JP2001226402A - 減成された疎水性粒子状澱粉および紙のサイジングにおけるそれらの使用 - Google Patents
減成された疎水性粒子状澱粉および紙のサイジングにおけるそれらの使用Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】疎水性に化工された、減成され水和した粒子状
澱粉、及びかかる澱粉を含む表面サイジング組成物の有
効量を紙基材の表面に適用して、紙に対して、多孔性の
低下、液体透過に対する抵抗性及び表面強度の増大を与
える方法の提供。 【解決手段】澱粉基剤が約10〜80の水流動性(WF)まで減
成され、又は、化工された及び／又は粒子状の澱粉が実
質上当量の減成試薬及び実質上同じ反応条件を用いて減
成され、当該澱粉は、5〜23個の炭素原子を有する疎水
性炭化水素基により、澱粉質量を基準として約1〜20%
(結合した疎水性物質の質量)の置換レベルで化工され、
そして水和した澱粉は、少なくとも約20ミクロンの体積
平均水和粒子サイズ、及び固形分１%で少なくとも約5%
の水和粒子の体積率を有する。
澱粉、及びかかる澱粉を含む表面サイジング組成物の有
効量を紙基材の表面に適用して、紙に対して、多孔性の
低下、液体透過に対する抵抗性及び表面強度の増大を与
える方法の提供。 【解決手段】澱粉基剤が約10〜80の水流動性(WF)まで減
成され、又は、化工された及び／又は粒子状の澱粉が実
質上当量の減成試薬及び実質上同じ反応条件を用いて減
成され、当該澱粉は、5〜23個の炭素原子を有する疎水
性炭化水素基により、澱粉質量を基準として約1〜20%
(結合した疎水性物質の質量)の置換レベルで化工され、
そして水和した澱粉は、少なくとも約20ミクロンの体積
平均水和粒子サイズ、及び固形分１%で少なくとも約5%
の水和粒子の体積率を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、疎水性を持つよう
化工(modified)され、紙の表面のサイズとして適用され
た場合に紙の多孔性を低下させ、液体による透過に対す
る抵抗性を改善し、そして表面強度を改善するのに特に
有効な、減成された(degradated)粒子状澱粉に関するも
のである。減成された粒子状澱粉およびフィルム形成性
剤の混合物もまた、これらの性質を提供する紙表面のサ
イズとして有効である。
化工(modified)され、紙の表面のサイズとして適用され
た場合に紙の多孔性を低下させ、液体による透過に対す
る抵抗性を改善し、そして表面強度を改善するのに特に
有効な、減成された(degradated)粒子状澱粉に関するも
のである。減成された粒子状澱粉およびフィルム形成性
剤の混合物もまた、これらの性質を提供する紙表面のサ
イズとして有効である。
【０００２】
【従来の技術】紙に表面サイジングを使用することは、
紙およびその加工に対して、紙の強度、紙への液体透過
の遅延ならびに紙への印刷の質および容易性を包含する
幾つかの有益な性質を提供することが知られている。澱
粉は、製紙工業において最もよく使用されている原料の
一つであり、しばしば製紙機の湿潤端に、または表面サ
イズもしくは被覆剤として添加される。
紙およびその加工に対して、紙の強度、紙への液体透過
の遅延ならびに紙への印刷の質および容易性を包含する
幾つかの有益な性質を提供することが知られている。澱
粉は、製紙工業において最もよく使用されている原料の
一つであり、しばしば製紙機の湿潤端に、または表面サ
イズもしくは被覆剤として添加される。
【０００３】様々な等級の紙が、例えば複写機および選
別機に適正に給紙されるために、空気に対する低レベル
の多孔性を必要としている。別の紙の等級は、非水性流
体による透過に抵抗するような高度に連続的なフィルム
がその紙の表面に必要である。
別機に適正に給紙されるために、空気に対する低レベル
の多孔性を必要としている。別の紙の等級は、非水性流
体による透過に抵抗するような高度に連続的なフィルム
がその紙の表面に必要である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】驚くべき事に、疎水性
を持つよう化工され、減成された粒子状澱粉を紙の表面
サイズとして使用することは、紙の多孔性の低下、液体
の透過への抵抗性および表面強度の改善に特に有効であ
るばかりか、費用効果が良いことが見出された。ここに
本発明に従って、疎水性を持つよう化工され、選択され
た減成された粒子状澱粉は、改善された性質、とりわけ
紙の多孔性の低下、液体透過に対する抵抗性および表面
強度の増強を付与する紙の表面サイズとして特に有用で
あることが見出された。
を持つよう化工され、減成された粒子状澱粉を紙の表面
サイズとして使用することは、紙の多孔性の低下、液体
の透過への抵抗性および表面強度の改善に特に有効であ
るばかりか、費用効果が良いことが見出された。ここに
本発明に従って、疎水性を持つよう化工され、選択され
た減成された粒子状澱粉は、改善された性質、とりわけ
紙の多孔性の低下、液体透過に対する抵抗性および表面
強度の増強を付与する紙の表面サイズとして特に有用で
あることが見出された。
【０００５】
【課題を解決するための手段】より詳細には、本発明
は、紙基材の表面に、減成された粒子状疎水性澱粉を含
む表面サイジング組成物の有効量を適用することを含
む、紙に改善された表面サイジング性を有する紙を提供
する方法であって、この澱粉が、乾燥澱粉質量を基準と
して、結合した疎水性物質約1〜20%(質量)の置換レベル
で炭素原子数5〜23の疎水性炭化水素基により化工され
ており、この水和した澱粉粒子の体積平均サイズが少な
くとも約20ミクロンであり、そして水中で1質量%の濃度
で水和した澱粉粒子の体積率が少なくとも約5%であるよ
うな方法に関するものである。典型的には、この澱粉基
剤は、約10〜80の水流動性(WF)まで減成され、または疎
水性を持つよう化工され、そして／または粒子状澱粉は
当量の減成剤および実質上同じ反応条件を用いて減成さ
れる。
は、紙基材の表面に、減成された粒子状疎水性澱粉を含
む表面サイジング組成物の有効量を適用することを含
む、紙に改善された表面サイジング性を有する紙を提供
する方法であって、この澱粉が、乾燥澱粉質量を基準と
して、結合した疎水性物質約1〜20%(質量)の置換レベル
で炭素原子数5〜23の疎水性炭化水素基により化工され
ており、この水和した澱粉粒子の体積平均サイズが少な
くとも約20ミクロンであり、そして水中で1質量%の濃度
で水和した澱粉粒子の体積率が少なくとも約5%であるよ
うな方法に関するものである。典型的には、この澱粉基
剤は、約10〜80の水流動性(WF)まで減成され、または疎
水性を持つよう化工され、そして／または粒子状澱粉は
当量の減成剤および実質上同じ反応条件を用いて減成さ
れる。
【０００６】減成された粒子状澱粉およびフィルム形成
性物質の混合物は、紙の表面サイズとして使用される
時、多孔性の低下、液体透過に対する抵抗性および表面
強度といったような表面サイジング性の改善に有効であ
ることも判明した。より詳細には、減成された粒子状澱
粉のために有用な減成のレベル、体積平均サイズおよび
固形分1%時の水和した澱粉粒子の体積率は、疎水性に化
工され、減成された粒子状澱粉に関して上に記載したも
のと同じである。フィルム形成性剤(フィルムを形成す
る物質)とは、減成された粒子状澱粉に添加された場合
に、多孔性の低下、液体透過に対する抵抗性および表面
強度といったような表面サイジング性の改善の提供を助
けるポリマーを意味することを意図している。フィルム
形成性剤は疎水性に化工された澱粉であってよく、ここ
でこの澱粉は、乾燥澱粉の質量を基準として、結合した
疎水性物質約1〜20%(質量)の置換レベルで炭素原子数5
〜23の疎水性炭化水素基により化工されている。使用す
ることのできるその他のフィルム形成性剤の例は、化工
澱粉(modified starck)、アルギン酸塩、ペクチン、カ
ルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、キ
サンタンガム、ラムサンガムおよびウェランガムであ
る。典型的な化工澱粉は、1〜4個の炭素原子を有するア
ルキル基を有するヒドロキシアルキル化澱粉、酸化され
た、酵素変換された、熱変換された、アセチル化され
た、そしてカチオン化された澱粉を包含する。減成され
た粒子状澱粉：フィルム形成性剤の混合物は、フィルム
形成性剤の質量部当たりの澱粉の質量部で約1:99〜99:1
部の量で使用することができる。
性物質の混合物は、紙の表面サイズとして使用される
時、多孔性の低下、液体透過に対する抵抗性および表面
強度といったような表面サイジング性の改善に有効であ
ることも判明した。より詳細には、減成された粒子状澱
粉のために有用な減成のレベル、体積平均サイズおよび
固形分1%時の水和した澱粉粒子の体積率は、疎水性に化
工され、減成された粒子状澱粉に関して上に記載したも
のと同じである。フィルム形成性剤(フィルムを形成す
る物質)とは、減成された粒子状澱粉に添加された場合
に、多孔性の低下、液体透過に対する抵抗性および表面
強度といったような表面サイジング性の改善の提供を助
けるポリマーを意味することを意図している。フィルム
形成性剤は疎水性に化工された澱粉であってよく、ここ
でこの澱粉は、乾燥澱粉の質量を基準として、結合した
疎水性物質約1〜20%(質量)の置換レベルで炭素原子数5
〜23の疎水性炭化水素基により化工されている。使用す
ることのできるその他のフィルム形成性剤の例は、化工
澱粉(modified starck)、アルギン酸塩、ペクチン、カ
ルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、キ
サンタンガム、ラムサンガムおよびウェランガムであ
