DE2310891A1 - PROCESS FOR PRODUCING HIGH-GLOSS PLASTIC COVERINGS ON SUBSTRATE WEB - Google Patents

PROCESS FOR PRODUCING HIGH-GLOSS PLASTIC COVERINGS ON SUBSTRATE WEB

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DE2310891A1
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    • B41M7/0027After-treatment of prints, e.g. heating, irradiating, setting of the ink, protection of the printed stock using protective coatings or layers by lamination or by fusion of the coatings or layers
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    • G03C11/00Auxiliary processes in photography
    • G03C11/08Varnishing, e.g. application of protective layers on finished photographic prints

Description

STAR PAPER LIMITED, Feniscowles, Blackburn, Lancashire, GroßbritannienSTAR PAPER LIMITED, Feniscowles, Blackburn, Lancashire, UK

Verfahren zur Erzeugung von Hochglanz-Kunststoffüberzügen auf SubstratbahnenProcess for the production of high-gloss plastic coatings on substrate webs

Substratbahnen, insbesondere Papier und Pappe, können mit Hilfe eines Prozesses, der als Gießbeschichtung bekannt ist, behandelt werden, um ihnen eine Oberfläche zu verleihen, die eine außergewöhnliche Ebenheit und Glätte und einen spiegelartigen Glanz aufweist. Die Beschichtungsmasse, die für derartige Arbeitsmethoden verwendet wird, enthält normalerweise über 70 Gewichtsprozent eines mineralischen Pigmentes, das mit einem Gemisch aus einem synthetischen Polymerisat und einer filmbildenden Substanz tierischer oder pflanzlicher Herkunft gebunden ist. Das hohe Fisnish dieser Produkte macht sie in idealer Weise geeignet für Anwendungszwecke, bei denen es auf eine das Prestige betonende oder den Kunden besonders stark ansprechende Präsentation ankommt, z.B.Substrate webs, especially paper and cardboard, can be made using a process known as cast coating is treated to give them a surface that is exceptionally flat and smoothness and has a mirror-like gloss. The coating compound, which is used for such working methods usually contains over 70 percent by weight of a mineral Pigment made with a mixture of a synthetic polymer and a film-forming substance animal or vegetable origin is bound. The high fisnish of these products makes them in Ideally suited for applications that emphasize prestige or the customer in particular highly appealing presentation arrives, e.g.

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als Buchdeckel oder Schaupackungen. Sie weisen jedoch den Nachteil auf, daß die Oberfläche wahrend der Eenutzung leicht zerkratzt und abgenutzt und auch leicht verschmutzt oder fleckig wird. Es besteht daher ein technisches Bedürfnis nach einem Überzug, der zwar das Finish der bekannten, gießbeschichteten Produkte aufweist, der aber durch eine Überlegenheit in Bezug auf die Zerkratzbarkeit bzw. Abnutzbarkeit und das Fleckigwerden ausgezeichnet ist.as book covers or show packs. However, they have the disadvantage that the surface during use easily scratched and worn and also easily soiled or stained. There is therefore a technical one The need for a coating that has the finish of the known cast-coated products, but through superiority in terms of scratchability or wearability and staining is excellent.

Polymerisatbeschichtungen, das sind solche, die in der Hauptsache aus einem synthetischen polymeren Material bestehen, können zwar so aufgebaut werden, daß sie eine verbesserte Beständigkeit gegen das Verkratzen und Fleckigwerden aufweisen, doch ist man bei Anwendung der üblichen Methoden zum Aufbringen der polymeren Beschichtungen auf Papier und Pappe nicht imstande, den Produkten den Glanz und die Glätte der gieß-beschichteten Produkte zu verleihen. So nimmt z.B. bei einem Prozeß, bei welchem eine Schmelze auf das Suostrat durch Extrudieren aufgebracht und darauf verfestigt wird, das Polymerisat die Rauheit und Unebenheit des darunterliegenden Substrats an. Ähnliche Ergebnisse werden erhalten, wenn das Papier oder die Pappe mit einer Lösungsmittellösung eines Polymerisates überzogen wird. Eine schlimme Folge tritt ein, wenn wäßrige Dispersionen oder Emulsionen des Polymerisates aufgebracht werden, da das Wasser die Cellulosefasern in dem Substrat zum Quellen bringt, was eine extreme Rauheit hervorruft. Ein Kalandern des getrockneten, rauhen Produktes reicht nicht aus, um eine technisch befriedigende Verbesserung zu erzielen.Polymer coatings are those that are mainly made of a synthetic polymer material exist, can be designed so that they have improved resistance to scratching and Staining, but conventional methods of applying the polymeric coatings are used on paper and cardboard unable to give the products the gloss and smoothness of the cast-coated ones To lend products. For example, in a process in which a melt on the Suostrat is applied by extrusion and solidified thereon, the roughness and unevenness of the polymer underlying substrate. Similar results are obtained when using the paper or cardboard a solvent solution of a polymer coated will. A dire consequence occurs when aqueous dispersions or emulsions of the polymer are applied as the water causes the cellulose fibers in the substrate to swell, causing extreme roughness. Calendering the dried, rough product is not enough to achieve a technically satisfactory improvement to achieve.

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Durch Aufbringen eines polymeren Films vermittels Polymerisat-Beschichtung oder -Laminierung auf ein gießbeschichtetes Substrat kommt man zwar dem Original-Finish des gieß-beschichteten Produktes nahe, doch ist dieser doppelte Arbeitsgang kostppielig, und das entstandene Produkt ist häufig mit Mangeln behaftet aufgrund der kleinen Staubpartikel oder Luftbläschen oder eines ungleichmäßigen Auftrages der Beschichtung oder des Klebers.By applying a polymeric film to a cast-coated one by means of polymer coating or lamination Substrate one comes close to the original finish of the cast-coated product, but this is it double operations are costly, and the resulting product is often deficient due to the small size Dust particles or air bubbles or an uneven application of the coating or adhesive.

Es sind Arbeitsmethoden bekannt, bei denen eine wäßrige Dispersion oder Emulsion eines polymeren Materials auf ein Substrat aufgebracht und das beschichtete Substrat anschließend in einer Weise verarbeitet wird, die jener gleicht, deren man sich zum Auftragen von Massen auf Mineralstoffbasis durch Gießbeschichtung bedient. Jedoch sind auch diese Methoden in der Praxis entweder außergewöhnlich langwierig auszuführen, oder sie haben eine Beschädigung der meisten Substrate auf Cellulosebasis, wenn nicht gar all dieser Substrate, zur Folge.There are working methods known in which an aqueous dispersion or emulsion of a polymeric material a substrate is applied and the coated substrate is then processed in a manner similar to that which is used to apply mineral-based masses by pouring coating. However these methods, too, are either extraordinarily tedious to carry out in practice or they are damaged most, if not all, of the cellulosic substrates.

Als ein typisches Beispiel einer solchen Methode ist die in der USA-Patentschrift 5 II3 888 beschriebene Methode anzuführen. Gemäß dieser Methode wird das Substrat mit einer wäßrigen Masse beschichtet, und es wird - während es noch feucht ist - mit einem großen, polierten und auf eine Temperatur von 8O bis 99°C erhitzten Zylinder in Kontakt gebracht, und der Überzug wird mit der polierten Oberfläche ohne Anwendung eines äußeren Druckes und ohne relative Bewegung zwischen Überzug und Oberfläche in Kontakt gehalten, solange die Trommel beispielsweise auf einer Strecke, die drei Viertel ihres Umfangs ausmacht, rotiert.A typical example of such a method is the method described in U.S. Patent 5113888 to cite. According to this method, the substrate is coated with an aqueous mass, and it is - while it is still damp - in contact with a large, polished cylinder heated to a temperature of 80 to 99 ° C and the coating is applied to the polished surface without application of external pressure and without relative Movement between coating and surface kept in contact as long as the drum, for example, on a Line that makes up three quarters of its circumference rotates.

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Bei dieser Methode entspricht zwar der zwischen dem feuchten überzug auf dem Substrat und dem erhitzten Zylinder gebildete Spalt für gewöhnlich einem eingestellten Walzenspalt, doch ist es wesentlich, daß kein merklicher Druck an diesem Punkt aufgebracht wird, da andernfalls die wäßrige Emulsion vom Substrat abgequetscht werden würde.This method corresponds to that between the moist coating on the substrate and the heated one The gap formed by the cylinder is usually a set nip, but it is essential that no noticeable one Pressure is applied at this point, otherwise the aqueous emulsion will be squeezed from the substrate would.

