 représentent de manière très schématique des moyens
de réalisation de l'étape de transfert du procédé selon l'invention ; et
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- les figures 5 et 6 sont des images obtenues par un microscope
électronique à balayage (MEB) d'une face d'un papier de base et d'une
face d'une feuille lisse ou ultra lisse obtenue par le procédé selon
l'invention.
5 On se réfère d'abord à la figure 1 qui représente de manière très
schématique des étapes a/, b/ et c/ du procédé selon l'invention de
fabrication d'une feuille imprimable lisse ou ultra lisse 10 et entièrement
recyclable.
L'étape a/ du procédé consiste à préparer une structure multicouche
10 12 comportant un film plastique inférieur 14, une couche intermédiaire
antiadhésive 16 et une couche supérieure imprimable 18. La préparation de
cette structure 12 peut être réalisée en une étape ou plusieurs étapes
successives.
La couche antiadhésive 16 et la couche imprimable 18 peuvent être
15 déposées simultanément sur le film plastique 14, par une technique de
couchage au rideau par exemple.
En variante, la couche antiadhésive 16 est déposée sur le film
plastique 14, puis la couche imprimable 18 est déposée sur la couche
antiadhésive.
20 La qualité de surface de la face supérieure 20 du film plastique 14
est transmise à la face inférieure 22 de la couche imprimable 18 (par
l'intermédiaire de la couche antiadhésive 16). Les caractéristiques de
surface de la face 22 de la couche imprimable sont donc définies par celles
de la face 20 du film plastique 14.
A titre d'exemple, les rugosités de films et de papiers ont été testées
à l'aide d'un appareil mesurant la topographie de type ALTISURF 500 de la
société ALTIMET. Le premier film testé a une rugosité (par exemple Sa) de
1 pm. Ce film a été utilisé pour transférer une couche imprimable sur un
papier Bristol de la société Arjowiggins. La rugosité mesurée de cette
couche imprimable est de 1,1 pm. Le second film a une rugosité de 0,5pm.
Ce film a été utilisé pour transférer une couche imprimable sur un autre
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papier Bristol . La rugosité mesurée de cette couche imprimable a été de
0,7pm. La rugosité (ou l'état de surface) du film a donc bien été transférée
des films aux couches imprimables. Après séchage et/ou solidification de la
couche imprimable, les caractéristiques de surface de la face 22 sont
figées et ne sont pas destinées à être modifiées lors des autres étapes du
procédé, et en particulier le transfert de la couche imprimable 18 sur un
substrat 24, tel qu'un papier, à revêtir.
La couche imprimable 18 peut être formée d'une résine ou d'un
vernis imprimable ou d'un couchage papetier comportant un liant et des
pigments. En variante, la couche imprimable peut comprendre deux ou plus
sous-couches qui sont choisies parmi un vernis imprimable et un couchage
papetier. Dans le cas où la couche imprimable comprend deux sous-
couches : un vernis imprimable et un couchage papetier, le vernis
imprimable est situé au dessus ou au dessous du couchage papetier, de
sorte que la face inférieure 22 précitée de la couche imprimable soit définie
par le vernis imprimable ou le couchage papetier.
L'étape b/ du procédé consiste à déposer une couche ou un film de
colle 26 sur la face supérieure 28 de la couche imprimable 18 ou sur la face
inférieure 30 à revêtir du substrat 24, voire sur ces deux faces 28, 30, puis
à appliquer ces faces 28, 30 l'une contre l'autre pour laminer ou
contrecoller la structure multicouche 12 et le substrat 24, et ainsi former un
produit laminé ou contrecollé 32.
L'étape c/ du procédé consiste à retirer le film plastique 14 et la
couche antiadhésive 16 de la couche imprimable 18, de façon à ce que
seule cette couche 18 reste (avec la colle 26) sur le substrat 24.
Ces étapes b/ et c/ peuvent être réalisées simultanément ou l'une
après l'autre. Dans ce dernier cas, la colle 26 est avantageusement à l'état
sec et/ou solidifiée lors du retrait du film plastique 14.
