RU2518968C2 - Бумага или картон с покрытием, пригодные для переработки, и способы их изготовления - Google Patents

Бумага или картон с покрытием, пригодные для переработки, и способы их изготовления Download PDF

Info

Publication number
RU2518968C2
RU2518968C2 RU2011119276/05A RU2011119276A RU2518968C2 RU 2518968 C2 RU2518968 C2 RU 2518968C2 RU 2011119276/05 A RU2011119276/05 A RU 2011119276/05A RU 2011119276 A RU2011119276 A RU 2011119276A RU 2518968 C2 RU2518968 C2 RU 2518968C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coating
paper
paperboard
cardboard
coated
Prior art date
Application number
RU2011119276/05A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2011119276A (ru
Inventor
Сиркку Иоханна РОНКА
Original Assignee
Премиум Борд Финланд Ой
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=42077028&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=RU2518968(C2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Премиум Борд Финланд Ой filed Critical Премиум Борд Финланд Ой
Publication of RU2011119276A publication Critical patent/RU2011119276A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2518968C2 publication Critical patent/RU2518968C2/ru

Links

Images

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H5/00Special paper or cardboard not otherwise provided for
    • D21H5/26Special paper or cardboard manufactured by dry method; Apparatus or processes for forming webs by dry method from mainly short-fibre or particle material, e.g. paper pulp
    • D21H5/265Treatment of the formed web
    • D21H5/2657Consolidation
    • D21H5/2671Compression of the web, optionally with the use of a binder
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H19/00Coated paper; Coating material
    • D21H19/80Paper comprising more than one coating
    • D21H19/82Paper comprising more than one coating superposed
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H19/00Coated paper; Coating material
    • D21H19/10Coatings without pigments
    • D21H19/14Coatings without pigments applied in a form other than the aqueous solution defined in group D21H19/12
    • D21H19/24Coatings without pigments applied in a form other than the aqueous solution defined in group D21H19/12 comprising macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H19/00Coated paper; Coating material
    • D21H19/36Coatings with pigments
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H19/00Coated paper; Coating material
    • D21H19/36Coatings with pigments
    • D21H19/38Coatings with pigments characterised by the pigments
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H19/00Coated paper; Coating material
    • D21H19/36Coatings with pigments
    • D21H19/44Coatings with pigments characterised by the other ingredients, e.g. the binder or dispersing agent
    • D21H19/56Macromolecular organic compounds or oligomers thereof obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H19/58Polymers or oligomers of diolefins, aromatic vinyl monomers or unsaturated acids or derivatives thereof
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H23/00Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper
    • D21H23/02Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper characterised by the manner in which substances are added
    • D21H23/22Addition to the formed paper
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H5/00Special paper or cardboard not otherwise provided for
    • D21H5/0005Processes or apparatus specially adapted for applying liquids or other fluent materials to finished paper or board, e.g. impregnating, coating
    • D21H5/0012Processes or apparatus specially adapted for applying liquids or other fluent materials to finished paper or board, e.g. impregnating, coating by bringing paper into contact with an excess of fluids, the paper carrying away only a part of the fluid material, e.g. by passing through liquids, gases or vapours
    • D21H5/002Processes or apparatus specially adapted for applying liquids or other fluent materials to finished paper or board, e.g. impregnating, coating by bringing paper into contact with an excess of fluids, the paper carrying away only a part of the fluid material, e.g. by passing through liquids, gases or vapours the paper being at least partly surrounded by treating medium on both sides
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/28Web or sheet containing structurally defined element or component and having an adhesive outermost layer
    • Y10T428/2813Heat or solvent activated or sealable
    • Y10T428/2817Heat sealable
    • Y10T428/2826Synthetic resin or polymer

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Paper (AREA)

Abstract

Изобретение относится к изготовлению широкого ассортимента высококачественных бумаги или картона с покрытием, пригодных для переработки, для создания изделий с улучшенными барьерными свойствами, в частности для упаковки пищевых продуктов или других продуктов, чувствительных к воздействию окружающей среды. Осуществляют поверхностное проклеивание и каландрирование бумаги или картона. На бумагу или картон наносят покрытие из водной дисперсии полимера. Покрытие наносят одной или более установках для нанесения покрытия, которые являются автономными относительно бумагоделательной или картоноделательной машины. Покрытие состоит из, по меньшей мере, двух слоев. Второй слой покрытия контактирует с первым слоем.Каждый слой покрытия выполнен из водной дисперсии полимера, содержащей приблизительно от 70 мас.% до приблизительно 90 мас.% связующей полимерной эмульсии, и от приблизительно от 10 мас.% до приблизительно 30 мас.% пигмента. Водная дисперсия полимера дополнительно содержит добавки, выбранные из группы, состоящей из загустителей, пеногасителей или противовспенивателей, диспергирующих добавок, сшивающих агентов, добавок, понижающих трение, разделительных агентов, антиадгезивов. Покрытие не содержит воск в обнаруживаемых количествах. Способ обеспечивает получение изделия из бумаги или картона с покрытием с улучшенными барьерными свойствами и пригодного для термосваривания. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 3 ил.,4 пр.

