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EP4240595B1 - Procede de fabrication d'un document de securite - Google Patents

Procede de fabrication d'un document de securite Download PDF

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Publication number
EP4240595B1
EP4240595B1 EP21811418.9A EP21811418A EP4240595B1 EP 4240595 B1 EP4240595 B1 EP 4240595B1 EP 21811418 A EP21811418 A EP 21811418A EP 4240595 B1 EP4240595 B1 EP 4240595B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
substrate
microstructures
layer
face
protective film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP21811418.9A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP4240595C0 (fr
EP4240595A1 (fr
Inventor
Khalil CHIKHA
Michel Barats
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Banque de France
Original Assignee
Banque de France
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Banque de France filed Critical Banque de France
Publication of EP4240595A1 publication Critical patent/EP4240595A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP4240595B1 publication Critical patent/EP4240595B1/fr
Publication of EP4240595C0 publication Critical patent/EP4240595C0/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
    • B42D25/00—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
    • B42D25/30—Identification or security features, e.g. for preventing forgery
    • B42D25/324—Reliefs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
    • B42D25/00—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
    • B42D25/30—Identification or security features, e.g. for preventing forgery
    • B42D25/328—Diffraction gratings; Holograms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
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    • B42D25/36—Identification or security features, e.g. for preventing forgery comprising special materials
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    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
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    • B42D25/378—Special inks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B42D25/425—Marking by deformation, e.g. embossing
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    • B42D25/455—Associating two or more layers using heat
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B42D25/40—Manufacture
    • B42D25/45—Associating two or more layers
    • B42D25/465—Associating two or more layers using chemicals or adhesives
    • B42D25/47—Associating two or more layers using chemicals or adhesives using adhesives

Definitions

  • the invention relates to a method of manufacturing a security document, such as a banknote, and to a security document obtained by this method.
  • DOEDs Diffractive Optically Variable Image Devices
  • security features that include diffractive optical structures that provide the security feature with an appearance that changes in a reversible, predictable, and reproducible manner depending on the viewing or lighting conditions of the security feature.
  • the optical effect produced by the security feature allows the observer to ensure quickly and easily that the security document is authentic.
  • DOVIDs include security holograms, which are the most widely used.
  • These security features are typically manufactured as a separate element, such as a strip, film, patch and/or thread.
  • the separate element is then attached or fixed to the security document substrate during the manufacture of the security document, for example by a heat transfer process, such as hot stamping.
  • the security sign in the form of a separate element is usually made up of a superposition of several layers.
  • the layers typically include an adhesive layer for fixing the element to the substrate, a metal layer for reflecting light, an embossed transparent layer with diffractive nanostructures or microstructures, a protective layer, a separation layer and a support layer.
  • the support layer can be removed, thanks to the presence of the separation layer.
  • the light radiation propagates successively in the protective layer, then in the embossed transparent layer, then it is reflected by the underlying metal layer.
  • the reflected light radiation propagates in the opposite direction in the embossed transparent layer then in the protective layer towards the eye of the observer.
  • the nanostructures or microstructures of the embossed layer have the effect of diffracting light radiation, creating an optical effect that varies depending on the observation angle and/or the illumination angle.
  • a disadvantage of these security signs is that they generally have limited adhesion strength to the substrate.
  • physicochemical tests have shown that the tape, film, patch or wire incorporating the security sign can be peeled off after being brought into contact with hot water. The tape, film, patch or wire can then be reattached to another substrate.
  • security features in the form of separate elements must be capable of being deposited by means of an automatic machine enabling continuous deposition on a moving substrate web.
  • security features such as DOVIDs are generally deposited parallel to the direction of travel of the substrate web.
  • these Security signs necessarily have geometric shapes and spatial arrangements on the substrate that are limited.
  • high durability banknotes comprising a substrate, a first protective film covering a first face of the substrate and a second protective film covering a second face of the substrate.
  • the document FR 2 991 627 describes for example a method of manufacturing a security document comprising a paper substrate, a first protective film of polymer material extending on a first face of the substrate, and a second protective film of polymer material extending on a second face of the substrate.
  • the method may comprise a step of printing the substrate with graphic patterns and then a laminating step consisting of applying the protective films to the faces of the substrate.
  • Protective films allow both to reinforce the mechanical resistance of the banknote and to protect the faces of the substrate that are printed from abrasion and dirt. These protective films thus allow to increase the life of the banknote, in particular in difficult circulation conditions (high humidity, high temperature, abrasion, dirt).
  • the security sign would be arranged between the substrate and the protective film, in order to prevent the security sign from being easily peeled off. Furthermore, in this way, the security sign would also be protected from abrasion and soiling by the protective film, as well as from folding, tearing and mechanical stresses during the circulation of the security document.
  • GB 2 566 975 A describes the preamble of claim 1.
  • An aim of the invention is to provide a method for manufacturing a security document provided with a security sign including diffractive optical structures, which cannot be easily peeled off and which is resistant to abrasion and dirt, as well as to folding, tearing and mechanical stresses during circulation of the security document.
  • the pressing performed in step a allows both to form the microstructures and to reduce the roughness of the substrate, which allows to obtain in step b a good quality step index layer (i.e. a smooth, thin and uniform step index layer).
  • microstructures are formed directly in the substrate.
  • the microstructures and the step-index layer are protected by the protective film made of polymer material, so as to preserve the safety sign from abrasion and dirt.
  • the safety sign is also protected from mechanical stress, giving it better durability in traffic, and more particularly in harsh environments.
  • step b is performed after step a, pressing is not likely to damage the step-index layer, and the step-index layer is not likely to contaminate the matrix used to form the microstructures.
  • the invention also relates to a security document obtained by a method as defined above.
  • the security document can be a banknote.
  • the banknote 1 shown comprises a substrate 2, a first protective film 3 and a second protective film 4.
  • the substrate 2 may consist of one or more layers of materials.
  • the materials of the different layers may be the same or different.
  • Substrate 2 may be a “standard” (or “single-material”) substrate or a composite (or “multi-material”) substrate.
  • the "paper substrate” is a single-ply or multi-ply substrate, comprising only paper as its main raw material.
  • the paper may be added with various components known to those skilled in the art to improve its physical, optical and/or mechanical properties. These components are added at the stage of preparing the paper pulp or by coating techniques once the sheet of paper has been formed.
  • Standard substrates also include "polymer substrate", which is a single-layer or multi-layer substrate, comprising only polymer as its main raw material.
  • the polymer may be adjuvanted with various components to improve its physical, optical and/or mechanical properties. These components are added in bulk or after formation of the polymer sheet, as a transparent, semi-transparent or opaque adhesion primer.
  • composite substrates are multi-layer, multi-material substrates. These substrates typically include one or more layers of paper and one or more layers of polymer.
  • the substrate 2 comprises a single layer of paper 11.
  • the layer of paper 11 has a first face 5 and a second face 6, opposite the first face 5.
  • the first face 5 is surface-impregnated with a first impregnation composition 12.
  • the second face 6 is surface-impregnated with a second impregnation composition 13.
  • the first impregnation composition 12 and the second impregnation composition 13 comprise a polymer, such as for example an acrylic or acrylate polymer or a polyurethane or a polyvinyl alcohol (PVOH) or a polyvinylidene chloride (PVDC), making it possible to improve the surface cohesion of the paper layer 11.
  • PVH polyvinyl alcohol
  • PVDC polyvinylidene chloride
  • the substrate 2 may be mass impregnated with an impregnation composition: that is to say, the impregnation composition penetrates into the entire volume of the substrate 2, and not only on the surface.
  • the paper layer 11 may comprise plant fibers, such as cellulose fibers or annual plant fibers, such as cotton fibers, to which synthetic fibers may be added, such as for example polyamide, polyester, (PVA), (PE) or (PP) fibers or even multi-component fibers (formed by an assembly of several of these distinct components).
  • plant fibers such as cellulose fibers or annual plant fibers, such as cotton fibers, to which synthetic fibers may be added, such as for example polyamide, polyester, (PVA), (PE) or (PP) fibers or even multi-component fibers (formed by an assembly of several of these distinct components).
  • the paper layer 11 preferably has a weight of between 50 and 90 grams per square meter.
  • Paper layer 11 can be single-ply or multi-ply.
  • the paper layer 11 may further comprise one or more additive(s) intended to improve the physical, optical and/or mechanical properties of the paper. These additives may be added in bulk to the paper pulp before the formation of the paper layer, or be applied to the faces of the paper layer, after the formation of the paper layer.
  • the paper layer 11 may comprise a wet strength additive, fillers, a bulk sizing agent and/or pigments.
  • the substrate 2 may be obtained by superimposing several layers formed in different materials.
  • the substrate 2 comprises for example one or more polymer layer(s) associated with one or more paper layer(s).
  • the substrate 2 can be printed with a plurality of graphic patterns. Each graphic pattern corresponds to a banknote.
  • the banknote 1 may include security features fixed on or integrated into the substrate 2 such as a security thread, a watermark, a fluorescent ink, an iridescent ink, an optically variable ink, etc.
  • the first protective film 3 covers the entire first face 5 of the paper layer 11.
  • the second protective film 4 covers the entire second face 6 of the paper layer 11.
  • the protective films 3 and 4 protect the graphic patterns and the security features from abrasion and dirt.
  • the protective films 3 and 4 also enhance the mechanical strength of the banknote 1.
  • the polymer material layer 14 is for example made of polypropylene.
  • the polymer material layer 14 has a thickness of between 1 and 100 ⁇ m, preferably between 5 and 50 ⁇ m, preferably between 5 and 30 ⁇ m.
  • the adhesive layer 15 may comprise a hot melt adhesive, such as an ethylene-vinyl acetate copolymer, or a crosslinkable adhesive, for example an adhesive containing an agent crosslinking by reaction with ambient air, such as a crosslinkable polyurethane, or a photocrosslinkable adhesive, the crosslinking of which is caused by exposure to UV radiation, or a water-based adhesive or a non-aqueous solvent-based adhesive.
  • a hot melt adhesive such as an ethylene-vinyl acetate copolymer
  • a crosslinkable adhesive for example an adhesive containing an agent crosslinking by reaction with ambient air, such as a crosslinkable polyurethane, or a photocrosslinkable adhesive, the crosslinking of which is caused by exposure to UV radiation, or a water-based adhesive or a non-aqueous solvent-based adhesive.
  • the banknote 1 illustrated on the figure 1 further comprises an optically variable security sign 7.
  • the security sign 7 comprises diffractive microstructures allowing the security sign 7 to change appearance to the observer depending on the tilt or orientation of the security document 1 relative to the observer's eye and/or relative to a light source.
  • substrate 2 is identical to the substrate of the figure 1 .
