CN108130783A - 一种可赋予涂布白纸板高耐折度的综合制浆技术 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种可赋予涂布白纸板高耐折度的综合制浆技术，其特征在于：所述的综合制浆技术包括废纸、碎浆、筛选、纤维分级、净化、浮选脱墨、洗涤浓缩、漂白、洗涤、预处理、浓缩、热分散、洗涤、贮浆、纤维配浆、造纸等缺省技术环节；本发明的优点是将原有的面层、衬层的废纸纤维进行单独或者混合纤维分级，并针对分级纤维进行预处理赋予废纸纤维良好的表面性能，并通过热分散实现分级纤维类似于微纳米纤维素的磨浆，类微纳米纤维素的选择性添加能够提高成纸纤维间的结合力，获得成纸良好的耐折性能；克服了废纸纤维生产涂布白板纸存在的耐着度低的缺点。
Description
技术领域
本发明属于涂布白纸板制造新技术领域，涉及一种可赋予涂布白纸板高耐折度的综合制浆技术，以全废纸纤维为原料，借助超声波/强氧化钠/纤维素酶等缺省预处理方式，赋予废纸纤维特定的表面性能，并采用热分散技术对分级纤维进行类微纳米磨浆，类微纳米纤维素的添加能够提高废纸纤维之间的结合强度，赋予成纸的高耐折性能，适用于废纸造纸，特别是全废纸制造涂布白板纸的行业企业中。
背景技术
随着环保意识的日益提高，废纸资源得到广泛应用。废纸纤维的二次利用技术主要是利用废纸分拣分类、碎解、净化、脱墨、漂白等过程，实现二次纤维的高效分离以及残余油墨、胶黏物等杂质的控制，具有成本低、循环经济等优点，成为造纸行业发展的重要环节。然而，二次纤维回用过程中依然存在诸多的技术难题亟待解决，例如，废纸分拣、纤维筛选、轻重杂质控制、胶黏物富集、油墨脱除、返黄等领域存在的技术难题。
目前，废纸纤维通过回用净化技术替代原生纸浆用于生产涂布白板纸，在成纸物理强度、印刷性能等方面，基本满足涂布白板纸的需要。涂布白板纸主要用于包装纸盒，涂布白板纸一般包含面层、衬层、芯层、底层，定量在200-500g/m2范围。有专利公开了涂布白板纸及其制造方法(授权公告号：CN104169496B)，原纸通过具有多个层的帘式膜，制造出白色度高、没有白色不均且印刷光泽度良好的涂布白板纸。一种涂布白纸板生产系统(授权公告号CN203411861U)，包括面浆生产子系统、衬浆生产子系统、芯浆生产子系统和底浆生产子系统，抄纸子系统，抄纸子系统依次包括面浆、衬浆、芯浆和底浆独立的网部成型器。其中，面层：主要成分为化学漂白木浆、少量白纸边；衬层：主要成分为进口日废及少量8#或10#废纸；芯层：主要成份为进口3#废纸和11#废纸混合废纸；底层：主要成分为进口8#废纸、少量国产报纸。一种环保型涂布白纸板(授权公告号CN102677549B)，纸板面层由旧纸箱OCC废纸再生浆和本色木浆混合或者之一组成，定量为40-80g/m2，产品具有节约木材资源、减少漂白污染、生产成本低、印刷适性好、外形美观、强度高等优点。一种高松厚度灰底白纸板的生产方法(授权公告号CN102691233B)，在制备面衬层和底衬层所需的浆料时，在混浆过程中分别往用于制备面衬层的脱墨浆和用于制备底衬层的混合废纸浆中加入机械浆，获得克重相同的前提下，其厚度比传统的灰底白纸板的厚度高12％以上。一种高耐破、高环压的灰底涂布白板纸(授权公告号CN205420921U)，涂布层、面层、衬层、芯层、底层分别为0.1-0.2mm厚的碳酸钙涂布层、0.2-0.3mm厚的漂白木浆纤维层、0.4-0.5mm厚的脱墨ONP纤维层、0.3-0.6mm厚的OCC纤维层、0.2-0.4mm厚的ONP纤维层，产品具有更高的挺度、耐折度和透气度。