Description

Заявитель испрашивает приоритет от 7 ноября 2008 г. согласно 35 разделу 119(е) Свода Законов США согласно Предварительной Заявке на Патент США №61/112526, которая включена в данный документ во всей своей полноте путем ссылки.
Данное изобретение относится к изделиям из бумаги или картона с покрытием, пригодных для переработки, и к способам их изготовления. Более конкретно, на бумагу или картон наносят покрытие из полимерной эмульсии в одной или более установках для нанесения покрытия, которые являются автономными относительно бумагоделательной или картоноделательной машины. Композиции для нанесения покрытия и способ нанесения покрытия по данному изобретению пригодны для создания изделий из бумаги или картона с покрытием с улучшенными барьерными свойствами.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Изделия из бумаги и картона с покрытием, обладающие барьерными свойствами, имеют большое значение для упаковки пищевых продуктов или других продуктов, которые чувствительны к воздействию окружающей среды. Требуемые барьерные свойства включают жиронепроницаемость и низкую водопроницаемость, а также гладкую и однородную обработку поверхности. Во многих применениях покрытие также пригодно для термосваривания. Известные способы нанесения покрытия включают нанесение дисперсионного покрытия, в котором композиции для нанесения покрытия, состоящие из растворимой в воде дисперсии полимеров, пигментов и других веществ, наносят на основу с применением таких методов нанесения покрытия, как нанесение покрытия машиной шаберного типа, нанесение покрытия с удалением излишков с помощью планки (стержня), нанесение (пленочного) покрытия реверсивным валиком или нанесение покрытия воздушным шабером. Предварительно смешанные покрытия, имеющиеся в наличии у ряда поставщиков покрытий, наносят на картонное полотно в картоноделательной машине. Применение предварительно смешанных сыпучих композиций для нанесения покрытия ограничивает возможности разработки композиций для нанесения покрытия по условиям заказчика, чтобы достичь барьерных и других свойств, требующихся для конкретного упаковочного или другого изделия. Обычно бумагу и картон изготавливают с помощью машин, причем нанесение покрытия осуществляют в установках для нанесения покрытия, которые установлены непосредственно на бумагоделательных или картоноделательных машинах. При применении встроенной установки для нанесения покрытия картонное полотно имеет повышенную температуру во время нанесения покрытия, что приводит к более значительному проникновению покрытия в картон и к меньшей эффективной толщине покрытия и постоянно затрудняет достижение требуемых свойств покрытия при минимальной стоимости. Поскольку встроенные системы для нанесения покрытия связаны с процессом изготовления бумаги или картона, их относительно трудно перенастраивать и адаптировать к мелкосерийному производству, например, изделий из картона с особым покрытием, которые нужно производить относительно малыми партиями.
Традиционные способы производства, в которых применяют встроенные системы для нанесения покрытия, обладают дополнительными недостатками, заключающимися в трудности разработки и испытания новых составов для нанесения покрытия во время массового производства бумаги или картона и в трудности и высокой стоимости модификации существующего оборудования для создания особых изделий, таких как изделия, которые включают множество слоев покрытия из одинаковых или различных композиций для нанесения покрытия. Нужны улучшенные системы и способы, которые можно легко и экономично адаптировать для создания широкого ассортимента изделий из бумаги и картона с покрытием, обладающих рядом требуемых барьерных свойств. Такие способы должны быть пригодными для экономичного изготовления как больших, так и малых количеств высококачественных изделий из бумаги и картона с дисперсионным покрытием, которые наиболее соответствуют определенным требованиям, предъявляемым к готовому изделию. Кроме того, нужны композиции для нанесения покрытия и способы нанесения покрытия, которые обеспечивают требуемые барьерные свойства и в то же время предоставляют возможность повторного использования бумажных и картонных отходов для снижения как производственных расходов, так и воздействия производственного процесса и готовых изделии на окружающую среду.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Предложены легко адаптируемая производственная система и способ производства для изготовления широкого ассортимента высококачественных бумаги или картона с покрытием, пригодных для переработки, для использования во множестве применений. Для обеспечения дополнительной эксплуатационной гибкости композиции для нанесения покрытия наносят на бумагу или картон в одной или более установках для нанесения покрытия, которые могут быть автономными относительно картоноделательной машины, которая все же предпочтительно расположена в том же самом производственном помещении. Таким образом, бумажное или картонное полотно является холодным во время нанесения покрытия, что предоставляет возможность лучшего регулирования процесса нанесения покрытия и снижает количество покрытия, необходимое для достижения требуемых барьерных свойств. Поскольку стадию нанесения покрытия можно отделить от производства картона, скорость нанесения покрытия и другие условия при необходимости можно регулировать независимо от эксплуатационных параметров картоноделательной машины. Система легко адаптируется к изготовлению многослойных изделий путем обеспечения множества встроенных или автономных последовательных установок для нанесения покрытия, между которыми расположены сушильные установки для сушки покрытия перед нанесением следующего покрытия. Система также включает конечную сушильную установку после последней установки для нанесения покрытия, а затем охлаждающую установку для охлаждения бумаги или картона с покрытием для предотвращения прилипания термосвариваемой поверхности при наматывании изделия на катушки для хранения.
Также описан улучшенный способ изготовления изделий из бумаги или картона с покрытием. Предложена смешивающая система для объединения полимерных эмульсий на водной основе, пигмента и возможных добавок в соотношениях, выбранных для достижения требуемого содержания твердых веществ, дисперсности твердых веществ, вязкости и других свойств, требующихся для достижения требуемых барьерных и других свойств покрытия. Таким образом, можно приготовить на месте широкий ассортимент особых композиций для нанесения покрытия, что предоставляет возможность большей гибкости свойств и эксплуатационных качеств готового изделия по сравнению с системами, которые ограничены применением тех композиций для нанесения покрытия, которые обычно имеются в наличии у поставщиков промышленных покрытий.
Предложены композиции для нанесения покрытия, которые включают, например, от приблизительно 70 до приблизительно 90 масс.% полимерной эмульсии на водной основе, в расчете на сухую массу покрытия, и от приблизительно 10 до приблизительно 30 масс.% пигмента, в расчете на сухую массу покрытия. Также можно включить такие добавки, как пеногасители, диспергирующие агенты и загустители. Вязкость таких покрытий может составлять от приблизительно 400 до приблизительно 1000 мПа·с, а содержание твердых веществ может составлять от приблизительно 40 до приблизительно 60 масс.%, в расчете на массу покрытия. В другом аспекте данного изобретения в первую композицию для нанесения покрытия включают одну или более дисперсий полимеров для обеспечения хорошей жиронепроницаемости; вторую композицию для нанесения покрытия подготавливают для обеспечения хорошей водонепроницаемости, а третью композицию для нанесения покрытия можно применять в качестве предварительного покрытия для обеспечения барьера для паров влаги и некоторой жиронепроницаемости. Затем данные покрытия можно нанести в различных сочетаниях для получения бумаги или картона с многослойным покрытием, обладающим требуемым диапазоном барьерных свойств.
Покрытие на водной основе наносят на бумагу или картон. Предпочтительно, температура бумаги или картона по меньшей мере с одной стороны составляет 40°С или менее. Покрытие на водной основе высушивают для получения бумаги или картона с покрытием. Бумагу или картон с покрытием охлаждают. Охлаждение можно осуществлять с помощью воздушного охлаждения или путем приведения бумаги или картона с покрытием в контакт с цилиндром для понижения температуры бумаги или картона с покрытием до 40°С или ниже. Охлажденную бумагу с покрытием можно дополнительно подвергнуть каландрированию.
Описанные способы пригодны для создания изделия из бумаги или картона с покрытием. Изделие из бумаги или картона с покрытием включает слой бумаги или картона, на который по меньшей мере с одной стороны нанесен первый слой покрытия, образованный из первой эмульсии акрилового полимера. Изделие из бумаги или картона с покрытием также включает второй слой покрытия, который контактирует с первым слоем покрытия. Второй слой покрытия включает второй слой покрытия, образованный из второй акриловой эмульсии. Для изделия из бумаги или картона с покрытием водонепроницаемость, измеренная с помощью испытания на поглощение воды по методу Кобба (время 30 мин согласно методике ASTM D 3285, которая включена в данный документ путем ссылки), составляет менее 10 г/м2, непроницаемость для паров влаги (значение скорости проникновения паров влаги (СППВ) согласно методике ASTM E 96, которая включена в данный документ путем ссылки) составляет менее 120 г/м2 за 24 ч (температура 25°С, относительная влажность 75%), а жиропроницаемость равна 0 после 15 мин при температуре 200°С (согласно термическим испытаниям, описанным в данном документе в Примере 4). Кроме того, покрытие сохраняет свои барьерные свойства, такие как водонепроницаемость и непроницаемость для паров влаги, при температуре 220°С. Покрытие или какие-либо вещества из покрытий не переходят в пищевой продукт, контактирующий с покрытием (что определено согласно методу испытаний BfR XXXVI и BfR XXXVI/2 Европейского Управления по контролю за пищевыми продуктами и лекарственными средствами (European FDA), который включен в данный документ путем ссылки). В то же время покрытие пригодно для термосваривания при давлении 0,55-0,69 МПа (80-100 фунтов на кв.дюйм) и температуре 160-200°С за время 1-1,5 с.