  • the first protective film 3 covers only part of the first face 5 of the paper layer 11.
  • the banknote does not include a second protective film 4 covering the second face 6 of the paper layer 11.
  • the protective film 3 protects the optically variable safety sign 7 from abrasion and dirt.
  • the protective film 3 comprises a layer of polymer material 14 and a layer of adhesive 15 making it possible to secure the protective film to the substrate 2.
  • the Figures 3 and 4 schematically represent two examples of microstructures 21 forming part of the security sign 7.
  • the microstructures 21 are patterns formed by protruding and/or recessed reliefs having been obtained by deformation of the surface of the substrate 2. More precisely, the microstructures 21 have alternating protrusions and recesses.
  • the microstructures 21 are binary microstructures, that is to say that the relief patterns have only two levels of depth, namely: a lower level and an upper level.
  • the relief patterns have a crenellated profile.
  • the microstructures 21 have facets 22 which are oriented parallel to a face of the substrate 2.
  • the microstructures 21 are multilevel microstructures, that is to say that the relief patterns comprise a number of depth levels greater than 2. More precisely, in the example illustrated in the figure 4 , the relief patterns have a plurality of levels.
  • the relief patterns have a sawtooth profile.
  • the microstructures 21 have inclined facets 23 which are oriented to form a non-zero and non-right angle ⁇ with a face of the substrate 2.
  • Each relief pattern has a depth h of between 1 micrometer and 100 micrometers, preferably between 5 and 50 micrometers, for example between 10 and 35 micrometers.
  • the relief patterns are periodic and have a spatial period (or pitch) A of between 1 and 500 micrometers, preferably between 20 and 150 micrometers.
  • microstructures 21 are coated with a 16-step index layer.
  • the step index layer 16 may comprise an ink formed from a binder and reflective particles dispersed in the binder.
  • reflective particles can be metallic particles, such as silver or aluminum particles for example.
  • the 16-step index layer may also include colored pigments.
  • the colored pigments may be dispersed in the binder.
  • the microstructures 21 may be coated with an additional layer comprising colored pigments.
  • the additional layer covers the step-index layer 16.
  • the step-index layer 16 has a thickness less than the dimensions of the relief patterns. More specifically, the step-index layer 16 has a thickness less than the depth h of the microstructures 21, for example less than 0.25 times the depth of the microstructures. In addition, the thickness of the step-index layer 16 is less than the spatial period A of the microstructures 21.
  • the ink can be deposited in an amount of between 0.1 and 5 grams per square meter, for example approximately 2.5 grams per square meter, or approximately 2.5 micrometers of ink thickness.
  • the relief patterns are embedded in the adhesive layer 15, that is to say that the adhesive layer 15 completely fills the recesses and matches the projections of the reliefs.
  • the adhesive layer 15 preferably has a thickness greater than the depth h of the microstructures 21.
  • the thickness of the adhesive layer 15 may be equal to approximately 15 ⁇ m.
  • the paper layer 11 has a first refractive index n1
  • the coating layer 12 has a second refractive index n2
  • the step-index layer 16 has a third refractive index n3
  • the protective film 14 and the adhesive layer 15 have a fourth refractive index n4, such that: n1 ⁇ n2 ⁇ n4 > n3
  • Metallic particles such as gold, silver, copper, and aluminum, typically have a refractive index less than 1.2 (for example, aluminum particles have a refractive index of 0.93 at a wavelength of 532 nanometers).
  • the paper layer 11 has a first refractive index n1
  • the coating layer 12 has a second refractive index n2
  • the step-index layer 16 has a third refractive index n3
  • the protective film 14 and the adhesive layer 15 have a fourth refractive index n4, such that: n1 ⁇ n2 ⁇ n4 ⁇ n3
  • the incident radiation R1 emitted by the light source propagates successively through the protective film 14 and through the adhesive layer 15, then it is returned by the step-index layer 16 which covers the microstructures
  • the reflected radiation R2 propagates successively through the adhesive layer 15 and the protective film 14.
  • each pattern reflects light symmetrically about an axis orthogonal to the face of substrate 2.
  • each pattern reflects light asymmetrically with respect to an axis orthogonal to the face of the substrate 2.
  • the microstructures form a diffraction grating.
  • the rays are returned in several directions by the different patterns in relief so that the reflected rays create interferences between them which give the security sign a different appearance depending on the angle or orientation from which it is observed.
  • FIG. 5 schematically represents a first security sign 7 in accordance with a first embodiment of the invention.
  • the security sign 7 has several zones.
  • the substrate has microstructures.
  • the microstructures of a first zone extend in a first longitudinal direction and the microstructures of a second zone extend in a second longitudinal direction different from the first longitudinal direction.
  • the microstructures extend in longitudinal directions that differ from one zone to another.
  • microstructures are multilevel microstructures.
  • the microstructures are the binary microstructures.
  • the first, central-most area of the security sign 7 has microstructures having a longitudinal direction oriented with a first angle ⁇ 1 (e.g. 30°) relative to a reference direction.
  • the second zone which immediately surrounds the first zone has microstructures having a longitudinal direction oriented with a second angle ⁇ 2 (e.g. 20°) relative to the reference direction.
  • the third zone which immediately surrounds the first zone has microstructures having a longitudinal direction oriented with a third angle ⁇ 3 (e.g. 10°) relative to the reference direction.
  • the n-th zone immediately surrounding the n-1th zone has microstructures having a longitudinal direction oriented with an n-th angle ⁇ n relative to the reference direction, less than the angle ⁇ n-1.
  • microstructures Due to their orientations in different directions, the microstructures present preferred diffraction angles in different directions.
  • the different areas appear to have different levels of gloss, ranging from the most gloss to the least gloss when traversing the successive areas from the centre of the security feature towards the periphery of the security feature.
  • FIG. 6 schematically represents a second security sign 7 in accordance with a second embodiment of the invention.
  • the security sign 7 has several zones. In each zone, the substrate has microstructures.
  • the first zone Z1 of the security sign 7 has first microstructures having facets having a first inclination angle ⁇ 1 relative to a direction orthogonal to the faces of the substrate.
  • the second zone Z2 of the security sign 7 has second microstructures having facets oriented symmetrically with respect to the facets of the first microstructures.
  • the first zone and the second zone appear to have different brightness levels, to an observer examining the security feature.
  • the banknote in a first direction (arrow III) around an axis parallel to the faces of the substrate (e.g. a longitudinal axis X of the banknote), the first area appears brighter than the second area for the stationary observer, while by tilting the banknote in a second direction (arrow IV), opposite to the first direction, the second area appears brighter than the first area.
  • FIG. 7 schematically represents a third security sign in accordance with a third embodiment of the invention.
  • the security sign 7 comprises microstructures 21 of circular shape.
  • the microstructures 21 are arranged around each other in a concentric manner.
  • microstructures are oriented with angles that vary monotonically away from the center of the security sign.
  • microstructures 21 are spaced with a period, measured in a radial direction, which varies monotonically away from the center of the security sign. In this case, the period decreases as one moves away from the center of the security sign.
  • FIG. 7A schematically shows the microstructures 21 of the safety sign 7 of the figure 7 .
  • FIG. 7B shows the profile of the microstructures closest to the centre of the safety feature 7, i.e. the microstructures extending in a ring with the smallest diameter.
  • FIG. 7C shows the profile of the microstructures furthest from the centre of the safety feature 7, i.e. the microstructures extending in a ring with the largest diameter.
  • the inclination of the reliefs forming the microstructures increases at the same time as the diameter of the rings formed by the microstructures.
  • the security sign appears brighter in an area extending along a diameter of the security sign.
  • the brightest area moves by rotating around the center in a first direction of rotation, for the stationary observer.
  • the brightest area moves by rotating around the center in a second direction of rotation, opposite to the first direction of rotation, for the stationary observer.
  • the variation of the period provides an optical relief effect, i.e. the security sign is perceived by the observer as being three-dimensional. If the period is constant, the described effect remains the same, however the security sign is not perceived by the observer as being three-dimensional.
  • FIG. 7D illustrates a variation of the safety sign of Figures 7A to 7C , in which the microstructures are binary microstructures.
  • FIGS. 8A And 8B schematically represent a fourth security sign in accordance with a fourth embodiment of the invention.
  • the security sign 7 has several zones. In each zone, the substrate has microstructures.
  • the first zone Z1 of the security sign 7 has first microstructures having facets whose inclination angles vary increasingly from a central axis (X axis) away from the central axis.
  • the early microstructures exhibit a period that varies monotonically away from the central axis. More precisely, the period of the early microstructures decreases with distance from the central axis.
  • the second zone Z2 of the security sign 7 has second microstructures having facets whose inclination angles vary in a decreasing manner from the central axis X away from the central axis.
  • the second microstructures exhibit a period that varies monotonically away from the central axis. More precisely, the period of the second microstructures decreases with distance from the central axis.
  • the first zone Z1 appears darker near the X-axis while it appears lighter far from the X-axis, for an observer.
  • the second zone Z2 appears lighter near the X-axis while it appears darker far from the X-axis.
  • the reflection in the first zone Z1 moves and travels through the first zone in a first direction approaching the X axis, while the reflection in the second zone Z2 travels through the second zone in a second direction, opposite to the first direction, moving away from the X axis.
  • the first zone Z1 of the security sign 7 and the second zone Z2 of the security sign each have microstructures having facets whose inclination angles vary in a decreasing manner from a central axis (X axis) away from the central axis.
  • the microstructures exhibit a period that varies monotonically away from the central axis. More precisely, the period of the microstructures decreases with distance from the central axis.
  • the reflection in the first zone Z1 and the reflection in the second zone Z2 move through the first zone and the second zone respectively, moving away from the X axis.
  • FIG. 9 schematically represents a fifth security sign 7 in accordance with a fifth embodiment of the invention.
  • the banknote 1 comprises the security feature 7 and a printed pattern 8.
  • the security feature 7 comprises microstructures formed in a surface of the first face 5 of the substrate 2 (or front side).
  • the printed pattern 8 is printed on the second face 6 of the substrate 2 (or back side), opposite the first face 5.
  • the printed pattern 8 may be printed on the first face 5 of the substrate 2 (or recto), between the substrate 2 and the step-index layer 16.
  • the security sign 7 when an observer O observes the security sign 7 from a first angle, the security sign 7 reflects light towards the observer O, so that the security sign 7 masks the presence of the printed pattern 8.
  • the reflective effect of the security sign is less intense, so that the security sign 7 allows the printed pattern 8 to appear transparently through the substrate 2 (if the pattern is printed on the back) or through the step-index layer 16 (if the pattern is printed on the front).
  • FIG. 10 schematically represents a sixth security sign in accordance with a sixth embodiment of the invention.
