BRPI0909577B1

BRPI0909577B1 - "papelão de baixa densidade"

Info

Publication number: BRPI0909577B1
Application number: BRPI0909577A
Authority: BR
Inventors: Steve G Bushhouse; Gary P Fugitt; Scott Ginther; Terrell J Green; Wei-Hwa Her; Jason Richard Hogan; Steven Parker
Original assignee: Meadwestvaco Corp
Priority date: 2008-05-28
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2018-11-21
Also published as: KR20110017861A; EP2286027A1; AU2009251658B2; PL2286027T3; RU2490387C2; BRPI0909577A2; WO2009146023A1; CA2725849A1; CL2009001286A1; AU2009251658A1; TW201000715A; EP2286027B1; US7749583B2; CN102046881A; CN102046881B; JP2011522135A; US20090297808A1; RU2010153551A; MX2010012918A; JP5291189B2

Description

(54) Título: PAPELÃO DE BAIXA DENSIDADE (73) Titular: MEADWESTVACO CORPORATION, Companhia Norte Americana. Endereço: 501 SOUTH 5TH STREET, RICHMOND, VA 23219-0501, ESTADOS UNIDOS DA AMÉRICA(US) (72) Inventor: FUGITT, GARY P.; GREEN, TERRELL, J.; BUSHHOUSE, STEVE, G.; PARKER, STEVEN; HOGAN, JASON RICHARD.; GINTHER, SCOTT; HER, WEI-HWA..

Prazo de Validade: 20 (vinte) anos contados a partir de 31/03/2009, observadas as condições legais

Expedida em: 21/11/2018

Assinado digitalmente por:

Alexandre Gomes Ciancio

Diretor Substituto de Patentes, Programas de Computador e Topografias de Circuitos Integrados

1/16 “PAPELÃO DE BAIXA DENSIDADE”

PRIORIDADE [0001] O presente pedido de patente reivindica prioridade do U.S Número de Série 61/056.712, depositado em 28 de maio de 2008 e do US Número de Série 12/412.773 depositado no dia 27 de maço de 2009; os conteúdos completos estão aqui incorporados para referência.

HISTÓRICO [0002] O presente pedido de patente está direcionado ao papelão de baixa densidade, e mais particularmente, ao papelão de baixa densidade com uma superfície lisa ou uniforme (“smooth”).

[0003] O papelão é comumente utilizado em diversas aplicações de empacotamento. Por exemplo, o papelão para empacotamento de líquido/asséptico é utilizado para empacotamento de recipientes de bebida, caixas e outros similares. Logo, os clientes geralmente preferem papelão com uma superfície geralmente lisa com algumas imperfeições para facilitar a impressão de textos e gráficos de alta qualidade; assim, aumentando o apelo visual dos produtos empacotados por papelão.

[0004] De modo convencional, a uniformidade do papelão é alcançada pelo processo de calandragem úmida, caracterizada pelo fato de que o papelão é reumidecido e passado por um aparelho de calandragem tendo no mínimo dois cilindros rígidos. O processo de calandragem úmida uniformiza o papelão pela compressão da rede de fibras para eliminar os buracos e fissuras no papel cartão grosso. Portanto, um papelão liso é tipicamente mais denso (por exemplo, menos volumoso) do que papelão menos liso.

[0005] Por exemplo, na Fig. 1, o peso base em libras por resma (1 resma = 270m² (3000pés²) de uma pasta branqueada com sulfato (SBA) de certa técnica anterior é plotado contra a espessura do calibrador (1 ponto = 0,001pol.); com isso, fornece uma representação visual da densidade do papelão da técnica anterior (por exemplo, peso base dividido pela espessura do calibrador). Como pode ser visto, os pontos de dados, geralmente, caem dentro de uma faixa entre a curva R1 e a curva

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R₂. O papelão de baixa densidade (por exemplo, o papelão caindo abaixo da curva R₁), particularmente o papelão de baixa densidade tendo uma superfície lisa, não foi observado na técnica anterior.

[0006] Todavia, a baixa densidade é uma qualidade desejável em muitas aplicações de papelão. No entanto, preparar um papelão liso utilizando o processo de calandragem úmida convencional exige um aumento substancial da densidade do papelão.

[0007] Consequentemente, existe uma necessidade por um papelão de baixa densidade que forneça a uniformidade desejada para uma impressão de alta qualidade, enquanto se reduz o custo de produção.