A l'issue de l'étape c/, la face 22 de la couche imprimable 18 est
mise à nue, cette face étant lisse ou ultra lisse.
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Une partie de la couche antiadhésive 16 peut toutefois rester sur la
face 22 de la couche imprimable 18 après le retrait du film plastique.
La couche 18 est imprimable par toute technique appropriée, l'encre
étant destinée à être déposée sur la face lisse ou ultra lisse 22 de la
feuille
10.
En variante, le substrat 24 peut être formé d'un papier couché ou
précouché, c'est-à-dire un papier sur une face duquel une couche ou
précouche 33 est déposée, celle-ci comportant un ou plusieurs polymères
thermoplastiques ou un mélange de pigments et de liant. Cette couche ou
précouche 33 est destinée à être déposée sur la face 30 précitée du
substrat, et est avantageusement lissée par calandrage. Elle est ensuite
destinée à être collée sur la face 28 de la couche imprimable 18.
La figure 2 représente une variante de réalisation du procédé selon
l'invention, et diffère du procédé précédemment décrit en référence à la
figure 1, notamment en ce que la structure multicouche 12' comprend en
outre au moins une couche supplémentaire 34 déposée sur la face
supérieure 28 de la couche imprimable 18.
Plusieurs couches supplémentaires 34 superposées peuvent être
déposées (simultanément ou successivement) sur la face 28 de la couche
imprimable 18. Chacune des couches supplémentaires 34 peut être
imprimable ou non imprimable.
Lors de l'étape b/, la face inférieure 30 du substrat 24 ou la face
supérieure libre 36 de la couche supplémentaire 34 (la plus éloignée du film
plastique, dans le cas ou la structure 12' comprend plusieurs couches
supplémentaires) est recouverte de colle 26. En variante, ces deux faces
30, 36 son recouvertes de colle 26.
Lors de l'étape c/, la structure multicouche 12' et le substrat 24 sont
contrecollés ou laminés, de façon à former un produit laminé ou contrecollé
32', puis le film plastique 14 et la couche antiadhésive sont retirées, de
façon à mettre à nue la face lisse ou ultra lisse 22 de la couche imprimable
18 de la feuille 10'.
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Comme c'est le cas en figure 1, la feuille de la figure 2 peut
comprendre un substrat 24 préalablement précouché sur sa face 30, pour
augmenter son lissé. La précouche 33 est du même type que celle décrite
en référence à la figure 1.
Les figures 3 et 4 représentent de manière schématique des moyens
de mise en oeuvre de l'étape c/ de transfert du procédé selon l'invention.
Un premier rouleau 40 est prévu pour l'entraînement d'une bande
continue de la structure multicouche 12 (formée d'un film plastique 14,
d'une couche antiadhésive 16 et d'une couche imprimable 18 - et
éventuellement de couche(s) supplémentaire(s) 34). Un second rouleau 42,
parallèle et adjacent au premier rouleau 40, est prévu pour l'entraînement
d'une bande continue du substrat 24.
Les rouleaux 40, 42 tournent dans des sens opposés et sont à faible
distance l'un de l'autre, la structure multicouche 12 et le substrat 24 étant
forcés de passer entre ces rouleaux et étant appliqués à une pression
donnée l'un contre l'autre, pour assurer leur laminage ou contrecollage.
La colle 26 peut être déposée sur la structure multicouche 12 et/ou
le substrat 24, comme indiqué dans ce qui précède, préalablement à cette
étape de contrecollage, ou lors de cette étape de contrecollage. Dans ce
dernier cas, la colle 26 peut être injectée entre la structure 12 et le
substrat,
préalablement à leur passage entre les rouleaux, comme cela est
schématiquement représenté par la double flèche en figure 3.
Un troisième rouleau 44 entraîne dans une direction la feuille 10
formée par le substrat 24 et la couche imprimable 18, tandis que le film
plastique 14 et la couche antiadhésive 16 sont entraînés dans une autre
direction pour les séparer de la feuille 10.
