DE69103905T2

DE69103905T2 - METHOD FOR PRODUCING A COATED FILM REJECTING OIL AND BY-CONNECTIONS.

Info

Publication number: DE69103905T2
Application number: DE69103905T
Authority: DE
Inventors: John Fitch
Original assignee: LEER METALLIZED PROD USA
Current assignee: LEER METALLIZED PROD USA
Priority date: 1990-11-01
Filing date: 1991-11-01
Publication date: 1995-02-23
Anticipated expiration: 2011-11-02
Also published as: BR9107019A; DK0555398T3; NO931589L; EP0555398B1; FI931974A; AU651162B2; ATE111031T1; AU9057591A; DE69103905D1; CA2095337A1; FI931974A0; EP0555398A1; JPH06502818A; WO1992007723A1; ES2059208T3; NO931589D0

Abstract

A coated sheet for decorative or informational applications is formed of an oil absorbing substrate and an oil permeable decorative layer. The decorative layer is a porous oleophilic membrane formed from fused polymer particles. Skin oil and certain other liquds placed on the exposed surface of the decorative layer are absorbed into the sheet so that they do not appear on that surface and do not interfere with the optical effect of diffraction gratings or holograms thereon.

Description

Anwendungsbereich der ErfindungScope of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf die Dekoration von Blattmaterial und speziell auf die Dekoration von Materialien, wie standardisierte, leichte Celluloseblätter (Papier). Die Erfindung bezieht sich auch auf reliefierte Blätter oder Filme, und insbesondere auf die Entfernung von auf dekorativen Flächen von Blättern oder Filmen befindlichem Fett.The invention relates to the decoration of sheet material and in particular to the decoration of materials such as standardized, lightweight cellulose sheets (paper). The invention also relates to relief-embossed sheets or films, and in particular to the removal of grease present on decorative surfaces of sheets or films.

Beschreibung des Standes der TechnikDescription of the state of the art

Blätter auf Cellulose-Basis werden normalerweise durch Druck dekoriert. Um besondere spezielle Effekte zu erreichen, verlangt der Druck spezielle Farben und relativ komplexe Druckverfahren. Zudem können einige dekorative Effekte nicht durch Drucken realisiert werden. Ein sehr wünschenswerter, dekorativer Effekt ist ein irisierender visueller Effekt, verursacht durch ein Beugungsraster. Dieser markante visuelle Effekt, zugeschrieben Sir John Barton, Direktor der königlich britischen Münze (ca. 1770), tritt auf, wenn Umgebungslicht in seine Farbkomponenten durch Reflexion von einem Beugungsraster zerlegt wird. Ein solcher Beugungsraster entsteht, wenn dichte und regelmäßig voneinander distanzierte Rillen (5.000 bis 11.000 pro cm) in eine reflektierende Fläche eingeprägt werden.Cellulose-based sheets are usually decorated by printing. To achieve special effects, printing requires special inks and relatively complex printing processes. In addition, some decorative effects cannot be achieved by printing. One very desirable decorative effect is an iridescent visual effect caused by a diffraction grating. This striking visual effect, attributed to Sir John Barton, Director of the Royal Mint (ca. 1770), occurs when ambient light is broken down into its color components by reflection from a diffraction grating. Such a diffraction grating is created when dense and regularly spaced grooves (5,000 to 11,000 per cm) are impressed into a reflective surface.

In neuerer Zeit ist diese Beugungsrastertechnologie bei der Ausbildung von zweidimensionalen Holographiebildern angewandt worden, die für den Betrachter die Illusion eines dreidimensionalen Bildes erzeugen. Diese Holographiebildtechnologie kann sehr attraktive Darstellungen erzeugen. Darüberhinaus hat die Verwendung von holographischen Bildern, weil die Wirtschaftlichkeit der Ausbildung von holographischen Darstellungen signifikant abhängig ist von Wirtschaftlichkeitsgesichtspunkten, eine breite Anwendung gefunden, um Fälscher zu entmutigen.More recently, this diffraction grating technology has been applied to the formation of two-dimensional holographic images that create the illusion of a three-dimensional image for the viewer. This holographic image technology can produce very attractive images. Moreover, because the economics of forming holographic images is significantly dependent on economic considerations, the use of holographic images has found wide application to discourage counterfeiters.

Die Originalbeugungsraster werden durch dichte und gleichmäßig zueinander distanzierte Linien gebildet, die durch spezielle Liniengravurmaschinen auf polierte Metallflächen eingeritzt werden. In der Folge sind Techniken entwickelt worden, um einen Masterbeugungsraster durch die Abformung eines bildsamen Materials gegen die Fläche des Masterbeugungsrasters zu reproduzieren. In noch jüngerer Zeit sind thermoplastische Filme durch Wärmeanschmelzung der Fläche des Filmes realisiert worden mit dann anschließender Passage des Filmes durch Prägewalzen, die den Beugungsraster oder das holographische Bild auf die erweichte Oberfläche übertragen. Auf diese Weise können Blätter von effektiv unbegrenzter Länge mit dem Beugungsraster oder holographischem Bild auf eine Oberfläche dekoriert werden. Die dekorierte Fläche von Polymeren ist normalerweise ausreichend reflektierend, so daß der optische Effekt des Beugungsrasters ohne weitere Behandlung auftritt, weil das einfallende Licht von den Facetten der dekorierten Oberfläche reflektiert wird. Für den Zweck dieser Anwendung beinhaltet der Ausdruck Beugungsraster holographische Bilddarstellungen, die auf einer Beugungsrastertechnologie basieren. Ein dekoriertes Blatt dieser Art ist nach der WO-A-89/03 760 bekannt.The original diffraction gratings are formed by dense and evenly spaced lines engraved on polished metal surfaces by special line engraving machines. Subsequently, techniques have been developed to reproduce a master diffraction grating by molding a plastic material against the surface of the master diffraction grating. Even more recently, thermoplastic films have been realized by heat fusing the surface of the film and then passing the film through embossing rollers which transfer the diffraction grating or holographic image to the softened surface. In this way, sheets of effectively unlimited length can be decorated with the diffraction grating or holographic image on a surface. The decorated surface of polymers is normally sufficiently reflective so that the optical effect of the diffraction grating occurs without further treatment because the incident light is reflected from the facets of the decorated surface. For the purpose of this application, the term diffraction grating includes holographic image representations based on a diffraction grating technology. A decorated sheet of this type is known from WO-A-89/03 760.

Bedauerlicherweise verliert ein ungeschützter Beugungsraster seinen irisierenden, optischen Effekt, wenn die Oberflächenrillen mit irgendeiner Substanz gefüllt werden und insbesondere durch fettartige Substanzen. Speziell werden dekorierte Flächen, die von Menschen gehalten werden, vom Hautfett, das normalerweise an den Fingern haftet, die Rillen in der dekorierten, aber ungeschützten Fläche füllen und den irisierenden Effekt von solchen Teilen aufheben, die mit Fett behaftet sind.Unfortunately, an unprotected diffraction grating will lose its iridescent optical effect if the surface grooves are filled with any substance, and especially with fatty substances. In particular, decorated surfaces held by humans will have the skin fat that normally adheres to the fingers fill the grooves in the decorated but unprotected surface and cancel the iridescent effect of those parts that are covered with fat.

Wenn die dekorierte Fläche mit einer Schutzschicht aus einer transparenten polymeren Lage beschichtet ist, um das Fett von den Rillen der dekorierten Fläche fernzuhalten, so wurde beobachtet, daß das Vorhandensein der dekorativen Lage selbst den optischen irisierenden Effekt zunichte macht.When the decorated surface is coated with a protective layer of a transparent polymeric layer to keep the grease away from the grooves of the decorated surface, it has been observed that the presence of the decorative layer itself negates the optical iridescent effect.

Dieses Problem kann durch Metallisierung der ungeschützten, gerillten Fläche gelöst werden, um reflektierende Facetten auszubilden, wobei dann die metallisierte Fläche mit der Schutzschicht beschichtet wird. Während das resultierende Produkt die irisierenden Effekte behält, ist jedoch der Metallisierungsprozeß sehr teuer und führt bei der Herstellung der reliefierten Blätter zu einer Anzahl von praktischen Problemen.This problem can be solved by metallizing the unprotected grooved surface to form reflective facets, the metallized surface is then coated with the protective layer. While the resulting product retains the iridescent effects, the metallization process is very expensive and leads to a number of practical problems in the manufacture of the relief sheets.

Diese und andere Schwierigkeiten, erfahren durch bekannte chemische Behandlungsprozesse, sind auf eine neue Weise durch die vorliegende Erfindung beseitigt worden.These and other difficulties experienced by known chemical treatment processes have been eliminated in a novel way by the present invention.

Demgemäß ist es ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ein dekoratives Oberflächensystem zu schaffen, bei dem Fett, das auf die Oberfläche gelangte, von der Oberfläche entfernt wird.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a decorative surface system in which grease that has entered the surface is removed from the surface.