  • the banknote 1 comprises the security feature 7.
  • the security feature 7 comprises microstructures formed in a surface of the first face 5 of the substrate 2.
  • the security feature 7 forms a pseudo-watermark 9 when viewed in transmission.
  • the step of pressing the paper layer 11 creates differences in the density of the fibers within the paper layer 11. These differences in density, associated with the presence of the step-index layer 16, create a visual effect similar to that of a watermark.
  • the security sign 7 when an observer O observes the security sign 7 from a first angle, the security sign 7 masks the light transmitted towards the observer O, such that the security sign 7 masks the presence of the pseudo-watermark 9.
  • the intensity of the light transmitted through the security sign is greater, so that the security sign 7 reveals the pseudo-watermark 9 transparently through the substrate 2.
  • FIG 11 schematically represents a fifth security sign 7 in accordance with a seventh embodiment of the invention.
  • the security sign 7 has several zones.
  • some areas Z1 of the security sign 7 have microstructures having facets having a first surface roughness.
  • Other areas Z2 of the security sign 7 do not have microstructures.
  • the areas Z2 have not been subjected to pressure, so that they have a second surface roughness, different from the first roughness.
  • the second roughness is greater than the first roughness.
  • the security sign 7 appears more matte in the second zones Z2 and more shiny in the first zones Z1.
  • FIG 12 schematically represents steps of a method of manufacturing 100 banknotes, in accordance with an embodiment of the invention.
  • the substrate is manufactured.
  • the substrate is manufactured in the form of a continuous strip of paper 17 on a paper machine.
  • the continuous strip of paper 11 is impregnated on each of its faces with an impregnation composition 12, 13.
  • the continuous substrate strip is cut into a plurality of separate substrate sheets 18.
  • each individual substrate sheet 18 is printed on each of its faces with a plurality of graphic patterns.
  • Each graphic pattern corresponds to a banknote.
  • microstructures 21 are formed in each individual substrate sheet.
  • a matrix 33 having protruding and/or recessed microreliefs is pressed against a surface of the substrate sheet 18.
  • the substrate may be subjected to a pressure between 10 and 100 Megapascals (MPa), preferably between 20 and 50 MPa.
  • MPa Megapascals
  • Pressing can be done by embossing, debossing or stamping.
  • the pressing is carried out by embossing at a temperature between 20 and 100 degrees Celsius, preferably at a temperature greater than about 80 degrees, for example equal to about 90 degrees Celsius.
  • the substrate sheet 18 is driven in scrolling between a first cylinder 31 and a second cylinder 32.
  • the first cylinder 31 carries the matrix 33 having the protruding and/or hollow microreliefs.
  • the second cylinder 32 is a counter-pressure cylinder.
  • the first cylinder 31 and the second cylinder 32 are driven in rotation. At each revolution of the first cylinder 31, the matrix 33 having the microreliefs is pressed against a surface of the substrate sheet 18.
  • microstructures 21 consist of patterns in the form of protruding and/or recessed reliefs which are complementary to the micropatterns of the matrix.
  • the pressing also has the effect of reducing the roughness of the surface of the substrate sheet 18 in which the microstructures 21 have been formed.
  • the surface of the substrate sheet 18 may have a Bendtsen roughness value greater than 300 mL per minute (measured according to ISO 8791-2:2013 Paper and board - Determination of roughness/smoothness (air flow methods) - Part 2: Bendtsen method) prior to the pressing step.
  • the surface of the substrate sheet 18 in which the microstructures 21 have been formed has a Bendtsen roughness value of less than 100 mL per minute, preferably less than 60 mL per minute, after the pressing step.
  • FIG 13 schematically represents the substrate sheet after step 104.
  • the substrate has microstructures 21 formed in a surface on one of its faces.
  • microstructures 21 may be formed simultaneously on each of two opposite faces of the substrate.
  • two matrices arranged on either side of the substrate and each having protruding and/or recessed microreliefs are pressed simultaneously against respective surfaces of the two opposite faces of the substrate.
  • the microstructures 21 are coated with a step index layer 16.
  • the step index layer 16 may be deposited on the surface of the substrate sheet 18 as a composition comprising reflective particles, a binder, and a crosslinking agent. Crosslinking the composition hardens the step index layer. Once hardened, the step index layer solidifies the microstructures.
  • the reflective particles can be metallic particles, such as silver or aluminum particles for example.
  • the obtained step-index layer is of good quality, that is, the step-index layer is smooth, thin and uniform.
  • the step-index layer has a thickness much smaller than the dimensions of the microstructures 21, so that it completely matches the shape of the microstructures 21.
  • the 16-step index coat preferably has a gloss index greater than 70 gloss units, measured at 60 degrees according to standard NF EN ISO 2813 November 2014 (Paints and varnishes - Determination of the gloss index at 20°, 60° and 85°).
  • the step index layer 16 is deposited on the surface of the substrate sheet 18 in an amount of between 0.2 and 8 grams per square meter, preferably between 1.5 and 3 grams per square meter.
  • the 16-step index layer can be deposited by flexographic printing, screen printing, offset printing or digital printing, for example by inkjet printing.
  • the step index layer 16 may be deposited only on the microstructures 21. That is, the step index layer 16 may be discontinuous and be located in register with the relief patterns as illustrated in FIG. figure 14 .
  • a discontinuous step-index layer 16 makes it possible to obtain adhesion of the protective film directly with the paper layer 11 at the locations where the paper layer 11 is not covered by the step-index layer 16. Thus, in the event of an attempt to peel off or tear off the protective film, the security sign 7 is destroyed.
  • the 16-step index layer may be deposited by covering only certain areas of the surface, in a repeating pattern or screen, such as a checkerboard, a grid, a succession of dots or lines, or a succession of repeating images.
  • the step-index layer 16 may be deposited both on the microstructures 21 and around the microstructures. That is, the step-index layer 16 is continuous and covers all the microstructures 21. It is arranged flat as illustrated in the figure 15 .
  • the step index layer 16 may be continuous but not cover all of the microstructures 21. In other words, the step index layer 21 does not cover the entire surface occupied by the microstructures 21.
  • the step index layer 21 may be continuous as illustrated in FIG. figure 16 , or discontinuous.
  • the method may comprise a step 106 in which an additional layer comprising colored pigments is deposited over the index step layer 16.
  • each face of the substrate sheet 18 is covered with a protective film 3, 4 made of polymer material.
  • the first face of the substrate sheet 18 is covered with a first protective film 3 and the second face of the substrate sheet 18, opposite the first face, is covered with a second protective film 4.
  • the first protective film 3 is applied to the first face of the substrate sheet 18 such that the first protective film covers the entire first face of the substrate sheet 18.
  • the second protective film 4 is applied to the second face of the substrate sheet 18 such that the second protective film 4 covers the entire second face of the substrate sheet 18.
  • the first protective film 3 comprises a hot-melt adhesive layer
  • the first protective film 3 is hot-laminated onto the substrate sheet 18 at a temperature of between 50 and 200°C, preferably between 80 and 150°C, so as to cause the adhesive layer to melt.
  • the adhesive layer can be in a thermoplastic or elastomeric state.
  • the same method is used to apply the second protective film 4 to the second face of the substrate sheet 18.
  • the material of the adhesive layer flows and takes the shape of the relief patterns, that is to say, it fills the hollows between the projections.
  • the Figures 17 and 18 schematically represent the protective film covering the microstructures 21.
  • the protective film 14 covers a surface of the substrate which is the total surface of one face of the substrate.
  • the protective film 14 covers a surface of the substrate which is only a part of the total surface of the face of the substrate.
  • Step 107 results in obtaining a multilayer (or laminate) assembly comprising the substrate sheet 18, the first film 3 and the second film 4.
  • each multilayer assembly comprising the substrate sheet 18, the first protective film 3 and the second protective film 4 is cut into a plurality of individual banknotes.

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Description

    DOMAINE DE L'INVENTION
  • L'invention concerne un procédé de fabrication d'un document de sécurité, tel qu'un billet de banque, et un document de sécurité obtenu par ce procédé.
    • ETAT DE LA TECHNIQUE
  • Afin de les protéger les documents de sécurités, tels que les billets de banque, contre la falsification, ces documents de sécurité sont généralement munis de signes de sécurité qui rendent le document de sécurité difficile à reproduire. Il existe différents types de signes de sécurité.
  • Parmi les signes de sécurité, les structures diffractives changeant d'apparence selon l'inclinaison (en anglais « Diffractive Optically Variable Image Devices » ou « DOVID ») sont des signes de sécurité incluant des structures optiques diffractives qui confèrent au signe de sécurité une apparence qui change de manière réversible, prévisible et reproductible en fonction des conditions d'observations ou d'éclairage du signe de sécurité.
  • Par exemple, un observateur qui examine le signe de sécurité voit des mouvements ou des changements de couleur du signe de sécurité lorsqu'il tourne ou qu'il incline le document de sécurité. Cet effet optique ne peut pas être reproduit en photocopiant le document de sécurité. Ainsi, l'effet optique produit par le signe de sécurité permet à l'observateur de s'assurer de manière simple et rapide que le document de sécurité est authentique.
  • Les DOVID incluent notamment les hologrammes de sécurité, dont l'utilisation est la plus répandue.
  • Ces signes de sécurité sont généralement fabriqués sous la forme d'un élément séparé, tel qu'une bande, un film, un patch et/ou un fil. L'élément séparé est ensuite rapporté ou fixé sur le substrat du document de sécurité lors de la fabrication du document de sécurité, par exemple par un procédé de transfert thermique, tel que par estampage à chaud (en anglais « hot stamping »).
  • Le signe de sécurité sous la forme d'un élément séparé est généralement constitué d'une superposition de plusieurs couches. Les couches incluent typiquement une couche d'adhésif permettant de fixer l'élément sur le substrat, une couche métallique destinée à réfléchir la lumière, une couche transparente embossée présentant des nanostructures ou des microstructures diffractives, une couche de protection, une couche de séparation et une couche de support.
  • Une fois l'élément séparé fixé sur le substrat du document de sécurité, la couche de support peut être retirée, grâce à la présence de la couche de séparation.
  • Lorsque la face du substrat sur laquelle est fixé le signe de sécurité est éclairée, le rayonnement lumineux se propage successivement dans la couche de protection, puis dans la couche transparente embossée, puis il est réfléchi par la couche métallique sous-jacente. Le rayonnement lumineux réfléchi se propage en sens inverse dans la couche transparente embossée puis dans la couche de protection vers l'oeil de l'observateur.
  • Les nanostructures ou microstructures de la couche embossée ont pour effet de diffracter le rayonnement lumineux, permettant de créer un effet optique qui varie en fonction de l'angle d'observation et/ou de l'angle d'illumination.