SUMÁRIO [0008] Em um aspecto, o papelão, de baixa densidade revelado pode incluir um substrato de fibra e um revestimento aplicado ao substrato de fibra para formar uma estrutura revestida, a estrutura revestida tendo uma uniformidade de Superfície de Impressão Parker (PPS) de no máximo aproximadamente 3 microns, a espessura do calibrador e o peso base, o peso base sendo no máximo aproximadamente Y1, onde Y₁ é uma função da espessura do calibrador (X) em pontos e é calculado utilizando a Eq. 1 da seguinte forma:

Y1 = 3,79 + 13,43X - 0,1638X² (Eq. 1) [0009] No outro aspecto, o papelão de baixa densidade revelado pode incluir um substrato de fibra e um revestimento aplicado ao substrato de fibra para formar uma estrutura revestida, a estrutura revestida tendo uma uniformidade de Superfície de Impressão Parker de no máximo aproximadamente 3 mícrons, a espessura do calibrador e um peso base, o peso de base sendo no máximo aproximadamente Y2, onde Y2 é uma função da espessura do calibrador (X) em pontos e é calculado utilizando a Eq. 2 da seguinte forma:

Y2 = 3,71 + 13,14X- 0,1602X2 (Eq. 2) [0010] No outro aspecto, o papelão de baixa densidade revelado pode incluir um substrato de fibra e um revestimento aplicado ao substrato de fibra para formar uma estrutura revestida, a estrutura revestida tendo uma uniformidade de Superfície de

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Impressão Parker de no máximo aproximadamente 3 mícrons, a espessura do calibrador e um peso base, o peso de base sendo no máximo aproximadamente Y₃, onde Y3 é uma função da espessura do calibrador (X) em pontos e é calculado utilizando a Eq. 3 da seguinte forma:

Y3 = 3,63 + 12,85X- 0,1566X² (Eq. 3) [0011] No outro aspecto, o papelão de baixa densidade revelado pode incluir um substrato de fibra e um revestimento aplicado ao substrato de fibra para formar uma estrutura revestida, a estrutura revestida tendo uma uniformidade de Superfície de Impressão Parker de no máximo aproximadamente 3 mícrons, a espessura do calibrador e um peso base, o peso base sendo no máximo aproximadamente Y₄, onde Y4 é uma função da espessura do calibrador (X) em pontos e é calculado utilizando a Eq. 4 da seguinte forma:

Y4 = 3,50 + 12,41X - 0,1513X2 (Eq. 4) [0012] No outro aspecto, o papelão de baixa densidade revelado pode incluir um substrato de fibra, um revestimento superior e um revestimento posicionado entre o substrato de fibra e o revestimento superior, o substrato de fibra, o revestimento de base e o revestimento superior formando uma estrutura revestida, em que a estrutura revestida tem uma uniformidade de Superfície de Impressão Parker de no máximo aproximadamente 3 mícrons, uma espessura do calibrador e um peso base, o peso base sendo no máximo aproximadamente Y5, onde Y5 é uma função da espessura do calibrador (X) em pontos e é calculado utilizando a Eq. 5 da seguinte forma:

Y5 = 3,30 + 11,68X - 0,1424X2 (Eq. 5) [0013] E ainda em um outro aspecto, o papelão de baixa densidade revelado pode incluir um substrato de fibra e um revestimento aplicado ao substrato de fibra para formar uma estrutura revestida, a estrutura revestida tendo uma uniformidade de Superfície de Impressão Parker de no máximo aproximadamente 3 mícrons, uma espessura do calibrador e um peso base, o peso de base sendo no máximo aproximadamente Y₁', onde Y₁' é uma função da espessura do calibrador (X) em pontos e é calculado utilizando a Eq. 6 da seguinte forma:

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Yi' = 36,26 + 8,342X + 0,01629X² (Eq.6) [0014] E ainda em um outro aspecto, o papelão de baixa densidade revelado pode incluir um substrato de fibra e um revestimento aplicado ao substrato de fibra para formar uma estrutura revestida, a estrutura revestida tendo uma uniformidade de Superfície de Impressão Parker de no máximo aproximadamente 3 mícrons, uma espessura do calibrador e um peso base, o peso de base sendo no máximo aproximadamente Y2’, onde Y2’ é uma função da espessura do calibrador (X) em pontos e é calculado utilizando a Eq. 7 da seguinte forma:

Y2' = 35,55 + 8,173X + 0,01602X² (Eq.7) [0015] E ainda em um outro aspecto, o papelão de baixa densidade revelado pode incluir um substrato de fibra e um revestimento aplicado ao substrato de fibra para formar uma estrutura revestida, a estrutura revestida tendo uma uniformidade de Superfície de Impressão Parker de no máximo aproximadamente 3 mícrons, uma espessura do calibrador e um peso base, o peso de base sendo no máximo aproximadamente Y3’, onde Y3’ é uma função da espessura do calibrador (X) em pontos e é calculado utilizando a Eq. 8 da seguinte forma:

