JP6401058B2 - カルボキシメチルセルロースの濃度を増加させた組成物 - Google Patents

カルボキシメチルセルロースの濃度を増加させた組成物 Download PDF

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、本明細書に参照により組み入れる、2011年10月17日出願の米国特許出願第13/274,499号、および2012年10月12日出願の米国特許出願第13/650,892号の優先権を主張する。
本出願はカルボキシメチルセルロース(CMC)の濃度を増加させた組成物に関する。また、本出願は低粘度組成物中のCMCの濃度の増加方法に関する。
CMCはさまざまな産業および消費者用途において用いられるアニオン性水溶性ポリマーである。CMCは一般的にはセルロースから(例えばコットンリンター、木材パルプ、または他のセルロース供給源から)ヒドロキシル基の少なくとも一部のカルボキシメチルエーテル基での置換により得られ、3.0の高さの置換度および約30,000〜1,000,000ダルトンの範囲の分子量を有することができる。
レオロジー特性を与え、保水性を向上させ、光学増白剤の効率を向上させるその能力のため、CMCは紙および板紙産業における、とくにコーティング、サイジング、ベースウェブ製造のための一般的な添加剤である。紙および板紙コーティングプロセスでは、CMCは、通常、無機顔料、有機結合剤、および添加剤、例えば分散剤、光学増白剤、架橋剤、潤滑剤、および染料を含むコーティングメイクダウン組成物中に、(一般的には6〜12wt%CMCを有する)予め溶解した溶液として添加される。コーティング組成物は、コーティング組成物のタイプおよび用いられるコーティング装置のタイプに応じて、通常63〜70wt%の固体含有量を有する;しかしながら、実際にはより高いおよびより低い固体含有量を有するコーティング組成物の両方も用いられている。
いずれの理論にも縛られることを望まず、例えば、コーティングから蒸発させなければならない水の量を減少させながら(すなわち、これにより乾燥エネルギーを低下させながら)コーティング範囲および光沢を増加させることにより、品質および生産性を向上させるには、高い固体含有量を有するコーティング組成物が好ましいと考えられる。コーティング組成物の標的固体含有量を増加させる場合、コーティング組成物を調製するのに用いられる原料の溶液にもより高い固体含有量が必要である。
低い固体濃度を有する予め溶解したCMCの既存の溶液は、一般的には高い固体含有量のコーティング組成物(例えば70wt%)の製剤を可能にせず、一般的には紙コーティングに必要なコーティング組成物に用いることができるCMCの量を限定するだろう。高い固体含有量の顔料スラリーへのCMCの乾燥添加はこれらの問題を解決し得るが、粉砕機は粉末の取扱システム、粉末を手で添加するのに適した人員、または粉末を溶液全体に分散させるのに十分なせん断を与えることができる混合システムを有することが必要だろう。
あるいは、高い固体濃度を有する予め溶解したCMCの既存の溶液は一般的には、従来の装置上で、例えばポンピングまたはスクリーニングプロセスにおいて処理することが難しい高粘度溶液を生成する(例えばBrookfield RV上で100rpmおよび50〜60℃で測定されるように、5000mPasより大きい)。
CMCは、バリア材料のように、表面処理材料として、またはこれを生成するのに用いることもできる。CMCを含有するバリア材料は、耐油性および耐グリース性、耐酸素性、または両方であり得る。バリア材料をフィルムの形状に形成するのに用いられる一般的なフィルムコーティング技術としては、サイズプレス、メータリングサイズプレス、および各種カーテンコーティング技術が挙げられる。これらの技術のそれぞれについて、溶液吸収は、少なくとも部分的に、用いられるポリマー溶液の粘度および/または固体含有量によって決まる、重要なパラメーターである。いずれの理論にも縛られることを望まず、均一なバリア材料、とくにフィルムは、十分に高いコーティング重量、良好なフィルムホールドアウト、または両方から得られると考えられる。これらの特性は、より高濃度のCMC溶液でバリア材料を生成することにより、より容易に得ることができる。現在、溶液中のCMCのより高い濃度は、各種酵素技術を用いてCMCを分解することにより達成されることが多い。酵素は、しかしながら、一般的には、得られるバリア材料があまり良好なフィルムホールドアウトを有さず、ベースウェブを貫通するほど大幅にCMCの分子量を低下させる。
