BR112019002675B1

BR112019002675B1 - COATED CARDBOARD AND CARDBOARD TREATMENT METHOD

Info

Publication number: BR112019002675B1
Application number: BR112019002675-4A
Authority: BR
Inventors: Steven Parker; Jiebin Pang; Natasha Melton
Original assignee: Westrock Mwv, Llc
Priority date: 2016-08-09
Filing date: 2017-08-04
Publication date: 2023-04-11
Also published as: CN109844221A; WO2018031388A1; EP3497283A1; BR112019002675A2; EP3497283B1

Abstract

Papelão revestido é divulgado que inclui um revestimento base e revestimento de topo não contendo substancialmente nenhum produto fluoroquímico ou cera, exibindo boa resistência a óleo e graxa, nenhuma tendência para obstrução, e sendo totalmente repolpável. Resistência à umidade melhorada também é exibida.Coated paperboard is disclosed which includes a basecoat and topcoat containing substantially no fluorochemicals or wax, exhibiting good oil and grease resistance, no clogging tendency, and being completely repulpable. Improved moisture resistance is also displayed.

Description

REFERENCE TO RELATED ORDERS

[0001] Este pedido é uma continuação do pedido dos Estados Unidos número de série 15/664.218, depositado em 31 de julho de 2017, que é uma continuação em parte do pedido dos Estados Unidos número de série 15/258.181 depositado em 7 de setembro de 2016, que é uma continuação em parte do pedido dos Estados Unidos número de série 15/230.896 depositado em 8 de agosto de 2016, agora Patente U.S. 9.670.621, que é uma continuação em parte do pedido dos Estados Unidos número de série 15/017.735 depositado em 8 de fevereiro de 2016, que reivindica o benefício de prioridade sob 35 U.S.C. §119(e) do pedido provisório dos Estados Unidos número de série 62/114.716 depositado em 11 de fevereiro de 2015, e número de série 62/164.128 depositado em 20 de maio de 2015, todos os quais são aqui incorporados por referência em suas respectivas totalidades. Este pedido também reivindica o benefício de prioridade sob 35 U.S.C. §119(e) do pedido provisório dos Estados Unidos número de série 62/372.403 depositado em 9 de agosto de 2016 que é aqui incorporada por referência na sua totalidade.[0001] This application is a continuation of United States Application Serial Number 15/664,218 filed on July 31, 2017, which is a continuation in part of United States Application Serial Number 15/258,181 filed on September 7 of 2016, which is a continuation in part of United States application serial number 15/230,896 filed on August 8, 2016, now U.S. Patent 15/230,896. 9,670,621, which is a continuation in part of United States application serial number 15/017,735 filed on February 8, 2016, which claims priority benefit under 35 U.S.C. §119(e) of United States Provisional Application serial number 62/114,716 filed on February 11, 2015, and serial number 62/164,128 filed on May 20, 2015, all of which are hereby incorporated by reference into their respective totalities. This order also claims priority benefit under 35 U.S.C. §119(e) of United States Provisional Application Serial Number 62/372,403 filed August 9, 2016 which is hereby incorporated by reference in its entirety.

FUNDAMENTALS OF THE INVENTION 1. Field of invention

[0002] Esta divulgação se refere a substratos de papelão tendo resistência a óleo e graxa, embora com total reciclabilidade e sem ter uma tendência para obstrução, e além disso sendo compostável.[0002] This disclosure relates to paperboard substrates having resistance to oil and grease, while having full recyclability and not having a tendency to clog, and furthermore being compostable.

2. Description of the Related Technique

[0003] Embalagens sustentáveis usando materiais renováveis, recicláveis, e/ou compostáveis são crescentemente e fortemente desejados para o serviço alimentício e embalagem de alimentos. Papel ou papelão em sisão um dos materiais mais sustentáveis para aplicações de embalagem; entretanto, papel ou papelão são frequentemente revestidos ou laminados com materiais de barreira para satisfazer as exigências de embalagem. Estes revestimentos ou películas de barreira adicionais frequentemente tornam as embalagens acabadas não mais repolpável ou compostável. Por exemplo, o papelão revestido com polietileno amplamente usado não é nem compostável nem reciclável sob condições típicas. O papelão revestido com polilactídeo pode ser compostável sob condições industriais, mas não é reciclável.[0003] Sustainable packaging using renewable, recyclable, and/or compostable materials is increasingly and strongly desired for food service and food packaging. Paper or cardboard is one of the most sustainable materials for packaging applications; however, paper or paperboard is often coated or laminated with barrier materials to satisfy packaging requirements. These additional barrier coatings or films often render finished packages no longer repulpable or compostable. For example, widely used polyethylene coated paperboard is neither compostable nor recyclable under typical conditions. Polylactide-coated paperboard may be compostable under industrial conditions, but is not recyclable.

[0004] A resistência a óleo e graxa é uma das necessidades principais para as embalagens de papelão em indústrias alimentícias e de serviços de alimentação. Diversas tecnologias incluindo tratamento de especialidades químicas (cera, produtos fluoroquímicos, amido, álcool polivinílico (PVOH), alginato de sódio, etc.), revestimento de extrusão polimérica (polietileno, etc.) foram utilizadas para prover resistência a óleo e graxa de embalagem de papelão. Entretanto, o papel ou papelão tratados com cera ou revestidos com polietileno, que são correntemente usados em embalagem resistente a óleo e graxa, tem dificuldades na repolpagem e não são tão facilmente recicláveis como papel ou papelão convencionais. Papel ou papelão tratados com especialidades químicas tais como produto fluoroquímicos têm preocupações potenciais de saúde, segurança e ambientais, e os cientistas exigiram uma parada no uso não essencial de produtos fluoroquímicos em produtos de consumo comuns incluindo materiais de embalagem.[0004] Oil and grease resistance is one of the main needs for cardboard packaging in food and food service industries. Various technologies including specialty chemical treatment (wax, fluorochemicals, starch, polyvinyl alcohol (PVOH), sodium alginate, etc.), polymeric extrusion coating (polyethylene, etc.) were used to provide oil and grease resistance to packaging cardboard. However, wax-treated or polyethylene-coated paper or paperboard, which is currently used in oil- and grease-resistant packaging, has difficulty repulping and is not as easily recyclable as conventional paper or paperboard. Paper or paperboard treated with specialty chemicals such as fluorochemicals have potential health, safety and environmental concerns, and scientists have called for a halt to nonessential use of fluorochemicals in common consumer products including packaging materials.

[0005] Existe uma necessidade quanto a papelão resistente a óleo e graxa que seja reciclável, compostável, de custo baixo, e sem preocupações ambientais ou de segurança. O revestimento aquoso é uma das soluções promissoras para se alcançar estas metas. Entretanto, a obstrução (a tendência das camadas em um rolo de papelão para grudar umas às outras) é uma dificuldade técnica desafiadora nos processos de produção e conversão para papelão revestido com barreira aquosa, e a obstrução também é uma dificuldade técnica principal para aplicação em máquina de revestimentos de barreira aquosa. Além disso, a maioria dos revestimentos de barreira aquosa não é totalmente repolpável. Pedido dos Estados Unidos designado em comum 15/017.735, publicado como Pedido de Patente Publicado U.S. No. 20160230343 A1, que é aqui incorporado por referência, trata destes problemas. Entretanto, é desejado ainda ter um papelão que seja compostável. A Especificação padrão da ASTM D6868-11 quanto à compostabilidade de papel ou papelão requer que qualquer constituinte orgânico não biodegradável seja <1% do peso seco do produto acabado, e a porção total de constituintes orgânicos que não são biodegradáveis não pode exceder 5 % do peso total. A maioria dos revestimentos de barreira aquosa convencionais ou comercialmente disponíveis usam nível de aglutinante sintético polimérico de alto a puro, que torna extremamente desafiador atingir esta exigência de composição não biodegradável <1% para o padrão de compostabilidade ASTM, enquanto alcança o desempenho de barreira requerido pela embalagem.[0005] There is a need for oil and grease resistant paperboard that is recyclable, compostable, low cost, and without environmental or safety concerns. Aqueous coating is one of the promising solutions to achieve these goals. However, clogging (the tendency of layers in a roll of paperboard to stick together) is a challenging technical difficulty in the production and converting processes for water barrier coated paperboard, and clogging is also a major technical difficulty for application in water barrier coating machine. Additionally, most aqueous barrier coatings are not fully repulpable. Commonly assigned United States application 15/017,735, published as U.S. Published Patent Application At the. 20160230343 A1, which is incorporated herein by reference, addresses these issues. However, it is still desired to have cardboard that is compostable. The ASTM D6868-11 Standard Specification for the compostability of paper or paperboard requires that any non-biodegradable organic constituents be <1% of the dry weight of the finished product, and the total portion of non-biodegradable organic constituents cannot exceed 5% of the total weight. Most conventional or commercially available aqueous barrier coatings use a high to pure polymeric synthetic binder level, which makes it extremely challenging to achieve this <1% non-biodegradable composition requirement for the ASTM Compostability Standard, while achieving the required barrier performance by the packaging.

SUMMARY OF THE INVENTION

[0006] No presente trabalho, certos revestimentos inventivos que têm propriedades de barreira têm alcançado o padrão de compostabilidade ASTM, pelo menos para papelão que é calibre 12 (0,012” (0,3 mm)) ou mais alto. Com papelões de calibre mais baixo, o(s) revestimento(s) tipicamente contribuem para um compartilhamento maior do peso total, com o resultado de que o constituinte orgânico não biodegradável nos revestimentos torna-se maior do que 1% de tal papelão de calibre mais baixo.[0006] In the present work, certain inventive coatings that have barrier properties have achieved the ASTM compostability standard, at least for paperboard that is 12 gauge (0.012” (0.3 mm)) or higher. With lower gauge boards, the liner(s) typically contribute to a greater share of the total weight, with the result that the non-biodegradable organic constituent in the liners becomes greater than 1% of such gauge board. lower.

