JP2018511712A - 加水分解コムギたんぱく質を含むコーティング組成物 - Google Patents

Abstract

i）少なくとも1つの加工澱粉および1つの接着剤を含むバインダー、ii）7〜1000 kDaの平均分子量を有する加水分解コムギたんぱく質およびiii）無機フィラーを含む45％〜80％のドライマター含量を有する紙またはボール紙コーティング組成物およびこのような組成物を得るための方法に関する。 本発明は、i）本発明の組成物の提供、およびii）前記組成物の紙またはボール紙基材へのデポジット、からなる工程を含む、紙またはボール紙をコーティングまたはブライトニングする方法、および、このようにして得られた被覆紙またはボール紙にも関する。さらに、本発明は、紙またはボール紙コーティング組成物中のラテックスの代替における加水分解コムギたんぱく質の使用に関する。

Description

産業上の利用分野

本発明は、加工澱粉および加水分解コムギたんぱく質を含有する紙またはボール紙コーティング組成物およびそのような組成物を得るための方法に関する。本発明はまた、このような組成物を用いて紙またはボール紙をコーティングまたはブライトニングする方法、およびこのようにして得られた被覆紙またはボール紙に関する。さらに、本発明は、紙またはボール紙コーティング組成物中のラテックスの代替における加水分解コムギたんぱく質の使用に関する。

コーティングは、不透明度、光沢または白色度などの特定数の特性を紙またはボール紙のシートに付与することまたはオフセット印刷またはグラビア印刷などの印刷プロセスの印刷適性を改善することを可能にする、紙またはボール紙の仕上げ工程である。このコーティング工程の際、コーティングカラーと呼ばれる組成物が、紙またはボール紙の表面に適用される。この組成物は、一般に、少なくとも1種のミネラルまたは顔料フィラー、少なくとも1種のバインダーおよび特に分散剤、レオロジー調整剤、潤滑剤、蛍光増白剤または消泡剤といった他の添加剤を含む。

製紙業界では、界面活性剤、蛍光増白剤、耐水剤（ケトン樹脂、アニオン性ラテックスなど）などの多くの化学製品を使用して紙に様々な特性を付与したり、その取得プロセスを簡略化したりしている。ラテックス、典型的にはスチレン-ブタジエンタイプの合成ラテックスは、最も広く使用されているバインダーである。その機能は、組成物の様々な要素間の凝集を可能にし、それらを繊維に結合させることである。合成ラテックスは、定義上再生不可能な石油資源から製造される。この業界で使用される化学製品の数を減らし、石油由来製品の消費量およびコストを削減するために、コーティングカラーにおけるラテックスの代替物は潜在的な市場であるが、大きな技術的課題でもある。これは、使用される合成ラテックスの割合を低減しながら、コーティングカラーの性能レベルを維持することが非常に困難であるためである。

ダイズたんぱく質の使用を含む多くのアプローチが試みられている（US2006/174801）。しかしながら、これらの製品は、非常に粘性の高いコーティングカラーを得るか、またはこの粘性を補償するために、またはこれらの製品の溶解を確実にするために、極めて低いドライマター含量（約38％〜44％のDM）で使用されなければならないコーティングカラーを得る。

先行技術はまた、このような組成物中の低温溶解性澱粉の使用を記載している;例えば、国際特許出願WO 08/104574を挙げることができる。しかし、これらの澱粉は、溶解中に凝集物を形成する傾向があり、ほとんどの製紙業者が所有しない高せん断ミキサーを使用する必要がある。

さらに、コーティングカラーは、非常に薄い層でかつ非常に高速で紙またはボール紙の表面に適用されることが意図されていることに留意すべきである。それらの適用は、紙の表面に非常に高いせん断力を及ぼすブレードまたはねじ付きロッドによって行われる。したがって、不均一性または過剰粘性の場合、これらのせん断力は、適用ゾーンのレベルで、「フィラメント」または「ビーズ」と呼ばれるデポジット物の欠陥に関与する乱流だけでなく、紙に及ぼされる圧力の増加、破損のリスク、したがって生産の中断の潜在的な時間を増大させる。

