BRPI0906103B1

BRPI0906103B1 - método para revestir papelão com acabamento a seco

Info

Publication number: BRPI0906103B1
Application number: BRPI0906103-7A
Authority: BR
Inventors: Steve G Bushhouse; Gary P Fugitt; Wei-Hwa Her; Jason R Hogan; Steven Parker
Original assignee: Meadwestvaco Corp
Priority date: 2008-03-21
Filing date: 2009-03-20
Publication date: 2019-11-12
Also published as: CA2718974A1; EP2257670A1; MX2010009548A; US8187420B2; CN103510426A; CN101978113B; US20120186763A1; EP2257670B1; CN101978113A; US8313614B2; CN103510426B; US20090236062A1; PL2257670T3; WO2009117649A1; CA2718974C; ES2397034T3; BRPI0906103A2; US8025763B2; US20110315332A1

Abstract

método para revestir papelão com acabamento a seco método para revestimento de papelão incluindo as etapas de preparação de um tecido de fibras de celulose, o tecido possuindo um peso base de no mínimo 138,4 g/m² (85 libras por 3.000 pés²), calandrando o tecido pelo menos uma vez para formar um substrato de papelão, onde cada uma das etapas de calandragem é realizado sem substancialmente introduzir umidade no tecido, e aplicando um revestimento base a pelo menos uma superfície do substrato de papelão para formar uma estrutura de papelão revestido, o revestimento base incluindo no mínimo um pigmento, o pigmento possuindo um volume vazio de sedimento de no mínimo aproximadamente 45 por cento, onde a estrutura de papelão revestido possui uma lisura parker print surf de no máximo aproximadamente 3 microns.

Description

MÉTODO PARA REVESTIR PAPELÃO COM ACABAMENTO A SECO [0001] O presente pedido de patente reivindica prioridade do pedido norteamericano n° 61/038.579, depositado em 21 de março de 2008, a totalidade do conteúdo do qual se encontra aqui incorporado por referência e do pedido norteamericano n° 61/056.712, depositado em 29 de maio de 2008, a totalidade do conteúdo do qual se encontra aqui incorporado por referência.

CAMPO [0002] O presente pedido de patente é direcionado a métodos de revestimento de papelão e, mais especificamente, a métodos para revestimento de papelão com acabamento a seco que resulte em estruturas lisas de papelão.

HISTÓRICO [0003] Substratos de papel ou papelão, usados para a impressão e embalagens, normalmente devem possuir boas características visuais, excelente lisura e excelente qualidade de impressão. Além disso, resistência e firmeza são exigidas de forma que os substratos possam planamente passar por impressoras e conversoras de alta velocidade, sem quebras ou obstruções. Alta firmeza é necessária para manter a integridade estrutural de produtos de papelão durante o acondicionamento e no posterior uso.

[0004] A firmeza possui uma relação próxima com o peso e a densidade básicas do substrato. Para um calibre estipulado (espessura), a tendência normal e que a firmeza aumente, conforme o peso base aumenta. No entanto, se aumentarmos o peso base para melhorar a firmeza, mais fibras precisarão ser usadas, adicionando custos e peso.

[0005] Além das propriedades mecânicas de firmeza e resistência, os substratos de papel ou papelão que serão impressos, devem possuir um nível exigido de brilho e lisura. Um dos principais recursos para se obter lisura em um substrato e calandrar o substrato durante a produção. A calandragem propicia uma redução no calibre, o que normalmente resulta em uma redução de firmeza correspondente. Isto é principalmente o caso no processo de calandragem de empilhamento molhado. A calandragem de empilhamento molhado exige um re-umedecimento de uma folha

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2/16 que tenha sido previamente seca a aproximadamente 5 por cento de umidade ou menos. A folha então re-umedecida passa por uma calandra com dois ou mais rolos. A trama de fibra é prensada pela pressão exercida pelos rolos. O re-umedecimento do substrato toma as fibras superficiais mais facilmente compressíveis e permite um maior desenvolvimento de lisura. No entanto, esta compressão toma a folha mais densa de forma que o produto fabricado usando o processo de acabamento úmido pede ter um aumento de 25% em sua densidade ao passar pela calandra de empilhamento molhado.

[0006] Alternativamente, os fabricantes têm dado atenção a superfície lisa do papelão por meio do corte total da superfície do papelão com um revestimento base composto de varies pigmentos, tais como, argila, carbonato de cálcio, e dióxido de titânio, e depois recobrindo esta base com um segundo, algumas vezes, até um terceiro revestimento, normalmente denominado como revestimento superior. Normalmente, quanto mais pigmentos (em forma de revestimentos pigmentados) forem aplicados a superfície, melhor a lisura alcançada. No entanto, o uso de relativamente altas quantidades de pigmentos, normalmente aumenta os custos e o peso do papel ou papelão.