由于废纸纤维原料种类、原料成本、成品质量、市场竞争等多重因素影响，特别是制浆阶段，涉及到纤维配比、细小纤维含量、残余油墨等影响因素，对浆料制备过程中的工艺选择要求越来越精细。根据市场反馈和文献综述，目前的涂布白板纸的耐折度严重影响了涂布白板纸的使用寿命或者回收再使用的价值。因此，本发明公布了一种可赋予涂布白纸板高耐折度的综合制浆技术，以全废纸纤维为原料，借助超声波/强氧化钠/纤维素酶等缺省预处理方式，赋予废纸纤维特定的表面性能，并采用热分散装置对分级纤维进行类微纳米磨浆，提高废纸纤维的内部结合强度，可赋予成纸的高耐折性能，对后续产品的使用寿命和纸产品的回收再使用发挥积极作用。
发明内容
本发明目的在于克服现行全废纸生产的涂布白板纸存在的耐折度不高的技术难题，通过废纸纤维分级，并进行差异预处理改善废纸纤维的表面性能，借助热分散磨浆实现部分纤维的类微纳米磨浆，类微纳米纤维能够提高纤维间的结合，提供了一种可赋予涂布白纸板高耐折度的综合制浆技术，本发明提供的综合制浆技术，可广泛应用于废纸制浆造纸的行业企业，市场潜力巨大。
本发明采用如下技术方案：
本发明提出了一种可赋予涂布白纸板高耐折度的综合制浆技术，其特征在于：所述的综合制浆技术包括废纸、碎浆、筛选、纤维分级、净化、浮选脱墨、洗涤浓缩、漂白、洗涤、预处理、浓缩、热分散、洗涤、贮浆、纤维配浆、造纸等缺省技术环节。
本发明的一种可赋予涂布白纸板高耐折度的综合制浆技术重点包括ONP/OMG、MOW废纸浆的制浆步骤，
(1)纤维分级；
(2)纤维预处理技术；
(3)热分散技术；
(4)纤维配浆；
步骤(1)中，所述的纤维分级是ONP/OMG、MOW等废纸浆通过纤维筛选设备，将脱墨后的ONP/OMG或者净化后MOW纤维分离成长纤维、短纤维、细小纤维；所述的纤维筛选设备为一段或则多段分级筛或者压力筛或者精筛；其中长纤维湿重≥4.0g、短纤维湿重≤4.0g，细小纤维是指能够通过200目筛网的纤维组分。
步骤(2)中，所述的纤维预处理技术包含碱性预处理技术、纤维素酶预处理技术、超声波预处理技术、碱性预处理/超声预处理技术、纤维素酶/超声波预处理技术等组合中的一种或者多种。纤维预处理技术主要针对ONP/OMG、MOW的分级纤维，不针对OCC等未分级纤维。
超声波预处理的具体方法是：将废纸浆纤维溶于水中，疏解均匀，纸浆浓度为3-10wt％，温度20-100℃，置于超声波振荡器或者超声波震板中，超声波功率40-4000W，超声波频率为40-600kHz，搅拌处理，处理时间为10-60min；
碱预处理的具体方法是：将纸浆纤维溶于水中，疏解均匀，纸浆浓度为3-10wt％，氢氧化钠用量3-10wt％(绝干废纸浆)，温度20-60℃，搅拌处理，处理时间为10-60min；
纤维素酶预处理的具体方法是：纤维素酶用量为5-60IU/g，温度20-60℃，pH＝6-9，纸浆浓度3-10wt％，处理时间为30-300min。
步骤(3)中，所述的热分散技术包含预处理长纤维热分散、预处理短纤维热分散和预处理细小纤维热分散。
预处理长纤维热分散处理的具体方法是：废纸纤维水溶液浓度浓缩至30-50wt％，纸浆温度80-150℃，系统压力0-120kPa，pH＝6-12，过氧化氢用量0-3wt％，硅酸钠用量为0-3.0wt％，处理时间为30-300min，比能耗为60-160kW·h/t。
预处理短纤维热分散处理的具体方法是：废纸纤维水溶液浓度浓缩至30-50wt％，纸浆温度80-150℃，系统压力0-120kPa，pH＝6-12，过氧化氢用量0-3wt％，硅酸钠用量为0-3.0wt％，处理时间为30-300min，比能耗为60-160kW·h/t。
