JP2012126921A - マメ科植物デンプンをカチオン化する方法、このように得たカチオン性デンプンおよびその用途 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明による方法は、水のみの存在下、任意のその他の溶媒化合物の完全な不存在下で、水の量対マメ科植物由来のデンプンの量の比Rが、1/1000と10/1の間であるような条件下で反応させることを特徴とする、顆粒またはゲル化の形態のデンプンとカチオン性試薬の反応からなる、マメ科植物由来のデンプンをカチオン化する方法である。
【選択図】なし
Description
- 十分なバランス、特に材料の十分な経済的なバランスのための、サーキットの適した平衡を確実にする、微細繊維および充填剤、特に無機充填剤の良好なまたはまさに最適な保持、
- 機械速度、その性能およびそのエネルギーバランスに直接関連する、繊維状クッションの迅速な水切り、
- そのうちの主要なものが、引張強度または破裂強度、内部凝集力あるいはこわさ、粗さまたは平滑度である紙の機械的特性、
- 例えば白色度(whiteness)、不透明度、あるいは場合により紙の光沢度(brightness)などの紙の光学的性質、
- 強度、再現性、または色のコントラストあるいは表面繊維の紙むけ耐性の測定により決定される紙の印刷適性、
- コッブサイズまたはインクサイズなどの、一般に単純な試験により評価される、疎水性を特徴づける、いわゆる紙サイジングの満足の得られる程度
に関連する対象とする特性の少なくとも1つの群の改善にその正当化を見出すべきである。
したがって、乾燥、半乾燥または水性相であろうと、エンドウマメデンプンをカチオン性にするために、それを官能化することを意図した反応を実施すること、および特に、部分的にでも少しのゲル化のリスクもない、前述の値を十分に超える置換度(または窒素レベル)に達することが完全に可能であると決定することが可能であれば本出願人の利益である。
- 最初のマメ科植物由来のデンプンからデンプンミルクまたはペーストを調製し、
- カチオン性試薬、アルカリ剤および/またはカチオン化反応に使用される任意のその他の用品を希薄するために、場合により使用される水を含む。
スラリー相でのカチオン化
エンドウマメデンプンが、そのアミラーゼ含量が36.7%、および固有の含水量が約12%で入手可能である。この最初のデンプンで出発して、35%の乾燥物質含量を含む水性スラリーを調製し、これを39℃の温度に合わせる。
無水でのカチオン化
LODIGE CB型構造の高速混合機を用いて、最も均一系な様式で、以下のものを混合する。
実施例1に記載の、最初のエンドウマメデンプン、
50%の3-クロロ-2-ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロリドを含む、使用した最初のデンプンに対して表して11.04%の溶液、
50%の溶液の形態での最初のデンプンに対して1.73%の乾燥水酸化ナトリウム。
本発明によるカチオン性デンプンを、36.7%のアミロース含量を有するエンドウマメデンプンから調製し、0.44%の窒素レベルに対しAP1と呼んだ。
実施例3で実施したように、「ジェットクッカー」中で、最終乾燥物質含量2%のペーストを再び調製する。
ペーストを、120℃、1分間で連続的に「ジェットクッカー」中で調製するが、今回は、最終の乾燥固体含量が4%である。
前記実施例5で得られた希薄エマルジョンを、紙の内部サイジングのために、80%の漂白クラフトパルプおよび20%の塗工損紙からなる補給物中に、乾燥パルプに対して0.25%の乾燥物質の量で使用する。
この場合の目的は、カチオン性デンプンがサーキットの上流に設定された点で導入された場合の長い接触の影響を調査することである。
この新しい実施例では、カチオン性コーンスターチ、および実施例7のコーンスターチとジャガイモデンプンのカチオン性混合物と比較して、本発明によるカチオン性エンドウマメデンプンの2つの添加点、一方は、5分の接触時間となる上流(0.6%)、他方は、ヘッドボックスの入口(0.3%)を考えることにより、長い接触時間の原理は部分的にのみ保持する。
