JP2010519429A - 塗工用組成物 - Google Patents

Abstract

本発明は、でんぷん質材料を含む塗工用組成物であって、前記でんぷん質材料が：
−３５００〜２００００ダルトンの数平均分子量（Ｍｎ）
−可溶化前の粒状構造
−ｐＨ７、及び２０℃で３０〜９０％の溶解度（Ｓ１）、及び
−Ｓ１より少なくとも１０％大きい、ｐＨ１０及び３５℃における溶解度（Ｓ２）
を有する上記組成物に関する。

Description

本発明は、塗工用組成物に関し、特に、特定のでんぷん質材料を含む紙塗工用組成物に関する。

塗工用組成物は、とりわけ、金属、樹脂、繊維及び紙を含む多くの基材の表面で使用される。これらは、それが塗布された表面の感触と外観を保護し、そして高めるのを補助する。塗工用組成物は、また、印刷適性、耐水性、反射性又は強度などの他の特性も改善できる。

塗工用組成物の組成はその所望の最終用途に依存する。典型的には、（「塗膜カラー」としても知られる）紙塗工用組成物は、顔料、バインダー及び増粘剤を含む。

特に、増粘剤は極めて慎重に選択する必要がある。なぜなら、塗工用組成物のレオロジー特性（高せん断及び低せん断の両方において）の決定に関与し、そして、（例えば、貯蔵中若しくは乾燥に必要な高温における）適切な安定性を獲得するのに寄与するからである。このため多くのでんぷん製品が開発されてきた。これらの開発の目的は安価で、高い安定性、高い粘性、冷水可溶性を有するでんぷんの製造である。

表面が粒状になることを避けたいときは、確かに、冷水溶解度は重要だと考えられている。また、それにより塗工用組成物の適用が容易になり、そして、一般的に最終製品の全体の特性を改善する。従って、多くの研究により、でんぷん増粘剤の冷水溶解度を増加させる新しい方法が発見された。例えば、米国特許第６１９１１１６号明細書（National Starch)には塗工用組成物において使用するのに適した、１００％の冷水溶解度を有するでんぷん誘導体の製造方法が記載されている。この方法は、でんぷん原料の脱水、及び、その後の無水条件下でのデキストリン化を含んでいる。

あいにく、これらの全ての取り組みに関わらず、現在のところ、工業的に使用されている冷水可溶性でんぷんは、未だ多くの欠点を抱えており、最も重要な欠点はコスト面である。慣用の冷水可溶性でんぷんは、水存在下のゲル化と、その後乾燥によって製造される。乾燥ステップは、時間とエネルギーとの両方で費用がかかる。その結果生ずる高いコストにより、これらのでんぷんの使用がより付加価値の高い塗工用途に限定されている。

米国特許第６１９１１１６号明細書

従って、コストが極端に増加することなく塗工組成物中で高い濃度で使用できる新しい冷水可溶性でんぷんの需要が当分野で存在することは明白である。本発明はそのようなでんぷんを提供する。

第一の態様においては、本発明は、でんぷん質材料を含む塗工用組成物を提供し、前記でんぷん質材料は：
−３５００〜２００００ダルトンの数平均分子量（Ｍｎ）
−可溶化前の粒状構造
−ｐＨ７、及び２０℃における３０〜９０％の溶解度（Ｓ１）、及び
−Ｓ１より少なくとも１０％大きい、ｐＨ１０及び３５℃における溶解度（Ｓ２）
を有する。

本発明の別の態様においては、上記で定義した紙塗工用組成物が提供される。

本発明のさらに別の態様においては、上記の塗工用組成物で被膜された紙製品が提供される。

本発明の最終の態様においては、上記で定義されたでんぷん質材料の、塗工用組成物の製造への使用が提供される。

は、標準のプレコート組成物と本発明のプレコート組成物との水流出特性を比較したものである。 は、標準のプレコート組成物で被膜された紙製品と本発明のプレコート組成物で被膜された紙製品との紙光沢レベルを比較したものである。 は、標準のプレコート組成物で被膜された紙製品と本発明のプレコート組成物で被膜された紙製品との印刷光沢レベルを比較したものである。 は、標準のプレコート組成物で被膜された紙製品と本発明のプレコート組成物で被膜された紙製品との乾燥ピック特性を比較したものである。 は、標準のトップコート組成物と本発明のトップコート組成物との水流出特性を比較したものである。 は、標準のトップコート組成物で被膜された紙製品と本発明のトップコート組成物で被膜された紙製品との紙光沢レベルを比較したものである。 は、標準のトップコート組成物で被膜された紙製品と本発明のトップコート組成物で被膜された紙製品との印刷光沢レベルを比較したものである。 は、標準のトップコート組成物で被膜された紙製品と本発明のトップコート組成物で被膜された紙製品との斑点形成レベルを比較したものである。 図９は、標準のトップコート組成物で被膜された紙製品と本発明のトップコート組成物で被膜された紙製品との塗膜クラッキングのレベルを比較したものである。