  • Un inconvénient de ces signes de sécurité est qu'ils présentent généralement une force d'adhésion au substrat limitée. Par exemple, des tests physico-chimiques ont pu montrer que la bande, le film, le patch ou le fil incorporant le signe de sécurité pouvait être décollé, après avoir été mis en contact avec de l'eau chaude. La bande, le film, le patch ou le fil peut ensuite être recollé sur un autre substrat.
  • De plus, les signes de sécurité sous forme d'éléments séparés doivent pouvoir être déposés au moyen d'une machine automatique permettant une dépose en continu sur une bande de substrat en défilement. En particulier, les signes de sécurité tels que les DOVIDs sont généralement déposés parallèlement au sens de défilement de la bande de substrat. De ce fait, ces signes de sécurité présentent nécessairement des formes géométriques et des dispositions spatiales sur le substrat qui sont limitées.
  • En outre, même s'il est possible de déposer plusieurs signes de sécurité sous forme d'éléments séparés en plusieurs endroits sur un même substrat, cela requiert de faire passer le substrat successivement dans plusieurs machines automatiques, chaque machine étant dédiée à la dépose d'un seul signe de sécurité. Ainsi, en pratique, le nombre de signes de sécurité sous forme d'éléments séparés est limité, et ils sont déposés dans des zone localisées prédéfinies du substrat.
  • Par ailleurs, on connaît des billets de banque à haute durabilité comprenant un substrat, un premier film de protection recouvrant une première face du substrat et un deuxième film de protection recouvrant une deuxième face du substrat.
  • Le document FR 2 991 627 décrit par exemple un procédé de fabrication d'un document de sécurité comprenant un substrat en papier, un premier film de protection en matériau polymère s'étendant sur une première face du substrat, et un deuxième film de protection en matériau polymère s'étendant sur une deuxième face du substrat. Le procédé peut comprendre une étape d'impression du substrat avec des motifs graphiques puis une étape de pelliculage consistant à appliquer les films de protection sur les faces du substrat.
  • Les films de protection permettent à la fois de renforcer la résistance mécanique du billet de banque et de protéger les faces du substrat qui sont imprimées de l'abrasion et des salissures. Ces films de protection permettent ainsi d'augmenter la durée de vie du billet de banque, en particulier dans des conditions de circulation difficiles (humidité élevée, température élevée, abrasion, salissures).
  • Il serait possible d'intégrer un signe de sécurité, tel qu'un DOVID, dans ce type de billet de banque, par exemple en le fixant sur l'un des films de protection grâce à la couche d'adhésif.
  • Cependant, dans ce cas, la fixation du signe de sécurité sur le film de protection par transfert thermique peut déformer le film de protection. De plus, il existe un risque que le signe de sécurité puisse être facilement décollé du film de protection.
  • Pour les raisons exposées précédemment, il serait plutôt souhaitable de fixer l'élément séparé (bande, film, patch ou fil) directement sur le substrat, avant l'application du film de protection. De cette manière, le signe de sécurité serait disposé entre le substrat et le film de protection, afin d'empêcher que le signe de sécurité ne puisse être facilement décollé. De plus, de cette manière, le signe de sécurité serait également protégé de l'abrasion et des salissures par le film de protection, ainsi que du pliage, de la déchirure et des sollicitations mécaniques lors de la circulation du document de sécurité.
  • Toutefois, même dans ce cas, il serait toujours possible d'enlever le film de protection et ensuite de décoller le signe de sécurité.
  • GB 2 566 975 A décrit le préambule de la revendication 1.
    • RESUME DE L'INVENTION
  • Un but de l'invention est de proposer un procédé permettant de fabriquer un document de sécurité muni d'un signe de sécurité incluant des structures optiques diffractives, qui ne puisse pas être facilement décollé et qui soit résistant à l'abrasion et aux salissures, ainsi qu'au pliage, à la déchirure et aux sollicitations mécaniques lors de la circulation du document de sécurité.
  • Ce but est atteint dans le cadre de la présente invention grâce à un procédé de fabrication d'un document de sécurité, comprenant des étapes de :
    1. a - former des microstructures dans un substrat par pressage d'une matrice présentant des microreliefs contre une surface du substrat, les microstructures présentant en alternance des saillies et des creux,
    2. b - revêtir les microstructures d'une couche à saut d'indice afin que les microstructures revêtues puissent renvoyer un rayonnement lumineux incident, la couche à saut d'indice présentant une épaisseur inférieure à une profondeur des microreliefs, et
    3. c - recouvrir la surface du substrat, y compris les microstructures revêtues de la couche à saut d'indice, par un film de protection en matériau polymère, le film de protection comprenant une couche en matériau polymère et une couche d'adhésif, de sorte que la couche d'adhésif remplit au moins partiellement les creux et épouse les saillies des microstructures revêtues de la couche à saut d'indice,
    dans lequel la couche à saut d'indice présente un indice de réfraction différent d'un indice de réfraction du matériau polymère du film de protection.
  • Dans le procédé proposé, le pressage réalisé à l'étape a permet à la fois de former les microstructures et de réduire la rugosité du substrat, ce qui permet d'obtenir lors de l'étape b une couche à saut d'indice de bonne qualité (c'est-à-dire une couche à saut d'indice lisse, fine et uniforme).
  • De cette manière, les microstructures sont formées directement dans le substrat.
  • En conséquence, le signe de sécurité ne peut pas être séparé du substrat.
  • De plus, les microstructures et la couche à saut d'indice sont protégées par le film de protection en matériau polymère, de manière à préserver le signe de sécurité de l'abrasion et des salissures. Le signe de sécurité est également protégé des sollicitations mécaniques, lui conférant une meilleure durabilité en circulation, et plus particulièrement dans des environnements sévères.
  • De plus, si le film de protection en matériau polymère est décollé, le signe de sécurité est altéré, voire détruit.
  • Enfin, comme l'étape b est réalisée après l'étape a, le pressage ne risque pas d'endommager la couche à saut d'indice, et la couche à saut d'indice ne risque pas de salir la matrice servant à former les microstructures.
  • Le procédé proposé peut en outre présenter les particularités suivantes :
    • lors de l'étape a, le substrat est soumis à une pression comprise entre 10 et 100 MPa, de préférence entre 20 et 50 MPa,
    • le pressage de l'étape a est réalisé par embossage, gaufrage ou estampage,
    • le pressage de l'étape a est réalisé par embossage à une température comprise entre 23 et 100 degrés Celsius, de préférence égale à environ 90 degrés Celsius,
    • les microstructures présentent un profil symétrique ou un profil asymétrique par rapport à une direction normale à la surface du substrat,
    • les microstructures présentent une profondeur comprise entre 1 micromètre et 100 micromètres, de préférence entre 5 et 50 micromètres, par exemple entre 10 et 35 micromètres,
    • les microstructures présentent une période spatiale constante ou une période spatiale variable qui varie le long de la surface du substrat,
    • les microstructures présentent une période spatiale comprise entre 1 et 500 micromètres, de préférence entre 20 et 150 micromètres,
    • les microstructures sont propre à renvoyer le rayonnement lumineux incident selon un ou plusieurs angles privilégiés de diffraction de sorte que lorsque le document de sécurité est observé par un observateur selon l'un de ces angles privilégiés de diffraction, l'observateur perçoit un premier motif donné, et lorsque le document de sécurité est observé par l'observateur selon un autre de ces angles privilégiés de diffraction, l'observateur perçoit un deuxième motif, différent du premier motif,
    • le substrat comprend une première face et une deuxième face, opposée à la première face, et dans lequel les microstructures sont formées dans une surface de la première face du substrat, le procédé comprenant une étape additionnelle d'imprimer un motif imprimé sur la deuxième face du substrat en registre avec les microstructures, ou sur la première face du substrat, entre le substrat et la couche à saut d'indice,
    • la couche à saut d'indice présente un indice de réfraction inférieur ou supérieur à un indice de réfraction d'une couche du substrat dans laquelle sont formées les microstructures,
    • la couche à saut d'indice présente un indice de réfraction compris entre 0,9 et 1,2 à une longueur d'onde de 532 nanomètres, ou un indice de réfraction compris entre 1,7 et 2,4 à une longueur d'onde de 532 nanomètres,
    • la couche à saut d'indice présente un indice de brillance supérieur à 70 unités de brillances, mesuré à 60 degrés selon la norme NF EN ISO 2813,
    • lors de l'étape b, la couche à saut d'indice est déposée sur le substrat par impression par flexographie, par impression par sérigraphie, par impression Offset ou par impression numérique, par exemple par impression jet d'encre,
    • la surface du substrat présente une première zone dans laquelle sont présentes les microstructures et une deuxième zone dépourvue de microstructures, la couche à saut d'indice étant déposée en registre avec la première zone, ou recouvre à la fois la première zone et une partie de la deuxième zone, ou recouvre partiellement la première zone,
    • la couche à saut d'indice est continue ou discontinue dans la première zone,
    • la couche à saut d'indice comprend des particules réfléchissantes, et dans lequel les particules sont des particules métalliques, tels que des particules d'argent ou d'aluminium, ou des particules constituées d'un matériau à haut indice de réfraction,
    • la couche à saut d'indice comprend des pigments colorés,
    • le procédé comprend une étape supplémentaire de déposer une couche additionnelle comprenant des pigments colorés entre la couche à saut d'indice et le film de protection en matériau polymère,
    • la couche à saut d'indice est déposée sur le substrat en une quantité comprise entre 0,2 et 8 grammes par mètre carré, de préférence entre 1,5 et 3 grammes par mètre carré,
    • lors de l'étape c, le film de protection en matériau polymère recouvre la totalité d'une première face du substrat,
    • lors de l'étape c, un autre film de protection en matériau polymère est appliqué sur le substrat de sorte que l'autre film de protection recouvre la totalité d'une deuxième face du substrat, opposée à la première face,
    • après l'étape c, le substrat recouvert du ou des film(s) de protection en matériau polymère présente un grammage compris entre 50 et 130 grammes par mètre carré,
    • le substrat comprend une couche de papier et, lors de l'étape a, les microstructures sont formées dans la couche de papier par déformation de la couche de papier,
    • la couche de papier comprend des fibres végétales, telles que des fibres de cellulose ou des fibres de plantes annuelles, telles que des fibres de coton, auxquelles peuvent être ajoutées des fibres en matière synthétique, telles que des fibres en polyamide ou en polyester,
    • lors l'étape a, le pressage de la matrice contre la surface du substrat crée des différences de densité des fibres à l'intérieur de la couche de papier, les différences de densités formant, éventuellement en combinaison avec la couche à saut d'indice, un pseudo-filigrane,
    • la couche de papier présente un grammage compris entre 50 et 90 grammes par mètre carré,
    • le procédé comprend une étape préalable, avant l'étape a, d'imprégner la couche de papier avec une dispersion aqueuse comprenant un polymère ou un prépolymère, tel qu'un polymère acrylique ou acrylate ou un polyuréthane ou un alcool polyvinylique (PVOH) ou un polychlorure de vinylidène (PVDC),
    • la couche de papier est imprégnée en surface ou en masse d'une quantité de dispersion aqueuse comprise entre 4 et 15 grammes par mètre carré en poids de matière sèche.