Y3' = 34,83 + 8,010X + 0,01570X² (Eq.8) [0016] E ainda em um outro aspecto, o papelão de baixa densidade revelado pode incluir um substrato de fibra e um revestimento aplicado ao substrato de fibra para formar uma estrutura revestida, a estrutura revestida tendo uma uniformidade de superfície de Impressão Parker de no máximo aproximadamente 3 mícrons, uma espessura do calibrador e um peso base, o peso de base sendo no máximo aproximadamente Y4’, onde Y4’ é uma função da espessura do calibrador (X) em pontos e é calculado utilizando a Eq. 9 da seguinte forma:

Y4' = 33,79 + 7,769X + 0,01524X² (Eq.9) [0017] E ainda em um outro aspecto, o papelão de baixa densidade revelado pode incluir um substrato de fibra, um revestimento superior e um revestimento aplicada entre o substrato de fibra e o revestimento superior, o substrato de fibra, o revestimento de base e o revestimento superior formando uma estrutura revestida, em que a estrutura revestida tem uma uniformidade de Superfície de Impressão

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Parker de no máximo aproximadamente 3 mícrons, uma espessura do calibrador e um peso base, o peso de base sendo no máximo aproximadamente Y₅', onde Y₅' é uma função da espessura do calibrador (X) em pontos e é calculado utilizando a Eq.10 da seguinte forma:

Y5' = 32,77 + 7,537X + 0,01475X² (Eq.10) [0018] Outros aspectos do papelão de baixa densidade revelados se tornarão aparentes a partir da seguinte descrição, os desenhos anexos e as reivindicações anexas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0019] Fig. 1 é uma representação gráfica do peso base vs. espessura do calibrador de certos materiais de papelão da técnica anterior;

[0020] Fig. 2 é uma vista seccional cruzada de um aspecto do papelão de baixa densidade revelado;

[0021] Fig. 3 é uma representação gráfica do peso base vs. espessura do calibrador de vários aspectos de exemplo do papelão de baixa densidade revelado;

[0022] Fig.4 é uma ilustração esquemática do primeiro aspecto de um processo para preparo do papelão de baixa densidade revelado;

[0023] Fig. 5 é uma ilustração esquemática de um segundo aspecto de um processo para preparo do papelão de baixa densidade revelado;

[0024] Fig. 6 é uma representação gráfica da densidade vs. espessura do calibrador de vários aspectos de exemplo do papelão de baixa densidade revelado;

[0025] Fig. 7 é uma representação gráfica da densidade vs. uniformidade de Superfície de Impressão Parker de um aspecto de exemplo do papelão de baixa densidade revelado tendo uma espessura do calibrador de aproximadamente 10 pontos.

[0026] Fig. 8 é uma representação gráfica da densidade vs. uniformidade de Superfície de Impressão Parker de vários aspectos de exemplo do papelão de baixa densidade revelado tendo uma espessura de calibrador de aproximadamente 12 pontos;

[0027] Fig. 9 é uma representação gráfica de densidade vs. uniformidade de

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Superfície de Impressão Parker de vários aspectos de exemplos do papelão de baixa densidade revelado tendo uma espessura do calibrador de aproximadamente 18 pontos; e [0028] Fig. 10 é outra representação gráfica do peso base vs. espessura do calibrador de vários aspectos de exemplos conforme exibido na Fig. 3.

DESCRIÇÃO DETALHADA [0029] Referindo-se à Fig. 2, um aspecto do papelão de baixa densidade revelado, geralmente designado 10, pode incluir um substrato de fibra 12, um revestimento de base 14 e um revestimento superior 16. O papelão 10 pode ter uma espessura do calibrador T e uma superfície superior S sobre a qual texto ou gráficos podem ser impressos. Camadas adicionais podem ser utilizadas sem se afastar do escopo da presente revelação.

[0030] Em um aspecto, o substrato de fibra 12 pode ser um substrato do papelão. Conforme utilizado no presente, o “substrato de papelão” refere-se amplamente a qualquer material de papelão capaz de ser revestido com um revestimento de base, e pode ser um substrato de camada única ou substrato de múltiplas camadas. Aqueles versados na técnica apreciarão que o substrato de papelão pode ser branqueado ou não ser branqueado, e tipicamente é mais grosso e mais rígido do que o papel. Geralmente, um substrato de papelão tem um peso base não-revestido de aproximadamente 0,138 kg/m³ (85 libras por 3000 pés²) ou mais. Exemplos de substratos de papelão apropriados incluem meio corrugado, cartão canelado e pasta branqueada com sulfato (SBS). Em um aspecto em particular, o substrato de fibra 12 pode incluir uma fibra tratada química e substancialmente, como uma fibra básica e quimicamente tratada (em vez de mecanicamente), tal como uma fibra essencialmente 100% quimicamente tratada. Os exemplos de substratos de fibra 12 tratadas quimicamente apropriados incluem papelão de pasta branqueada com sulfato de papelão com pasta não branqueada com sulfato.