Es ist ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ein dekoratives Oberflächensystem zu schaffen, bei dem Fett, das auf die Oberfläche gelangte, den optischen Effekt nicht beeinträchtigt, der durch aufgeprägte Beugungsraster oder holographische Bilddarstellungen erzeugt wird, die an der Oberfläche vorhanden sind.It is a further object of the present invention to provide a decorative surface system in which grease that has entered the surface does not affect the optical effect produced by embossed diffraction gratings or holographic images present on the surface.

Mit Rücksicht auf das Vorgesagte und andere Gegenstände, die mit der weiteren Beschreibung deutlich werden, besteht die Erfindung in der Kombination und in der Anordnung von Schritten und den Details der Zusammensetzung, wie nachfolgend beschrieben und beansprucht, wobei zu verstehen ist, daß Veränderungen bei der präzisen Ausführungsform der Erfindung, wie hier offenbart, innerhalb des Bereiches, was beansprucht ist, gemacht werden können.In view of the foregoing and other matters which will become apparent as the description proceeds, the invention resides in the combination and arrangement of steps and details of composition as hereinafter described and claimed, it being understood that changes may be made in the precise embodiment of the invention as disclosed herein within the scope of what is claimed.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

In der Ausführung des Vorgesagten und der betreffenden Gegenstände sieht die vorliegende Erfindung die Beschichtung eines reliefierten Substrates, wie Papierblatt, vor. Die Beschichtung ist ein thermosensitives Material mit erkennbar thermoplastischen Eigenschaften. Der nachfolgend benutzte Ausdruck "Thermoplast" ist im Sinne solchen Materials auszulegen.In carrying out the above and the objects in question, the present invention provides for the coating of a relief substrate, such as a sheet of paper. The coating is a thermosensitive material with recognizable thermoplastic properties. The term "thermoplastic" used below is to be interpreted in the sense of such material.

Das Papier wird vorteilhaft mit der Schicht des thermoplastischen Materials versehen. Die Thermoplastbeschichtung wird typisch in einer Wasserbasis oder in anderer geeigneter Flüssigkeit durch Gravur oder Umkehrwalzverfahren aufgebracht.The paper is advantageously provided with the layer of thermoplastic material. The thermoplastic coating is typically applied in a water-based or other suitable liquid by engraving or reverse rolling.

Die tatsächliche Bildung der Beschichtung würde mit der Aufstreichung einer einen Vorläufer der die Membrane darstellenden Zusammensetzung beginnen, gebildet aus einer Dispersion von polymeren, sphärischen Teilchen in verdampfbarer Flüssigkeit auf ein Fett absorbierendes Papiersubstrat. In der Folge würde das mit der Vormembranzusammensetzung bedachte Substrat erhitzt werden, um die Flüssigkeit zu verdampfen und die polymeren Partikel zusammenzuschmelzen. Die sich ergebende Beschichtung ist eine poröse Membrane, die Fett absorbiert, das auf der Beschichtungsfläche abgelagert wurde, und wobei das Fett vom Fett absorbierenden Papiersubstrat aufgenommen wird. Weil die Membrane ein Thermoplast ist, kann sie reliefiert werden, um ein Beugungsraster oder eine holographische Darstellung auszubilden. Dies muß ohne Beeinträchtigung der Porösität der Membrane erfolgen. Beste Fettaufsaugeigenschaften sind festgestellt worden, wenn die Membrane eine gebrochene oder rissige Oberfläche nach der Reliefierung aufweist. Der resultierende optische Effekt oder das Bild werden von Fett, das sich auf der Oberfläche der Beschichtung niedergeschlagen hat, nicht beeinträchtigt, weil das Fett von der Oberfläche abgesaugt wird und sich im darunter befindlichen, Fett absorbierenden Papiersubstrat ablagert. Darüberhinaus haftet Farbe gut auf der dekorativen Oberfläche und - wenn leicht aufgebracht - beeinträchtigt es nicht den dekorativen Effekt, der durch die Reliefierung erzeugt wird.The actual formation of the coating would begin with the spreading of a precursor to the membrane composition, formed from a dispersion of polymeric spherical particles in vaporizable liquid, onto a grease-absorbing paper substrate. Subsequently, the substrate coated with the premembrane composition would be heated to vaporize the liquid and fuse the polymeric particles together. The resulting coating is a porous membrane which absorbs grease deposited on the coating surface and which is taken up by the grease-absorbing paper substrate. Because the membrane is a thermoplastic, it can be embossed to form a diffraction grating or holographic display. This must be done without affecting the porosity of the membrane. Best grease-absorbing properties have been found when the membrane has a broken or cracked surface after embossing. The resulting optical effect or image is not affected by grease deposited on the surface of the coating because the grease is sucked off the surface and deposited in the underlying grease-absorbing paper substrate. In addition, paint adheres well to the decorative surface and - when applied lightly - does not affect the decorative effect created by the relief.

Die bevorzugte Vormembranbeschichtungszusammensetzung ist eine wässrige Lösung von sphärischen Teilchen eines oleophilen Polymers, wie ein Styrolpolymer. Die Anmelderin hat festgestellt, daß die Dispersion von im wesentlichen gleichförmiger Partikelgröße zu bevorzugen ist und daß im allgemeinen größere Partikel die Fettabsorbiereigenschaften verbessern. Die am meisten bevorzugte Dispersion enthält 0,5 Mikron durchmessergroße sphärische Körper von Styrol-Acryl-Copolymeren. Die Beschichtungszu-The preferred pre-membrane coating composition is an aqueous solution of spherical particles of an oleophilic polymer, such as a styrene polymer. Applicant has found that the dispersion of substantially uniform particle size is preferable and that generally larger particles improve the grease absorbing properties. The most preferred dispersion contains 0.5 micron diameter spherical bodies of styrene-acrylic copolymers. The coating composition

sammensetzung würde auch typisch einen Primer, einen Weichmacher, einen Emulgator, ein Dispersionsmittel, Pigmente und ein Entschäumungsmittel umfassen. Der Weichmacher würde in minimaler Menge vorhanden sein, ausreichend, um für eine Adhäsion der Membrane am Substrat zu sorgen, aber nicht ausreichend, um Verstopfungen der Membrane zu verursachen.The composition would also typically include a primer, a plasticizer, an emulsifier, a dispersant, pigments and a defoaming agent. The plasticizer would be present in a minimal amount, sufficient to provide adhesion of the membrane to the substrate, but not sufficient to cause clogging of the membrane.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description of the drawings

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung, die den Beschichtungsvorgang zeigt;Fig. 1 is a schematic diagram showing the coating process;

Fig. 2 ist eine schematische Darstellung, die die Erwärmung des beschichteten Substrats gemäß Fig. 1 zeigt;Fig. 2 is a schematic diagram showing the heating of the coated substrate of Fig. 1;

Fig. 3 ist eine perspektivische Darstellung einer alternativen Reliefierung;Fig. 3 is a perspective view of an alternative relief;

Fig. 4 ist eine perspektivische Darstellung einer alternativen Reliefierung;Fig. 4 is a perspective view of an alternative relief;

Fig. 5 ist ein Querschnitt eines Laminats, das das Substrat und die Vormembranlage zeigt;Fig. 5 is a cross-section of a laminate showing the substrate and the pre-membrane layer;

Fig. 6 ist ein Querschnitt eines Laminats nach der Vormembranbeschichtung und deren Einschmelzung zur Ausbildung einer porösen Membrane;Fig. 6 is a cross-section of a laminate after pre-membrane coating and its melting to form a porous membrane;

Fig. 7 ist ein Querschnitt des Laminats nach der Reliefierung;Fig. 7 is a cross-section of the laminate after reliefing;

Fig. 8 ist ein Querschnitt des Laminats nach der Reliefierung und Anhaftung von Hautfett auf der reliefierten Fläche;Fig. 8 is a cross-section of the laminate after reliefing and adhesion of skin fat to the reliefed surface;

Fig. 9 ist ein Querschnitt des Laminats beim Fett-Transport von der reliefierten Oberfläche undFig. 9 is a cross-section of the laminate during fat transport from the relief surface and

Fig. 10 ist ein Querschnitt des Laminats, bei dem das Fett abgesaugt und vom Substrat absorbiert ist.Fig. 10 is a cross-section of the laminate with the fat aspirated and absorbed into the substrate.

Beschreibung der bevorzugten AusführungsformDescription of the preferred embodiment

Die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beginnt mit dem Beschichtungsprozeß gemäß Fig. 1. Eine Standardpapierbahn 10 ist mit einer thermoplastischen Vormembranbeschichtung 11 versehen, was bspw. durch Gießen der flüssigen Vormembranmischung aus einem Vorratsbehälter 12 auf die obere Fläche 13 der Papierbahn 10 erfolgt. Die thermoplastische Beschichtung 11 kann auch in einem Lösungsmittel oder auf Wasserbasis unter Benutzung von Gravur- oder im Umkehr-Walzverfahren aufgebracht werden, was alles schematisch durch den Vorratsbehälter 12 verdeutlicht sein soll.The preferred embodiment of the present invention begins with the coating process shown in Figure 1. A standard paper web 10 is provided with a thermoplastic pre-membrane coating 11, for example by pouring the liquid pre-membrane mixture from a reservoir 12 onto the upper surface 13 of the paper web 10. The thermoplastic coating 11 can also be applied in a solvent or water-based manner using gravure or reverse roll processes, all of which are schematically illustrated by the reservoir 12.