Während sich der erhitzte Zylinder und das Substrat langsam gemeinsam bewegen, wird der Überzug zu einem Film verformt und - vorausgesetzt, das Substrat ist permeabel trocknet auf. Ein geschwindigkeits-regulierender Faktor in diesem Prozeß ist der Umstand, daß das Substrat und der Zylinder lange Zeit miteinander in Kontakt gehalten werden müssen, um dem polymeren Material Gelegenheit zu geben, sich zu einem Film zu verformen, den Film die Konfiguration der polierten Oberfläche annehmen zu lassen und eine angemessene Trocknung stattfinden zu lassen. Bei einer typischen Ausführungsform des Prozesses betragen die optimale Bewegungsgeschwindigkeit des Substrates 25 m pro Minute und der Durchmesser des Zylinders 3,7 m. Das Verfahren könnte theoretisch noch schneller durchgeführt werden, falls die Walze auf eine Temperatur über 1000C erhitzt würde, doch ist dies nicht möglich, weil dann, wenn sich die Temperatur diesem Bereich nähert, die Gefahr der Blasenbildung in dem Überzug aufgrund des Siedens des Wassers besteht, oder sich Dampfblasen zwischen Überzug und Zylinder aufbauen könnten und hierdurch Flächenteile unbeschichtet bleiben würden.While the heated cylinder and the substrate move slowly together, the coating is deformed into a film and - provided the substrate is permeable - dries. A rate-regulating factor in this process is the fact that the substrate and the cylinder must be kept in contact for a long time in order for the polymeric material to have an opportunity to deform into a film, the film assuming the configuration of the polished surface and allow adequate drying to take place. In a typical embodiment of the process, the optimum speed of movement of the substrate is 25 m per minute and the diameter of the cylinder 3.7 m. The method could theoretically be carried out even faster if the roller were heated to a temperature above 100 ° C., but it is this is not possible because, when the temperature approaches this range, there is a risk of bubbles forming in the coating due to the boiling of the water, or vapor bubbles could build up between the coating and the cylinder and surface parts would remain uncoated as a result.

Gemäß einer anderen Arbeitsmethode, die in der USA-Patentschrift 2 55^ 662 beschrieben ist, wird eine wäßrige Emul-According to another working method, which is described in US Pat. No. 2,555,662, an aqueous emul-

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sion in ihrer Zusammensetzung derart ausgewählt, daß sie beim Trocknen keinen kontinuierlichen Film auf dem Substrat bildet. Die Emulsion wird aufgebracht, der Überzug getrocknet und dann geschmolzen, um einen kontinuierlichen Film durch die Hitzeanwendung zu bilden, und das Ganze wird dann einer Druckverformungsoperation in der Hitze unterworfen, die letztlich ein glattes und glänzendes Finish verleiht. Bei dieser Arbeitsmethode hat die Schmelzstufe eine fast vollständige Entfernung des Wassers aus dem Substrat zur Folge. In einem typischen Beispiel wird ein Überzug in einer Menge von 5 g pro m , auf Trockengewicht bezogen, getrocknet und danach 45 Sekunden auf 148°C vor der Verformung erhitzt. Eine derart starke Hitzebehandlung von Cellulosesubstraten kann eine permanente Versprödung des Papiers oder der Pappe bewirken. Sie verursacht ferner, daß das Produkt eine zu beanstandende Neigung zum Sichaufrollen entwickelt, da die Feuchtigkeit nach der Verarbeitung von dem Substrat wieder aufgesaugt wird. Die Hitzebehandlung macht den Prozeß überdies langwierig und kostspielig. Darüber hinaus sind im allgemeinen niedrige Beschichtungsgewichte erforderlich, und diese sind ungeeignet zur Gewährleistung des benötigten Hochglanzfinish oder zur Hervorrufung der erwünschten Schutzwirkung des Polymerisatüberzuges.sion is selected in its composition in such a way that it does not have a continuous film on the substrate when it dries forms. The emulsion is applied, the coating dried and then melted to make a continuous Form a film through the application of heat, and the whole thing then undergoes a compression set operation in the heat subjected, which ultimately gives a smooth and shiny finish. In this working method, the melting stage has an almost complete removal of the water from the substrate. In a typical example, a coating in an amount of 5 g per m, on dry weight related, dried and then heated to 148 ° C for 45 seconds before deformation. Such a strong one Heat treatment of cellulose substrates can cause permanent embrittlement of the paper or cardboard. It also causes the product to develop an objectionable curl tendency, since the moisture is again absorbed by the substrate after processing. The heat treatment does that Moreover, the process is lengthy and costly. In addition, coating weights are generally low required, and these are unsuitable for ensuring the required high-gloss finish or for evoking the desired protective effect of the polymer coating.

Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Arbeitsmethode zur Bildung eines glatten, geformten Polymerisatüberzuges auf einem Substrat in Bahnform verfügbar zu machen, die sehr viel schneller durchgeführt werden kann als die für diesen Zweck zur Verfügung stehenden bekannten Methoden, und die aufgrund einer zweckentsprechenden Auswahl der polymeren Materialien imstandeIt is an object of the present invention to provide a working method for forming a smooth, shaped To make polymer coating available on a substrate in web form, which is carried out much faster can be considered as the known methods available for this purpose, and those due to an appropriate one Able to choose polymeric materials

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ist, sehr glatte Überzüge und Hochglanzüberzüge zu liefern, wie sie z.B. bei der Gießbeschichtung erzielt werden, die aber nicht den Nachteil der durch Gießbeschichtung aufgebrachten Überzüge aufweisen.is to deliver very smooth coatings and high-gloss coatings, such as those obtained with cast coating, but which do not have the disadvantage of coatings applied by cast coating.

Nach der Lehre der Erfindung wird eine wäßrige Beschichtungsmasse, die aus einer wäßrigen Emulsion oder Dispersion eines polymeren Materials besteht, auf das Substrat aufgebracht, ein kontinuierlicher Film des polymeren Materials in Gegenwart von Wasser gebildet, und anschließend wird zumindest ein Teil des Wassers verdampft, und zwar durcn Erhitzen des wäßrigen Überzuges ohne Anwendung von Druck auf eine Temperatur, die über der Filmbildungstemperatur des polymeren Materials liegt, und der Film wird dann dadurch verformt, daß man ihn unter hohem Druck gegen eine Formfiäche bei einer Temperatur über 10O0C preßt.According to the teaching of the invention, an aqueous coating composition consisting of an aqueous emulsion or dispersion of a polymeric material is applied to the substrate, a continuous film of the polymeric material is formed in the presence of water, and then at least some of the water is evaporated, and Although durcn heating the aqueous coating without the application of pressure to a temperature which is higher than the film forming temperature of the polymeric material, and the film is then formed by reacting presses it under high pressure against a Formfiäche at a temperature of about 10O 0 C.

Nach der Lehre der Erfindung wird also der wäßrige Überzug erhitzt, um den kontinuierlichen Film zu bilden und zumindest einen Teil des Wassers zu verdampfen, bevor irgendeine Formgebung erfolgt, und es ist dann möglich, bei hohem Druck und hoher Temperatur zu formen, um einen Oberflächeneffekt zu erzielen, der ebensogut und meistens sehr viel besser als der Oberflächeneffekt ist, der bisher erzielt werden konnte. Infolge der Anwendung der hohen Temperatur und des hohen Druckes kann das Formen und somit der gesamte Prozeß sehr viel schneller durchgeführt werden, als es bislang möglich war. So kann im typischen Fall das Substrat mit einer Geschwindigkeit von 70 m pro Minute fortbewegt werden (während bei einem typischen, zum Stand der Technik gehörigen Verfahren nur 25 m pro Minute erreicht werden). Ferner kann in dem Fall, in dem die Verformungsfläche eine Walze darstellt, diese Walze sehr vielThus, according to the teaching of the invention, the aqueous coating is heated to form the continuous film and to evaporate at least part of the water before any shaping takes place, and it is then possible to mold at high pressure and high temperature to achieve a surface effect that is as good and mostly is much better than the surface effect that could previously be achieved. As a result of the application of the high Temperature and the high pressure, the molding and thus the entire process can be carried out much faster than was previously possible. So, in the typical case, the substrate at a speed of 70 m per Minute (while in a typical prior art method only 25 meters per minute can be achieved). Furthermore, in the case where the deformation surface is a roller, this roller can do a great deal

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kleiner sein, als es bei den bisher bekannten Verfahren für erforderlich gehalten wurde; ihr Durchmesser kann sich beispielsweise auf ein Drittel des Durchmessers einer Walze, wie sie beim bekannten Verfahren verwendet wird, belaufen. Dies bedeutet eine enorme Einsparung in wirtschaftlicher Hinsicht, denn die chromplattierten oder auf andere Weise hochglanz-poliertenForraflachen sind nur mit einem übermäßig hohen Kostenaufwand herzustellen und zu warten.be smaller than was considered necessary in the previously known methods; their diameter can for example, to a third of the diameter of a roller, as used in the known method will amount to. This means an enormous saving in economic terms, because the chrome-plated or in another way mirror-polished forra surfaces can only be manufactured and maintained at an excessively high cost.