安定、濃縮、水性CMC懸濁液を提供する溶液は以前から提案されている。例えば、Burdickの米国特許第4,883,537号は、少なくとも33重量パーセントの炭酸カリウムを含む粘度を低下させた水性CMC溶液について記載する。しかしながら、必要な高濃度の炭酸カリウムは、用途におけるこれらの溶液の有用性を限定し、これらの組成物を高CMC固体含有量用途には望ましくないものにする。
よって、低粘度、高CMC固体含有量組成物の調製方法を提供する必要性が残る。より具体的には、既存のCMC装置およびメイクダウン手順を用いてより高い固体含有量のコーティングを調製するため、より大きい柔軟性を提供しながら、通常の紙コーティンググレードより高い固体含有量を有し、従来のCMCコーティングの利点を維持する溶液を調製するのに用いることができるCMC製品を開発する必要性が残る。
本明細書の実施形態は、CMCストック溶液の濃度の増加方法を提供する。1つの態様では、その方法は、CMCおよびアルカリ塩を水中に溶解し、CMCのアルカリ溶液を得るステップならびに任意でCMCのアルカリ溶液のpHを約7.5〜約11のpHに調節するステップを含む。CMCは、いくつかの実施形態では、約0.9未満の置換度を有する。CMCは、特定の実施形態では、約300kD未満の分子量を有する。CMCのアルカリ溶液は、CMCを約9.8重量%より大きい濃度で含み、約7.5〜約11のpHを有し、約5,000mPa未満の粘度を有する。
他の態様では、CMCストック溶液の濃度の増加方法は、CMCおよびアルカリ塩をドライブレンドし、CMC混合物を得るステップならびにCMC混合物を水中に溶解し、CMCのアルカリ溶液を得るステップを含む。CMCは、いくつかの実施形態では、約0.9未満の置換度を有する。CMCは、特定の実施形態では、約300kD未満の分子量を有する。実施形態では、CMCのアルカリ溶液は、CMCを約9.8重量%より大きい濃度で含み、約7.5〜約11のpHを有し、約5,000mPa未満の粘度を有することができる。CMC混合物は、アルカリ塩をCMC混合物の約0.5重量%より大きい濃度で含むことができる。
また別の態様では、本明細書の実施形態は、顔料およびCMCのアルカリ溶液を含む高固体含有量紙コーティング組成物を含む。CMCのアルカリ溶液は、いくつかの実施形態では、CMCを約9.8重量%より大きい濃度で、アルカリ塩を少なくとも0.05重量%の濃度で含む。CMCは、いくつかの実施形態では、約0.9未満の置換度を有する。CMCは、特定の実施形態では、約300kD未満の分子量を有する。
他の態様では、本明細書の実施形態は、水、CMCを約9.8重量%より大きい濃度で、アルカリ塩を少なくとも約0.05重量%の濃度で含むCMCのアルカリ溶液を含むCMCストック溶液を含む。CMCは、いくつかの実施形態では、約0.9未満の置換度を有する。CMCは、特定の実施形態では、約300kD未満の分子量を有する。CMCのアルカリ溶液は、実施形態では、約7.5〜約11のpHを有し、約5,000mPa未満の粘度を有する。
追加の態様は、部分的には以下の説明において記載され、部分的にはその説明から明らかとなる、または以下に記載される態様の実施により習得することができる。以下に記載される利点は、添付の特許請求の範囲においてとくに指摘される要素および組み合わせにより実現および達成されるだろう。前述の一般的な説明および以下の詳細な説明の両方は例示的および説明的のみであり、制限的ではないことが理解されるべきである。
図1はCMC濃度の関数としてCMC溶液の粘度を示すグラフである。標準CMC:FF−5(27mPasの4%粘度。DS 0.7)。実験CMC:FF−5(98wt%〜2wt%NaCO)。粘度測定:Brookfield RV 100rpm、50℃。粘度を測定する前に、CMCおよびCMC+NaCOのドライブレンドを、ワイヤミキサーを用いて90分間水と混合した。 図2AはCMC溶液粘度に対する各種塩の効果を比較するグラフである。標準CMC:FF−5(27mPasの4%粘度。DS 0.7)。粘度測定:Brookfield RV 100rpm、60℃。粘度を測定する前に、CMCおよびCMC+塩のドライブレンドを、ワイヤミキサーを用いて90分間水と混合した。 図2Bは0.7のDSおよび可変分子量を有するCMCのCMC溶液粘度に対する炭酸ナトリウムおよび塩化ナトリウムの効果を比較するグラフである。