この技術的問題を解決するために、従来技術はドライマター含量が低いコーティング組成物を提案している。しかしながら、その粘度を低下させるための組成物のドライマターの減少（ひいては含水量の増加）は、本願においては有利な解決策ではない。これはコーティングカラーが、水およびそれに含まれる水溶性部分の全部または一部を紙シートに転写する自然な傾向を有するからである。これはいくつかの結果をもたらす。その1つ目は、余分な水分のために紙やボール紙が弱くなることで、完全性を失い、紙の破損や生産中断の原因となることがあることである。第2は、コーティングカラーの水溶性部分が紙に移行した後に観察される紙の光沢の損失である。この移行は、第3の結果をもたらし、それは紙の層の凝集の弱化であり、印刷中に問題を引き起こす。例えば、オフセット印刷中にブランケット上における被覆から生じる繊維またはミネラルフィラーのデポジット物を挙げることができる。この過剰な水のコーティング組成物のさらなる結果は、得られた紙またはボール紙を乾燥させるのに必要なエネルギーおよび/または時間の増加である。

さらに、上記の問題を解決することを超えて、高い乾燥含量および低い粘度の両方を有するコーティングカラーの利点は、塗布する必要があるコーティングカラーの量が少ないことである。さらに、低粘度のコーティングカラーは、かなり高速のコーティングを可能にするという利点も有し、これは非常に明確な産業上の利点を構成する。

さらに、ラテックスの代替物にとして想定されたアプローチは、得られた紙またはボール紙のピック抵抗能力を改善することはできず、かろうじて維持することができる程度である。事実、強力なピック抵抗は、その表面に力が加えられたときに紙またはボール紙の完全性を保証し、したがって、後者をより広く使用することを保証する。この特性は、印刷、特に、インキ着けローラーの出力において紙が強い応力を受けるオフセット印刷において不可欠である。なぜなら、このステップでは、インクの膜が２つの部分に分かれ、1つは紙の上に残っており、もう1つはブランケット上にあるからである。この分離の際、垂直力が紙に及ぼされて、互いにまたは紙に対して弱く結合した粒子（ミネラルフィラーまたは繊維）のピッキングおよびブランケット上へのそれらのデポジットがもたらされる。この現象はブランケットの汚れの原因となり、プリンタの清掃のためにプリンタの中断を起こさせ得る。

したがって、現在のところ、従来技術を超えた低減されたラテックス含量、非常に高いドライマター含量および低い粘度を有し、同時に得られる紙またはボール紙に高いピック抵抗を付与する、コーティング組成物はない。

したがって、本発明の目的は、先行技術の必要性に対応するコーティングカラーを提供することである。

発明を実行するための形態

発明の詳細な説明

本発明は、45％〜80％、好ましくは50％〜78％、より好ましくは55％〜75％のドライマター含量を有する紙またはボール紙コーティング組成物であって、
●少なくとも1つの加工澱粉および少なくとも1つの好ましくは合成接着剤を含むバインダー、
●平均分子量が7〜1000kDaの加水分解コムギたんぱく質、
●ミネラルフィラー。

用語「紙またはボール紙コーティング組成物」は、紙またはボール紙をコーティングするのに特に適した組成物を意味することが意図される。それは通常、水、少なくとも1種のミネラルフィラー、1種以上のバインダーおよび種々の添加剤を含有する水性製剤である。

典型的には、本発明による組成物は、100重量部のミネラルフィラーに対して：
−1〜99部、好ましくは1〜50部、より好ましくは1〜15部のバインダー、および
−1〜50重量部、好ましくは1〜20部、より好ましくは1〜8部のコムギたんぱく質
を含む。

「コムギたんぱく質」という用語は、湿式プロセスによってコムギ粉から抽出され、その後乾燥された水不溶性たんぱく質画分を意味し、コムギグルテンとしても知られている。典型的には、7〜1000kDaの平均分子量を有するコムギたんぱく質は、当業者によく知られている方法に従って加水分解することによって得られる[Anfinsen、CB Jr.（1965）、Advances in Protein Chemistry：v.20，New York and London, Academic Press]。典型的には、加水分解は、熱的、酸的または酵素的であり得る。酵素加水分解が好ましい。