В другом аспекте изобретения изделие из бумаги или картона с покрытием включает слой бумаги или картона, на который по меньшей мере с одной стороны нанесен первый слой покрытия, образованный из эмульсии сополимера стирола и бутадиена. Изделие из бумаги или картона с покрытием также включает второй слой покрытия, который контактирует с первым слоем покрытия. Второй слой покрытия включает второй слой покрытия, образованный из акриловой эмульсии. Для изделия из бумаги или картона с покрытием водонепроницаемость, измеренная с помощью испытания на поглощение воды по методу Кобба (время 30 мин), составляет менее 7 г/м2, непроницаемость для паров влаги (значение СППВ) составляет менее 30 г/м2 за 24 ч (температура 25°С, относительная влажность 75%), а жиропроницаемость равна 0 после 15 мин при температуре 200°С. Кроме того, покрытие сохраняет свои барьерные свойства, такие как водонепроницаемость и непроницаемость для паров влаги, при температуре 220°С. Покрытие или какие-либо вещества из покрытий не переходят в пищевой продукт, контактирующий с покрытием. В то же время покрытие пригодно для термосваривания при давлении 0,55-0,69 МПа (80-100 фунтов на кв.дюйм) и температуре 160-200°С за время 1-1,5 с.
В другом аспекте изобретения бумага или картон могут включать множество слоев покрытия. Второй слой покрытия можно наносить после высыхания первого слоя. Охлаждение и каландрирование осуществляют после нанесения последнего слоя покрытия. Верхний предел числа слоев покрытия отсутствует, но на практике максимальным числом слоев покрытия для больших объемов является три. Первый слой можно добавить на картоноделательной машине при поверхностной проклейке. Затем можно добавить два дополнительных слоя с помощью картоноделательной машины. Данные три слоя наносят на обратную сторону картона для придания ему барьерных свойств. Все слои покрытия могут включать одну и ту же полимерную эмульсию или каждый слой может быть образован из другой полимерной эмульсии. Различные слои покрытия можно применять для обеспечения различных свойств покрытия в готовом изделии.
В другом аспекте изобретения покрытие можно нанести на обе стороны бумаги или картона. Каждая сторона может включать один или более слоев покрытия. Например, изделия, изготовленные согласно данному изобретению, могут включать термосвариваемые барьерные покрытия на одной стороне и одно или более пигментных покрытий на противоположной стороне. В одном из предпочтительных воплощений данного изобретения предусмотрено множество автономных установок для нанесения покрытия на каждую сторону картона так, что один или более слоев одинаковых или разных композиций для нанесения покрытия можно нанести на каждую сторону в течение одного производственного цикла.
В другом аспекте изобретения составы композиций для нанесения покрытия подбирают так, что обрезки от кромок бумаги и другие отходы, образовавшиеся во время процесса нанесения покрытия, можно повторно использовать в процессе изготовления картона без необходимости предварительного отделения от основы нанесенного покрытия или покрытий. Обнаружено, что композиции по данному изобретению предоставляют возможность повторного использования такого материала в процессе переработки картона в бумажную массу без вредного воздействия на получающийся картон. Предпочтительно, автономные установки для нанесения покрытия размещают рядом с производственным оборудованием для изготовления картона для минимизации расходов на транспортировку бумажных отходов в бумагоделательную систему.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 представляет собой технологическую схему, на которой в общих чертах изображен способ изготовления бумаги или картона с покрытием, пригодных для переработки.
На фиг.2 изображены автономные установки для нанесения покрытия.
На фиг.3 изображено изделие из картона с покрытием.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фиг.1 изображена технологическая схема, на которой в общих чертах описан способ изготовления бумаги или картона с покрытием, пригодных для переработки. На фиг.2 более подробно изображены система в целом и способ согласно предпочтительному воплощению данного изобретения, в котором установки для нанесения покрытия включены в процесс. Как в общих чертах описано на фиг.1, бумагу или картон получают традиционным способом с помощью машины 20 для изготовления основы. Бумагу или картон без покрытия и композиции для нанесения покрытия подают в одну или более автономных установок 60 для нанесения покрытия. Процесс нанесения покрытия включает нанесение покрытия из полимерной эмульсии по меньшей мере на одну поверхность бумаги или картона. Воду, присутствующую в полимерной эмульсии, удаляют в одной или более сушильных установках, после чего проводят последующее охлаждение готового изделия.
Бумага и картон
Для изготовления бумаги или картона можно применять машины для изготовления основы, известные в промышленности. Например, один из типов машин для изготовления основы, которые можно применять, производит компания Ahlstrom. Машину для изготовления основы можно эксплуатировать с применением параметров, которые широко известны в данной отрасли промышленности. Машина 20 для изготовления основы обеспечивает поверхностное проклеивание и каландрирование бумаги или картона, чтобы создать основу, обладающую требуемой толщиной, плотностью волокон и гладкостью. В отличие от традиционных систем для изготовления изделий из бумаги или картона с покрытием систему для производства бумаги или картона по настоящему изобретению предпочтительно не применяют для операций нанесения покрытия.
Широкий ассортимент бумаги или картона без покрытия, изготовленных на машине для изготовления основы, можно применять для последующего нанесения покрытия. Покрытие можно наносить на волоконный материал любого типа, например, такой как бумага или картон без покрытия, причем бумага или картон без покрытия могут быть белеными или небелеными, изготовленными из древесины твердых пород или из древесины мягких пород, не бывшими в употреблении или повторно используемыми. Масса 1 м2 полученных бумаги или картона предпочтительно составляет от 130 до 488 г/м2 (от 80 до 300 фунтов на 3000 кв.футов), а толщина составляет от 0,2 до 0,64 мм (от 0,008 до 0,025 дюймов).
Бумагу или картон предварительно обрабатывают для обеспечения постоянных поверхностных свойств, которые эффективно минимизируют водопроницаемость. В данном аспекте изобретения бумагу или картон проклеивают для обеспечения значения водонепроницаемости, измеренного с помощью испытания на поглощение воды по методу Кобба (60 с), равного 40 г/м2 или менее. Предпочтительно, в бумаге или картоне не применяют фторсодержащие соединения, чтобы повысить жиронепроницаемость.
Композиции для нанесения покрытия
Композиция для нанесения покрытия предназначена для нанесения покрытия на бумагу или картон. Композиция для нанесения покрытия представляет собой водную дисперсию синтетических полимеров и пигмента. Синтетические полимеры обычно применяют в качестве связующих для закрепления пигмента на бумаге или картоне. Применяемый в данном документе термин «полимерная эмульсия» обычно относится к исходным материалам для дисперсии. Применяемый далее в данном документе термин «дисперсия полимера» относится к жидкости для нанесения покрытия после смешивания полимерной эмульсии с пигментом и добавками. Высушенное конечное покрытие рассматривают как «дисперсионное покрытие».
Композиция для нанесения покрытия может включать от приблизительно 70 до приблизительно 90 масс.% синтетической полимерной эмульсии, в расчете на сухую массу покрытия, и от приблизительно 10 до приблизительно 30 масс.% пигмента, в расчете на сухую массу покрытия.
Синтетические полимеры, которые можно применять для создания эмульсий на водной основе, включают акриловые полимеры, акриловые сополимеры, сополимеры стирола и бутадиена, полимеры винилацетата, поливиниловый спирт, сополимер этилена и винилацетата, сополимер этилена и винилхлорида, поливинилиденхлорид и их смеси. Примеры подходящих сложных эфиров акриловой и/или метакриловой кислоты включают этилакрилат, метилметакрилат, бутилакрилат, 2-этилгексилакрилат, метилакрилат, этилметакрилат и т.д. и их смеси.
Пигмент можно выбрать из любого пигмента, пригодного для композиций для нанесения покрытия на основу. Примерами подходящих пигментов являются водные дисперсии глин для покрытий, таких как каолиновые глины, диоксид титана, карбонат кальция, сульфат бария, тальк, сульфат цинка, сульфат алюминия, продукты реакции оксида кальция, литопон, сульфид цинка, другие пигменты с высокой кроющей способностью, другие аналогичные вещества и их смеси. В одном из аспектов данного изобретения можно применять пигменты, включающие тальк и глины.
В одном из аспектов данного изобретения в качестве пигмента применяют тальк. Тальк можно добавлять в виде сухого порошка или в виде гранул, содержащих 5-15% воды, вместо суспензии, содержащей 55-65% воды. Добавление талька в виде сухого порошка обеспечивает более высокое содержание твердых веществ и более высокую вязкость и, в то же время, минимизирует количество необходимых загустителей и, что более важно, минимизирует необходимую мощность сушилки и потребляемую энергию.
Вязкость композиции для нанесения покрытия составляет от приблизительно 400 до приблизительно 1000 мПа·с, а содержание твердых веществ составляет от приблизительно 40 до приблизительно 60 масс.%, в расчете на массу покрытия.
Композиция для нанесения покрытия может включать добавки. Добавки могут включать загустители, пеногасители или противовспениватели, диспергирующие добавки, дополнительные пигменты, сшивающие агенты, понижающие трение добавки, разделительные агенты и антиадгезивы. Предпочтительно, в бумаге или картоне не применяют фторсодержащие соединения для повышения жиронепроницаемости.
Композиции для нанесения покрытия готовят в баках 40 для приготовления покрытия путем смешивания полимеров, воды, пигментов и возможных добавок с получением дисперсии. Смешивание обычно проводят в течение от приблизительно 20 до приблизительно 30 мин. Вязкость можно регулировать с помощью добавления либо воды, либо загустителей. Полимерную эмульсию можно хранить в баках-хранилищах или можно транспортировать непосредственно к автономной установке 60 для нанесения покрытия. Покрытия предпочтительно смешивают сразу перед применением, чтобы они обладали оптимальными свойствами и чтобы избежать неблагоприятного воздействия коагуляции и седиментации пигмента, которые могут происходить со временем. Если композиции для нанесения покрытия находились на хранении, то предпочтительно перемешать их с помощью смесителя и/или путем рециркуляции для минимизации седиментации.
Нанесение покрытия