预处理细小纤维热分散处理的具体方法是：废纸纤维水溶液浓度浓缩至30-50wt％，纸浆温度80-150℃，系统压力0-120kPa，pH＝6-12，过氧化氢用量0-3wt％，硅酸钠用量为0-3.0wt％，分散剂用量为0-15％，处理时间为30-300min，比能耗为60-160kW·h/t。
步骤(4)中，所述的纤维配浆，是根据白板纸组成的需要进行面层、衬层、芯层和底层分别配浆，或者面层、芯层、底层，或者面层、衬层、芯层、衬层、底层分别配浆。所述的面层纤维配浆，30-50wt％，是指ONP/OMG脱墨分级纤维和MOW分级纤维，ONP/OMG脱墨纤维：MOW纤维＝3:7-6:4，其中长纤维，50-80％，短纤维20％-50％，细小纤维0-5％；所述的衬层纤维配浆，10-30wt％，是指分级纤维(ONP/OMG脱墨分级纤维和MOW分级纤维)和OCC纤维，其中OCC纤维，0-60％，分级纤维中的长纤维20-30％，分级纤维中的短纤维10-50％，分级纤维中的细小纤维0-30％；所述的芯层纤维配浆，15-50wt％，是采用OCC纤维和分级纤维中的细小纤维，其中OCC纤维80-100％，细小纤维0-20％；所述的底层纤维配浆，10-30wt％，是指ONP脱墨分级纤维和MOW分级纤维，ONP脱墨纤维：MOW纤维＝3:7-6:4，其中长纤维，50-80％，短纤维20-50％，细小纤维0-5％。
本发明的积极效果如下：
与现有的废纸制浆生产涂布白板纸技术相比，本发明的优点是将原有的面层、衬层的废纸纤维进行单独或者混合纤维分级，并针对分级纤维进行预处理赋予废纸纤维良好的表面性能，并通过热分散实现分级纤维类似于微纳米纤维素的磨浆，类微纳米纤维素的选择性添加能够提高成纸纤维间的结合力，获得成纸良好的耐折性能。克服了废纸纤维生产涂布白板纸存在的耐着度低的缺点。
附图说明
图1为ONP/OMG综合制浆技术工艺流程图；
图2MOW综合制浆技术工艺流程图；
图3OCC综合制浆技术工艺流程图。
具体实施方式
下面的实施例是对本发明的进一步详细描述。
下面通过具体实施例对本发明进行进一步的阐述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
实施实例：
(1)将ONP/OMG(1:1)、MOW等废纸浆通过纤维筛选设备，将脱墨后的ONP/OMG、MOW纤维通过分级筛分别筛选分级，获得长纤维、短纤维、细小纤维组分；其中长纤维湿重≥4.0g、短纤维湿重≤4.0g，细小纤维是指能够通过200目筛网的纤维组分。
(2)ONP/OMG长纤维顺序进行超声波和纤维素酶处理；超声波预处理的具体方法是：将废纸浆纤维溶于水中，疏解均匀，纸浆浓度为6wt％，温度60℃，置于超声波振荡器或者超声波震板中，超声波功率3000W，超声波频率为120kHz，搅拌处理，处理时间为60min。纤维素酶预处理的具体方法是：纤维素酶用量为50IU/g，温度60℃，pH＝6-9，纸浆浓度6wt％，处理时间为90min。
(3)ONP/OMG短纤维顺序进行超声波和纤维素酶处理。超声波预处理的具体方法是：将废纸浆纤维溶于水中，疏解均匀，纸浆浓度为6wt％，温度60℃，置于超声波振荡器或者超声波震板中，超声波功率3000W，超声波频率为120kHz，搅拌处理，处理时间为60min。预处理的具体方法是：纤维素酶用量为50IU/g，温度60℃，pH＝6-9，纸浆浓度6wt％，处理时间为90min。