本発明に特に適しているコムギグルテンは、Tereos Syralによって販売されているSolpro（登録商標）508である。

典型的には、本発明による加水分解コムギたんぱく質は、7〜800kDa、5〜500kDaまたは8〜100kDa、好ましくは9〜80kDa、より好ましくは10〜70kDaの重量平均分子量を有し、より好ましくは12〜50kDa、さらにより好ましくは13〜40kDaである。

用語「バインダー」は、無機フィラー（または顔料）の粒子を互いに付着させ、紙の表面における被覆を維持する機能を有する化合物を意味することが意図される。

本発明によれば、組成物は１：５〜５：１、好ましくは１：３〜３：１、より好ましくは１：２〜２：１のバインダー/コムギたんぱく質比を含む。

本発明によれば、バインダーは、少なくとも1つの加工澱粉および１つの合成接着剤などの接着剤である。 典型的には1：5〜5：1、好ましくは1：3〜3：1、より好ましくは1：2〜2：1の加工澱粉/合成接着剤比である。

本発明の目的のために、用語「加工澱粉」は、化学的にまたは物理的に処理された澱粉を意味することが意図される。

本発明における加工澱粉の分子は、穀類、塊茎、根、野菜および果実のような植物源に由来することができる。したがって、澱粉は、トウモロコシ、エンドウマメ、ジャガイモ、サツマイモ、バナナ、大麦、コムギ、米、オートムギ、サゴ、タピオカおよびモロコシから選択される植物源に由来することができる。

より具体的には、加工反応は、例えば：
●澱粉顆粒を破裂させることによる予備糊化（例えば、乾燥ドラム中での乾燥および調理）によるものであってよく；
●例えば強酸を用いる酸加水分解または酵素加水分解によるものであってよく；
●例えば強力な酸化剤を用いる酸化により、澱粉分子へのカルボキシル基の導入および澱粉分子の解重合（例えば、澱粉水溶液を次亜塩素酸ナトリウムによる処理）によるものであってよく；
●相互に結合している澱粉分子のヒドロキシル基と反応することができる官能剤（例えば、グリセリル基および/またはリン酸基を有する）との架橋によるものであってよく;（St-O-PO-(OX)₂型の）モノ澱粉リン酸エステル、（St-O-PO-(OX)-O-St型の）ジ澱粉リン酸エステル、あるいは（St-O-PO-(O-St)₂型の）トリ澱粉リン酸エステルのリン含有化合物またはそれらの混合物が、例えば、得られる。ここでXは、例えば、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を示す;
●官能基、特にC₁-C₆アシル（アセチル）、C₁-C₆ヒドロキシアルキル（ヒドロキシエチル、ヒドロキシプロピル）、カルボキシメチルまたはオクテニルコハク酸基のグラフト化のためのアルカリ性媒体中でのエステル化によるものであってよい。特に、ナトリウムカルボキシメチル加工澱粉であってよい;
●デキストリン化、例えば、天然澱粉の乾相処理、熱の作用、必要により乾燥媒体中、必要により化学剤の存在下、熱の作用またはこれらの種々の手段の組合せ。これらの方法のほとんどは、バッチ式であろうと連続式であれ、80℃以上の変性温度および付加的に酸、アルカリ剤および/または酸化剤の存在を必要とする。

適切な加工澱粉は、予備糊化澱粉、低粘度澱粉（例えばデキストリン、加水分解澱粉、酸化澱粉）、安定化澱粉（例えば澱粉エステル、澱粉エーテル）、架橋澱粉およびそれらの混合物の組み合わせの処理を受けた澱粉（例えば、架橋および糊化処理）を含むが、これらに限定されない。