[0007] A relação entre firmeza e lisura é normalmente inversamente proporcional para uma quantidade determinada de fibras por área de unidade. Seria desejável conseguir produzir um papel ou papelão acabado possuindo uma superfície lisa que tenha sido desenvolvida sem a necessidade de compactação, desta forma mantendo a máxima espessura com o menor uso de fibras de celulose.

SUMÁRIO [0008] Sob um ponto de vista, o método revelado para o revestimento de papelão pode incluir as etapas de preparação de um tecido de fibras de celulose, o primeiro tecido de fibras com um peso base de pelo menos aproximadamente 138,4 g/m² (85 libras por 3000 pés²), calandrando o tecido pelo menos uma vez para formar um substrato de papelão, onde cada uma das etapas de calandragem e realizada substancialmente pela adição de umidade no tecido, e pela aplicação de um revestimento base em pelo menos uma das superfícies do substrato de papelão

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3/16 para formar uma estrutura de papelão revestido, o revestimento base incluindo pelo menos um pigmento, o pigmento possuindo um volume vazio de sedimento de pelo menos 45 por cento, onde a estrutura superior de papelão revestido tenha uma lisura Parker Print Surf de no máximo aproximadamente 3 microns.

[0009] Sob outro ponto de vista, o método revelado para o revestimento de papelão pode incluir as etapas de preparação de um substrato de papelão possuindo um peso base de pelo menos aproximadamente 138,4 g/m² (85 libras por 3.000 pés²), com a condição de que o substrato de papelão não esteja sujeito a um processo de calandragem de empilhamento molhado, aplicando um revestimento base em pelo menos uma superfície do substrato de papelão para formar uma estrutura de papelão revestido, o revestimento base incluindo pelo menos um pigmento, o pigmento possuindo um volume vazio de sedimento de pelo menos 45 por cento, onde a estrutura de papelão revestido tenha uma lisura Parker Print Surf de no máximo aproximadamente 3 microns.

[0010] Sob outro ponto de vista, o método revelado para o revestimento de papelão pode incluir as etapas de prepara ao de um tecido de fibras de celulose, o tecido de fibras possuindo um peso base de pelo menos 138,4 g/m² (85 libras por 3.000 pés²), calandrando o tecido pelo menos uma vez para formar um substrato de papelão, onde cada uma das etapas da calandragem seja realizada sem 15 substancialmente introduzir umidade no tecido, usando um revestimento base em pelo uma superfície do substrato de papelão para formar uma estrutura de papelão revestido, o revestimento base incluindo pelo menos um pigmento, o pigmento possuindo um volume vazio de sedimento de pelo menos 45 por cento, e usando um revestimento superior para a estrutura de papelão revestido para formar uma estrutura de papelão de revestimento superior, onde a estrutura de papelão de revestimento superior tenha uma lisura Parker Print Surf de no máximo 3 microns.

[0011] Outros pontos de vista do método revelado para o revestimento de papelão ficarão claros a partir da seguinte descrição, dos desenhos que acompanham, e das reivindicações anexas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

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4/16 [0012] A Fig. 1 e uma fotografia de uma superfície não revestida de um substrato de papelão exemplar (i.e., armazenado).

[0013] A Fig. 2 é uma comparação fotográfica da superfície de um substrato de papelão revestida com diversas quantidades (em g/m² (libras por 3.000 pés²)) de carbonato de cálcio de solo grosso de acordo com a técnica anterior.

[0014] A Fig. 3 é uma comparação fotográfica da superfície de um substrato de papelão revestida com diversas quantidades (em g/m² (libras por 3.000 pes²)) do revestimento base revelado.

[0015] A Fig. 4 é uma ilustração gráfica do volume percentual de sedimento vazio versus percentual de componentes de argila para várias misturas de pigmentos formuladas com um carbonato de cálcio de solo extra grosso.

[0016] A Fig. 5 é uma ilustração gráfica do volume percentual de sedimento vazio versus percentual de componentes de argila para várias misturas de pigmentos formuladas com um carbonato de cálcio de solo grosso.

[0017] A Fig. 6 é uma ilustração gráfica do volume percentual de sedimento vazio versus percentual de componentes de argila para várias misturas de pigmentos formuladas com um carbonato de cálcio de solo fino.

[0018] A Fig. 7 é uma primeira comparação gráfica da lisura Parker Print Surface versus peso de revestimento para um acabamento a seco de um papelão com apenas revestimento base.

[0019] A Fig. 8 é uma segunda comparação gráfica da lisura Parker Print Surface versus peso de revestimento para vários sistemas de pigmentos.

[0020] A Fig. 9 é uma vista transversal lateral de um substrato de papelão revestido com o revestimento base revelado, de acordo com o método revelado.