Покрытие можно наносить на бумагу или картон с помощью автономных или встроенных установок для нанесения покрытия. В системе, в которой применяют встроенные установки для нанесения покрытия, установка(и) для нанесения покрытия расположена на бумагоделательной или картоноделательной машине. В автономной системе для нанесения покрытия установка(-и) для нанесения покрытия представляет собой отдельное устройство. Как показано на фиг.2, предпочтительное воплощение системы по данному изобретению включает по меньшей мере одну, а предпочтительно множество автономных установок 210, 212, 214 и 216 для нанесения покрытия, расположенных в том же производственном помещении, где находится система для изготовления картона. Применяемый в данном документе термин «автономная» относится к установке для нанесения покрытия, которая может работать независимо от машины для изготовления основы, причем не требуется, чтобы они располагались в одной производственной линии. Автономная установка для нанесения покрытия может находиться на том же предприятии, где находится машина, которая производит бумажную или картонную основу. Применение автономной установки для нанесения покрытия эффективно для получения более оптимальных покрытий. Например, при нанесении покрытия во встроенной установке бумажная или картонная основа является горячей во время нанесения покрытия. Покрытия проникают в основу, имеющую более высокую температуру, глубже, чем в холодную основу. Увеличение проникновения покрытия приводит к снижению толщины покрытия и к ухудшению качества и увеличению стоимости изделия. Применение автономной установки для нанесения покрытия предоставляет возможность снижения температуры бумаги или картона до 40°С или менее перед нанесением покрытия. Бумагу или картон можно выдержать в течение времени, достаточного для охлаждения, или их можно охладить путем продувания холодного воздуха над полотном. Можно добавить охлаждающую установку 220 для более быстрого охлаждения бумаги или картона перед другой установкой для нанесения покрытия. Таким образом, обнаружено, что можно получить более качественные покрытия путем нанесения на охлажденную основу меньшего количества покрытия по сравнению с нанесением покрытия во встроенной установке непосредственно на горячее полотно из машины для изготовления основы.
Перед нанесением покрытия бумагу или картон предпочтительно охлаждают до температуры, составляющей менее приблизительно 40°С, наиболее предпочтительно, приблизительно до 30°С. Охлаждение можно осуществлять, например, путем продувания холодного воздуха над полотном или выдерживания рулона бумаги или картона при комнатной температуре в течение времени, достаточного для его остывания. Бумагу или картон можно подавать в установку для нанесения покрытия из рулона 200 бумаги или картона, как показано на фиг.2. Композиции для нанесения покрытия можно наносить по меньшей мере на одну поверхность бумаги или картона с помощью любых известных способов, таких как нанесение покрытия воздушным шабером, нанесение покрытия машиной шаберного типа, нанесение покрытия дозирующим валиком, нанесение покрытия рифленым валиком, нанесение покрытия с удалением излишков с помощью стержня, нанесение покрытия поливом и разбрызгиванием. В важном аспекте данного изобретения слои покрытия дозируют на бумагу или картон с помощью стержня/планки, которые пригодны для обеспечения более равномерной толщины покрытия. Количество покрытия для каждого слоя, нанесенного с помощью стержня/планки, составляет от приблизительно 5 г/м2 до приблизительно 10 г/м2, причем на поверхности основы с покрытием отклонение толщины составляет 1 г/м2 или менее. Рифленые стержни являются особенно эффективными при нанесении композиций для нанесения покрытия на бумагу или картон. Размер бороздок выбирают так, чтобы для каждого слоя с особым составом покрытия, о котором идет речь, масса покрытия составляла 5-10 г/м2. Содержание твердых веществ, вязкость и другие реологические свойства покрытия влияют на выбор размера бороздок. Обычно поверхность стержней хромируют, а их диаметр составляет 10-15 мм.
Как показано на фиг.2, на верхнюю сторону можно нанести предварительное покрытие в установке 200 для нанесения покрытия. Между следующими друг за другом установками для нанесения покрытия предпочтительно расположены сушильные установки 230 для снижения содержания воды в покрытии перед нанесением следующего покрытия. Сушку покрытий осуществляют с помощью горячего воздуха, направленного на бумажное или картонное полотно с покрытием. Нагретый воздух получают с применением известных технологий, например, таких как нагрев пропановой горелкой. Воздух непрерывно рециркулируют с удалением влаги. В данном аспекте изобретения нагретый воздух, температура которого составляет от приблизительно 100 до приблизительно 150°С, направляют на бумажное или картонное полотно так, чтобы температура полотна не превышала приблизительно 110°С. В одном из аспектов данного изобретения температура полотна после первой установки для нанесения покрытия составляет от приблизительно 80 до приблизительно 90°С, а после второго ряда установок для нанесения покрытия и сушки составляет от приблизительно 105 до приблизительно 110°С. Температуру полотна можно определять во многих местах, например, таких как точка 240 измерения температуры полотна. В качестве альтернативы, нагревательные установки 230 также можно модифицировать так, чтобы они обеспечивали охлаждение, например, с применением охлажденного воздуха.
Масса одного слоя эмульсионного покрытия на водной основе находится в интервале от 5 до 15 г/м2, обычно от 7 до 8 г/м2, в расчете на сухую массу покрытия. Температуры сушки и производительность технологической линии зависят от характеристик высыхания конкретных составов для нанесения покрытия, например, от процентного содержания твердых веществ, массы 1 м2 и поглощающей способности основы, и от характеристик оборудования. Количество нанесенного покрытия можно измерять в точках 250 измерения покрытия. Режим сушки следует регулировать для предотвращения образования пузырей в покрытии и слипания рулона, или выщипывания покрытия во время перемотки основы с покрытием, или расслоения картона.
В другом аспекте данного изобретения каждая сторона бумаги или картона может включать множество слоев покрытия. Данные слои можно наносить с применением множества автономных установок для нанесения покрытия, например, двух установок 210, 212, 214 и 216 с каждой стороны, как показано на фиг.2, но их количество также может быть и больше. Каждую установку для нанесения покрытия можно применять для нанесения покрытия из такой же дисперсии полимера, как в первой установке для нанесения покрытия, или из другой дисперсии полимера.
Обычно первый слой обеспечивает оптимальную жиронепроницаемость и влагозащитные свойства, а второй слой служит для обеспечения дополнительных водозащитных свойств и для обеспечения термосвариваемой поверхности. Однако также возможны и другие варианты в пределах объема данного изобретения.
Система предпочтительно включает множество установок для нанесения покрытия, пригодных для независимого нанесения одного или более слоев покрытия на обе стороны основы за один производственный цикл. Требуемую композицию для нанесения покрытия подают в конкретную установку для нанесения покрытия, которая должна ее наносить. Таким образом, например, систему можно оборудовать двумя установками для нанесения покрытия для нанесения на первую сторону основы двух последовательных слоев пигмента, пригодных для поверхностной печати, и двумя дополнительными установками для нанесения покрытия, предназначенными для нанесения на противоположную вторую сторону основы покрытия с двумя барьерными слоями для обеспечения достаточной жиронепроницаемости и влагонепроницаемости и пригодности для термосваривания. Благодаря применению автономных установок для нанесения покрытия такую систему можно легко адаптировать для обеспечения большего или меньшего числа слоев на любой из сторон или на обеих сторонах основы путем простого регулирования числа применяемых установок для нанесения покрытия, без необходимости перенастройки бумагоделательной или картоноделательной машины. Сами композиции для нанесения покрытия также можно легко менять в смесительных установках для изменения свойств каждого слоя. Таким образом, можно производить широкий ассортимент изделий, спроектированных особым образом, поскольку переход от одного изделия к другому является относительно простым действием и не требует изменения состава оборудования или технологических операций картоноделательной машины.
Дополнительным преимуществом применения автономных установок для нанесения покрытия является возможность нанесения покрытия на бумагу или картон, изготовленные на отдаленном оборудовании.
В другом аспекте данного изобретения толщину покрытия измеряют с применением ИК-спектроскопии. Проведение ИК-спектроскопии в режиме реального времени предоставляет возможность непрерывного наблюдения за толщиной покрытия, так что эксплуатационные параметры при необходимости можно регулировать для последовательного достижения требуемой толщины покрытия. Предпочтительно, можно измерять количество каждого нанесенного слоя покрытия для достижения аналогичных барьерных и других свойств в каждой партии изделий и для избежания расходов, связанных с применением избыточного количества покрытия. Измерения можно проводить в точках 250 измерений, показанных на фиг.2.
После одной или более установок для нанесения покрытия бумагу или картон с покрытием сушат в еще одной сушильной установке, а затем охлаждают перед наматыванием на барабан. Охлаждение высушенных бумаги или картона с покрытием проводят с применением холодного воздуха и охлаждающих цилиндров, где внутри цилиндра, вращающегося против полотна (показан как 220 на фиг.2), циркулирует вода. Охлаждающая вода поступает в один торец цилиндра и выходит из другого торца. Имеются два охлаждающих цилиндра, по одному на каждую сторону бумажного или картонного полотна. Охлаждение эффективно снижает температуру бумаги или картона с покрытием до 40°С или менее. Подходящая сушка необходима для достижения хорошего пленкообразования и хороших барьерных свойств и в то же время для избежания прилипания термосвариваемых покрытий в рулонах, что также известно как «слипание». Режим охлаждения выбирают так, чтобы остановить сушку на правильной стадии для избежания полного высушивания, чтобы покрытие было пригодно для термосваривания, и в то же время для обеспечения достаточного высушивания, чтобы предотвратить слипание.
После охлаждения бумагу или картон с покрытием можно каландрировать.