本発明の塗工用組成物は、
−３５００〜２００００ダルトンの数平均分子量（Ｍｎ）
−可溶化前の粒状構造
−ｐＨ７、及び２０℃における３０〜９０％の溶解度（Ｓ１）、及び
−Ｓ１より少なくとも１０％大きい、ｐＨ１０及び３５℃における溶解度（Ｓ２）
を有するでんぷん質材料を含む。

でんぷん質材料は、穀物でんぷん、マメ科でんぷん、根又は塊茎のでんぷん、フルーツでんぷん、及びそれのワキシー若しくは高アミロース変異体を含む、あらゆる天然又は加工でんぷんに由来するもので良い。好ましくは、でんぷん質材料は、ジャガイモでんぷん、コーンでんぷん、小麦でんぷん、タピオカでんぷん、エンドウ豆でんぷん、ワキシーコーンでんぷん、ワキシージャガイモでんぷん、及びこれらの２種又は３種以上の混合物：からなる群から選択されるでんぷん由来とする。

ここで使用される「加工でんぷん」という表現は、その構造が化学処理、酵素処理又は熱処理により変化したでんぷんを指す。例えば、でんぷん質原料は、エステル化、エーテル化、架橋、酸化若しくは酸変性でんぷん、又はこれらの２種又は３種以上の混合物から選択されて良い。しかしながら、でんぷん質はそんなに強く分解されていないことが好ましい。言い換えれば、好ましくは５より小さい、より好ましくは４より小さい、さらに好ましくは３より小さい、さらに好ましくは２より小さいデキストロース当量（ＤＥ）の値を有する（ここでＤＥはＳｃｈｏｏｒｌ法を使用して測定される）。

可溶化前において、本発明のでんぷん質材料は粒状構造を有する。天然のでんぷん顆粒は、様々の形とサイズで存在する。熱の影響下及び水の存在下において、それらの顆粒は膨潤し、そして、最終的には、分散して、コロイド溶液となる。したがって、本発明のでんぷん質材料は、可溶化前においては、それに対応する天然のでんぷんの粒状構造と類似の粒状構造を有するのが好ましい。

本発明のでんぷん質材料は３５００〜２００００ダルトンの数平均分子量（Ｍｎ）を有する。好ましくは、それは５０００〜１５０００ダルトンである。

でんぷん質材料は、３０〜９０％、好ましくは４５〜９０％、より好ましくは５０〜８０％の冷水溶解度（Ｓ１）を有する。冷水溶解度は以下に示す方法１に従って測定され、一般に、冷水中（すなわち中性のｐＨ及び室温において）で膨潤できるでんぷん顆粒の割合を指していて、粘着性のあるコロイド分散を形成する。従って、冷水可溶性を有するでんぷんは、「冷水膨潤性」を有するでんぷんをも指している。上記に述べたように、塗工用組成物に使用するでんぷんは非常に高いレベルの冷水溶解度を有するのが通常望ましい。

従って、本発明のでんぷん質材料が３０％程度の低い溶解度においてさえ効果的であり得ることが見出されたことは驚くべきことであった。方法１に示された標準的な条件下ではほんのわずかしか溶解しないのにも関わらず、本発明のでんぷん質材料が、典型的な工業的塗工用組成物の製造に使用されるとき、例えば、ｐＨ８〜１０、及び温度３０〜５０℃において、本発明のでんぷん質材料が完全に分散して溶解することが、理論によって束縛されることを望むことなく、実際に確信される。いずれにしても、（Ｓ１）よりも少なくとも１０％大きいｐＨ１０／３５℃における溶解度（Ｓ２）を有する必要がある。好ましくは少なくとも５０％の溶解度（Ｓ２）を有する。さらに好ましくは、少なくとも７０％の溶解度（Ｓ２）を有する。

塗工用組成物は、典型的には、基板の感触、外観及び／又は機能性を強化するために使用される。本発明に関連して使用される「塗工用組成物」という用語はそのような使用に適したあらゆる水性溶液若しくは分散体、及びそれらの製造に使用される乾燥混合物を指す。水性溶液若しくは分散体の場合、それが理想的には３０〜７５重量％の乾燥物質を含まなければならない。

