JP6421175B2 - デキストリン由来の塗工剤の製造方法 - Google Patents
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Description
改善した特性の結果、特に、粘度および水分保持性の点において、変換処理を促進することが可能になることを示唆している。
・500kDa未満の重量平均分子量MAを有する少なくとも1種のデキストリンからなるデキストリン(A)30〜90重量%;
・重量平均分子量MBを有する少なくとも1種のデキストリンからなるデキストリン(B)10〜70重量%;
を含み、デキストリンの重量での量は、組成物中のデキストリン(A)と(B)の混合物の総量に対してであり、MBがMA+50kDaよりも大きいことを特徴とする。
白色デキストリン、一般に、多くの場合120〜170℃の温度で、比較的多量の化学物質、特に酸の存在下でデンプンの変換により得られる
黄色デキストリン、多くの場合、より高い温度、一般に170〜230℃の温度で、化学物質、特に酸の存在下でデンプンの変換により製造される
デキストリン、「ブリティッシュガム(British Gum)」として知られており、多くの場合230℃超の高温での熱のみの作用により得られる。
、に応じて異なる。当業者は、概して、デンプンのデキストリン化反応中に、様々な反応機構が起こると考える。加水分解反応は変換の開始時に重要であり、これは50℃からの例である。酸および依然として十分な量の水の存在に相関して、加水分解反応により分子量を低下させる。縮合反応または逆反応は、ある鎖の第1級アルコールと別の鎖の還元末端からα(1,6)結合を形成する。それは、150℃未満または150℃に近い温度によって促進される。「糖転移」反応は、水を放出することなくα(1,4)結合を開裂しながらα(1,6)結合を形成し、150℃より高い温度で優勢である。それにより、より多くの分岐状分子を得ることが可能となるので、それは、デキストリン、特に黄色デキストリンの特性の発現に不可欠である。炭素1と6の間の内部「脱水」、または還元末端とC2、C3もしくはC4ヒドロキシル基との反応から生じる再結合等の他の反応もまた起こる。これらの現象の相対的な重要性により、デキストリンに特定の特性が付与される。白色デキストリンの変換において、優勢な反応機構は加水分解である。この結果、これらの白色デキストリンは、高分子量では水に対して低溶解性を示すか、または低分子量では水に対して高溶解性を示す。黄色デキストリンの場合は加水分解が重要であり、上述の全ての反応機構は等しく重要性を有し、その結果として、概して再分岐され、水に対して高い溶解性を示す低分子量の生成物となる。
・DMSO/NaNO3混合物(DMSO中、0.1MのNaNO3)からなる希釈溶媒でデキストリンを溶解し、100℃で30分加熱することにより試料を調製し、前記試料が希釈溶媒1ml当たり2〜10mgの範囲の濃度を示すことが可能となる;
・溶出溶媒を0.3ml/分で循環させるアイソクラチックモードで動作するポンプ、屈折計、例えばWyatt製DAWN HELEOS検出器等の、35℃まで加熱される18の角度を有するレーザー多角度光散乱検出器、および35℃まで加熱したカラムの、サーモスタットによる温度制御するためのオーブンを備える高速液体クロマトグラフィー(HPLC)装置の使用であり、例えばSuprema系のポリヒドロキシメタクリレートカラムを装備し、溶出溶媒は、例えば、0.02重量%のアジ化ナトリウムを含有する0.1Mの硝酸ナトリウム水溶液である;
・約100μlの容積の試料を装置に注入する。
kDa、そして非常に好ましくは100kDa〜300kDaである。
〜30部、例えば、3〜20部の範囲である。
・デキストリン(A)および/または(B)を、例えば水の存在下で加熱することにより溶解する前の段階と、
・その後、前記の溶解したデキストリンを、顔料、水および任意の追加ポリマー、pH調節剤および添加剤と混合する段階と
を備える。
使用した製品
以下の製品を用いて塗工剤を調製した:
追加のポリマー:スチレン−ブタジエンラテックス
顔料1:炭酸カルシウム分散液
顔料2:カオリン分散液
潤滑剤:ステアリン酸
合成増粘剤:ポリアクリレート
蛍光増白剤
水
10mol.l−1の濃度の水酸化ナトリウム水溶液
塗工剤に用いたデンプンは以下の通りである:
デンプン1:塗工剤調製用の市販の酸化トウモロコシデンプン。
デンプン2:天然のワキシートウモロコシデンプン。
デンプン3:重量平均分子量300kDaのワキシートウモロコシデキストリン。
デンプン4:重量平均分子量200kDaのトウモロコシデキストリン。
デンプン5:重量平均分子量20kDaのトウモロコシデキストリン。
デンプン6:重量平均分子量1200kDaのワキシートウモロコシデキストリン。
ミキサーおよび凝集防止装置スピンドルを用いて、開放容器内で水にデンプン(43重量%)を混合してデンプン懸濁液を調製する。蒸気管を容器に導入し、温度が徐々に上昇する。最初の撹拌は700回転/分である。温度が上がるうちに、デンプンが糊化し始め;その時点で、撹拌速度を1700回転/分に増加させる。次に、デンプンを破裂させた後、速度を700回転/分に低下させる。温度が約95℃に達したら、その温度を20分間維持する。接着剤の固形分は33%である。
本発明の塗工剤(I)および比較の塗工剤(CP)の構成成分は表1に示す割合である。
塗工剤の構成成分をミキサー内に表1に示す割合で導入し、混合する:
・顔料分散液を導入し、10分にわたって混合する;
・次に、ラテックスを導入し、10分にわたって混合する;
・その後、加熱したデンプンを導入し、10分にわたって混合する;
・その後、残りの構成成分(添加剤、残余の水およびpHを9.5に調節するための濃縮水酸化ナトリウム溶液)を導入し、10分にわたって混合する。