  • L'invention concerne également un document de sécurité obtenu par un procédé tel que défini précédemment.
  • Le document de sécurité peut être un billet de banque.
    • PRESENTATION DES DESSINS
  • D'autres caractéristiques et avantages ressortiront encore de la description qui suit, laquelle est purement illustrative et non limitative et doit être lue en regard des dessins annexés, parmi lesquels :
    • la figure 1 représente de manière schématique un billet de banque conforme à un premier mode de réalisation de l'invention,
    • la figure 2 représente de manière schématique un billet de banque conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention,
    • la figure 3 est une vue en coupe, représentant de manière schématique un premier exemple de microstructures faisant partie du signe de sécurité,
    • la figure 4 est une vue en coupe, représentant de manière schématique un deuxième exemple microstructures faisant partie du signe de sécurité,
    • la figure 5 représente de manière schématique un premier signe de sécurité conforme à un premier mode de réalisation de l'invention,
    • les figures 5A et 5B illustrent de manière schématique deux exemples de microstructures pouvant faire partie du premier signe de sécurité de la figure 4,
    • la figure 6 représente de manière schématique un deuxième signe de sécurité conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention,
    • la figure 7 représente de manière schématique un troisième signe de sécurité conforme à un troisième mode de réalisation de l'invention,
    • les figures 7A à 7D représentent de manière schématique des microstructures du troisième signe de sécurité de la figure 7,
    • les figures 8A et 8B représentent de manière schématique un quatrième signe de sécurité conforme à un quatrième mode de réalisation de l'invention,
    • les figures 9A et 9B représentent de manière schématique un sixième signe de sécurité conforme à un sixième mode de réalisation de l'invention,
    • la figure 10 représente de manière schématique un cinquième signe de sécurité conforme à un septième mode de réalisation de l'invention,
    • la figure 11 représente de manière schématique un cinquième signe de sécurité conforme à un huitième mode de réalisation de l'invention,
    • la figure 12 représente de manière schématique des étapes d'un procédé de fabrication d'un billet de banque conforme à un mode de mise en oeuvre de l'invention,
    • la figure 13 représente le substrat dans lequel ont été formées les microstructures,
    • les figures 14 à 16 représentent le substrat après l'étape de dépôt d'une couche à saut d'indice,
    • les figures 17 et 18 représentent le substrat après l'étape d'application d'un film de protection.
    DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION
  • Sur la figure 1, le billet de banque 1 représenté comprend un substrat 2, un premier film de protection 3 et un deuxième film de protection 4.
  • Le substrat 2 peut consister en une ou plusieurs couches de matériaux. Les matériaux des différentes couches peuvent être identiques ou différents.
  • Le substrat 2 peut être un substrat « standard » (ou « mono-matériau ») ou un substrat composite (ou « multi-matériaux »).
  • Parmi les substrats standards, le « substrat papier » est un substrat mono-jet ou multi-jet, ne comprenant pour matière première principale que du papier. Le papier peut être adjuvé de différents composants connus de l'homme du métier pour en améliorer les propriétés physiques, optiques et/ou mécaniques. Ces composants sont ajoutés à l'étape de préparation de la pâte à papier ou par des techniques d'enduction une fois la feuille de papier formée.
  • Les substrats standard incluent également le « substrat polymère », qui est un substrat monocouche ou multicouche, ne comprenant pour matière première principale que du polymère. Le polymère peut être adjuvé de différents composants pour en améliorer les propriétés physiques, optiques et/ou mécaniques. Ces composants sont ajoutés en masse ou après formation de la feuille de polymère, comme un primer d'adhésion transparent, semi-transparent ou opaque.
  • À la différence des substrats standards, les « substrats composites » sont des substrats multicouches et multi-matériaux. Ces substrats comprennent de manière générale une ou plusieurs couches de papier et une ou plusieurs couches de polymère.
  • Dans l'exemple illustré sur la figure 1, le substrat 2 comprend une couche unique de papier 11. La couche de papier 11 présente une première face 5 et une deuxième face 6, opposée à la première face 5.
  • La première face 5 est imprégnée en surface d'une première composition d'imprégnation 12. La deuxième face 6 est imprégnée en surface d'une deuxième composition d'imprégnation 13. La première composition d'imprégnation 12 et la deuxième composition d'imprégnation 13 comprennent un polymère, tel que par exemple un polymère acrylique ou acrylate ou un polyuréthane ou un alcool polyvinylique (PVOH) ou un polychlorure de vinylidène (PVDC), permettant d'améliorer la cohésion de surface de la couche de papier 11. Ces polymères peuvent être utilisés seuls ou en mélange, éventuellement additivités d'un agent réticulant. Ces compositions d'imprégnation 12 et 13 peuvent permettre de réduire la rugosité de surface et d'augmenter la brillance du substrat.
  • Alternativement, le substrat 2 peut être imprégné en masse d'une composition d'imprégnation : c'est-à-dire que la composition d'imprégnation pénètre dans la totalité du volume du substrat 2, et non seulement en surface.
  • La couche de papier 11 peut comprendre des fibres végétales, telles que des fibres de cellulose ou des fibres de plantes annuelles, telles que des fibres de coton, auxquelles peuvent être ajoutées des fibres en matière synthétique, telles que par exemple des fibres en polyamide, en polyester, en (PVA), en (PE) ou en (PP) ou encore des fibres multi-composant (formées par un assemblage de plusieurs de ces composants distincts).
  • La couche de papier 11 présente de préférence un grammage compris entre 50 et 90 grammes par mètre carré.
  • La couche de papier 11 peut être mono-jet ou multi-jet.
  • La couche de papier 11 peut en outre comprendre un ou plusieurs additif(s) destiné(s) à améliorer les propriétés physiques, optiques et/ou mécaniques du papier. Ces additifs peuvent être ajoutés en masse dans la pâte à papier avant la formation de la couche de papier, ou être appliqués sur les faces de la couche de papier, après la formation de la couche de papier.
  • En particulier, la couche de papier 11 peut comprendre un additif de résistance à l'état humide, des charges, un agent de collage en masse et/ou des pigments.
  • Alternativement, dans le cas d'un substrat 2 composite, le substrat 2 peut être obtenu par la superposition de plusieurs couches formées dans des matériaux différents. Le substrat 2 comprend par exemple une ou plusieurs couche(s) de polymère associée(s) à une ou plusieurs couche(s) de papier.
  • Le substrat 2 peut être imprimé avec une pluralité de motifs graphiques. Chaque motif graphique correspond à un billet de banque.
  • Les motifs graphiques peuvent inclure des caractéristiques d'identification, par exemple un motif imprimé, tel qu'un numéro de série associé à au billet de banque, des indications de la valeur faciale du billet de banque et/ou une indication d'une devise.
  • De plus, le billet de banque 1 peut comprendre des signes de sécurité fixés sur ou intégré dans le substrat 2 tels qu'un fil de sécurité, un filigrane, une encre fluorescente, une encre iridescente, une encre optiquement variable, etc.
  • Dans l'exemple illustré sur la figure 1, le premier film de protection 3 recouvre la totalité de la première face 5 de la couche de papier 11. De même, le deuxième film de protection 4 recouvre la totalité de la deuxième face 6 de la couche de papier 11. Ainsi les films de protection 3 et 4 protègent les motifs graphiques et les signes de sécurité de l'abrasion et de la salissure. Les films de protection 3 et 4 renforcent également la résistance mécanique du billet de banque 1.
  • Chaque film de protection 3 et 4 comprend une couche en matériau polymère 14 et une couche d'adhésif 15 permettant de solidariser le film de protection avec le substrat 2.
  • La couche en matériau polymère 14 est par exemple en polypropylène. La couche en matériau polymère 14 présente une épaisseur comprise entre 1 et 100 µm, préférentiellement entre 5 et 50 µm, préférentiellement entre 5 et 30 µm.
  • La couche d'adhésif 15 peut comprendre un adhésif thermofusible, tel qu'un copolymère d'éthylène-acétate de vinyle, ou un adhésif réticulable, par exemple un adhésif contenant un agent réticulant par réaction avec l'air ambiant, tel qu'un polyuréthane réticulable, ou un adhésif photoréticulable, dont la réticulation est provoquée par l'exposition à rayonnement UV, ou un adhésif à base aqueuse ou un adhésif à base d'un solvant non-aqueux.
  • Le billet de banque 1 illustré sur la figure 1 comprend en outre un signe de sécurité optiquement variable 7. Le signe de sécurité 7 comprend des microstructures diffractives permettant au signe de sécurité 7 de changer d'apparence pour l'observateur en fonction de l'inclinaison ou de l'orientation du document de sécurité 1 par rapport à l'oeil de l'observateur et/ou par rapport à une source lumineuse.
  • Sur la figure 2, le substrat 2 est identique au substrat de la figure 1.
  • Dans l'exemple illustré sur la figure 2, le premier film de protection 3 recouvre une partie seulement de la première face 5 de la couche de papier 11.
  • De plus, le billet de banque ne comprend pas de deuxième film de protection 4 recouvrant la deuxième face 6 de la couche de papier 11.
  • Le film de protection 3 protège le signe de sécurité optiquement variable 7 de l'abrasion et de la salissure.
  • Comme dans l'exemple de la figure 1, sur la figure 2, le film de protection 3 comprend une couche en matériau polymère 14 et une couche d'adhésif 15 permettant de solidariser le film de protection avec le substrat 2.
  • Les figures 3 et 4 représentent de manière schématique deux exemples de microstructures 21 faisant partie du signe de sécurité 7. Les microstructures 21 sont des motifs formés par des reliefs en saillie et/ou en creux ayant été obtenus par déformation de la surface du substrat 2. Plus précisément, les microstructures 21 présentent en alternance des saillies et des creux.
  • Dans le premier exemple illustré sur la figure 3, les microstructures 21 sont des microstructures binaires, c'est-à-dire que les motifs en relief ne présentent que deux niveaux de profondeur, à savoir : un niveau inférieur et un niveau supérieur.
  • Dans le premier exemple de la figure 3, les motifs en reliefs présentent un profil en créneaux. Autrement dit, les microstructures 21 présentent des facettes 22 qui sont orientées parallèlement à une face du substrat 2.