(4)ONP/OMG细小纤维顺序进行超声波和纤维素酶处理。超声波预处理的具体方法是：将废纸浆纤维溶于水中，疏解均匀，纸浆浓度为6wt％，温度60℃，置于超声波振荡器或者超声波震板中，超声波功率4000W，超声波频率为480kHz，搅拌处理，处理时间为60min。纤维素酶预处理的具体方法是：纤维素酶用量为50IU/g，温度60℃，pH＝6-9，纸浆浓度6wt％，处理时间为90min。
(5)MOW长纤维同时进行超声波和碱处理。预处理的具体方法是：将废纸浆纤维溶于水中，疏解均匀，纸浆浓度为6wt％，温度80℃，置于超声波振荡器或者超声波震板中，超声波功率2400W，超声波频率为600kHz，氢氧化钠用量10wt％(绝干废纸浆)，搅拌处理，处理时间为60min。
(6)MOW短纤维同时进行超声波和碱处理。预处理的具体方法是：将废纸浆纤维溶于水中，疏解均匀，纸浆浓度为6wt％，温度80℃，置于超声波振荡器或者超声波震板中，超声波功率2400W，超声波频率为600kHz，氢氧化钠用量10wt％(绝干废纸浆)，搅拌处理，处理时间为60min。
(7)MOW细小纤维同时进行超声波和碱处理。预处理的具体方法是：将废纸浆纤维溶于水中，疏解均匀，纸浆浓度为6wt％，温度80℃，置于超声波振荡器或者超声波震板中，超声波功率2400W，超声波频率为600kHz，氢氧化钠用量10wt％(绝干废纸浆)，搅拌处理，处理时间为60min。
(8)ONP/OMG的热分散技术包含预处理ONP/OMG长纤维热分散、预处理ONP/OMG短纤维热分散和预处理ONP/OMG细小纤维热分散。
预处理长纤维热分散处理的具体方法是：废纸纤维水溶液浓度浓缩至45wt％，纸浆温度120℃，系统压力120kPa，pH＝6-9，过氧化氢用量2.0wt％，硅酸钠用量为2.5wt％，处理时间为60min，比能耗为120kW·h/t。
预处理短纤维热分散处理的具体方法是：废纸纤维水溶液浓度浓缩至45wt％，纸浆温度120℃，系统压力120kPa，pH＝6-9，过氧化氢用量2.0wt％，硅酸钠用量为2.5wt％，处理时间为60min，比能耗为120kW·h/t。
预处理细小纤维热分散处理的具体方法是：废纸纤维水溶液浓度浓缩至45wt％，纸浆温度120℃，系统压力120kPa，pH＝6-9，过氧化氢用量2.0wt％，硅酸钠用量为2.5wt％，处理时间为60min，比能耗为120kW·h/t。
(9)MOW的热分散技术包含预处理MOW长纤维热分散、预处理MOW短纤维热分散和预处理MOW细小纤维热分散。
预处理长纤维热分散处理的具体方法是：废纸纤维水溶液浓度浓缩至42wt％，纸浆温度100℃，系统压力120kPa，pH＝9-12，过氧化氢用量2.0wt％，硅酸钠用量为1.5wt％，处理时间为60min，比能耗为100kW·h/t。
预处理短纤维热分散处理的具体方法是：废纸纤维水溶液浓度浓缩至42wt％，纸浆温度100℃，系统压力120kPa，pH＝9-12，过氧化氢用量2.0wt％，硅酸钠用量为1.5wt％，处理时间为60min，比能耗为100kW·h/t。
预处理细小纤维热分散处理的具体方法是：废纸纤维水溶液浓度浓缩至42wt％，纸浆温度100℃，系统压力120kPa，pH＝9-12，过氧化氢用量2.0wt％，硅酸钠用量为1.5wt％，处理时间为60min，比能耗为100kW·h/t。