Die Stärke der Papierbahn 10 variiert gewöhnlicherweise zwischen etwa 40 bis etwa 100 Mikron. Die Papierbahn 10 kann auch eine Kartonage mit einer Stärke bis zu etwa 750 Mikron sein (beachte: 25,4 Mikron = 0,001 Zoll). Das Beschichtungsgewicht der thermoplastischen Beschichtung 11 sollte ausreichend sein, um das mikroreliefierte Bild annehmen und erhalten zu können; rauhere Papiere erfordern dickere thermoplastische Beschichtungen. Höhere Beschichtungsgewichte führen andererseits dazu, die Neigung der Papierbahn zum Verwellen zu erhöhen. Die bevorzugte Größenordnung für das Beschichtungsgewicht der thermoplastischen Beschichtung 11 ist bei etwa 3 bis 20 g/m² festgestellt worden. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sorgt die Papierbahn sowohl für die Festigkeit des Endproduktes als auch für die Fettabsorbtionseigenschaft , die - was sich noch zeigen wird - Fett durch die Beschichtung zieht. Es würde möglich sein, das Substrat aus einer ersten, sehr festen Lage (bspw. Polymerfilm) und einer zweiten fettabsorbierenden Papierlage zwischen der ersten Lage und der Beschichtung zu bilden.The thickness of the paper web 10 usually varies from about 40 to about 100 microns. The paper web 10 may also be a cardboard up to about 750 microns thick (note: 25.4 microns = 0.001 inch). The coating weight of the thermoplastic coating 11 should be sufficient to accept and maintain the micro-relief image; rougher papers require thicker thermoplastic coatings. Higher coating weights, on the other hand, tend to increase the tendency of the paper web to curl. The preferred range for the coating weight of the thermoplastic coating 11 has been found to be about 3 to 20 g/m². In the preferred embodiment of the invention, the paper web provides both the strength of the final product and the grease absorbing property which, as will be seen, draws grease through the coating. It would be possible to form the substrate from a first, very strong layer (e.g. polymer film) and a second fat-absorbing paper layer between the first layer and the coating.

Andere Fett absorbierende Substrate können im Rahmen der Erfindung statt Papier verwendet werden, und zwar solche, wie bspw. nicht gewebte Stoffe.Other grease absorbing substrates can be used in the context of the invention instead of paper, such as non-woven fabrics.

Wenn gemäß Fig. 2 die Beschichtung 11 erst einmal auf die Oberfläche 13 des Papiersubstrates 10 aufgebracht ist, ist das beschichtete Substrat Außenlage der Beschichtung 11, um den flüssigen Träger zu verdampfen, und zu einer porösen Membran zu verschmelzen oder zu sintern.As shown in Fig. 2, once the coating 11 is applied to the surface 13 of the paper substrate 10, the coated substrate is the outer layer of the coating 11 to evaporate the liquid carrier and fuse or sinter it into a porous membrane.

Um eine zweckentsprechende Erwärmung, Erweichung und Verschmelzung oder Sinterung sicherzustellen, kann zusätzliche Erwärmung angewandt werden. Insbesondere geeignet ist ein Infrarotheizer, der in gewisser Distanz zur zu erweichenden Oberfläche angeordnet werden kann. Solch ein Heizer arbeitet mit einer Heizoberflächentemperatur von etwa 1.000ºF.To ensure adequate heating, softening and fusion or sintering, additional heating may be used. Particularly suitable is an infrared heater, which can be arranged at a certain distance from the surface to be softened. Such a heater operates with a heating surface temperature of about 1,000ºF.

Die thermoplastische (thermisch verformbare) Beschichtung 11 sollte gut über die Erweichungstemperatur erhitzt werden. Bei der Verwendung eines beschichteten Papiers liegt eine praktische Grenze für die Erhitzung der Beschichtung 11 bei etwa 230º C (450ºF). Oberhalb dieser Temperatur beginnt das Papiersubstrat abzubauen. Bei der Herstellung ist festgelegt worden, daß die Beschichtung 11 auf eine Temperatur typisch zwischen etwa 120ºC bis 177º (250ºF bis 350ºF) gebracht wird, welche Größenordnung eine bevorzugte Größenordnung für die meisten thermoplastischen Beschichtungen ist, die beim erfindungsgemäßen Verfahren zu verschmelzen und zu reliefieren sind.The thermoplastic (thermally deformable) coating 11 should be heated well above the softening temperature. When using a coated paper, a practical limit for heating the coating 11 is about 230ºC (450ºF). Above this temperature, the paper substrate begins to degrade. During manufacture, it has been determined that the coating 11 will be heated to a temperature typically between about 120ºC to 177º (250ºF to 350ºF), which range is a preferred range for most thermoplastic coatings to be fused and embossed in the process of the present invention.

Während dieser Erwärmungsperiode wird die Vormembranmischung verschmolzen. Dieser Verschmelzungsprozeß schließt die Verdampfung jeglichen Wassers (oder anderen Flüssigkträger) ein, die in der Mischung nach der Beschichtungsaufbringung und der Verschmelzung der thermoplastischen Partikel noch vorhanden sind, welche Partikel eine primäre Komponente der Vormembranmischung bilden. Die sich ergebende Beschichtung ist eine poröse Membran, die fest dem Substrat zugeordnet ist.During this heating period, the pre-membrane mixture is fused. This fusion process involves the evaporation of any water (or other liquid carrier) still present in the mixture after coating application and fusion of the thermoplastic particles, which particles form a primary component of the pre-membrane mixture. The resulting coating is a porous membrane that is firmly associated with the substrate.

Nachdem die erweichte thermoplastische Lage zu einer porösen Membrane zusammengeschmolzen ist, würde normalerweise das resultierende Laminat direkt dem Reliefierungsschritt zugeführt werden. Es würde jedoch möglich sein, das resultierende Laminat herunterzukühlen und zu lagern, so daß der Reliefierungsschritt zu einer späteren Zeit ausgeführt werden kann.After the softened thermoplastic layer has melted into a porous membrane, the resulting laminate would normally be fed directly to the relief step. However, it would be possible to to cool down and store so that the relief step can be carried out at a later time.

Es ist jedoch energieeffizienter und wird deshalb bevorzugt, das erweichte und zusammengeschmolzene Laminat direkt dem Reliefierungsschritt zuzuführen.However, it is more energy efficient and therefore preferred to feed the softened and melted laminate directly to the relief step.

Nachdem die äußere Lage 11 des Thermoplasten erweicht und zu einer porösen Membrane zusammengeschmolzen ist, wird gemäß Fig. 3 eine Reliefierungseinrichtung für die Dekoration verwendet. Diese Einrichtung benutzt eine beheizte Druckwalze 32, eine Reliefierungswalze 31 und eine Andruckwalze 33. Bei der Reliefierungswalze 31 handelt es sich um einen herkömmlichen Reliefmaster, der das gewünschte Reliefmuster auf seiner Oberfläche aufweist. Dieses Muster wird auf der Walze oder den Walzen durch Gravur, Einprägung mit einem harten Material oder durch aufmontierte gemusterte Plastikfilme oder Metallfolien auf der Oberfläche der Walze 31 dargestellt. Wenn die Reliefierungswalze 31 die erweichte Plastikfläche 11 berührt, wird das Reliefmuster auf die auf dem Papier befindliche Beschichtung 11 übertragen. Gleichzeitig führt der Kontakt mit der relativ kühleren Walze zu einer Kühlung der Beschichtung. Diese Kühlung verhindert ein Fließen der Beschichtung, wenn diese von der Reliefierungswalze abläuft. Das Ergebnis ist ein dekoriertes polymerbeschichtetes Papier.After the outer layer 11 of thermoplastic has softened and melted into a porous membrane, a relief device is used for decoration as shown in Fig. 3. This device uses a heated pressure roller 32, a relief roller 31 and a pressure roller 33. The relief roller 31 is a conventional relief master which has the desired relief pattern on its surface. This pattern is represented on the roller or rollers by engraving, embossing with a hard material or by mounting patterned plastic films or metal foils on the surface of the roller 31. When the relief roller 31 contacts the softened plastic surface 11, the relief pattern is transferred to the coating 11 on the paper. At the same time, contact with the relatively cooler roller causes the coating to cool. This cooling prevents the coating from flowing as it runs off the relief roller. The result is a decorated polymer-coated paper.