  • Dans le deuxième exemple illustré sur la figure 4, les microstructures 21 sont des microstructures multiniveaux, c'est-à-dire que les motifs en relief comprennent un nombre de niveaux de profondeur supérieur à 2. Plus précisément, dans l'exemple illustré sur la figure 4, les motifs en reliefs présentent une pluralité de niveaux.
  • Dans le deuxième exemple de la figure 4, les motifs en reliefs présentent un profil en dent de scie. Autrement dit, les microstructures 21 présentent des facettes 23 inclinées qui sont orientées en formant un angle α non-nul et non-droit avec une face du substrat 2.
  • Chaque motif en relief présente une profondeur h comprise entre 1 micromètre et 100 micromètres, préférentiellement entre 5 et 50 micromètres, par exemple entre 10 et 35 micromètres.
  • Les motifs en relief sont périodiques et présentent une période spatiale (ou un pas) A comprise entre 1 et 500 micromètres, de préférence entre 20 et 150 micromètres.
  • De plus, les microstructures 21 sont revêtues d'une couche à saut d'indice 16.
  • La couche à saut d'indice 16 peut comprendre une encre formée d'un liant et de particules réfléchissantes dispersées dans le liant. Les particules réfléchissantes peuvent être des particules métalliques, tels que des particules d'argent ou d'aluminium par exemple.
  • La couche à saut d'indice 16 peut également comprendre des pigments colorés. Les pigments colorés peuvent être dispersés dans le liant.
  • Alternativement, les microstructures 21 peuvent être revêtues d'une couche additionnelle comprenant des pigments colorés. La couche additionnelle recouvre la couche à saut d'indice 16.
  • La couche à saut d'indice 16 présente une épaisseur inférieure aux dimensions des motifs en reliefs. Plus précisément, la couche à saut d'indice 16 présente une épaisseur inférieure à la profondeur h des microstructures 21, par exemple inférieure à 0,25 fois la profondeur des microstructures. De plus, l'épaisseur de la couche à saut d'indice 16 est inférieure à la période spatiale A des microstructures 21. A cet effet, l'encre peut être déposée dans une quantité comprise entre 0,1 et 5 grammes par mètre carré, par exemple environ 2,5 grammes par mètre carré, soit approximativement 2,5 micromètres d'épaisseur d'encre.
  • Comme illustré sur les figures 3 et 4, les motifs en reliefs sont noyés dans la couche d'adhésif 15, c'est-à-dire que la couche d'adhésif 15 remplit complètement les creux et épouse les saillies des reliefs. La couche d'adhésif 15 présente de préférence une épaisseur supérieure à la profondeur h des microstructures 21. Par exemple, l'épaisseur de la couche d'adhésif 15 peut être égale à environ 15 µm.
  • La couche de papier 11 présente un premier indice de réfaction n1, la couche d'enduction 12 présente un deuxième indice de réfraction n2, la couche à saut d'indice 16 présente un troisième indice de réfraction n3, et le film de protection 14 et la couche d'adhésif 15 présentent un quatrième indice de réfraction n4, tels que : n1 ≈ n2 ≈ n4 > n3
    Figure imgb0001
  • Par exemple, pour une longueur d'onde de 532 nanomètres :
    • n2 peut être égal à 1,4,
    • n3 peut être compris entre 0,9 et 1,2 pour une couche à saut d'indice 16 formée d'une composition comprenant des particules métalliques, et
    • n4 peut être compris entre 1,49 et 1,65.
  • Les particules métalliques, tels que l'or, l'argent, le cuivre et l'aluminium, ont généralement un indice de réfraction inférieur à 1,2 (par exemple les particules d'aluminium ont un indice de réfraction égal à 0,93 pour une longueur d'onde de 532 nanomètres).
  • Alternativement, la couche de papier 11 présente un premier indice de réfaction n1, la couche d'enduction 12 présente un deuxième indice de réfraction n2, la couche à saut d'indice 16 présente un troisième indice de réfraction n3, et le film de protection 14 et la couche d'adhésif 15 présentent un quatrième indice de réfraction n4, tels que : n1 ≈ n2 ≈ n4 < n3
    Figure imgb0002
  • Par exemple, pour une longueur d'onde de 532 nanomètres :
    • n2 peut être égal à 1,4,
    • n3 peut être supérieur à 1,5, par exemple compris entre 1,7 et 2,4 pour une couche à saut d'indice 16 formée d'une composition comprenant des particules en un matériau à haut indice de réfraction, et
    • n4 peut être compris entre 1,49 et 1,65.
  • Comme illustré sur les figures 3 et 4, lorsque le signe de sécurité 7 est éclairé par une source lumineuse, le rayonnement incident R1 émis par la source lumineuse se propage successivement à travers le film de protection 14 et à travers la couche adhésive 15, puis il est renvoyé par la couche à saut d'indice 16 qui recouvre les microstructures
  • Le rayonnement réfléchi R2 se propage successivement à travers la couche adhésive 15 et le film de protection 14.
  • Dans le cas de microstructures binaires telles que celles qui sont illustrées sur la figure 3, chaque motif renvoie la lumière de manière symétrique par rapport à un axe orthogonal à la face du substrat 2.
  • Dans le cas de microstructures multiniveaux telles que celles qui sont illustrées sur la figure 4, chaque motif renvoie la lumière de manière dissymétrique par rapport à un axe orthogonal à la face du substrat 2.
  • Toutefois, du fait de leurs dimensions (notamment leur profondeur et/ou leur période), les microstructures forment un réseau de diffraction. Les rayons sont renvoyés dans plusieurs directions par les différents motifs en reliefs de sorte que les rayons réfléchis créent entre eux des interférences qui donnent au signe de sécurité une apparence différente en fonction de l'angle ou de l'orientation avec lequel il est observé.
  • En jouant sur la période, la profondeur, la densité et l'orientation des microstructures, il est possible de générer des effets optiques diffractifs réversibles, prévisibles et reproductibles.
  • La figure 5 représente de manière schématique un premier signe de sécurité 7 conforme à un premier mode de réalisation de l'invention.
  • Dans ce premier mode de réalisation, le signe de sécurité 7 présente plusieurs zones. Dans chaque zone, le substrat présente des microstructures. Les microstructures d'une première zone s'étendent selon une première direction longitudinale et les microstructures d'une deuxième zone s'étendent selon une deuxième direction longitudinale différente de la première direction longitudinale. Autrement dit, les microstructures s'étendent selon des directions longitudinales qui diffèrent d'une zone à l'autre.
  • Dans l'exemple illustré sur la figure 5A, les microstructures sont des microstructures multiniveaux.
  • Dans l'exemple illustré sur la figure 5B, les microstructures sont les microstructures binaires.
  • La première zone la plus au centre du signe de sécurité 7 présente des microstructures ayant une direction longitudinale orientée avec un premier angle β1 (par exemple 30°) par rapport à une direction de référence.
  • La deuxième zone qui entoure immédiatement la première zone présente des microstructures ayant une direction longitudinale orientée avec un deuxième angle β2 (par exemple 20°) par rapport à la direction de référence.
  • La troisième zone qui entoure immédiatement la première zone présente des microstructures ayant une direction longitudinale orientée avec un troisième angle β3 (par exemple 10°) par rapport à la direction de référence.
  • Et ainsi de suite de sorte que la n-ième zone qui entoure immédiatement la n-1ième zone présente des microstructures ayant une direction longitudinale orientée avec un n-ième angle βn par rapport à la direction de référence, inférieur à l'angle βn-1.
  • Du fait de leurs orientations selon des directions différentes, les microstructures présentent des angles privilégiés de diffraction selon des directions différentes.
  • Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 5, les différentes zones apparaissent comme présentant des niveaux de brillance différents, allant du plus brillant au moins brillant lorsque l'on parcourt les zones successives depuis le centre du signe de sécurité vers la périphérie du signe de sécurité.
  • Cependant, en tournant le billet de banque 1 dans un premier sens (flèche I) dans le plan du substrat (autour de l'axe Z), les niveaux de brillance varient et le niveau maximum de brillance se déplace du centre vers la périphérie. Inversement, en tournant le billet de banque 1 dans un deuxième sens (flèche II) dans le plan du substrat, opposé au premier sens, les niveaux de brillance varient et le niveau maximum de brillance se déplace de la périphérie vers le centre.
  • La figure 6 représente de manière schématique un deuxième signe de sécurité 7 conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention.
  • Dans ce deuxième mode de réalisation, le signe de sécurité 7 présente plusieurs zones. Dans chaque zone, le substrat présente des microstructures.
  • La première zone Z1 du signe de sécurité 7 présente des premières microstructures ayant des facettes présentant un premier angle d'inclinaison α1 par rapport à une direction orthogonale aux faces du substrat.
  • La deuxième zone Z2 du signe de sécurité 7 présente des deuxièmes microstructures ayant des facettes orientées de manière symétriques par rapport aux facettes des premières microstructures. Autrement dit, les deuxièmes microstructures ont des facettes présentant un deuxième angle d'inclinaison α2 par rapport la direction orthogonale aux faces du substrat, tel que α2 = - α1.
  • Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 6, la première zone et la deuxième zone apparaissent comme présentant des niveaux de brillance différents, pour un observateur qui examine le signe de sécurité.
  • Cependant, en inclinant le billet de banque dans un premier sens (flèche III) autour d'un axe parallèle aux faces du substrat (par exemple un axe longitudinal X du billet de banque), la première zone apparaît plus brillante que la deuxième zone pour l'observateur immobile, tandis qu'en inclinant le billet de banque dans un deuxième sens (flèche IV), opposé au premier sens, la deuxième zone apparaît plus brillante que la première zone.
  • La figure 7 représente de manière schématique un troisième signe de sécurité conforme à un troisième mode de réalisation de l'invention.
  • Dans ce troisième mode de réalisation, le signe de sécurité 7 comprend des microstructures 21 de forme circulaire. Les microstructures 21 sont disposées les unes autour des autres de manière concentriques.
  • De plus, les microstructures sont orientées avec des angles qui varient de manière monotone en s'éloignant du centre du signe de sécurité.
  • Par ailleurs, les microstructures 21 sont espacées avec une période, mesurée selon une direction radiale, qui varie de manière monotone en s'éloignant du centre du signe de sécurité. En l'espèce, la période diminue lorsque l'on s'éloigne du centre du signe de sécurité.
  • La figure 7A montre de manière schématique les microstructures 21 du signe de sécurité 7 de la figure 7.
  • La figure 7B montre le profil des microstructures les plus proches du centre du signe de sécurité 7, c'est-à-dire les microstructures s'étendant selon un anneau ayant le plus petit diamètre.