[0021] A Fig. 10 é uma vista transversal lateral de um substrato de papelão revestido da Fig. 9 mostrada em uma segunda ampliação.

[0022] A Fig. 11 é uma ilustração esquemática de um aspecto do processo para preparação de um substrato de papelão de acabamento seco.

[0023] A Fig. 12 é uma ilustração esquemática de um aspecto do processo para preparação do substrato de papelão de acabamento seco da Fig. 11.

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DESCRIÇÃO DETALHADA [0024] É revelado um método para revestimento de um substrato de papelão com revestimento. O revestimento pode incluir um revestimento base e, opcionalmente, um ou mais revestimentos intermediários e um ou mais revestimentos superiores.

[0025] Conforme usado aqui “substrato de papelão” é amplamente dito para materiais de papelão capazes de serem revestidos com um revestimento base. Os técnicos no assunto reconhecem quando o substrato de papelão é alvejado ou não alvejado, com um peso base não revestido de aproximadamente 138,4 g/m² (85 libras por 3.000 pés²) ou mais. Exemplos de substratos de papelão adequados incluindo papelão de revestimento, agentes para enrugamento e sulfato solido alvejante (SBS).

[0026] Sob um ponto de vista, o substrato de papelão pode ser preparado por um processo contínuo de produção que utiliza uma calandra de empilhamento seco. Em outras palavras, o substrato de papelão pode ser preparado sem o uso de uma calandra de empilhamento molhado.

[0027] Com referência à Fig. 11, um ponto de vista do processo 20 para a preparação de um substrato de papelão de empilhamento seco 37 pode começar por uma caixa superior 22 que pode descarregar uma pasta de fibra de celulose (com seus aditivos, se necessário para melhorar a integridade e as propriedades de funcionalidade do substrato) em uma máquina Fourdrinier 24, que pode integrar uma tela móvel de malha extremamente fina para formar um tecido 26. O tecido 26 pode passar por meio de uma ou mais prensas molhadas 28 opcionais, e então por passa por uma ou mais secadoras 30. Opcionalmente, uma prensa de classifica ao 32 pode ser usada para adicionar propriedades funcionais e potencialmente reduzir a espessura do calibre no tecido 26 e uma secadora 34 pode então secar o tecido 26. Finalmente, o tecido 26 pode passar por uma calandra de empilhamento seco 36 para formar o substrato final de papelão 37. Os rolos da calandra podem ser limpos a vapor. A capacidade dos estreitamentos e o número dos estreitamentos da calandra podem ser substancialmente reduzidos para minimizar ou evitar a redução

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6/16 na espessura do calibre.

[0028] Desta maneira, sem que o substrato de papelão seja re-umedecido na calandra 36, o substrato fibroso e apenas minimamente compactado na pilha da calandra. Portanto, a maior parte do substrato de papelão não é afetada em grande parte pela ação de calandragem e pelas perdas de calibre em função de que a compactação é mínima antes do revestimento.

[0029] Sob um ponto de vista, o revestimento base revelado pode incluir um pigmento ou mistura de pigmentos formulados para oferecer relativamente alta porcentagem de volume vazio de sedimento (i.e., embalagem mais volumosa de partículas) e alta lisura a custos e pesos relativamente baixos. Este alto volume vazio de sedimentos pode ser obtido por meio do uso de componentes possuindo proporções relativamente altas e/ou um tamanho médio de partículas relativamente grande. Por exemplo, volumes vazios de sedimentos excedendo a 45 por cento podem ser desejáveis, enquanto volumes vazios de sedimentos excedentes a 47 podem ser mais desejáveis, enquanto volumes vazios de sedimentos excedendo 50, podem ser ainda mais desejáveis.

[0030] Sob um ponto de vista específico, o revestimento base revelado pode incluir uma mistura de pigmentos de argila de alta proporção de aspecto e carbonato de cálcio. A mistura de pigmentos pode ser dispersada em um meio de transporte, tal como água, para facilitar a aplica ao do revestimento base a um substrato apropriado, tal como substrato de papelão. Componentes adicionais, tais como aglutinantes, estabilizadores, agentes de dispersão e pigmentos adicionais, podem ser combinadas com a mistura de pigmentos para formar o revestimento base final sem abandonar o escopo da presente revelação.