[0031] Os componentes adicionais, como aglutinante, enchimentos, pigmentos e outros, podem ser adicionados ao substrato de fibra 12 sem se afastar do escopo da

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7/16 presente revelação. Além disso, o substrato de fibra 12 pode ser substancialmente livre de pigmentos plásticos para aumento do volume, como pigmentos plásticos ocos ou microesferas expansíveis ou outros agentes químicos de volume. Além disso, o substrato de fibra 12 pode ser substancialmente livre de partículas de madeira moída.

[0032] O revestimento superior 16 é uma camada opcional e pode ter qualquer acabamento apropriado. Por exemplo, o revestimento superior 16 pode incluir carbonato de cálcio, argila e vários outros componentes e pode ser aplicado ao revestimento de base 14 como uma mistura. Os revestimentos superiores são bem conhecidos por versados na técnica e qualquer revestimento superior 16 convencional ou não convencional pode ser utilizado sem se afastar do escopo da presente revelação.

[0033] O revestimento de base 14 e o revestimento superior 16 podem ser qualquer revestimento que melhore a uniformidade da superfície S do papelão 10 sem reduzir substancialmente a espessura do calibrador T do papelão 10, com isso produzindo um papelão de baixa densidade e liso (por exemplo, uniformidade de Superfície de Impressão Parker abaixo de 3,0 mícrons). Aqueles versados na técnica apreciarão que o revestimento de base 14, assim como as técnicas discutidas (discutidas abaixo) para aplicação do revestimento de base 14 ao substrato de fibras 12, podem ser fatores significantes na manutenção do produto de baixa densidade.

[0034] Em um primeiro aspecto, o revestimento de base 14 pode ser um revestimento de base de carbonato/argila. O revestimento de base de carbonato/ argila pode incluir um componente de carbonato de cálcio natural, um componente de argila em placas e vários componentes opcionais, como aglutinante de látex, agentes espessantes e outros similares. O revestimento de base de carbonato/argila pode ser dispersado na água de modo que pode ser aplicado ao substrato de fibra 12 como uma pasta utilizando, por exemplo, um revestidor de lâminas tal como o revestimento de base de carbonato/argila superficialmente que preenche os buracos e fendas do substrato de fibra 12 sem cobrir substancialmente a superfície inteira do

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8/16 substrato de fibra 12.

[0035] O componente de carbonato de cálcio moído pode ser um carbonato de cálcio grosseiramente moído, tal como CARBITAL®60, disponível pela Imerys Pigments, Inc. de Roswell, Geórgia, ou um carbonato de cálcio grosseiramente moído extra, tal como CARBITAL® 35, também disponível pela Imerys Pigments, Inc. O componente de argila em placas pode ser uma argila em proporção de altos aspectos tendo uma relação de aspecto (por exemplo, a relação do comprimento ou do diâmetro da partícula de argila para a espessura), na média de cerca de 50:1, tal como CONTOUR® 1180, disponível pela Imerys Pigments, INC., ou uma argila com proporção de aspecto muito alta, na média de cerca de 90:1, tal como XP-6100 (também conhecido como BARRISURF X) também disponível pela Imerys Pigments, Inc.

[0036] Exemplos específicos de revestimentos de base apropriados de carbonato/argila, assim como técnicas para aplicação de tais revestimentos de base ao substrato de fibra 12, são revelados no U.S. número de série 61/038,579, depositado no dia 21 de março de 2008, o conteúdo completo do qual é aqui incorporado por referência.

[0037] Assim, em um aspecto, o papelão de baixa densidade 10 pode ser preparado pelo processo 20 ilustrado na Fig. 4. O processo 20 pode começar na caixa de entrada 22 que pode descarregar uma pasta ou mistura (“slurry”) de fibra no Fourdrinier 24 para formar uma manta 26. A manta 26 pode passar por uma ou mais prensas úmidas 28 e, opcionalmente, por um ou mais secadores 30. A prensa de tamanho 32 pode ser utilizada e pode reduzir levemente a espessura do calibrador de manta 26 e um secador opcional 34 pode adicionalmente secar a manta 26. Em um aspecto, a manta 26 pode passar pela calandra 36 com cargas de linha de tangência substancialmente reduzida para minimizar ou evitar redução na espessura do calibrador. Preferencialmente, a calandra 36 pode ser executada como uma calandra seca. Em Outro aspecto, a calandra 36 pode ser omitida ou contornada. Então, a manta 26 pode passar por outro secador opcional 38 e para a primeira máquina de revestimento 40. A primeira máquina de revestimento 40 pode ser uma