本発明の塗工用組成物は、紙塗工用組成物（「塗膜カラー」としても知られる）であるのが好ましい。その組成物は、少なくとも５０重量％、より好ましくは５０〜８０重量％の乾燥物質を含んでいるのが有利である。組成物は７〜１２のｐＨを有するのが有利である。好ましくはｐＨは８〜１０である。上記に定義したでんぷん質材料に加えて、１種又は２種以上の顔料をさらに含んでいる。また、１種又は２種以上のバインダー、１種又は２種以上の増粘剤、及び１種又は２種以上の添加剤を含有しても良い。

適当な顔料の例として含まれるのは：カオリンのようなクレイばかりでなく、明確な構造を持つクレイ及び焼成クレイ、ケイ酸アルミニウム水和物、ベントナイト、天然及び合成炭酸カルシウム、硫酸カルシウム（ジプサム）、シリカ、沈降シリカ、二酸化チタン、アルミナ、アルミニウム三水和物、プラスチック（ポリスチレン）顔料、サテンホワイト、タルク、硫酸バリウム、酸化亜鉛、及びこれらの二つか三つ以上の混合物である。適切な顔料は、当業者であれば得られる塗工用組成物の種類に合わせて容易に選択することができるであろう。

１種又は２種以上のバインダーの添加は任意である。実際、これらは、全体または一部で、本発明のでんぷん質材料によって置き換えることができる。更なるバインダーが必要な場合には、例示にすぎないが、でんぷんに基づくバインダー（例えば、酸化若しくはエステル化でんぷん）及びセルロースバインダー（例えば、ＣＭＣ及びヒドロキシエチルセルロース）を包含する炭水化物に基づくバインダー、タンパク質バインダー（例えば、カゼイン、ゼラチン、大豆タンパク質及び動物性にかわ）、並びに合成バインダー、特にその二つか三つ以上の混合物と共にあるラテックスバインダー（例えば、スチレンブタジエン、スチレンアクリレート、ビニル重合体に基づくラテックス及びポリビニルアルコール）から選択することができる。

さらなる増粘剤もまた、任意である。これらもまた、全体または一部で、本発明のでんぷん質によって置き換えることができる。更なる増粘剤が使われるならば、乾燥重量をベースとして全体の増粘剤含有量が５０％より大きい割合を占めてはならない。適切な増粘剤の例としては、セルロースエーテル（例えば、ＣＭＣ、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース及びメチルセルロース）、アルギナート（例えば、アルギン酸ナトリウム）、キサンタン、カラジーナン、ガラクトマンナン（例えば、グアー）、天然若しくは加工でんぷん（例えば、ロール乾燥でんぷん）、合成ポリマー（例えば、ポリアクリレート）及びそれらの２種又は３種以上の混合物などが挙げられる。

もし使用するならば、可能な添加剤の例としては、界面活性剤（例えば、陽イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、両性の界面活性剤、及びフッ素化界面活性剤）、硬化剤（例えば、活性ハロゲン化合物、ビニルスルホン化合物、エポキシ化合物など）、分散剤（例えば、ポリアクリレート、ポリホスフェート、ポリカルボキシレートなど）、流動性改良剤、潤滑剤（例えば、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アンモニウム及びステアリン酸亜鉛、ワックス又はワックスエマルジョン、アルキルケテン二量体、グリコールなど）、消泡剤（例えば、オクチルアルコール、シリコーンを基とする消泡剤など）、離型剤、発泡剤、浸透剤、光学光沢剤（例えば、蛍光増白剤）、防腐剤（例えば、ベンズイソチアゾロン及びイソチアゾロン化合物）、殺生物剤（例えば、メタボレート、チオシアネート、ナトリウムベンゾネートなど）、黄ばみ防止剤（例えば、ヒドロキシメチルスルホン酸ナトリウム、ｐ−トルエンスルホン酸ナトリウムなど）、紫外線吸収材（例えば、２つの位置でヒドロキシジアルキルフェニル基を有するベンゾトリアゾール化合物）、酸化防止剤（例えば、立体障害されたフェノール合成物）、不溶化剤、帯電防止剤、ｐＨ調整剤（例えば、水酸化ナトリウム、硫酸、塩酸など）、耐水剤（例えば、ケトン樹脂、陰イオンラテックス、グリオキサルなど）、湿潤滑及び／又は乾燥強化剤（例えば、グリオキサルを基とする樹脂、酸化ポリエチレン、メラミン樹脂、尿素ホルムアルデヒドなど）、架橋剤、光沢インク抵抗添加剤、グリース及びオイル抵抗添加剤、レベリング助剤及び均一化助剤（例えば、ポリエチレンエマルジョン、アルコール／酸化エチレンなど）、並びに、それらの２種又は３種以上の混合物などが挙げられる。