[0031] O componente de argila da mistura de pigmentos do revestimento base revelado, pode ser qualquer argila plana possuindo uma proporção de aspecto relativamente alta ou fator de formação (i.e., argila hiper seca). Conforme aqui usados, os termos propor ao de aspecto e fator de forma ao se referem a geometria das partículas individuais da argila, especificamente a uma comparação de uma primeira dimensão de uma partícula de argila (por exemplo, o diâmetro ou

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7/16 comprimento das partículas de argila) a uma segunda dimensão da partícula de argila (por exemplo, a espessura ou largura da partícula de argila). Os termos “hiper plano”, “alta proporção de aspecto” e “proporção de aspecto relativamente alta” se referem a proporções de aspecto normalmente excedentes a 40:1, tais como, 50:1 ou mais, especialmente 70:1 ou mais, e preferencialmente, 90:1 ou mais.

[0032] Sob um ponto de vista, o componente de argila da mistura de pigmentos pode incluir uma argila plana onde, em média, as partículas de argila possuem uma proporção de aspecto de aproximadamente 40:1 ou mais. Sob outro ponto de vista, o componente de argila pode incluir uma argila plana onde, em média, as partículas de argila possuem uma proporção de aspecto de aproximadamente 50:1 ou mais. Um exemplo de tal argila é a CONTOUR® 1180 fornecida pela Imerys Pigments, Inc. de Roswell, Georgia. Sob outro ponto de vista, o componente de argila pode incluir uma argila plana, onde, na média, as partículas de argila possuem uma proporção de aspecto de aproximadamente 90:1 ou mais. Um exemplo de tal argila e a XP6100, também fornecida pela Imerys Pigments, Inc. Exemplos adicionais de argilas planas adequadas são revelados na Patente Norte-Americana N° 7.208.039 para Jones et al., sendo que a totalidade do conteúdo está aqui incorporada por referência.

[0033] Sob outro ponto de vista, o componente de argila da mistura de pigmentos pode incluir argila plana possuindo um diâmetro médio de partículas relativamente alto. Sob um ponto de vista em especial, o componente de argila poderá ter um diâmetro médio de partículas de aproximadamente 4 microns ou mais. Sob outro ponto de vista em especial, o componente de argila pode possuir um diâmetro médio de partículas de aproximadamente 10 microns ou mais. Sob um terceiro ponto de vista em especial, o componente de argila pode possuir um diâmetro médio de partículas de aproximadamente 13 microns ou mais.

[0034] O componente de carbonato de cálcio da mistura de pigmentos do revestimento base revelado pode incluir um carbonato de cálcio. Sob um ponto de vista, o componente de carbonato de cálcio pode incluir um carbonato de cálcio de base fina. Um exemplo de tal carbonato de cálcio é o CARBITAL ® 95, fornecido

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8/16 pela Imerys Pigments, Inc. de Roswell, Georgia, onde aproximadamente 95 por cento de partículas de carbonato de cálcio representam menos que aproximadamente 2 microns em diâmetro. Sob outro ponto de vista, o componente de carbonato de cálcio pode incluir um carbonato de cálcio de solo grosso. Um exemplo de tal carbonato de cálcio de solo grosso é o CARBITAL® 60, também, fornecido pela Imerys Pigments, Inc. onde aproximadamente 60 por cento das partículas de carbonato de cálcio representam menos de 2 microns em diâmetro. Sob outro ponto de vista, o componente de carbonato de cálcio pode incluir um carbonato de cálcio de solo extra grosso. Um exemplo deste carbonato de cálcio de solo extra grosso é o CARBITAL® 35, também fornecido pela Imerys Pigments, Inc., onde apenas aproximadamente 35 por cento das partículas de carbonato de cálcio representam menos de 2 microns em diâmetro.

[0035] Sob outro ponto de vista, o componente de carbonato de cálcio da mistura de componentes pode possuir um tamanho médio de partículas de aproximadamente 1 micron ou mais, assim como aproximadamente 1,5 microns e, mais especificamente, 3 microns ou mais.

[0036] Sem estar limitado a qualquer teoria especial, acredita-se que misturas de pigmentos que são formuladas para oferecer volumes vazios de sedimentos em percentuais relativamente altos (i.e., embalagem mais volumosa de partículas) oferecem alta lisura a custos e pesos relativamente baixos, desta forma, reduzindo os custos de matéria prima. Além disso, acredita-se que usando um componente de argila possuindo uma proporção de aspecto relativamente alta e/ou um tamanho médio de partículas relativamente alto e um componente de carbonato de cálcio possuindo um tamanho médio de partículas relativamente alto, leva a percentuais de volumes vazios de sedimentos relativamente altos e, desta forma, desejáveis. Por exemplo, volumes vazios de sedimentos excedendo a 45 por cento podem ser desejáveis, enquanto volumes vazios de sedimentos excedentes a 47 por cento podem ser mais desejáveis e volumes vazios de sedimentos excedentes a 50 por cento podem ser ainda mais desejáveis.