る。典型的な化工澱粉は、1〜4個の炭素原子を有するア
ルキル基を有するヒドロキシアルキル化澱粉、酸化され
た、酵素変換された、熱変換された、アセチル化され
た、そしてカチオン化された澱粉を包含する。減成され
た粒子状澱粉：フィルム形成性剤の混合物は、フィルム
形成性剤の質量部当たりの澱粉の質量部で約1:99〜99:1
部の量で使用することができる。
【０００７】本発明により提供され、紙の表面サイジン
グに有用な、選択された澱粉は、減成され、疎水性を持
つよう化工された粒子状澱粉である。本明細書中使用す
る「表面のサイジング」、「表面適用」および「紙の被
覆」という語は、多孔性の低下、液体(例えば水および
水溶液、インク、油、溶媒、グリース、およびシリコー
ン液)透過に対する抵抗性および改善された表面強度を
包含する性質を提供するため、本発明に係る澱粉組成物
を紙に使用または適用することを意味する。
グに有用な、選択された澱粉は、減成され、疎水性を持
つよう化工された粒子状澱粉である。本明細書中使用す
る「表面のサイジング」、「表面適用」および「紙の被
覆」という語は、多孔性の低下、液体(例えば水および
水溶液、インク、油、溶媒、グリース、およびシリコー
ン液)透過に対する抵抗性および改善された表面強度を
包含する性質を提供するため、本発明に係る澱粉組成物
を紙に使用または適用することを意味する。
【０００８】全ての澱粉および穀粉(以後「澱粉」)は、
本発明における基剤としての使用に好適であり、任意の
天然供給源から誘導することができる。本発明において
使用する天然澱粉とは、自然界で見出される澱粉であ
る。交雑育種、転座、逆位、形質転換またはその他の任
意の遺伝子もしくは染色体工学を包含する育種技術(そ
の変法を包含する)によって得られる植物から誘導され
た澱粉もまた好適である。加えて、突然変異育種に関す
る既知の標準法により生成することのできる、上記の属
の構成の人工的な突然変異および変異から生育させた植
物から誘導された澱粉もまた、本発明において好適であ
る。
本発明における基剤としての使用に好適であり、任意の
天然供給源から誘導することができる。本発明において
使用する天然澱粉とは、自然界で見出される澱粉であ
る。交雑育種、転座、逆位、形質転換またはその他の任
意の遺伝子もしくは染色体工学を包含する育種技術(そ
の変法を包含する)によって得られる植物から誘導され
た澱粉もまた好適である。加えて、突然変異育種に関す
る既知の標準法により生成することのできる、上記の属
の構成の人工的な突然変異および変異から生育させた植
物から誘導された澱粉もまた、本発明において好適であ
る。
【０００９】澱粉の典型的な原料は、穀物、塊茎、根、
莢果および果実である。天然原料は、トウモロコシ、エ
ンドウ豆、馬鈴薯、サツマイモ、バナナ、大麦、小麦、
米、サゴ、アマランス、タピオカ、クズウコン、カン
ナ、サトウモロコシ、およびこれらのワキシーまたは高
アミロース変異体であってよい。本明細書中使用する
「ワキシー」という語は、少なくとも約95%(質量)のア
ミロペクチンを含有する澱粉を包含することを意図して
おり、そして「高アミロース」という語は、少なくとも
約40%(質量)のアミロースを含有する澱粉を包含するこ
とを意図している。カチオン性およびアニオン性澱粉と
いった誘導体化または化工された澱粉もまた包含され
る。
莢果および果実である。天然原料は、トウモロコシ、エ
ンドウ豆、馬鈴薯、サツマイモ、バナナ、大麦、小麦、
米、サゴ、アマランス、タピオカ、クズウコン、カン
ナ、サトウモロコシ、およびこれらのワキシーまたは高
アミロース変異体であってよい。本明細書中使用する
「ワキシー」という語は、少なくとも約95%(質量)のア
ミロペクチンを含有する澱粉を包含することを意図して
おり、そして「高アミロース」という語は、少なくとも
約40%(質量)のアミロースを含有する澱粉を包含するこ
とを意図している。カチオン性およびアニオン性澱粉と
いった誘導体化または化工された澱粉もまた包含され
る。
【００１０】本発明に係る澱粉は一般に、変換されたま
たは減成された澱粉、特に、基礎となる、または天然
の、非化工且つ非粒子状澱粉が、約10〜80、特に約30〜
70の水流動性(WF)を持ち、または、化工されたそして／
または粒子状澱粉が当量の減成剤および実質上同じ反応
条件を用いて減成されているような澱粉である。本明細
書に記載する水流動性の測定は、1985年2月12日発行のZ
wiercan等による米国特許第4499116号に開示されるよう
な標準法に従ってトーマス回転剪断型粘度計を用いて行
い、この特許は引用により本明細書の一部とする。
たは減成された澱粉、特に、基礎となる、または天然
の、非化工且つ非粒子状澱粉が、約10〜80、特に約30〜
70の水流動性(WF)を持ち、または、化工されたそして／
または粒子状澱粉が当量の減成剤および実質上同じ反応
条件を用いて減成されているような澱粉である。本明細
書に記載する水流動性の測定は、1985年2月12日発行のZ
wiercan等による米国特許第4499116号に開示されるよう
な標準法に従ってトーマス回転剪断型粘度計を用いて行
い、この特許は引用により本明細書の一部とする。
【００１１】澱粉は、酸化的加水分解、酸加水分解また
は酵素加水分解といった既知の方法を用いて、選択され
た水流動性に変換または減成することができる。澱粉を
変換する特に有用な方法は、1989年6月13日発行のL.Kru
gerによる米国特許第4838944号に開示されるように、マ
ンガン触媒、例えば過マンガン酸カリウムと共に過酸化
水素を使用することを含む。もう一つの有用な澱粉変換
プロセスは、1998年11月10日発行のP.Schlom等による米
国特許第5833755号に開示される、マンガン錯体のよう
な金属を基礎とする配位錯体触媒の使用を含む。米国特
許第4838944号および米国特許第5833755号の両特許に開
示される澱粉変換プロセスは、引用により本明細書の一
部とする。
は酵素加水分解といった既知の方法を用いて、選択され
た水流動性に変換または減成することができる。澱粉を
変換する特に有用な方法は、1989年6月13日発行のL.Kru
gerによる米国特許第4838944号に開示されるように、マ
ンガン触媒、例えば過マンガン酸カリウムと共に過酸化
水素を使用することを含む。もう一つの有用な澱粉変換
プロセスは、1998年11月10日発行のP.Schlom等による米
国特許第5833755号に開示される、マンガン錯体のよう
な金属を基礎とする配位錯体触媒の使用を含む。米国特
許第4838944号および米国特許第5833755号の両特許に開
示される澱粉変換プロセスは、引用により本明細書の一
部とする。
【００１２】澱粉の減成は、水和時(即ち調理による)お
よび／または疎水性置換時に粒子状澱粉が作り出される
ような処理の前または後に実施することができる。化工
されたおよび／または粒子状の澱粉の減成または加水分
解処理の程度は、天然の、非化工および非粒子状澱粉基
剤について10〜80WFを達成するのに用いられる程度と同
じである。
よび／または疎水性置換時に粒子状澱粉が作り出される
ような処理の前または後に実施することができる。化工
されたおよび／または粒子状の澱粉の減成または加水分
解処理の程度は、天然の、非化工および非粒子状澱粉基
剤について10〜80WFを達成するのに用いられる程度と同
じである。
【００１３】本発明に係る澱粉は、粒子状澱粉に形成さ
れる。粒子状澱粉とは、個別の粒子が存在し続けるよう
な幾らかの顆粒構造を、水和後の澱粉が保持することを
意味する。本発明に係る澱粉は、水和した粒子が、少な
くとも約20ミクロン、特に約20〜300ミクロン、より特
には約30〜200ミクロン、最も特には約40〜150ミクロン
の体積平均サイズを有する。さらに、固形分1%の時の水
和澱粉粒子の体積率によって表されるこの粒子状澱粉中
の粒子の数は、少なくとも約5%、特に少なくとも約10
%、より特には少なくとも約20%、そして最も特には少な
くとも約30%である。
れる。粒子状澱粉とは、個別の粒子が存在し続けるよう
な幾らかの顆粒構造を、水和後の澱粉が保持することを
意味する。本発明に係る澱粉は、水和した粒子が、少な
くとも約20ミクロン、特に約20〜300ミクロン、より特
には約30〜200ミクロン、最も特には約40〜150ミクロン
の体積平均サイズを有する。さらに、固形分1%の時の水
和澱粉粒子の体積率によって表されるこの粒子状澱粉中
の粒子の数は、少なくとも約5%、特に少なくとも約10
%、より特には少なくとも約20%、そして最も特には少な
くとも約30%である。
【００１４】粒子状澱粉は、化学的架橋、物理的化工、
物理的会合(即ち結晶化)および／または制御条件下での
水和を包含する、当分野で既知の幾つかの技術によって
製造することができる。化学的架橋は粒子状澱粉を製造
するための特に好適な方法であって、これは、当分野で
知られる幾つかの多官能性架橋剤のいずれかによる処理
を包含し、例えばM.RutenbergおよびD.Solarekによる
『澱粉誘導体：製造および用途』、「Starch:Chemistry
and Technology」、X章、第324〜332頁(1984)に開示さ
れている。このような架橋剤は、二官能性エーテル化お
よび／またはエステル化剤、例えばエピクロルヒドリ
ン、ビス-β-クロルエチルエーテル、二塩基性有機酸、
オキシ塩化燐、トリメタ燐酸塩(即ちアルカリおよびア
ルカリ土類金属塩)、および酢酸および二または三塩基
性カルボン酸の直線状混合酸無水物を包含する。別の有
用な架橋剤は次亜塩素酸ナトリウムであり、これは、19
96年6月4日発行のSolarek等による米国特許第5523339号
(この特許は引用により本明細書の一部とする)に開示さ