仮にこれらの添加剤を添加する場合、これらの化合物の各々の添加量は、標準的な手法に従い、そして特定の塗工用組成物の所望の特性を考慮して決定される。もし使用するならば、一般に顔料は最大量で存在させる。従って、他の全ての成分は顔料の含有量との関係で、例えば１００部の顔料に対する部のように、表現することができる。かくして、１００部の顔料に対して、本発明の塗工用組成物は、１〜２０部のでんぷん質、０〜５０部のバインダー及び０〜５部の添加剤を含むのが好ましい。本発明の塗工用組成物は、１００部の顔料、５〜１０部のでんぷん質材料、５〜２５部のバインダー及び０〜２部の添加剤を含むのが有利である。それに代わって、組成物の組成を全乾燥重量に対して表現することができる。かくして、当該組成物は、０〜９５％の顔料、０．５〜１５％のでんぷん質材料、０〜４５％の付加的なバインダー、０〜５％の付加的な増粘剤、及び０〜２％の添加剤を含むのが好ましい。当該組成物は、３０〜９５％の顔料、４〜１０％のでんぷん質、１〜３５％のバインダー、０〜２％の付加的な増粘剤、及び０〜２％の添加剤を含むのが有利である。この組成物の厳密な組成は、塗工用組成物の所望の最終特性に従い、当業者によって容易に決定される。ここで定義されたでんぷん質材料を使用することによって、塗工用組成物の総乾燥固形物を増加させることができることを見出した。これは、（例えば、より容易な製造、廃棄物の減少、水流出の減少、付加的な増粘剤及び／又は合成バインダーの必要性の減少と関連する）コストの減少及び成果の改善（例えば、より滑らかでより均一な塗膜層のために、改善された紙及び印刷光沢、改善された表面強度及び外観及びより低い塗膜クラッキング）を含む多くの利益と結び付いている。

当該組成物は、（順々に若しくは一度に水が添加された組成物の成分により）当分野の当業者に周知の標準の技術を使用して製造することができる。しかしながら、有利には、塗工混合物に乾燥でんぷん質を直接添加することによっても製造できる。その後、組成物を貯蔵するか又は、基板に直接塗布することもできる。特定的には、本発明は、上記に定義した紙塗工用組成物で被膜された紙製品を提供する。

ここで使用される「紙」及び「紙製品」という用語は、あらゆる厚さのシート材料を指し、例えば、板紙、厚紙、及び段ボールが挙げられる。一方、「ペーパーウェブ」という用語は、紙の製造工程における何れの段階においても、その全幅（full width）において、連続的なリボン状の紙を指す。

紙製品のコーティングは、抄紙機においてオン−ラインで、又は、別のコーティング機において、行うことができる。紙製品への塗工用組成物の塗布の方法は本分野で周知である。これらとしては、例えば、エアナイフコーティング、ロッドコーティング、バーコーティング、ワイヤバーコーティング、吹きつけ塗装、はけ塗り、キャストコーティング、フレキシブルブレードコーティング、グラビアコーティング、ジェット塗布器によるコーティング、ショートドゥエルコーティング（short dwell coating）、スライドホッパーコーティング（slide hopper coating）、カーテンコーティング（curtain coating）、フレキソ印刷コーティング、サイズプレスコーティング、リバースロールコーティング及びトランスファーロールコーティング（定量サイズプレス（metered size press）コーティング又はゲートロールコーティング）が挙げられる。所望の紙又は板の質とその最終的な用途に合わせて、片側のみ又は両側を塗膜することができる。少なくとも一つの塗膜が本発明によるものであることを条件として、各々の側面は、片側又は両側で、一回のみ又は複数回で被膜することができる。一例としては、高級な塗工紙は、典型的には、プレコート、ミドルコート及びトップコートを含み、その塗膜の少なくとも一つは本発明によるものである。

コーティング段階の後、紙は乾燥させ、そして、表面の滑らかさ及び光沢を改善するために、任意にカレンダ処理する。乾燥手段としては、これに制限されないが、空気若しくは対流乾燥（例えば、リニアトンネル乾燥、アーク乾燥、エアループ乾燥、サインカーブエアフロート乾燥など）、接触乾燥若しくは伝導乾燥、及び放射エネルギー乾燥（赤外線若しくはマイクロ波乾燥）が挙げられる。カレンダ処理はカレンダニップ又はローラー（好ましくはエラストマーが被膜されたニップ又はローラー）の間に、被膜された紙を、一回又は二回以上通すことにより行われる。最良の結果のためには、カレンダ処理は昇温中で行う必要がある。理想的には、各々のコーティング段階のために、塗膜の厚さが１〜５０μｍに対して、乾燥塗膜重量は約４〜約３０ｇ／ｍ^２、好ましくは約６〜約２０ｇ／ｍ^２の範囲にある。