[0037] Uma técnica apropriada para medir o volume vazio de sedimentos inclui o

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9/16 preparo de pigmentos ou misturas de pigmentos e posterior dilui ao em água a 50 por cento por sólidos por quilo, para produzir uma pasta. Uma amostra de 70 gramas da pasta é colocada dentro de um tubo de centrifuga e girada a aproximadamente 8.000 g por 90 minutos. A amostra é retirada da centrifuga e o liquido sobrenadante claro é separado e pesado. O sedimento é normalmente embalado de forma suficientemente densa para que o liquido sobrenadante seja facilmente despejado. Com base no peso de água removido, a quantidade de água ainda contida dos espaços vazios do sedimento, podem ser calculados. Então, usando-se densidades de partículas, o peso da água nos espaços vazios pode ser convertido em porcentagem de volume vazio de sedimentos.

[0038] Com referência às Fig. 4-6, o percentual de volume vazio de sedimentos para diversas misturas de pigmentos, versus a porcentagem por peso do componente de argila na mistura de pigmentos, é apresentado. Especificamente, as Fig. 4-6 comparam o uso de CARBITAL® 35 (extra grosso), CARBITAL® 60 (grosso) e CARBITAL® 95 (fino) como componente do carbonato de cálcio e XP-6100 (proporção de aspecto acima de 90:1), CONTOUR® 1180 (proporção de aspecto de aproximadamente 50:1), CONTOUR® Xtrm (proporção de aspecto de aproximadamente 4 5: 1) e KCSS (proporção de aspecto de 10:1), uma argila sem alta proporção de aspecto, como componente da argila.

[0039] As Fig. 4-6 indicam o carbonato de cálcio de solo grosso (Fig. 4 e 5), particularmente carbonato de cálcio de solo extra grosso (Fig. 4), e argilas de alta proporção de aspecto, especialmente argilas com uma proporção de aspecto superior a 70:1, mais especialmente, acima de 90:1 (argila XP-6100) oferecem o mais alto percentual de volume vazio de sedimentos.

[0040] Além disso, o formato côncavo das curvas nas figuras 4-6, especialmente as curvas associadas com a argila XP-6100, indicam que um máximo de percentual de volume vazio e obtido quando os componentes da argila são misturados com o componente de carbonato de cálcio. Como exemplo, com referência a figura 4, quando são usados carbonato de cálcio de solo extra grosso e XP-6100, ocorre uma máxima percentagem de volume vazio de sedimentos entre 60 e aproximadamente

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10/16 por cento por peso do componente de argila.

[0041] Ainda, além disso, o formato côncavo das curvas indica que determinadas misturas do componente da argila e do componente do carbonato de cálcio oferecem um percentual de volume vazio de sedimentos que é similar, se não superior, que com o uso de argila de proporção de 100 por cento alto aspecto. Desta forma, as curvas indicam que misturas menos caras de carbonato de cálcio com argilas mais caras de alta proporção de aspecto podem resultar em material de revestimento igual, senão superior, em termos de percentual de volume vazio de sedimentos. Entretanto, comparando a figura 4 a figura 6, por exemplo, as curvas indicam que quanto mais grosso o carbonato de cálcio, menos argila de alta proporção de aspecto precisa ser usada para alcan9ar um maior percentual de volume vazio de sedimentos. Como exemplo, em referência a figura 4, quando o carbonato de cálcio de solo extra grosso e misturado com argila XP-6100, uma mistura 45:55 do componente de argila para o componente do carbonato de cálcio oferece o mesmo percentual de volume vazio de sedimento que 100 por cento da argila de alta proporção de aspecto.

[0042] Com referência à Fig. 12, um aspecto do processo 60 para o revestimento de um substrato de papelão de empilhamento seco 37 pode iniciar com uma secadora opcional 38. Então, o substrato de papelão de empilhamento seco 37 pode passar por um primeiro revestimento 40. O primeiro revestimento 40 pode ser um revestimento de lâmina ou similar e pode aplicar o revestimento base revelado sobre o substrato de papelão de empilhamento seco 37. Uma secadora 42 opcional pode secar, pelo menos em parte, o revestimento base antes da aplicação do revestimento superior opcional do segundo revestimento 44. Outra secadora 46 opcional pode finalizar o processo de secagem antes que o substrato de papelão revestido de empilhamento seco 47 vá à calandra de brilho 48 opcional, e o substrato de papelão revestido de empilhamento seco 47, seja enrolado em um rolo 50.