Ein weiterer Vorteil der Anwendung einer Kombination von hoher Temperatur und Druck besteht darin, daß keine stecknadelgroßen Löcher, die infolge von Unvollkommenheiten beim Beschichten auftreten, wie z.B. winzige Schaumbläschen, durch die Formgebung beseitigt werden können, und so ein völlig kontinuierlicher Überzug zustandekommt. Es ist auch darauf hinzuweisen, daß der Prozeß in einem Druckbereich durchgeführt werden kann, der zu niedrig ist, als daß er die Steifheit und andere für die Verwendung zu Verpackungszwecken erwünschte Eigenschaften der Cellulosesubstrate irgendwie merklich beeinträchtigen könnte. Another advantage of using a combination of high temperature and pressure is that there are no pin-sized Holes that occur as a result of imperfections in the coating, such as tiny bubbles of foam, can be eliminated by the shaping, and so a completely continuous coating is achieved. It should also be noted that the process can be carried out in a pressure range that is too low is than having stiffness and other properties desirable for packaging use Could noticeably affect cellulosic substrates in any way.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird am besten kontinuierlich in der Weise durchgeführt, daß man die Beschichtungsmasse kontinuierlich auf das Substrat aufbringt, das mit der Beschichtung versehene Substrat kontinuierlich durch eine Trocknungszone führt und dann das Formen durch Kalandern bewirkt, d.h. vermittels Durchleiten des beschichteten Substrats durch den SpaxtAemer Druckwalze und einer Formwalze, wobei der Film in einem Kontakt mit der Formwalze gehalten wird.The process according to the invention is best carried out continuously in such a way that the coating compound is applied continuously to the substrate, the substrate provided with the coating is continuously passed through a drying zone and the shaping is then effected by calendering, ie by passing the coated substrate through the spaxt A pressure roller and a forming roller, the film being held in contact with the forming roller.

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Eine derartige Vorrichtung ist in der beigefügten Zeichnung schematisch dargestellt. In dieser Zeichnung wird eine Substratbahn 1 von einer Zulieferwalze 2 abgenommen und über eine Auftragswalze 3, die in eine Wanne 4 taucht, die mit der aufzubringenden wäßrigen Emulsion oder Dispersion gefüllt ist, geführt. Die Dicke der aufgebrachten Beschichtung wird durch eine Luftrakel 5 reguliert. Das mit der feuchten Beschichtung versehene Substrat läuft dann um eine Führungswalze 6 in eine Erhitzungszone, in der es durch die Heizelemente 7 erhitzt wird. Während des Durchganges durch diese Zone wird die Beschichtung auf eine Temperatur erhitzt, die über der Filmbildungstemperatur liegt, so daß das Polymerisat einen Film bildet, und nach der Filmbildung wird ganz allgemein weiteres Wasser verdampft.Such a device is shown schematically in the accompanying drawing. In this drawing is a substrate web 1 is removed from a delivery roller 2 and via an application roller 3, which is fed into a trough 4 dips, which is filled with the aqueous emulsion or dispersion to be applied, performed. The thickness of the applied Coating is regulated by an air knife 5. The one provided with the wet coating The substrate then runs around a guide roller 6 into a heating zone in which it is heated by the heating elements 7 will. During the passage through this zone, the coating is heated to a temperature which is above the film formation temperature, so that the polymer forms a film, and after the film formation is in general, more water evaporates.

Nachdem das Substrat um eine Führungswalze 8 gelaufen ist, gelangt dieses Substrat, das nunmehr einen kontinuierlichen Film des polymeren Materials trägt, in den Spalt 9 zwischen einer polierten Walze 10, die als Formoberfläche dient und auf eine Temperatur von über 1000C erhitzt ist, und einer Preßwalze 11. Zum Schluß wird die mit dem Überzug versehene Substratbahn auf die Aufnahmewalze 12 aufgewickelt, oder sie kann direkt einer Schneidvorrichtung zugeführt werden, um die Bahn zu Bogen bzw. Platten für die spätere praktische Verwendung zu zerschneiden. After the substrate is passed around a guide roller 8, passes this substrate that now carries a continuous film of the polymeric material in the gap 9 between a polished roller 10 which serves as a mold surface and is heated to a temperature of about 100 0 C, and a press roll 11. Finally, the coated substrate web is wound onto the take-up roll 12 or it can be fed directly to a cutting device to cut the web into sheets or plates for later practical use.

Es kann jedes zweckentsprechende System zum Aufbringen der Emulsion verwendet werden. Anstatt z.B. die Beschichtung, nachdem sie aufgebracht worden 1st, in ihrer Schichtdicke (mittels einer Luftrakel) einzustellen, kann die Beschichtung in ihrer Dicke von vornherein eingestellt werden,Any convenient system for applying the emulsion can be used. Instead of e.g. the coating, After it has been applied, the layer thickness can be adjusted (using an air knife), the coating can can be adjusted in their thickness from the start,

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und zwar beispielsweise dadurch, daß man ein Doppelwalzen-Auftragssystem vorsieht, durch welches eine dosierte Menge der Beschichtungsmasse auf die Walze 3 gegeben wird. Die aufgetragene Masse weist im allgemeinen einen Feststoff gehalt von 40 bis 60 % auf und die Aufnahme durch das Substrat beträgt in der Regel 5 bis J50 g, z.B. 10 bisfor example by providing a double roller application system by means of which a metered amount of the coating compound is applied to roller 3. The applied mass generally has a solids content of 40 to 60 % and the absorption by the substrate is generally 5 to 50 g, for example 10 to

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25 g pro m , als Trockengewichte gerechnet.
2
25 g per m, calculated as dry weights.

In der Erhitzungszone kann der Überzug durch jedes beliebige geeignete Erhitzungssystem erhitzt werden, z.B. durch Infrarotstrahler oder eine Heißlufterhitzung. Man kann auch eine Luftumwälzung durch einen Teil der Erhitzungszone oder durch die gesamte Erhitzungszone vorsehen, um die Verdampfungsgeschwindigkeit zu erhöhen.In the heating zone, the coating can be heated by any suitable heating system, e.g. by infrared radiators or hot air heating. Air can also be circulated through part of the heating zone or through the entire heating zone to increase the rate of evaporation.

Die Pormoberflache soll eine Fläche sein, welche die für den geformten Überzug gewünschte Konfiguration aufweist. Im allgemeinen ist die formgebende Oberfläche glatt, so daß auch der fertige Überzug glatt ist. Gewünsch tenfalIs kann er jedoch .auch Prägemuster aufweisen. Im allgemeinen besteht sie aus poliertem Chrom, für gewöhnlich ist sie chromplattiert, doch kann sie z.B. auch aus poliertem Nickel bestehen oder einen Silikonüberzug aufweisen.The Pormoberflache should be a surface that the has the desired configuration for the molded cover. In general, it is the shaping surface smooth, so that the finished coating is also smooth. If desired, however, it can also have embossed patterns. Generally it is made of polished chrome, usually it is chrome plated, but it can also be, for example are made of polished nickel or have a silicone coating.

Die Formwalze wird durch beliebige geeignete Mittel, z.B. überhitzten Wasserdampf, auf eine Temperatur von über 1000C, z.B. auf mindestens 105°C, erhitzt. Die Maximaltemperatur, welche die Walze 10 erreichen kann, wird für gewöhnlich durch die sich im praktischen Betrieb ergebenden Schwierigkeiten bestimmt, doch bietet es in der Regel keine Vorteile, bei Temperaturen über 1500C zu arbeiten.The mold roll is heated by any suitable means, for example superheated steam, to a temperature of about 100 0 C, for example at least 105 ° C. The maximum temperature which the roller 10 can reach is usually determined by the difficulties which arise in practical operation, but it is generally not advantageous to work at temperatures above 150 ° C.

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Der bevorzugte Temperaturbereich liegt für gewöhnlich zwischen 110° und 125°C. Natürlich muß die Temperatur auch danach ausgewählt werden, daß sie die Materialien in dem zu formenden Film berücksichtigt.The preferred temperature range is usually between 110 ° and 125 ° C. Of course the temperature must be can also be selected taking into account the materials in the film to be formed.

Die Preßwalze kann irgendeine Walze sein, die das Substrat gegen die Formwalze zu pressen vermag. Sie kann aus einem im wesentlichen nicht-elastischen Material, z.B. Stahl, bestehen, oder sie kann aus einem elastischen Material, beispielsweise einer mit einem Überzug, wie Kautschuk oder Filz, versehenen Stahlwalze bestehen. Sie muß imstande sein, einen signifikanten Druck auszuüben. Während bei den zum Stand der Technik gehörigen Verformungsverfahren bei einem zu vernachlässigenden Druck, z.B. normalerweise bei weniger als 1 kg/cm , gearbeitet wird, beträgt der Druck beim erfindungsge-The press roll can be any roll capable of pressing the substrate against the forming roll. she can consist of a substantially non-elastic material such as steel, or it can be made of an elastic Material, for example a steel roller provided with a coating such as rubber or felt. It must be able to exert significant pressure. While belonging to the state of the art Deformation process at a negligible pressure, e.g. normally less than 1 kg / cm, is being worked, the pressure at the invention

o mäßen Verfahren stets mindestens 5 kg/cm , und für ge-o If the method is always at least 5 kg / cm, and for some

wohnlich wenigstens 10 kg/cm . Die besten Ergebnisse werden im allgemeinen bei Drucken über 25 kg/cm erhalten. Der bei jedem bestimmten Prozeß anzuwendende Höchstdruck wird in erster Linie von praktischen Erwägungen bestimmt. Sind die Elastizität des Spaltes (nip) und die Substratdicke - wie es im allgemeinen der Fall sein wird derart, daß der Spalt beispielsweise eine Breite von 2 bis jj cm aufweist, dann ist es für gewöhnlich unnötig,homely at least 10 kg / cm. The best results are generally obtained at pressures above 25 kg / cm. The maximum pressure to be used in any particular process is determined primarily by practical considerations. Are the elasticity of the gap (nip) and the substrate thickness - as will generally be the case - such that the gap has a width of 2 to 1 cm, for example, then it is usually unnecessary

Preßdrucke von mehr als 50 kg/cm anzuwenden, doch wenn das Substrat dünner oder der Spalt weniger elastisch ist, so daß der Druck über beispielsweise 2 mm aufgebracht wird, dann können höhere Drucke, z.B. solche bis zu 100 kg/cm , vorteilhaft sein. Auf diese Weise wird eine durch eine kleinere Breite zustandekommende niedrigere Verweilzeit im Spalt durch einen höheren Druck kompensiert.To apply pressures of more than 50 kg / cm, but if the substrate is thinner or the gap is less elastic, so that the pressure is applied over e.g. 2 mm, then higher pressures, e.g. those up to 100 kg / cm, be advantageous. In this way a smaller width becomes a lower one Dwell time in the gap compensated for by a higher pressure.