以下に、制限されることのない実施例によって、本発明をより詳細に示す。

実施例１：定量サイズプレスを介したファイン紙のプレコーティング
１）材料の調製

対照のプレコート：ラテックス及び添加剤の添加の前に、噴流加熱（１３０℃）でんぷんペーストを、加熱下（＞８０℃）、顔料に添加した。
本発明のプレコート：ラテックス、ＦＷＡ及び合成増粘剤の添加の前に、Ｃｈｒｏｎｏ ＨＶ １１７を高せん断条件下で８分間、顔料スラリー／Ｃ^＊Ｆｉｌｍブレンドに混合した。

２）コーティング：８４ｇ／ｍ²の原紙に片面あたり１０ｇ／ｍ²のプレコート（ＭＳＰ、１０００ｍ／分）を被膜し、その後、標準のミドル及びトップコートを被膜した（フリージェット塗布器、１４００ｍ／分）。紙は、２００ｍ／分、８０℃及び１８０ｋＮ／ｍのニップ圧でカレンダ処理した。

製品は標準の試験方法（ＡＡ−ＧＷＲ水流出試験、Ｌｅｈｍａｎｎ紙光沢７５°試験、Ｐｆuｂａｕ印刷光沢試験及びＩＧＴピック乾燥（ｐｉｃｋ−ｄｒｙ）試験）で分析した。これらの試験の結果を図１〜４に示した。図に示すように、本発明の塗工用組成物は、水流出の減少、（紙と印刷両方で）改善された光沢、及び改善されたピック乾燥特性を実現した。

実施例２：フリージェット塗布器によるファイン紙のコーティング
１）材料の調製

対照のトップコート：ラテックス１及びラテックス２の添加の前に、噴流加熱（１３０℃）でんぷんペーストを、加熱下（＞８０℃）、顔料に添加した。その後、ＰＶＯＨ、ＦＷＡ及び増粘剤を懸濁液に添加した。

本発明のトップコート：ＰＶＯＨ及びＦＷＡの添加の前に、Ｃｈｒｏｎｏ ＨＶ １７０を高せん断条件下で８分間、顔料スラリー／ラテックスブレンドに混合した。

２）コーティング：１２６ｇ／ｍ²の標準プレ及びミドルコート紙をベースとして使用した。片面あたり１０．５ｇ／ｍ²のトップコート（硬いブレード０．５０８ｍｍ、１４００ｍ／分）であった。紙は、２００ｍ／分、８０℃及び１８０ｋＮ／ｍのニップ圧でカレンダ処理した。

製品は標準の試験方法（ＡＡ−ＧＷＲ水流出試験、Ｌｅｈｍａｎｎ紙光沢７５°試験、Ｐｆuｂａｕ印刷光沢試験、Ｐｆuｂａｕ斑点形成試験、及び折りたたみ試験における塗膜クラックキング）で分析した。これらの試験の結果を図５〜９に示した。図に示すように、本発明の塗工用組成物は、水流出の減少、（紙と印刷両方で）改善された光沢、減少した斑点形成、及び折りたたみにおけるクラックキングの減少を実現した。

方法
方法１−冷水溶解度（Ｓ１）
真空下１２０℃で４時間、５ｇを乾燥させることで、サンプルの乾燥物質の割合（ＤＳ）を決定する。

サンプル２ｇを計量し、２００ｍｌの乾燥コールラウシュ（Kohlrausch）フラスコに移す。２５℃で部分的に水に浸す。完全に懸濁するまで勢いよく振り、体積に合わせて希釈する。フラスコに栓をし、そして、全攪拌時間が１時間で、２５℃において水浴に沈めつつ、ゆっくり振盪させる。

Ｗｈａｔｍａｎ Ｎｏ．２Ｖの紙で濾過し、濾液の最初の部分を元に戻す。濾液５０ｍｌを計量し、重さを量った蒸発皿に移す。
乾燥するまでスチームバス上で蒸発させ、そして、真空オーブン中で１時間、１００℃で乾燥させる。デシケーター中で冷却し、近接のｍｇまで計量する。
ＤＳ、％＝１００−[（欠損した重量、ｇ×１００）／（サンプルの重量、ｇ）]
溶解度、％＝（残存重量、１００）／[０．２５×サンプルの重量、ｇ×（ＤＳ、％／１００）]