[0043] Com referência às Fig. 7 e 8, os valores de lisura Parker Print Surface (PPS) para papelão revestido com vários revestimentos base sobre um

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11/16 revestimento piloto, são apresentados com relação ao peso de revestimento do revestimento base em g/m² (libras por resma (3.000 pés²)). Os técnicos no assunto reconhecerão que os valores de lisura PPS tomados de amostras preparadas com um revestimento piloto são normalmente superiores que os valores de lisura PPS obtidos de amostras preparadas em um moinho de escala plena. Entretanto, os valores de lisura PPS obtidos usando-se um revestimento piloto são indicadores das melhorias oferecidas pelos revestimentos base revelados, sobre os revestimentos anteriormente usados. Como referência, quando um revestimento piloto usado, valores de lisura PPS de aproximadamente 7,0 microns ou menos são normalmente desejáveis, valores de lisura PPS de aproximadamente 6,5 microns ou menos são preferidos, e valores de lisura PPS de aproximadamente 6,0 microns ou menos, são mais preferidos.

[0044] De especial interesse, conforme mostrado na Fig. 7, revestimentos base contendo carbonato de cálcio grosso ou extra grosso e argila de alta proporção de aspecto, especialmente argila XP-6100, oferecem percentuais relativamente altos de volume vazio de sedimentos e apresentam valores de lisura PPS normalmente abaixo de 7 microns em pesos de revestimento de aproximadamente 9 libras ou menos por resma, em um substrato de papelão. Entretanto, conforme mostrado no declive positivo das curvas na Fig. 7, lisura melhorada (i.e., valores mais baixos de lisura PPS) do papelão resultante, estão diretamente relacionados a pesos mais baixos de revestimentos. Estes dados são contrários as expectativas dos técnicos no assunto que esperam valores mais altos de lisura a pesos de alto custo.

[0045] Entretanto, quando um moinho de escala plena foi usado, um revestimento base incluindo uma mistura de pigmentos a 50:50 de CARBITAL® 35 (carbonato de cálcio extra grosso) e XP-6100 (alta proporção de aspecto e argila de partículas de tamanho médio alto), um valor de lisura PPS de revestimento superior abaixo de aproximadamente 3 microns, principalmente por volta de 2 microns, a um peso de revestimento base relativamente baixo de 9,77 g/m² (6 libras por resma), foram alcançados.

[0046] Desta forma, substratos para revestimentos, tais como papelão, com

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12/16 revestimentos base compreendendo carbonato de cálcio de solo, especialmente carbonato de cálcio de solo grosso ou extra grosso, e argila de alta proporção de aspecto, especialmente argila possuindo uma proporção de aspecto superior a aproximadamente 70:1, mais especialmente argila com uma alta proporção de aspecto com um tamanho médio de partículas relativamente alto, leva a uma estrutura lisa de papelão sem sacrificar o volume, e reduz custos de fabricação, combinando argila plana de custo mais elevado com carbonato de cálcio de solo menos caro, exigindo surpreendentes pesos baixos de revestimento para alcançar a lisura desejada.

[0047] Além disso, os técnicos no assunto reconhecem o tipo de argila de alta proporção de aspecto selecionado e o tipo de carbonato de cálcio de solo selecionado, assim como, a proporção do componente da argila e do componente de carbonato de cálcio, podem ser ditados pela consideração dos custos em face da lisura desejada.

[0048] Os revestimentos base revelados podem ser usados na superfície de um substrato, tal como papelão (por exemplo, embalagem de papelão para líquidos assépticos), em uma quantidade suficiente para encher os buracos e fendas no substrato sem a necessidade de revestir toda a superfície do substrato. Desta forma, o revestimento de base revelado, junto com o método revelado para aplicação do revestimento base, podem ser usados para se obter uma grande lisura de superfície com relativamente pequena quantidade de revestimento base. Entretanto, conforme discutido acima, a alta lisura da superfície pode ser alcançada por meio do uso de uma quantidade inesperadamente baixa do revestimento base revelado.

[0049] Sob um ponto de vista, o revestimento base e aplicado ao substrato por meio do uso de uma cobertura de lâmina de forma que a cobertura de lamina impulsione o revestimento base para dentro dos buracos e fendas no substrato enquanto remove o revestimento base da superfície do substrato. Especificamente, conforme mostrado nas figuras 9 e 10, o revestimento base pode ser aplicado de uma forma em que seja semelhante ao uso de espátula, onde substancialmente o revestimento base fique mais nos buracos e fendas na superfície do substrato que

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13/16 na superfície do substrato.

[0050] Neste ponto, os técnicos no assunto reconhecem que quando o revestimento base revelado e usado em uma cobertura de lâmina, o espaçamento entre o substrato em movimento e a lâmina da cobertura possam ser minimizadas para facilitar o enchimento dos buracos e fendas na superfície sem substancialmente depositar o revestimento base na superfície do substrato (i.e., formando um filme descontínuo na superfície do substrato). Em outras palavras, a lâmina da cobertura pode ser posicionada suficientemente perto da superfície do substrato em movimento, de forma que a lâmina da cobertura impulsione o revestimento base para dentro dos buracos e fendas na superfície do substrato, enquanto remove o excesso do revestimento base da superfície do substrato.