Дополнительные преимущества системы и способа по данному изобретению состоят в том, что все отходы картона с покрытием из данного процесса можно повторно использовать непосредственно в процессе изготовления бумаги или картона без отделения покрытия перед повторным использованием. В данном аспекте изобретения повторно используют 100% отходов картона с покрытием. В связи с этим предпочтительно, чтобы применяемые композиции для нанесения покрытия не содержали воски в обнаруживаемых количествах. Хотя воски обычно применяют во многих покрытиях для повышения водонепроницаемости и обеспечения пароизоляции, воски оказывают неблагоприятное воздействие на повторное использование, поскольку они приводят к образованию липких комков во вторичной бумажной массе. Описанные в данном документе композиции пригодны для обеспечения превосходных барьерных свойств без необходимости применения восковых компонентов. Когда нанесение покрытия проводят на той же фабрике, где изготавливают бумагу или картон, снижаются расходы на транспортировку отходов картона с покрытием.
Изделия из бумаги или картона с покрытием
Изделия из бумаги или картона с покрытием, изготовленные согласно способу, описанному в данном документе, поддаются биологическому разложению и пригодны для повторного использования без отделения покрытия. Изделия из бумаги или картона с покрытием можно применять для обеспечения влагонепроницаемости и жиронепроницаемости. Изделия из бумаги или картона с покрытием пригодны для термосваривания и их можно использовать в микроволновой печи. Изделия из бумаги и картона с покрытием можно применять в качестве разнообразных упаковок для пищевых продуктов, например, таких как упаковка для хлебобулочных изделий, подносы для салата, контейнеры для замороженных пищевых продуктов, упаковка для сэндвичей, конфет и жевательной резинки.
На фиг.3 в общих чертах изображен картон с покрытием. Как показано на фиг.3, изделие из бумаги или картона может включать средний слой 110 основы. Средний слой 110 основы обычно включает древесную массу, и размолотую бумажную массу, а каждая сторона среднего слоя может включать области целлюлозы, образовавшиеся в результате процесса отбеливания. Древесная масса в среднем слое обеспечивает объем, тогда как слои целлюлозы обеспечивают гибкость, а также повышенную белизну. Основу также можно изготовить полностью из целлюлозы или она может содержать повторно используемую бумажную массу. Также в качестве материала основы для нанесения покрытия можно применять бумагу.
На одну сторону среднего слоя 110 основы можно нанести слой 120 предварительного пигментного покрытия и слой 121 верхнего пигментного покрытия. Данные слои придают поверхности хорошие печатные свойства. Путем обеспечения двух пигментных слоев можно получить более гладкое покрытие с меньшими отклонениями и точечными дефектами. На противоположную сторону можно нанести первый барьерный слой 130 и второй барьерный слой 131 для обеспечения требуемых барьерных свойств в конечном материале, таких как жиронепроницаемость, водонепроницаемость и термостойкость.
Следующие примеры предназначены для иллюстрации данного изобретения, а не для его ограничения. Все процентные содержания, применяемые в данном документе, выражены в масс.%, если не указано иное.
Все патенты, заявки на патенты и ссылки на литературу, процитированные в данном документе, таким образом, включены во всей своей полноте путем ссылки.
ПРИМЕРЫ
ПРИМЕР 1: Приготовление покрытий
Покрытия приготовили с применением компонентов, типы и количества которых описаны ниже.
Покрытие А: (46,3% твердых веществ)
Компонент Количество, кг
Акриловая эмульсия 867
Тальк (сухой порошок) 124
Синтетический пеногаситель 5,0
Диспергирующая добавка 1,3
Синтетический загуститель 3,3
Покрытие В: (56% твердых веществ)
Компонент Количество
Акриловая эмульсия 779
Тальк (сухой порошок) 160
Синтетический пеногаситель 4,4
Диспергирующая добавка 1,9
Покрытие С: (60% твердых веществ)
Компонент Количество
Стирол-бутадиеновая дисперсия 1000
ПРИМЕР 2: Приготовление картона с жиронепронииаемым и влагонепроницаемым покрытием
Картон марки Strom-baseboard, имеющий массу 1 м2 231 г/м2, изготовленный на картоноделательной машине компании Stromdal, подавали в автономную установку для нанесения покрытия. На картон нанесли Покрытие А, описанное в Примере 1; масса покрытия составляла 8 г/м2 (массы покрытия выражены как сухая масса). Картон с покрытием сушили с помощью горячего воздуха при температуре 260°С в течение приблизительно 0,4 с для обеспечения температуры полотна, составляющей 70-90°С. После нанесения Покрытия А нанесли Покрытие В, описанное в Примере 1, в следующей установке для нанесения покрытия с применением такой же методики, которую применяли для нанесения Покрытия А. Покрытие В наносили в количестве 7 г/м2. Картон с покрытием сушили с помощью горячего воздуха при температуре 500°С в течение приблизительно 0,4 с, после чего сушили с помощью горячего воздуха при температуре 160°С в течение приблизительно 4 с. После этого температура полотна достигла значения 100-108°С. Высушенную картонную основу с нанесенным покрытием охладили путем приведения основы в контакт с барабаном, температура которого составляла 30-40°С, и охлаждающим воздухом, чтобы температура полотна достигла значения 30-40°С перед наматыванием картонного полотна на периферическом накате барабанного типа (Pope reeler). На верхнюю сторону нанесли покрытие пригодного для печати пигмента. Охлажденную основу каландрировали путем пропускания основы через валки, оказывающие давление 40 кН/м и имеющие температуру 160°С. Слой Покрытия А обеспечивает проникновение жира в картон, равное 0 после 15 мин при температуре печи 200°С. Слой Покрытия В обеспечивает влагонепроницаемость. Водонепроницаемость, измеренная с помощью испытания на поглощение воды по методу Кобба (время 30 мин), составляет менее 10 г/м2. Полученный картон с покрытием обладает такими поверхностными свойствами, как, например, пригодность для термосваривания и неслипаемость, которые делают его пригодным для дальнейшей обработки и применений. Покрытие выдерживает нагрев в печи до температуры 220°С без потери своих барьерных свойств. Кроме того, никакие вещества не переходят из покрытия в пищевой продукт, контактирующий с данным покрытием. В то же время, покрытие пригодно для термосваривания при давлении 0,55-0,69 МПа (80-100 фунтов на кв.дюйм) и температуре 160-200°С за время 1-1,5 с. Применяемый в данном документе термин «пригодный для термосваривания» относится к материалу, который сваривается при давлении и повышенной температуре без склеивающих веществ, что приводит к разрыву волокон при разделении двух термосвариваемых поверхностей. Покрытие также можно склеивать с помощью клеев на водной основе без перфорирования поверхности или необходимости обработки коронным разрядом, которая требуется для традиционно применяемых экструдированных полиолефинов, таких как полиэтиленовые покрытия.
ПРИМЕР 3: Приготовление влагонепроницаемого и жиронепроницаемого картона
Картон подавали в установку для нанесения покрытия. На картон нанесли Покрытие С, описанное в Примере 1, в количестве 8 г/м2. Картон с покрытием сушили при температуре 200°С в течение приблизительно 0,4 с. Затем нанесли Покрытие В, описанное в Примере 1, в следующей установке для нанесения покрытия с применением такой же методики, которую применяли для нанесения Покрытия С. Покрытие В наносили в количестве 7 г/м2. Картон с покрытием сушили с помощью горячего воздуха при температуре 500°С в течение приблизительно 0,4 с, после чего сушили с помощью горячего воздуха при температуре 160°С в течение приблизительно 4 с. После этого температура полотна достигла значения 100-108°С. Картонную основу с высушенным покрытием охладили путем приведения основы в контакт с барабаном, температура которого составляла 30-40°С, и охлаждающим воздухом, чтобы температура полотна достигла значения 30-40°С перед наматыванием картонного полотна на периферическом накате барабанного типа. На верхнюю сторону нанесли покрытие пригодного для печати пигмента. Охлажденную основу каландрировали путем пропускания основы через валки, оказывающие давление 40 кН/м и имеющие температуру 160°С. Слой Покрытия С обеспечивает непроницаемость для паров влаги (СППВ), составляющую менее 35 г/м2. Слой Покрытия В делает картон пригодным для термосваривания и обеспечивает водонепроницаемость, которая составляет менее 10 г/м2 при измерении с помощью испытания на поглощение воды по методу Кобба (время 30 мин). Сочетание двух данных слоев покрытия обеспечивает проникновение жира, равное 0 после 15 мин при температуре печи 200°С. Полученный картон с покрытием обладает такими поверхностными свойствами, как, например, пригодность для термосваривания и неслипаемость, которые делают его пригодным для дальнейшей обработки и применений. Покрытие выдерживает нагрев в печи до температуры 220°С без потери своих барьерных свойств. Кроме того, никакие вещества не переходят из покрытия в пищевой продукт, контактирующий с данным покрытием. В то же время, покрытие пригодно для термосваривания при давлении 0,55-0,69 МПа (80-100 фунтов на кв.дюйм) и температуре 160-200°С за время 1-1,5 с. Применяемый в данном документе термин «пригодный для термосваривания» относится к материалу, который сваривается при давлении и повышенной температуре без склеивающих веществ, что приводит к разрыву волокон при разделении двух термосвариваемых поверхностей. Покрытие также можно склеивать с помощью клеев на водной основе без перфорирования поверхности или необходимости обработки коронным разрядом, которая требуется для традиционно применяемых экструдированных полиолефинов, таких как полиэтиленовые покрытия.
На противоположную сторону картона нанесли два слоя пигментного покрытия, в количестве 11 г/м2 каждый. Пигменты представляют собой, главным образом, карбонат кальция, но в верхнем слое покрытия также применяют глину. Пигментные покрытия наносят с помощью таких же установок для нанесения покрытия, но вместо стержней или рифленых стержней применяют шаберы для дозирования необходимой массы покрытия и получения ровной поверхности покрытия.
ПРИМЕР 4: Термические испытания
Термические испытания проводили на образце картона с покрытием размерами 10×10 см. Маслянистую выпечку поместили на сторону с покрытием и подвергли термической обработке при 200°С в течение 15 мин. После охлаждения (5 мин) проверяли проникновение жира через покрытие на сторону картона без покрытия. Результаты оценивали по шкале 0-5, где 0 означает отсутствие проникновение жира.
Шкала оценки
Значение Проникновение жира в сторону без покрытия
0: отсутствие проникновение жира
1: пара пятен жира
2: несколько пятен жира
3: <50% площади поверхности
4: >50% площади поверхности
5: вся площадь поверхности
Хотя данное изобретение было описано со ссылкой на особые воплощения конкретных способов и изделий, следует иметь в виду, что на основе настоящего описания можно предложить различные изменения, модификации и усовершенствования, которые остаются в пределах сущности и объема данного изобретения, которые определены в последующей формуле изобретения.