デキストリンが好ましい加工澱粉である。本発明の目的のために、「デキストリン」という用語は、デキストリン化によって天然澱粉から得られる加工澱粉を意味することを意図している。典型的には、本発明によるデキストリンは、他の修飾、特に化学修飾を受けない。本発明に適したデキストリンは、例えば、一般に100〜170℃の温度で澱粉を化学薬剤または化学薬剤の存在下で、特に比較的多い量の酸の存在下で変換することによって得られる白色デキストリンであり、;化学物質、特に酸の存在下、より高い温度、一般に170〜230℃の間の澱粉の転換によってしばしば得られる黄色デキストリン;または、高温、しばしば230℃を超える熱単独の作用によって得られる「ブリティッシュガム」と呼ばれるデキストリンである。本発明に特に適したデキストリンは、コムギ系デキストリン、典型的にはTereos Syral社により販売されているMylofilm（登録商標）214またはMylofilm（登録商標）218デキストリンである。

典型的には、本発明の文脈において、特に好適な加工澱粉は、20〜300kDa、好ましくは30〜250kDa、より好ましくは35〜233kDa、さらにより好ましくは40〜200kDa、さらにより好ましくは42〜150kDaの重量平均分子量、および/または、50〜400mPa.s（Brookfield、70℃、31％DM）の粘度を有する。ブルックフィールド粘度計を用いて、例えばデキストリンのような加工澱粉の測定は溶液中、RVDV−Eモデル、スピンドル３を用いて20rpmの速度で行われる。測定は70℃で行われる。モジュ−ルは、スピンドルのインジケ−タラインまで、31％のドライマターのサスペンションの加工澱粉の組成物に浸漬され、10秒間の回転後に値が記録される。

「平均分子量」という用語は、重量平均分子量を意味するものとする。

加水分解たんぱく質に関して、この平均分子量は、214nmの波長で調節されるUV検出器と接続したサイズ排除クロマトグラフィー（SE−HPLC）によって測定される。サイズ排除クロマトグラフは、TSKG4000SWx1カラムで0.7ml/分の流速でPBSリン酸緩衝液（0.1M Na₂HPO₄-NaH₂PO₄ 0.1％SDS）からなる溶離液を循環させるポンプを備えている。この測定値はダルトンで表される。試料の調製は、試験した生成物をリン酸抽出緩衝液中に1％SDSで溶解し、続いて遠心分離して上清を回収することにより行うことができる。

加工澱粉、より詳細にはデキストリンに関して、平均分子量はダルトンで表され、MALLS（マルチアングルレーザー光散乱）タイプの検出器と接続したサイズ排除クロマトグラフィーによって当業者により決定することができる。試料の調製は、加工澱粉、特にデキストリンの乾燥重量50mgを、0.1％（w/v）の硝酸ナトリウムを含む90％（v/v）のDMSO（ジメチルスルホキシド）の脱イオン水の混合物からなる溶媒に溶解することによって行うことができる。一晩撹拌した後、混合物を105℃で1時間予熱し、次いで5300gで15分間遠心分離する。100mLの容量の上清をサイズ排除クロマトグラフィー装置に注入し、その移動相は、例えば、0.1％（w/v）の硝酸ナトリウムを含む90％（v/v）のDMSO（ジメチルスルホキシド）の脱イオン水の混合物であり、流速0.5ml/分および温度70℃で使用し、カラムは好ましくは一連のグラムカラムの組み合わせである。検出器は、例えば、新世代の3角型 miniDawn Treosのようなアングルレーザーである。校正は、Viscotec P82 Shodex規格で行う。本発明における文脈において、接着剤は好ましくは合成物である。本発明に適した合成接着剤の例は、ラテックス、酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロースナトリウムおよびヒドロキシエチルセルロースである。

「ラテックス」という用語は、水性相中の合成ポリマーのコロイド分散液、すなわち水性相中の懸濁液におけるポリマー微粒子の分散液（時にはポリマーサスペンションまたはポリマーエマルションとも呼ばれる）に対応するポリマーの水性分散液を指す。 本発明に適したラテックスの例は、スチレン-ブタジエンラテックス、ポリビニルアルコールラテックスおよびアクリルコポリマーラテックス、からなる群から選択され、好ましくはスチレン-ブタジエンタイプのラテックスである。