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Es können zahlreiche verschiedenartige Substrate mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem Überzug versehen werden, einschließlich Papier und Pappe und Folien, üblicherweise Metallfolien, wie Aluminiumfolien. Das Mindestgewicht des nach der Lehre der Er-Numerous different types of substrates can be coated using the method of the present invention including paper and cardboard and foils, usually metal foils such as aluminum foils. The minimum weight of the

findung überzogenen Papiers beträgt etwa 40 g pro m und das Höchstgewicht der Pappe für gewöhnlich etwaCoated paper is about 40 g per m and the maximum weight of the cardboard is usually about

400 g pro m . Man kann beispielsweise annehmen, daß Papiere ein Gewicht von 40 bis 200 g pro m und Pappe400 g per m. For example, one can assume that Papers have a weight of 40 to 200 g per square meter and cardboard

ρ ein Gewicht von 200 bis 400 g pro m aufweisen. Ein für die Zwecke der Erfindung bevorzugt in Frage korn-ρ have a weight of 200 to 400 g per m. A for the purposes of the invention preferred in question granular

mendes Gewicht liegt bei 8o bis 400 g pro m . Das Papier oder die Pappe besteht vorzugsweise aus Cellulosefasern, doch kann es auch aus Kunstfasern oder Gemischen aus Kunstfasern und Cellulosefasern bestehen. Werden Kunstfasern, also synthetische Fasern, verwendet, so muß man in der Regel darauf ächten, daß sie aus einem Material bestehen, das während der Formgebungsoperation nicht schmilzt. Das Substrat kann vor der Beschichtung mit dem Polymerisat eine Vorbeschichtung erfahren haben, und solche Vorbeschichtungen sind diejenigen, die man bei der Papierherstellung gemeinhin anwendet, und sie können Pigmente aufweisen oder frei von Pigmenten sein. Diese Vorbeschichtungen werden angewendet, wenn es erforderlich ist, die Rauheit des Fasersubstrates zu mildern oder das Ausmaß, in dem Wasser aus der Polymerisatemulsion oder -dispersion vor der Bildung eines kontinuierlichen Films verlorengeht, herabzusetzen.mendes weight is between 8o and 400 g per m. The paper or the cardboard is preferably made of cellulose fibers, but it can also be made of synthetic fibers or mixtures consist of synthetic fibers and cellulose fibers. If synthetic fibers are used, so you have to outlaw it as a rule that they consist of a material that during the shaping operation does not melt. The substrate may have undergone a pre-coating before being coated with the polymer, and such precoatings are those commonly used in papermaking, and they can contain pigments or be pigment-free. These pre-coatings are applied when required is to mitigate the roughness of the fiber substrate or the extent to which water is removed from the polymer emulsion or dispersion is lost prior to the formation of a continuous film.

Ist das Substrat, das mit dem Überzug versehen werden soll, undurchdringbar, besteht z.B. aus einer Metallfolie, so ist es empfehlenswert, daß das beschichteteIf the substrate that is to be provided with the coating is impenetrable, e.g. consists of a metal foil, so it is recommended that the coated

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Substrat zu der Zeit, in der es in den Formspalt 9 gelangt, im wesentlichen trocken ist, z.B. weniger als 2 % Wasser, bezogen auf das Substratgewicht, enthält. Besonders gute Ergebnisse werden mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahren jedoch dann erhalten, wenn das Substrat permeabel ist, z.B. aus Papier oder Pappe besteht, und wenn es noch feucht ist, wenn es unmittelbar vor der Verformung in den Spalt 9 eintritt. Aufgrund der Tatsache, daß das Substrat feucht ist, ist dieses Substrat auch elastischer und ermöglicht so eine bessere Anpassung an die Formoberfläche 10. Es ist so ganz allgemein empfehlenswert, daß das beschichtete Substrat noch wenigstens 8 Gewichtsprozent, vorzugsweise 12 Gewichtsprozent Wasser, bezogen auf das Substratgewicht, enthält, wenn es in den Spalt 9 eintritt. Das Substrat soll jedoch auch nicht zu viel Wasser enthalten, da andernfalls der Dampfdruck, der im Spalt aufgebaut wird, so groß sein kann, daß er das Substrat oder den Film beschädigt. In der Regel soll daher das beschichtete Substrat nicht mehr als l8 Gewichtsprozent, vorzugsweise nicht mehr als 15 Gewichtsprozent Wasser, bezogen auf das Substratgewicht, enthalten.The substrate at the time it enters the mold gap 9 is essentially dry, for example contains less than 2 % water, based on the weight of the substrate. However, particularly good results are obtained with the aid of the method according to the invention when the substrate is permeable, for example made of paper or cardboard, and when it is still moist when it enters the gap 9 immediately before the deformation. Due to the fact that the substrate is moist, this substrate is also more elastic and thus enables better adaptation to the mold surface 10. It is therefore generally recommended that the coated substrate still has at least 8 percent by weight, preferably 12 percent by weight of water, based on the Substrate weight when it enters gap 9. However, the substrate should not contain too much water either, since otherwise the vapor pressure that is built up in the gap can be so great that it damages the substrate or the film. As a rule, the coated substrate should therefore not contain more than 18 percent by weight, preferably not more than 15 percent by weight, of water, based on the weight of the substrate.

Die Hauptmenge zumindest der Feuchtigkeit im beschichteten Substrat verdampft beim Eintritt in den Spalt 9 und erreicht aus dem Substrat, so schnell sie kann, nachdem dieses den Spalt verlassen hat. Ist das Substrat permeabel, so verdampft sie daher durch die Rückseite des Substrats. Es soll vorzugsweise keine relative Bewegung zwischen der beschichteten Fläche und der Formoberfläche stattfinden, und die besten Ergebnisse werden erhalten, wenn sich die beschichtete Fläche im Kon-The majority of at least the moisture in the coated substrate evaporates when it enters the gap 9 and reaches out of the substrate as quickly as it can after it has left the gap. Is the substrate permeable, it therefore evaporates through the back of the substrate. There should preferably be no relative movement will take place between the coated surface and the mold surface, and the best results will be if the coated surface is in contact

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takt mit der Formwalze bewegt, während diese Verdampfung erfolgt, bis das beschichtete Produkt bis auf einen stabilen Feuchtigkeitsgehalt getrocknet ist, z.B. während die Walze von 45 bis 270° rotiert. So weisen z.B. cellulosehaltige Substrate normalerweise 5 bis 8 % Feuchtigkeit auf, und die beschichtete Oberfläche wird vorzugsweise mit der Formoberfläche in Kontakt gehalten, bis ein solcher Feuchtigkeitsgehalt erreicht ist.cycle with the forming roller while this evaporation takes place until the coated product has dried to a stable moisture content, for example while the roller rotates from 45 to 270 °. For example, cellulosic substrates normally have 5 to 8 % moisture and the coated surface is preferably kept in contact with the mold surface until such a moisture level is reached.