Les figures 5 et 6 sont des images obtenues par un microscope
électronique à balayage (MEB) d'une face d'un papier ou substrat de base
24 et d'une face lisse ou ultra lisse d'une feuille 10, fabriquée par le
procédé selon l'invention, respectivement.
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Le papier de base (figure 5) est ici formé de fibres cellulosiques
entremêlées les unes aux autres et définissant une face rugueuse. La
rugosité Sz de cette face est de l'ordre de 19,7 m, ce qui signifie que la
hauteur maximale de surface, du plus haut point à la plus profonde vallée
est égale à 19,7 m.
La feuille selon l'invention (figure 6) a une face lisse ou ultra lisse
définie par sa couche imprimable qui a une rugosité Sz de l'ordre de
1,01 m, celle-ci étant comparable à celle d'un papier recouvert d'un film
plastique, selon la technique antérieure, qui a une rugosité Sz de l'ordre de
1,5 m.
Cette valeur de rugosité de 1,01 m de la feuille selon l'invention est
donnée à titre indicatif et illustre un exemple particulier de réalisation de
l'invention.
D'autres exemples illustrant la présente invention vont maintenant
être décrits dans ce qui suit
Exemple 1 : Préparation d'une feuille lisse ou ultra lisse imprimable
par Offset
On a préparé une feuille lisse ou ultra lisse selon l'invention pour
impression Offset, à partir d'une couche imprimable A ayant la composition
suivante :
Composition de la couche A
Pigments Carbonate de calcium 1248g
Hydrocarb 60 OG (Omya)
Liant Dispersion aqueuse de copolymère n-butyl 300g
acrylate-acrylonitrile-styrène
Acronal S504 (BASF)
Dispersant Acide sulfoccinique - isooctylester, sel de 3g
sodium
Agnique EHS 75E (Cognis)
Modificateur rhéologique Dispersion aqueuse de copolymère acrylique 0,6g
Sterocoll FD (BASF)
Agent d'étalement Tensio-actif non-ionique 0,2g
Surfynol 420 (Safic-Alcan)
CA 02785183 2012-06-19
WO 2011/077048 PCT/FR2010/052879
La couche imprimable A a une concentration finale en poids de 50%
et une viscosité de 100cps, mesurée à l'aide d'un viscosimètre Brookfield .
La couche A est appliquée sur une face d'un film plastique en PET,
qui est préalablement recouverte d'une couche antiadhésive à base de
5 stéaro chlorure de chrome. La dépose de la couche A sur le film est
d'environ 10g/m2. La couche A est ensuite séchée dans un four à 700C. On
obtient alors une structure multicouche constituée par le film plastique en
PET une couche antiadhésive en stéaro chlorure de chrome et la couche
imprimable A.
10 La face libre de la couche A, c'est-à-dire la face située du côté
opposé au film plastique, est encollée avec une colle Super-Lok 364 de la
société National Starch. La colle est déposée à raison de 3g/m2 sur la
couche A. La face encollée de la couche A est appliquée contre un substrat
formé par un papier Bristol 335g/m2 fabriqué par la société Arjowiggins,
15 puis l'ensemble est séché dans un four à 70 C. L'étape b/ du procédé est
alors terminée.
Le film plastique et la couche antiadhésive sont ensuite retirés (lors
de l'étape c/) pour ne laisser que la couche imprimable A et la colle sur le
substrat papier.
20 La feuille préparée est imprimable par Offset. Elle n'est pas
imprimable par transfert thermique. Ceci a été confirmé par un test
d'impression de la feuille obtenue à l'exemple 1 avec une imprimante
transfert thermique Canon Selphy CP800. Les transferts du jaune, du cyan
et du magenta ont été mauvais, et le noir ne s'est pas du tout transféré.