Die Temperatur des Reliefmasters (Reliefierungswalze 31) muß unter der Erweichungstemperatur der thermoplastischen Beschichtung 11 liegen. Die Temperatur der Reliefierungswalze 31 sollte jedoch nicht so niedrig liegen, daß die Beschichtung 11 härtet, ehe die Reliefierung komplett erfolgt ist. Es wurde gefunden, daß die bevorzugte Temperatur für die Reliefierungswalze 31 (Reliefmaster) variieren kann in Abhängigkeit von seiner Wärmeleitfähigkeit und spezifischen Wärme, vom Reliefierungsdruck, von viskoelastischen Eigenschaften, von der Durchlaufgeschwindigkeit und der Temperatur, die die Beschichtung unmittelbar vor dem Kontakt mit der Reliefierungswalze 31 hat. Trotz der großen Zahl von Variablen hat der Anmelder festgestellt, daß der Reliefmaster (Walze 31) beim Verfahren nach der vorliegenden Erfindung die bevorzugte Temperatur zwischen etwa 66ºC (150 ºF) bis etwa 93ºC (208ºF) hat, die unter der Temperatur der thermoplastischen Beschichtung 11 liegt. Im Kontext mit dem vorliegenden Verfahren ist festgestellt worden, daß dies zu einer bevorzugten Bandtemperatur zwischen etwa 100ºC (212ºF) und 200ºC (392ºF) führt.The temperature of the relief master (relief roller 31) must be below the softening temperature of the thermoplastic coating 11. However, the temperature of the relief roller 31 should not be so low that the coating 11 hardens before the relief is completely formed. It has been found that the preferred temperature for the relief roller 31 (relief master) can vary depending on its thermal conductivity and specific heat, the relief pressure, viscoelastic properties, the speed of travel and the temperature that the coating has immediately before contact with the relief roller 31. Despite the large number of variables, the applicant has found that the relief master (roller 31) in the process according to the present invention, the preferred temperature is between about 66°C (150°F) to about 93°C (208°F), which is below the temperature of the thermoplastic coating 11. In the context of the present process, it has been found that this results in a preferred belt temperature of between about 100°C (212°F) and 200°C (392°F).

Bei einer alternativen Einrichtung gemäß Fig. 4 ist eine Abnahmewalze 34 hinzugefügt worden, um einen längeren Kontakt zwischen der thermoplastischen Beschichtung 11 und der reliefierungswalze 31 zu erreichen. Die längere Kontaktzeit läßt eine bessere Kühlung der reliefierten Oberfläche zu, erleichtert den Ablauf des Bandes von der Reliefierungswalze und verhindert ein mögliches Verfließen der Beschichtung und damit Verlust des aufgebrachten Musters. Die Andruckrolle 33 kann aus Metall bestehen oder mit einem elastischen Material wie Gummi belegt sein. Der aufgebrachte Druck zwischen der Andruckwalze 33 und der Reliefierungswalze 31 sollte in der Größenordnung von etwa 50 lbs. pro Linearzoll (PLI) bis etwa 1.000 PLI längs der Länge des Kontaktes zwischen zwei Walzen liegen. Der Druck, aufgebracht zwischen der Andruckwalze 33 und der Reliefierungswalze 31 kann vorteilhaft 50 bis 300 PLI, vorzugsweise jedoch zwischen 100 bis 200 PLI betragen.In an alternative arrangement as shown in Fig. 4, a take-off roller 34 has been added to achieve a longer contact between the thermoplastic coating 11 and the relief roller 31. The longer contact time allows for better cooling of the relief surface, facilitates the run-off of the tape from the relief roller and prevents possible flow of the coating and thus loss of the applied pattern. The pressure roller 33 can be made of metal or covered with a resilient material such as rubber. The applied pressure between the pressure roller 33 and the relief roller 31 should be on the order of about 50 lbs. per linear inch (PLI) to about 1,000 PLI along the length of the contact between the two rollers. The pressure applied between the pressure roller 33 and the relief roller 31 can advantageously be 50 to 300 PLI, but preferably between 100 to 200 PLI.

Diese letztere Größenordnung entspricht angenähert etwa 40 bis 90 lbs. pro Quadratzoll. Der Kontaktdruck zwischen zwei Zylindern oder Walzen wird oft in Pfund pro Linearzoll (PLI) eher als Pfund pro Quadratzoll angegeben. Dies hat seinen Grund darin, daß die exakte Kontaktbreite (d.h. Flächengröße) zwischen zwei Walzen gewöhnlich nicht bekannt, wohl aber die Kraft bezogen auf die Kontaktlänge im allgemeinen bekannt ist.This latter order of magnitude corresponds approximately to about 40 to 90 lbs. per square inch. The contact pressure between two cylinders or rollers is often expressed in pounds per linear inch (PLI) rather than pounds per square inch. This is because the exact contact width (i.e. area) between two rollers is usually not known, but the force relative to the contact length is generally known.

Die Oberfläche der Reliefierungswalze (Walze 31) sollte hart und deformationsfest sein, so daß das Reliefierungsmuster während des Reliefierungsschrittes erhalten bleibt. Die Gegenwalze, d.h. die Andruckwalze 33 sollte fest, aber auch etwas elastisch sein. Dies ermöglicht es der Andruckwalze 33, einen nahezu gleichförmigen Druck auf die Rückseite der Bahn aufzubringen, die zu reliefieren ist. Es ist festgestellt worden, daß die Andruckwalze 33 ganz fest sein kann, typisch mit einer Shore A Durometerhärte (ASTM D-412), d.h. etwa 70 bis 80 oder sogar etwas höher, jedoch nicht so hart, um der Erzielung eines gleichmäßig zugeteilten Druckes auf die Rückseite der Bahn, die zu reliefieren ist, entgegenzustehen. Die Kontaktzeit (Verweilzeit), bei der die Reliefierungswalze 31 und die Andruckwalze 33 die Bahn kontaktieren, um die Reliefierung zu erreichen, liegt im allgemeinen in der Größenordnung von etwa 8 Millisec. (d.h. 300 ft/min für eine 1/2" breite Kontaktfläche) bis etwa 0,2 Millisec. (d.h. 300 ft/min für eine 1/8" breite Kontaktfläche).The surface of the relief roller (roller 31) should be hard and deformation-resistant so that the relief pattern is maintained during the relief step. The counter roller, ie the pressure roller 33, should be firm but also somewhat elastic. This enables the pressure roller 33 to apply a nearly uniform pressure to the back of the web that is to be reliefed. It has been found that that the nip roll 33 can be quite solid, typically having a Shore A durometer hardness (ASTM D-412), i.e. about 70 to 80 or even somewhat higher, but not so hard as to interfere with achieving an evenly distributed pressure on the back side of the web to be embossed. The contact time (dwell time) at which the embossing roll 31 and nip roll 33 contact the web to achieve the embossing is generally on the order of about 8 milliseconds (i.e. 300 ft/min for a 1/2" wide contact area) to about 0.2 milliseconds (i.e. 300 ft/min for a 1/8" wide contact area).

Durch die Reliefierung können verschiedene dekorative, visuelle Effekte erreicht werden. Falls das Beugungsmuster nicht kontinuierlich ist, so kann durch geeignete Modifikation der Reliefierungswalze ein glanzloser Hintergrund vorgesehen werden. Alternativ kann das Reliefierungsmuster teilweise mit einem Beschichtungsmaterial gefüllt werden, wie Farbe oder Klarlack in den Flächen, in denen keine Reliefierungsdekoration gewünscht wird.Various decorative visual effects can be achieved through relief. If the diffraction pattern is not continuous, a dull background can be provided by suitable modification of the relief roller. Alternatively, the relief pattern can be partially filled with a coating material, such as paint or clear varnish, in the areas where relief decoration is not desired.

Bezüglich einer mehr mikroskopischen Betrachtung des Verfahrens und des Produktes nach der vorliegenden Erfindung wird auf Fig. 5 Bezug genommen, die einen vergrößerten Querschnitt des Substrates 10 darstellt, bei dem es sich um ein Papier mit einer Beschichtung 11 aus der Vormembranmischung handelt, und zwar vor der Einschmelzung der Vormembranmischung 11. Die Fig. 5 zeigt thermoplastische Sphäriode 37, 38, 39 und 40, die zunächst die primäre Komponente der Vormembranmischung 11 darstellen. Die Sphäroide bilden die Beschichtung 11 auf dem Substrat 10 vor der Einschmelzung der Beschichtung.For a more microscopic view of the process and product of the present invention, reference is made to Figure 5 which shows an enlarged cross-section of the substrate 10, which is a paper having a coating 11 of the pre-membrane mixture, prior to melting of the pre-membrane mixture 11. Figure 5 shows thermoplastic spheroids 37, 38, 39 and 40 which initially represent the primary component of the pre-membrane mixture 11. The spheroids form the coating 11 on the substrate 10 prior to melting of the coating.