実施例8の組成物を使用する。先ず最初のステップとして、本発明によるカチオン性デンプンのペースト、または従来技術によるカチオン性デンプンのペーストを加えたパルプの懸濁液について、脱水性を測定する。
前記実施例に記載のものと同じ最初のエンドウマメデンプンで出発し、以下のものを、本発明に従ってそれぞれ調製した。
0.55%の窒素レベルを有し、その比Rが約2/1に調整された反応混合物から得られた、
カチオン性エンドウマメデンプン、
0.63%の窒素レベルを有し、その比Rが約1/15に調整された反応混合物から得られた、
カチオン性エンドウマメデンプン。
- コッブサイズに関して、実施例6でジャガイモデンプンFP2に対して記載のものと等しいかまたはそれを超える効率を有する、サイズ剤の安定なエマルジョン、
- 実施例8に記載のものに比較してさらに改善された、コッブサイズおよび内部凝集力に関する効率、
- 前記デンプンFP2で得られたものより優れた、脱水に関する効率
を得ることを可能にする。
35.3%のアミロース含量を有する一バッチから収集した、天然のエンドウマメデンプンに、実施例2に開示されたいわゆる乾燥処置により、種々のカチオン化反応を行う。これらのあるものを、さらに引き続いてトリメタリン酸ナトリウム(TMPNa)で架橋する。
- 参照073:0.67%の窒素、
- 参照074: 0.68%の窒素−40ppm(100万分の1部)のTMPNaで架橋
- 参照076: 0.67%の窒素−80ppmのTMPNaで架橋
- C1:75%のHI-CAT(登録商標)1286A+25%のVECTOR(登録商標)A080、
- C2:75%の073+25%のVECTOR(登録商標)A080、
- C3:75%の074+25%のVECTOR(登録商標)A080、
- C4:75%の076+25%のVECTOR(登録商標)A080
を、国際特許出願WO 00/75425に従って、2種の成分を混合し、同時にクッキング(蒸解)した後に比較する。連続的クッキング器具(ジェットクッカー)を使用する。種々のパラメータは次の通りである。
- クッキング温度:120℃、
- 時間:1分、
- 水の硬度:10°TH、
- 乾燥固体含量:スラリー:10%、最終:2%
これらの観察の後で、実施例11のものと同じクッキング条件および同じパルプへの添加の下に追加の試験が計画される。
100%古紙を含む他の補給物について、一方は、本出願人の会社より市販されているHI-CAT(登録商標)5283A、穀物デンプンおよび塊茎デンプンをベースとするカチオン性混合物(0.64%窒素)と、他方は、カチオン性エンドウマメデンプン参照073および参照076を、前記パルプに1%の量で加えることにより、これらの間の比較をする。
同じ生成物および同じパルプについて、しかし、実質上より高いレベルの3%の導入で、手順を実施例13の通りに実施する。
実施例11で規定された、すなわち参照078:0.8%の窒素/80ppmのTMPNaで架橋された、新規のカチオン性エンドウマメデンプンを調製する。
- D1:55%の参照078+45%のVECTOR(登録商標)A080、
- D2:55%の参照078+45%の、DS 0.052のスルホサクシニル化アニオン性エンドウマメデンプン、
- D'2:55%の参照078+45%の、DS 0.051のサクシニル化アニオン性エンドウマメデンプン、
- D3:55%の074+45%の、本出願人の会社により市販されているVECTOR(登録商標)AS104、
- D4:55%のカチオン性混合物(穀物+塊茎、0.73%の窒素)+45%のVECTOR(登録商標)A080
を、2種の成分を同時にクッキングした後、実施例11に開示されているように比較する。
Claims (19)
- 水のみの存在下、任意のその他の溶媒化合物の完全な不存在下で、水の量対マメ科植物由来のデンプンの量の比Rが、1/1000と10/1の間であるような条件下で反応させることを特徴とする、顆粒またはゲル化の形態のマメ科植物由来のデンプンとカチオン性試薬の反応からなる、マメ科植物由来のデンプンをカチオン化する方法。