[0007] O propósito geral da invenção é revestir o lado da ‘barreira’ de um papelão com pelo menos uma camada de revestimento aquoso contendo um material natural renovável (amido modificado) e um aglutinante sintético especializado, resultando no papelão revestido resistente a óleo e graxa (isto é, calibre 10 pt. e acima) atingindo <1% de exigência de composição não biodegradável para o padrão de compostabilidade. O revestimento pode ser aplicado sobre uma máquina de papel ou por um revestidor fora da linha, e pode ser aplicado em duas etapas de revestimento (ou duas passagens) para propriedades de barreira realçadas adicionais. O papelão revestido de acordo com a invenção provê resistência a óleo e graxa, não tem nenhuma tendência para bloqueio, é compatível com as regulamentações de segurança e ambiental, é totalmente repolpável, é compostável, e pode ser produzido em um baixo custo.[0007] The general purpose of the invention is to coat the 'barrier' side of a paperboard with at least one layer of aqueous coating containing a renewable natural material (modified starch) and a specialized synthetic binder, resulting in coated paperboard resistant to oil and grease (ie, 10 gauge pt. and above) meeting <1% non-biodegradable composition requirement for compostability standard. The coating can be applied over a paper machine or by an off-line coater, and can be applied in two coating steps (or two passes) for additional enhanced barrier properties. Paperboard coated according to the invention provides oil and grease resistance, has no tendency to block, is compliant with safety and environmental regulations, is fully repulpable, is compostable, and can be produced at low cost.

[0008] Em uma modalidade, um papelão revestido é divulgado que inclui um substrato de papelão, e um revestimento de camada múltipla tendo duas ou mais camadas em contato com o substrato de papelão. O revestimento de camada múltipla compreende um revestimento base em contato com o substrato de papelão, o revestimento base tendo um peso de revestimento de 6 a 10 lbs por 3000 ft2 (29 a 48 kg/3000 m2) e compreendendo aglutinante e pigmento, e um revestimento de topo formando a camada mais externa do revestimento de camada múltipla, o revestimento de topo tendo um peso de revestimento de 3 a 10 lbs por 3000 ft2 (15 a 48 kg/3000 m2) e compreendendo aglutinante e pigmento. O papelão revestido tem um calibre de pelo menos 0,010” (254 μm), e é compostável de acordo com a norma ASTM D686811 quanto à compostabilidade.[0008] In one embodiment, a coated paperboard is disclosed that includes a paperboard substrate, and a multilayer coating having two or more layers in contact with the paperboard substrate. The multilayer coating comprises a basecoat in contact with the paperboard substrate, the basecoat having a coating weight of 6 to 10 lbs per 3000 ft2 (29 to 48 kg/3000 m2) and comprising binder and pigment, and a topcoat forming the outermost layer of the multilayer coating, the topcoat having a coat weight of 3 to 10 lbs per 3000 ft2 (15 to 48 kg/3000 m2) and comprising binder and pigment. Coated paperboard has a gauge of at least 0.010” (254 µm), and is compostable in accordance with ASTM D686811 for compostability.

[0009] Em uma modalidade, um método de tratar papelão é divulgado, o método incluindo prover um substrato de papelão tendo um primeiro lado e um segundo lado, e aplicar ao primeiro lado um revestimento de camada múltipla tendo duas ou mais camadas. O revestimento de camada múltipla é aplicada aplicando-se um revestimento base em contato com o substrato de papelão, o revestimento base tendo um peso de revestimento de 6 a 10 lbs por 3000 ft2 (29 a 48 kg/3000 m2) e compreendendo aglutinante e pigmento, e aplicando um revestimento de topo formando a camada mais externa do revestimento de camada múltipla, o revestimento de topo tendo um peso de revestimento de 3 a 10 lbs por 3000 ft2 (15 a 48 kg/3000 m2) e compreendendo aglutinante e pigmento. O papelão tratado tem um calibre de pelo menos 0,010” (254 μm), e é compostável de acordo com a norma ASTM D686811 quanto à compostabilidade.[0009] In one embodiment, a method of treating paperboard is disclosed, the method including providing a paperboard substrate having a first side and a second side, and applying to the first side a multilayer coating having two or more layers. The multi-layer coating is applied by applying a base coat in contact with the paperboard substrate, the base coat having a coat weight of 6 to 10 lbs per 3000 ft2 (29 to 48 kg/3000 m2) and comprising binder and pigment, and applying a topcoat forming the outermost layer of the multilayer coating, the topcoat having a coating weight of 3 to 10 lbs per 3000 ft2 (15 to 48 kg/3000 m2) and comprising binder and pigment . Treated paperboard has a gauge of at least 0.010” (254 µm), and is compostable in accordance with ASTM D686811 for compostability.

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0010] A FIG. 1 ilustra um método para produzir um estoque base em uma máquina de papelão;[0010] FIG. 1 illustrates a method for producing a base stock on a carton machine;

[0011] A FIG. 2 ilustra um método para tratar o estoque base da FIG. 1 aplicando- se revestimentos a ambos os lados em uma máquina de papelão;[0011] FIG. 2 illustrates a method for treating the base stock of FIG. 1 applying coatings to both sides on a board machine;

[0012] A FIG. 3 ilustra um método para tratar o estoque base da FIG. 1 aplicando- se revestimentos a um lado em uma máquina de papelão;[0012] FIG. 3 illustrates a method for treating the base stock of FIG. 1 applying coatings to one side on a board machine;

[0013] A FIG. 4 ilustra um método para tratar o estoque base da FIG. 1 aplicando- se revestimentos a um lado em um revestidor fora da máquina;[0013] FIG. 4 illustrates a method for treating the base stock of FIG. 1 applying coatings to one side in a coater off the machine;

[0014] A FIG. 5 ilustra um dispositivo para medir obstrução de papelão;[0014] FIG. 5 illustrates a device for measuring cardboard obstruction;

[0015] A FIG. 6 é um gráfico da resistência a óleo/graxa (nível pelo kit 3M) vs. peso de revestimento para diversos revestimentos; e[0015] FIG. 6 is a graph of oil/grease resistance (3M kit level) vs. coating weight for various coatings; It is

[0016] A FIG. 7 é um gráfico de resistência a óleo (Cobb) vs. peso de revestimento para diversos revestimentos.[0016] FIG. 7 is a plot of oil resistance (Cobb) vs. coating weight for various coatings.

DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

[0017] As FIG. 1 e FIG. 2 ilustram um método em máquina de papel exemplar para o revestimento de um rolo de papelão com uma ou mais camadas de revestimento aquoso. Uma tela de arame de formação 110 na forma de uma correia sem fim passa sobre um rolo opositor 115 que gira próximo a uma caixa de entrada 120. A caixa de entrada provê uma pasta fluida de fibra em água com uma consistência razoavelmente baixa (por exemplo, cerca de 0,5% de sólidos) que passa sobre a tela de arame de formação em movimento 110. Durante uma primeira distância 230 a água drena da pasta fluida e através da tela de arame de formação 110, formando uma trama 300 de fibras úmidas. A pasta fluida durante a distância 130 pode ter ainda uma aparência úmida visto que existe água livre na sua superfície. Em algum ponto conforme a drenagem continua a água livre pode desaparecer da superfície, e além da distância 231, a água pode continuar a drenar embora a superfície pareça livre de água.[0017] FIG. 1 and FIG. 2 illustrate an exemplary paper machine method for coating a paperboard roll with one or more layers of aqueous coating. A forming wire mesh 110 in the form of an endless belt passes over an opposing roller 115 which rotates next to a headbox 120. The headbox provides a fiber-in-water slurry with a fairly low consistency (e.g. , about 0.5% solids) that passes over the moving forming wire 110. Over a first distance 230 water drains from the slurry and through the forming wire 110, forming a web 300 of fibers humid. The slurry during distance 130 may still have a wet appearance as there is free water on its surface. At some point as drainage continues, free water may disappear from the surface, and beyond distance 231, water may continue to drain even though the surface appears free of water.

[0018] Eventualmente a trama é carregada por um feltro de transferência ou feltro através de um ou mais dispositivos de prensagem tal como rolos prensa 130 que ajudam a remover água ainda mais da trama, usualmente com a aplicação de pressão, vácuo, e algumas vezes calor. Depois prensando, a trama ainda relativamente úmida 300 é secada, por exemplo usando secador ou seções de secagem 401, 402 para produzir uma trama seca (“estoque bruto”) 310 que pode ser depois conduzido através de uma prensa de cola 510 que aplica uma colagem superficial para produzir um “estoque base” colado 320 que pode depois ser conduzido através das seções secadoras adicionais 403 e (na FIG. 2) etapas de alisamento tais como calandramento 520.[0018] Eventually the web is carried by a transfer felt or felt through one or more pressing devices such as roller presses 130 which help to further remove water from the web, usually with the application of pressure, vacuum, and sometimes heat. After pressing, the still relatively wet web 300 is dried, for example using dryer or drying sections 401, 402 to produce a dry web ("raw stock") 310 which may then be passed through a size press 510 which applies a surface sizing to produce a glued "base stock" 320 which can then be led through additional dryer sections 403 and (in FIG. 2) smoothing steps such as calendering 520.

[0019] O estoque base 320 pode ser depois conduzido através de um ou mais revestidores. Por exemplo, o revestidor 530 pode aplicar um primeiro revestimento (“BC”) a um primeiro lado (“C1”) da trama, e o primeiro revestimento pode ser secado em uma ou mais seções secadoras 404. O revestidor 540 pode aplicar um segundo revestimento (“TC”) ao primeiro lado da trama, e o segundo revestimento pode ser secado em uma ou mais seções secadoras 405.[0019] The base stock 320 can then be passed through one or more coaters. For example, coater 530 may apply a first coat ("BC") to a first side ("C1") of the web, and the first coat may be dried in one or more dryer sections 404. Coater 540 may apply a second coat. coating ("TC") to the first side of the web, and the second coating can be dried in one or more dryer sections 405.

[0020] Se a trama deva ser revestida em dois lados, o revestido 550 pode aplicar um primeiro revestimento ao segundo lado (“C2”) da trama, e este revestimento pode ser secado em uma ou mais seções secadoras 406. O revestidor 560 pode aplicar um segundo revestimento ao segundo lado da trama, e este revestimento pode ser secado em uma ou mais seções secadoras 407. A ordem dos revestidores 540, 550 pode ser trocada, de modo que a ambos os lados C1 e C2 seja primeiro dado um primeiro revestimento, e depois a um lado ou a ambos os lados é dado um segundo revestimento. Em alguns casos, apenas um lado será revestido como mostrado na FIG. 3, ou apenas um primeiro revestimento pode ser aplicado. Em alguns casos, um terceiro revestimento ou mais podem ser aplicados a um lado.[0020] If the web is to be coated on two sides, the coater 550 may apply a first coat to the second side ("C2") of the web, and this coat may be dried in one or more dryer sections 406. The coater 560 may apply a second coat to the second side of the web, and this coat can be dried in one or more dryer sections 407. The order of coaters 540, 550 can be switched such that both sides C1 and C2 are first given a first coating, and then one side or both sides is given a second coating. In some cases, only one side will be coated as shown in FIG. 3, or just a first coat can be applied. In some cases, a third coat or more may be applied to one side.