Claims (20)

1. Способ изготовления бумаги или картона с покрытием, пригодных для переработки, с использованием традиционной системы изготовления бумаги или картона, содержащей машину для изготовления основы, обеспечивающую поверхностное проклеивание и каландрирование бумаги или картона, в котором на бумагу или картон наносят покрытие из водной дисперсии полимера, отличающийся тем, что покрытие состоит из по меньшей мере двух слоев, где второй слой покрытия контактирует с первым слоем покрытия и каждый слой покрытия содержит водную дисперсию полимера, состоящую из от приблизительно 70 до приблизительно 90 масс.% полимерной эмульсии («связующее»), в расчете на сухую массу покрытия, и от приблизительно 10 до приблизительно 30 масс.% пигмента («пигмент»), в расчете на сухую массу покрытия, и водная дисперсия полимера дополнительно включает добавки, выбранные из группы, состоящей из загустителей, пеногасителей или противовспенивателей, диспергирующих добавок, сшивающих агентов, понижающих трение добавок, разделительных агентов и антиадгезивов, и покрытие не содержит воски в обнаруживаемых количествах, где способ включает стадии:
a) операцию нанесения покрытия, которую осуществляют автономно и отдельно от изготовления бумаги или картона, но в том же производственном помещении, используя традиционную машину для изготовления основы для нанесения покрытия на водной основе на бумагу или картон;
b) охлаждение бумаги или картона до температуры от приблизительно 30°C до приблизительно 40°C перед нанесением указанного покрытия из водной дисперсии полимера;
c) сушку каждого из слоев покрытия при повышенной температуре посредством подачи нагретого воздуха, имеющего температуру от 100 до 150°C;
d) каландрирование бумаги или картона с покрытием после завершения стадий (b) и (с),
где в результате стадий (b) и (с) сушки и охлаждения получают изделие из картона с покрытием, водонепроницаемость которого составляет менее приблизительно 10 г/м2, а скорость проникновения паров влаги составляет менее 120 г/м2, при массе покрытия на изделии из бумаги или картона, составляющей от 5 до 15 г/м2, в результате чего изделие из бумаги или картона с покрытием пригодно к термосвариванию.
2. Способ по п.1, где водную дисперсию полимера наносят в виде жидкости для нанесения покрытия на полотно бумаги или картона, имеющее температуру менее или равную примерно 40°C.
3. Способ по п.2, где стадию (b) охлаждения выполняют с помощью воздушного охлаждения или путем приведения бумаги или картона с покрытием в контакт с охлаждающим цилиндром при температуре от 30°C до приблизительно 40°C.
4. Способ по п.1, где вязкость покрытия на водной основе составляет от приблизительно 400 до приблизительно 1000 мПа·с, а содержание твердых веществ составляет от приблизительно 40 до приблизительно 60 масс.%, в расчете на массу покрытия.
5. Способ по п.1, где полимерную эмульсию выбирают из группы, состоящей из акриловых полимеров, акриловых сополимеров, сополимеров стирола и бутадиена, полимеров винилацетата, поливинилового спирта, сополимера этилена и винилацетата и их смесей.
6. Способ по п.5, где акриловый полимер выбирают из группы, состоящей из этилакрилата, метилметакрилата, бутилакрилата, 2-этилгексилакрилата, метилакрилата, этилметакрилата и их смесей.
7. Способ по п.6, где полимерная эмульсия представляет собой акриловую эмульсию или стирол-бутадиеновую эмульсию.
8. Способ по п.5, где пигмент для дисперсии полимера выбирают из группы, состоящей из водных дисперсий глин для покрытий, диоксида титана, карбоната кальция, сульфата бария, талька, сульфата цинка, сульфата алюминия, продуктов реакции оксида кальция, литопона, сульфида цинка и их смесей.
9. Способ по п.8, где пигмент представляет собой тальк.
10. Способ по любому из предшествующих пунктов, где каждый слой покрытия наносят с помощью стержня или планки с образованием покрытия на водной основе массой от приблизительно 5 г/м2 до приблизительно 10 г/м2.
11. Способ по п.10, где каждый слой покрытия образован из другой полимерной эмульсии.
12. Способ по п.10, где на каждую сторону бумаги или картона наносят по меньшей мере один слой покрытия.
13. Способ по п.11 или 12, где первый и второй слои покрытия включают пигмент, выбранный из группы, состоящей из водных дисперсий глин для покрытий, диоксида титана, карбоната кальция, сульфата бария, талька, сульфата цинка, сульфата алюминия, продуктов реакции оксида кальция, литопона, сульфида цинка и их смесей.
14. Способ по п.13, где пигмент представляет собой тальк.
15. Изделие из бумаги или картона с покрытием, включающее слой основы, на которую нанесено покрытие, полученное способом по п.1, причем покрытие включает водную дисперсию полимера, отличающееся тем, что покрытие содержит по меньшей мере первый и второй слои покрытия, где второй слой покрытия контактирует с первым слоем покрытия, и каждый слой покрытия содержит водную дисперсию полимера, состоящую из от приблизительно 70 до приблизительно 90 масс.% полимерной эмульсии («связующее»), в расчете на сухую массу покрытия, и от приблизительно 10 до приблизительно 30 масс.% пигмента («пигмент»), в расчете на сухую массу покрытия, и водная дисперсия полимера дополнительно включает добавки, выбранные из группы, состоящей из загустителей, пеногасителей или противовспенивателей, диспергирующих добавок, сшивающих агентов, понижающих трение добавок, разделительных агентов и антиадгезивов, и покрытие не содержит воски в обнаруживаемых количествах, и покрытие, образованное из первого и второго слоев покрытия имеет массу 5-15 г/м2, где водонепроницаемость изделия из бумаги или картона с покрытием составляет менее приблизительно 10 г/м2, а значение скорости проникновения паров влаги составляет менее 120 г/м2 после 24 ч при температуре 25°C и относительной влажности 75%, когда изделие из бумаги или картона охлаждают до температуры от приблизительно 30°C до приблизительно 40°C перед нанесением слоев покрытия из водной дисперсии полимера и сушат покрытие при повышенной температуре от 100 до 150°C, в результате чего получают изделие из бумаги или картона с покрытием, пригодное для термосваривания, где изделие из бумаги или картона с покрытием пригодно для термосваривания.
16. Изделие с покрытием по п.15, где первую и вторую эмульсии акрилового полимера выбирают из группы, состоящей из этилакрилата, метилметакрилата, бутилакрилата, 2-этилгексилакрилата, метилакрилата, этилметакрилата и их смесей.
17. Изделие с покрытием по п.15, где первый и/или второй слои покрытия включают пигмент, выбранный из группы, состоящей из глин для покрытий, диоксида титана, карбоната кальция, сульфата бария, талька, сульфата цинка, сульфата алюминия, продуктов реакции оксида кальция, литопона, сульфида цинка и их смесей.
18. Изделие с покрытием по п.17, где пигмент представляет собой тальк.
19. Изделие с покрытием по п.15, где первый слой покрытия образован из стирол-бутадиеновой эмульсии, и
второй слой покрытия, контактирующий с первым слоем покрытия, образован из эмульсии акрилового полимера.
20. Изделие с покрытием по п.18, где эмульсию акрилового полимера выбирают из группы, состоящей из этилакрилата, метилметакрилата, бутилакрилата, 2-этилгексилакрилата, метилакрилата, этилметакрилата и их смесей.
RU2011119276/05A 2008-11-07 2009-11-05 Бумага или картон с покрытием, пригодные для переработки, и способы их изготовления RU2518968C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11252608P 2008-11-07 2008-11-07
US61/112,526 2008-11-07
PCT/IB2009/007415 WO2010052571A2 (en) 2008-11-07 2009-11-05 Coated recyclable paper or paperboard and methods for their production