25 L'image finale n'était pas acceptable. Exemple 2 : Préparation d'une
feuille
lisse ou ultra lisse imprimable par Offset, à partir d'un papier bouffant ou
ayant une main relativement importante
La couche imprimable A de l'exemple 2 est préparée et appliquée de
la même manière et dans les mêmes conditions que celles discutés dans
l'exemple 1, sur un papier bouffant Elementa bulk de la société
Arjowiggins. Ce papier a une main initiale de 1,4cm3/g.
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Exemple 3 : Préparation d'une feuille lisse ou ultra lisse imprimable
par Offset, à partir d'un papier support précouché
La couche imprimable A de l'exemple 3 est préparée et appliquée de
la même manière et dans les mêmes conditions que celles discutés dans
l'exemple 1, sur un papier précouché Maine Gloss de la société
Arjowiggins. Ce papier a un lissé Bekk initial de 400s.
Exemple 4 : Préparation d'une feuille colorée lisse ou ultra lisse
imprimable par Offset
On a préparé une feuille colorée lisse ou ultra lisse selon l'invention
pour impression Offset, à partir d'une couche imprimable B ayant la
composition suivante :
Composition de la couche imprimable B
Pigments Carbonate de calcium 1248g
Hydrocarb 60 OG (Omya)
Liant Dispersion aqueuse de copolymère n-butyl 300g
acrylate-acrylonitrile-styrène
Acronal S504 (BASF)
Dispersant Acide sulfoccinique - isooctylester, sel de 3g
sodium
Agnique EHS 75E (Cognis)
Modificateur rhéologique Dispersion aqueuse de copolymère acrylique 0,6g
Sterocoll FD (BASF)
Agent d'étalement Tensio-actif non-ionique 0,2g
Surfynol 420 (Safic-Alcan)
Colorant Bleu Levacell B liq (Bayer) 0,1 g
La couche imprimable B a une concentration finale en poids de 50%
et une viscosité de 100cps, mesurée à l'aide d'un viscosimètre Brookfield .
La couche B est appliquée sur une face d'un film plastique en PET
qui est préalablement recouverte d'une couche antiadhésive à base de
stéaro chlorure de chrome La dépose de la couche B sur le film est
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d'environ 10g/m2. La couche B est ensuite séchée dans un four à 70 C. On
obtient alors une structure multicouche constituée par le film plastique en
PET une couche antiadhésive en stéaro chlorure de chrome et la couche
imprimable B.
La face libre de la couche B, c'est-à-dire la face située du côté
opposé au film plastique, est encollée avec une colle Super-Lok 364 de la
société National Starch. La colle est déposée à raison de 3g/m2 sur la
couche B. La face encollée de la couche B est appliquée contre un substrat
formé par un papier Bristol 335g/m2 fabriqué par la société Arjowiggins,
puis l'ensemble est séché dans un four à 70 C.
Le film plastique et la couche antiadhésive sont ensuite retirés pour
ne laisser que la couche imprimable B et la colle sur le substrat papier.
Le papier obtenu a une coloration très homogène.
Exemple 5 : Préparation d'une feuille lisse ou ultra lisse imprimable
par Offset et à faible résistivité surfacique
On a préparé une feuille lisse ou ultra lisse selon l'invention à faible
résistivité surfacique et pour impression Offset, à partir d'une couche
imprimable C ayant la composition suivante
Composition de la couche imprimable C
Pigments Carbonate de calcium 1248g
Hydrocarb 60 OG (Omya)
Liant Dispersion aqueuse de copolymère n-butyl 300g
acrylate-acrylonitrile-styrène
Acronal S504 (BASF)
Dispersant Acide sulfoccinique - isooctylester, sel de 3g
sodium
Agnique EHS 75E (Cognis)
Additif conducteur Dispersion aqueuse d'un polymère 3 g
conducteur
Clevios P ( H. C. Starck)
Modificateur rhéologique Dispersion aqueuse de copolymère acrylique 0,6g
Sterocoll FD (BASF)
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Agent d'étalement Tensio-actif non-ionique 0,2g
Surfynol 420 (Safic-Alcan)
La couche imprimable C a une concentration finale en poids de 50%
et une viscosité de 100cps, mesurée à l'aide d'un viscosimètre Brookfield .