[0021] Ao invés de aplicar revestimento pelos revestidores na máquina como mostrado nas FIGs. 2 e 3, o revestimento pode ser aplicado por um revestidor fora da máquina como mostrado na Fig. 4. Em tais casos, o papelão foi produzido na máquina de papel e enrolado na bobina 572 pode ser depois transportado (como uma bobina ou como rolos menores) para um revestidor fora da máquina 600, onde o papelão é desenrolado da bobina 572, dado um primeiro revestimento pelo revestidor 610, secado no(s) secador(es) 601, dado um segundo revestimento opcional pelo revestidor 620, secado no(s) secador(es) 602, opcionalmente dado tratamento adicional (tal como calandramento brilhante) e depois enrolado na bobina 573. Um revestidor fora da máquina ao invés aplicaria um único revestimento a um lado do papelão, ou aplicaria um único revestimento a cada lado, ou aplicaria mais do que um revestimento a cada um ou a ambos os lados. Alternativamente algum revestimento pode ser feito na máquina de papel, com revestimento adicional feito em um revestidor fora da máquina.[0021] Instead of applying coating by coaters on the machine as shown in FIGs. 2 and 3, the coating can be applied by a coater outside the machine as shown in Fig. 4. In such cases, the paperboard has been produced on the paper machine and wound onto the spool 572 can then be conveyed (as a spool or as smaller rolls) to an off-machine coater 600, where the paperboard is unwound from the spool 572, given a first coat by coater 610, dried in dryer(s) 601, given an optional second coat by coater 620, dried in dryer(s) 602, optionally given further treatment (such as gloss calendering), and then wound on reel 573. An off-machine coater would instead apply a single coat to one side of the paperboard, or apply a single coat to each side, or apply more than one coat to each or both sides. Alternatively some coating can be done on the paper machine, with additional coating done on an off-machine coater.

[0022] Vários tipos de dispositivos de revestimento podem ser usados. Os revestidores ilustrados nas FIGs. 2 4 são dispositivos onde um revestimento é mantido em uma panela, transferida por um rolo para a superfície inferior da trama (que pode ser o primeiro lado ou o segundo lado dependendo do caminho da trama), e depois o revestimento em excesso retirado por raspagem com uma lâmina conforme a trama enrola parcialmente em torno de um rolo traseiro. Entretanto outros tipos de revestidor podem ser usados em seu lugar, incluindo mas não limitado ao revestidor de cortina, revestidor de faca de ar, revestidor de bastão, revestidor de película, revestidor residente curto, revestidor por pulverização, e prensa de colagem de película medida.[0022] Various types of coating devices can be used. The coaters illustrated in FIGs. 2 4 are devices where a coating is held in a pan, transferred by a roller to the bottom surface of the web (which may be the first side or the second side depending on the path of the web), and then the excess coating scraped off with a blade as the weft partially wraps around a back roller. However, other types of coaters may be used in their place, including but not limited to curtain coaters, air knife coaters, stick coaters, film coaters, short resident coaters, spray coaters, and custom film size presses. .

[0023] Os materiais particulares usados nos revestimentos podem ser selecionados de acordo com as propriedades desejadas do papelão acabado. Por exemplo, a um lado por exemplo C1 pode(m) ser dado(s) revestimento(s) que forneça(m) imprimibilidade desejada, enquanto que ao outro lado por exemplo C2 pode(m) ser dado(s) revestimento(s) de barreira que forneça(m) resistência a óleo e graxa (OGR). O revestimento de imprimibilidade pode ser aplicado antes do revestimento OGR, ou, o revestimento OGR pode ser aplicado antes do revestimento de imprimibilidade.[0023] The particular materials used in the coatings can be selected according to the desired properties of the finished paperboard. For example, one side for example C1 may be given coating(s) that provide desired printability, while the other side for example C2 may be given coating(s) ) barrier that provides oil and grease (OGR) resistance. The printability coating can be applied before the OGR coating, or, the OGR coating can be applied before the printability coating.

[0024] A seguir dos revestidores, pode haver equipamento adicional para outro processamento tal como alisamento adicional, por exemplo calandramento brilhante. Finalmente, a trama é firmemente enrolada sobre uma bobina 570.[0024] Next to the coaters, there may be additional equipment for other processing such as additional smoothing, for example glossy calendering. Finally, the weft is tightly wound onto a spool 570.

[0025] O processo geral de fabricação de papel e revestimento tendo sido esboçado em um nível alto na descrição precedente e com as Figuras 1-4, nós agora nos dirigimos aos revestimentos da presente invenção. Os revestimentos de barreira aquosa típicos frequentemente usam polímero(s) especializados, cera, e/ou um nível superior de aglutinante polimérico (comparado aos revestimentos de impressão convencionais). Estes revestimentos podem causar problemas na repolpabilidade do papelão revestido porque os revestimentos são usualmente difíceis de desagregação até um tamanho aceitável ou tendem a formar ‘depósitos de substância pegajosa’ na fabricação de papelão com as fibras recicladas. Devido ao alto conteúdo de aglutinante de polímero sintético no revestimento, é extremamente desafiador para cada um dos componentes orgânicos individuais no revestimento atingir a exigência de <1% de composição não biodegradável do padrão de compostabilidade da ASTM D6868-11.[0025] The general papermaking and coating process having been outlined at a high level in the foregoing description and with Figures 1-4, we now turn to the coatings of the present invention. Typical aqueous barrier coatings often use specialized polymer(s), wax, and/or a higher level of polymeric binder (compared to conventional print coatings). These coatings can cause problems with the repulpability of the coated paperboard because the coatings are usually difficult to break down to an acceptable size or tend to form 'sticky deposits' in making paperboard from the recycled fibers. Due to the high synthetic polymer binder content in the coating, it is extremely challenging for each of the individual organic components in the coating to meet the <1% non-biodegradable composition requirement of the ASTM D6868-11 compostability standard.

[0026] Além disso, muitos revestimentos de barreira dão ao papelão uma tendência para ‘bloqueio’ (as camadas grudam entre si) nas bobinas 570, 571, 572, 573 ou depois que o mesmo é novamente enrolado em rolos. Particularmente na bobina 570, pode haver calor residual dos secadores, que pode se dissipar muito lentamente por causa da massa grande da bobina. Temperaturas mais altas podem aumentar a tendência para obstrução.[0026] In addition, many barrier coatings give the paperboard a tendency to 'block' (the layers stick together) on reels 570, 571, 572, 573 or after it is rewound onto rolls. Particularly on coil 570, there may be residual heat from the dryers, which may dissipate very slowly because of the large mass of the coil. Higher temperatures can increase the tendency to clog.

[0027] É conhecido que o papelão revestido com revestimentos de imprimibilidade convencionais usualmente não bloqueiam, e de modo usual é totalmente repolpável. Seria vantajoso se os revestimentos não obstruíveis e totalmente repolpáveis também provessem pelo menos algum grau de propriedades de barreira. Entretanto, os revestimentos de imprimibilidade convencionais não provêem propriedades de barreira satisfatórias. As suas formulações têm níveis relativamente baixos de aglutinante de modo a absorver de preferência fluido repelente (tinta de impressão, por exemplo).[0027] It is known that paperboard coated with conventional printable coatings usually does not block, and is usually fully repulpable. It would be advantageous if non-clogging and fully repulpable coatings also provided at least some degree of barrier properties. However, conventional printable coatings do not provide satisfactory barrier properties. Their formulations have relatively low levels of binder in order to preferably absorb repellent fluid (printing ink, for example).

[0028] As quantidades aglutinantes nos revestimentos de imprimibilidade convencionais podem variar de 15 a 25 partes por 100 partes de pigmento em peso para revestimentos base, e 10 a 20 partes por 100 partes de pigmento em peso para revestimentos de topo. Os graus de impressão tenderiam estar na metade inferior destas faixas. Limitando a quantidade de aglutinante no revestimento de topo pode permitir tintas de impressão ou adesivos para absorver prontamente no revestimento de imprimibilidade. Simplesmente aumentar o aglutinante para melhorar as propriedades de barreira eventualmente interfere com a imprimibilidade e causa problemas adicionais, incluindo problemas de obstrução e repolpabilidade.[0028] Binder amounts in conventional printability coatings can range from 15 to 25 parts per 100 parts pigment by weight for basecoats, and 10 to 20 parts per 100 parts pigment by weight for topcoats. Print grades would tend to be in the lower half of these ranges. Limiting the amount of binder in the topcoat can allow printing inks or adhesives to readily absorb into the printability coating. Simply increasing the binder to improve barrier properties eventually interferes with printability and causes additional problems, including clogging and repulpability issues.

[0029] Problemas de obstrução e repolpabilidade similares existem com muitos revestimentos de barreira aquosa que usam polímero(s) especializado(s) e/ou um nível superior de aglutinante polimérico (comparado aos revestimentos de imprimibilidade), com o efeito nocivo que o papelão revestido não é completamente reciclável e tende a bloquear em temperatura ou pressão elevadas.[0029] Similar clogging and repulpability issues exist with many aqueous barrier coatings that use specialized polymer(s) and/or a higher level of polymeric binder (compared to printability coatings), with the deleterious effect that paperboard coated is not completely recyclable and tends to block at high temperature or pressure.

[0030] Ao contrário, os revestimentos inventivos divulgados no presente pedido fornecem repolpagem fácil, atingem as exigências composicionais para o padrão de compostabilidade da ASTM, não bloqueiam em temperatura e pressão elevadas, e mostram boas propriedades de barreira, enquanto se usa pigmentos convencionais e aglutinantes sintéticos e naturais que são baratos e prontamente disponíveis como materiais de revestimento para a indústria de papel ou papelão.[0030] In contrast, the inventive coatings disclosed in the present application provide easy repulping, meet the compositional requirements for the ASTM Compostability Standard, do not block at elevated temperature and pressure, and show good barrier properties while using conventional pigments and synthetic and natural binders that are inexpensive and readily available as coating materials for the paper or paperboard industry.