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011119276A RU2011119276A (ru) 2012-12-20
RU2518968C2 true RU2518968C2 (ru) 2014-06-10

Family

ID=42077028

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011119276/05A RU2518968C2 (ru) 2008-11-07 2009-11-05 Бумага или картон с покрытием, пригодные для переработки, и способы их изготовления

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20110262745A1 (ru)
EP (1) EP2358942B1 (ru)
JP (1) JP5571093B2 (ru)
KR (1) KR101419988B1 (ru)
CN (2) CN102292500A (ru)
HK (1) HK1253346A1 (ru)
RU (1) RU2518968C2 (ru)
WO (1) WO2010052571A2 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2753930C2 (ru) * 2016-12-22 2021-08-24 Стора Энсо Ойй Способ изготовления упаковочного материала и упаковочный материал, полученный этим способом
RU2767934C2 (ru) * 2017-06-15 2022-03-22 Кемира Ойй Барьерная покрывная композиция, листовидное изделие и его применение
RU2785320C1 (ru) * 2022-01-19 2022-12-06 Общество с ограниченной ответственностью "Компания Хома" Изделие из перерабатываемого материала с высокими барьерными свойствами на основе бумаги или картона

Families Citing this family (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009108506A1 (en) * 2008-02-19 2009-09-03 Meadwestvaco Corporation Colored paper with controlled tint penetration
US9803088B2 (en) 2009-08-24 2017-10-31 Basf Corporation Enhanced performance of mineral based aqueous barrier coatings
US20110046284A1 (en) * 2009-08-24 2011-02-24 Basf Corporation Novel Treated Mineral Pigments for Aqueous Based Barrier Coatings
FI124104B (fi) * 2011-05-11 2014-03-14 Upm Kymmene Corp Materiaali elintarvikkeen pakkaamiseksi sekä elintarvikepakkaus
CN102824997B (zh) * 2012-09-11 2014-08-20 广州市番禺艺彩印刷联合有限公司 纸板油漆方法
KR101530660B1 (ko) * 2013-11-08 2015-06-22 주식회사 대양화학 방습용 코팅 조성물 및 이의 제조방법
FR3024467B1 (fr) 2014-07-30 2019-05-17 Munksjö Oyj Papier barriere thermoscellant
FR3024468B1 (fr) * 2014-07-30 2019-05-17 Munksjö Oyj Procede de fabrication d'un papier barriere thermoscellant
US9670621B2 (en) 2015-02-11 2017-06-06 Westrock Mwv, Llc Compostable paperboard with oil, grease, and moisture resistance
US9863094B2 (en) 2015-02-11 2018-01-09 Westrock Mwv, Llc Printable compostable paperboard
US9771688B2 (en) * 2015-02-11 2017-09-26 Westrock Mwv, Llc Oil, grease, and moisture resistant paperboard
US9920485B2 (en) 2015-02-11 2018-03-20 Westrock Mwv, Llc Printable compostable paperboard
PL3286378T3 (pl) 2015-04-20 2019-10-31 Kotkamills Group Oyj Sposób i układ do wytwarzania powlekanej tektury i powlekana tektura
US9732474B2 (en) 2015-05-29 2017-08-15 International Paper Company Hydrophobic coated paper substrate for polymer emulsion topcoats and method for making same
EP3497283B1 (en) * 2016-08-09 2022-08-03 WestRock MWV, LLC Oil, grease, and moisture resistant paperboard
US11242461B2 (en) 2016-10-31 2022-02-08 Sun Chemical Corporation Grease, oil, and water resistant coating compositions
US10704200B2 (en) * 2016-11-17 2020-07-07 Westrock Mwv, Llc Oil and grease resistant paperboard
CN110312833B (zh) * 2017-02-27 2022-06-14 维实洛克Mwv有限责任公司 可热封的屏障纸板
JP7105250B2 (ja) 2017-04-28 2022-07-22 サン・ケミカル・コーポレーション ヒートシール性バリアコーティング
FR3071190B1 (fr) * 2017-09-19 2021-02-19 C E E Cie Europeenne Des Emballages Robert Schisler Procede de fabrication de gobelets en carton recouvert de vernis biodegradable et gobelet fabrique selon le procede
WO2019094805A1 (en) 2017-11-13 2019-05-16 Sun Chemical Corporation Water-based coatings for cellulosic substrates
US11401661B2 (en) 2017-11-14 2022-08-02 J & J Green Paper, Inc. Recyclable composition for waterproofing paper utilizing a plant derived wax, pellets of the composition, recyclable waterproof paper laminate including the composition, recyclable hot beverage cup including the laminate, pod for making hot beverages including the laminate, and drinking straw including the laminate
MX2020005103A (es) * 2017-11-17 2020-09-09 Imerys Usa Inc Revestimientos con sello de calor.
EP3800040A1 (en) 2017-11-30 2021-04-07 Dart Container Corporation Apparatus for applying ink and adhesive to sleeve blanks for paper containers and related process
CN108004839B (zh) * 2017-12-20 2020-12-22 常德金德新材料科技股份有限公司 纸张背涂乳液及其制备方法和应用
CN108129926B (zh) * 2017-12-21 2020-07-03 常德金德新材料科技股份有限公司 阻隔涂料及其制备方法和应用
CN108130817B (zh) * 2017-12-21 2021-01-29 常德金德新材料科技股份有限公司 涂布纸及其制备方法
SE542108C2 (en) 2017-12-28 2020-02-25 Stora Enso Oyj A paperboard for packaging of liquid and/or frozen food
JP7424985B2 (ja) 2018-02-19 2024-01-30 ウエストロック・エム・ダブリュー・ヴイ・エルエルシー 少なくとも1つのバリアコート層を有する板紙構造物
US11578462B2 (en) 2018-04-27 2023-02-14 Westrock Mwv, Llc Anti-blocking high barrier paperboard structures
US11377251B2 (en) 2018-04-27 2022-07-05 Westrock Mwv, Llc Heat-sealable paperboard structures and associated paperboard-based containers
CA3098126A1 (en) * 2018-04-30 2019-11-07 Westrock Mwv, Llc Coated paperboard container, method of manufacturing a coated paperboard container, and cup bottom forming apparatus
KR102267634B1 (ko) * 2018-06-05 2021-06-21 (주)리페이퍼 수분산성 제지용 코팅제 조성물 및 이를 이용한 방습성과 블록킹성이 향상된 친환경 식품 포장지의 제조방법
CN109537359A (zh) * 2018-11-30 2019-03-29 浙江金昌特种纸股份有限公司 一种高抗油性砂纸原纸的制备方法
SE543572C2 (en) 2018-12-10 2021-03-30 Stora Enso Oyj Repulpable and heat-sealable packaging material
SE543216C2 (en) 2019-01-25 2020-10-27 Stora Enso Oyj Heat-sealable paperboard
KR102192180B1 (ko) * 2019-04-16 2020-12-16 주식회사 씨앤제이글로벌 종이용기 씰링포장장치
KR102393254B1 (ko) * 2020-03-16 2022-05-03 한국제지 주식회사 친환경 종이컵 원지 제조방법
SE2050575A1 (en) * 2020-05-18 2021-11-19 Stora Enso Oyj A process for producing a packaging material
TWI814014B (zh) * 2020-06-23 2023-09-01 新川創新股份有限公司 紙材以及使用其的軟包裝材
WO2022046934A2 (en) * 2020-08-31 2022-03-03 Westrock Mwv, Llc Thermoformable ovenable recyclable coated cellulosic board, ovenable recyclable coated cellulosic board food vessels thermoformed therefrom, and methods for manufacturing and using thereof
US11549216B2 (en) 2020-11-11 2023-01-10 Sappi North America, Inc. Oil/grease resistant paper products
US20220282429A1 (en) * 2021-03-08 2022-09-08 Gpcp Ip Holdings Llc Compostable paperboard for pressware products
KR102374136B1 (ko) * 2021-06-11 2022-03-14 이치환 재활용이 가능한 금속분 포장지 및 이의 제조방법
CN114179493A (zh) * 2021-12-01 2022-03-15 虎彩印艺股份有限公司 一种制造可回收包装纸的平版印刷去塑工艺
WO2023237806A1 (en) * 2022-06-10 2023-12-14 Upm-Kymmene Corporation Heat sealable barrier material