Die Fig. 5 ist so zu verstehen, daß sie nur die obere Fläche 13 des Substrates 10 und die untere Lage der unverschmolzenen Beschichtung 11 darstellt. Typischerweise würden die sphärischen Teilchen zu mehr als 40 Stück in der Tiefe auf dem Substrat angehäuft sein, so daß also die Beschichtung ca. 20 Mikron dick ist.Figure 5 is to be understood as showing only the upper surface 13 of the substrate 10 and the lower layer of the unfused coating 11. Typically, the spherical particles would be clustered more than 40 deep on the substrate, so that the coating is approximately 20 microns thick.

Fig. 6 zeigt einen Querschnitt des Laminates, nach dem die Beschichtung 11 zu einer porösen Membran geschmolzen worden ist. Die in Fig. 5 dargestellten Sphäroide sind in der Weise zusammengeschmolzen, daß Poren 46, 47, 48 und 49 zwischen den Sphäroiden gebildet werden, welche Poren sich von der oberen Fläche 14 der Beschichtung 11 bis zur unteren Fläche 15 der Beschichtung 11 erstrecken. Die untere Fläche der Beschichtung 11 steht natürlich mit der oberen Fläche 13 des Substrates in Kontakt.Fig. 6 shows a cross-section of the laminate after the coating 11 has been fused to form a porous membrane. The spheroids shown in Fig. 5 have been fused together in such a way that pores 46, 47, 48 and 49 are formed between the spheroids, which pores extend from the upper surface 14 of the coating 11 to the lower surface 15 of the coating 11. The lower surface of the coating 11 is of course in contact with the upper surface 13 of the substrate.

Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel würde nach der Einschmelzung die mikroporöse Membranbeschichtung etwa 20 Mikron dick (Oberfläche zur Bodenfläche) sein und etwa 100 Mikron zwischen den Poren haben. Die Poren haben einen Querschnitt von etwa 5 Mikron und bilden ein in sich gebrochenes, untereinander verbundenes, dreidimensionales Netzwerk, das die Beschichtungsfläche mit dem Substrat verbindet. Aus Gründen der Einfachheit sind die Poren als Kapillaren dargestellt, die sich von der Oberfläche bis zum Boden der Beschichtung erstrecken, was aber so zu verstehen ist, daß die Porenstruktur wesentlich komplizierter sein kann, d.h. eine Reihe von untereinander verbundenen Spalten darstellt. Die Anmelderin hat festgestellt, daß die endgültige Oberflächentextur von der Wahl der polymeren Partikelverteilung (siehe Beispiel 1 unten) und auch von den Trocknungs- und Reliefierungsbedingungen abhängig ist. Längere Trocknungszeiten und höhere Reliefierungstemperaturen führen beide zu einer Anhebung der Zeit, die für den Absaugvorgang des Fettes erforderlich ist. Eine gebrochene oder rissige Oberfläche erhöht im allgemeinen die Fettabsaugeigenschaften.In the preferred embodiment, after fusion, the microporous membrane coating would be about 20 microns thick (surface to bottom) and have about 100 microns between pores. The pores have a cross-section of about 5 microns and form a fractured, interconnected, three-dimensional network connecting the coating surface to the substrate. For simplicity, the pores are shown as capillaries extending from the surface to the bottom of the coating, but it is to be understood that the pore structure can be much more complicated, i.e., a series of interconnected gaps. Applicant has found that the final surface texture depends on the choice of polymer particle distribution (see Example 1 below) and also on the drying and embossing conditions. Longer drying times and higher relief temperatures both increase the time required for the fat suction process. A broken or cracked surface generally increases the liposuction properties.

Fig. 7 zeigt im vergrößerten Querschnitt das Laminat der vorliegenden Erfindung, nachdem die Reliefierung der oberen oder dekorativen Oberfläche der Beschichtung 11 eingebracht ist. Die Reliefierung ist in Form von Wellungen 51 dargestellt. Typisch haben diese Wellungen oder Rillen von Spitze zu Spitze einen Abstand von einem Mikron und sind 1/2 Mikron tief.Fig. 7 shows in enlarged cross-section the laminate of the present invention after the relief has been applied to the top or decorative surface of the coating 11. The relief is shown in the form of corrugations 51. Typically, these corrugations or grooves are one micron apart from peak to peak and 1/2 micron deep.

Fig. 8 zeigt einen vergrößerten Querschnitt des Laminates der vorliegenden Erfindung mit einem menschlichen Fett-Tropfen 50, abgesetzt auf der Oberfläche 14 der Beschichtung 11. Das Fett ist dabei in die Wellungen 51 in der reliefierten Oberfläche eingedrungen, und weil der Brechungsgrad des Fettes und des Thermoplasten, aus dem die Beschichtung 11 gebildet ist, sich nicht sehr unterscheiden, wird der visuelle Effekt der Rillen unter dem Fett effektiv aufgehoben.Fig. 8 shows an enlarged cross-section of the laminate of the present invention with a human fat drop 50, deposited on the surface 14 of the coating 11. The grease has penetrated into the corrugations 51 in the relief surface, and because the degree of refraction of the grease and the thermoplastic from which the coating 11 is formed do not differ greatly, the visual effect of the grooves under the grease is effectively canceled out.

Fig. 9 zeigt einen vergrößerten Querschnitt durch das Laminat nach der vorliegenden Erfindung, bei dem das Fett die innere Oberfläche der Pore 46 benetzt und eingesogen worden ist, so daß das Fett in die Pore gegen das Substrat 20 eingesogen wird.Fig. 9 shows an enlarged cross-section through the laminate according to the present invention in which the grease has wetted and soaked into the inner surface of the pore 46 so that the grease is soaked into the pore against the substrate 20.

Fig. 10 zeigt einen vergrößerten Querschnitt des Laminates nach der vorliegenden Erfindung, bei dem das Fett 50 effektiv von der Oberfläche der Beschichtung 11 abgesaugt und zwar durch die Pore 46 komplett vom Substrat absorbiert worden ist. Im Ergebnis ist das Fett, das vorher auf der oberen Fläche der Beschichtung den visuellen Effekt gestört hat, komplett von der Oberfläche der Beschichtung entfernt. Die Anmelderin hat eine typische Übertragungsrate zwischen 1/2 und 3 Minuten von Fingerfett für die Passage von der Oberfläche zum fettabsorbierenden Substrat festgestellt.Fig. 10 shows an enlarged cross-section of the laminate according to the present invention in which the grease 50 has been effectively sucked from the surface of the coating 11 and completely absorbed by the substrate through the pore 46. As a result, the grease that previously spoiled the visual effect on the upper surface of the coating is completely removed from the surface of the coating. Applicant has found a typical transfer rate of between 1/2 and 3 minutes for finger grease to pass from the surface to the grease-absorbing substrate.

Das wesentliche Element der vorliegenden Erfindung ist die mikroporöse Beschichtung, die so eingestellt ist, daß sie in ihre Poren Fett, das auf ihrer dekorativen oder reliefierten Oberfläche abgelagert wurde, absorbiert. Das Polymer, aus dem die Membrane gebildet ist, muß Poren bilden mit Porenflächen, die oleophil sind, d.h. sie müssen menschliches Hautfett anziehen oder damit benetzbar sein. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel würde die Membrane durch Aufschmelzung von thermoplastischen polymeren Partikeln gleichförmiger Größe in die Membranhaut gebildet werden, angereichert mit Poren oder Mikrorissen, die in der Lage sind, Fett zu absorbieren. Wie aus Beispiel 1 nachfolgend ersichtlich, wird ein Partikeldurchmesser von etwa 0,5 Mikron bevorzugt. Die Anmelderin hat auch festgestellt, daß die mikroporöse Beschichtung auch die Fähigkeit hat, Gase zu transmittieren, aber Wasser abstößt (hydrophobisch ist). Dies kann auch (mit oder ohne reliefierter Oberfläche) als eine selektive Membrane bei der Verpackungsherstellung nützlich sein, was zu deren Atmungsaktivität bei Dehydrationsverhinderung führt.The essential element of the present invention is the microporous coating which is adapted to absorb into its pores grease deposited on its decorative or relief surface. The polymer from which the membrane is formed must form pores with pore surfaces which are oleophilic, i.e. they must attract or be wettable with human skin grease. In the preferred embodiment, the membrane would be formed by melting thermoplastic polymer particles of uniform size into the membrane skin, enriched with pores or microcracks capable of absorbing grease. As can be seen from Example 1 below, a particle diameter of about 0.5 microns is preferred. Applicant has also found that the microporous coating also has the ability to transmit gases but repels water (is hydrophobic). This can also be used (with or without a relief surface) as a selective Membranes can be useful in packaging manufacturing, resulting in their breathability while preventing dehydration.

Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht die Vormembranmischung aus gleichförmigen 0,5 Mikron durchmessergroßen Polystyrolsphäroiden, verteilt in Wasser mit einem Weichmacher, Farbpigmentdispersionen (falls aus Darstellungsgründen gewünscht) und gewissen anderen Verfahrenshilfsmitteln. Wenn diese Beschichtung auf das Papiersubstrat aufgebracht ist und bei 130ºC (266ºF) getrocknet wird, schmelzen die Polystyrolpartikel zusammen, hinterlassen einen klaren Film, der untereinander in Verbindung stehende Mikrorisse enthält. Diese Risse sind in der Lage, Oberflächenfett in die Membrane abzusaugen und danach in das darunter befindliche Papiersubstrat zu leiten. Die Beschichtung kann nach der Einschmelzung gelagert oder unmittelbar nach der Einschmelzung thermisch reliefiert werden.In the preferred embodiment, the pre-membrane mixture consists of uniform 0.5 micron diameter polystyrene spheroids dispersed in water with a plasticizer, color pigment dispersions (if desired for display purposes) and certain other processing aids. When this coating is applied to the paper substrate and dried at 130ºC (266ºF), the polystyrene particles fuse together, leaving a clear film containing interconnected microcracks. These cracks are capable of wicking surface grease into the membrane and then into the underlying paper substrate. The coating can be stored after melting or can be thermally embossed immediately after melting.

Die Vormembranmischung der vorliegenden Erfindung würde typisch die folgenden Bestandteile enthalten:The pre-membrane mixture of the present invention would typically contain the following ingredients:

1. Das Bindemittel, eine wässrige Dispersion von gleichförmigen Polystyrolpartikeln (Lytron 2502 von Morton International) ist mit 48% im wässrigen Träger enthalten. Das Lytron allein hat gute Fettabsorption und trocknet zu einer klaren Membrane. Dieses führt jedoch zu einer Wellung, wenn es auf Papier gebracht wird. Größere kohäsive und adhäsive Kräfte sind auch bevorzugt. Das Bindemittel (und sein wässriger Träger) beträgt angenähert 80 Gew.-% der totalen Trockengewichtsbeschichtung. Innerhalb der Lytronreihen hat die Anmelderin festgestellt, daß die Partikel vorzugsweise mindestens einen Durchmesser von 0,1 Mikron haben, bevorzugter 0,5 Mikron.1. The binder, an aqueous dispersion of uniform polystyrene particles (Lytron 2502 from Morton International) is contained at 48% in the aqueous vehicle. The Lytron alone has good fat absorption and dries to a clear membrane. However, this causes curling when applied to paper. Greater cohesive and adhesive forces are also preferred. The binder (and its aqueous vehicle) is approximately 80% by weight of the total dry weight coating. Within the Lytron ranges, Applicant has found that the particles are preferably at least 0.1 micron in diameter, more preferably 0.5 micron.

2. Einen Weichmacher, d.h. Butylbenzylphtalat wird zum Erweichen der Beschichtung benötigt. Dies reduziert das Verwerfen, reduziert die Glas-Übergangstemperatur (was auch die Reliefierungstemperatur absenkt) und vermittelt der Beschichtung Glanz. Der Weichmacher beträgt weniger als 5 Gew.-% der getrockneten Beschichtung und wird auf einem Minimum gehalten, um es der Beschichtung zu ermöglichen, am Papier zu haften, ohne eine Verstopfung des Endproduktes zu bewirken.2. A plasticizer, i.e. butyl benzyl phthalate is required to soften the coating. This reduces warping, reduces the glass transition temperature (which also lowers the relief temperature) and imparts gloss to the coating. The plasticizer is less than 5% by weight of the dried coating and is kept to a minimum to allow the coating to adhere to the paper without causing clogging of the final product.

3. Ein Emulgator, bspw. nichtionisierter Alkylphenyl- Polyether-Alkohol (Triton X-100 von Röhm & Haas) wird benötigt, um den Weichmacher mit der Polystyroldispersion kompatibel zu machen. Der Emulgator kann 5 Gew.-% des Weichmachers betragen oder 0,2% der ganzen Mischung.3. An emulsifier, e.g. non-ionized alkylphenyl polyether alcohol (Triton X-100 from Röhm & Haas) is required to make the plasticizer compatible with the polystyrene dispersion. The emulsifier can be 5% by weight of the plasticizer or 0.2% of the whole mixture.

4. Pigment-Verteiler (bspw. Toluidinrot (AIT 222 Day Glo Color Corp.)) kann direkt der Polystyrol/Weichmachermischung zugegeben werden.4. Pigment dispersant (e.g. Toluidine Red (AIT 222 Day Glo Color Corp.)) can be added directly to the polystyrene/plasticizer mixture.

5. Ein Dispersions-Agens (bspw. DISPERSE AYD W-28 von Daniel Products) sollte der Weichmacher/Polystyrolmischung zugegeben werden, um die Pigment-Verteilung mit der Polystyrol-Mischung verträglicher zu machen.5. A dispersing agent (e.g. DISPERSE AYD W-28 from Daniel Products) should be added to the plasticizer/polystyrene mixture to make the pigment dispersion more compatible with the polystyrene mixture.

6. Ein Entschäumungsmittel (bspw. Bubble Breaker 748 von Witco Corp.) wird nach Zugabe des Weichmachers in die Mischung gegeben.6. A defoamer (e.g. Bubble Breaker 748 from Witco Corp.) is added to the mixture after the plasticizer has been added.

Ansatz-Daten:Approach data:

Der Weichmacher sollte mit dem Emulgator chargiert werden. Das Bindemittel wird dann dem Weichmacher unter leichtem Rühren zugeführt. Die Hälfte des Entschäumungsmittels sollte der Mischung, gefolgt vom Dispersionsmittel, zugeführt werden. Die Pigmentdispersion kann langsam der Mischung beigegeben werden, gefolgt vom Rest des Entschäumungsmittels.The plasticizer should be charged with the emulsifier. The binder is then added to the plasticizer with gentle stirring. Half of the defoamer should be added to the mix, followed by the dispersant. The pigment dispersion can be slowly added to the mix, followed by the rest of the defoamer.

Verschiedene Daten:Various data:

Zwei andere Latexprodukte mit Fett absorbierenden Eigenschaften sind gefunden worden:Two other latex products with grease-absorbing properties have been found:

1. Eine wässrige Dispersion von Polyvinylbutyral (Butvar BR von Monsanto). Diese Beschichtung bildet einen sehr klebrigen Film.1. An aqueous dispersion of polyvinyl butyral (Butvar BR from Monsanto). This coating forms a very sticky film.

2. Ein carboxyliertes Acryl-Copolymer-latex (Hycar 26315 von BF Goodrich) hat eine geringere Fettabsorbtion als Lytron.2. A carboxylated acrylic copolymer latex (Hycar 26315 from BF Goodrich) has a lower fat absorption than Lytron.

Die Primerzugabe gemäß Ansatz D vermittelt der Beschichtung Adhäsivkraft. Die Papierbindung wird gesteigert, falls bei einer niedrigen Temperatur getrocknet wird (110ºC im Gegensatz zu 130 ºC). Es ergeben sich jedoch reduzierter Glanz und Reliefierungsdeutlichkeit. Ansatz A - Fett absorbierende, reliefierbare Beschichtung ( klar ) Gew.-% Bindemittel Weichmacher Emulgator Polystyren Pigment Dispersion Lytron 2502 von Monsanto Butylbenzylphtalat nichtionisierter Alkylphenylpolyäther Alcohol Trition X-100 von Röhm & Haas Ansatz B - Fett absorbierende, reliefierbare Beschichtung (rot transparent) Gew.-% Bindemittel Weichmacher Emulgator Pigment Dispersion Dispersionsmittel Entschäumer Lytron 2502 Butylbenzylphtalat Triton X-100 Toluidinrot AIT 222 Day Glo Color Corp. Disperse AYD W-28 von Daniel Products Bubble Breaker 748 von Witco Corp. Ansatz C - Fett absorbierende, reliefierbare Beschichtung (weiß durchleuchtend) Gew.-% Bindemittel Pigment Dispersion Weichmacher Dispersionsmittel Entschäumer Lytron 2502 Titandioxid WFD-6012 von Sun chemical Co. Butylbenzylphtalat Disperse AYD W-28 von Daniel Products Bubble Breaker 748 von Witco Corp. Ansatz D - Fett absorbierende, reliefierbare Beschichtung (grün transparent) Gew.-% Bindemittel Primer Pigment Dispersion Dispersionsmittel Entschäumer Lytron 2502 Styrol/acryl Dispersion in Wasser 49 T 70 von Morton (Phthalogrün) AIT 544 von Day Glo Color Corp. Disperse AYD W-28 von Daniel Products Bubble Breaker 748 von Witco Corp. Ansatz E - Fett absorbierende, reliefierbare Beschichtung (gelb transparent) Gew.-% Bindemittel Primer Pigment Dispersion Dispersionsmittel Entschäumer Weichmacher Emulgator Lytron 2502 Styrol/acryl Dispersion in Wasser 49 T 70 von Morton (gelb) AIT 385 von Day Glo Color Corp. Disperse AYD W-28 von Daniel Products Bubble Breaker 748 von Witco Corp. Butylbenzylphtalat Triton X-100The addition of primer according to approach D provides adhesive strength to the coating. Paper bonding is increased if drying is carried out at a low temperature (110ºC as opposed to 130ºC). However, gloss and relief clarity are reduced. Approach A - Grease-absorbing, embossable coating (clear) % by weight Binder Plasticizer Emulsifier Polystyrene Pigment Dispersion Lytron 2502 from Monsanto Butylbenzylphthalate Non-ionized alkylphenyl polyether Alcohol Trition X-100 from Röhm & Haas Preparation B - Grease Absorbing Embossable Coating (Red Transparent) % by Weight Binder Plasticizer Emulsifier Pigment Dispersion Dispersant Defoamer Lytron 2502 Butyl Benzyl Phthalate Triton X-100 Toluidine Red AIT 222 Day Glo Color Corp. Disperse AYD W-28 from Daniel Products Bubble Breaker 748 from Witco Corp. Approach C - Grease Absorbing Embossable Coating (White Translucent) % by Weight Binder Pigment Dispersion Plasticizer Dispersant Defoamer Lytron 2502 Titanium Dioxide WFD-6012 from Sun Chemical Co. Butyl Benzyl Phthalate Disperse AYD W-28 from Daniel Products Bubble Breaker 748 from Witco Corp. Approach D - Grease Absorbing Embossable Coating (Green Transparent) % by Weight Binder Primer Pigment Dispersion Dispersant Defoamer Lytron 2502 Styrene/Acrylic Dispersion in Water 49 T 70 from Morton (Phthalo Green) AIT 544 from Day Glo Color Corp. Disperse AYD W-28 from Daniel Products Bubble Breaker 748 from Witco Corp. Approach E - Grease-absorbing, embossable coating (yellow transparent) % by weight Binder Primer Pigment Dispersion Dispersant Defoamer Plasticizer Emulsifier Lytron 2502 Styrene/acrylic dispersion in water 49 T 70 from Morton (yellow) AIT 385 from Day Glo Color Corp. Disperse AYD W-28 from Daniel Products Bubble Breaker 748 from Witco Corp. Butyl benzyl phthalate Triton X-100