Es kann eine bunte Vielzahl von polymeren Materialien nach der Lehre der Erfindung mit dem Überzug versehen werden, doch müssen diese in der Praxis zwei Kriterien erfüllen. Das erste und wichtigste Kriterium besteht darin, daß das Material einen kontinuierlichen Film in Gegenwart von Wasser allein durch das Erhitzen des wäßrigen Überzuges in der Erhitzungszone zu bilden vermag. Dies hinwiederum bedeutet, daß die Filmbildungstemperatur deutlich unter 1000C liegen muß. Die Filmbildung ist jedoch ein abhängiger Prozeß in dem Sinne, daß dann, wenn das V/asser schnell entfernt wird, wie es bei porösen Substraten der Fall ist, die Temperatur der Filmbildung effektiv erhöht wird. Die Filmbildungstemperatur hängt daher von dem bestimmten .Prozeß ab, in welchem der Film gebildet wird. Ein absoluter Wert, den man benutzen kann, um die Temperatur zu bezeichnen, bei welcher ein Film gebildet wird, ist die Einfrier- bzw. Glastemperatur (second order transition temperature). In der Regel muß das für die Zwecke der vorliegenden Erfindung benutzte polymere Material eine Glaäemperatur von unter 40°C aufweisen, um praktisch brauchbar zu sein. Ist jedoch das Substrat impermeabel, stellt z.B. eine Metallfolie dar, dann können zufriedenstellende Ergebnisse auch mit höheren Werten, z.B. bis zu 70 C, erzielt werden.A wide variety of polymeric materials can be provided with the coating according to the teaching of the invention, but in practice these must meet two criteria. The first and most important criterion is that the material be able to form a continuous film in the presence of water solely by heating the aqueous coating in the heating zone. This, again, means that the film forming temperature must be well below 100 0 C. However, film formation is a dependent process in the sense that if the water is removed quickly, as is the case with porous substrates, the temperature of film formation is effectively increased. The film formation temperature therefore depends on the particular process in which the film is formed. An absolute value that can be used to denote the temperature at which a film is formed is the second order transition temperature. As a rule, the polymeric material used for the purposes of the present invention must have a glass temperature below 40 ° C. in order to be of practical use. However, if the substrate is impermeable, for example a metal foil, then satisfactory results can also be achieved with higher values, for example up to 70 ° C.

3 0 G C 3 3 / 0 9 1 83 0 G C 3 3/0 9 1 8

Das zweite Kriterium, dem das polymere Material genügen muß, besteht darin, daß es bei der angewendeten Formtemperatur durch Pressen gegen die EOrmoberfläche verformbar ist. Damit der Film fließt und sich eng an die Oberfläche anpaßt, muß er folglich aus einem Material bestehen, das bis zu einem gewissen Grad die Oberfläche benetzt, doch wenn es die Oberfläche zu stark benetzt, wird es an der Oberflächen festhaften mit möglicherweise verheerenden Folgen. Es ist demzufolge unumgänglich, einen Ausgleich zu schaffen bei dem polymeren Material, das an der Oberfläche festklebt und sich dieser Oberfläche unangemessen stark anpaßt. Im allgemeinen erhält man die besten Ergebnisse, wenn das polymere Material eine Viskosität von 40 bis 80 Einheiten, vorzugsweise 50 bis 70 Einheiten, beispielsweise 6o Einheiten, aufweist, bestimmt mit Hilfe eines Mooney-Viskosimeters, bei Formtemperatur.The second criterion which the polymeric material must meet is that it is at the applied Mold temperature by pressing against the mold surface is deformable. In order for the film to flow and conform closely to the surface, it must therefore be made of one material exist that to a certain extent wets the surface, but when it does the surface too if it is heavily wetted, it will stick to the surface with potentially devastating consequences. It is therefore inevitable to create a balance with the polymeric material that sticks to the surface and adapts to this surface inappropriately. In general, the best results are obtained when that polymeric material has a viscosity of 40 to 80 units, preferably 50 to 70 units, for example 60 units, determined with the aid of a Mooney viscometer, at mold temperature.

Die polymeren Materialien, die bei der Erfindung Anwendung finden, können aus einer Vielzahl von Materialien ausgewählt werden, z.B. bestehen aus Polyvinylacetat, Polyvinylidenchlorid, Mischpolymerisaten aus Vinylchlorid und Vinylacetat, Polystyrol-Mischpolymerisaten, Polyurethanen, Polyacrylaten, Polymethacrylaten, Polyacrylnitrilen, Polyamiden und Polyäthylenen. Es ist jedoch ganz allgemein festzustellen, daß es am besten ist, wenn das polymere Material aus einem solchen Material besteht, das durch eine Emulsions- oder Dispersions-Polymerisationsreaktion gewonnen worden ist, da sich herausgestellt hat, daß häufig zu viel oberflächenaktive Stoffe in Markenartikel darstellenden Emulsionen oder Dispersionen von Materialien, wie Polyamid und Polyäthylen, vorhanden sind, die nach irgendeiner anderen Polymerisationsmethode hergestellt und danach in Wasser dispergiert worden sind.The polymeric materials used in the invention can be made from a variety of materials can be selected, e.g. consist of polyvinyl acetate, polyvinylidene chloride, copolymers of vinyl chloride and vinyl acetate, polystyrene copolymers, polyurethanes, polyacrylates, polymethacrylates, polyacrylonitriles, Polyamides and polyethylenes. Generally speaking, however, it is best when the polymeric material consists of such a material which is produced by an emulsion or dispersion polymerization reaction has been won because it has been found that there are often too many surfactants in branded articles representative emulsions or dispersions of materials such as polyamide and polyethylene which have been prepared by some other polymerization method and then dispersed in water.

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Wenngleich ein Vorteil der erfindungsgemäßen Methode darin besteht, daß bei ihr im Handel erhältliche wäßrige Emulsionen oder Dispersionen verwendet werden können, so ist doch festgestellt worden, daß bezüglich der Erzielung bester Ergebnisse und insbesondere im Hinblick auf die Erzeugung eines Oberflächenfinish, der ebenso gut ist wie der durch Gießbeschichtung einer mineralstoff -halt igen Beschichtungsmasse erzeugte Finish, die meisten handelsüblichen Materialien nicht die für die Formgebungsstufe erforderlichen Voraussetzungen erfüllen, was die Erzielung des genau richtigen Grades des Festhaftens an der erhitzten Formoberfläche in dem Sinn, daß der Überzug sich dicht an diese Oberfläche anschmiegt und deren hohen Glanz annimmt, anbelangt. Normalerweise sind diese Materialien zu klebrig bei Formtemperatur, und es muß ihnen ein Modifizierungsmittel zwecks Verminderung dieses Effektes zugegeben werden. Daher ist es ganz allgemein besonders empfehlenswert, der Emulsion oder Dispersion eine geringe Menge, z.B. weniger als JO $>, bezogen auf das Trockengewicht des Hauptpolymeren, eines die Klebrigkeit herabsetzenden Mittels zuzusetzen. Die optimale Menge hängt ab von dem bestimmten, klebrigkeitsherabsetzenden Mittel und dem polymeren Material, die verwendet werden. Es können z.B. Natrium-Carboxymethylcellulose, Methylcellulose, Polyvinylalkohol und Polyvinylpyrrolidon in Mengen bis zu 10 %, bezogen auf das Gewicht des Hauptpolymeren, verwendet werden, während Natriumalginat in Mengen bis zu 2 %, bezogen auf das Gewicht des Hauptpolymeren, verwendet werden kann. Zu den anderen Materialien, die Anwendung finden können, gehören Emulsionen von Wachs, Polyäthylen und Stearaten.While an advantage of the method of the invention is that it can use commercially available aqueous emulsions or dispersions, it has been found that for best results, and particularly for producing a surface finish that is as good as the finish produced by a cast coating of a mineral-containing coating compound, most commercially available materials do not meet the requirements required for the shaping stage, which means that exactly the right degree of adhesion to the heated mold surface is achieved in the sense that the coating is tightly against this surface hugs and takes on their high shine. Usually these materials are too sticky at mold temperature and a modifier must be added to reduce this effect. It is therefore very generally particularly advisable to add a small amount, for example less than 50%, based on the dry weight of the main polymer, of a tackiness-reducing agent to the emulsion or dispersion. The optimal amount will depend on the particular anti-tack agent and polymeric material being used. For example, sodium carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, polyvinyl alcohol and polyvinylpyrrolidone can be used in amounts up to 10 % based on the weight of the main polymer, while sodium alginate can be used in amounts up to 2 % based on the weight of the main polymer. Other materials that can be used include emulsions of wax, polyethylene, and stearates.