粘度測定:Brookfield RV 100rpm、50℃。 図3は20wt%CMC溶液の粘度に対するpHの効果を示すグラフである。標準CMC:FF−5(27mPasの4%粘度。DS 0.7)。実験CMC:FF−5(96〜98wt%;2〜4%の各種アルカリ塩)。粘度測定:Brookfield RV 100rpm、60℃。粘度を測定する前に、CMCおよびCMC+各種アルカリ塩のドライブレンドを、ワイヤミキサーを用いて90分間水と混合した。 図4は各種CMCコーティングカラーの粘度に対する組成物およびせん断速度の効果を示すグラフである。 図5は各種CMCコーティングカラーの粘度に対する組成物およびせん断速度の効果を示すグラフである。 図6は各種コーティングカラーの保水特性を示すグラフである。 図7はコーティングカラーでコーティングされた各種紙の光学特性を示すグラフである。 図8はさまざまなコーティング重量にわたるCMCを含有する4つのバリア材料の耐油性を示すグラフである。
本明細書の実施形態は、CMCストック溶液の濃度の増加方法を提供することにより、上述の必要性に応える。とくに、高濃度CMCストック溶液は高固体含有量紙コーティングにおける使用に適している。CMCストック溶液は、バリア材料のような、表面処理材料として、またはその一部として用いることもできる。
実施形態では、その方法は一般的には、CMCおよびアルカリ塩をドライブレンドし、CMC混合物を得るステップならびにCMC混合物を水中に溶解し、CMCを約9.8重量%より大きい濃度で、アルカリ塩を少なくとも約0.05重量%の濃度で含むCMCのアルカリ溶液を得るステップを含む。他の実施形態では、CMCのアルカリ溶液を得るのに、アルカリ塩はCMCを水中に溶解する前または後のいずれかに添加してもよい。CMCは望ましくは約0.9未満の置換度および約300kD未満の分子量を有する。驚くべきことに、CMCおよびアルカリ塩を含有する溶液を調製することにより、高濃度のCMCを有するストック溶液は、溶液の濃度に応じて、さまざまな温度で約5,000mPa未満の粘度を有して得ることができる。例えば、高濃度のCMCを有するストック溶液は、約50〜約60℃の範囲内で約5,000mPa未満の粘度を有して得ることができる。到達することができる濃度はCMCの分子量によって決まり得る。いずれの理論にも縛られることを望まず、より低い分子量を有するCMCが通常、溶液の粘度(すなわち、5,000mPaより大きい粘度)のため、9.8重量%未満の濃度に限定される特定の状況において、本明細書において提供される実施形態に従うCMCのアルカリ溶液の使用は、アルカリ塩を含まないCMCの溶液と比較して溶液の粘度を顕著に低下させ、これにより、より高濃度のCMCの使用を可能にすると考えられる。
実施形態では、その方法は、CMCのアルカリ溶液のpHを約7.5〜約11のpHに調節するステップをさらに含む。他の実施形態では、CMCのアルカリ溶液は約7.5〜約10.5のpHを有する。例えば、特定の実施形態では、CMCのアルカリ溶液は約8.0より大きい、約8.5より大きい、または約9.0より大きいpHを有する(例えば、図3参照)。CMCのアルカリ溶液のpHを調節するのに適した方法は当業者に知られている。
特定の実施形態では、CMCは約0.4〜約0.9の置換度および約300kD未満の分子量を有する。実施形態では、CMCは約0.4〜約0.9、約0.6〜約0.9、または約0.7〜約0.85の置換度を有する。実施形態では、CMCは約300kD未満、約200kD未満、約150kD未満、または約100kD未満の分子量を有する。
本明細書の実施形態において用いられるCMCは、その粘度およびpHにより特徴づけることもできる。例えば、特定の実施形態では、CMCは、約25℃の温度のCMCの2%溶液について約2000mPas未満の粘度、約25℃の温度のCMCの2%溶液について約400mPas未満の粘度、または約25℃の温度のCMCの2%溶液について約100mPas未満の粘度を有する。実施形態では、CMCはCMCの1%溶液について約8未満のpHを有するとさらに特徴づけられる。他の実施形態では、CMCはCMCの1%溶液について約9未満のpHを有するとさらに特徴づけられる。
実施形態では、CMCは望ましくは、アルカリ溶液中、約9.8%より大きく約25%までの濃度、約10%より大きく約25%までの濃度、約12%より大きく約25%までの濃度、約15%より大きく約25%までの濃度、約18%より大きく約25%までの濃度、または約20%より大きく約25%までの濃度を提供するのに十分な量で存在する。