- カチオン化反応が、前記比Rが1/1000と1/2の間、特に1/1000と1/5の間であるような水の量の存在下で実施されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記比Rが、1/500と1/10の間であることを特徴とする、請求項2に記載の方法。
- 反応が、アルカリ剤の存在下で実施されることを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
- 反応が、8以上、好ましくは10を超えるpHで実施されることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
- カチオン性試薬が、第3級アミンまたは第4級アンモニウム誘導体であることを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
- 請求項1から6のいずれか一項に記載の方法を用いて得られ、0.1と4%の間、好ましくは0.3と2%の間、さらに好ましくは0.4と1.8%の間の窒素レベルを有することを特徴とする、マメ科植物由来のカチオン性デンプン。
- 0.5と1.5%の間の窒素レベルを有することを特徴とする、請求項7に記載のカチオン性デンプン。
- 少なくとも0.5%に等しく、好ましくは0.5と1.5%の間の窒素レベルを有することを特徴とする、マメ科植物由来のカチオン性デンプン。
- 架橋していることを特徴とする、請求項7から9のいずれか一項に記載のマメ科植物由来のカチオン性デンプン。
- デンプンが両性であって、前記デンプンが有する任意のアニオン性基が、リン酸化基、スルホン化基、カルボキシメチル化基、硫酸化基またはスクシニル化基、特にスルホスクシニル化基、および疎水性アニオン性基、特にジカルボン酸エステル基およびn-アルケニルスクシニル化基を含む群から好ましくは選択されることを特徴とする、請求項7から10のいずれか一項に記載のマメ科植物由来のカチオン性デンプン。
- 前記マメ科植物由来のカチオン性デンプンが、そのカチオン化の前、間または後に、好ましくはそのカチオン化の後に実施される加水分解処理により得られた、5000万ダルトン未満、好ましくは500万ダルトン未満の重量平均分子量を有することを特徴とする、請求項7から10のいずれか一項に記載のカチオン性デンプン。
- 請求項7から12のいずれか一項に記載の少なくとも1種のマメ科植物由来のカチオン性デンプンを含むことを特徴とする、特に水性のデンプン組成物。
- 請求項7から12のいずれか一項に記載の少なくとも1種のマメ科植物由来のカチオン性デンプン、および少なくとも1種の穀物または塊茎の、好ましくはカチオン性のデンプンを含むことを特徴とするデンプン組成物。
- 請求項7から12のいずれか一項に記載の少なくとも1種のマメ科植物由来のカチオン性デンプン、および穀物、塊茎およびマメ科植物アニオン性デンプンを含む群から好ましくは選択される少なくとも1種のアニオン性デンプンを含むことを特徴とするデンプン組成物。
- 製紙に使用されるサイズ剤組成物の調製における、蛍光増白剤、染料および合成ポリマーから選択される少なくとも1種の薬剤を含む組成物の調製における、および/または抄紙機のウェットエンドにおける添加剤としての、保持剤、脱水剤としての、および/または紙の物理的特性を改善するための、請求項7から12のいずれか一項に記載のマメ科植物由来のカチオン性デンプン、または請求項13から15のいずれか一項に記載のデンプン組成物の使用。
- ウオーターサーキット中に含まれる、および/または工程装置、特に製紙装置に保持される妨害物質を減少させる薬剤としての、請求項7から12のいずれか一項に記載のマメ科植物由来のカチオン性デンプン、または請求項13から15のいずれか一項に記載のデンプン組成物の使用。
- 請求項16または17に記載のマメ科植物由来のカチオン性デンプンまたはデンプン組成物の使用による製紙方法。
- 請求項18に記載の方法により得られる折りたたみボール紙または紙。
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