(10)纤维配浆包含面层、衬层、芯层和底层分别配浆。面层纤维配浆，30wt％，是指ONP/OMG脱墨分级纤维和MOW分级纤维，ONP/OMG脱墨纤维：MOW纤维＝3:7，其中长纤维50％，短纤维48％，细小纤维2％；所述的衬层纤维配浆15wt％，是指分级纤维(ONP/OMG脱墨分级纤维和MOW分级纤维)和OCC纤维，其中OCC纤维35％，分级纤维中的长纤维10％，分级纤维中的短纤维50％，分级纤维中的细小纤维5％；所述的芯层纤维配浆40wt％，是采用OCC纤维和分级纤维中的细小纤维，其中OCC纤维90％，细小纤维8％；所述的底层纤维配浆，15wt％，是指ONP/OMG脱墨分级纤维和MOW分级纤维，ONP/OMG脱墨纤维：MOW纤维＝3:7，其中长纤维，50％，短纤维48％，细小纤维2％。
按照实例改造获得的数据：
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种可赋予涂布白纸板高耐折度的综合制浆技术，其特征在于：所述的综合制浆技术包括废纸、碎浆、筛选、纤维分级、净化、浮选脱墨、洗涤浓缩、漂白、洗涤、预处理、浓缩、热分散、洗涤、贮浆、纤维配浆、造纸等缺省技术环节；所述的废纸，包含旧报纸（ONP）、旧杂志纸(OMG)、混合办公废纸（MOW）、OCC（旧瓦楞箱板纸），或者常用的相应的美废、日废和国废；所述的碎浆，是将纤维悬浮液在碱性过氧化氢、表面活性剂条件下进行疏解、脱墨；所述的筛选，是将纤维悬浮水溶液进行筛选设备处理，获得较为洁净的纤维；所述的纤维分级，是将纤维悬浮水溶液按要求进行筛选分级为长纤维、短纤维和细小组分；所述的净化，是将纤维悬浮水溶液进行压力筛或者除渣器净化，获得洁净的纤维；所述的浮选脱墨，是将纤维悬浮水溶液在油墨浮选机中进行一次或者多次脱墨；所述的洗涤浓缩，是将纤维悬浮水溶液在洗浆机中进行洗涤浓缩至漂白段需要的浓度；所述的漂白，是将纤维悬浮水溶液在碱性过氧化氢或者甲脒亚磺酸或者生物酶添加剂的条件下，进行一次或者多次的漂白；所述的洗涤，是将纤维悬浮水溶液中的漂白剂或者漂白产生的污染物洗涤分离，获得接近中性的纤维悬浮水溶液；所述的预处理，是将分级、脱墨、净化等过程获取的洁净的分级纤维组分，进行碱性预处理或者纤维素酶预处理或者超声波预处理；所述的浓缩，是将预处理后的纤维悬浮水溶液进行脱水浓缩，至热分散需要的纸浆浓度；所述的热分散，是将预处理后的分级纤维进行高浓磨浆，获得不同表面性能、不同尺寸的纤维组分，并减少大胶黏物的存在几率；所述的洗涤，是将热分散处理后的高浓纸浆，按照纸浆纤维pH值、纤维流送的需要进行洗涤和稀释；
所述的贮存，是将分级处理完成的纤维原料置于贮浆塔或者贮浆槽内贮存，并用于下一步配浆和造纸；所述的纤维配浆，是将分级处理完成的纤维原料根据白板纸面层、衬层、芯层、底层对纤维组分的需要进行纤维配料；所述的造纸，是将纸浆纤维按照上网、压榨、干燥、施胶、干燥、涂布、干燥、卷曲等工序生产不同定量的涂布白板纸；所述的缺省技术环节，是指根据ONP、OMG、MOW、OCC等废纸原料不同，进行面层、衬层、芯层和底层分别制浆，并顺序或者缺省选择不同的制浆流程。
2.如权利要求1所述的一种可赋予涂布白纸板高耐折度的综合制浆技术，其特征在于：所述的技术重点包括ONP/ OMG、MOW废纸浆的制浆步骤，
（1）纤维分级；
（2）纤维预处理技术；
（3）热分散技术；
（4）纤维配浆。
3.如权利要求2所述的综合制浆技术，其特征在于：步骤（1）中，所述的纤维分级是ONP/OMG、MOW等废纸浆通过纤维筛选设备，将脱墨后的ONP/ OMG或者净化后MOW纤维分离成长纤维、短纤维、细小纤维；所述的纤维筛选设备为一段或则多段分级筛或者压力筛或者精筛；其中长纤维湿重≥4.0 g、短纤维湿重≤4.0 g，细小纤维是指能够通过200目筛网的纤维组分。