La couche C est appliquée sur une face d'un film plastique en PET
qui est préalablement recouverte d'une couche antiadhésive à base de
stéaro chlorure de chrome La dépose de la couche C sur le film est
d'environ 10g/m2. La couche C est ensuite séchée dans un four à 70 C. On
obtient alors une structure multicouche constituée par le film plastique en
PET une couche antiadhésive en stéaro chlorure de chrome et la couche
imprimable C.
La face libre de la couche C, c'est-à-dire la face située du côté
opposé au film plastique, est encollée avec une colle Super-Lok 364 de la
société National Starch. La colle est déposée à raison de 3g/m2 sur la
couche C. La face encollée de la couche C est appliquée contre un substrat
formé par un papier Bristol 335g/m2 fabriqué par la société Arjowiggins,
puis l'ensemble est séché dans un four à 70 C.
Le film plastique et la couche antiadhésive sont ensuite retirés pour
ne laisser que la couche imprimable C et la colle sur le substrat papier.
La résistivité du papier ainsi obtenu est relativement faible, et est de
l'ordre de 3.107. Cette résistivité est inférieure à celle du papier de
l'exemple A, qui est de l'ordre de 1.1010 environ.
Exemple 6 : Préparation d'une feuille lisse ou ultra lisse imprimable
par jet d'encre
On a préparé une feuille lisse ou ultra lisse selon l'invention pour
impression jet d'encre, à partir d'une couche imprimable D ayant la
composition suivante :
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Composés
Pigments Alumine 1000g
Dispera/ HP14-2 (Sasol)
Liant Polyvinyl Alcool 100g
Mowiol 47-88 (Seppic)
Agent d'étalement Tensio-actif non-ionique 1g
Surfynol CT211 (Safic-Alcan)
La couche imprimable D a une concentration finale en poids de 14%
et une viscosité de 50cps, mesurée à l'aide d'un viscosimètre Brookfield .
La couche D est appliquée sur une face d'un film plastique en PET
qui est préalablement recouverte d'une couche antiadhésive à base de
stéaro chlorure de chrome La dépose de la couche D sur le film est
d'environ 15g/m2. La couche D est ensuite séchée dans un four à 70 C. On
obtient alors une structure multicouche constituée par le film plastique en
PET une couche antiadhésive en stéaro chlorure de chrome et la couche
imprimable D.
La face libre de la couche D, c'est-à-dire la face située du côté
opposé au film plastique, est encollée avec une colle Super-Lok 364 de la
société National Starch. La colle est déposée à raison de 3g/m2 sur la
couche D. La face encollée de la couche D est appliquée contre un substrat
formé par un papier Bristol 335g/m2 fabriqué par la société Arjowiggins,
puis l'ensemble est séché dans un four à 70 C.
Le film plastique et la couche antiadhésive sont ensuite retirés pour
ne laisser que la couche imprimable D et la colle sur le substrat papier.
Résultats : Les différentes feuilles préparées aux exemples 1 à 6 ont
été analysées et les paramètres suivants de la feuille ont été mesurés :
grammage, épaisseur, main, lissé, brillance, résistivité et imprimabilité.
Les mesures ont été réalisées de la façon suivante :
- le grammage a été mesuré selon la norme ISO 536 (1976), au moyen
d'une balance Sartorius de portée 2200 g et avec une précision de
0,1 g ;
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- l'épaisseur a été mesurée selon la norme ISO 534 (1988), au moyen
d'un micromètre MTS M120,
- la main (ou volume massique) a été mesurée selon la norme NFQ 03-
017,
5 - le lissé Bekk a été mesurée selon la norme ISO 5627 (1984), au moyen
d'un appareil Büchel 131 ED ;
- la brillance a été mesurée à 75 selon la méthode TAPPI T480 om-92,
au moyen d'un appareil Byk-Gardner micro-gloss 75 modèle 4553 ;
- la résistivité de surface a été mesurée selon la méthode ASTM D257 -
10 83, au moyen d'un appareil Philips PM2525 Multimeter,
;
- l'imprimabilité Offset a été évaluée par un test d'absorption aux encres
porométriques selon une méthode CTP n 9 ; le test aux "encres
porométriques" permet de chiffrer la capacité d'absorption d'un papier et
la vitesse de pénétration de l'encre de ce papier ; il est basé sur la
15 dépose d'une encre spéciale, formée d'un colorant noir, sur le papier et
sur l'étude de son comportement dans le temps; et
- les tests d'impression jet d'encre ont été réalisés avec des imprimantes
jet d'encre Epson 2400 et Canon ip 8500.