Dixonにより製造されたHelicoaterパイロットプラントを使用して、坪量42.5g/m2の原紙に、約11g/m2の塗工剤で塗工し、機械速度は1200m/分である。各々2000Wの14個のランプを用いて赤外線乾燥し、乾燥時間は30秒である。
使用した製品
スチレン−ブタジエンラテックスをスチレン−アクリレートラテックスと置き替え、タルク分散液(顔料3)も使用したことを除いて、実施例1の塗工剤で使用したのと同じ製品を用いて塗工剤を調製した。
実施例1のプロトコルと同じプロトコルにより塗工剤を製造する。
・塗工前の紙の坪量は38.5g/m2である;
・ABK製シート−シートカレンダーで、110℃、圧力220daN/cmで1度の通過により紙をカレンダー加工する。
Claims (17)
- 少なくとも1種の顔料、水および以下:
・重量平均分子量MA500kDa未満を有する少なくとも1種のデキストリンからなるデキストリン(A)30〜90重量%;
・重量平均分子量MBを有する少なくとも1種のデキストリンからなるデキストリン(B)10〜70重量%;
を混合することを含む塗工剤の製造方法であって、デキストリンの重量での量は、組成物中のデキストリン(A)と(B)の混合物の総量に対してであり、MBがMA+50kDaよりも大きいことを特徴とする塗工剤の製造方法。 - MAが、5kDa〜400kDaであることを特徴とする請求項1に記載の塗工剤の製造方法。
- MAが、10kDa〜350kDaであることを特徴とする請求項1または2に記載の塗工剤の製造方法。
- MBが、550kDa〜5000kDaであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の塗工剤の製造方法。
- MBが、1000kDa〜2500kDaであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の塗工剤の製造方法。
- デキストリン(A)と(B)の前記混合物の前記総量に対して、デキストリン(A)の量は70〜80重量%であり、デキストリン(B)の量は20〜30重量%であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の塗工剤の製造方法。
- 前記デキストリン(B)が、少なくとも1種のワキシーデキストリンからなることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の塗工剤の製造方法。
- スチレン/ブタジエン、スチレン/アクリレートまたはスチレン/ブタジエン/アクリレートコポリマーから選択されるスチレンポリマー、(メタ)アクリル系アクリル系もしくは(メタ)アクリレート系のポリマー、鹸化もしくは非鹸化ポリ酢酸ビニル、および、カゼイン、ゼラチンまたは大豆タンパク質から選択されるタンパク質バインダーから選択されるポリマーである少なくとも1種の追加の結合ポリマーをさらに導入することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の塗工剤の製造方法。
- 顔料100部当たり、デキストリン(A)と(B)の混合物を0.5〜200部と、任意に追加のポリマーを0〜100部と導入し、デキストリン(A)と(B)の前記混合物および追加のポリマーの部の和は0.5〜200部の範囲であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の塗工剤の製造方法。
- 顔料100部当たり、デキストリン(A)と(B)の混合物を0.5〜25部と、追加のポリマーを1〜15部とを導入し、デキストリン(A)と(B)の前記混合物および追加のポリマーの部の和は2〜30部の範囲であることを特徴とする請求項8または9に記載の塗工剤の製造方法。
- さらに、pH調節剤を導入することを示すことを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の塗工剤の製造方法。
- 得られた塗工剤が、pHの範囲が8〜10.5を示すことを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の塗工剤の製造方法。
- さらに、増粘剤、界面活性剤、硬化剤、分散剤、流動性を向上させる薬剤、潤滑剤、消泡剤、蛍光増白剤、防腐剤、黄変防止剤、紫外線吸収剤、抗酸化剤、耐水剤、湿潤強度剤、乾燥強度剤、架橋剤、インクの光沢を保持するための添加剤、および耐油脂性のための添加剤から選択される添加剤を導入することを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の塗工剤の製造方法。
- 得られた塗工剤の固形分が40〜85%であることを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項に記載の塗工剤の製造方法。
- 得られた塗工剤が、500〜2000mPa.sの範囲のブルックフィールド粘度および/または40〜90mPa.sの範囲のハーキュレス粘度および/または30〜80mPa.sの範囲のACAV粘度を示すことを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載の塗工剤の製造方法。
- 紙を塗工するための方法であって、前記方法が、請求項1〜15のいずれか1項に記載の塗工剤の製造方法で得られた塗工剤で紙を塗工することを特徴とする方法。
- 請求項16に記載の紙を塗工するための方法で得られた塗工紙を印刷するための方法であって、前記方法が、オフセット印刷、グラビア印刷、輪転グラビア印刷、リトグラビア印刷、インクジェットまたはフレキソ印刷方式、好ましくはオフセット印刷またはグラビア印刷方式の印刷に関する方法。
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