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6066379A (en) * 1993-09-28 2000-05-23 International Paper Company Repulpable, water repellant paperboard
US6548120B1 (en) * 1993-05-10 2003-04-15 International Paper Company Recyclable and repulpable ream wrap and related methods of manufacture
RU2261300C2 (ru) * 1999-09-08 2005-09-27 Клариант Файненс (Бви) Лимитед Поверхностная отделка бумаги или картона и агент для этой цели
RU2299812C2 (ru) * 2002-05-15 2007-05-27 Кнут Магне ФУРУХЕЙМ Способ изготовления ламинированной бумаги высокой плотности с высокой кислородонепроницаемостью и бумага высокой плотности, полученная этим способом
US7235307B2 (en) * 2004-02-23 2007-06-26 Ast Management, Inc. Process for forming nitrocellulose films

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2337163A (en) * 1939-06-22 1943-12-21 Milne Samuel Hird Apparatus for conditioning paper
NL248960A (ru) * 1959-03-03
US3260690A (en) 1960-02-01 1966-07-12 Entpr Paint Mfg Company Coated paper containers, method of coating and compositions therefor
CH499682A (de) * 1968-07-12 1970-11-30 Lonza Ag Verfahren zur Herstellung von Faserprodukten mit gestrichener, heissiegelbarer und bedruckbarer Oberfläche
FI915948A0 (fi) 1991-12-18 1991-12-18 Flexpap Oy Belaeggningsmaterial, foerfarande att beklaeda material foer aostadkommande av belaeggning och apparatur.
JPH06123100A (ja) * 1992-10-12 1994-05-06 New Oji Paper Co Ltd 剥離紙用基材
US5763100A (en) * 1993-05-10 1998-06-09 International Paper Company Recyclable acrylic coated paper stocks and related methods of manufacture
US5562980A (en) * 1994-11-02 1996-10-08 Cartons St-Laurent Inc. Multi-layer wrapper construction
DK0804505T3 (da) 1995-01-20 1999-12-13 Groupe Rech I D Inc Fremgangsmåde og sammensætning til tilvejebringelse af en genpulpbar fugtdamptæt belægning til fleksible emballager
US5660898A (en) * 1995-08-28 1997-08-26 Westvaco Corporation Heat sealed, ovenable food cartons
US5776619A (en) 1996-07-31 1998-07-07 Fort James Corporation Plate stock
FI102401B1 (fi) 1997-05-28 1998-11-30 Raisio Chem Oy Menetelmä transparentin ja läpäisevyyttä vähentävän pinnoitteen aikaansaamiseksi paperille tai kartongille sekä menetelmässä käytettävä päällystysaine
FI980086A (fi) * 1997-05-28 1998-11-29 Enso Oyj Päällystetty kartonki, sen valmistusmenetelmä sekä siitä muodostetut astiat ja pakkaukset
US5897411A (en) 1997-10-01 1999-04-27 Reichhold Chemicals, Inc. Repulpable moisture vapor barrier
EP1010807B1 (en) * 1998-11-16 2005-10-19 Rohm And Haas Company Polymers for use as barrier coatings
WO2002081818A2 (en) * 2001-04-04 2002-10-17 Advanced Plastics Technologies, Ltd. Process for coating paper, paperboard, and molded fiber with a water-dispersible polyester polymer
EP1249533A1 (en) * 2001-04-14 2002-10-16 The Dow Chemical Company Process for making multilayer coated paper or paperboard
JP5041500B2 (ja) * 2001-08-07 2012-10-03 北越紀州製紙株式会社 防湿シート
US7160608B2 (en) * 2003-06-30 2007-01-09 Oji Paper Co., Ltd. Coated paper
WO2005044469A1 (en) * 2003-10-31 2005-05-19 Appleton Papers Inc. Recyclable repulpable coated paper stock
US20060051603A1 (en) * 2004-09-09 2006-03-09 International Paper Company Biodegradable paper-based cup or package and production method
CN101061273A (zh) * 2004-11-18 2007-10-24 西巴特殊化学水处理有限公司 食品-防粘包装
GB2433450A (en) * 2005-12-22 2007-06-27 Colin Neale Food packaging paperboard
US20070232743A1 (en) 2006-03-30 2007-10-04 Mario Laviolette Method of forming a vapor impermeable, repulpable coating for a cellulosic substrate and a coating composition for the same
WO2007143797A1 (en) 2006-06-16 2007-12-21 Holden, Jeannette Control flow device
US8652086B2 (en) 2006-09-08 2014-02-18 Abbott Medical Optics Inc. Systems and methods for power and flow rate control
CN101715372A (zh) * 2007-03-23 2010-05-26 美格特克系统公司 具备冷却和材料回收能力的幅面涂层涂覆器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6548120B1 (en) * 1993-05-10 2003-04-15 International Paper Company Recyclable and repulpable ream wrap and related methods of manufacture
US6066379A (en) * 1993-09-28 2000-05-23 International Paper Company Repulpable, water repellant paperboard
RU2261300C2 (ru) * 1999-09-08 2005-09-27 Клариант Файненс (Бви) Лимитед Поверхностная отделка бумаги или картона и агент для этой цели
RU2299812C2 (ru) * 2002-05-15 2007-05-27 Кнут Магне ФУРУХЕЙМ Способ изготовления ламинированной бумаги высокой плотности с высокой кислородонепроницаемостью и бумага высокой плотности, полученная этим способом
US7235307B2 (en) * 2004-02-23 2007-06-26 Ast Management, Inc. Process for forming nitrocellulose films

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2753930C2 (ru) * 2016-12-22 2021-08-24 Стора Энсо Ойй Способ изготовления упаковочного материала и упаковочный материал, полученный этим способом
RU2767934C2 (ru) * 2017-06-15 2022-03-22 Кемира Ойй Барьерная покрывная композиция, листовидное изделие и его применение
US11525218B2 (en) 2017-06-15 2022-12-13 Kemira Oyj Barrier coating composition, sheet-like product and its use
RU2805748C2 (ru) * 2021-11-08 2023-10-23 Василий Владимирович Ригин Композиция для создания защитного слоя на поверхности бумаги
RU2785320C1 (ru) * 2022-01-19 2022-12-06 Общество с ограниченной ответственностью "Компания Хома" Изделие из перерабатываемого материала с высокими барьерными свойствами на основе бумаги или картона

Also Published As

Publication number Publication date
CN102292500A (zh) 2011-12-21
WO2010052571A3 (en) 2010-07-01
KR20110099691A (ko) 2011-09-08
KR101419988B1 (ko) 2014-07-15
RU2011119276A (ru) 2012-12-20
JP5571093B2 (ja) 2014-08-13
CN108360290A (zh) 2018-08-03
HK1253346A1 (zh) 2019-06-14
US20110262745A1 (en) 2011-10-27
WO2010052571A2 (en) 2010-05-14
JP2012508330A (ja) 2012-04-05
EP2358942A2 (en) 2011-08-24
EP2358942B1 (en) 2016-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2518968C2 (ru) Бумага или картон с покрытием, пригодные для переработки, и способы их изготовления
EP3286378B1 (en) Method and system for manufacturing a coated paperboard and a coated paperboard
US5654039A (en) Recyclable and compostable coated paper stocks and related methods of manufacture
US8734895B2 (en) Grease, oil and wax resistant paper composition
AU2009251658B2 (en) Low density paperboard
CA3045767A1 (en) Method for manufacturing a packaging material and a packaging material made by the method
CN111902513B (zh) 热封涂层
EP3710548B1 (en) Heat-seal coatings
CN106795696A (zh) 用于制造热密封型屏障纸的方法
US11046483B2 (en) Coated hot drink cup
US10961663B2 (en) Paperboard with low coat weight and high smoothness
CN101827974A (zh) 处理基材的方法
AU2011239619B2 (en) Liner/medium/paper for laminated panel
Kogler et al. Coating of paper and board
SE2250129A1 (en) A method and a system for manufacturing a paperboard
WO2023153989A1 (en) A method and a system for manufacturing a paperboard

Legal Events

Date Code Title Description
TK4A Correction to the publication in the bulletin (patent)

Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 16-2014

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20171106