れるように、適正な量および少なくとも11のpH条件で使
用する時、架橋澱粉を提供する。特に好適な架橋剤は、
エピクロルヒドリン、オキシ塩化燐、アジピン酸-酢酸
無水物およびトリメタ燐酸ナトリウムであり、最も特に
はエピクロルヒドリンである。
物理的会合(即ち結晶化)および／または制御条件下での
水和を包含する、当分野で既知の幾つかの技術によって
製造することができる。化学的架橋は粒子状澱粉を製造
するための特に好適な方法であって、これは、当分野で
知られる幾つかの多官能性架橋剤のいずれかによる処理
を包含し、例えばM.RutenbergおよびD.Solarekによる
『澱粉誘導体：製造および用途』、「Starch:Chemistry
and Technology」、X章、第324〜332頁(1984)に開示さ
れている。このような架橋剤は、二官能性エーテル化お
よび／またはエステル化剤、例えばエピクロルヒドリ
ン、ビス-β-クロルエチルエーテル、二塩基性有機酸、
オキシ塩化燐、トリメタ燐酸塩(即ちアルカリおよびア
ルカリ土類金属塩)、および酢酸および二または三塩基
性カルボン酸の直線状混合酸無水物を包含する。別の有
用な架橋剤は次亜塩素酸ナトリウムであり、これは、19
96年6月4日発行のSolarek等による米国特許第5523339号
(この特許は引用により本明細書の一部とする)に開示さ
れるように、適正な量および少なくとも11のpH条件で使
用する時、架橋澱粉を提供する。特に好適な架橋剤は、
エピクロルヒドリン、オキシ塩化燐、アジピン酸-酢酸
無水物およびトリメタ燐酸ナトリウムであり、最も特に
はエピクロルヒドリンである。
【００１５】澱粉を物理的に化工して粒子状澱粉を形成
させる一つの技術は、1998年2月17日発行のM.Shah等に
よる米国特許第5718770号に開示される、熱処理による
顆粒澱粉の熱阻害である。本発明に係る澱粉の一つの重
要な性質は、水和した澱粉粒子の体積平均サイズおよび
体積率であって、両者はその粒子状澱粉を製造する際に
使用する条件、例えば調理条件または架橋の程度によっ
て影響を受ける。これは、好適な性質を有する澱粉を提
供する際には、とりわけそれが、多孔性を低下させ、液
体透過に対する抵抗性を提供し、そして表面強度を改善
するための紙の表面サイジングに使用される際には重要
である。水和後の固形分が1%の時に所望の体積平均粒子
サイズおよび体積率を有する本発明に係る澱粉の提供に
有用な化学的架橋のレベルは、約0.05〜5.0架橋／1000
アンヒドログルコース単位の範囲であり、より特には約
0.1〜1.5架橋／1000アンヒドログルコース単位の範囲で
あろう。
させる一つの技術は、1998年2月17日発行のM.Shah等に
よる米国特許第5718770号に開示される、熱処理による
顆粒澱粉の熱阻害である。本発明に係る澱粉の一つの重
要な性質は、水和した澱粉粒子の体積平均サイズおよび
体積率であって、両者はその粒子状澱粉を製造する際に
使用する条件、例えば調理条件または架橋の程度によっ
て影響を受ける。これは、好適な性質を有する澱粉を提
供する際には、とりわけそれが、多孔性を低下させ、液
体透過に対する抵抗性を提供し、そして表面強度を改善
するための紙の表面サイジングに使用される際には重要
である。水和後の固形分が1%の時に所望の体積平均粒子
サイズおよび体積率を有する本発明に係る澱粉の提供に
有用な化学的架橋のレベルは、約0.05〜5.0架橋／1000
アンヒドログルコース単位の範囲であり、より特には約
0.1〜1.5架橋／1000アンヒドログルコース単位の範囲で
あろう。
【００１６】変換されまたは減成されることに加えて、
本発明に係る粒子状澱粉は、少なくとも5個、より特に
は5〜23個、そして最も特には8〜20個の炭素原子を有す
る炭化水素基で疎水性を有するように化工される。とり
わけ好適な態様においては、この疎水性炭化水素基はエ
ステルまたはエーテル置換基であり、飽和または不飽和
炭化水素基を含み、幾つかの分枝を含んでいてよいが、
非分枝炭化水素基が特に好適である。このエステルまた
はエーテル置換基は、他の基が当該置換基の正味の疎水
性を妨害しない限り、炭化水素鎖に加えて他の基を含む
ことができるということもまた理解されるべきである。
本発明に係る粒子状澱粉は、少なくとも5個、より特に
は5〜23個、そして最も特には8〜20個の炭素原子を有す
る炭化水素基で疎水性を有するように化工される。とり
わけ好適な態様においては、この疎水性炭化水素基はエ
ステルまたはエーテル置換基であり、飽和または不飽和
炭化水素基を含み、幾つかの分枝を含んでいてよいが、
非分枝炭化水素基が特に好適である。このエステルまた
はエーテル置換基は、他の基が当該置換基の正味の疎水
性を妨害しない限り、炭化水素鎖に加えて他の基を含む
ことができるということもまた理解されるべきである。
【００１７】澱粉エステルおよびエーテル誘導体の製造
はよく知られており、何年間も実施されてきた。1953年
12月1日登録のC.Caldwell等による米国特許第2661349号
は、澱粉アルキルまたはアルケニルスクシネートのよう
な疎水性澱粉誘導体を記載している。この特許は、水に
懸濁させた試薬および澱粉をアルカリ条件下で混合す
る、標準的エステル化反応を用いてこのような誘導体を
製造する、水性法を記載している。澱粉誘導体を製造す
るためのその他の方法が当分野で知られており、例えば
米国特許第2661349号特許ならびに「化工された澱粉：
性質および用途」、O.Wurzburg編、1986、9章、第131〜
147頁および1997年9月30日発行のR.Billmers等による米
国特許第5672699号に開示されている。
はよく知られており、何年間も実施されてきた。1953年
12月1日登録のC.Caldwell等による米国特許第2661349号
は、澱粉アルキルまたはアルケニルスクシネートのよう
な疎水性澱粉誘導体を記載している。この特許は、水に
懸濁させた試薬および澱粉をアルカリ条件下で混合す
る、標準的エステル化反応を用いてこのような誘導体を
製造する、水性法を記載している。澱粉誘導体を製造す
るためのその他の方法が当分野で知られており、例えば
米国特許第2661349号特許ならびに「化工された澱粉：
性質および用途」、O.Wurzburg編、1986、9章、第131〜
147頁および1997年9月30日発行のR.Billmers等による米
国特許第5672699号に開示されている。
【００１８】疎水性澱粉エステルを製造する際に使用す
る試薬は一般に、以下の式：
る試薬は一般に、以下の式：
【００１９】
【化１】
【００２０】（式中、Rは、ジメチレンまたはトリメチ
レン基または対応する不飽和基、例えばエテニルであ
り；R1は、3〜21個の炭素原子を有する直線状、分枝ま
たは環状アルキル、アルケニル、アラルキルまたはアラ
ルケニル基であり；そしてR2およびR3は個別に、5〜23
個の炭素原子を有する直線状、分枝または環状アルキ
ル、アルケニル、アラルキルまたはアラルケニル基であ
る）のうちの1個を有する有機酸無水物である。
レン基または対応する不飽和基、例えばエテニルであ
り；R1は、3〜21個の炭素原子を有する直線状、分枝ま
たは環状アルキル、アルケニル、アラルキルまたはアラ
ルケニル基であり；そしてR2およびR3は個別に、5〜23
個の炭素原子を有する直線状、分枝または環状アルキ
ル、アルケニル、アラルキルまたはアラルケニル基であ
る）のうちの1個を有する有機酸無水物である。
【００２１】澱粉エステル誘導体の製造のための試薬の
もう一つの好適なクラスは、例えば、一般式：
もう一つの好適なクラスは、例えば、一般式：
【００２２】
【化２】
【００２３】（式中、Zは−CO−または−SO2−であり、
A1は少なくとも5、より特には5〜23個の炭素原子を有す
る炭化水素を含み、R4はHまたはC1-C4アルキルであり、
R5はC1-C4アルキルであり、そしてX-はアニオンであ
る）を有する、1988年1月26日発行のP.Trzaskoによる米
国特許第4721655号に記載のもののような、イミダゾリ
ドまたはカルボン酸もしくはスルホン酸のN,N’-二置換
イミダゾリウム塩を包含する。
A1は少なくとも5、より特には5〜23個の炭素原子を有す
る炭化水素を含み、R4はHまたはC1-C4アルキルであり、
R5はC1-C4アルキルであり、そしてX-はアニオンであ
る）を有する、1988年1月26日発行のP.Trzaskoによる米
国特許第4721655号に記載のもののような、イミダゾリ
ドまたはカルボン酸もしくはスルホン酸のN,N’-二置換
イミダゾリウム塩を包含する。
【００２４】エーテル化試薬として有用な試薬のクラス
は1959年3月3日発行のE.Paschallによる米国特許第2876
117号に記載されており、構造：
は1959年3月3日発行のE.Paschallによる米国特許第2876
117号に記載されており、構造：
【００２５】
【化３】
【００２６】（式中、R6およびR7は個別にHまたはC1-C4
アルキルであり、そしてA2は、少なくとも5、より特に
は5〜23個の炭素原子を有する炭化水素基を含む）を有
する第三アミンとエピハロヒドリンとの反応生成物を含
む。澱粉エーテルの製造に使用できる別のタイプの疎水
性試薬は以下の式：
アルキルであり、そしてA2は、少なくとも5、より特に
は5〜23個の炭素原子を有する炭化水素基を含む）を有
する第三アミンとエピハロヒドリンとの反応生成物を含
む。澱粉エーテルの製造に使用できる別のタイプの疎水
性試薬は以下の式：
【００２７】
【化４】
【００２８】を有する。澱粉エーテルを生成する別のタ
イプの疎水性試薬を下に記載する：式中、R9およびR10
は、水素または、3〜21個の炭素原子を有する直線状、
分枝または環状アルキル、アルケニル、アラルキルもし
くはアラルケニル基である。