[0031] Pigmentos convencionais são usados na presente invenção e podem incluir, mas não são limitados a, argila caulim, carbonato de cálcio, etc. Os pigmentos usados nos exemplos aqui são dados nas seguintes designações ‘abreviadas’: “Argila-1” argila caulim, por exemplo, uma argila ultrafina No. 1 “Argila-2” argila em camadas com razão de aspecto alta “CaCO3-1” carbonato de cálcio moído grosso (tamanho de partícula 60% < 2 μm) “CaCO3-2” carbonato de cálcio moído fino (tamanho de partícula 90% < 2 μm)[0031] Conventional pigments are used in the present invention and may include, but are not limited to, kaolin clay, calcium carbonate, etc. The pigments used in the examples here are given the following 'abbreviated' designations: "Clay-1" kaolin clay, e.g. an ultrafine clay No. 1 “Clay-2” high aspect ratio layered clay “CaCO3-1” coarse ground calcium carbonate (60% particle size < 2 μm) “CaCO3-2” fine ground calcium carbonate (90% particle size < 2 μm)

[0032] Os aglutinantes de polímero sintético podem incluir, mas não são limitados a, copolímero de estireno acrilato (SA), acetato de polivinila (PVAc), e copolímero de estireno-butadieno (SB), etc. Os aglutinantes naturais podem incluir, mas não são limitados a, amido, alginato, proteína, etc. O aglutinante de estireno acrilato convencional (SA, PHOPLEX® C-340, disponível da Dow Chemical Company), aglutinante de polímero acrílico (Basonal® X400AL, disponível da BASF Corporation), aglutinante de amido (Pen-cote® D UHV, disponível da Ingredion Incorporated), ou uma mistura de Pen-cote® D com SA ou Basonal®, são usados nos exemplos aqui descritos. Os benefícios de usar Pen-cote® D incluem ser diretamente dispersível na formulação, aumentar os sólidos da formulação de revestimento, e possivelmente ser capaz de eliminar outros espessantes. A escolha de aglutinante nos exemplos não é intencionado a ser limitante de nenhum modo.[0032] The synthetic polymer binders may include, but are not limited to, styrene acrylate (SA) copolymer, polyvinyl acetate (PVAc), and styrene-butadiene (SB) copolymer, etc. Natural binders can include, but are not limited to, starch, alginate, protein, etc. Conventional styrene acrylate binder (SA, PHOPLEX® C-340, available from Dow Chemical Company), acrylic polymer binder (Basonal® X400AL, available from BASF Corporation), starch binder (Pen-cote® D UHV, available from Ingredion Incorporated), or a mixture of Pen-cote® D with SA or Basonal®, are used in the examples described herein. The benefits of using Pen-cote® D include being directly dispersible in the formulation, increasing the solids of the coating formulation, and possibly being able to eliminate other thickeners. The choice of binder in the examples is not intended to be limiting in any way.

[0033] Os revestimentos incluindo revestimentos de controle na presente invenção foram preparados de acordo com as formulações mostradas na Tabela 1, que provê uma lista de constituintes principais em partes secas das formulações de revestimento aquoso (C - Controle, CF -Formulação Compostável) usadas para se obter a resistência a óleo e graxa, e para atingir as exigências de composição para o padrão de compostabilidade ASTM, sem problemas de obstrução ou repolpabilidade. Os resultados de teste são mostrados nas Tabelas 3 e 4.[0033] The coatings including control coatings in the present invention were prepared according to the formulations shown in Table 1, which provides a list of main constituents in dry parts of the aqueous coating formulations (C - Control, CF -Compostable Formulation) used to achieve oil and grease resistance, and to meet the compositional requirements for the ASTM compostability standard, without clogging or repulpability issues. Test results are shown in Tables 3 and 4.

[0034] Substancialmente nenhum produto fluoroquímico foi usado nos revestimentos. Por “substancialmente nenhum produto fluoroquímico” é intencionado que produtos fluoroquímicos não foram deliberadamente utilizados, e que qualquer quantidade presente seria no máximo quantidades traço. Embora produtos fluoroquímicos possam ser excluídos nos experimentos de laboratório, quantidades traço de tais materiais estariam presentes em alguns sistemas de máquina de papel devido à fabricação de vários graus de produto, ou seriam introduzidos em um sistema de fabricação de papel através dos processos de reciclagem. Igualmente, substancialmente nenhuma cera foi usada nos revestimentos.[0034] Substantially no fluorochemicals were used in the coatings. By "substantially no fluorochemicals" it is intended that fluorochemicals were not deliberately used, and that any amount present would be at most trace amounts. Although fluorochemicals may be excluded in laboratory experiments, trace amounts of such materials would be present in some paper machine systems due to the manufacture of various product grades, or would be introduced into a papermaking system through recycling processes. Also, substantially no wax was used in the coatings.

[0035] A razão total de aglutinante para pigmento (partes de aglutinante, em peso, para 100 partes de pigmento) das formulações mostradas na Tabela 1 varia de 30 a 35. Isto é maior do que a razão de aglutinante para pigmento para revestimentos de imprimibilidade típicos (onde a absorção rápida de tinta é desejada) e menor do que a razão de aglutinante para pigmento de revestimentos de barreira típicos. Assim, parece que uma razão de aglutinante para pigmento eficaz pode ser de cerca de 25 a cerca de 40 partes de aglutinante por 100 partes de pigmento (em peso), ou de 30 a 35 partes de aglutinante por 100 partes de pigmento. Entretanto, talvez resultados aceitáveis (bom teste no kit 3M, nenhuma obstrução, e boa repolpabilidade) seriam obtidos com uma faixa levemente maior. Misturando amido (tal como Pen-cote® D), um material biodegradável natural, na formulação ajuda a atingir a exigência de <1% de composição não biodegradável para o padrão de compostabilidade da ASTM enquanto mantém o desempenho de barreira. O amido Pen-cote® D foi adicionado em até 5 partes nas formulações finais.[0035] The total binder to pigment ratio (parts of binder by weight to 100 parts of pigment) of the formulations shown in Table 1 ranges from 30 to 35. This is greater than the ratio of binder to pigment for paint coatings. typical printability (where rapid ink absorption is desired) and lower than the binder to pigment ratio of typical barrier coatings. Thus, it appears that an effective binder to pigment ratio can be from about 25 to about 40 parts binder per 100 parts pigment (by weight), or from 30 to 35 parts binder per 100 parts pigment. However, perhaps acceptable results (good test on the 3M kit, no clogging, and good repulpability) would be obtained with a slightly larger range. Blending starch (such as Pen-cote® D), a naturally biodegradable material, into the formulation helps achieve the <1% non-biodegradable composition requirement for the ASTM Compostability Standard while maintaining barrier performance. Pen-cote® D starch was added in up to 5 parts in the final formulations.

[0036] As amostras de papelão foram fabricadas usando substrato de sulfato branqueado sólido (SBS) com um calibre de 18 pt. (0,018” (457 μm)). As amostras foram revestidas em um lado (aqui chamado de “lado da barreira”) usando um revestidor de lâmina piloto com um revestimento de uma camada. Os resultados pilotos são esperados ser representativos de resultados que seriam obtidos em uma máquina de produção de papel ou um revestidor de produção fora da máquina.[0036] Cardboard samples were manufactured using solid bleached sulfate substrate (SBS) with a gauge of 18 pt. (0.018” (457 µm)). Samples were coated on one side (here referred to as the “barrier side”) using a pilot blade coater with a single coat coating. The pilot results are expected to be representative of results that would be obtained on a papermaking machine or an off-machine production coater.

[0037] A resistência a óleo e graxa (OGR) das amostras foi medida no ‘lado da barreira’ pelo teste do kit 3M (TAPPI Standard T559 cm-02). Com este teste, as classificações são de 1 (a resistência mínima a óleo e graxa) até 12 (resistência excelente à penetração de óleo e graxa). Os resultados aqui deram níveis no kit 3M entre 1 e 6 (ver a Tabela 3). Os valores mais altos foram obtidos com os pesos de revestimento mais altos para cada formulação específica. Mais interessantemente, é descoberto que aglutinante Basonal® por si só (formulação C2) realiza melhor no nível de kit 3M do que o aglutinante SA (formulação C1) em pesos de revestimento comparáveis (ver a Tabela 3); além disso, a mistura do amido Pen-cote® D com Basonal® (CF1-3) mantém o desempenho no nível do kit 3M como usando Basonal® propriamente dito em peso de revestimento comparável ou levemente mais alto, enquanto atinge a exigência de <1% de composição não biodegradável para o padrão de compostabilidade ASTM. Especialmente, um nível de kit 3M de 4 5 (adequado para a maioria das embalagens de serviço alimentício) é obtido enquanto atinge o padrão de compostabilidade.[0037] The oil and grease resistance (OGR) of the samples was measured on the 'barrier side' by the 3M kit test (TAPPI Standard T559 cm-02). With this test, ratings are from 1 (minimum resistance to oil and grease) to 12 (excellent resistance to oil and grease penetration). Results here gave 3M kit levels between 1 and 6 (see Table 3). The highest values were obtained with the highest coating weights for each specific formulation. Most interestingly, it is found that Basonal® binder alone (formulation C2) performs better at the 3M kit level than SA binder (formulation C1) at comparable coat weights (see Table 3); moreover, blending Pen-cote® D starch with Basonal® (CF1-3) maintains 3M kit-level performance as using Basonal® itself at comparable or slightly higher coating weight, while meeting the requirement of < 1% non-biodegradable composition to ASTM compostability standard. Especially, a 3M kit level of 4.5 (suitable for most food service packaging) is achieved while meeting the compostability standard.

[0038] Além do teste do kit 3M, a absorvência de óleo (óleo Cobb) foi usada para quantificar e comparar o desempenho OGR (resistência a óleo e graxa), que mede a massa de óleo absorvida em um tempo específico, por exemplo, 30 minutos, por 1 metro quadrado de papelão revestido. Para cada condição testada, a amostra foi cortada para prover dois pedaços quadrados de 6 polegadas x 6 polegadas (15 cm x 15 cm) cada um. Cada amostra quadrada foi pesada exatamente antes do teste. Depois um quadrado de 4 polegadas x 4 polegadas (área de 16 polegadas quadradas ou 0,0103 metros quadrados) de papel mata-borrão saturado com óleo de amendoim foi colocado no centro de espécime de teste (lado da barreira) e prensado suavemente para garantir que a área total de papel mata-borrão oleoso estivesse em contato com a superfície revestida. Depois de 30 minutos como monitorado por um cronômetro, o papel mata-borrão oleoso foi suavemente removido usando pinças, e a quantidade em excesso de óleo foi enxugada da superfície revestida usando toalhas de papel (Kimwipes®). Depois o espécime de teste foi novamente pesado. A diferença de peso em gramas antes e depois do teste dividido pela área de teste de 0,0103 metros quadrados deu o valor de óleo Cobb em gramas/metro quadrado.[0038] In addition to the 3M kit test, the oil absorbency (Cobb oil) was used to quantify and compare the OGR performance (oil and grease resistance), which measures the mass of oil absorbed in a specific time, for example, 30 minutes, per 1 square meter of coated cardboard. For each condition tested, the sample was cut to provide two square pieces of 6 inches x 6 inches (15 cm x 15 cm) each. Each square sample was weighed exactly before testing. Then a 4 inch x 4 inch square (area of 16 square inches or 0.0103 square meters) of peanut oil saturated blotting paper was placed in the center of the test specimen (barrier side) and pressed gently to ensure that the entire area of oily blotting paper was in contact with the coated surface. After 30 minutes as monitored by a timer, the oily blotting paper was gently removed using tweezers, and the excess amount of oil was wiped from the coated surface using paper towels (Kimwipes®). Then the test specimen was weighed again. The weight difference in grams before and after the test divided by the test area of 0.0103 square meters gave the Cobb oil value in grams/square meter.