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Während alle diese die Klebrigkeit vermindernden Mittel die Verarbeitung der polymeren Materialien ermöglichen und dem Produkt ein glattes und glänzendes Finish verleihen, ist doch zugleich gefunden worden, daß viele Polymeren, die eine Glastemperatur unter 4O°C aufweisen, bis zu einem Ausmaß weich sind, daß sie als Finish für eine praktische Anwendung nicht befriedigen. Es ist daher in den meisten Fällen empfehlenswert, Materialien einzuverleiben, die sowohl die Klebrigkeit vermindern als auch die Härte des geformten Polymerisatüberzuges erhöhen. Wie gefunden wurde, sind gewisse Acryl-Mischpolymerisate als klebrigkeits-herabsetzende Mittel in einer Vielzahl von polymeren Materialien brauchbar, z.B. für Butadien/Methylmethacrylat-Mischpolymerisate (z.B. Materialien, die unter der Bezeichnung "Butakon" im Handel vertrieben werden) und Styrol/Acryl-Mischpolymerisate (z.B. Materialien, die unter der Bezeichnung "Revertex" im Handel vertrieben werden), und zwar deshalb, weil sie sowohl das Aussehen verbessern als auch die Härte erhöhen. Ein geeignetes klebrigkeits-herabsetzendes Mittel auf Acrylbasis wird unter der Bezeichnung "Amberlac AI65" von der Firma Rohm and Haas U.K. Limited im Handel vertrieben; es besteht aus einem Ammoniumsalz und ist seiner Natur nach nicht filmbildend. Ein anderes geeignetes klebrigkeits-herabsetzendes Mittel, das von besonderem Gebrauchswert ist, wenn das polymere Hauptmaterial aus einem Styrol/Acryl-Mischpolymerisat besteht, ist ein Styrol/Maleinsäureanhydrid-Mischpolymerisat, z.B. das von der Firma Arco Chemical Company unter der Bezeichnung "SMA Resin" im Handel vertriebene Material, das in Ammoniumhydroxyd zu einer Lösung gelöst werden kann, die beim Trocknen einen kontinuierlichen Film ergibt. While all of these tack-reducing agents allow processing of the polymeric materials and give the product a smooth and shiny finish, it has been found that many at the same time Polymers that have a glass transition temperature below 40 ° C, are soft to the extent that they are unsatisfactory as a finish for practical use. It is therefore in most cases it is advisable to incorporate materials that both reduce tack as well as increasing the hardness of the molded polymer coating. As has been found, certain acrylic copolymers are useful as tack-reducing agents in a variety of polymeric materials, e.g. for butadiene / methyl methacrylate copolymers (e.g. materials under the name "Butakon" in Are sold) and styrene / acrylic copolymers (e.g. materials that are sold under the name "Revertex" in the trade), and therefore, because they both improve appearance and increase hardness. A suitable anti-tack agent Acrylic-based agent is sold under the name "Amberlac AI65" by Rohm and Haas U.K. Limited commercially distributed; it consists of an ammonium salt and is by nature not film-forming. Another suitable tack-reducing agent that is of particular use when the polymeric main material made from a styrene / acrylic copolymer is a styrene / maleic anhydride copolymer, e.g. the material sold by the Arco Chemical Company under the name "SMA Resin", which can be dissolved in ammonium hydroxide to form a solution which, when dried, gives a continuous film.

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Um dem Wunsch, daß die Oberfläche des Fertigproduktes ganz allgemein hart ist, Rechnung zu tragen, weist das polyi
auf.
In order to meet the requirement that the surface of the finished product is generally hard, the polyi
on.

polymere Material häufig eine Glastemperatur über -1O°Cpolymeric material often has a glass temperature above -1O ° C

Das erfindungsgemäße Verfahren ist von breiter Anwendbarkeit bei der Herstellung von z.B. beschiohteten Papieren und Folien. Trifft man eine optimale Auswahl an polymerem Material, wie es z.B. oben beschrieben wurde, dann ist es möglich, ein Oberflächenfinish von extremer Glätte und extremem Hochglanz zu erzielen. Wird eine matte Oberfläche benötigt, dann wird sie erfindungsgemäß im allgemeinen dadurch erzeugt, daß man in der gleichen Weise wie bei einer Hochglanzoberfläche gegen eine extrem glatte Oberfläche verformt, aber eine polymere Masse verwendet, welche die optische Illusion eines Matteffektes ergibt. Falls eine geprägte Oberfläche gewünscht wird, wird in der Regel eine glatte Oberfläche in der üblichen Weise erzeugt und diese dann nachträglich mit einem Prägemuster versehen.The method according to the invention has wide applicability in the manufacture of, for example, coated papers and foils. If you make an optimal selection of polymeric material, e.g. as described above, then it is possible to achieve a surface finish of extreme smoothness and extremely high gloss. Will be a matte surface is required, then it is generally produced according to the invention by being in the same Deformed like a high-gloss surface against an extremely smooth surface, but a polymeric one Mass used, which gives the optical illusion of a matt effect. If an embossed surface is desired, a smooth surface is usually created in the usual way and then afterwards provided with an embossed pattern.

Das Substrat kann ein einfarbiges Substrat und der Überzug kann klar sein oder eine kleine Menge eines Pigmentes für dekorative oder funktioneile Zwecke enthalten. Die Erfindung ist jedoch von besonderem Wert, wenn sie zum Aufbringen eines klaren Hochglanzüberzuges auf eine bedruckte Oberfläche benutzt wird, z.B. auf Papier oder Pappe, die mit einem Aufdruck, beispielsweise einem Holzmaserungseffekt oder einer Fotografie,versehen sind. So können mit Hilfe der Erfindung Ansichtspostkarten in der Weise hergestellt werden, daß man die gewünschten Bilder auf die Karte druckt, dann eine klare Glanzschicht mittelsThe substrate can be a solid color substrate and the coating can be clear or a small amount of pigment included for decorative or functional purposes. However, the invention is of particular value when used for Applying a clear glossy coating to a printed surface is used, e.g. on paper or Cardboard with a print, for example a wood grain effect or a photograph. Thus, with the help of the invention, postcards can be viewed in the Way to be made that one prints the desired pictures on the card, then a clear glossy layer by means of

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der erfindungsgemäßen Methode aufbringt und das Substrat auf die gewünschte Größe zuschneidet.applying the method according to the invention and cutting the substrate to the desired size.

Dem BeSchichtungsgemisch können andere Additive einverleibt werden, um die Verarbeitungs- oder funktionellen Eigenschaften zu verbessern, und hierzu gehören Schauminhibitoren, Mittel zur Modifizierung der Viskosität, Plastifizierungsmittel, koaleszierende Mittel und Trennmittel. Die Mitverwendung solcher Materialien ergibt eine optimale Handhabbarkeit und Endverwendungs-Flexibilität. Die Beschichtungsmassen können auch eine geringe Menge eines anorganischen Pigmentes, eines organischen Pigmentes, eines Farbstoffes, eines Metallpigmentes, eines Perlmutteffekte erzeugenden Pigments, eines Mattierungsmittels usw. oder Gemische solcher Materialien enthalten, um so eine bunte Vielfalt von dekorativen Kunststoffüberzügen zu liefern. Ähnlich können Materialien, die Ultraviolettlicht absorbieren, in klare Überzugsmassen eingearbeitet werden, um ein Produkt mit ausgezeichneter Beständigkeit gegen eine Verfärbung durch Sonnenlichteinstrahlung zu ergeben.Other additives can be incorporated into the coating mix be to the processing or functional Improve properties, and these include foam inhibitors, Viscosity modifiers, plasticizers, coalescing agents and release agents. The use of such materials results optimal manageability and end-use flexibility. The coating compositions can also contain a small amount of an inorganic pigment or an organic pigment Pigment, a dye, a metal pigment, a pigment producing mother-of-pearl effects, a matting agent, etc., or mixtures of such materials, to create a colorful variety of decorative To deliver plastic coatings. Similarly, materials that absorb ultraviolet light can be used in clear coatings can be incorporated to provide a product with excellent resistance to discoloration to result from exposure to sunlight.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden im folgenden einige Beispiele angeführt.In order to explain the invention in more detail, some examples are given below.

Beispiel 1example 1

15 g (Trockengewicht) pro m eines Gemisches, das aus einer wäßrigen Emulsion bestand, die 100 (trockene) Teile eines unter der Bezeichnung "Butakon ML 501" im Handel vertriebenen Butadien/Methylmethacrylat-Mischpolymerisates mit einer Glastemperatur von -21°C und I80 Teile Wasser sowie 20 (trockene) Teile eines Ammoniumsalzes15 g (dry weight) per m of a mixture which consisted of an aqueous emulsion, the 100 (dry) parts one under the name "Butakon ML 501" on the market butadiene / methyl methacrylate copolymers sold with a glass transition temperature of -21 ° C and 180 parts Water and 20 (dry) parts of an ammonium salt

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eines unter der Bezeichnung "Amberlac AI65" im Handel vertriebenen Acryl-Mischpolymerisats enthielt, wurde auf ein aus holzfreier Pappe, JOO g/m , bestehendes Substrat aufgebracht. Das mit der Beschichtungsmasse versehene Substrat wurde 5 Sekunden durch eine Trockenzone, in der die Lufttemperatur 1100C betrug, geführt, und es wurde dann bei 1300C und durch Pressen unter einem Druck von 35 kg/cm gegen eine hochglanzpolierte chromplattierte Walze geformt, wobei die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung benutzt wurde. Das Fertigprodukt wies einen glatten, hochglänzenden Überzug auf, der jenem mindestens gleich kam, der durch Gießbeschichtung einer mineralstoffhaltigen Beschichtungsmasse erzeugt worden war.an acrylic copolymer marketed under the name "Amberlac AI65" was applied to a substrate made of wood-free cardboard, 100 g / m 2. The provided with the coating substrate was 5 seconds passed through a drying zone in which the air temperature was 110 0 C, and was then molded at 130 0 C and by pressing under a pressure of 35 kg / cm against a highly polished chrome plated roll, the device shown in the drawing was used. The finished product had a smooth, high-gloss coating that was at least equal to that which had been produced by cast coating a mineral-containing coating compound.