イプの疎水性試薬を下に記載する：式中、R9およびR10
は、水素または、3〜21個の炭素原子を有する直線状、
分枝または環状アルキル、アルケニル、アラルキルもし
くはアラルケニル基である。
【００２９】
【化５】
【００３０】本発明に係る本明細書に記載の疎水性炭化
水素および特にエステルまたはエーテル誘導体は、乾燥
澱粉の質量を基準として約1〜20%、特に約3〜12%(質量)
の結合した誘導体または置換基を含むであろう。幾つか
の場合には、単一の試薬を使用して、澱粉を架橋し且つ
疎水性を有するよう化工することができる。
水素および特にエステルまたはエーテル誘導体は、乾燥
澱粉の質量を基準として約1〜20%、特に約3〜12%(質量)
の結合した誘導体または置換基を含むであろう。幾つか
の場合には、単一の試薬を使用して、澱粉を架橋し且つ
疎水性を有するよう化工することができる。
【００３１】本発明に係る疎水性を有するよう化工され
た澱粉エステルまたはエーテル、とりわけエステルは、
紙の多孔性の低下、液体透過に対する抵抗性および表面
強度を包含する改善された表面サイジング特性を提供す
るための紙の表面サイジングまたは被覆に有用である。
この澱粉表面サイジング組成物は、紙基材の質量を基準
として約0.5〜15%(質量)、特に約2〜6%(質量)の量をこ
の目的のために使用する。
た澱粉エステルまたはエーテル、とりわけエステルは、
紙の多孔性の低下、液体透過に対する抵抗性および表面
強度を包含する改善された表面サイジング特性を提供す
るための紙の表面サイジングまたは被覆に有用である。
この澱粉表面サイジング組成物は、紙基材の質量を基準
として約0.5〜15%(質量)、特に約2〜6%(質量)の量をこ
の目的のために使用する。
【００３２】本明細書に記載の、減成され疎水性を有す
るよう化工された粒子状澱粉は、改善された性質、特に
紙の多孔性の低下、液体透過に対する抵抗性および表面
強度を提供するための紙の表面サイズとして有用であ
る。この型の特に有用な澱粉は、水和した澱粉粒子が、
少なくとも約20ミクロン、特に約20〜300ミクロン、よ
り特には約30〜200ミクロン、最も特には約40〜150ミク
ロンの体積平均サイズ(本明細書に記載)を有する澱粉で
ある。
るよう化工された粒子状澱粉は、改善された性質、特に
紙の多孔性の低下、液体透過に対する抵抗性および表面
強度を提供するための紙の表面サイズとして有用であ
る。この型の特に有用な澱粉は、水和した澱粉粒子が、
少なくとも約20ミクロン、特に約20〜300ミクロン、よ
り特には約30〜200ミクロン、最も特には約40〜150ミク
ロンの体積平均サイズ(本明細書に記載)を有する澱粉で
ある。
【００３３】この澱粉の表面サイジング物質は、サイズ
アプリケーター、例えば常套的双子ロールサイズプレ
ス、タブサイズプレス、カレンダーウォーターボック
ス、プレ計量サイズプレスまたはゲートロールによる紙
の繊維表面への適用を含む、既知の適用法を用いて紙に
適用することができる。プレ計量サイズプレスおよびゲ
ートロール以外のアプリケーターでは、乾燥紙がフラッ
デッドニップを通過し、表面サイジング物質の溶液また
は分散液およびその他の機能的化学物質が紙の両面に接
触する。過剰の液体はプレスで搾り取り、紙を再乾燥し
ねかせる。プレ計量サイズプレスおよびゲートロールで
は、サイジング物質の溶液または分散液およびその他の
機能的化学物質をアプリケーターロール上に計量し、次
にこれを紙の表面への溶液または分散液に適用し、次い
で再乾燥し、硬化させる。
アプリケーター、例えば常套的双子ロールサイズプレ
ス、タブサイズプレス、カレンダーウォーターボック
ス、プレ計量サイズプレスまたはゲートロールによる紙
の繊維表面への適用を含む、既知の適用法を用いて紙に
適用することができる。プレ計量サイズプレスおよびゲ
ートロール以外のアプリケーターでは、乾燥紙がフラッ
デッドニップを通過し、表面サイジング物質の溶液また
は分散液およびその他の機能的化学物質が紙の両面に接
触する。過剰の液体はプレスで搾り取り、紙を再乾燥し
ねかせる。プレ計量サイズプレスおよびゲートロールで
は、サイジング物質の溶液または分散液およびその他の
機能的化学物質をアプリケーターロール上に計量し、次
にこれを紙の表面への溶液または分散液に適用し、次い
で再乾燥し、硬化させる。
【００３４】本発明に係る表面サイズ組成物は、全ての
タイプのセルロース性および非セルロース性繊維の両
方、およびその組み合わせから製造される紙および板紙
の表面サイジングに首尾よく利用することができる。セ
ルロース系物質と、合成品、例えばポリアミド、ポリエ
ステルおよびポリアクリル樹脂繊維から誘導された、な
らびに鉱物性繊維、例えばアスベストおよびガラスから
誘導された非セルロース系物質との組み合わせから製造
されるシート様素材および注型製品もまた包含される。
使用できる硬木または軟木セルロース系繊維は、漂白お
よび未漂白硫酸塩(Kraft)、漂白および未漂白亜硫酸
塩、漂白および非漂白ソーダ、中性亜硫酸塩、半化学物
質、木材パルプ用砕木、化学的木材パルプ用砕木、およ
びこれらの繊維の任意の組み合わせを包含する。加え
て、ビスコースレーヨンまたは再生セルロース型の合成
セルロース系繊維、および様々な原料由来のリサイクル
された使用済みの紙もまた使用できる。
タイプのセルロース性および非セルロース性繊維の両
方、およびその組み合わせから製造される紙および板紙
の表面サイジングに首尾よく利用することができる。セ
ルロース系物質と、合成品、例えばポリアミド、ポリエ
ステルおよびポリアクリル樹脂繊維から誘導された、な
らびに鉱物性繊維、例えばアスベストおよびガラスから
誘導された非セルロース系物質との組み合わせから製造
されるシート様素材および注型製品もまた包含される。
使用できる硬木または軟木セルロース系繊維は、漂白お
よび未漂白硫酸塩(Kraft)、漂白および未漂白亜硫酸
塩、漂白および非漂白ソーダ、中性亜硫酸塩、半化学物
質、木材パルプ用砕木、化学的木材パルプ用砕木、およ
びこれらの繊維の任意の組み合わせを包含する。加え
て、ビスコースレーヨンまたは再生セルロース型の合成
セルロース系繊維、および様々な原料由来のリサイクル
された使用済みの紙もまた使用できる。
【００３５】表面サイジングされる紙製品には、あらゆ
るタイプの顔料および填料を通常のやり方で添加するこ
とができる。このような物質は、粘土、タルク、二酸化
チタン、炭酸カルシウム、硫酸カルシウムおよび珪藻土
を包含するが、これらに限定される訳ではない。紙料添
加剤、例えば消泡剤、ピッチ分散剤、殺粘液菌剤等、お
よびその他のサイジング化合物もまた、本明細書に記載
する表面サイジング混合物と共に使用することができ
る。さらに、より費用効率の高い表面サイジング澱粉を
得るため、より安価な伝統的に使用される澱粉を混和す
ることができる。
るタイプの顔料および填料を通常のやり方で添加するこ
とができる。このような物質は、粘土、タルク、二酸化
チタン、炭酸カルシウム、硫酸カルシウムおよび珪藻土
を包含するが、これらに限定される訳ではない。紙料添
加剤、例えば消泡剤、ピッチ分散剤、殺粘液菌剤等、お
よびその他のサイジング化合物もまた、本明細書に記載
する表面サイジング混合物と共に使用することができ
る。さらに、より費用効率の高い表面サイジング澱粉を
得るため、より安価な伝統的に使用される澱粉を混和す
ることができる。
【００３６】表面サイジング組成物として上記の減成さ
れ疎水性を持つよう化工された粒子状澱粉を使用するこ
とに加えて、減成された粒子状澱粉とフィルム形成性物
質との混合物もまた、紙への表面サイズとして使用する
場合に、多孔性の低下、液体透過に対する抵抗性および
表面強度といった改善された表面サイジング性の提供に
有効であることが見出された。該澱粉に関して有用な、
減成のレベル、固形分1%の時の水和した澱粉粒子の体積
平均サイズおよび水和した澱粉粒子の体積率は、先に述
べた疎水性を持つよう化工され、減成された粒子状澱粉
と同じである。即ち、天然の非化工且つ非粒子状澱粉基
剤の減成レベルは、典型的には約10〜80WF、特に約30〜
70WFであり、または、化工されたおよび／または粒子状
の澱粉は、当量の減成試薬および実質上同じ反応条件を
用いて減成される。水和した澱粉粒子の体積平均サイズ
は一般に少なくとも約20ミクロン、特に約20〜300ミク
ロン、より特には約30〜200ミクロン、そして最も特別
には約40〜150ミクロンである。さらに、該粒子状澱粉
の粒子数は少なくとも約5%、特に少なくとも約10%、よ
り特には少なくとも約20%、最も特には少なくとも約30%
という、固形分1%時の水和澱粉粒子の体積率によって表
される。
れ疎水性を持つよう化工された粒子状澱粉を使用するこ
とに加えて、減成された粒子状澱粉とフィルム形成性物
質との混合物もまた、紙への表面サイズとして使用する
場合に、多孔性の低下、液体透過に対する抵抗性および
表面強度といった改善された表面サイジング性の提供に
有効であることが見出された。該澱粉に関して有用な、
減成のレベル、固形分1%の時の水和した澱粉粒子の体積
平均サイズおよび水和した澱粉粒子の体積率は、先に述
べた疎水性を持つよう化工され、減成された粒子状澱粉
と同じである。即ち、天然の非化工且つ非粒子状澱粉基
剤の減成レベルは、典型的には約10〜80WF、特に約30〜
70WFであり、または、化工されたおよび／または粒子状
の澱粉は、当量の減成試薬および実質上同じ反応条件を
用いて減成される。水和した澱粉粒子の体積平均サイズ
は一般に少なくとも約20ミクロン、特に約20〜300ミク
ロン、より特には約30〜200ミクロン、そして最も特別
には約40〜150ミクロンである。さらに、該粒子状澱粉
の粒子数は少なくとも約5%、特に少なくとも約10%、よ