[0039] Como os resultados de óleo Cobb mostrados na Tabela 3, todas as formulações (CF1-4) contendo Basonal® e amido Pen-cote® D apresentaram o valor de óleo Cobb similar ou melhorado (mais baixo) comparado com ambas as formulações de controle (C1 ou C2), enquanto todas delas atingiram padrão de compostabilidade ASTM. Isto confirmou os resultados do kit 3M; e mais interessantemente, embora CF4 em um peso de revestimento 11,3 lb/3msf (55 kg/3000 m2) apresentasse um nível de kit 3M de 3,8, a mesma desempenhou muito bem na retenção de óleo real mostrando um óleo Cobb de 4,9 g/m2 em 30 minutos (Tabela 3).[0039] As the Cobb oil results shown in Table 3, all formulations (CF1-4) containing Basonal® and Pen-cote® D starch showed similar or improved (lower) Cobb oil value compared to both formulations (C1 or C2), while all of them reached the ASTM compostability standard. This confirmed the 3M kit results; and most interestingly, although CF4 at a coating weight of 11.3 lb/3msf (55 kg/3000 m2) had a 3M kit level of 3.8, it performed very well in actual oil retention showing a Cobb oil of 4.9 g/m2 in 30 minutes (Table 3).

[0040] A resistência à umidade do revestimentos foi avaliada pela WVTR (taxa de transmissão de vapor d'agua a 38°C e 90% de umidade relativa; TAPPI Standard T464 OM-12) e água Cobb (TAPPI Standard T441 om-04). Todas as formulações (CF1-4, Tabela 3) contendo Basonal® e amido Pen cote® D apresentaram valores de água Cobb e WVTR similares comparadas com ambas as formulações de controle (C1 ou C2), enquanto todas delas atingiram o padrão de compostabilidade ASTM.[0040] The moisture resistance of the coatings was evaluated by WVTR (water vapor transmission rate at 38°C and 90% relative humidity; TAPPI Standard T464 OM-12) and Cobb water (TAPPI Standard T441 om-04 ). All formulations (CF1-4, Table 3) containing Basonal® and Pencote® D starch had similar Cobb water and WVTR values compared to both control formulations (C1 or C2), while all of them met the ASTM compostability standard .

[0041] O comportamento de obstrução das amostras foi testado avaliando-se a adesão entre o lado revestido com barreira e o outro lado não revestido. Uma ilustração simplificada do teste de obstrução é mostrado na FIG. 5. O papelão foi cortado em amostras quadradas de 2” x 2” (5 x 5 cm). Diversas duplicatas foram testadas para cada condição, com cada duplicata avaliando a obstrução entre um par de amostras 752, 754. (Por exemplo, se quatro duplicatas foram testadas, quatro pares - oito pedaços - seriam usados). Cada par foi posicionado com o lado ‘revestido com barreira’ de um pedaço 752 contatando o lado não revestido do outro pedaço 754. Os pares foram colocados em uma pilha 750 com um espaçador 756 entre pares adjacentes, o espaçador sendo folha metálica, papel de liberação, ou ainda papel de copiadora. A pilha de amostra inteira foi colocada no dispositivo de teste 700 ilustrado na FIG. 5.[0041] The clogging behavior of the samples was tested by evaluating the adhesion between the barrier-coated side and the other uncoated side. A simplified illustration of the obstruction test is shown in FIG. 5. The cardboard was cut into 2” x 2” (5 x 5 cm) square samples. Several duplicates were tested for each condition, with each duplicate evaluating clogging between a pair of samples 752, 754. (For example, if four duplicates were tested, four pairs - eight pieces - would be used). Each pair was positioned with the 'barrier coated' side of one piece 752 contacting the uncoated side of the other piece 754. The pairs were placed in a stack 750 with a spacer 756 between adjacent pairs, the spacer being metallic foil, clearance, or even copier paper. The entire sample stack was placed in testing device 700 illustrated in FIG. 5.

[0042] O dispositivo de teste 700 inclui uma armação 710. Um botão de ajuste 712 é ligado a um parafuso 714 que é rosqueado através do topo da armação 716. A extremidade inferior do parafuso 714 é ligada a uma placa 718 que sustenta uma mola espiral forte 720. A extremidade inferior da mola 720 sustenta uma placa 722 cuja superfície inferior 724 tem uma área de uma polegada quadrada (6,5 cm2). Uma escala 726 permite que o usuário leia a força aplicada (que é igual à pressão aplicada à pilha de amostras através da superfície inferior de uma polegada quadrada (6,5 cm2) 724).[0042] The tester 700 includes a frame 710. An adjustment knob 712 is connected to a screw 714 that is threaded through the top of the frame 716. The lower end of the screw 714 is connected to a plate 718 that supports a spring strong spiral 720. The lower end of spring 720 supports a plate 722 whose lower surface 724 has an area of one square inch (6.5 cm 2 ). A 726 scale allows the user to read the applied force (which is equal to the pressure applied to the sample stack through the bottom surface of a 724 square inch (6.5 cm2)).

[0043] A pilha 750 de amostras é colocada entre a superfície inferior 724 e o fundo da armação 728. O botão 712 é apertado até que a escala 726 leia a força desejada de 100 lbf (100 psi (690 kPa) aplicada às amostras). O dispositivo 700 inteiro incluindo as amostras é depois colocado em uma estufa a 50°C durante 24 horas. O dispositivo 700 é depois removido do ambiente de teste e esfriado até a temperatura ambiente. A pressão é então aliviada e as amostras removidas do dispositivo.[0043] The stack 750 of samples is placed between the bottom surface 724 and the bottom of the frame 728. The button 712 is pressed until the scale 726 reads the desired force of 100 lbf (100 psi (690 kPa) applied to the samples) . The entire device 700 including the samples is then placed in an oven at 50°C for 24 hours. Device 700 is then removed from the test environment and cooled down to room temperature. Pressure is then relieved and the samples removed from the device.

[0044] As amostras foram avaliadas quanto à pegajosidade e obstrução pela separação de cada par de folhas de papelão. Os resultados foram relatados como mostrado na Tabela 2, com uma classificação de 0 indicando nenhuma tendência à obstrução.[0044] The samples were evaluated for stickiness and clogging by separating each pair of cardboard sheets. Results were reported as shown in Table 2, with a rating of 0 indicating no tendency to obstruction.

[0045] O dano de obstrução é visível como rasgo da fibra, que se presente usualmente ocorre com as fibras levantando da superfície que não de barreira das amostras 754. Se a superfície que não de barreira foi revestida com um revestimento de impressão, então a obstrução também seria evidenciada pelo dano ao revestimento de impressão.[0045] Clogging damage is visible as fiber tearing, which if present usually occurs with fibers lifting from the non-barrier surface of the 754 samples. If the non-barrier surface has been coated with a print coating, then the clogging would also be evidenced by damage to the print coating.

[0046] Por exemplo, como simbolicamente representado na FIG. 5, as amostras 752(0)/754(0) seriam representativas de uma obstrução “0” (nenhuma obstrução). O formato circular nas amostras indica uma área aproximada que estava sob pressão, por exemplo cerca de uma polegadas quadrada (6,5 cm2) da amostra global. As amostras 752(3)/754(3) seriam representativas de uma classificação de obstrução “3”, com até 25% de rasgo de fibra na área que estava sob pressão, particularmente na superfície não revestida da amostra 754(3). As amostras 752(4)/754(4) seriam representativas de uma classificação de obstrução “4” com mais do que 25% de rasgo de fibra, particularmente na superfície não revestida de amostra 754(4). As representações na FIG. 5 são apenas intencionadas a sugerir aproximadamente o dano percentual para tais amostras de teste, ao invés de mostrar uma aparência realística das amostras.[0046] For example, as symbolically represented in FIG. 5, samples 752(0)/754(0) would be representative of a "0" obstruction (no obstruction). The circular shape on the samples indicates an approximate area that was under pressure, for example about one square inch (6.5 cm2) of the overall sample. The 752(3)/754(3) samples would be representative of a “3” clogging rating, with up to 25% fiber tear in the area that was under pressure, particularly on the uncoated surface of the 754(3) sample. Samples 752(4)/754(4) would be representative of a “4” clog rating with greater than 25% fiber tear, particularly on the uncoated surface of sample 754(4). The representations in FIG. 5 are only intended to suggest approximate percentage damage for such test samples, rather than showing a realistic appearance of the samples.

[0047] A repolpabilidade foi testada usando um repolpador AMC Maelstom. 110 gramas de papelão revestido, cortado em quadrados de 1”x1” (2,5x2,5 cm), foram adicionados ao repolpador contendo 2895 gramas de água (pH de 6,5±0,5, 50°C), embebido durante 15 minutos, e depois repolpados durante 30 minutos. 300 mL da pasta fluida repolpada foi depois triado através de uma Peneira Vibratória Plana (0,006” (152 μm) de tamanho de abertura). Os rejeitos (capturados pela tela) e fibra acolhidos foram coletados, secados e pesados. A porcentagem de acolhidos foi calculada com base nos pesos de acolhidos e rejeitos, com 100% sendo repolpabilidade completa.[0047] Repulpability was tested using an AMC Maelstom repulper. 110 grams of coated paperboard, cut into 1”x1” (2.5x2.5 cm) squares, was added to a repulper containing 2895 grams of water (pH 6.5±0.5, 50°C), soaked for 15 minutes, then repulped for 30 minutes. 300 mL of the repulped slurry was then screened through a Flat Vibrating Sieve (0.006” (152 µm) aperture size). The rejects (captured by the screen) and fiber received were collected, dried and weighed. Percentage taken in was calculated based on weights taken in and rejects, with 100% being complete repulpability.