  • La figure 7C montre le profil des microstructures les plus éloignées du centre du signe de sécurité 7, c'est-à-dire les microstructures s'étendant selon un anneau ayant le plus grand diamètre.
  • Dans l'exemple des figures 7A à 7C, l'inclinaison des reliefs formant les microstructures augmente en même temps que le diamètre des anneaux formés par les microstructures.
  • Dans le mode de réalisation de la figure 7, le signe de sécurité apparaît plus brillant dans une zone s'étendant le long d'un diamètre du signe de sécurité.
  • En inclinant le billet de banque dans un premier sens (flèche V) autour d'un axe parallèle aux faces du substrat (par exemple un axe transversal Y du billet de banque), la zone la plus brillante se déplace en tournant autour du centre selon un premier sens de rotation, pour l'observateur immobile.
  • En inclinant le billet de banque dans un deuxième sens (flèche VI) autour de l'axe Y, la zone la plus brillante se déplace en tournant autour du centre selon un deuxième sens de rotation, opposé au premier sens de rotation, pour l'observateur immobile.
  • De plus, la variation de la période procure un effet de relief optique, c'est-à-dire que le signe de sécurité est perçu par l'observateur comme étant en trois dimensions. Si la période est constante, l'effet décrit reste le même, cependant le signe de sécurité n'est pas perçu par l'observateur comme étant en trois dimensions.
  • La figure 7D illustre une variante du signe de sécurité des figures 7A à 7C, dans laquelle les microstructures sont des microstructures binaires.
  • Les figures 8A et 8B représentent de manière schématique un quatrième signe de sécurité conforme à un quatrième mode de réalisation de l'invention.
  • Dans ce quatrième mode de réalisation, le signe de sécurité 7 présente plusieurs zones. Dans chaque zone, le substrat présente des microstructures.
  • Dans l'exemple de la figure 8A, la première zone Z1 du signe de sécurité 7 présente des premières microstructures ayant des facettes dont les angles d'inclinaison varient de manière croissante depuis un axe central (axe X) en s'éloignant de l'axe central.
  • De plus, les premières microstructures présentent une période qui varie de manière monotone en s'éloignant de l'axe central. Plus précisément, la période des premières microstructures décroit lorsque l'on s'éloigne de l'axe central.
  • La deuxième zone Z2 du signe de sécurité 7 présente des deuxièmes microstructures ayant des facettes dont les angles d'inclinaison varient de manière décroissante depuis l'axe central X en s'éloignant de l'axe central.
  • De plus, les deuxièmes microstructures présentent une période qui varie de manière monotone en s'éloignant de l'axe central. Plus précisément, la période des deuxièmes microstructures décroit lorsque l'on s'éloigne de l'axe central.
  • Ainsi, la première zone Z1 apparaît plus sombre à proximité de l'axe X tandis qu'elle apparaît plus claire loin de l'axe X, pour un observateur. A l'inverse, la deuxième zone Z2 apparaît plus claire à proximité de l'axe X tandis qu'elle apparaît plus sombre loin de l'axe X.
  • En inclinant le billet de banque dans un premier sens autour de l'axe X, le reflet dans la première zone Z1 se déplace et parcourt la première zone dans un premier sens en se rapprochant de l'axe X, tandis que le reflet dans la deuxième zone Z2 parcourt la deuxième zone dans un deuxième sens, opposé au premier sens, en s'éloignant de l'axe X.
  • Dans l'exemple de la figure 8B, la première zone Z1 du signe de sécurité 7 et la deuxième zone Z2 du signe de sécurité présentent chacune des microstructures ayant des facettes dont les angles d'inclinaison varient de manière décroissante depuis un axe central (axe X) en s'éloignant de l'axe central.
  • De plus, les microstructures présentent une période qui varie de manière monotone en s'éloignant de l'axe central. Plus précisément, la période des microstructures décroit lorsque l'on s'éloigne de l'axe central.
  • En inclinant le billet de banque dans le premier sens autour de l'axe X, le reflet dans la première zone Z1 et le reflet dans la deuxième zone Z2 se déplacent en parcourant respectivement la première zone et la deuxième zone en s'éloignant de l'axe X.
  • La figure 9 représente de manière schématique un cinquième signe de sécurité 7 conforme à un cinquième mode de réalisation de l'invention.
  • Dans ce cinquième mode de réalisation, le billet de banque 1 comprend le signe de sécurité 7 et un motif imprimé 8.
  • Le signe de sécurité 7 comprend des microstructures formées dans une surface de la première face 5 du substrat 2 (ou recto). Le motif imprimé 8 est imprimé sur la deuxième face 6 du substrat 2 (ou verso), opposée à la première face 5.
  • Alternativement, le motif imprimé 8 peut être imprimé sur la première face 5 du substrat 2 (ou recto), entre le substrat 2 et la couche à saut d'indice 16.
  • Ainsi, lorsqu'un observateur O observe le signe de sécurité 7 selon un premier angle, le signe de sécurité 7 renvoie la lumière vers l'observateur O, de sorte que le signe de sécurité 7 masque la présence du motif imprimé 8.
  • Lorsque l'observateur observe le signe de sécurité 7 selon un deuxième angle, différent du premier angle, l'effet réfléchissant du signe de sécurité est moins intense, de sorte que le signe de sécurité 7 laisse apparaître le motif imprimé 8 en transparence à travers le substrat 2 (si le motif est imprimé au verso) ou à travers la couche à saut d'indice 16 (si le motif est imprimé au recto).
  • La figure 10 représente de manière schématique un sixième signe de sécurité conforme à un sixième mode de réalisation de l'invention.
  • Dans ce sixième mode de réalisation, le billet de banque 1 comprend le signe de sécurité 7. Le signe de sécurité 7 comprend des microstructures formées dans une surface de la première face 5 du substrat 2.
  • De plus, le signe de sécurité 7 forme un pseudo-filigrane 9 lorsqu'il est observé en transmission. En effet, lors de la fabrication du billet de banque, l'étape de pressage de la couche de papier 11 crée des différences de densité des fibres à l'intérieur de la couche de papier 11. Ces différences de densité, associées à la présence de la couche à saut d'indice 16, créent un effet visuel semblable à celui d'un filigrane.
  • Ainsi, lorsqu'un observateur O observe le signe de sécurité 7 selon un premier angle, le signe de sécurité 7 masque la lumière transmise vers l'observateur O, de sorte que le signe de sécurité 7 masque la présence du pseudo-filigrane 9.
  • Lorsque l'observateur observe le signe de sécurité 7 selon un deuxième angle, différent du premier angle, l'intensité de la lumière transmise à travers le signe de sécurité est plus importante, de sorte que le signe de sécurité 7 laisse apparaître le pseudo-filigrane 9 en transparence à travers le substrat 2.
  • La figure 11 représente de manière schématique un cinquième signe de sécurité 7 conforme à un septième mode de réalisation de l'invention.
  • Dans ce septième mode de réalisation, le signe de sécurité 7 présente plusieurs zones.
  • Dans l'exemple de la figure 11, certaines zones Z1 du signe de sécurité 7 présentent des microstructures ayant des facettes présentant une première rugosité de surface. D'autres zones Z2 du signe de sécurité 7 ne présentent pas de microstructures. Contrairement aux zones Z1, les zones Z2 n'ont pas été soumises à une pression, de sorte qu'elles présentent une deuxième rugosité de surface, différente de la première rugosité.
  • Par exemple, la deuxième rugosité est supérieure à la première rugosité.
  • Ainsi, le signe de sécurité 7 apparaît plus mat dans les deuxièmes zones Z2 et plus brillant dans les premières zones Z1.
  • La figure 12 représente de manière schématique des étapes d'un procédé de fabrication 100 de billets de banque, conforme à un mode de mise en oeuvre de l'invention.
  • Selon une étape 101, le substrat est fabriqué. Dans le cas d'un substrat 2 formé d'une couche unique de papier 11, le substrat est fabriqué sous la forme d'une bande continue de papier 17 sur une machine à papier. La bande continue de papier 11 est imprégnée sur chacune de ses faces d'une composition d'imprégnation 12, 13.
  • Selon une étape 102, la bande continue de substrat est découpée en une pluralité de feuilles de substrat 18 séparées.
  • Selon une étape 103, chaque feuille de substrat individuelle 18 est imprimée sur chacune de ses faces avec une pluralité de motifs graphiques. Chaque motif graphique correspond à un billet de banque.
  • Selon une étape 104, des microstructures 21 sont formées dans chaque feuille de substrat individuelle.
  • A cet effet, une matrice 33 présentant des microreliefs en saillie et/ou en creux est pressée contre une surface de la feuille de substrat 18.
  • Lors de cette étape, le substrat peut être soumis à une pression comprise entre 10 et 100 Mégapascals (MPa), de préférence entre 20 et 50 MPa.
  • Le pressage peut être réalisé par embossage, gaufrage ou estampage.
  • Par exemple, le pressage est réalisé par embossage à une température comprise entre 20 et 100 degrés Celsius, de préférence à une température supérieure à environ 80 degrés, par exemple égale à environ 90 degrés Celsius. La feuille de substrat 18 est entraînée en défilement entre un premier cylindre 31 et un deuxième cylindre 32. Le premier cylindre 31 porte la matrice 33 présentant les microreliefs en saillie et/ou creux. Le deuxième cylindre 32 est un cylindre de contre pression. Le premier cylindre 31 et le deuxième cylindre 32 sont entraînés en rotation. À chaque tour du premier cylindre 31, la matrice 33 présentant les microreliefs est pressée contre une surface de la feuille de substrat 18. Le pressage des microreliefs contre la surface de la feuille de substrat 18 a pour effet de déformer la surface de la feuille de substrat 18 en créer des microstructures 21. Ces microstructures 21 sont constituées de motifs sous la forme de reliefs en saillie et/ou en creux qui sont complémentaires des micromotifs de la matrice.
  • Lors de cette étape, le pressage a également pour effet de réduire la rugosité de la surface de la feuille de substrat 18 dans laquelle ont été formées les microstructures 21.
  • Par exemple, la surface de la feuille de substrat 18 peut présenter une valeur de rugosité Bendtsen supérieure à 300 mL par minute (mesurée selon la norme ISO 8791-2:2013 Papier et carton - Détermination de la rugosité/du lissé (méthodes du débit d'air) - Partie 2: Méthode Bendtsen) avant l'étape pressage.
  • De préférence, la surface de la feuille de substrat 18 dans laquelle ont été formées les microstructures 21 présente une valeur de rugosité Bendtsen inférieure à 100 mL par minute, de préférence inférieure à 60 mL par minute, après l'étape de pressage.
  • La figure 13 représente de manière schématique la feuille de substrat après l'étape 104. Le substrat présente des microstructures 21 formée dans une surface sur l'une de ses faces.