Le tableau ci-dessous récapitule toutes les mesures et analyses
20 effectuées sur les feuilles des exemples 1 à 6.
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Le transfert d'une couche imprimable (A à D) sur un support
provoque une augmentation du grammage et de l'épaisseur de ce support.
L'augmentation du grammage est de l'ordre de 30 à 40g/m2 dans le cas de
la couche A, de 126g/m2 dans le cas de la couche B, de 41 g/m2 dans le cas
de la couche C, et de 24g/m2 dans le cas de la couche D. L'augmentation
d'épaisseur est de l'ordre de 20 à 33 m dans le cas de la couche A, de
60 m dans le cas de la couche B, de 64 m dans le cas de la couche C, et
de 84 m dans le cas de la couche D. L'augmentation du grammage et de
l'épaisseur du support est essentiellement due à l'addition de colle et au
transfert de la couche imprimable sur ce support.
Un papier a une main relativement importante lorsqu'elle a une
valeur supérieure ou égale à 1,10cm3/g. Dans les exemples précités, seul
le papier Elementa bulk a une main importante (1,4cm3/g).
Le dépôt de la couche imprimable A sur un support entraîne une
diminution de sa main. Lorsque le support a initialement une main
importante, comme c'est le cas de Elementa bulk dans l'exemple 2, le
transfert de la couche A sur ce support entraîne une légère diminution de
sa main (de l'ordre de 5%). La main du support Elementa bulk comportant
la couche A reste toutefois très importante (1,33cm3/g, c'est-à-dire
supérieure à 1,10cm3/g).
Le dépôt de la couche imprimable B sur un support entraîne une
diminution de sa main, alors que le dépôt de la couche imprimable C sur un
support a peu d'influence sur sa main. Le dépôt de la couche imprimable D
sur un support entraîne une augmentation de sa main car la couche
imprimable est ici une couche jet d'encre qui est très poreuse et a donc une
densité faible.
Les papiers Bristol et Elementa bulk ont initialement un lissé
relativement faible, inférieur à 100s. Le papier précouché Maine Gloss a
initialement, grâce à sa précouche à base de carbonate de calcium et de
latex styrène butadiène un lissé relativement important de 400s.
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Le transfert d'une couche imprimable sur un support, au moyen du
procédé selon l'invention, permet de conférer au support une face lisse ou
ultra lisse, comme expliqué dans ce qui précède.
Le transfert de la couche imprimable A sur un support papier permet
d'augmenter considérablement son lissé. On remarque que la couche
imprimable A permet de conférer à un papier à forte main un lissé très
important (5035s dans l'exemple 2). Le procédé selon l'invention permet
donc de réaliser un papier ayant à la fois une main et un lissé importants.
On remarque également que, plus le lissé initial du support est
important et plus le lissé du support sur lequel est transféré la couche A est
important. La couche A transférée sur un papier Maine Gloss permet en
effet de conférer à ce papier un lissé très important de 9436s.
Le transfert de la couche D sur un support Bristol permet
d'augmenter son lissé à environ 1000s.
Les feuilles préparées aux exemples 1 à 6 ont toutes une brillance
élevée, supérieure à 80%. Le procédé permet donc de réaliser des feuilles
ayant à la fois un lissé et une brillance importants.