Alle die obigen Ansätze sind voll funktionsfähig. Der Ansatz E mit geeigneter Wahl von Farbpigmenten, führt zur besten Kombination von Eigenschaften. Er kann durch Erwärmung auf 100ºC (230ºF) zu einer sehr wirksamen Membrane verschmolzen werden. Das bevorzugte Papier ist ein hoch feuchtigkeitsfestes, claycoated Papier.All of the above approaches are fully functional. Approach E, with appropriate choice of color pigments, results in the best combination of properties. It can be fused to a very effective membrane by heating to 100ºC (230ºF). The preferred paper is a highly moisture resistant, clay coated paper.

Die Erfindung wird ferner verstehbar unter Bezug auf die folgenden Vergleichsbeispiele:The invention will be further understood by reference to the following comparative examples:

Beispiel 1example 1

Die Dispersionen und Latexprodukte gemäß Tabelle 1 wurden ohne Additive oder Modifizierungsmittel benutzt, um die Eigenschaften der Polymere selbst bei der Herstellung mikroreliefierter, beschichteter Papiere zu evaluatieren. Die Dispersionen wurden auf 35 g/m² Sibille Stenay clay-coated Material (One Newbury St., Peabody, Massachusetts 01960) aufgetragen unter Benutzung einer 12#drahtgewickelten Stange. Die Muster wurden in einem 130ºC-Ofen für 20 sec. getrocknet, dann bei 120ºC reliefiert unter Benutzung eines reliefierten metallisierten Mylar-Beugungsrasters. Die Qualität der Reliefierung wurde in Terms der Ablösung des Masters von der reliefierten Beschichtung evaluatiert.The dispersions and latex products shown in Table 1 were used without additives or modifiers to evaluate the properties of the polymers themselves in the manufacture of micro-relief coated papers. The dispersions were coated on 35 g/m² Sibille Stenay clay-coated material (One Newbury St., Peabody, Massachusetts 01960) using a 12# wire wound rod. The samples were dried in a 130ºC oven for 20 sec., then relief-coated at 120ºC using a relief-coated metallized Mylar diffraction grating. The quality of the relief was evaluated in terms of the separation of the master from the relief coating.

Die reliefierten, beschichteten Papiere wurden bzgl. der Fettabsaugung durch Aufschmieren von Fett auf die Oberfläche und durch Messung der Zeit, die das Wiedererscheinen des Berechnungsmusters brauchte, getestet. Die Adhäsion der Beschichtung auf dem Papier wurde bestimmt unter Benutzung eines 3 M MAGIC Bandes (Minnesota Mining & MfG. o.) aufgebracht durch Fingerdruck und schnelles Abziehen. Die reliefierten Flächen wurden bei 200-facher Vergrößerung fotografiert, um deren Porenstruktur zu zeigen.The relief coated papers were tested for liposuction by smearing grease on the surface and measuring the time it took for the pattern to reappear. The adhesion of the coating to the paper was determined using 3 M MAGIC tape (Minnesota Mining & MfG. o.) applied by finger pressure and rapid peeling. The relief surfaces were photographed at 200x magnification to show their pore structure.

Sowohl die LYTRON als auch die ROPAQUE Styrol/Acryl Polymerdispersionen zeigten Absaugfähigkeit. Unter den Lytron-Dispersionen wuchs die Fettaufsaugwirksamkeit im allgemeinen bei Vergrößerung der Partikelgröße.Both the LYTRON and ROPAQUE styrene/acrylic polymer dispersions demonstrated wicking ability. Among the Lytron dispersions, grease wicking efficiency generally increased with increasing particle size.

Die LYTRON und ROPAQUE-Muster zeigten Risse. Im Gegensatz dazu hatte BUTVAR BR, das keine Risse zeigte, eine sehr langsame Absaugung. Beste Ergebnisse wurden mit LYTRON 2502 Dispersion erreicht, die eine excellente Fettabsaugung zeigte, geringe Verstopfungseigenschaften ohne Metallübertragung und gute Adhäsion.The LYTRON and ROPAQUE samples showed cracks. In contrast, BUTVAR BR, which showed no cracks, had a very slow suction. Best results were achieved with LYTRON 2502 dispersion, which showed excellent liposuction, low clogging properties without metal transfer and good adhesion.

In den Reliefierungs- und Adhäsionsspalten der Tabelle 1 bedeutet "G" gut, "F" bedeutet "angemessen", "P" bedeutet "schwach", "MT" bedeutet Übertragung von Metall aus dem metallisierten Reliefierungsmaster, ein Zeichen für schwache Freigabe der Beschichtung vom Reliefierungsmaster.In the relief and adhesion columns of Table 1, "G" means good, "F" means fair, "P" means weak, "MT" means transfer of metal from the metallized relief master, indicating weak release of the coating from the relief master.

ADCOTE 61JH61A ist eine Styrol/Acryl Copolymer Dispersion von Morton Chemical Co., Chicago, Illinois. 37R345 ist eine hoch molekular gewichtige ethylene interpolymere Dispersion von Morton Chemical Co. UNOCAL 3512 ist eine acryl polymere Dispersion von B.F. Goodrich Chemical Co., Cleveland, Ohio. Tabelle 1 Dispersion Partikelgröße (micron) Fettabsaugung (sec) Reliefierung Adhäsion Lytron 2101 Butvar BR Adcote 61JH61A 37R345 Hycar 26315 Unocal 3512 Ropaque OP-84 OP-91 keine VerstopfungADCOTE 61JH61A is a styrene/acrylic copolymer dispersion from Morton Chemical Co., Chicago, Illinois. 37R345 is a high molecular weight ethylene interpolymer dispersion from Morton Chemical Co. UNOCAL 3512 is an acrylic polymer dispersion from BF Goodrich Chemical Co., Cleveland, Ohio. Table 1 Dispersion Particle size (micron) Liposuction (sec) Relief Adhesion Lytron 2101 Butvar BR Adcote 61JH61A 37R345 Hycar 26315 Unocal 3512 Ropaque OP-84 OP-91 no blockage