EXEMPLO 1 [0051] Uma primeira mistura de pigmentos preparada de acordo com um ponto de vista desta revela ao inclui 50 por cento em peso de CARBITAL® 35 (carbonato de cálcio do solo extra grosso) e 50 por cento em peso de XP-6100 (argila hiperplana). Em um misturador estacionário, uma formulação de revestimento preparada combinando 50:50 da mistura com água, ligas de látex e um agente engrossador. A água é adicionada em quantidade para formar uma pasta. Usando uma lâmina para revestimento na forma descrita acima, a formulação de revestimento é aplicada sabre a pilha de papelão bruto possuindo um peso base de aproximadamente 205,13 g/m² (126 libras por 3.000 pés²) com os seguintes pesos de revestimento: 10,9; 12,86; 14,49 e 18,4 g/m² (6,7; 7,9, 8,9 e 11,3 libras por 3.000 pés²). Resultados fotográficos são mostrados na Fig. 3 e os valores de lisura PPS são fornecidos na Fig. 7 (Pontos de dados marcados por um círculo).

[0052] Desta forma, conforme mostrado na Fig. 3, o revestimento base revelado e o método associado oferecem lisura ideal a pesos de revestimento relativamente baixos (Compare as Fig. 2 e 3). Especificamente, a maior lisura é alcançada a um peso de revestimento de 10,9 g/m² (6,7 libras por 3.000 pés²), com boa lisura alcançada a 12,86 g/m² (7,9 libras por 3.000 pés²), com menos lisura a 14,49 g/m²(8,9 libras por 3.000 pés²), e ainda menos lisura a 18,4 g/m² (11,3 libras por 3.000

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14/16 pés²).

EXEMPLO 2 [0053] Uma segunda mistura de pigmentos preparada de acordo com um ponto de vista da presente revelação inclui 50 por cento em peso de OMYA HYDROCARB® 60 (carbonato de cálcio de solo grosso fornecido pela Omya AG de Oftringen, Suiça) e 50 por cento em peso de XP-6170 (argila hiper-plana fornecida pela Imerys Pigments, Inc.). Em um misturador estacionário, uma formulação de revestimento é preparada combinando 50:50 de mistura de pigmentos com água, látex e liga de amido e um agente engrossador. A água é adicionada em quantidade suficiente para formar uma pasta. Usando uma lâmina de revestimento na maneira descrita acima, a formulação de revestimento é aplicada sobre a pilha de papelão possuindo um peso base de aproximadamente 172,57 g/m² (106 libras por 3.000 pés²) a pesos de revestimento de 9,44 e 11,07 g/m² (5,8 e 6,8 libras por 3.000 pés²), desta forma oferecendo estruturas de papelão com lisura melhorada a pesos de revestimento relativamente baixos.

EXEMPLO 3 [0054] Um papelão de sulfato sólido alvejado de baixa densidade, não revestido (SBS), possuindo um peso base de aproximadamente 195,36 g/m² (120 libras por 3.000 pés²) foi preparado usando-se um processo de produção de escala plena. O processo de produção de escala plena não inclui um processo de calandragem de empilhamento molhado.

[0055] Um revestimento base de carbonato/argila de alto volume foi preparado com os seguintes componentes: (1) 50 partes de argila de alta proporção de aspecto das Imerys Pigments, Inc., (2) 50 partes de PG-3 da Omya (um carbonato de cálcio de solo extra grosso), (3) 19 partes de um látex de acetato de polivinila (uma liga), e (4) um engrossador sintético com dilatação alcalina em quantidade suficiente para aumentar a viscosidade da mistura para 2500 unidades de viscosidade, a 20 rpm em um viscosímetro Brookfield. Um revestimento superior foi preparado com a seguinte composição: 50 partes de carbonato fino; 50 partes de argila fina; 17 partes de acetato de polivinila; e pequenas quantidades de lubrificante de revestimento,

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15/16 pigmentos plásticos, proteína, dispersante, alterador sintético de viscosidade, agente anti-espuma e secador.

[0056] O revestimento base foi aplicado ao papelão sem revestimento usando-se um aplicador de lâmina de atraso inclinada. O revestimento base foi aplicado de forma que uma mínima quantidade do revestimento base precisasse preencher os vazios na aspereza remanescente na folha, enquanto era raspado o excesso de revestimento base da folha para deixar uma mínima quantidade de revestimento base acima do plano da superfície fibrosa. O revestimento base foi aplicado a um peso de revestimento de 9,77 g/m² (6,0 libras por 3.000 pés²). O revestimento superior foi aplicado sobre o revestimento base para melhorar ainda mais a lisura da superfície. O revestimento superior foi aplicado a um peso de revestimento de aproximadamente 8,79 g/m² (5,4 libras por 3.000 pés²).