La présence d'additif conducteur dans la couche C permet de
diminuer notablement la résistivité surfacique de la feuille. La feuille de
l'exemple 5 a une résistivité surfacique inférieure d'un facteur 1000 environ
de celle des feuilles des exemples 1 et 4. Cet additif permet d'augmenter la
conductivité électrique des feuilles et donc d'envisager la réalisation de
feuilles électro-conductrices.
En ce qui concerne l'imprimabilité par Offset des feuilles préparées
aux exemples 1 à 5, le test aux encres porométriques montre que les
papiers ont des valeurs de densité optique après encrage relativement
correctes, même si celles-ci n'augmentent pas dans le temps, montrant
ainsi une absorption limitée.
En ce qui concerne le papier imprimable par jet d'encre, préparé à
l'exemple 6, des tests sur imprimante jet d'encre Epson et Canon montrent
des résultats corrects malgré une faible dépose.
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Exemple 7 : Préparation d'une feuille imprimable lisse ou ultra lisse
comportant un vernis ou une résine imprimable
On a préparé une feuille lisse ou ultra lisse selon l'invention, à partir
d'une couche imprimable formée par un vernis ou une résine imprimable
acrylique E ayant la composition suivante. Cette feuille est imprimable par
Offset.
Composition du vernis imprimable E
Liant Dispersion aqueuse de copolymère n-butyl 300g
acrylate-acrylonitrile-styrène
Acronal S305D (BASF)
Dispersant Acide sulfoccinique - isooctylester, sel de 3g
sodium
Agnique EHS 75E (Cognis)
Modificateur rhéologique Dispersion aqueuse de copolymère acrylique 0,6g
Sterocoll FD (BASF)
Agent d'étalement Tensio-actif non-ionique 0,2g
Surfynol 420 (Safic-Alcan)
Le vernis imprimable E a une concentration finale en poids de 50%
et une viscosité de 50cps, mesurée à l'aide d'un viscosimètre Brookfield .
Le vernis E est appliqué sur une face d'un film plastique en PET, qui
est préalablement recouverte d'une couche antiadhésive à base de stéaro
chlorure de chrome. La dépose du vernis sur le film est d'environ 5g/m2. Le
vernis est ensuite séché dans un four à 70 C. On obtient alors une
structure multicouche constituée par le film plastique en PET une couche
antiadhésive en stéaro chlorure de chrome et le vernis acrylique.
La face libre du vernis est encollée avec une colle Super-Lok 364
de la société National Starch. La colle est déposée à raison de 3g/m2 sur le
vernis. La face encollée du vernis est appliquée contre un substrat formé
par un papier Bristol 335g/m2 fabriqué par la société Arjowiggins, puis
l'ensemble est séché dans un four à 70 C. Le film plastique et la couche
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antiadhésive sont ensuite retirés (lors de l'étape c/) pour ne laisser que le
vernis imprimable et la colle sur le substrat papier.
Le tableau ci-dessous récapitule les mesures et analyses effectuées
sur la feuilles préparée par cet exemple 7.
Support Exemple 7:
Vernis imprimable E sur Bristol
Grammage (g/m2) 280
Epaisseur (pm) 260
Main (cm3/g) 0,93
Lissé Bekk (s : secondes) > 10 000
Brillance (à 75 , en %) 99
5
Le transfert du vernis imprimable E sur le support modifie peu le
grammage, l'épaisseur et la main de ce support. Ce transfert permet de
réaliser une feuille avec un lissé (> 10 000s) et une brillance (99%) très
élevés. L'imprimabilité de cette feuille est toutefois inférieure à celles
10 préparées aux exemples 1 à 6 du fait de l'absence de pigments dans la
couche imprimable.
Exemple 8 : Préparation de feuilles imprimables lisses ou ultra lisses
imprimables par Offset, Indigo, ou par des encres électro-conductrices
Chaque feuille préparée comprend ici deux couches imprimables
15 AA, AB ou AC, une première couche (A, B ou C) déposée (par kiss
coating) sur la couche antiadhésive de la structure multicouche et une
seconde couche (A) déposée (par kiss coating) sur la première couche. La
première couche, c'est-à-dire la couche la plus proche du film plastique
dans la structure multicouche, est la couche destinée à recevoir
20 directement les encres lors de l'impression. C'est elle qui définit
l'imprimabilité selon le procédé d'impression. La seconde couche est une
précouche permettant une bonne adhésion de la première couche sur le
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support et formant une barrière à la colle (pour éviter que celle-ci pénètre
dans la première couche imprimable).