本明細書の実施形態において用いられるアルカリ塩は望ましくは塩基塩を含む。塩基塩の非限定的な例としては、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム、重炭酸カリウム、水酸化カルシウム、およびこれらの組み合わせが挙げられる。実施形態では、アルカリ塩はCMCのアルカリ溶液中に少なくとも約0.05%の量で存在する。例えば、特定の実施形態では、アルカリ塩はCMCのアルカリ溶液中に約0.05重量%〜約5.0重量%、約0.05重量%〜約2.5重量%、約0.05重量%〜約1.0重量%、約0.1重量%〜約1.5重量%、約0.1重量%〜約1.0重量%、約0.1重量%〜約0.5重量%、約0.2重量%〜約1.0重量%、または約0.2重量%〜約0.7重量%の量で存在する。
特定の実施形態では、本明細書において提供されるCMCストック溶液は、アルカリ塩を約0.1%〜約2.0%の濃度で、CMCを約9.8%より大きく約20%までの濃度で含む。他の実施形態では、本明細書において提供されるCMCストック溶液は、アルカリ塩を約0.1%〜約1.5%の濃度で、CMCを約12%より大きく〜約20%の濃度で含む。
特定の実施形態では、アルカリ塩は、アルカリ塩、例えば、炭酸ナトリウムおよび亜硫酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、またはこれらの組み合わせのいずれかの混合物を含む。望ましくは、亜硫酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、またはこれらの組み合わせは、CMCのアルカリ溶液中に約0.1重量%〜約2重量%の濃度で存在するが、アルカリ塩の総濃度は約5重量%未満である。
本明細書における実施形態では、CMCのアルカリ溶液、顔料(例えば、炭酸カルシウムのような、無機顔料)、および当業者に知られる他の添加剤(例えば、ラテックスのような、有機結合剤)を含む高固体含有量紙コーティング組成物も提供される。一般的には、CMCのアルカリ溶液は、約70重量%より大きい固体含有量を有するコーティング組成物について0.5重量%未満の顔料を含む。CMCのアルカリ溶液はCMCを約9.8重量%より大きい濃度で、アルカリ塩を少なくとも約0.05重量%の濃度で含み、CMCは約0.9未満の置換度および約300kD未満の分子量を有する。
本明細書における実施形態では、CMCから生成される、またはこれを含有する、バリア材料のような、表面処理材料も提供される。CMCから生成される、またはこれを含有するバリア材料は、紙、板紙、等のようなマトリックス材料との組み合わせで用いることができ、または自立型材料とすることができる。バリア材料は、当技術分野において知られるいずれかの技術を用い、いずれかのサイズまたは形状に生成することができる。実施形態では、CMCを含有するバリア材料はフィルムである。いくつかの実施形態では、フィルムは一般的にはCMCのアルカリ溶液を用い、溶媒を除去することにより、例えば蒸発または熱補助蒸発により形成される。
CMCから生成される、またはこれを含有するバリア材料は、さまざまな材料に耐性があり得る。例えば、バリア材料は、一般的にはバリア材料の細孔径、ピンホールのような、欠陥、または両方によって決まる特徴である、耐油性もしくは耐グリース性、耐酸素性、または両方であり得る。バリア材料のバリア特性は、コーティング重量、フィルムホールドアウト(材料がフィルムである場合)、または両方によっても決まり得る。
高いコーティング重量は、いくつかの状況では、比較的高濃度を有するCMC溶液を用いることにより得ることができ、フィルムホールドアウトは高分子量を有するCMCを用いることにより向上させることができる。いくつかの状況では、より高分子量のCMCが用いられる場合、より低いコーティング重量が許容可能であるので、これらの考慮事項は所望のバリア材料を生成するようにバランスを取ることができる。コーティング重量の増加に加えて、比較的高濃度を有するCMC溶液からのバリア材料フィルムの生成は、湿潤フィルムは固定化がより速いので、フィルムホールドアウトを向上させることができる。一般的には、本明細書に記載されるCMCのアルカリ溶液を用い、CMCの分子量およびCMC溶液の濃度を含む、これらの要素を最適化することができる。