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9/16 máquina de revestimento de corte ou similar e pode aplicar o revestimento de base carbonato/argila 14 na manta 26. Um secador opcional 42 pode secar, pelo menos parcialmente o revestimento de base de carbonato/argila 14 anterior à aplicação do revestimento superior opcional 16 e a segunda máquina de revestimento 44. Outro secador opcional 46 pode finalizar o processo de secagem antes de a manta 26 processar a calandra de brilho opcional 48 e a manta 26 é rolada em uma bobina 50. [0038] Em um segundo aspecto, o revestimento de base 14 pode ser uma solução de polímero com formação de película aplicado ao substrato de fibra 12 e, então, entrou em contato com a superfície aquecida em uma linha de tangência, causando na solução a fervura e criando vácuos na película que permanecem após a película estar seca, resultando em uma superfície lisa. O polímero de formação da película pode ser amido e a superfície aquecida pode ser um rolo aquecido.

[0039] Os exemplos específicos dos polímeros de formação de película apropriados, assim como técnicas para aplicação de tais polímeros no substrato de fibra, foram reveladas no PCT/US07/04742 depositado no dia 22 de fevereiro de 2007, conteúdo completo do qual está incorporado aqui por referência, no U.S. número de Série 60/957,478 depositado no dia 23 de agosto de 2007, o conteúdo completo do qual está incorporado aqui por referência, e no PCT/US07/19917 depositado no dia 13 de setembro de 2007, o conteúdo completo do qual está incorporado aqui por referência.

[0040] De acordo, em outro aspecto, um papelão de baixa densidade 10 pode ser preparado pelo processo 60, ilustrado na Fig. 5. O processo 60 pode começar na caixa de entrada 62 que pode descarregar uma pasta ou mistura de fibra no Fourdrinier 64 para formar uma manta 66. A manta 66 pode passar por uma ou mais prensas úmidas e, opcionalmente, por um ou mais secadores 70. Uma prensa de tamanho 72 pode ser utilizada e pode levemente reduzir a espessura do calibrador de manta 66 e um secador opcional 74 pode adicionalmente secar a manta 66. Em um aspecto, a manta 66 pode passar pela calandra 76 com cargas de linha de tangência substancialmente reduzida para minimizar ou evitar redução na espessura do calibrador. Se utilizada, a calandra 76 pode ser operada como uma calandra

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10/16 seca. Em outro aspecto, a calandra 76 pode ser omitida ou contornada. Então, a manta 66 pode passar por uma aplicação 78 do polímero de formação de película seguido pelo contato na linha de tangência com um rolo aquecido 80 e um rolo de prensa para formar uma superfície lisa com vácuos na película do polímero. Após a aplicação e tratamento de aquecimento / prensa do polímero de formação de película, a manta 66 pode passar por outro secador opcional 82 e para a primeira máquina de revestimento 84. A primeira máquina de revestimento 84 pode ser uma máquina de revestimento de corte ou similar e pode aplicar um revestimento de base convencional (por exemplo, como um segundo revestimento de base) na manta revestida com amido 66. Um secador opcional 86 pode secar, pelo menos parcialmente, o revestimento de base anterior à aplicação de um revestimento superior opcional na segunda máquina de revestimento 88. Outro secador opcional 90 pode finalizar a secagem antes que a manta 66 avance com a calandra de brilho opcional 92 e o produto finalizado é rolado até a bobina 94. A calandra de brilho 92 pode ser uma calandra com linha de tangência macia ou rígida, ou pode ser omitida ou contornada.

[0041] Neste ponto, aqueles versados na técnica apreciarão que os revestimentos de base 14, revestimentos superiores 16 e técnicas de aplicação associadas reveladas acima podem aumentar substancialmente a uniformidade do papelão resultante 10 enquanto essencialmente mantém a espessura do calibrador do substrato de fibra 12 por todo o processo de revestimento.

EXEMPLOS [0042] Os exemplos específicos de papelão de baixa densidade, liso, preparado de acordo com a presente revelação estão apresentados abaixo.

EXEMPLO 1 [0043] Uma placa de pasta branqueada com sulfato não revestido de baixa densidade tendo um peso de base aproximadamente 120 lbs/3000 pés² foi preparada utilizando um processo de produção de escala completa.

[0044] Um revestimento de base de carbonato/argila de alto volume foi preparado tendo a seguinte composição: (1) 50 partes de argila de alta proporção da

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Imerys Pigments, Inc., (2) 50 partes de PG-3 da Omya (um carbonato de cálcio extra grosseiramente moído), (3) 19 partes de látex de acetato de polivinila (um aglutinante) e (4) um espessante sintético álcalis insolúvel em um quantidade suficiente para aumentar a viscosidade da combinação ao centipoise 2500, a 20 rpm, no viscosímetro Brookfield.