[0048] Como um exemplo de repolpabilidade insuficiente, papelão SBS revestido com polietileno de baixa densidade (LDPE) em um peso de revestimento de 7 a 11 lbs por 3000ft2 (34,4 a 53,8 kg/3000 m2) foi testado e deu fibra acolhida em uma faixa de 91 a 97%. (Uma porcentagem de fibra acolhida próxima de 100% é desejada). Papelão revestido com polietileno não facilmente repolpável e reciclável.[0048] As an example of insufficient repulpability, SBS paperboard coated with low density polyethylene (LDPE) at a coating weight of 7 to 11 lbs per 3000ft2 (34.4 to 53.8 kg/3000 m2) has been tested and found fiber uptake in a range of 91 to 97%. (An uptake fiber percentage close to 100% is desired). Cardboard coated with polyethylene that is not easily repulpable and recyclable.

[0049] Várias formulações de revestimento mostradas na Tabela 1 foram aplicadas como camadas únicas sobre um substrato de papelão, usando uma faixa de peso de revestimentos, e os resultados são mostrados na Tabela 3 incluindo repolpabilidade e compostabilidade. Todas das amostras foram totalmente repolpável. Como quanto à compostabilidade, como observado nas primeiras duas colunas da Tabela 3, papelão C1 com revestimento usando um aglutinante de estireno acrilato puro (SA) não atingiu a definição de compostável em pesos de revestimento de 9 a 10 libras (4 a 4,5 kg). Além disso, estas amostras C1 bloquearam levemente, ao passo que as outras amostras não. As duas colunas seguintes mostram que o papelão C2 com revestimento usando um aglutinante Basonal® X 400 AL (fabricado pela BASF Corporation) atingem a definição de compostabilidade em um peso de revestimento de 8 libras (3,6 kg), mas não em um peso de revestimento de 9 libras (4 kg). As últimas quatro colunas (papelão CF1, CF2, CF3, CF4) são para revestimentos misturando o aglutinante Basonal® com Pen-cote® D, um amido modificado pela Ingredion Incorporated. Estes papelões todos atingem a definição de compostabilidade.[0049] Various coating formulations shown in Table 1 were applied as single layers onto a paperboard substrate, using a weight range of coatings, and the results are shown in Table 3 including repulpability and compostability. All of the samples were fully repulpable. As for compostability, as noted in the first two columns of Table 3, C1 board coated using a pure styrene acrylate (SA) binder did not meet the definition of compostable at coating weights of 9 to 10 pounds (4 to 4.5 kg). Furthermore, these C1 samples blocked slightly whereas the other samples did not. The next two columns show that C2 board coated using a binder Basonal® X 400 AL (manufactured by BASF Corporation) meets the compostability definition at an 8 pound (3.6 kg) coat weight, but not at a of 9 pounds (4 kg) casing. The last four columns (cardboard CF1, CF2, CF3, CF4) are for coatings by mixing Basonal® binder with Pen-cote® D, a starch modified by Ingredion Incorporated. These cardboards all meet the compostability definition.

[0050] Também incluídos na Tabela 3 estão as medições de Lustro, Brilho, Brancura, e Cor L-a-b. O lustro foi medido em um Glossímetro Technidyne Modelo T 480A de acordo com padrão TAPPI T480. (GE) O brilho foi medido em um medidor de brilho Technidyne Brightimeter Micro S-5 de acordo com o padrão TAPPI T452. (CIE) A brancura foi medida em um medidor de brilho Technidyne Micro S-5 de acordo com o padrão TAPPI T562. A cor L-a-b foi medida no medidor de brilho Technidyne Micro S-5 de acordo com o padrão TAPPI T524. O uso de aglutinante Basonal® ou uma mistura de aglutinante Basonal® com amido Pen-cote® D mostrou lustro similar ou levemente superior do revestimento do que usando aglutinante SA, mas com brilho e brancura levemente mais baixos e valor de cor b levemente mais alto. As propriedades de barreira são o foco dos revestimentos inventivos, entretanto, se houver uma necessidade de ajustar a cor ou tom, corantes compatíveis ao contato com alimento podem ser usados nas formulações.[0050] Also included in Table 3 are the Gloss, Shine, Whiteness, and Color L-a-b measurements. Gloss was measured on a Technidyne Model T 480A glossmeter according to TAPPI standard T480. (GE) Gloss was measured on a Technidyne Brightimeter Micro S-5 gloss meter according to TAPPI standard T452. (CIE) Whiteness was measured on a Technidyne Micro S-5 gloss meter according to TAPPI standard T562. The L-a-b color was measured on the Technidyne Micro S-5 gloss meter according to the TAPPI T524 standard. Using Basonal® binder or a blend of Basonal® binder with Pen-cote® D starch showed similar or slightly higher coating gloss than using SA binder, but with slightly lower gloss and whiteness and slightly higher b-color value . Barrier properties are the focus of inventive coatings, however, if there is a need to adjust color or tone, food contact compatible dyes can be used in formulations.

[0051] Um outro experimento foi feito aplicando-se a formulação CF3 em duas passagens em um revestidor de lâmina, com o peso de revestimento da primeira camada de 5,7 lb/3msf (28 kg/3000 m2) e o peso de revestimento da segunda camada de 3,0 lb/3msf (15 kg/3000 m2), resultando um peso de revestimento total de apenas 8,7 lb/3msf (42 kg/3000 m2), que atingiu a exigência composicional quanto ao padrão de compostabilidade e apresentou um valor de kit 3M de 6,0. Como mostrado na Tabela 4, um nível de kit de 5,2 foi obtido quando uma única camada de CF3 foi aplicado com um peso de revestimento mais alto de 9,7 lb/3msf (47 kg/3000 m2). Estes resultados demonstraram que propriedades de barreira realçadas podem ser obtidos com duas passagens das formulações de barreira.[0051] Another experiment was carried out applying the CF3 formulation in two passes in a blade coater, with the coating weight of the first layer of 5.7 lb/3msf (28 kg/3000 m2) and the coating weight of the second layer of 3.0 lb/3msf (15 kg/3000 m2), resulting in a total coating weight of only 8.7 lb/3msf (42 kg/3000 m2), which met the compositional requirement for the compostability standard and had a 3M kit value of 6.0. As shown in Table 4, a kit level of 5.2 was achieved when a single coat of CF3 was applied with a higher coating weight of 9.7 lb/3msf (47 kg/3000 m2). These results demonstrate that enhanced barrier properties can be achieved with two passes of the barrier formulations.

[0052] O aglutinante Basonal® X 400 AL fabricado pela BASF Corporation contém cerca de 30% de componente polimérico natural. Um componente polimérico natural se refere a um crescido e encontrado na natureza, que por exemplo, pode ser qualquer proteína ou polissacarídeo ou seus derivados. A ideia de usar o aglutinante Basonal® X 400 AL junto com algum polímero natural adicional (tal como amido) na presente invenção foi que o componente natural no aglutinante Basonal® promoveria a compatibilidade do amido adicional com o aglutinante Basonal®. A compatibilidade dos diferentes ingredientes é importante para um revestimento de barreira. Para provar o conceito, testes adicionais foram conduzidos como mostrado na Tabela 4 para comparar aglutinante SA (PHOPLEX® C-340 da Dow Chemical Company usado nos exemplos) e Basonal® X 400 AL (da BASF Corporation), ambos incluindo Pen cote® D nas formulações em uma mesma razão de mistura. Todas as amostras foram totalmente repolpáveis e não obstrutivas. Como quanto à compostabilidade, como observado nas primeiras três colunas da Tabela 4, o papelão C3 com revestimento usando um aglutinante de estireno acrilato (SA) / Pen-cote® D não atingiu a definição de compostabilidade nos pesos de revestimento de 8 a 12 libras (3,6 a 5,4 kg). As três colunas seguintes mostram que o papelão CF3 com revestimento usando um aglutinante Basonal® e Pen-cote® D atingiu a definição de compostabilidade em um peso de revestimento de 8,0 e 9,7 libras (3,6 a 4,4 kg), mas não em um peso de revestimento alto de 10,8 libras (4,9 kg). Mais interessantemente, os revestimentos CF3 (Basonal® + Pen-cote® D) tiveram melhor OGR e desempenho de barreira de vapor úmido, em outras palavras, kit 3M mais alto e valores de Óleo Cobb mais baixo, valores de WVTR mais baixos, e valores de água aproximadamente iguais, comparados aos revestimentos C3 (SA + Pen-cote® D). As Tabelas 3 e 4 assim mostram que o uso combinado de amido especializado Pen-cote® D com aglutinante Basonal® provê desempenho de barreira melhorada, especialmente, obtendo um nível de kit 3M de 5+, embora atinja o padrão de compostabilidade, sendo totalmente repolpável, e não tendo problemas de obstrução.[0052] The binder Basonal® X 400 AL manufactured by BASF Corporation contains about 30% natural polymeric component. A natural polymeric component refers to one grown and found in nature, which for example can be any protein or polysaccharide or derivatives thereof. The idea of using Basonal® X 400 AL binder together with some additional natural polymer (such as starch) in the present invention was that the natural component in the Basonal® binder would promote the compatibility of the additional starch with the Basonal® binder. Compatibility of different ingredients is important for a barrier coating. To prove the concept, additional tests were conducted as shown in Table 4 to compare SA binder (PHOPLEX® C-340 from Dow Chemical Company used in the examples) and Basonal® X 400 AL (from BASF Corporation), both including Pencote® D in the formulations in the same mixing ratio. All samples were fully repulpable and non-obstructive. As for compostability, as noted in the first three columns of Table 4, C3 board coated using a styrene acrylate (SA) binder / Pen-cote® D did not meet the compostability definition at coating weights of 8 to 12 pounds (3.6 to 5.4 kg). The following three columns show that CF3 board coated using a Basonal® binder and Pen-cote® D met the compostability definition at a coating weight of 8.0 and 9.7 pounds (3.6 to 4.4 kg ), but not at a tall coat weight of 10.8 pounds (4.9 kg). More interestingly, CF3 coatings (Basonal® + Pen-cote® D) had better OGR and wet vapor barrier performance, in other words, higher 3M kit and lower Cobb Oil values, lower WVTR values, and approximately equal water values compared to C3 coatings (SA + Pen-cote® D). Tables 3 and 4 thus show that the combined use of Pen-cote® D specialist starch with Basonal® binder provides improved barrier performance, especially achieving a 3M kit level of 5+, whilst meeting the compostability standard, being fully repulpable, and not having clogging problems.