り特には少なくとも約20%、最も特には少なくとも約30%
という、固形分1%時の水和澱粉粒子の体積率によって表
される。
【００３７】粒子状澱粉は、上記のように、化学的架
橋、物理的化工、制御条件の下での物理的会合または水
和によって製造することができるが、化学的架橋が特に
好適な方法である。フィルム形成性剤は疎水性を持つよ
う化工された澱粉であってよく、ここで疎水性物質と
は、少なくとも5、より特には5〜23個の炭素原子を有す
る飽和または不飽和炭化水素鎖を含むエステルまたはエ
ーテル置換基であってよく、乾燥澱粉質量を基準として
約1〜20%、特に約3〜12%(質量)の結合した疎水性部分が
存在する。使用できるその他のフィルム形成性剤の例
は、化工澱粉、アルギン酸塩、ペクチン、カルボキシメ
チルセルロース、ポリビニルアルコール、キサンタンガ
ム、ラムサンガムおよびウェランガムである。典型的な
化工澱粉は、1〜4個の炭素原子を有するアルキル基を有
するヒドロキシアルキル化澱粉、酸化された、酵素変換
された、熱変換された、アセチル化された、そしてカチ
オン化された澱粉を包含する。特に好適なフィルム形成
性剤は、疎水性を持つよう化工された澱粉、アルギン酸
塩、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコー
ルおよびペクチンである。粒子状澱粉：フィルム形成性
剤の混合物は、フィルム形成性剤の質量部当たりの澱粉
の質量部約1:99〜99:1部、より特には、フィルム形成性
剤に対して澱粉約30:70〜70:30の量で使用することがで
きる。
橋、物理的化工、制御条件の下での物理的会合または水
和によって製造することができるが、化学的架橋が特に
好適な方法である。フィルム形成性剤は疎水性を持つよ
う化工された澱粉であってよく、ここで疎水性物質と
は、少なくとも5、より特には5〜23個の炭素原子を有す
る飽和または不飽和炭化水素鎖を含むエステルまたはエ
ーテル置換基であってよく、乾燥澱粉質量を基準として
約1〜20%、特に約3〜12%(質量)の結合した疎水性部分が
存在する。使用できるその他のフィルム形成性剤の例
は、化工澱粉、アルギン酸塩、ペクチン、カルボキシメ
チルセルロース、ポリビニルアルコール、キサンタンガ
ム、ラムサンガムおよびウェランガムである。典型的な
化工澱粉は、1〜4個の炭素原子を有するアルキル基を有
するヒドロキシアルキル化澱粉、酸化された、酵素変換
された、熱変換された、アセチル化された、そしてカチ
オン化された澱粉を包含する。特に好適なフィルム形成
性剤は、疎水性を持つよう化工された澱粉、アルギン酸
塩、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコー
ルおよびペクチンである。粒子状澱粉：フィルム形成性
剤の混合物は、フィルム形成性剤の質量部当たりの澱粉
の質量部約1:99〜99:1部、より特には、フィルム形成性
剤に対して澱粉約30:70〜70:30の量で使用することがで
きる。
【００３８】以下の実施例は本発明の態様をさらに例示
するものである。実施例において、別途記載のない限
り、全ての部およびパーセントは質量で示し、温度は全
て摂氏である。実施例中、そして本明細書および請求の
範囲全体を通じて記載されているパラメータに関して、
澱粉の粒子サイズおよび粒子の体積率は以下の方法を用
いて測定された。
するものである。実施例において、別途記載のない限
り、全ての部およびパーセントは質量で示し、温度は全
て摂氏である。実施例中、そして本明細書および請求の
範囲全体を通じて記載されているパラメータに関して、
澱粉の粒子サイズおよび粒子の体積率は以下の方法を用
いて測定された。
【００３９】体積平均水和澱粉粒子サイズの測定方法 レーザー分散粒子径分布分析機(Horiba LA-900)を使用
して水和澱粉粒子の体積平均サイズを測定する。澱粉を
脱イオン水中に5%の乾燥質量固形分量に調製し、マグネ
ティックスターラーを使用して最小限の攪拌を施しつつ
90℃で20分間調理する。分散液として蒸留水を使用し、
澱粉溶液を湿潤モードでHoriba LA-900に添加する。追
加の澱粉または水を加えて透過光が70および95%の間と
なるようにする。粒子径測定の前に試料を完全に分散さ
せるため、試料を超音波室内で超音波を用いて60秒間振
盪する。粒子径分布および平均粒子径を、体積を基準と
してこの装置により測定する。実際の屈折率に関わりな
く全ての溶液について屈折率1.34の値を使用した。
して水和澱粉粒子の体積平均サイズを測定する。澱粉を
脱イオン水中に5%の乾燥質量固形分量に調製し、マグネ
ティックスターラーを使用して最小限の攪拌を施しつつ
90℃で20分間調理する。分散液として蒸留水を使用し、
澱粉溶液を湿潤モードでHoriba LA-900に添加する。追
加の澱粉または水を加えて透過光が70および95%の間と
なるようにする。粒子径測定の前に試料を完全に分散さ
せるため、試料を超音波室内で超音波を用いて60秒間振
盪する。粒子径分布および平均粒子径を、体積を基準と
してこの装置により測定する。実際の屈折率に関わりな
く全ての溶液について屈折率1.34の値を使用した。
【００４０】固形分1%時の水和澱粉粒子体積率の測定方
法 水和澱粉粒子の占める体積率パーセントをブルーデキス
トラン(Sigmaにより供給される平均分子量2000000のCyb
achron Blue標識化デキストラン)染料排除法を用いて測
定する。青色の標識化デキストランは水和澱粉粒子から
排除される。Dengate等(Starch、30(1978)、3号、80-8
4)およびEvans等(Journal of Texture Studies、10(197
9)、347-370)のデキストラン吸収法を下記のように改変
し、水和澱粉粒子体積率の測定に使用する。
法 水和澱粉粒子の占める体積率パーセントをブルーデキス
トラン(Sigmaにより供給される平均分子量2000000のCyb
achron Blue標識化デキストラン)染料排除法を用いて測
定する。青色の標識化デキストランは水和澱粉粒子から
排除される。Dengate等(Starch、30(1978)、3号、80-8
4)およびEvans等(Journal of Texture Studies、10(197
9)、347-370)のデキストラン吸収法を下記のように改変
し、水和澱粉粒子体積率の測定に使用する。
【００４１】熱水浴中90℃で20分間調理することにより
固形分5%の澱粉溶液を調製する。次に固形分2%の澱粉溶
液20gを、同体積の0.08%(質量)ブルーデキストラン溶液
と混合する。得られた澱粉固形分1%溶液を10000rpmで10
分間遠心し、上清を直ちに分光分析用にデカンテーショ
ンする。上清の吸収をPerkin-Elmer UV-VIS分光計を用
いて400-800nmでスキャンする。データを620nmでサンプ
リングする。脱イオン水の基線ブランクを測定し、試料
のスキャンから差し引く。さらに、固形分2%の澱粉溶液
を同量の脱イオン水(ブルーデキストランポリマーを含
まない)と混合し、10000rpmで10分間遠心し、上清を分
離する。この上清の620nmの吸収(非粒子状可溶性デンプ
ンの分散または吸収を表す)をブルーデキストラン試料
のスキャンから差し引く。次に、脱イオン水中の既知濃
度の一連のブルーデキストラン溶液について前もって決
定しておいた検量線に対する620nmの吸収を比較するこ
とにより、上清中のブルーデキストランの濃度を決定す
る。次いで、以下の式： 固形分1%時の澱粉体積率%＝100−((0.04/上清中のブル
ーデキストランの濃度%)x100) を用いて澱粉粒子の体積率を決定する。
固形分5%の澱粉溶液を調製する。次に固形分2%の澱粉溶
液20gを、同体積の0.08%(質量)ブルーデキストラン溶液
と混合する。得られた澱粉固形分1%溶液を10000rpmで10
分間遠心し、上清を直ちに分光分析用にデカンテーショ
ンする。上清の吸収をPerkin-Elmer UV-VIS分光計を用
いて400-800nmでスキャンする。データを620nmでサンプ
リングする。脱イオン水の基線ブランクを測定し、試料
のスキャンから差し引く。さらに、固形分2%の澱粉溶液
を同量の脱イオン水(ブルーデキストランポリマーを含
まない)と混合し、10000rpmで10分間遠心し、上清を分
離する。この上清の620nmの吸収(非粒子状可溶性デンプ
ンの分散または吸収を表す)をブルーデキストラン試料
のスキャンから差し引く。次に、脱イオン水中の既知濃
度の一連のブルーデキストラン溶液について前もって決
定しておいた検量線に対する620nmの吸収を比較するこ
とにより、上清中のブルーデキストランの濃度を決定す
る。次いで、以下の式： 固形分1%時の澱粉体積率%＝100−((0.04/上清中のブル
ーデキストランの濃度%)x100) を用いて澱粉粒子の体積率を決定する。
【００４２】実施例1 この実施例は、本発明による、変換されまたは減成され
た粒子状のそして疎水性を持つよう化工された澱粉の製
造を例示するものである。乾燥ベースで3000gのワキシ
ートウモロコシ澱粉を水4500mLに懸濁することにより、
澱粉スラリーを調製した。この混合物を室温で攪拌し、
3%NaOH水溶液800gの添加によりpHを11.9に上げた。この
混合物に過マンガン酸カリウムの0.002%水溶液7.5gを加
えた(即ち、澱粉質量を基準にして0.005%であり、これ
は澱粉質量を基準にすると17.5ppmのマンガンイオンに
相当する)。次に5.4gの30%H2O2を3分間かけてこの澱粉
スラリーに加えてスラリーのpHを低下させた(25mLアリ
コートのアルカリ滴定はHCl(0.1N) 18.3mLの結果となっ
た)。H2O2定量紙による陰性試験により過酸化水素の残
存のないことが示されるまで、反応を16時間維持した。