方法２−塗膜カラー溶解度（Ｓ２）
真空下１２０℃で４時間、５ｇを乾燥させることで、サンプルの乾燥物質の割合（ＤＳ）を決定する。

サンプル２ｇを計量し、２００ｍｌの乾燥コールラウシュ（Kohlrausch）フラスコに移す。３５℃で部分的に水に浸す。ｐＨの値が１０．０となるまで、０．１ＮのＮａＯＨでｐＨを調整する。完全に懸濁するまで勢いよく振り、体積に合わせて希釈する。フラスコに栓をし、そして、１時間の全攪拌時間で、３５℃において水浴に沈めつつ、ゆっくり振盪させる。

Ｗｈａｔｍａｎ Ｎｏ．２Ｖの紙で濾過し、濾液の最初の部分を元に戻す。濾液５０ｍｌを計量し、重さを量った蒸発皿に移す。
乾燥するまでスチームバス上で蒸発させ、そして、真空オーブン中で１時間、１００℃で乾燥させる。デシケーター中で冷却し、近接のｍｇまで計量する。
ＤＳ、％＝１００−[（欠損した重量、ｇ×１００）／（サンプルの重量、ｇ）]
溶解度、％＝（残存重量、１００）／[０．２５×サンプルの重量、ｇ×（ＤＳ、％／１００）]

方法３−ＡＡ−ＧＷＲ水流出試験
・ＡＡ−ＧＷＲ ＷＲＶ−装置
・注射（１０ｍＬ）
・温度計
・濾紙（ブルーリボン）
・ミリポアフィルタ（細孔の大きさ５μｍ）
・塗膜カラー
・ストップウオッチ
・天秤（感度：０．００１ｇ）

「圧力」と「シリンダ」の両方を制御するレバーを「オフ」の位置にしておく必要がある（下向き）。少なくとも三つの濾紙の重さを量り、その数値を記録する必要がある（重量１）。その濾紙をゴム引きプレート上に置く必要があり、その後、ミリポアフィルタを光る方を上にして濾紙の上に置く。その後、シリンダを天井が上向くようにプレート上に置く。構成全体を金属プレートの上に置き、そして「シリンダ」レバーを切り替えて起動させる。

サンプルを３０℃に調整し、シリンジにより１０ｍＬの塗膜カラーをシリンダに満たす。漏れを防止するためにゴムは塗膜カラーフリーである必要がある。機器はプラグで閉じておく必要があり、圧力は「圧力」レバーで切り替え、１ｂａｒに調整される。同時にストップウオッチをスタートさせる。２分後、加圧を停止し、シリンダを低下させる。構成全体−プレート、フィルタ、シリンダ−を取り出し、洗面台に持っていき、濾紙を取り出し、重さを量る。これは重量２とする。保水力は以下のように計算する：ＷＲＶ［ｇ／ｍ²］＝（重量２−重量１）^＊１２５０。

方法４−Ｌｅｈｍａｎｎ紙光沢７５°試験
この試験はＴａｐｐｉ Ｔ４８０ ｏｍ−９２に従い実施する。

方法５−Ｐｒuｆｂａｕ印刷光沢試験
装置：Ｐｒuｆｂａｕ装置
印刷用インク：Ｌｏｒｉｌｌｅｕｘ Ｒｏｕｇｅ、Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ Ｓｔａｎｄａｒｄ ３８１０（赤）
インク量：被膜された紙に対して０．２００ｃｍ³、被膜されていない紙に対して０．２５０ｃｍ³；
インク分散の時間：６０秒
インク付けの時間：３０秒
インク付けあたりの印刷数：３
再インク付け：なし
圧力：８００Ｎ
速度：１ｍ／秒（一定）
印刷ディスク：ゴム４ｃｍ
計量単位：＋／−０．１ｍｇ
試験ストライプのサイズ：幅：４．７ｃｍ；長さ：２５ｃｍ

紙表面上の正確なインク量は、（＋／−０．１ｍｇ又は＋／−０．０００１ｇの精度の）化学天秤を使用してｍｇ又はｇで測定する必要がある。塗布されたインク量はインク付けされた印刷ディスクの印刷前後の重さを計量することで計算することができる。