本明細書の実施形態は、粘度を顕著に増加させる、またはそうでなければCMCの機能性に悪影響を及ぼすことなく、より高濃度のCMCおよび固体の使用を可能にする。望ましくは、本明細書において提供されるCMCのアルカリ溶液は、アルカリ塩を含まないCMCの同様の溶液と比較して実質的に低下した粘度を有すると特徴づけられる。例えば、実施形態では、アルカリ塩を含むCMCのアルカリ溶液の粘度はアルカリ塩を含まないCMCの同様の溶液の約50%未満である。また他の実施形態では、アルカリ塩を含むCMCのアルカリ溶液の粘度は、アルカリ塩を含まないCMCの同様の溶液の約20%〜約50%である。
例えば、特定の実施形態では、アルカリ塩の添加はCMCのアルカリ溶液中のCMCの最大濃度を12〜15%CMCの上限から18〜20%の上限まで、または約10%の上限から約13〜15%まで、または8%の上限から約9.8〜12%まで増加させる。
本発明は以下の実施例によりさらに例示されるが、これは多少なりともその範囲に限定を与えるものと解釈されるべきではない。逆に、本明細書における説明を読んだ後、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく当業者に提案され得る、さまざまな他の実施形態、変更形態、および同等物を行うことができることは明らかに理解されるべきである。
(実施例1:さまざまなCMC濃度の標準および実験溶液の粘度)
FF−5(27mPasの4%粘度(Brookfield LV 60rpm、25℃)、MW 50kD、DS 0.7)グレードCMCを4つのCMC濃度:約5、13、17、および20%CMCで用い、CMC溶液を調製した。2%NaCOをCMCと予めブレンドし、「実験」溶液を生成した。各溶液の粘度を測定し、その結果は図1に見ることができる。粘度測定:Brookfield RV 100rpm、50℃。粘度を測定する前に、CMCおよびCMC+塩のドライブレンドを、ワイヤミキサーを用いて90分間水と混合した。
図1は、同じCMC濃度を有する標準溶液と比較して、実験溶液の粘度の低下を示す。最高CMC濃度、20%で、標準溶液は9000mPas近い粘度を有し、NaCOを含有する実験溶液は3500mPas近い粘度を有した。これらの結果は、これらの溶液の取扱限度である5000mPas以下の粘度を有する高度に濃縮されたCMC溶液を達成する能力を示した。ただし、取扱限度は用いられる装置および温度によって決まる。
(実施例2:CMC溶液の粘度に対する各種塩の効果)
各種濃度のアルカリ塩およびNaClを20%CMC濃度のCMC溶液に添加し、表1に示されるようなCMC溶液を生成した。基準CMC:FF−5(27mPasの4%粘度、DS 0.7)。粘度測定:Brookfield RV 100rpm、60℃。粘度を測定する前に、CMCおよびCMC+塩のドライブレンドを、ワイヤミキサーを用いて90分間水と混合した。粘度測定は溶液上で行い、その結果は表1および図2に示す。
図2Aに示されるように、溶液粘度はNaCl濃度の増加とともに増加した。アルカリ塩の添加は、塩を含まない溶液と比較して、およびNaClを含む溶液と比較して、溶液粘度の低下をもたらした。例えば、(中性塩およびアルカリ塩の、0.7のDSおよび50kD、200kD、または350kDの分子量を有するCMCに対する効果を示す)図2Bに示されるように、中性塩(NaCl)添加は一般的には、より低分子量(すなわち、50kDおよび200kD)を有するCMCの溶液濃度を増加させた。一方、アルカリ塩(NaCO)添加はより低分子量のCMCの溶液粘度をより顕著に低下させた。
(実施例3:アルカリ塩の添加後のCMC溶液の粘度およびpH変化)
アルカリ塩を含む、および含まない両方のCMC溶液を、以下の表2に記載される各種グレードのCMCを用いて調製した。pHおよび粘度を測定する前に、CMCおよびCMC+アルカリ塩(2%炭酸ナトリウム)のドライブレンドを、ワイヤミキサーを用い、90分間水中に混合した。
一般的には、表2は、より低分子量(すなわち、本実施例では200kD未満)のCMCを含有する溶液が塩を含有しない同様の溶液と比較して粘度の最大低下を示したことを示す。さらに、より低分子量のCMCグレードでは、アルカリ溶液のpHは塩を含有しない溶液のそれより顕著に高い。