Beispiel 2Example 2

Die Bindemittel nach Tabelle 2 unten wurden auf Papier aufgetragen, getrocknet und reliefiert gemäß Beispiel 1. Alle sich ergebenden reliefierten Medien ließen Fettabsorbtion vermissen. Tabelle 2 Polymer-Beschichtungen mit schwachen Fettabsaugeigenschaften 1. Polyvinylbutyrat (PVB Lösung B-72/Monsanto) 2. Nitrocellulosefarbe mit Sulfonamid Weichmacher (Santicizer MHP) 3. PVB mit Isodecyldiphenylphosphat (Santicizer 148) 4. PVB mit Di-n hexyl Adipate (Santicizer 367/Monsanto) 5. Vinylchlorid/Vinylacetat -TerPolymer Lösung (VAGH/Union Carbide) 6. Ethylen-Vinyl Acetat CoPolymer Emulsion (Polybond x34-21/Morton) 7. Acrylester CoPolymer Emulsion (Hycar 26315/Goodrich) 8. Acryl Emulsion (Rhoplex LC-40/Rohm & Haas) 9. wässrige Polyurethan Dispersion (Neores R-960/ici) 10. Ethylen Vinyl Chlorid Latex (Airflex 4514/Air Products) 11. Styrol acryl CoPolymer Emulsion (Nacrylic 78-6334/National) 12. Acrylester CoPolymer Emulsion (Hycar 26084/Goodrich) 13. Verschnitt aus Styrol acryl CoPolymer Emulsion und Poly Styrol Dispersion (Nat-78 National/Lytron 2502 Morton) 14. Acryl CoPolymer Emulsion (Neocryl Bt-24/ici) 15. Polystyrol-Lösung (18-210/Amoco)The binders shown in Table 2 below were coated on paper, dried and embossed according to Example 1. All resulting embossed media lacked fat absorption. Table 2 Polymer coatings with weak liposuction properties 1. Polyvinyl butyrate (PVB solution B-72/Monsanto) 2. Nitrocellulose paint with sulfonamide plasticizer (Santicizer MHP) 3. PVB with isodecyl diphenyl phosphate (Santicizer 148) 4. PVB with di-n hexyl adipate (Santicizer 367/Monsanto) 5. Vinyl chloride/vinyl acetate terpolymer solution (VAGH/Union Carbide) 6. Ethylene-vinyl acetate copolymer emulsion (Polybond x34-21/Morton) 7. Acrylic ester copolymer emulsion (Hycar 26315/Goodrich) 8. Acrylic emulsion (Rhoplex LC-40/Rohm & Haas) 9. Aqueous polyurethane dispersion (Neores R-960/ici) 10. Ethylene vinyl chloride Latex (Airflex 4514/Air Products) 11. Styrene acrylic copolymer emulsion (Nacrylic 78-6334/National) 12. Acrylic ester copolymer emulsion (Hycar 26084/Goodrich) 13. Blend of styrene acrylic copolymer emulsion and poly styrene dispersion (Nat-78 National/Lytron 2502 Morton) 14. Acrylic copolymer emulsion (Neocryl Bt-24/ici) 15. Polystyrene solution (18-210/Amoco)

Andere Aspekte der Erfindung liegen für die Fachwelt auf der Hand. Zusätzlich zu ihrer mannigfachen dekorativen Anwendung können die fettabsorbierend beschichteten Blätter nach der Erfindung zu Anwendungen benutzt werden (bspw. handelsübliche Papiere), bei denen Sicherheit gegen Fälschung gewünscht ist. Diese Technik kann auch benutzt werden, um fälschungssichere Verpackungen zu produzieren durch Benutzung eines zerbrechlichen Substrates, das einen Eingriff anzeigen würde.Other aspects of the invention will be apparent to those skilled in the art. In addition to their many decorative uses, the grease-absorbing coated sheets of the invention can be used in applications (e.g., commercial papers) where security against counterfeiting is desired. This technique can also be used to produce tamper-proof packaging by using a fragile substrate that would indicate tampering.

Die Erfindung ist deshalb nicht auf die beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen beschränkt, sondern durch die Ansprüche und Äquivalente dazu lediglich definiert.The invention is therefore not limited to the preferred embodiments described, but is merely defined by the claims and equivalents thereto.

Die Erfindung ist bezüglich dessen, was als neu beansprucht und als schutzbedürftig angesehen wird, beschrieben worden.The invention has been described with respect to what is claimed as new and considered to be in need of protection.

Claims

1. Beschichtete Folie für Verzierungs- oder Informations- Anwendungen umfassend:1. Coated film for decorative or informational applications comprising:

A: ein Substrat;A: a substrate;

B: eine dem Substrat zugeordnete, Fett absorbierende Schicht mit einer Fett absorbierenden Oberfläche;B: a fat-absorbing layer associated with the substrate with a fat-absorbing surface;

C: eine Verzierungsschicht mit einer ersten und einer zweiten Seite, wobei die zweite Seite mit der dem Substrat zugeordneten, Fett absorbierenden Schicht in Kontakt steht, wobei die Verzierungsschicht aus einer porösen Membran besteht, welche durch die Verzierungsschicht hindurch von der ersten Seite zur zweiten Seite durchgehende Poren aufweist, wobei jede Pore eine oleophile Oberfläche aufweist, welche dazu geeignet ist, Fett von der ersten Seite der Verzierungsschicht anzuziehen und das Fett zur Fett absorbierenden Schicht zu fördern.C: a decorative layer having a first and a second side, the second side being in contact with the grease absorbing layer associated with the substrate, the decorative layer consisting of a porous membrane having pores extending through the decorative layer from the first side to the second side, each pore having an oleophilic surface adapted to attract grease from the first side of the decorative layer and to convey the grease to the grease absorbing layer.

2. Beschichtete Folie nach Anspruch 1, bei welcher das Substrat und die Fett absorbierende Schicht als eine einzige Folie ausgebildet sind.2. Coated film according to claim 1, wherein the substrate and the fat absorbing layer are formed as a single film.

3. Beschichtete Folie nach Anspruch 1, bei welcher die erste Seite der Verzierungsschicht geprägt ist, um ein Beugungsgitter oder Hologramm zu bilden.3. The coated film of claim 1, wherein the first side of the decorative layer is embossed to form a diffraction grating or hologram.

4. Beschichtete Folie nach Anspruch 1, bei welcher die poröse Membran aus polymeren Teilchen gebildet ist, die zur Bildung der Poren teilweise miteinander verschmolzen sind.4. The coated film of claim 1, wherein the porous membrane is formed from polymeric particles that are partially fused together to form the pores.

5. Beschichtete Folie nach Anspruch 4, bei welcher die Teilchen ein Polymer von Styrol umfassen.5. The coated film of claim 4, wherein the particles comprise a polymer of styrene.

6. Verfahren zur Herstellung einer beschichteten Folie für Verzierungs- oder Informations-Anwendungen, umfassend die Verfahrensschritte von:6. A process for producing a coated film for decorative or information applications, comprising the process steps of:

A: Bereitstellen eines Substrats, wobei dieses Substrat eine erste Oberfläche aufweist, welche dazu geeignet ist, Fett zu absorbieren;A: Providing a substrate, said substrate having a first surface adapted to absorb fat;

B: Bereitstellen einer Beschichtung aus einer einen Vorläufer der Membran bildenden Zusammensetzung auf der genannten ersten Oberfläche;B: providing a coating of a membrane precursor composition on said first surface;

C: Heizen der Beschichtung, um die Beschichtung zu einer porösen Membran zu konvertieren, welche eine vom Substrat beabstandete erste Seite und eine mit der dem Substrat zugeordneten, Fett absorbierenden Schicht in Kontakt stehende zweite Seite aufweist, wobei die Membran eine innere Oberfläche aufweist, welche dazu geeignet ist, Fett von der ersten Oberfläche der Membran zur zweiten Oberfläche der Membran zu fördern.C: Heating the coating to convert the coating into a porous membrane having a first side spaced from the substrate and a second side in contact with the fat absorbing layer associated with the substrate, the membrane having an inner surface adapted to convey fat from the first surface of the membrane to the second surface of the membrane.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem die einen Vorläufer der Membran darstellende Zusammensetzung polymere Teilchen in einem flüssigen Träger umfaßt.7. The method of claim 6, wherein the membrane precursor composition comprises polymeric particles in a liquid carrier.

8. Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem die einen Vorläufer der Membran darstellende Zusammensetzung gleichmäßige sphärische Teilchen umfaßt.8. The method of claim 6, wherein the membrane precursor composition comprises uniform spherical particles.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei welchem die sphärischen Teilchen einen Durchmesser von etwa 0,5 Mikron haben.9. The method of claim 8, wherein the spherical particles have a diameter of about 0.5 microns.

10. Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem die einen Vorläufer der Membran darstellende Zusammensetzung eine Menge eines Weichmachers umfaßt, welche dazu geeignet ist, eine wirksame Haftung der porösen Membran auf dem Substrat zu gewährleisten, ohne zu einer Verstopfung der Folie zu führen.10. The method of claim 6, wherein the composition constituting a precursor of the membrane comprises an amount of a plasticizer suitable for ensuring effective adhesion of the porous membrane to the substrate without leading to clogging of the film.

11. Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem nach dem Verfahrensschritt C die erste Seite der Beschichtung geprägt wird, um ein Beugungsgitter oder Hologramm zu bilden.11. The method of claim 6, wherein after step C the first side of the coating is embossed to form a diffraction grating or hologram.

12. Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem nach dem Verfahrensschritt C die erste Seite der Beschichtung geprägt wird, während sie thermisch erweicht und die Porosität der Membran aufrechterhalten wird.12. The method of claim 6, wherein after step C, the first side of the coating is embossed while thermally softening it and maintaining the porosity of the membrane.