Beispiel 2Example 2

ρ
15 g Trockengewicht pro m eines Gemisches, das aus einer wäßrigen Emulsion bestand, die 100 (trockene) Teile eines unter der Bezeichnung "Revertex A30911 im Handel vertriebenen Styrol/Acryl-Mischpolymerisates mit einer Glastemperatur von 28°C und I60 Teile Wasser sowie 20 (trockene) Teile einer ammoniakalisehen Lösung eines unter der Bezeichnung 11SMA Resin l44OH" im Handel vertriebenen niedermolekularen Styrol/Maleinsäureanhydrid-Mischpolymerisats enthielt, wurde auf ein aus holzfreier Pappe, 240 g/m , bestehendes Substrat aufgebracht. Das mit dem Überzug versehene Substrat wurde dann 4 Sekunden lang in einer Erhitzungszone, in der die Luft eine Temperatur von 120°C aufwies, erhitzt und dann un-
ρ
15 g dry weight per m of a mixture consisting of an aqueous emulsion, the 100 (dry) parts of a styrene / acrylic copolymer marketed under the name "Revertex A309 11 " with a glass temperature of 28 ° C and 160 parts of water and 20 Containing (dry) parts of an ammoniacal solution of a low molecular weight styrene / maleic anhydride mixed polymer sold under the name 11 SMA Resin 144OH "was applied to a substrate made of wood-free cardboard, 240 g / m 2. The substrate provided with the coating was then heated for 4 seconds in a heating zone in which the air had a temperature of 120 ° C and then un-

ter einem Preßdruck von 35 kg/cm und bei einer Temperatur von 105°C in der in der beigefügten Zeichnung dargestellten Apparatur geformt. Das Fertigprodukt wies eine glatte Hochglanzoberfläche auf.ter a pressure of 35 kg / cm and at a temperature of 105 ° C in the apparatus shown in the accompanying drawing. The finished product had a smooth, high-gloss surface.

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Beispiel 3Example 3

Es wurde das Verfahren des Beispiels 1 wiederholt mit der Abänderung, daß ein härteres Butadien/Methylmethacrylat-Mischpolymerisat mit einer Glasternperatur von -11°C, das im Handel unter der Bezeichnung "Butakon ML577/1" vertrieben wird, verwendet und eine Formtemperatur von 125°C eingehalten wurde. Das Fertigprodukt wies einen glatten Hochglanz-Überzug auf.The procedure of Example 1 was repeated with the modification that a harder butadiene / methyl methacrylate copolymer was used with a glass temperature of -11 ° C, which is sold under the name "Butakon ML577 / 1" is used and a mold temperature of 125 ° C was maintained. The finished product had a smooth, high-gloss coating on.

Beispiel 4Example 4

Es wurde das Verfahren des Beispiels 2 wiederholt mit der Abänderung, daß ein härteres Styrol/Acryl-Mischpolymerisat mit einer Glastemperatur von 19°C, das unter der Bezeichnung "Revertex AJ>86" im Handel vertrieben wird, verwendet und bei 110 C und einem Preßdruck von 40 kg/cm geformt wurde. Man erhielt einen glatten Hochglanz-Überzug.The procedure of Example 2 was repeated with the modification that a harder styrene / acrylic copolymer with a glass transition temperature of 19 ° C, which is marketed under the name "Revertex AJ> 86" is used and molded at 110 ° C and a molding pressure of 40 kg / cm. A smooth one was obtained High gloss coating.

Die Produkte der Beispiele 1 und 3 ergaben eine weichere Oberfläche bei Raumtemperatur als diejenigen der Beispiele 2 und 4, wohingegen die letztgenannten Materialien bei hoher Temperatur sehr fließfähig sind und eine niedrige Formtemperatur benötigen. Es können somit auch Gemische von Mischpolymerisaten verwendet werden, wie es in Beispiel 5 veranschaulicht wird.The products of Examples 1 and 3 gave a softer one Surface at room temperature than those of Examples 2 and 4, whereas the latter materials are very flowable at high temperature and require a low mold temperature. Mixtures can therefore also be used of copolymers can be used, as illustrated in Example 5.

Beispiel 5Example 5

Eine Kombination aus 70 (trockenen) Teilen einer Butadien/Methylmethacrylat-Mißchpolymerisat-Emulsion, unter der Bezeichnung "Butakon ML577/1" im Handel vertrieben,A combination of 70 (dry) parts of a butadiene / methyl methacrylate polymer emulsion, marketed under the name "Butakon ML577 / 1",

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30 (trockenen) Teilen einer Styrol/Acryl-Mischpolymerisat-Emulsion, unter der Bezeichnung "Revertex A386" im Handel vertrieben, 20 (trockenen) Teilen eines Ammoniumsalzes eines Acryl-Mischpolymerisates, unter der Bezeichnung "Amberlac AI65" im Handel vertrieben, und Wasser in solcher Menge, daß der Feststoff-Endgehalt 40 % beträgt, wird - wie in Beispiel 1 - teilweise ge trocknet und bei 1200C und einem Preßdruck von 40 kg/cm geformt. Das Produkt wies all die visuellen Eigenschaften von konventionell gieß-beschichteten Produkten auf, und die Oberfläche war hart und frei von Blockierungstendenzen. 30 (dry) parts of a styrene / acrylic copolymer emulsion, sold under the name "Revertex A386", 20 (dry) parts of an ammonium salt of an acrylic copolymer, sold under the name "Amberlac AI65", and water in an amount such that the final solids content is 40% - as in example 1 - shaped ge partially dried and calcined at 120 0 C and a pressure of 40 kg / cm. The product had all the visual properties of conventional cast-coated products and the surface was hard and free from blocking tendencies.

Beispiel 6Example 6

Es wurde ein Gemisch aus 100 (trockenen) Teilen einer von der Firma Farbenfabriken Bayer AG unter der Bezeichnung "Polyurethane Dispersion CA7524" im Handel vertriebenen wäßrigen Emulsion, von der bekannt ist, daß sie einen Film unter 200C zu bilden vermag, und 180 Teilen Wasser sowie 10 Teilen eines niedermolekularen Styrol/ Maleinsäureanhydrid-Mischpolymerisats gebildet. Dieses A mixture was prepared from 100 (dry) parts of a marketed by Farbenfabriken Bayer AG under the name "Polyurethane dispersion CA7524" in the trade aqueous emulsion, which is known, that it is able to form a film below 20 0 C, and 180 Parts of water and 10 parts of a low molecular weight styrene / maleic anhydride copolymer formed. This

Gemisch wurde in einer Stärke von 12 g TrockengewichtMixture was at a strength of 12 g dry weight

2 pro m auf ein Substrat aufgebracht, das aus holzfreiem2 applied per m on a substrate made of wood-free Papier mit einem Quadratmetergewicht von 80 g bestand und auf jeder Seite einen pigmenthaitigen Überzug in einer Stärke von 10 g/m aufwies. Das mit der Beschichtungsmasse Überzogene Substrat wurde 6 Sekunden durch eine Trocknungszone geführt, in der die Lufttemperatur 10O0C betrug, und wurde dann durch Pressen unter einem Druck von 50 kg/cm gegen eine hochglanzpolierte chromplattierte Walze bei 1200C geformt, wobei die in derPaper with a square meter weight of 80 g existed and had a pigment-containing coating on each side with a thickness of 10 g / m 2. The coated with the coating composition substrate was performed 6 seconds through a drying zone in which the air temperature was 10O 0 C, and then by pressing under a pressure of 50 kg / cm molded against a highly polished chrome plated roll at 120 0 C, the in the

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Zeichnung schematisch dargestellte Apparatur verwendet wurde. Die glatte und einen Hochglanz aufweisende Oberfläche war auch durch eine gute Scheuerfestigkeit ausgezeichnet. Drawing schematically shown apparatus was used. The smooth and high-gloss surface was also distinguished by good rub resistance.

Polystyrol weist eine Glastemperatür von über 1000C auf und daher bilden seine Emulsionen keinen Film unter den Bedingungen der vorliegenden Erfindung. Die Filmbildungstemperatur kann jedoch durch Einarbeiten eines Plastifizierungsmittel s herabgesetzt werden, wie es in Beispiel 7 erläutert wird.Polystyrene has a glass temperature of over 100 ° C. and therefore its emulsions do not form a film under the conditions of the present invention. However, the film-forming temperature can be lowered by incorporating a plasticizer, as explained in Example 7.

Beispiel 7Example 7

Es wird eine Beschichtungsmasse gebildet aus 100 (trockenen) Teilen einer unter der Bezeichnung "Vinamul 7700" im Handel vertriebenen Polystyrolemulsion, 20 Teilen eines Dibutylphthalat-Weichmachers und 10 (trockenen) Teilen eines unter der Bezeichnung "Amberlac AI65" im Handel vertriebenen Acryl-Mischpolymerisates. Diese Beschichtungsmasse kann unter Anwendung der in Beispiel 2 angeführten Mengen, Temperaturen und Preßdrucke aufgebracht, getrocknet und geformt werden, und man erhält ein glattes Hochglanzprodukt.A coating mass is formed from 100 (dry) parts of a under the name "Vinamul 7700" commercially available polystyrene emulsion, 20 parts of a dibutyl phthalate plasticizer and 10 (dry) Share one called "Amberlac AI65" in the Acrylic copolymers sold commercially. This coating compound can be applied using the amounts, temperatures and pressures given in Example 2, dried and molded, and a smooth, glossy product is obtained.