一般に、コーティングカラーにおいて、導入されたミネラルフィラーは、水性懸濁液の形態で担持される。従来、このフィラーは分散剤を用いて水中に懸濁された炭酸カルシウムである。典型的には、コーティング組成物に特に適したミネラルフィラーは、十分なレベルの白色度（457nmで硫酸バリウムの白色度の80％より大きい）、0〜10μmの粒子サイズ分布（平均 粒子サイズは0.2〜2μmである）および粒子の最小凝集度を有する。例えば、ミネラルフィラーは、炭酸カルシウム、被覆粘土、焼成微粘土、アルミナ三水和物、タルクおよび二酸化チタンからなる群から選択することができる。

用語「炭酸カルシウム」は、粉砕炭酸カルシウム（GCC）、すなわち石灰石、大理石、方解石または石灰のような天然源から得られる炭酸カルシウムを含む。「炭酸カルシウム」という用語はまた、沈降炭酸カルシウム（PCC）、すなわち、水性環境中での二酸化炭素と水酸化カルシウム（水和石灰）との反応に続く沈殿によってまたは水中のカルシウムの供給源と炭酸塩の沈殿によって一般に得られる合成物質である。

本発明による組成物はまた、１種以上の分散剤のような他の薬剤を含んでもよい。「分散剤」という用語は、無機フィラーの粒子を静電分散状態に維持する機能を有する薬剤を意味することを意図している。一例として、分散剤は、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリリン酸四ナトリウム、ピロリン酸四ナトリウム、トリポリリン酸五ナトリウム、四リン酸ナトリウムおよびケイ酸ナトリウムからなる群から選択される。

組成物はまた、典型的には、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カルシウム、スルホン化油、硫酸化トール油脂肪酸およびポリエチレンエマルジョンからなる群から選択される少なくとも1つの潤滑剤を含むことができる。

組成物はまた、尿素樹脂、メラミン樹脂、グリオキサール、亜鉛化合物、ホルムアルデヒドおよびジメチロール尿素からなる群から選択される少なくとも1つの不溶化剤を含むことができる。

本発明はまた、以下の工程を含む本発明による組成物の製造方法にも関する：
少なくとも1つの加工澱粉、好ましくはデキストリン、および1つの好ましくは合成の接着剤を含むバインダーを攪拌しながら混合する工程であって、加工澱粉は事前に調理工程を経ており
得られた混合物に平均分子量7〜1000kDaの加水分解コムギたんぱく質を撹拌しながら添加する工程であって、加水分解したコムギたんぱく質は好ましくは粉末状であり
45％〜80％のドライマター含量を有する組成物を得るために、水を攪拌しながら添加する工程であって;任意で、水の添加は、ミネラルフィラーおよび/または加工澱粉および/または加水分解たんぱく質とともに行われる。典型的には、本発明による組成物を製造する方法の間、前記加工澱粉、特にデキストリンを水に溶解させることができ、好ましくは接着剤と混合する前に調理工程を経ることができる。独立して、バインダーと混合する前に、無機フィラーを水に予め溶解させることができる。

本発明はまた、紙またはボール紙をコーティングまたはブライトニングするための方法に関し、前記方法は
（a）本発明による組成物の提供、
（b）前記組成物を紙またはボール紙基材上にデポジットさせる工程
を含む。

紙またはボール紙基材上に前記組成物を付着させる工程は、ブレードコーティング、ペンシルコーティング、ねじロッド、サイズプレスカーテンコーティングまたはフィルムプレス、または当業者に知られている任意の他の技術によって行うことができる。典型的には、デポジット工程は25〜60℃の温度で行われる。

典型的には、前記組成物は、3g/m²〜15g/m²、好ましくは5g/m²〜10g/m²の量で前記紙またはボール紙基材の少なくとも1つの面に適用される。

本発明はまた、本発明による組成物でコーティングされた紙またはボール紙に関する。

本発明はまた、紙またはボール紙コーティング組成物中のラテックスの代替物における加水分解コムギたんぱく質の使用に関し、前記加水分解コムギたんぱく質は、好ましくは平均分子量が7〜1000kDaである。