CMC溶液の粘度に対するpHの効果は、アルカリ塩を含む、および含まない両方のCMC(FF−5、20wt%CMC)の溶液の粘度を測定することにより、さらに特徴づけられた。ドライブレンドを水と90分間混合した後、粘度はBrookfield RVを100rpmおよび60℃で用いて測定した。その結果は図3に示され、アルカリ塩の添加によってpHが増加するにつれ、CMC溶液の粘度が低下したことを示す。6のpHおよび8500の粘度を有する試料を表すデータ点はアルカリ塩を含まなかった:残りの試料はアルカリ塩を含んだ。8のpHに近いデータ点は再現性を示す2つの異なる溶液から回収された2つだった。
(実施例4:適用試験)
適用試験を、100pph(100分の1部)のCaCO、10pphのSB−ラテックス、0.15pphのCMCおよび0.3pphの光学増白剤を有する標的コーティングカラー製剤で行った。コーティングカラー製剤の固体含有量は70wt%であり、pHを水酸化ナトリウムの添加により8.5に調節した。CMCを、NaCO(1または2%NaCO)を含む、および含まない両方の、予め溶解したCMC FF−5の20%溶液として添加した。コーティングされた紙のコーティングカラーのレオロジー、保水、および光学特性をこれらの試料について特徴づけ、図4〜7に示す。
コーティングカラー製剤のレオロジーを、100rpmのBrookfield RV、Hercules高せん断粘度計DV−10(せん断速度100000 1/s)、およびACAV A2−毛細管粘度計(せん断速度1000000 1/s)を用いて評価した。静的保水性(ÅA−GWR)を、10mLの一定体積のコーティングカラー製剤を用いて測定した(5μmの膜細孔径、30kPaの圧力、2分)。
紙コーティングを実験室コーター(DT Paper Science)で70m/分の速度で行った。コーティングカラー製剤をロールアプリケーターにより紙ウェブに塗布し、余分を硬質ブレードにより除去した。ベースウェブは予めコーティングされた上質紙(坪量100g/m)であり、試験のコーティング重量は8〜9g/mだった。
粘度測定値を異なるせん断速度で取り、その結果は図4および5に示す。炭酸ナトリウムを含む、または含まないコーティングカラー製剤を含有するCMCについて、異なるせん断速度での粘度には顕著な差はなかった。
保水特性は図6に示す。炭酸ナトリウムを含む、または含まないコーティングカラー製剤を含有するCMCについて、保水特性には顕著な差はなかった。加えて、図7に示されるように、炭酸ナトリウムの使用はコーティングされた紙の白色度値を顕著に低下させなかった。
(実施例5:CMCから生成される、またはこれを含有するバリア材料)
CMCを含有する4つのバリア材料を生成し、KIT試験を用いて評価し、それらの耐油性を決定した。耐油性はより高いKIT試験スコアを有するそれらのバリア材料についてより良好である。
バリア材料を、異なる濃度を有する、アルカリ塩を含む、および含まない、CMCの予め溶解した溶液を形成することにより調製した。予め溶解した溶液をハンドロッドにより表面サイズ80g/mの紙上に塗布した。材料をエアドライヤーで乾燥させた。CMCを含有する4つのバリア材料およびそれらの特徴は以下の表に示す:
材料1〜4の性能は、さまざまなコーティング重量にわたる4つの材料のKIT値を示す、図8に示す。図8のデータは、本明細書において記載される実施形態が、バリア材料を生成するのにより広範囲の濃度を有するCMC溶液を用いる可能性を提供することを示した。また、比較的高濃度のCMC溶液で生成された、この実施例のバリア材料No.2は、他の試料より良好なフィルムホールドアウトを有し、より短い乾燥時間を要した。
本発明はその特定の実施形態に関して詳細に記載されたが、当業者であれば、前述の理解に到達した後、これらの実施形態の変更、変形、および同等物に容易に想到することができることが理解されるだろう。従って、本出願の範囲は、添付の特許請求の範囲およびそのいずれかの同等物のそれとみなされるべきである。

Claims (24)

  1. CMCおよびアルカリ塩を水中に溶解し、CMCのアルカリ溶液を得るステップ、ならびに
    任意でCMCのアルカリ溶液のpHを7.5〜11のpHに調節するステップを含む、CMCストック溶液の濃度の増加方法であって、
    前記CMCが0.9未満の置換度を有し、
    前記CMCのアルカリ溶液がCMCを9.8重量%より大きい濃度で含み、7.5〜11のpHを有し、5,000mPa未満の100rpmおよび50℃〜60℃で測定した粘度を有し、
    前記CMCのアルカリ溶液が前記アルカリ塩を0.05重量%以上5.0重量%以下の濃度で含む、方法。