[0053] Como um outro modo para visualizar os resultados de teste, os dados foram plotados como mostrado nas FIGs. 6 e 7. Alguns dos dados nos gráficos se originam das Tabelas 3 e 4. Outros dados também são incluídos. A FIG. 6 mostra nível de kit 3M vs. peso de revestimento. O valor de kit geralmente aumenta (melhora) conforme o peso de revestimento aumenta. Nenhuma das amostras de controle (usando aglutinante SA) foi compostável na faixa de peso de revestimento de 6 a 12 lbs / 3msf (29 a 58 kg/3000 m2). As amostras (CF2 e CF3) usando 35 partes de aglutinante Basonal® X400AL mais amido Pen-cote® D (combinados) foram compostáveis exceto nos pesos de revestimento mais altos (10,2 lbs (49 kg/3000 m2) para CF2 e 10,8 lbs /3msf (52 kg/3000 m2) para CF3) e deram valores de kit iguais a ou melhores (mais altas) do que a amostra SA de controle em peso de revestimento comparável. As amostras usando 30 partes de Basonal® e Pen-Cote® D (combinados) foram todas compostáveis (pelo menos até 11,5 lbs / 3msf (56 kg/3000 m2)), embora seus valores de kit tendessem a ser mais baixos do que o controle e as outras amostras.[0053] As another way to visualize the test results, the data was plotted as shown in FIGs. 6 and 7. Some of the data in the graphs comes from Tables 3 and 4. Other data is also included. FIG. 6 shows 3M kit level vs. coating weight. The kit value generally increases (improves) as the coating weight increases. None of the control samples (using SA binder) were compostable in the coating weight range of 6 to 12 lbs / 3msf (29 to 58 kg/3000 m2). Samples (CF2 and CF3) using 35 parts Basonal® X400AL binder plus Pen-cote® D starch (combined) were compostable except at the highest coating weights (10.2 lbs (49 kg/3000 m2) for CF2 and 10 .8 lbs /3msf (52 kg/3000 m2) for CF3) and gave kit values equal to or better (higher) than the control SA sample at comparable coating weight. Samples using 30 parts of Basonal® and Pen-Cote® D (combined) were all compostable (at least to 11.5 lbs / 3msf (56 kg/3000 m2)), although their kit values tended to be lower than than the control and the other samples.

[0054] A FIG. 7 mostra óleo Cobb vs. peso de revestimento para as amostras selecionadas como na FIG. 6. O óleo Cob geralmente diminui (melhora) conforme o peso de revestimento aumenta. A compostabilidade (ou falta da mesma) já foi descrita. As amostras de teste usando Basonal® e Pen-cote® D (combinados) deram testes de óleo Cobb iguais ou melhores (mais baixos) do que as amostras de teste usando aglutinante de estireno-acrilato. Mais interessantemente, para as amostras com um total de 30 partes de aglutinante (25 partes de Basonal® e 5 partes de Pen- cote® D), embora os valores do kit 3M fossem mais baixos do que as outras formulações com 35 partes totais de aglutinante (como na FIG. 6), os valores de óleo Cobb foram ainda similares ou melhores do que a amostra de controle C1 com 35 partes de aglutinante SA puro. Isto mais uma vez prova o efeito sinergístico de Basonal® com amido Pen-cote® D.[0054] FIG. 7 shows Cobb oil vs. coating weight for the selected samples as in FIG. 6. Cob oil generally decreases (improves) as coating weight increases. Compostability (or lack thereof) has already been described. Test samples using Basonal® and Pen-cote® D (combined) gave equal or better (lower) Cobb oil tests than test samples using styrene acrylate binder. More interestingly, for the samples with a total of 30 parts of binder (25 parts of Basonal® and 5 parts of Pencote® D), although the 3M kit values were lower than the other formulations with 35 total parts of binder (as in FIG. 6), the Cobb oil values were still similar or better than the control sample C1 with 35 parts pure SA binder. This once again proves the synergistic effect of Basonal® with Pen-cote® D starch.

[0055] Alguns serviços alimentícios ou aplicações de embalagem de alimento requerem impressão de alta qualidade no lado externo da embalagem além de uma barreira para o lado de contato com o alimento. Para demonstrar que um papelão acabado com um revestimento de barreira em um lado e um revestimento de impressão no outro lado pode atingir as exigências composicionais quanto ao padrão de compostabilidade ASTM, um outro experimento foi conduzido para testar para testar as formulações de revestimento de impressão que usaram aglutinantes convencionais, estireno acrilato (PHOPLEX® C-340 usado, disponível da Dow Chemical Company) e acetato de polivinila (POLYCO® 2160 usado, disponível da Dow Chemical Company), visto que cada aglutinante polimérico nos revestimentos atingiram a exigência de <1% de composição não biodegradável para calibre 12 pt e acima, de acordo com o padrão de compostabilidade ASTM D6868-11. Embora as formulações de revestimento de impressão para estes testes fossem ajustadas levemente pela redução do conteúdo de aglutinante SA, os revestimentos ainda apresentaram alta qualidade de imprimibilidade comparável com aqueles do grau de impressão comercial.[0055] Some food service or food packaging applications require high quality printing on the outside of the package in addition to a barrier for the food contact side. To demonstrate that a finished paperboard with a barrier coating on one side and a print coating on the other side can meet the compositional requirements for the ASTM compostability standard, a further experiment was conducted to test print coating formulations that used conventional binders, styrene acrylate (used PHOPLEX® C-340, available from the Dow Chemical Company) and polyvinyl acetate (used POLYCO® 2160, available from the Dow Chemical Company), as each polymeric binder in the coatings met the requirement of <1 % non-biodegradable composition for gauge 12 pt and above per ASTM D6868-11 Compostability Standard. Although the print coating formulations for these tests were adjusted slightly by reducing the SA binder content, the coatings still exhibited high print quality comparable to those of commercial print grade.

[0056] As formulações imprimíveis que foram testadas estão resumidas na Tabela 5 para três revestimentos de base e dois revestimentos de topo descritos usando uma base de 100 partes de pigmento. A Tabela 6 mostra os pesos de revestimento usados em diversos testes de revestidor piloto para as formulações imprimíveis sobre papelão 18 pt. Os papelões com os revestimentos de teste imprimíveis mostrados na Tabela 6 todos seria compostáveis de acordo com o padrão ASTM, contanto que o calibre do papelão fosse de 12 pts ou mais alto. Isto seria verdadeiro com - ou sem - os revestimentos de barreira compostáveis (descritos acima) no lado oposto do papelão.[0056] The printable formulations that were tested are summarized in Table 5 for three basecoats and two topcoats described using a base of 100 parts pigment. Table 6 shows the coating weights used in several pilot coater tests for the formulations printable on 18 pt board. Cartons with the printable test coatings shown in Table 6 would all be compostable per the ASTM standard as long as the carton gauge was 12 pts or higher. This would be true with - or without - the compostable barrier coatings (described above) on the opposite side of the paperboard.

[0057] A Tabela 6 também mostra os resultados de aspereza, propriedades óticas, e imprimibilidade para os revestimentos de teste. As propriedades ópticas incluindo Lustro, Brilho, Brancura, e cor L-a-b foram medidas de acordo com os padrões TAPPI descritos acima. A aspereza Parker Print-Surf (PPS) foi medida de acordo com padrão TAPPI T555. As amostras revestidas foram impressas em um Harper Phantom QD® Flexo Proofing System da Harper Corporation usando um rolo de anilox de 2,5 bcm com uma tinta flexográfica azul. A densidade da tinta foi medida em um equipamento X-Rite série 500. Todos os revestimentos de teste, que seriam compostáveis apresentaram lustro mais alto, brilho levemente mais alto, e brancura comparável em relação ao controle comercial. Nenhum corante foi usado nos revestimentos de teste, que além das variáveis nas formulações contribuiriam para a leve diferença nos valores de cor L-a-b. Todos os revestimentos de teste apresentaram valores PPS relativa mais altos em relação ao controle comercial; entretanto, eles foram ainda muito bons, e todos os revestimentos de teste depois da impressão apresentaram densidade de tinta levemente mais alta (1,64 a 1,72 vs. 1,62) do que o controle comercial, indicando a boa imprimibilidade dos revestimentos de teste imprimíveis. Para os testes de imprimibilidade, um revestimento de barreira não foi aplicado ao lado oposto do papelão. Entretanto, os cálculos mostram que o papelão imprimível atingiria o padrão de compostabilidade ASTM D6868-11, fossem os revestimentos de barreira compostáveis anteriormente descritos usados ou não no lado oposto do revestimento imprimível. Embora duas camadas de revestimentos imprimíveis (revestimento de base e revestimento de topo) fossem usadas nos exemplos, uma camada de revestimento imprimível é também possível para fornecer boa imprimibilidade e também atingir o padrão de compostabilidade.[0057] Table 6 also shows the roughness, optical properties, and printability results for the test coatings. Optical properties including Luster, Brightness, Whiteness, and L-a-b color were measured according to the TAPPI standards described above. Parker Print-Surf Roughness (PPS) was measured according to the TAPPI T555 standard. Coated samples were printed on a Harper Phantom QD® Flexo Proofing System from Harper Corporation using a 2.5 bcm anilox roll with a blue flexographic ink. Ink density was measured on an X-Rite 500 series instrument. All test coatings, which were said to be compostable, exhibited higher gloss, slightly higher gloss, and comparable whiteness to the commercial control. No colorants were used in the test coatings, which in addition to variables in the formulations would contribute to the slight difference in L-a-b color values. All test coatings had higher relative PPS values than the commercial control; however, they were still very good, and all test coatings after printing had slightly higher ink density (1.64 to 1.72 vs. 1.62) than the commercial control, indicating the good printability of the coatings. printable test cards. For printability tests, a barrier coating was not applied to the opposite side of the paperboard. However, calculations show that the printable paperboard would meet the ASTM D6868-11 compostability standard whether or not the previously described compostable barrier coatings were used on the opposite side of the printable coating. Although two layers of printable coatings (basecoat and topcoat) were used in the examples, a printable coating layer is also possible to provide good printability and also achieve the compostability standard.