[0045] Um revestimento superior foi preparado tendo a seguinte composição: 50 partes de carbonato fino; 50 partes de argila fina; 17 partes de acetato de polivinila e quantidades menores de lubrificantes para revestimentos, pigmentos plásticos, proteína, dispersante, modificador de viscosidade sintética, desespumante e corante. [0046] O revestimento de base foi aplicado na placa não-revestida utilizando um aplicador de corte tipo curva final. O revestimento de base foi aplicado de tal maneira que a quantidade mínima de revestimento de base necessária preenchesse os vácuos nas irregularidades da folha que permaneceu na folha, enquanto se raspa o excesso de revestimento de base para deixar uma quantidade mínima de revestimento de base acima do plano da superfície de fibra. O revestimento de base foi aplicado no peso de revestimento aproximadamente 6 lbs/3000pés². O revestimento superior foi aplicado acima do revestimento de base para melhoria adicional da uniformidade da superfície. O revestimento superior foi aplicado no revestimento com peso de aproximadamente 5,4 lbs/3000 pés².

[0047] A estrutura revestida resultante tem um peso base total aproximadamente 130,0 lbs/3000 pés2, um calibrador de aproximadamente 0,03 cm (0,012 polegadas) (12 pontos) e uniformidade de Superfície de Impressão Parker (PPS 10S) de aproximadamente 1,5 mícrons.

EXEMPLO 2 [0048] Uma placa não-revestida de baixa densidade tendo um peso base de aproximadamente 186,8 lbs/3000 pés2 foi preparada utilizando um processo de produção piloto.

[0049] Um primeiro revestimento de base foi preparado como uma pasta ou mistura sólida de 17% incluindo, por peso, 97 por cento de amido etilado de baixo peso molecular e 3 por cento de agente liberador à base de óleo de soja. A mistura

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12/16 foi aplicada na superfície da placa não-revestida a um peso de revestimento de aproximadamente 2,7 lbs/3000 pés². A placa tratada foi, então, colocada em contato com um tambor polido na temperatura de aproximadamente 220 °C (430 °F) e a uma pressão de aproximadamente 90kg (200 libras) por polegada linear, com isso, fervendo o amido e modulando a superfície da placa para replicar a superfície do tambor. A estrutura revestida resultante tem um peso base de 189,5 lbs/3000 pés2, uma espessura de calibrador de aproximadamente 18,2 pontos e uma uniformidade PPS 10S de aproximadamente 2,95 mícrons.

[0050] Um segundo revestimento de base foi preparado com uma mistura de 100 partes de carbonato de cálcio moído com 16 partes de látex de acetato de polivinila como um aglutinante e aproximadamente 1,5 parte de álcool de polivinila de baixo peso molecular como um espessante. O segundo revestimento de base foi aplicado a uma placa revestida no peso de revestimento de aproximadamente 2,5 lbs/3000 pés2. A estrutura revestida resultante teve um peso base de 191,8 lbs/3000 pés2, uma espessura de calibrador de aproximadamente 18,1 pontos e uma uniformidade PPS 10S de aproximadamente 2,28 mícrons.

[0051] Um revestimento superior foi preparado conforme a combinação de pigmentos de 70 partes de argila fina, 30 partes de carbonato de cálcio moído fino, 20 partes de látex estireno acrílica (um aglutinante) e aproximadamente 1,5 parte de álcool de polivinila de baixo peso molecular (um espessante). O revestimento superior foi aplicado acima do segundo revestimento de base em um peso do revestimento de aproximadamente 1,9 lbs/3000 pés2. A estrutura revestida resultante teve um peso base total de aproximadamente 193,7 lbs/3000 pés2, a espessura do calibrador de aproximadamente 18,2 pontos e uma uniformidade PPS 10S de aproximadamente 1,26 mícrons.

EXEMPLO 3 [0052] Uma placa não-revestida tendo um peso base de aproximadamente 185 lbs/3000 pés2 foi revestida com aproximadamente 2,7 lbs/3000 pés2 de amido utilizando o primeiro processo de revestimento de base descrito no exemplo 2. A estrutura revestida resultante teve um peso base total de cerca de 187,7 lbs/3000

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13/16 pés², uma espessura de calibrador de aproximadamente 17,9 pontos e uma uniformidade PPS 10S de aproximadamente 2,40 mícrons.

EXEMPLO 4 [0053] Uma placa não-revestida de baixa densidade tendo um peso base de aproximadamente 112 lbs/3000 pés2 foi preparada utilizando um processo de produção de escala completa. O revestimento de base do exemplo 2 foi aplicado da maneira conforme descrita no peso do revestimento de aproximadamente 3,8 lbs/3000 pés2.