4.如权利要求2所述的综合制浆技术，其特征在于：步骤（2）中，所述的纤维预处理技术包含碱性预处理技术、生物酶预处理技术、超声波预处理技术、碱性预处理/超声预处理技术、生物酶/超声波预处理技术等组合中的一种或者多种；纤维预处理技术主要针对ONP/OMG、MOW的分级纤维，不针对OCC等未分级纤维；超声波预处理的具体方法是：将废纸浆纤维溶于水中，疏解均匀，纸浆浓度为3-10 wt％，温度20-100 ℃，置于超声波振荡器或者超声波震板中，超声波功率40-4000 W，超声波频率为40-600 kHz，搅拌处理，处理时间为10-60min；碱预处理的具体方法是：将纸浆纤维溶于水中，疏解均匀，纸浆浓度为3-10 wt％，氢氧化钠用量3-10 wt%（绝干废纸浆），温度20-60℃，搅拌处理，处理时间为10-60 min；生物酶预处理的具体方法是：纤维素酶用量为5-60 IU/g，温度20-60℃，pH＝6-9，纸浆浓度3-10wt％，处理时间为30-300 min 。
5.如权利要求2所述的综合制浆技术，其特征在于：步骤（3）中，所述的热分散技术包含预处理长纤维热分散、预处理短纤维热分散和预处理细小纤维热分散；
预处理长纤维热分散处理的具体方法是：废纸纤维水溶液浓度浓缩至30-50 wt %，纸浆温度80-150℃，系统压力0-120kPa，pH＝6-12，过氧化氢用量0-3 wt%，硅酸钠用量为0-3.0 wt%，处理时间为30-300min，比能耗为60-160kW·h/t；
预处理短纤维热分散处理的具体方法是：废纸纤维水溶液浓度浓缩至30-50 wt %，纸浆温度80-150℃，系统压力0-120kPa，pH＝6-12，过氧化氢用量0-3 wt%，硅酸钠用量为0-3.0 wt%，处理时间为30-300min，比能耗为60-160kW·h/t；
预处理细小纤维热分散处理的具体方法是：废纸纤维水溶液浓度浓缩至30-50 wt %，纸浆温度80-150℃，系统压力0-120kPa，pH＝6-12，过氧化氢用量0-3 wt%，硅酸钠用量为0-3.0 wt%，分散剂用量为0-15%，处理时间为30-300min，比能耗为60-160kW·h/t。
6.如权利要求2所述的综合制浆技术，其特征在于：步骤（4）中，所述的纤维配浆，是根据白板纸组成的需要进行面层、衬层、芯层和底层分别配浆，或者面层、芯层、底层，或者面层、衬层、芯层、衬层、底层分别配浆；所述的面层纤维配浆，30-50 wt%，是指ONP/OMG脱墨分级纤维和MOW分级纤维，ONP/OMG脱墨纤维：MOW纤维=3:7-6:4，其中长纤维，50-80 %，短纤维20%-50 %，细小纤维0-5 %；所述的衬层纤维配浆，10-30 wt%，是指分级纤维（ONP/OMG脱墨分级纤维和MOW分级纤维）和OCC纤维，其中OCC纤维，0-60 %，分级纤维中的长纤维20-30 %，分级纤维中的短纤维10-50 %，分级纤维中的细小纤维0-30 %；所述的芯层纤维配浆，15-50wt%，是采用OCC纤维和分级纤维中的细小纤维，其中OCC纤维80-100 %，细小纤维0-20 %；所述的底层纤维配浆，10-30 wt%，是指ONP脱墨分级纤维和MOW分级纤维，ONP脱墨纤维：MOW纤维=3:7-6:4，其中长纤维，50-80 %，短纤维20-50 %，细小纤维0-5 %。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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Granted publication date: 20200710 |