塗膜の重さ［ｇ／ｍ²］＝塗膜の重さ［ｍｇ］を８で割るか、又は、塗膜の重さ［ｇ］に１２５を掛け合わせる（印刷エリア＝８００ｃｍ²）。

３つのストライプの各面に印刷する必要がある。印刷した紙を空調が整った部屋（２３℃／５０％）で２４時間乾燥させた後、印刷光沢をＧａｒｄｎｅｒ又はＬｅｈｍａｎｎ光沢計により測定する必要がある（各々のストライプで１０回の測定）。被膜された紙に対して塗膜の重さ１．２ｇ／ｍ²、被膜されていない紙に対して塗膜の重さ１．５ｇ／ｍ²について回帰分析を使用して（計算機又はノモダイアグラムによって）計算する必要がある。

方法６−ＩＧＴピック乾燥試験
ピック乾燥試験は、被膜された紙及び板並びに被膜されていない紙及び板の表面強度の決定に使用する。ピッキング(picking)は、印刷工程における印刷インクの接着力により生じる表面の損傷である。表面の接着力は、より早い印刷速度において、及びより高いタックを発揮するインクと共に、より高くなる。印刷圧力とインク層の厚さもまたピッキングに影響を与える。

試験装置：ＩＧＴ ＡＩＣ２−５装置
試験インク：紙の質によりＬｏｒｉｌｌｅｕｘ３８００−３８０６、ＩＧＴピック−オイル（低い、中間の、及び高い粘着性を有するものも使用可能）
インク量：左のインク付けシリンダにおいて１．３４ｃｍ³及び右のインク付けシリンダにおいて０．９４ｃｍ³である。３８のインク付けステップを行うことができる。０．６３ｃｍ³により１再インク付けを左のシリンダで行い：次に３８のインク付けステップを行うことができる。１再インク付けの後、インク付けシリンダは洗浄し、再度スタートする必要がある。
インク分散の時間：２×６０秒（再インク付け２×４５秒）
インク付けの時間：各インク付けシリンダにおいて３０秒
圧力：３５０Ｎ／ｃｍ
印刷機速度：紙表面強度に応じた加速度
印刷ディスク：アルミニウム１ｃｍ
ブランケット：紙
試験ストライプのサイズ：２ｃｍ×３０ｃｍ

上記に示した条件下でＩＧＴ−手順に従い印刷ディスクにインク付けする。各々のサンプル及び面（side）の少なくとも３つのストライプに印刷する。明らかに可視可能なピッキングの開始のみ記す。ピックの結果はＩＧＴ−ノモグラムを用いて計算する。

方法７−Ｐｒuｆｂａｕ斑点形成試験
斑点形成は、不規則なインク配列に起因する紙又は板の印刷のむらである。これは、多色オフセット機において、連続するゴムブランケット上の異なる膜の分裂により、及び、一般的には、第一及び第二の印刷の後に生じる。斑点形成試験は一定条件下で実験室の印刷機において印刷工程をシミュレートし、試験印刷の後に視覚的に評価する。

装置：Ｐｒuｆｂａｕ装置
印刷用インク：Ｍ．Ｈｕｂｅｒ／Ｍｕｎｉｃｈ製のブルーインクタイプ５２００６８
インク量：０．２５ｃｍ³
インク分散の時間：６０秒
インク付けの時間：３０秒
再インク付け：なし
ディスクタイプ：１印刷に対してゴム４ｃｍ；３カウンター印刷に対してゴム４ｃｍ；
圧力：印刷ディスクに対して８００Ｎ；３カウンター印刷に対して８００Ｎ；
速度：０．５ｍ／秒（一定）
３カウンター印刷のインターバル時間：１秒
試験ストライプのサイズ：幅：４．７ｃｍ；長さ：２５ｃｍ
試験の回数：各々の面に対して１ストライプ

試験ストライプに上記の条件下で印刷する必要がある。印刷の後１秒後に３回のカウンター印刷をインク付けされていないディスクで行う必要がある。印刷されたストライプはスキャナを介して画像解析システムにより評価する。

紙ストライプの画像はスキャナを介して７つの異なる解像度のステージで測定される。計算された値が高いほど、そのステージで発見された斑点形成は益々著しくなる。

方法８−折りたたみ試験における塗膜クラックキング
試験インク：Ｌｏｒｉｌｌｅｕｘ Ｒｏｕｇｅ Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ Ｓｔａｎｄａｒｄ３８１０（マゼンダ）
インク量：０．２００ｃｍ³
インク分散の時間：６０秒
インク付けの時間：３０秒
圧力：８００Ｎ
速度：１ｍ／秒（一定）
印刷ディスク：ゴム４ｃｍ
天秤：０．１ｍｇ精度
試験ストライプのサイズ：幅：４．７ｃｍ；長さ：２５ｃｍ（マシン方向において）