Polyvinylidenchlorid und dessen Mischpolymerisate weisen für gewöhnlich eine nur geringe Klebrigkeit auf und haften nicht genügend an der erhitzten Formoberfläche. In diesem Fall ist es erforderlich, ein Material zuzusetzen, welches das Haftvermögen an der Formoberfläche so stark zu erhöhen vermag, daß der Überzug das Hochglanzfinish aufweist, wie es in Beispiel 8 veranschaulicht wird.Polyvinylidene chloride and its copolymers usually have only low tack and do not adhere sufficiently to the heated mold surface. In this case it is necessary to have a material add, which is able to increase the adhesion to the mold surface so much that the coating has the high gloss finish as illustrated in Example 8.

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Beispiel 8Example 8

Es wird eine Beschichtungsmasse gebildet aus 100 (trockenen) Teilen eines unter der Bezeichnung "IXAN WA 50" von der Firma Solvay et Cie im Handel vertriebenen PoIyvinyliden-Mischpolymerisates und 10 (trockenen) Teilen einer Acryl-Mischpolymerisatdispersion, die im Handel unter der Bezeichnung "Primal WS-24" erhältlich ist. Diese Beschichtungsmasse kann aufgebracht, getrocknet und geformt werden unter Anwendung der in Beispiel 2 angeführten Mengen, Temperaturen und Preßdrucke, und man erhält ein glattes Hochglanzprodukt.A coating mass is formed from 100 (dry) parts of a polyvinylidene copolymer marketed by Solvay et Cie under the name "IXAN WA 50" and 10 (dry) parts of an acrylic copolymer dispersion, which is marketed under the name " Primal WS-24 "is available. This coating composition can be applied, dried and shaped using the amounts, temperatures and pressures set out in Example 2, and a smooth, glossy product is obtained.

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Claims (1)

PatentansprücheClaims 1. Verfahren zum Erzeugen eines geformten Polymerisatüberzuges auf einer Substratbahn, dadurch gekennzeichnet, daß man auf das Substrat eine aus einer wäßrigen Emulsion oder Dispersion eines polymeren Materials bestehende Beschichtungsmasse aufbringt, einen kontinuierlichen Film des polymeren Materials in Gegenwart von Wasser bildet und anschließend durch ohne Druckanwendung vorgenommenes Erhitzen des wäßrigen Überzuges auf eine über der Filmbildungstemperatur des polymeren Materials liegende Temperatur zumindest einen Teil des Wassers verdampft und den Film formt durch Pressen dieses Filmes unter hohem Druck gegen eine Formoberfläche bei einer Temperatur über 1000C.1. A process for producing a shaped polymer coating on a substrate web, characterized in that a coating composition consisting of an aqueous emulsion or dispersion of a polymeric material is applied to the substrate, a continuous film of the polymeric material is formed in the presence of water and then by no pressure the aqueous coating to a temperature above the film-forming temperature of the polymeric material temperature is at least evaporated method practiced heating some of the water and the film formed by pressing of this film under high pressure against a mold surface at a temperature above 100 0 C. 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Beschichtungsmasse kontinuierlich aufgebracht, das Erhitzen vermittels Hindurchleiten des beschichteten Substrates durch eine Trocknungszone vorgenommen und das Formen durch Preßformen des beschichteten Substrates bei einer Temperatur zwischen 105 und 1500C bewirkt wird.2. The method according to claim 1, characterized is that the aqueous coating composition applied continuously, the heating means of passing the coated substrate made by a drying zone and molding caused by press-molding the coated substrate at a temperature of 105-150 0 C. 3. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Formoberfläche aus einer chromplattierten Walze besteht.3. The method according to claims 1 or 2, characterized in that that the mold surface consists of a chrome-plated roller. k. Verfahren gemäß jedem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der geformte Polymerisatüberzug ein Hochglanzüberzug ist. k. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the molded polymer coating is a high gloss coating. 309838/0918309838/0918 5· Verfahren gemäß jedem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat aus einer Metallfolie oder aus Papier oder Pappe besteht.5. Method according to any of the preceding claims, characterized in that the substrate consists of a metal foil or of paper or cardboard. 6. Verfahren gemäß jedem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das polymere Material zur Hauptsache aus einem Butadien/Methylmethacrylat-Mischpolymerisat oder einem Styrol/Acryl-Mischpolymerisat besteht.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the polymeric material mainly from a butadiene / methyl methacrylate copolymer or a styrene / acrylic copolymer. 7- Verfahren gemäß jedem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Emulsion oder Dispersion eine geringe Menge eines klebrigkeits-herabsetzenden Mittels enthält.7- method according to any of the preceding claims, characterized in that the emulsion or dispersion contains a small amount of a tack-reducing agent Contains means. 8. Verfahren gemäß Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß das klebrigkeits-herabsetzende Mittel aus einem Acryl-Mischpolymerisat besteht.8. The method according to claim 7 *, characterized in that that the tack-reducing agent consists of an acrylic copolymer. 9· Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das polymere Material in der Hauptsache aus einem Styrol/Acryi-Mischpolymerisat und das klebrigkeitsherabsetzende Mittel aus einem Styrol/Maleinsäureanhydrid-Mischpolymerisat bestehen.Process according to claim 7, characterized in that the polymeric material consists mainly of a styrene / acrylic copolymer and the tack-reducing agent consists of a styrene / maleic anhydride copolymer. 10. Verfahren gemäß jedem der Ansprüche 7 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß das polymere Material eine Glastemperatur von unter 40°C aufweist.10. The method according to any one of claims 7 to 9 »thereby characterized in that the polymeric material has a glass transition temperature of below 40 ° C. 11. Verfahren gemäß jedem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat permeabel ist und das mit der Beschichtung versehene Substrat11. The method according to any of the preceding claims, characterized in that the substrate is permeable and the substrate provided with the coating 309838/0918309838/0918 unmittelbar vor der Formgebungsstufe einen Wassergehalt von 8 bis 18 %, bezogen auf das Substratgewicht, aufweist.immediately before the shaping step has a water content of 8 to 18 %, based on the weight of the substrate. 12. Verfahren gemäß jedem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat inpermeabel ist und das beschichtete Substrat unmittelbar vor der Formgebungsstufe einen Wassergehalt von unter 2 %, bezogen auf das Substratgewicht, aufweist.12. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the substrate is impermeable and the coated substrate has a water content of less than 2 %, based on the substrate weight, immediately before the shaping step. 13. Verfahren gemäß jedem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Form-Preßdruck wenigstens 10 kg/cm beträgt.13. The method according to any of the preceding claims, characterized in that the molding pressure is at least 10 kg / cm. 14. Verfahren gemäß Anspruch 13* dadurch gekennzeichnet,14. The method according to claim 13 *, characterized in that 2 daß der Form-Preßdruck 25 bis 50 kg/cm beträgt.2 that the molding pressure is 25 to 50 kg / cm. 15· Verfahren gemäß jedem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur während des Formens 110 bis 125°C beträgt.15 · Method according to any of the preceding claims, characterized in that the temperature during of molding is 110 to 125 ° C. 16. Verfahren gemäß jedem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Viskosität des polymeren Materials bei der Formtemperatur 40 bis 80 Einheiten, im Mooney-Viskosimeter bestimmt, beträgt.16. The method according to any one of the preceding claims, characterized in characterized in that the viscosity of the polymeric material at the mold temperature is 40 to 80 units, determined in the Mooney viscometer is. 17. Verfahren gemäß jedem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungsgewicht des17. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the coating weight of the 2 polymeren Materials 10 bis J50 g pro m beträgt.2 polymeric material is 10 to J50 g per m. 18. Verfahren gemäß jedem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Formen erfolgt ver-18. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the molding is carried out by 309838/0918309838/0918 mittels Hindurchführen des beschichteten Substrats durch den Spalt zwischen einer Preßwalze und einer Formwalze, wobei der Film im Kontakt mit der Formwalze geführt wird und der Film ohne jede relative Bewegung zwischen Film und Formwalze solange mit
der Formwalze in Kontakt bleibt, bis das beschichtete Produkt auf einen stabilen Feuchtigkeitsgehalt getrocknet ist.
by passing the coated substrate through the gap between a press roller and a forming roller, the film being guided in contact with the forming roller and the film with it without any relative movement between the film and the forming roller
the forming roll remains in contact until the coated product has dried to a stable moisture content.
19. Mit einem Überzug versehenes Substrat, dadurch gekennzeichnet, daß es nach einem Verfahren, wie es
in irgendeinem der vorangehenden Ansprüche beansprucht wird, hergestellt worden ist.
19. Provided with a coating substrate, characterized in that it by a method such as
as claimed in any one of the preceding claims.
309838/0918309838/0918 LeerseiteBlank page
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WO2002072359A1 (en) 2001-03-13 2002-09-19 Zanders Feinpapiere Ag Sheeny ink jet printing material
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DK151852C (en) 1988-07-04
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