得られた澱粉は水流動性(WF)38まで減成されていること
が判明した。
た粒子状のそして疎水性を持つよう化工された澱粉の製
造を例示するものである。乾燥ベースで3000gのワキシ
ートウモロコシ澱粉を水4500mLに懸濁することにより、
澱粉スラリーを調製した。この混合物を室温で攪拌し、
3%NaOH水溶液800gの添加によりpHを11.9に上げた。この
混合物に過マンガン酸カリウムの0.002%水溶液7.5gを加
えた(即ち、澱粉質量を基準にして0.005%であり、これ
は澱粉質量を基準にすると17.5ppmのマンガンイオンに
相当する)。次に5.4gの30%H2O2を3分間かけてこの澱粉
スラリーに加えてスラリーのpHを低下させた(25mLアリ
コートのアルカリ滴定はHCl(0.1N) 18.3mLの結果となっ
た)。H2O2定量紙による陰性試験により過酸化水素の残
存のないことが示されるまで、反応を16時間維持した。
得られた澱粉は水流動性(WF)38まで減成されていること
が判明した。
【００４３】この澱粉スラリーの温度を40℃に上げた。
澱粉スラリーに80ppmのエピクロルヒドリン(0.24g)を加
え、16時間反応させて澱粉を架橋させた。澱粉スラリー
を室温(25℃)まで冷却し、10%H2SO4で中和することによ
りpHを7.6に調節した。3%NaOHの添加によりpHを約7.5〜
7.8に維持しつつ、この澱粉スラリーに無水コハク酸オ
クテニル(OSAA)(180g)を徐々に加えた。pH制御を7.5お
よび7.8の間に保ちつつ反応を6時間維持した。反応が完
結した後、希塩酸(3:1)でpHを6.0に調節した。澱粉生成
物を濾過により回収し、水で1回洗浄し、風乾した。反
応したOSAAのパーセントをエステル基のケン化によって
決定した。5gの水200mL中の澱粉生成物5gを100℃の温度
で30分間調理した。次にこの調理した澱粉溶液を室温ま
で冷却し、0.1N水酸化ナトリウム50mLを加えた。溶液を
48時間攪拌した。次いで過剰のアルカリを、指示薬にフ
ェノールフタレインを用いて0.1N HClで逆滴定した。こ
の結果は、澱粉エステルが5%のOSAAを含有していること
を示した。90℃20分間で調製された5%(乾燥質量)澱粉調
理物の体積平均粒子径は55ミクロンであり、また、本明
細書に記載のブルーデキストラン法を用いて測定された
固形分1%時の体積率パーセントは14.3%であった。
澱粉スラリーに80ppmのエピクロルヒドリン(0.24g)を加
え、16時間反応させて澱粉を架橋させた。澱粉スラリー
を室温(25℃)まで冷却し、10%H2SO4で中和することによ
りpHを7.6に調節した。3%NaOHの添加によりpHを約7.5〜
7.8に維持しつつ、この澱粉スラリーに無水コハク酸オ
クテニル(OSAA)(180g)を徐々に加えた。pH制御を7.5お
よび7.8の間に保ちつつ反応を6時間維持した。反応が完
結した後、希塩酸(3:1)でpHを6.0に調節した。澱粉生成
物を濾過により回収し、水で1回洗浄し、風乾した。反
応したOSAAのパーセントをエステル基のケン化によって
決定した。5gの水200mL中の澱粉生成物5gを100℃の温度
で30分間調理した。次にこの調理した澱粉溶液を室温ま
で冷却し、0.1N水酸化ナトリウム50mLを加えた。溶液を
48時間攪拌した。次いで過剰のアルカリを、指示薬にフ
ェノールフタレインを用いて0.1N HClで逆滴定した。こ
の結果は、澱粉エステルが5%のOSAAを含有していること
を示した。90℃20分間で調製された5%(乾燥質量)澱粉調
理物の体積平均粒子径は55ミクロンであり、また、本明
細書に記載のブルーデキストラン法を用いて測定された
固形分1%時の体積率パーセントは14.3%であった。
【００４４】実施例2 71WFに変換したワキシー澱粉を6%の無水コハク酸オクテ
ニル(OSAA)と反応させ、実施例1と同じ方法を用いて0、
300、650または1000ppmのエピクロルヒドリンで架橋し
た。これらの試料を総固形分15%で調理した。この分散
物を直接蒸気注入により88〜93℃に加熱し、この温度範
囲に20分間維持した。最終的調理物を10.8%および5.6%
の間の3種類の異なる固体分に調節し(紙に適用する量を
変えるため)、恒温水浴中で66℃に維持した。
ニル(OSAA)と反応させ、実施例1と同じ方法を用いて0、
300、650または1000ppmのエピクロルヒドリンで架橋し
た。これらの試料を総固形分15%で調理した。この分散
物を直接蒸気注入により88〜93℃に加熱し、この温度範
囲に20分間維持した。最終的調理物を10.8%および5.6%
の間の3種類の異なる固体分に調節し(紙に適用する量を
変えるため)、恒温水浴中で66℃に維持した。
【００４５】紙がロールの間のニップを通って垂直に供
給される、水平サイズプレスの体裁に設定された、2個
の加熱されたゴム被覆ステンレススチールロールで構成
されるサイズプレス模擬装置を用いて、表面サイジング
の適用を実施した。表面サイズ澱粉(66℃に予熱)の液溜
(pond)を、ロール間のニップ内に液溜を維持するため、
2L/分の速度でロール間を再循環させた。80#/3000ft2(1
30g/m2)の酸被覆基準製紙原料(22℃／50%相対湿度の部
屋で平衡化の後に前もって秤量)の19cm x 25cmのシート
を、長さ1m x幅20cmのプラスチックリーダーストリップ
にテープで取り付けた。サイズプレス模擬装置の動力源
を切って、このリーダーストリップを二つのロールの間
に送り込んだ。次に、リーダーストリップの末端を保持
している間に、サイズプレス溶液の再循環ポンプを始動
させ、サイズプレスを稼働させるモーターのスイッチを
入れた。リーダーはロールの間のニップを通って機械的
に引き込まれ、取り付けた紙のシートがこれと共に送り
出された。このシートは、再循環する表面サイズ溶液の
入っているサイズプレスニップに到達するまでに100メ
ートル／分の速さにまで加速された。サイズプレス模擬
装置を出た後にリーダー／シートを集め、このようにし
て表面サイズされたシートをリーダーからはずし、写真
型ドラム乾燥機で乾燥させた。
給される、水平サイズプレスの体裁に設定された、2個
の加熱されたゴム被覆ステンレススチールロールで構成
されるサイズプレス模擬装置を用いて、表面サイジング
の適用を実施した。表面サイズ澱粉(66℃に予熱)の液溜
(pond)を、ロール間のニップ内に液溜を維持するため、
2L/分の速度でロール間を再循環させた。80#/3000ft2(1
30g/m2)の酸被覆基準製紙原料(22℃／50%相対湿度の部
屋で平衡化の後に前もって秤量)の19cm x 25cmのシート
を、長さ1m x幅20cmのプラスチックリーダーストリップ
にテープで取り付けた。サイズプレス模擬装置の動力源
を切って、このリーダーストリップを二つのロールの間
に送り込んだ。次に、リーダーストリップの末端を保持
している間に、サイズプレス溶液の再循環ポンプを始動
させ、サイズプレスを稼働させるモーターのスイッチを
入れた。リーダーはロールの間のニップを通って機械的
に引き込まれ、取り付けた紙のシートがこれと共に送り
出された。このシートは、再循環する表面サイズ溶液の
入っているサイズプレスニップに到達するまでに100メ
ートル／分の速さにまで加速された。サイズプレス模擬
装置を出た後にリーダー／シートを集め、このようにし
て表面サイズされたシートをリーダーからはずし、写真
型ドラム乾燥機で乾燥させた。
【００４６】次にこのシートを22℃／相対湿度50%の部
屋で再度条件設定し、再び秤量して、シートに適用され
た表面サイズ澱粉の量(ピックアップ%)を決定した。次
いでこれらのシートを、Hagerty Technologies Model 1
空気透過性試験装置(HagertyTechnologies,Inc.、34Aリ
ンドン・ロード、クイーンズベリー、NY12804)を用いて
空気透過性(多孔性)について試験した。この装置はTAPP
I標準法(T 460 om-88、「紙の空気抵抗性」、TAPPI Pre
ss、アトランタ、GA)を用いて得られる値と等価の多孔
性値を示す。第1表の多孔性値は、空気100cm3がシート
の面積6.4cm2を通過するのに要する時間(シート当たり4
回の読み取り値の平均)である。
屋で再度条件設定し、再び秤量して、シートに適用され
た表面サイズ澱粉の量(ピックアップ%)を決定した。次
いでこれらのシートを、Hagerty Technologies Model 1
空気透過性試験装置(HagertyTechnologies,Inc.、34Aリ
ンドン・ロード、クイーンズベリー、NY12804)を用いて
空気透過性(多孔性)について試験した。この装置はTAPP
I標準法(T 460 om-88、「紙の空気抵抗性」、TAPPI Pre
ss、アトランタ、GA)を用いて得られる値と等価の多孔
性値を示す。第1表の多孔性値は、空気100cm3がシート
の面積6.4cm2を通過するのに要する時間(シート当たり4
回の読み取り値の平均)である。
【００４７】
【表１】
【００４８】減成された粒子状およびOSAAと反応させた
ワキシー澱粉の性能(Hagertyの読み取り値の増加により
測定された)は、評価したエピクロルヒドリン架橋レベ
ルの範囲全体で高く、エピクロルヒドリンの量が増すに
つれて増大する傾向があった。表1に示すように、エピ
クロルヒドリンの量が増加するにつれて、水和した体積
平均粒子サイズおよび固形分1%時の体積率パーセントは
いずれも増加した。エピクロルヒドリン架橋粒子状澱粉
組成物は全て、架橋していない71WF、6%OSAAワキシー澱
粉基剤より高い性能(紙の多孔性の低下)を示した。
ワキシー澱粉の性能(Hagertyの読み取り値の増加により
測定された)は、評価したエピクロルヒドリン架橋レベ