  2. 前記CMCが300kD未満の分子量を有する、請求項1に記載の方法。
  3. 前記CMCが150kD未満の分子量を有する、請求項1に記載の方法。
  4. 前記CMCが前記CMCの1%溶液について9未満のpHを有する、請求項1に記載の方法。
  5. 前記CMCが前記CMCの1%溶液について8未満のpHを有する、請求項1に記載の方法。
  6. 前記CMCのアルカリ溶液がCMCを9.8%より大きく25%までの濃度で含む、請求項1に記載の方法。
  7. 前記CMCのアルカリ溶液がCMCを10%より大きく25%までの濃度で含む、請求項1に記載の方法。
  8. 前記CMCのアルカリ溶液がCMCを12%より大きく25%までの濃度で含む、請求項1に記載の方法。
  9. 前記CMCのアルカリ溶液がCMCを15%より大きく25%までの濃度で含む、請求項1に記載の方法。
  10. 前記CMCのアルカリ溶液がCMCを18%より大きく25%までの濃度で含む、請求項1に記載の方法。
  11. 前記CMCのアルカリ溶液がCMCを20%より大きく25%までの濃度で含む、請求項1に記載の方法。
  12. 前記アルカリ塩が炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム、重炭酸カリウム、水酸化カルシウム、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項1に記載の方法。
  13. 前記アルカリ塩が炭酸ナトリウムを含み、前記CMCのアルカリ溶液が前記アルカリ塩を0.1〜1.0重量%の濃度で含む、請求項1に記載の方法。
  14. 前記アルカリ塩が、炭酸ナトリウム、および、亜硫酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、またはこれらの組み合わせを含み、前記CMCのアルカリ溶液が前記亜硫酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、またはこれらの組み合わせを0.1〜2重量%の濃度で含む、請求項1に記載の方法。
  15. 前記CMCのアルカリ溶液中の炭酸ナトリウム、および、亜硫酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、またはこれらの組み合わせの総濃度が5重量%未満である、請求項1に記載の方法。
  16. 前記CMCのアルカリ溶液が7.5〜10.5のpHを有する、請求項1に記載の方法。
  17. 前記CMCのアルカリ溶液が前記アルカリ塩を含まないCMCの同様の溶液と比較して実質的に低下した粘度を有する、請求項1に記載の方法。
  18. 前記アルカリ塩を含む前記CMCのアルカリ溶液の粘度が前記アルカリ塩を含まないCMCの同様な溶液の粘度の50%未満である、請求項1に記載の方法。
  19. 前記アルカリ塩を含む前記CMCのアルカリ溶液の粘度が前記アルカリ塩を含まないCMCの同様の溶液の粘度の20%〜50%である、請求項1に記載の方法。
  20. 顔料およびCMCのアルカリ溶液を含む高固体含有量紙コーティング組成物の製造方法であって、前記CMCのアルカリ溶液がCMCを9.8重量%より大きい濃度で、アルカリ塩を0.05重量%以上5.0重量%以下の濃度で含み、前記CMCが0.9未満の置換度を有する、組成物の製造方法。
  21. 前記CMCが300kD未満の分子量を有する、請求項20に記載の高固体含有量紙コーティング組成物の製造方法。
  22. CMCのアルカリ溶液を含むCMCストック溶液の製造方法であって、
    前記CMCが0.9未満の置換度および300kD未満の分子量を有し、
    前記CMCのアルカリ溶液が、水、CMCを9.8重量%より大きい濃度で、およびアルカリ塩を0.05重量%以上5.0重量%以下の濃度で含み、7.5〜11のpH、および5,000mPa未満の100rpmおよび50℃〜60℃で測定した粘度を有する、
    溶液の製造方法。
  23. 前記アルカリ塩の濃度が0.1%〜2.0%であり、前記CMCの濃度が9.8%より大きく20%までである、請求項22に記載のCMCストック溶液の製造方法。
  24. 前記アルカリ塩の濃度が0.1%〜1.5%であり、前記CMCの濃度が12%より大きく20%までである、請求項22に記載のCMCストック溶液の製造方法。
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