紙表面上の正確なインク量は、（＋／−０．１ｍｇ又は＋／−０．０００１ｇの精度の）化学天秤を使用してｍｇ又はｇで測定する必要がある。塗布されたインク量はインク付けされた印刷ディスクの印刷前後の重さを計量することで計算することができる。塗膜の重さ［ｇ／ｍ²］＝塗膜の重さ［ｍｇ］を８で割るか、塗膜の重さ［ｇ］に１２５を掛け合わせる（印刷エリア＝８００ｃｍ²）。

各々の試験に対して、マシン方向に５つのストライプに印刷する。印刷した紙を空調が整った部屋（２３℃／５０％）で２４時間乾燥させた後、各々のストライプを別々に、１５秒間、１２０℃で、オーブン中に置いた。印刷面の外側によって、紙は僅かに前折れ曲がり(pre-folded)し、そして、Ｐｒuｆｂａｕゴムマトリックスに固定される。

その後、すぐに、紙はＰｒuｆｂａｕ装置において折り曲げられた。５つのストライプは一体としてランク付けされ、判断された。
折り曲げ圧力：１６００Ｎ
折り曲げ（印刷）ディスク：アルミニウム４ｃｍ
速度：０．５ｍ／秒（一定）

Claims (21)

1. でんぷん質材料を含む塗工用組成物であって、前記材料は：
   −３５００〜２００００ダルトンの数平均分子量（Ｍｎ）、
   −可溶化前の粒状構造、
   −ｐＨ７、及び２０℃における３０〜９０％の溶解度（Ｓ１）、及び
   −Ｓ１より少なくとも１０％大きい、ｐＨ１０及び３５℃における溶解度（Ｓ２）、
   を有する上記組成物。
2. でんぷん質材料が５より小さいＤＥを有する、請求項１に記載の組成物。
3. Ｓ２が５０％より大きい、請求項１に記載の組成物。
4. Ｓ２が７０％より大きい、請求項１に記載の組成物。
5. でんぷん質材料が、小麦でんぷん、コーンでんぷん、及びその混合物からなる群から選択されるでんぷんに由来する、請求項１に記載の組成物。
6. １種又は２種以上のバインダーをさらに含む、請求項１に記載の組成物。
7. バインダーが、スチレンブタジエン、スチレンアクリレート、ビニル重合体に基づくラテックス、ポリビニルアルコール、加工でんぷん、及びこれらの２種又は３種以上の混合物からなる群から選択される、請求項６に記載の組成物。
8. １種又は２種以上の増粘剤をさらに含む、請求項１に記載の組成物。
9. 増粘剤が、セルロースエーテル、親水コロイド、天然でんぷん若しくは加工でんぷん、合成ポリマー、及びこれらの２種又は３種以上の混合物からなる群から選択される、請求項８に記載の組成物。
10. 少なくとも１種の顔料をさらに含む、請求項１に記載の組成物。
11. 顔料が、炭酸カルシウム、カオリン、タルク、二酸化チタン、ジプサム、加工顔料、ベントナイト、及びこれらの２種又は３種以上の混合物からなる群から選択される、請求項１０に記載の組成物。
12. １種又は２種以上の添加剤をさらに含む、請求項１に記載の組成物。
13. １種又は２種以上の添加剤が、分散剤、増白剤、増粘剤、レオロジー調整剤、架橋剤、及び殺生物剤からなる群から選択される、請求項１２に記載の組成物。
14. 前記組成物のｐＨが７〜１２である、請求項１に記載の組成物。
15. 前記組成物のｐＨが８〜１０である、請求項１５に記載の組成物。
16. 請求項１に記載の塗工用組成物に従う紙塗工用組成物。
17. 少なくとも５０重量％の乾燥物質を含む、請求項１６に記載の紙塗工用組成物。
18. ５０〜８０重量％の乾燥物質を含む、請求項１６に記載の紙塗工用組成物。
19. 乾燥物質の重量に対して４〜１０％のでんぷん質材料を含む、請求項１６に記載の紙塗工用組成物。
20. 請求項１６に記載の塗工用組成物により被膜された紙製品。
21. でんぷん質材料の塗工用組成物の製造への使用であって、
    このでんぷん質材料が、
    −３５００〜２００００ダルトンの数平均分子量（Ｍｎ）
    −可溶化前の粒状構造
    −ｐＨ７、及び２０℃における３０〜９０％の溶解度（Ｓ１）、及び
    −Ｓ１より少なくとも１０％大きい、ｐＨ１０及び３５℃における溶解度（Ｓ２）
    を有することを特徴とする上記使用。

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