  • En variante, lors de cette étape 104, des microstructures 21 peuvent être formées simultanément sur chacune de deux faces opposées du substrat. A cet effet, deux matrices disposées de part et d'autre du substrat et présentant chacune des microreliefs en saillie et/ou en creux sont pressée simultanément contre des surfaces respectives des deux faces opposées du substrat.
  • Selon une étape 105, les microstructures 21 sont revêtues d'une couche à saut d'indice 16.
  • La couche à saut d'indice 16 peut être déposée sur la surface de la feuille de substrat 18 sous la forme d'une composition comprenant des particules réfléchissantes, un liant et un agent de réticulation. La réticulation de la composition permet de durcir la couche à saut d'indice. Une fois durcie, la couche à saut d'indice permet de consolider les microstructures.
  • Les particules réfléchissantes peuvent être des particules métalliques, tels que des particules d'argent ou d'aluminium par exemple.
  • Du fait de la rugosité réduite de la surface du substrat grâce à l'étape de pressage, la couche à saut d'indice obtenue est de bonne qualité, c'est-à-dire que la couche à saut d'indice est lisse, fine et uniforme. En particulier, la couche à saut d'indice présente une épaisseur très inférieure aux dimensions des microstructures 21, de sorte qu'elle épouse totalement la forme des microstructures 21.
  • La couche à saut d'indice 16 présente de préférence un indice de brillance supérieur à 70 unités de brillances, mesuré à 60 degrés selon la norme NF EN ISO 2813 Novembre 2014 (Peintures et vernis - Détermination de l'indice de brillance à 20 °, 60 ° et 85 °).
  • La couche à saut d'indice 16 est déposée sur la surface de la feuille de substrat 18 en une quantité comprise entre 0,2 et 8 grammes par mètre carré, de préférence entre 1,5 et 3 grammes par mètre carré.
  • La couche à saut d'indice 16 peut être déposée par impression par flexographie, par impression par sérigraphie, par impression Offset ou par impression numérique, par exemple par impression jet d'encre.
  • La couche à saut d'indice 16 peut être déposée uniquement sur les microstructures 21. C'est-à-dire que la couche à saut d'indice 16 peut être discontinue et être localisée en registre avec les motifs en reliefs comme illustré sur la figure 14.
  • Le dépôt d'une couche à saut d'indice 16 discontinue permet d'obtenir une adhérence du film de protection directement avec la couche de papier 11 aux endroits où la couche de papier 11 n'est pas recouverte par la couche à saut d'indice 16. Ainsi, en cas de tentative de décollage ou d'arrachement du film de protection, le signe de sécurité 7 est détruit.
  • Par exemple, la couche à saut d'indice 16 peut être déposée en recouvrant uniquement certaines zones de la surface, selon un motif répétitif ou une trame, comme par exemple un damier, une grille, une succession de points ou de lignes, ou encore une succession d'images qui se répètent.
  • Alternativement, la couche à saut d'indice 16 peut être déposée à la fois sur les microstructures 21 et autour des microstructures. C'est-à-dire que la couche à saut d'indice 16 est continue et qu'elle recouvre toutes les microstructures 21. Elle est disposée en aplat comme illustré sur la figure 15.
  • Alternativement, la couche à saut d'indice 16 peut être continue mais ne pas recouvrir toutes les microstructures 21. Autrement dit, la couche à saut d'indice 21 ne recouvre pas la totalité de la surface occupée par les microstructures 21. La couche à saut d'indice 21 peut être continue comme illustré sur la figure 16, ou discontinue.
  • De manière optionnelle, le procédé peut comprendre une étape 106 selon laquelle une couche additionnelle comprenant des pigments colorés est déposée par-dessus de la couche à saut d'indice 16.
  • Selon une étape 107, chaque face de la feuille de substrat 18 est recouverte par un film de protection 3, 4 en matériau polymère. La première face de la feuille de substrat 18 est recouverte avec un premier film de protection 3 et la deuxième face de la feuille de substrat 18, opposée à la première face, est recouverte avec un deuxième film de protection 4.
  • De préférence, le premier film de protection 3 est appliqué sur la première face de la feuille de substrat 18 de sorte que le premier film de protection recouvre la totalité de la première face de la feuille de substrat 18. De même, le deuxième film de protection 4 est appliqué sur la deuxième face de la feuille de substrat 18 de sorte que le deuxième film de protection 4 recouvre la totalité de la deuxième face de la feuille de substrat 18.
  • Dans le cas où le premier film de protection 3 comprend une couche d'adhésif thermofusible, le premier film de protection 3 est laminé à chaud sur la feuille de substrat 18 à une température comprise entre 50 et 200°C, préférentiellement entre 80 et 150°C, de sorte à entraîner une fusion de la couche d'adhésif.
  • À l'issue de la lamination à chaud, la couche d'adhésif peut présenter un état thermoplastique ou élastomérique.
  • Le même procédé est utilisé pour appliquer le deuxième film de protection 4 sur la deuxième face de la feuille de substrat 18.
  • Lors de cette étape, le matériau de la couche d'adhésif flue et épouse la forme des motifs en relief, c'est-à-dire qu'il vient combler les creux entre les saillies.
  • De cette manière, les microstructures 21 se trouvent noyées dans le matériau de la couche d'adhésif. Les microstructures 21 sont ainsi protégées contre l'abrasion, les salissures et/ou l'écrasement. Les figures 17 et 18 représentent de manière schématique le film de protection recouvrant les microstructures 21. Sur la figure 17, le film de protection 14 recouvre une surface du substrat qui est la surface totale d'une face du substrat. Sur la figure 18, le film de protection 14 recouvre une surface du substrat qui est une partie seulement de la surface totale de la face du substrat.
  • L'étape 107 conduit à l'obtention d'un ensemble multicouche (ou stratifié) comprenant la feuille de substrat 18, le premier film 3 et le deuxième film 4.
  • Selon une étape 108, chaque ensemble multicouche comprenant la feuille de substrat 18, le premier film de protection 3 et le deuxième film de protection 4 est découpée en une pluralité de billets de banque individuels.
  • Chaque billet de banque obtenu à l'issue de l'étape 108 comprend :
    • un substrat 2 présentant une première face et une deuxième face, opposée à la première face,
    • un premier film de protection 3 recouvrant la première face du substrat,
    • un deuxième film de protection 4 recouvrant la deuxième face du substrat.
  • Aucune étape d'impression n'est réalisée après l'étape 107 consistant à appliquer les films de protection 3 et 4.

Claims (15)

  1. Procédé de fabrication d'un document de sécurité (1), comprenant des étapes de :
    a - former des microstructures (21) dans un substrat (2) par pressage d'une matrice (33) présentant des microreliefs contre une surface du substrat (2), les microstructures présentant en alternance des saillies et des creux,
    b - revêtir les microstructures (21) d'une couche à saut d'indice (16) afin que les microstructures puissent renvoyer un rayonnement lumineux incident, et
    c - recouvrir la surface du substrat (2), y compris les microstructures (21) et la couche à saut d'indice, par un film de protection (3) en matériau polymère,
    dans lequel la couche à saut d'indice (16) présente un indice de réfraction différent d'un indice de réfraction du film de protection (3) en matériau polymère, le procédé étant caractérisé en ce que la couche à saut d'indice (16) présente une épaisseur inférieure à une profondeur (h) des microreliefs, et en ce que le film de protection (3) comprend une couche en matériau polymère (14) et une couche d'adhésif (15), de sorte que la couche d'adhésif (15) remplit au moins partiellement les creux et épouse les saillies des microstructures (21) revêtues de la couche à saut d'indice (16).
  2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel, lors de l'étape a, le substrat (2) est soumis à une pression comprise entre 10 et 100 MPa, de préférence entre 20 et 50 MPa.
  3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel le pressage de l'étape a est réalisé par embossage à une température comprise entre 23 et 100 degrés Celsius, de préférence égale à environ 90 degrés Celsius.
  4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel les microstructures (21) présentent une profondeur comprise entre 1 micromètre et 100 micromètres, de préférence entre 5 et 50 micromètres, par exemple entre 10 et 35 micromètres.
  5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le substrat (2) comprend une première face (5) et une deuxième face (6), opposée à la première face, et dans lequel les microstructures sont formées dans une surface de la première face (5) du substrat (2), le procédé comprenant une étape additionnelle d'imprimer un motif imprimé (8) sur la deuxième face (6) du substrat (2) en registre avec les microstructures, ou sur la première face (5) du substrat (2), entre le substrat (2) et la couche à saut d'indice (16).
  6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel la couche à saut d'indice (16) présente un indice de brillance supérieur à 70 unités de brillances, mesuré à 60 degrés selon la norme NF EN ISO 2813.
  7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel la couche à saut d'indice (16) est déposée sur le substrat (2) en une quantité comprise entre 0,2 et 8 grammes par mètre carré, de préférence entre 1,5 et 3 grammes par mètre carré.
  8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel, lors de l'étape c, le film de protection (3) en matériau polymère recouvre la totalité d'une première face (5) du substrat (2).
  9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel après l'étape c, le substrat (2) recouvert du ou des film(s) de protection (3, 4) en matériau polymère présente un grammage compris entre 50 et 130 grammes par mètre carré.
  10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel le substrat (2) comprend une couche de papier (11), la couche de papier (11) comprenant des fibres végétales, telles que des fibres de cellulose ou des fibres de plantes annuelles, telles que des fibres de coton, auxquelles peuvent être ajoutées des fibres en matière synthétique, telles que des fibres en polyamide ou en polyester, et, lors de l'étape a, les microstructures (21) sont formées dans la couche de papier (11) par déformation de la couche de papier (11).
  11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel lors l'étape a, le pressage de la matrice (33) contre la surface du substrat (2) crée des différences de densité des fibres à l'intérieur de la couche de papier (11), les différences de densités formant, éventuellement en combinaison avec la couche à saut d'indice (16), un pseudo-filigrane (9).
  12. Procédé selon l'une des revendications 10 et 11, dans lequel la couche de papier (11) présente un grammage compris entre 50 et 90 grammes par mètre carré.
  13. Procédé selon l'une des revendications 10 à 12, comprenant une étape préalable, avant l'étape a, d'imprégner la couche de papier (11) avec une dispersion aqueuse comprenant un polymère ou un prépolymère, tel qu'un polymère acrylique ou acrylate ou un polyuréthane ou un alcool polyvinylique (PVOH) ou un polychlorure de vinylidène (PVDC).
  14. Document de sécurité (1) obtenu par un procédé conforme à l'une des revendications 1 à 13.
  15. Document de sécurité (1) selon la revendication 14, le document de sécurité étant un billet de banque.
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