本発明は、ラテックスの代替物において、好ましくは加工澱粉/コムギたんぱく質比が1：5〜5：1、好ましくは1：3〜3：1、より好ましくは1：2〜2：1である、加水分解コムギたんぱく質と加工澱粉より詳細にはデキストリンとの組み合わせの使用に関する。

典型的には、前記コムギたんぱく質または前記コムギたんぱく質と加工澱粉、好ましくはデキストリンとの前記組み合わせは、前記組成物のラテックスの1％〜40％、好ましくは10％〜35％、より好ましくは15％〜30％の代替物として使用される。

それらは別個の意味を有するが、用語「含む（comprising）」、「含有する（containing）」および「からなる（consisting of）」は、本発明の説明において互換的に使用され、互いに置き換えられ得る。

本発明は、説明のためだけに与えられた以下の実施例を読むことにより、より明確に理解されるであろう。

例

実施例1：加工澱粉によるラテックスの代替

コーティングカラーの製造：
予備試験は、45％を超えるドライマター含量で最良の結果が得られたことを示した（機械加工性およびエネルギー収率）。より明確な改善が60％から観察される。実際、コーティングカラーが希釈された（45％未満のＤＭ）ときに紙の破断が増加したことが認められた。さらに、60％未満、さらには45％未満の乾燥時間のときに、増加が認められ、これは許容される最低のドライマター含量であると思われる。コーティング後に紙が乾燥工程を経るので、コーティングカラーの余分な水分は乾燥時間を増加させ、したがって製造コストを上昇させる。結果として、試験は、ドライマター含量70％を有するコーティングカラーで続けた。

下記の表1の式R1〜R4に従ってコーティングカラーを作製した。

処方は部分数で示される（製紙の標準的な取り扱いと同様）。

デキストリン（Mylofilm（登録商標）214）は、Tereos Syralによって販売されているコムギベースのデキストリン（Mw=47kDa、Pd=11.6）である。最初に、ジェットクッカー（温度=130℃、滞留時間：3分）上で35％のドライマターの濃度で調理し、次に31％に希釈する。

コーティングカラーは、まず炭酸カルシウムを79.7％で水中に懸濁させることにより撹拌機（IKA型）を用いて製造される（Omya社により供給されるHydrocarb（登録商標）90）。次いで、先に特定したように合成バインダー（Styron社のスチレン-ブタジエンDL930ラテックス）および溶解したデキストリンを、炭酸カルシウムに添加する。濃度は水で調整してドライマター含量70％とする。攪拌速度は1500rpmに調整し；次いで、pHを9に調整する。このようにしてコーティングカラーを10分間撹拌する。

表1のコーティングカラーをコーティング試験で試験した。
コーティングカラーの粘度は、紙のコーティングの前に評価される。

ブルックフィールド粘度
ブルックフィールド粘度計によるコーティングカラーの測定は、RVDV Eモデルで行われる。スピンドル3を用いて20rpmの速度で測定を行う。測定は40℃で行う。モジュールをスピンドルのインジケータラインまでコーティングカラーで浸し、値を回転の10秒後に記録する。

紙コーティング
コーティングカラーは、赤外線放射と熱風を組み合わせた乾燥が可能なDTブレードコーターコーティングパイロットプラントを使用して、片面に6g/m²の量で紙上にデポジットされる。コーティング速度は20m/分である。
使用される紙は、Fedrigoni社により供給される80g/m²の薄い紙である。
このようにして被覆された紙を、試験の前に24時間、湿度と温度が調節された室内（湿度50％、23℃）で保存する。

ドライIGTピック抵抗
ドライピック測定は、IGT W31法（ISO 3783：2006）に従って行う。この測定により、層の強度を評価することが可能になる。実際、バインダー（合成または天然澱粉など）は、紙の印刷特性に必要とされるミネラルフィラーを維持するために使用される。結合能力が低すぎる場合、ミネラルフィラーは印刷中に紙から拾い上げられ、インキ着けロール上にデポジットされ、頻繁な中断を招く。ドライIGT測定値が高いほど、層のピック抵抗が高くなる。