[0054] Uma formulação do revestimento superior foi preparada em uma combinação 85/15 de carbonato de cálcio natural fino e argila de revestimento fino, com 14 partes de látex de acetato de polivinila e 2 partes de celulose carboximetil (um espessante solúvel em água). O revestimento superior foi aplicado acima do revestimento de base utilizando uma técnica de aplicação de revestimento superior típico em um peso do revestimento de aproximadamente 6,6 lbs/3000 pés2.

[0055] A estrutura revestida resultante teve um peso base total de aproximadamente 118,5 lbs/3000 pés2, uma espessura do calibrador de aproximadamente 10 pontos e uma uniformidade PPS 10S de aproximadamente 2,35 mícrons.

EXEMPLO 5 [0056] Utilizando os processos descritos no exemplo 2, uma amostra de papelão revestido foi preparada pela aplicação de uma mistura gomada no peso de revestimento de aproximadamente 3 lbs/3000 pés2 e um revestimento superior no peso de revestimento de aproximadamente 6 lbs/3000 pés2. A estrutura revestida resultante teve um peso base de aproximadamente 141,8 lbs/3000 pés2, uma espessura de calibrador de aproximadamente 12,8 pontos e uma uniformidade PPS 20S de aproximadamente 2,20 mícrons.

EXEMPLO 6 [0057] Uma placa não-revestida de baixa densidade tendo um peso base de aproximadamente 119 lbs/3000 pés2 foi preparada utilizando um processo de produção de escala completa. A placa não-revestida foi revestida com uma mistura

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14/16 gomada no peso do revestimento de aproximadamente 3 lbs/3000 pés² utilizando a primeira formulação de revestimento de base e o processo associado descrito no exemplo 2. As amostras 1 e 2 foram coletadas sem o revestimento superior. Já as amostras 3 e 4 receberam um revestimento superior tendo a fórmula de revestimento superior descrita no exemplo 2 no peso do revestimento de aproximadamente 8-9 lbs/3000 pés2. A amostra 4 também passou pelo processo de calandragem de brilho típico. Os dados resultantes são apresentados na tabela 1:

TABELA 1

Amostra	Calibrador (pontos)	Peso base (kg/resma)	PPS 10S (mícrons)
1	11,1	54,7 (121,7 lbs/resma)	2,31
2	11	54,3 (120,8 lbs/resma)	2,5
3	11,5	58,5 (130 lbs/resma)	2,29
4	11,6	58,5 (130 lbs/resma)	1,38

[0058] A densidade (por exemplo, peso base dividido pelo calibrador) vs. dados do calibrador dos exemplos de 1 a 6 juntos com a densidade vs. dados do calibrador para papelão de técnica anterior está plotada na Fig. 6. Aqueles versados na técnica apreciarão que densidades significantemente baixas são realizadas quando o papelão é preparado de acordo com a presente revelação. Aqueles versados na técnica também apreciarão que a densidade é uma função do calibrador, então os calibradores devem ser comparados individual e separadamente quando PPS é avaliada.

[0059] A Fig.7 ilustra a densidade vs. a uniformidade de Superfície de Impressão Parker para uma placa de 10 pontos (Exemplo 4) de acordo com a presente revelação, plotada contra a densidade vs. a uniformidade de Superfície de Impressão Parker de técnica anterior de placa de 10 pontos. A Fig. 8 ilustra a densidade vs. a uniformidade de Superfície de Impressão Parker da placa de 12 pontos (tirado dos exemplos 1 a 6) plotada contra a densidade vs. a uniformidade de Superfície de Impressão Parker da placa de 12 pontos da técnica anterior. A Fig. 9 ilustra a densidade vs. a uniformidade de Superfície de Impressão Parker da placa de 18 pontos (tirado dos Exemplos de 1 a 6), plotada contra densidade vs.

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15/16 uniformidade de Superfície de Impressão Parker da placa de 18 pontos da técnica anterior. Aqueles versados na técnica apreciarão que o papelão da presente revelação apresenta densidades significantemente baixas com relação à técnica anterior, enquanto se mantém a uniformidade (por exemplo, valores da uniformidade de Superfície de Impressão Parker).

[0060] O peso base vs. dados do calibrador dos Exemplos 1 a 6, juntos com o peso base vs. dados do calibrador para papelão da técnica anterior (Fig. 1), está plotado na Fig. 3. Todos os pontos dos dados dos Exemplos de 1 a 6 caem abaixo da curva Y1, que é uma representação da Eq. 1, enquanto todos os dados da técnica anterior são encontrados acima da curva Y₁. Além disso, oito dos pontos de dados dos exemplos revelados caem abaixo da curva Y2, que é uma representação da Eq. 2, seis dos pontos de dados caem abaixo da curva Y3, que é uma representação da Eq. 1, e dois dos pontos de dados caem abaixo da curva Y₄, que é uma representação da Eq. 4.