Le film plastique utilisé est un film de PET de 12 m d'épaisseur. Les
couches imprimables pour la préparation d'une feuille imprimable par Offset
sont une première couche B, et une seconde couche A. Les couches
imprimables pour la préparation d'une feuille imprimable par HP Indigo sont
une première couche C, et une seconde couche A. Les couches
imprimables pour la préparation d'une feuille imprimable par des encres
électriquement conductrices (Electronique Imprimée) sont une première
couche A, et une seconde couche A. Les structures multicouches
préparées sont du type PET/couche antiadhésive/couches A&A ou C&A ou
B&A. Les couches A, B et C sont déposées à raison de 6 g/m2.
Les compositions de ces couches sont détaillées dans les tableaux
suivants.
Composition de la couche imprimable A
Pigments Carbonate de calcium 475m1
Carbital 95 (Imerys)
Liant 1 Dispersion aqueuse de copolymère styrène- 190m1
Butadiène
Styronal D517 (BASF)
Liant 2 Dispersion aqueuse de copolymère n-butyl 94m1
acrylate-acrylonitrile-styrène
Acronal S 305 (BASF)
Dispersant Acide sulfoccinique - isooctylester, sel de 3g
sodium
Agnique EHS 75E (Cognis)
Modificateur rhéologique Dispersion aqueuse de copolymère acrylique 0,6g
Sterocoll FD (BASF)
Agent d'étalement Tensio-actif non-ionique 0,2g
Surfynol 420 (Safic-Alcan)
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Composition de la couche imprimable B
Pigments Carbonate de calcium 475m1
Carbital 95 (Imerys)
Liant 1 Dispersion aqueuse de copolymère styrène- 95m1
Butadiène
Styronal D517 (BASF)
Liant 2 Dispersion aqueuse de copolymère n-butyl 47m1
acrylate-acrylonitrile-styrène
Acronal S 305 (BASF)
Dispersant Acide sulfoccinique - isooctylester, sel de 3g
sodium
Agnique EHS 75E (Cognis)
Modificateur rhéologique Dispersion aqueuse de copolymère acrylique 0,6g
Sterocoll FD (BASF)
Agent d'étalement Tensio-actif non-ionique 0,2g
Surfynol 420 (Safic-Alcan)
Composition de la couche imprimable C
Pigments Carbonate de calcium 475m1
Carbital 95 (Imerys)
Liant 1 Dispersion aqueuse de copolymère styrène- 95m1
Butadiène
Styronal D517 (BASF)
Liant 2 Dispersion aqueuse de copolymère n-butyl 47m1
acrylate-acrylonitrile-styrène
Acronal S 305 (BASF)
Promoteur d'adhérence Dispersion aqueuse d'acide Acrylique - 280 ml
Ethylène Diamond 63001 (NALCO)
Dispersant Acide sulfoccinique - isooctylester, sel de 3g
sodium
Agnique EHS 75E (Cognis)
Modificateur rhéologique Dispersion aqueuse de copolymère acrylique 0,6g
Sterocoll FD (BASF)
Agent d'étalement Tensio-actif non-ionique 0,2g
Surfynol 420 (Safic-Alcan)
CA 02785183 2012-06-19
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Chacune des trois structures multicouches et un papier Opale 200
g/m2 de la société Arjowiggins ont été contrecollés avec une colle
polyuréthane bicomposant, déposée à raison de 1 Og/m2.
Les feuilles obtenues présentent une bonne imprimabilité suivant
leurs applications, c'est-à-dire pour l'offset, pour le digital HP Indigo et
pour
les encres conductrices (électronique imprimée).