結果
得られた紙の特性の分析は、溶液中におけるラテックスをデキストリンで代替することがピック特性の低減をもたらすことを実証することを可能にした（表2）。

実際、ラテックスをデキストリン単独で置き換えることは、コーティングの特性を維持することを可能にせず、したがって、層のピック特性の明らかな低下をもたらす。 したがって、デキストリン単独では、コーティングカラー中のラテックスの減少を補償することはできない。

実施例2：加水分解されたダイズまたはコムギたんぱく質によるラテックスの代替

ラテックスの代わりに植物たんぱく質の使用を評価した。いくつかの試験の後、デキストリンに加えてたんぱく質を添加することにより、デキストリン単独で観察されたものよりも良好な結果、ラテックスの代替において、より詳細には得られた組成物のドライピック特性に関して、良好な結果を観察することができることが注目される。この効果は、加水分解たんぱく質についてのみ観察され、天然のたんぱく質については観察されなかった。したがって、非加水分解コムギグルテンは、その溶解度が低いため、許容できる粘度の均一なコーティングカラーを得ることができず、ラテックスの代替も少ない。種々の植物起源の加水分解たんぱく質でラテックスを代替することの効果を評価するために、R1混合物をコーティングカラーの基準処方として選択した。

合成ラテックスを14％（R5）、30％（R6）および43％（R7）の量をたんぱく質に代替した表3の処方に従って、実施例1のようにコーティングカラーを製造した。

コーティング組成物中のラテックスの量を減少させるために、加水分解コムギおよびダイズたんぱく質を、表3に提供される割合に基づいて試験した。

試験したたんぱく質は以下の通りである：
- 低分子量の加水分解コムギたんぱく質（Mw = 5.7kDa）、
- 15.5kDaの中分子量を有する加水分解コムギたんぱく質（Tereos Syralから販売されているSolpro（登録商標）508）および
- 加水分解ダイズたんぱく質（デュポン社のSobind LVL）。

たんぱく質は、事前に希釈することなくコーティングカラーに加えられる。

コーティングカラーは、79.7％で水中にて炭酸カルシウムを懸濁させることにより、攪拌機（IKA型）を用いて実施例1のように製造される（Omya社により供給されるHydrocarb（登録商標）90）。合成バインダー（Styron社スチレン-ブタジエンDL930ラテックス）およびこれに溶解したデキストリンを、先に特定した炭酸カルシウムに添加する。このステップでは、たんぱく質は溶液形態または粉末のカラーに適宜取り込まれる。濃度は水で調整してドライマター含量70％とする。攪拌速度は1500rpmに調整し；次いで、pHを9に調整する。このようにしてコーティングカラーを10分間撹拌する。

結果（表4）を読み取ると、試験した加水分解たんぱく質のいずれか1つでラテックスを40％以上代替することは、ラテックスによって提供されるピック抵抗特性を維持することを可能にしないことに留意されたい。部分的に加水分解されたダイズおよびコムギたんぱく質加水分解物のみが35％に達する代替を可能にする（R6）。

しかしながら、ラテックスを加水分解ダイズたんぱく質で代替すると、14％（R1）から粘度が明らかに増加する。この増加は、30％（R6）および42％（R7）で顕著となり、コーティング組成物を使用するのが困難になる。このような粘度は、工業レベルでの適用を可能にしない。なぜなら、析出中に圧力がかなり上昇し、機械加工性および紙質の問題を引き起こすからである。

逆に、低分子量コムギたんぱく質加水分解物は、得られる組成物の粘度に限定された効果しか及ぼさないが、30％から、ラテックスの減少を補償することはできない。実際、ラテックスの30％の代替では、ピック抵抗の損失が見られた（0％代替時の0.45のIGT; 14％代替時の0.5、30％代替時の0.30）。

試験した種々の加水分解たんぱく質の中で、部分的に加水分解されたコムギたんぱく質のみが、14％ラテックス代替におけるピック抵抗の有意な増加を可能にする（組成物R5）。