[0061] Similarmente, o peso base vs. dados do calibrador do papelão preparado de acordo com a presente revelação, junto com o peso base vs. dados do calibrador para papelão da técnica anterior, é plotado na Fig. 10. Todos os pontos de dados caem abaixo da curva Y₁', que é uma representação da Eq. 6, enquanto que todos os dados da técnica anterior são encontrados acima da curva Y1’. Além disso, diversos pontos de dados caem abaixo da curva Y2’, que é uma representação da Eq. 7, com vários pontos de data abaixo da curva Y₃', que é uma representação da Eq. 8, e outros caem abaixo da curva Y₄', que é uma representação da Eq. 9.

[0062] Embora os dados do peso base estejam atualmente presentes nas Figs. 3 e 10 para diversas faixas de espessura do calibrador, aqueles versados na técnica apreciarão que uma vez que os revestimentos e técnicas revelados foram capazes de realizar densidades surpreendentemente baixas nos calibradores de aproximadamente 10, 11, 12, 13, e 18 pontos, deve ser esperado que densidades baixas similares podem ser alcançadas em outras espessuras de calibrador.

[0063] Assim, o papelão da presente revelação fornece uniformidade desejada (por exemplo, uniformidade PPS 10S abaixo de 3 mícrons e até abaixo de 1,5

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16/16 mícron), enquanto mantém a densidade da placa baixa (por exemplo, peso base abaixo dos limiares revelados como uma função da espessura do calibrador). Embora tal papelão tenha sido desejado, acredita-se que ele não foi ainda alcançado na técnica anterior.

[0064] Embora vários aspectos do papelão de baixa densidade revelado tenham sido exibidos e descritos, modificações podem ocorrer àqueles versados na técnica a partir da leitura do relatório. O presente pedido de patente inclui tais modificações e está limitado somente pelo escopo das reivindicações.

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Claims

Reivindicações

1. Papelão, caracterizado pelo fato de compreender:

um substrato de papelão de pasta branqueada com sulfato, SBS; e um revestimento aplicado ao dito substrato de papelão para formar uma estrutura revestida, a dita estrutura revestida tendo um peso base, uma espessura do calibrador e uma uniformidade de Superfície de Impressão Parker, PPS, a dita uniformidade de Superfície de Impressão Parker sendo de no máximo aproximadamente 3 mícrons, o dito peso base sendo de no máximo aproximadamente Y₂’ libras por 3000 pés², onde Y₂’ é uma função da dita espessura do calibrador X em pontos e é calculada da seguinte forma:

Y₂’ = 35,55 + 8,173X + 0,01602X².
2. Papelão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito revestimento inclui pelo menos um revestimento de base e um revestimento superior, onde dito revestimento de base está posicionado entre o dito revestimento superior e o dito substrato de papelão SBS.
3. Papelão, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o dito revestimento inclui ainda uma camada de revestimento intermediária posicionada entre o dito revestimento de base e o dito revestimento superior.
4. Papelão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito revestimento inclui amido.
5. Papelão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito revestimento inclui carbonato de cálcio grosseiramente moído e argila de alta proporção.
6. Papelão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito peso base é no máximo aproximadamente Y₃’ libras por 3000 pés², onde Y₃’ é calculado da seguinte forma:

Y₃’ = 34,83 + 8,010X + 0,01570X².
7. Papelão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito peso base é no máximo aproximadamente Y₄’ libras por 3000 pés², onde Y₄’ é calculado da seguinte forma:

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Υ₄’ = 33,79 + 7,769Χ + 0,01524Χ².
8. Papelão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a uniformidade de Superfície de Impressão Parker é de no máximo aproximadamente 2,5 mícrons.
9. Papelão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a uniformidade de Superfície de Impressão Parker é de no máximo aproximadamente 2,0 mícrons.
10. Papelão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a uniformidade de Superfície de Impressão Parker é de no máximo aproximadamente 1,5 mícrons.
11. Papelão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito revestimento inclui pelo menos um pigmento e onde cada um dos ditos pigmentos no dito revestimento é um pigmento inorgânico.
12. Papelão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender a condição que o dito substrato de papelão SBS é substancialmente livre de agentes químicos volumosos.
13. Papelão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito substrato de papelão SBS tem um peso base de pelo menos 0,138 kg/m³(85 libras por 3000 pés²).
14. Papelão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito substrato de papelão SBS é um substrato de camada única.
15. Papelão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito substrato de papelão SBS consiste essencialmente de polpa química.

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Peso base (Ibs/pacote)

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Calibrador (pontos)