[0058] Em resumo, os resultados mostram que o papelão compostável com repolpabilidade total e resistência graxa moderada é obtido substituindo-se aglutinantes padrão (tais como estireno acrilato) com um aglutinante tal como Basonal® X400AL em combinação com pequenas quantidades de amido especializado Pen-cote® D. Em combinação com revestimentos de argila convencionais que usam aglutinantes padrão (tais como estireno acrilato e acetato de polivinila) no lado de não barreira (impressão), que também atingem o limiar de <1% de composição para cada constituinte orgânico não biodegradável, o produto de papelão acabado inteiro atinge as exigências composicionais do padrão de compostabilidade, pelo menos para os papelões de calibre 12 pt. e mais altos. O padrão de compostabilidade envolve cálculos de quanto de cada constituinte orgânico não biodegradável é usado no produto. É levantada a hipótese de que ajustando-se o revestimento, ou o peso base do papelão, a compostabilidade de acordo com o padrão ASTM seria obtido com calibres um tanto mais baixos, tais como 10 pt. (0,010” (254 μm)). Também é levantada a hipótese de que selecionando-se aglutinantes diferentes múltiplos, com ou sem aglutinantes poliméricos biodegradáveis, a compostabilidade de acordo com o padrão ASTM pode ser obtido para papelão com revestimentos imprimíveis em ambos os lados, onde o papelão tem um calibre de 10 pt e mais alto.[0058] In summary, the results show that compostable paperboard with full repulpability and moderate grease resistance is obtained by replacing standard binders (such as styrene acrylate) with a binder such as Basonal® X400AL in combination with small amounts of specialized starch Pen -cote® D. In combination with conventional clay coatings that use standard binders (such as styrene acrylate and polyvinyl acetate) on the non-barrier (printing) side, which also achieve the threshold of <1% composition for each organic constituent non-biodegradable, the entire finished paperboard product meets the compositional requirements of the compostability standard, at least for 12 pt gauge boards. and taller. The compostability standard involves calculations of how much of each non-biodegradable organic constituent is used in the product. It is hypothesized that by adjusting the coating, or basis weight of the board, the compostability per the ASTM standard would be achieved with somewhat lower gauges, such as 10 pt. (0.010” (254 µm)). It is also hypothesized that by selecting multiple different binders, with or without biodegradable polymeric binders, compostability according to the ASTM standard can be achieved for paperboard with printable coatings on both sides, where the paperboard has a gauge of 10 en and higher.

[0059] Os testes descritos acima usaram um revestidor de lâmina para aplicar revestimento. Como anteriormente debatido, vários tipos de dispositivos de revestimento podem ser usados.[0059] The tests described above used a blade coater to apply coating. As previously discussed, several types of coating devices can be used.

[0060] Uma vez dada a divulgação acima, muitos outros traços, modificações ou melhorias tornar-se-ão evidentes para o técnico habilitado. Tais traços, modificações ou melhorias são, portanto, consideradas ser uma parte desta invenção, o escopo dos quais deve ser determinado pelas seguintes reivindicações.[0060] Once given the above disclosure, many other traits, modifications or improvements will become apparent to the skilled technician. Such traits, modifications or improvements are therefore considered to be a part of this invention, the scope of which is to be determined by the following claims.

[0061] Embora modalidades preferidas da invenção fossem descritas e ilustradas, deve estar evidente que muitas modificações para as modalidades e implementações da invenção podem ser feitas sem divergir do espírito ou escopo da invenção. Deve ser entendido portanto que a invenção não é limitada às modalidades particulares aqui divulgadas (ou evidentes da divulgação), mas apenas limitada pelas reivindicações anexas a esta. TABELA 1. Formulações de Revestimento

TABELA 2. Classificações de Obstrução

TABELA 3. Efeito de Vários Aglutinantes sobre as Propriedades de Revestimento incluindo Compostabilidade

TABELA 4. Biodegradabilidade com SA e Basonal® ( Pen-cote® D adicionado a ambos)

TABELA 5. Formulações para Revestimentos Imprimíveis

TABELA 6. Testes de Imprimibilidade sobre Revestimentos Imprimíveis (papelão de 18 pt; nenhum revestimento de barreira no lado oposto)

(*Compostável: definidos como menos do que 1% em peso de constituinte não biodegradável para calibres de papelão de 12 pontos ou mais alto)[0061] While preferred embodiments of the invention have been described and illustrated, it should be apparent that many modifications to the embodiments and implementations of the invention can be made without departing from the spirit or scope of the invention. It is to be understood, therefore, that the invention is not limited to the particular embodiments disclosed herein (or apparent from the disclosure), but limited only by the claims appended thereto. TABLE 1. Coating Formulations

TABLE 2. Obstruction Classifications

TABLE 3. Effect of Various Binders on Coating Properties including Compostability

TABLE 4. Biodegradability with SA and Basonal® (Pen-cote® D added to both)

TABLE 5. Formulations for Printable Coatings

TABLE 6. Printability Tests on Printable Coatings (18 pt paperboard; no barrier coating on reverse side)

(*Compostable: defined as less than 1% by weight non-biodegradable constituent for paperboard gauges of 12 points or higher)

Claims

1. Coated paperboard comprising: a paperboard substrate having a first side and a second side; a multilayer printable coating having two or more layers in contact with the first side of the paperboard substrate, the multilayer printable coating comprising a basecoat in contact with the paperboard substrate, the basecoat having a coat weight of 6 to 10 lbs per 3000 ft2 (9.8 to 16.3 g/m2) and comprising binder and pigment, and a topcoat forming the outermost layer of the multilayer coating, the topcoat having a coating weight of 3 to 10 lbs per 3000 ft2 (4.9 to 16.3 g/m2) and comprising binder and pigment; wherein the ratio of binder to pigment in the multilayer printable coating is between 10 to 25 parts binder per 100 parts pigment by weight, wherein the coated paperboard has a caliper of at least 0.010” (254 µm); and wherein the coated paperboard is compostable in accordance with ASTM D6868-11 for compostability.

A coated paperboard according to claim 1, characterized in that the top coating has a coating weight of 4 to 7 lbs per 3000 ft2 (6.5 to 11.4 g/m2).

A coated paperboard according to claim 1 or 2, characterized in that the total coat weight of the multilayer printable coating is 5 to 12 lbs per 3000 ft2 (8.4 to 19.5 m2).

4. Coated paperboard according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the multi-layer printable coating is applied still in contact with the second side of the paperboard substrate.

Coated paperboard according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the multi-layer printable coating has two layers, and wherein the top coating is formed in contact with the base coating.

6. Coated paperboard according to any one of claims 1 to 5, characterized in that a barrier coating is in contact with the second side of the paperboard substrate.

7. Coated paperboard according to claim 6, characterized in that the barrier coating comprises synthetic binder, natural binder and pigment, the barrier coating contains substantially no fluorochemicals or wax.

8. Coated paperboard according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the coated paperboard has a gauge of at least 0.012” (304.8 µm).

9. Coated paperboard according to claim 8, characterized in that the ratio of binder to pigment in the multilayer printable coating is between 12 to 22 parts of binder per 100 parts of pigment, by weight.

10. Coated paperboard according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the binder comprises one or more synthetic polymeric binders.

11. Coated cardboard according to claim 10, characterized in that the binder further comprises one or more additional natural biodegradable binders.

12. Coated cardboard according to claim 11, characterized in that the additional biodegradable binders include at least one of polysaccharide, protein, and derivatives thereof.

13. Coated cardboard according to claims 11 or 12, characterized in that the additional biodegradable binder comprises between 1 and 10 parts per 100 parts of pigment, by weight.

14. Coated cardboard according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the coated cardboard is repulpable to the degree that after repulping the accepted percentage is at least 99%.

15. Coated cardboard according to claim 14, characterized in that the accepted percentage is at least 99.9%.

16. The coated paperboard of Claims 1 or 2, wherein the multilayer printable coating includes two layers, and wherein the total weight of the coating is 9 to 20 lbs per 3000 ft2 (14.6 to 32.6 g/cm 2 ).

17. Coated paperboard according to any one of claims 1 to 16, characterized in that it has no tendency to clog after being held for 24 hours at 50°C at a pressure of 100 psi (690 kPa).

18. Coated paperboard according to any one of claims 1 to 17, characterized in that the pigment comprises at least one of a clay and calcium carbonate.

19. Coated paperboard comprising: a paperboard substrate having a first side and a second side; a printable coating having at least one layer in contact with the first side of the paperboard substrate, the printable coating having a coating weight of 9 to 15 lbs per 3000 ft2 (14.6 to 24.4 g/cm2) and comprising binder and pigment; wherein the ratio of binder to pigment in the printable coating is between 10 to 25 parts binder per 100 parts pigment by weight, wherein the coated paperboard has a caliper of at least 0.010” (254 µm); and wherein the coated paperboard is compostable in accordance with ASTM D6868-11 for compostability.

20. Method of treating coated cardboard, defined in claim 1, the method characterized in that it comprises: providing a cardboard substrate having a first side and a second side; applying to the first side a multilayer printable coating having two or more layers, applying a basecoat in contact with the paperboard substrate, the basecoat having a coating weight of 6 to 10 lbs per 3000 ft2 (9.8 to 16.3 g/m2) and comprising binder and pigment, and applying a topcoat forming the outermost layer of the multilayer coating, the topcoat having a coating weight of 3 to 10 lbs per 3000 ft2 (4 .9 to 16.3 g/m 2 ) and comprising binder and pigment; wherein the ratio of binder to pigment in the multilayer printable coating is between 10 to 25 parts binder per 100 parts pigment by weight, wherein the treated paperboard has a caliper of at least 0.010” (254 µm); and wherein the treated paperboard is compostable in accordance with ASTM D6868-11 for compostability.

21. The method of claim 20, wherein the top coat is applied as a coat weight of 4 to 7 lbs per 3000 ft2 (6.5 to 11.4 g/m2).

22. The coated paperboard of claim 20 or 21, wherein the multilayer printable coating is applied as a total coating weight of 5 to 12 lbs per 3000 ft2 (8.4 to 19.5 m2) .

A method according to any one of claims 20 to 22, characterized in that it comprises the additional step of applying the multi-layer printable coating to the second side of the paperboard substrate.

24. Method according to any one of claims 20 to 23, characterized in that the treated cardboard is repulpable to the degree that after repulping the percentage of pass is at least 99%.

25. Method according to any one of claims 20 to 24, characterized in that the multi-layer printable coating is applied by a device selected from the group consisting of a blade coater, curtain coater, air knife coater, stick coater, film coater, short resident coater, spray coater, and metered film size press.