ルの範囲全体で高く、エピクロルヒドリンの量が増すに
つれて増大する傾向があった。表1に示すように、エピ
クロルヒドリンの量が増加するにつれて、水和した体積
平均粒子サイズおよび固形分1%時の体積率パーセントは
いずれも増加した。エピクロルヒドリン架橋粒子状澱粉
組成物は全て、架橋していない71WF、6%OSAAワキシー澱
粉基剤より高い性能(紙の多孔性の低下)を示した。
【００４９】全ての組成物は、高ピックアップで紙を被
覆した場合に24秒より高い多孔性値を生成することので
きなかったヒドロキシエチル化コーンスターチ(Grain P
rocessing Corp. Coatmaster K580)よりも高い度合いで
紙の多孔性を低下させることができた。 実施例3 38WFに変換したワキシー澱粉を、6%のOSAAおよび80また
は120ppmのエピクロルヒドリンと反応させた(実施例1に
従って)。実施例2に従い、これらの澱粉の溶液を調製
し、シートをサイジングし、多孔性値および紙について
の澱粉のピックアップパーセントを測定した。結果を表
2に示す。
覆した場合に24秒より高い多孔性値を生成することので
きなかったヒドロキシエチル化コーンスターチ(Grain P
rocessing Corp. Coatmaster K580)よりも高い度合いで
紙の多孔性を低下させることができた。 実施例3 38WFに変換したワキシー澱粉を、6%のOSAAおよび80また
は120ppmのエピクロルヒドリンと反応させた(実施例1に
従って)。実施例2に従い、これらの澱粉の溶液を調製
し、シートをサイジングし、多孔性値および紙について
の澱粉のピックアップパーセントを測定した。結果を表
2に示す。
【００５０】
【表２】
【００５１】減成された／架橋された／OSAA処理された
ワキシー澱粉は、紙の多孔性を著しく低下させた。この
性能は、体積平均水和粒子サイズおよび水和澱粉粒子体
積率が大である程高かった。 実施例4 60WFに変換したワキシー澱粉を、0、3、6または9%のOSA
Aおよび80ppmのエピクロルヒドリンと反応させた(実施
例1に従って)。実施例2に従い、これらの澱粉の溶液を
調製し、シートをサイジングし、多孔性値および紙につ
いての澱粉のピックアップパーセントを測定した。結果
を表3に示す。
ワキシー澱粉は、紙の多孔性を著しく低下させた。この
性能は、体積平均水和粒子サイズおよび水和澱粉粒子体
積率が大である程高かった。 実施例4 60WFに変換したワキシー澱粉を、0、3、6または9%のOSA
Aおよび80ppmのエピクロルヒドリンと反応させた(実施
例1に従って)。実施例2に従い、これらの澱粉の溶液を
調製し、シートをサイジングし、多孔性値および紙につ
いての澱粉のピックアップパーセントを測定した。結果
を表3に示す。
【００５２】
【表３】
【００５３】減成された粒子状の架橋ワキシー澱粉の性
能(Hagertyの読み取り値の増加により測定)は、澱粉と
反応したOSAAのレベルが増大するに従って著しく向上し
た。全体としての性能は、9%のOSAAレベルで最も高かっ
た。 実施例5 これは、フィルム形成性剤と１：１の比率で混合した減
成された粒子状澱粉の実施例であり、この場合、完全に
分散させた67WFワキシーを6%のOSAAと反応させた。40WF
に変換したワキシー澱粉を80ppmのエピクロルヒドリン
と反応させ(実施例1に従って)、直接蒸気注入により88
〜93℃で調理し、この温度範囲に20分間保持することに
より、水和後に、減成された粒子状澱粉を形成させた。
比較のため、別のワキシー澱粉(38WFに変換)を80ppmの
エピクロルヒドリンおよび6%のOSAAと反応させた(実施
例1に従って)。これをヒドロキシエチル化コーンスター
チ(Grain Processing Corp.、Coatmaster K580)と１：
１の比率で混合した。実施例2に従い、これらの澱粉の
溶液を調製し、シートをサイジングし、多孔性値を測定
した。多孔性値を表4に示す。
能(Hagertyの読み取り値の増加により測定)は、澱粉と
反応したOSAAのレベルが増大するに従って著しく向上し
た。全体としての性能は、9%のOSAAレベルで最も高かっ
た。 実施例5 これは、フィルム形成性剤と１：１の比率で混合した減
成された粒子状澱粉の実施例であり、この場合、完全に
分散させた67WFワキシーを6%のOSAAと反応させた。40WF
に変換したワキシー澱粉を80ppmのエピクロルヒドリン
と反応させ(実施例1に従って)、直接蒸気注入により88
〜93℃で調理し、この温度範囲に20分間保持することに
より、水和後に、減成された粒子状澱粉を形成させた。
比較のため、別のワキシー澱粉(38WFに変換)を80ppmの
エピクロルヒドリンおよび6%のOSAAと反応させた(実施
例1に従って)。これをヒドロキシエチル化コーンスター
チ(Grain Processing Corp.、Coatmaster K580)と１：
１の比率で混合した。実施例2に従い、これらの澱粉の
溶液を調製し、シートをサイジングし、多孔性値を測定
した。多孔性値を表4に示す。
【００５４】
【表４】
【００５５】減成された粒子状澱粉および減成されたOS
AA澱粉(フィルム形成性剤)の混合物は、紙の多孔性の低
下に関して、減成され疎水性の粒子状澱粉とヒドロキシ
エチル化コーンスターチとの混合物と同程度に有効であ
った。 実施例6 38WFに変換したワキシー澱粉を、実施例1に従って、5%
のDDSA(無水コハク酸ドデセニル)または6%のQuat342(3-
クロロ-2-ヒドロキシプロピルドデシルアンモニウムク
ロリド)、および80ppmのエピクロルヒドリンと反応させ
た。両方の澱粉を1:1の比率でヒドロキシエチル化コー
ンスターチ(Grain Processing Corp.、Coatmaster K58
0)と混合した。実施例2に従い、これらの澱粉の溶液を
調製し、シートをサイジングし、多孔性値および紙上で
の澱粉のピックアップパーセントを測定した。結果を表
5に示す。
AA澱粉(フィルム形成性剤)の混合物は、紙の多孔性の低
下に関して、減成され疎水性の粒子状澱粉とヒドロキシ
エチル化コーンスターチとの混合物と同程度に有効であ
った。 実施例6 38WFに変換したワキシー澱粉を、実施例1に従って、5%
のDDSA(無水コハク酸ドデセニル)または6%のQuat342(3-
クロロ-2-ヒドロキシプロピルドデシルアンモニウムク
ロリド)、および80ppmのエピクロルヒドリンと反応させ
た。両方の澱粉を1:1の比率でヒドロキシエチル化コー
ンスターチ(Grain Processing Corp.、Coatmaster K58
0)と混合した。実施例2に従い、これらの澱粉の溶液を
調製し、シートをサイジングし、多孔性値および紙上で
の澱粉のピックアップパーセントを測定した。結果を表
5に示す。
【００５６】
【表５】
【００５７】ヒドロキシエチル化コーンスターチ(Grain
Processing Corp.、Coatmaster K580)と、DDSAまたはQ
uat 342疎水性物質のいずれかにより置換された減成さ
れた粒子状ワキシー澱粉の1:1混合物により与えられる
多孔性の低下(Hagertyの読み取り値の増加により測定さ
れる)は、高いピックアップ値で紙に被覆された時、24
秒より高い多孔性値を生成することのできなかったヒド
ロキシエチル化コーンスターチ単独よりも著しく高かっ
た。
Processing Corp.、Coatmaster K580)と、DDSAまたはQ
uat 342疎水性物質のいずれかにより置換された減成さ
れた粒子状ワキシー澱粉の1:1混合物により与えられる
多孔性の低下(Hagertyの読み取り値の増加により測定さ
れる)は、高いピックアップ値で紙に被覆された時、24
秒より高い多孔性値を生成することのできなかったヒド
ロキシエチル化コーンスターチ単独よりも著しく高かっ
た。
【００５８】実施例7 それぞれWF46および48に変換されたワキシーコーンスタ
ーチおよびタピオカ澱粉を、実施例1に従って6%のOSAA
および80ppmのエピクロルヒドリンと反応させた。両方
の澱粉をヒドロキシエチル化コーンスターチ(Grain Pro
cessing Corp.、Coatmaster K580)と1:1の比率で混合し
た。実施例2に従い、これらの澱粉の溶液を調製し、シ
ートをサイジングし、多孔性値および紙上での澱粉のピ
ックアップパーセントを測定した。結果を表6に示す。
ーチおよびタピオカ澱粉を、実施例1に従って6%のOSAA
および80ppmのエピクロルヒドリンと反応させた。両方
の澱粉をヒドロキシエチル化コーンスターチ(Grain Pro
cessing Corp.、Coatmaster K580)と1:1の比率で混合し
た。実施例2に従い、これらの澱粉の溶液を調製し、シ
ートをサイジングし、多孔性値および紙上での澱粉のピ
ックアップパーセントを測定した。結果を表6に示す。
【００５９】
【表６】
【００６０】ヒドロキシエチル化コーンスターチと、減
成された粒子状の6%のOSAA澱粉(ここでこの澱粉基剤
は、ワキシーコーンまたはタピオカのいずれかであっ
た)の1:1混合物は、ヒドロキシエチル化コーンスターチ
単独により示される多孔性低下より著しく高い紙の多孔
性低下(Hagertyの読み取り値の増加により測定される)
を与えた。
成された粒子状の6%のOSAA澱粉(ここでこの澱粉基剤
は、ワキシーコーンまたはタピオカのいずれかであっ
た)の1:1混合物は、ヒドロキシエチル化コーンスターチ
単独により示される多孔性低下より著しく高い紙の多孔
性低下(Hagertyの読み取り値の増加により測定される)
を与えた。
【００６１】実施例8 この実施例は、本発明に係る澱粉組成物を用いてサイジ
ングされた紙の、油およびグリースの透過に抵抗する能