さらに、部分的に加水分解されたコムギたんぱく質のみが、ピック特性および粘度特性の両方を維持する。事実、ラテックス（R6）の30％の代替が、ピック抵抗特性と得られた組成物の粘度特性を維持したまま行われている（0部が代替された（R1）では0.45m/s、30％代替（R6）では0.42m/s）。

さらに、加水分解コムギたんぱく質の利点は、ダイズたんぱく質とは対照的に、それらがコーティングカラーに直接的に加えられるほど十分に可溶性であり、意味のない水を添加する事前希釈を必要とせず、それによって組成物のドライマター含量を非常に自由に変化させることを可能にする。

Claims (15)

1. ドライマター含量が45％〜80％、好ましくは50％〜78％であり、
   ●少なくとも1つの加工澱粉および1つの合成接着剤を含むバインダー、
   ●平均分子量が7〜1000kDaの加水分解コムギたんぱく質、ならびに
   ●ミネラルフィラー。
   を含む紙またはボール紙コーティング組成物。
2. 前記加水分解コムギたんぱく質が、平均分子量8〜100kDa、好ましくは9〜80kDaを有することを特徴とする請求項１に記載の組成物。
3. ミネラルフィラー100重量部に対して：
   −バインダー1〜99部および
   −コムギたんぱく質1〜50重量部
   を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の組成物。
4. 1：5〜5：1の加工澱粉/合成接着剤比を有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の組成物。
5. 1：5〜5：1のバインダー/コムギたんぱく質比を有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の組成物。
6. 前記加工澱粉が、予備糊化澱粉、デキストリン、加水分解澱粉、酸化澱粉、澱粉エステル、澱粉エーテル、架橋澱粉およびそれらの混合物から選択され、;好ましくは、前記加工澱粉はデキストリンであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の組成物。
7. 前記デキストリンが20〜300kDaの分子量および/または50〜400mPa.sの粘度を有することを特徴とする先行する請求項のいずれか一項に記載の組成物。
8. 前記合成接着剤が、ラテックス、酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロースナトリウムおよびヒドロキシエチルセルロースからなる群から選択されることを特徴とする先行する請求項のいずれか一項に記載の組成物。
9. 前記合成接着剤が、好ましくはスチレン-ブタジエンラテックス、ポリビニルアルコールラテックスおよびアクリルコポリマーラテックスからなる群から選択されるラテックスであることを特徴とする先行する請求項のいずれか一項に記載の組成物。
10. 以下の工程を含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の組成物の製造方法：
    −ミネラルフィラーならびに少なくとも1つの加工澱粉および1つの合成接着剤を含むバインダーを撹拌しながら混合する工程、ここで加工澱粉は好ましくは事前に調理工程を経ている；
    −得られた混合物に平均分子量7〜1000kDaの加水分解コムギたんぱく質を撹拌しながら添加する工程、ここで加水分解したコムギたんぱく質は好ましくは粉末状である；
    −45％〜80％のドライマター含量を有する組成物を得るために、攪拌しながら水を添加する工程;典型的には、水の添加は、ミネラルフィラーおよび/または加工澱粉および/または加水分解たんぱく質の添加と同時に行われる。
11. （a）請求項１〜９のいずれか一項に記載の組成物の提供する工程、
    （b）前記組成物を紙またはボール紙基材上へデポジットする工程
    からなる工程を含む、紙またはボール紙をコーティングまたはブライトニングする方法。
12. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の組成物でコーティングされた、または請求項11に記載の方法の手段によって得られた紙またはボール紙。
13. 紙またはボール紙コーティング組成物中のラテックスの代替における加水分解コムギたんぱく質の使用であって、前記加水分解コムギたんぱく質は好ましくは7〜1000kDaの平均分子量を有する、使用。
14. 組成物が
    ●少なくとも1つの加工澱粉および1つの好ましくは合成の接着剤を含むバインダー、
    ●7〜1000kDaの平均分子量を有する加水分解コムギたんぱく質、および
    ●ミネラルフィラー
    を含むことを特徴とする請求項１３に記載の使用。
15. バインダー/コムギたんぱく質比が1：5〜5：1であることを特徴とする、請求項１３および１４のいずれかに記載の使用。