[0057] A estrutura revestida resultante possuía um peso de base total de aproximadamente 211,64 g/m² (130,0 libras por 3.000 pés²), um calibre de aproximadamente 0,03 cm (0,012 polegadas (12 pontos)) e uma lisura Parker Print Surf (PPS 10S) de aproximadamente 1,5 microns.

[0058] Desta forma, neste ponto, os técnicos no assunto preferem que revestimentos base formulados de acordo com a presente revelação incluam carbonato de cálcio de solo grosso, especialmente carbonato de cálcio de solo extra grosso, e argila hiper plana, especialmente argilas hiper planas possuindo proporções de aspecto acima de 70:1, e mais especialmente, argilas de alta proporção de aspecto possuindo um tamanho médio de partículas relativamente alto (por exemplo, aproximadamente 10 microns ou mais), oferecendo maior lisura de superfície a pesos de revestimento relativamente baixos, especialmente quando usados no substrato usando o método revelado.

[0059] Enquanto as misturas de pigmentos acima discutidos incluem argila plana e carbonato de cálcio de solo, especialmente carbonato de cálcio de solo extra grosso, os técnicos no assunto preferem que sejam usadas misturas de pigmentos alternativas sem abandonar o escopo da presente revelação. Por exemplo, a mistura de pigmentos do revestimento base revelado pode incluir uma argila plana e um ou

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16/16 mais pigmentos não orgânicos adicionais, que não sejam carbonates de cálcio de solo, tais como, carbonato de cálcio precipitado, talco ou argila caulim.

[0060] Embora vários pontos de vista do revestimento revelado e associados a estrutura do papelão tenham sido mostrados e descritos, modificações poderão ocorrer aos técnicos no assunto após a leitura das especificações. O presente pedido de patente inclui tais modificações e está limitado apenas pelo escopo das reivindicações.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para revestimento de papelão caracterizado por compreender as etapas de:

preparar um tecido de fibras de celulose, tal tecido possuindo um peso base de 138,4 g/m² (85 libras por 3.000 pés²) do dito tecido;

calandrar o dito tecido pelo menos uma vez para formar um substrato de papelão, onde a dita etapa de calandrar é realizada sem substancialmente introduzir umidade ao tecido dito;

aplicar um revestimento base a pelo menos uma superfície do dito substrato de papelão para formar uma estrutura de papelão revestido, tal revestimento base incluindo pelo menos um pigmento, tal pigmento possuindo um volume vazio de sedimento de 45 por cento; e aplicar um revestimento superior sobre o revestimento base do dito papelão revestido para formar um papelão revestido superiormente tendo uma superfície de revestimento mais externa, onde a dita superfície de revestimento mais externa tem uma lisura Parker Print Surf de no máximo 3 microns.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito substrato de papelão é um substrato de papelão de sulfato sólido alvejado.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito revestimento base é aplicado sobre a dita superfície do dito substrato de papelão a um peso de revestimento, por lado, de no máximo 14,6 g/m² (9 libras por 3.000 pés quadrados) de tal substrato de papelão.
4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito revestimento base é aplicado sobre a dita superfície do dito substrato de papelão a um peso de revestimento, por lado, de no máximo 13 g/m² (8 libras por 3.000 pés quadrados) de tal substrato de papelão.
5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito revestimento base é aplicado sobre a dita superfície do dito substrato de papelão a um peso de revestimento, por lado, de no máximo 11,4 g/m² (7 libras por

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3.000 pés quadrados) de tal substrato de papelão.
6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito substrato de papelão define uma pluralidade de caroços na dita superfície e, onde a dita etapa de aplicar inclui aplicar o dito revestimento base de forma que tal revestimento de papelão seja substancialmente recebido dentro da dita pluralidade de tais caroços sem substancialmente cobrir totalmente a dita superfície.
7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito revestimento base forma um filme descontinuado na dita superfície de tal substrato de papelão.
8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito revestimento base é aplicado como uma pasta.
9. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito pigmento inclui argila.
10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a dita argila possui uma proporção de aspecto média de 40:1.
11. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito pigmento inclui um componente de carbonato de cálcio de solo e um componente de argila hiper-plana, onde o dito componente do carbonato de cálcio de solo possui uma distribuição de tamanhos de partículas grossas, e onde, tal componente de argila hiper-plana possui uma proporção de aspecto média, de 40:1.
12. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito pigmento possui um volume vazio de sedimento de 47 por cento.
13. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito pigmento possui um volume vazio de sedimento de 50 por cento.
14. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de calandrar o dito tecido é realizada usando uma calandra de empilhamento molhado na ausência de caixas d'água.