力を例示するものである。38WFに変換したワキシー澱粉
を6%のOSAAおよび80ppmのエピクロルヒドリンと反応さ
せた(実施例1に従って)。この澱粉をアセチル化澱粉と
2:1の比率で混合した。実施例2に従い、この澱粉混合物
の溶液を調製し、シートをサイジングし、油およびグリ
ース抵抗性を「3Mキット」(Tappi UM 557)および紙上で
の澱粉のピックアップパーセントを用いて測定した。結
果を下の表に示す。
ングされた紙の、油およびグリースの透過に抵抗する能
力を例示するものである。38WFに変換したワキシー澱粉
を6%のOSAAおよび80ppmのエピクロルヒドリンと反応さ
せた(実施例1に従って)。この澱粉をアセチル化澱粉と
2:1の比率で混合した。実施例2に従い、この澱粉混合物
の溶液を調製し、シートをサイジングし、油およびグリ
ース抵抗性を「3Mキット」(Tappi UM 557)および紙上で
の澱粉のピックアップパーセントを用いて測定した。結
果を下の表に示す。
【００６２】
【表７】
【００６３】アセチル化澱粉と混合した、減成され／架
橋され／OSAA処理されたワキシー澱粉は、ピックアップ
範囲1〜5%にわたり油およびグリース抵抗値が0(TAPPI U
M557)であるアセチル化澱粉単独に比較して、油および
グリース抵抗性を著しく改善した。 実施例9 この実施例は、本発明に係る澱粉組成物を用いてサイジ
ングされた紙の、ワックスピック試験で示される改善さ
れた表面強度を与える能力を例示するものである。38WF
に変換したワキシー澱粉を6%のOSAAおよび80ppmのエピ
クロルヒドリンと反応させた(実施例1に従って)。この
澱粉をアセチル化澱粉と1:1の比率で混合し、4%のアル
ギン酸ナトリウムを添加したアセチル化澱粉と比較し
た。これらの生成物を傾斜サイズプレスを用いて200m/
分でアルカリ性紙等級に適用した。サイジングした紙製
品を、TAPPI試験法T-459を用いて、表面強度の指標であ
るワックスピックについて測定した。結果を以下の表に
示す。
橋され／OSAA処理されたワキシー澱粉は、ピックアップ
範囲1〜5%にわたり油およびグリース抵抗値が0(TAPPI U
M557)であるアセチル化澱粉単独に比較して、油および
グリース抵抗性を著しく改善した。 実施例9 この実施例は、本発明に係る澱粉組成物を用いてサイジ
ングされた紙の、ワックスピック試験で示される改善さ
れた表面強度を与える能力を例示するものである。38WF
に変換したワキシー澱粉を6%のOSAAおよび80ppmのエピ
クロルヒドリンと反応させた(実施例1に従って)。この
澱粉をアセチル化澱粉と1:1の比率で混合し、4%のアル
ギン酸ナトリウムを添加したアセチル化澱粉と比較し
た。これらの生成物を傾斜サイズプレスを用いて200m/
分でアルカリ性紙等級に適用した。サイジングした紙製
品を、TAPPI試験法T-459を用いて、表面強度の指標であ
るワックスピックについて測定した。結果を以下の表に
示す。
【００６４】
【表８】
【００６５】TAPPI試験法T-459に従って実施されたワッ
クスピック測定によって示されるように、等しい適用レ
ベルにおいては、減成された／処置されたワキシー澱粉
混合物は、アセチル化澱粉およびアルギン酸ナトリウム
の混合物と比較して、表面強度を著しく改善した。 実施例10 この実施例は、本発明に係る澱粉組成物でサイジングさ
れた紙がシリコーン油の透過に抵抗する能力(即ち、ホ
ールドアウトの改善)を例示するものである。38WFに変
換したワキシー澱粉を6%のOSAAおよび80ppmのエピクロ
ルヒドリンと反応させた(実施例1に従って)。この澱粉
を、２種類の異なる比率(35:65および65:35)でアセチル
化澱粉と混合し、アセチル化澱粉およびアルギン酸ナト
リウムの10:1混合物と比較した。アセチル化澱粉／アル
ギン酸ナトリウム混合物以外は、澱粉は全て実施例2に
従って調製した。アセチル化澱粉／アルギン酸ナトリウ
ム混合物は、まずアルギン酸ナトリウムを熱水道水に分
散させ、これをアセチル化澱粉の140℃でジェットクッ
クしたもの(jet cook)と混合することにより調製した。
実施例2の方法を用いて、低多孔性の基準製紙原料をこ
れらの製剤でサイジングした。表面サイジングしたシー
トを実施例2に従い澱粉ピックアップおよび多孔性につ
いて測定し、次いでこのシートを1.5g/mシリコーン製剤
(Dow CorningのSyl-Off 7610シリコーン30g+Dow Cornin
gのSyl-Off 7611架橋剤1.11g)で被覆し、110〜120℃で1
-2分間硬化した。次に、直径11.3cmのCobb環にクランプ
止めした100cmの紙試料上に染料100mLを注ぎ(TAPPI T44
1による)、1分間の接触時間の後にこの染料を洗い流す
ことにより、このシートをShirlastain A染料(Lawson-H
emphill Sales,Inc.由来の織物繊維同定染料。これは繊
維を赤色に、シリコーンを黄色に染色する。)で染色し
た。染色された円をコンピューター中にスキャンし、赤
色に染色された領域の測定のための画像分析ソフトウェ
アパッケージ(Sigma Scan Pro)を使用することにより、
シートの繊維染色(赤色)領域を測定した。結果を下の表
に示す。
クスピック測定によって示されるように、等しい適用レ
ベルにおいては、減成された／処置されたワキシー澱粉
混合物は、アセチル化澱粉およびアルギン酸ナトリウム
の混合物と比較して、表面強度を著しく改善した。 実施例10 この実施例は、本発明に係る澱粉組成物でサイジングさ
れた紙がシリコーン油の透過に抵抗する能力(即ち、ホ
ールドアウトの改善)を例示するものである。38WFに変
換したワキシー澱粉を6%のOSAAおよび80ppmのエピクロ
ルヒドリンと反応させた(実施例1に従って)。この澱粉
を、２種類の異なる比率(35:65および65:35)でアセチル
化澱粉と混合し、アセチル化澱粉およびアルギン酸ナト
リウムの10:1混合物と比較した。アセチル化澱粉／アル
ギン酸ナトリウム混合物以外は、澱粉は全て実施例2に
従って調製した。アセチル化澱粉／アルギン酸ナトリウ
ム混合物は、まずアルギン酸ナトリウムを熱水道水に分
散させ、これをアセチル化澱粉の140℃でジェットクッ
クしたもの(jet cook)と混合することにより調製した。
実施例2の方法を用いて、低多孔性の基準製紙原料をこ
れらの製剤でサイジングした。表面サイジングしたシー
トを実施例2に従い澱粉ピックアップおよび多孔性につ
いて測定し、次いでこのシートを1.5g/mシリコーン製剤
(Dow CorningのSyl-Off 7610シリコーン30g+Dow Cornin
gのSyl-Off 7611架橋剤1.11g)で被覆し、110〜120℃で1
-2分間硬化した。次に、直径11.3cmのCobb環にクランプ
止めした100cmの紙試料上に染料100mLを注ぎ(TAPPI T44
1による)、1分間の接触時間の後にこの染料を洗い流す
ことにより、このシートをShirlastain A染料(Lawson-H
emphill Sales,Inc.由来の織物繊維同定染料。これは繊
維を赤色に、シリコーンを黄色に染色する。)で染色し
た。染色された円をコンピューター中にスキャンし、赤
色に染色された領域の測定のための画像分析ソフトウェ
アパッケージ(Sigma Scan Pro)を使用することにより、
シートの繊維染色(赤色)領域を測定した。結果を下の表
に示す。
【００６６】
【表９】
【００６７】減成され／架橋され／OSAA処理されたワキ
シー澱粉混合物は、アセチル化澱粉／アルギン酸ナトリ
ウム混合物と比較して著しく多孔性が低下し、さらに赤
色染色領域が著しく減少した。この赤色染色領域は、シ
リコーン液で充分に被覆されなかったシートの面積に直
接関係している。より低値の赤色染色面積は、シリコー
ン液のホールドアウトの改善と相関性がある。このよう
な改善された紙のシリコーンカバレッジは、剥離基剤と
してのその機能を改善することになろう。
シー澱粉混合物は、アセチル化澱粉／アルギン酸ナトリ
ウム混合物と比較して著しく多孔性が低下し、さらに赤
色染色領域が著しく減少した。この赤色染色領域は、シ
リコーン液で充分に被覆されなかったシートの面積に直
接関係している。より低値の赤色染色面積は、シリコー
ン液のホールドアウトの改善と相関性がある。このよう
な改善された紙のシリコーンカバレッジは、剥離基剤と
してのその機能を改善することになろう。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラルフ エム．トゥルクサク アメリカ合衆国，ニュージャージー 08835，マンビル，サウス シックスティ ーンス アベニュ 125 (72)発明者 ジョン ジェイ．サイ アメリカ合衆国，ニュージャージー 08502，ベル ミード，ウッドビュー ド ライブ 74 (72)発明者 エリック エム．ウェイッサー アメリカ合衆国，ニュージャージー 08873，サマーセット，ウィンチェスター ウェイ 77
Claims (3)
- 【請求項１】 少なくとも約20ミクロンの体積平均水和
澱粉粒子サイズ、および、固形分１%で少なくとも約5%
の水和澱粉粒子体積率を有する、減成され、疎水性に化
工された粒子状澱粉であって、この澱粉が、5〜23個の
炭素原子を有する疎水性炭化水素基により、澱粉質量を
基準として、約1〜20質量%の結合した疎水性物質の置換
レベルで、疎水性に化工されている澱粉。 - 【請求項２】 請求項1に記載の澱粉の表面サイジング
有効量を紙基材の表面に適用することを含む、紙を製造
する方法。 - 【請求項３】 請求項1に記載の澱粉を含む紙。
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