JP7136810B2 - 酸素バリア性を有する多糖コーティング - Google Patents

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、「Ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ Ｃｏａｔｉｎｇｓ ｗｉｔｈ Ｏｘｙｇｅｎ Ｂａｒｒｉｅｒ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ」と題された、２０１７年４月２５日出願の、米国仮特許出願第６２／４８９６５２号に対する優先権及びその利益を主張するものであり、この開示は、その全体が本明細書に参照により援用される。
本開示は、基材、例えば紙、織物、及びポリマー基材に酸素バリア性を提供することができるコーティング組成物を指向する。本コーティング組成物は、ポリアルファ－１，３－グルカンエーテル化合物などの多糖誘導体を含み、基材の少なくとも１つの表面上に実質的に連続の層を形成することができる。被覆基材を含む物品は、食品包装用途向けに有用であることができ、容易にリサイクルされ得る。
製紙及び包装産業は、それらの最終用途に応じて、紙などのセルロース基材を含む、様々な基材のために多数のタイプのコーティング組成物を利用している。いくつかの方法では、紙表面は、ポリマー、例えばポリエチレンでコートすることができる、又はフルオロカーボンポリマーなどの仕上げ剤で処理することができる。合成ポリマーでコートされた紙は、リサイクルするのが困難である傾向がある。良好な酸素バリア性を有し、且つ、再生可能な資源から製造される材料を含有する包装材料が継続して必要とされている。良好な酸素バリア性を有し、且つ、リサイクルすることができる包装材料が依然として必要とされている。比較的高い湿度の条件下でさえも良好な酸素バリア性を有する包装材料が必要とされている。
本開示は、改善された酸素バリア性を有する被覆物品に、及び物品をコートするために使用されるコーティング組成物に関する。一実施形態において、被覆物品が開示され、この被覆物品は、
少なくとも１つの表面を有する基材と；
基材の少なくとも１つの表面上に実質的に連続の層で配置されたコーティング組成物であって、コーティング組成物が基材の酸素バリア性を増加させるのに十分な量で存在し、コーティング組成物が多糖誘導体を含むコーティング組成物とを含む。
一実施形態において、基材は、紙、ポリマー、皮革、又は織物である。一実施形態において、基材は紙である。一実施形態において、基材はポリマーである。別の実施形態において、基材はポリマーであり、ポリマーは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ乳酸、ポリ（エチレンテレフタレート）、ポリ（トリメチレンテレフタレート）、ポリアミド、又はポリ（トリメチレンフランジカルボキシレート）を含む。その上別の実施形態において、コーティング組成物の層は、０．１マイクロメートル～５０マイクロメートルの範囲の厚さを有する乾燥層を形成する。さらなる実施形態において、酸素バリア性は、相当する非被覆基材の酸素バリア性と比べて少なくとも１０％だけ増加する。その上さらなる実施形態において、被覆物品の酸素透過速度は、相当する非被覆基材の酸素バリア性と比べて少なくとも１０％だけ低下する。
別の実施形態において、多糖誘導体は、構造：
Figure 0007136810000001
（式中、
（ｉ）ｎは、少なくとも６であり；
（ｉｉ）各Ｒは、独立してＨ又は有機基であり、
（ｉｉｉ）この化合物は、約０．０５～約３．０の置換度を有する）で表されるポリアルファ－１，３－グルカンエーテル化合物を含む。
一実施形態において、少なくとも１つの有機基は、ヒドロキシメチル、ヒドロキシエチル、又はヒドロキシプロピル基を含む。
さらなる実施形態において、有機基は、正電荷を持つ有機基である。一実施形態において、少なくとも１つの正電荷を持つ有機基は、置換アンモニウム基を含む。別の実施形態において、正電荷を持つ有機基は、トリメチルアンモニウム基を含む。その上別の実施形態において、正電荷を持つ有機基は、第四級アンモニウム基である。一実施形態において、少なくとも１つの正電荷を持つ有機基は、アルキル基又はヒドロキシアルキル基を含む。別の実施形態において、少なくとも１つの正電荷を持つ有機基は、第四級アンモニウムヒドロキシプロピル基である。
別の実施形態において、多糖誘導体は、ポリアルファ－１，３－グルカンエステル化合物を含む。追加の実施形態において、多糖誘導体は、酵素的に産生された多糖から得られる。
一実施形態において、被覆物品は、コーティング組成物と基材との間に配置された接着剤層を更に含む。別の実施形態において、コーティング組成物は、１つ以上の添加剤を更に含む。
被覆物品を含むパッケージング；このパッケージングを含む包装物品；及びパッケージ物品が食品である、このパッケージングを含む包装物品が本明細書でまた開示される。
全ての引用される特許文献及び非特許文献の開示は、それらの全体を参照により本明細書に援用される。
本明細書で用いるところでは、用語「実施形態」又は「開示」は、限定的であることを意味するものではなく、特許請求の範囲で定義されるか又は本明細書に記載される実施形態のいずれにも一般に適用される。これらの用語は、本明細書では同じ意味で用いられる。
特に開示しない限り、用語「１つの（ａ）」及び「１つの（ａｎ）」は、本明細書で用いるところでは、言及される特徴の１つ以上（すなわち、少なくとも１つ）を包含することを意図する。
本開示の特徴及び利点は、以下の詳細な説明を読むことから当業者によって、より容易に理解されるであろう。別個の実施形態との関連で上に及び下に、明確化のために、記載されている、本開示の特定の特徴はまた、単一要素における組み合わせで提供され得ることが十分理解されるべきである。反対に、単一の実施形態との関連で、簡潔化のために、記載されている本開示の様々な特徴はまた、別々に又は任意の副次的組み合わせで提供され得る。加えて、文脈が具体的に特に記載しない限り、単数形への言及は、複数をも含んでもよい（例えば、「１つの（ａ）」及び「１つの（ａｎ）」は、１つ以上を意味し得る）。
本出願に明記された様々な範囲での数値の使用は、特に明確に示さない限り、規定範囲内の最小値及び最大値が両方とも語「約」によって先行されるかのように近似値として記述されている。このようにして、規定範囲の上下のわずかな変動を用いてこの範囲内の値と実質的に同じ結果を達成することができる。また、これらの範囲の開示は、最小値と最大値との間の各値及びあらゆる値を含む連続範囲として意図されている。
本明細書で用いるところでは：
用語「多糖」は、グリコシド結合によって一緒に結合された単糖単位の長い鎖からなり、加水分解すると構成単糖類又はオリゴ糖類を与える高分子炭水化物分子を意味する。
用語「体積によるパーセント」、「体積パーセント」、「体積％（ｖｏｌ％）」及び「体積／体積％（ｖ／ｖ％）」は、本明細書では同じ意味で用いられる。溶液中の溶質の体積によるパーセントは、次式：
［（溶質の体積）／（溶液の体積）］×１００％
を用いて求めることができる。
用語「重量によるパーセント」、「重量百分率（ｗｔ％）」及び「重量－重量百分率（ｗ／ｗ％）」は、本明細書では同じ意味で用いられる。重量によるパーセントは、それが組成物、混合物、又は溶液中に含まれるときに質量基準の物質の百分率を言う。
用語「デンプン」は、アミロース及びアミロペクチンからなる高分子炭水化物を意味する。
用語「ヒドロキシアルキルデンプン」は、部分加水分解した天然デンプンのエーテル誘導体であって、デンプン中のヒドロキシル基が、ヒドロキシルアルキル化されているエーテル誘導体を意味する。
用語「布帛」、「織物」、及び「クロス」は、天然及び／又は人造繊維の網状構造を有する織材料を言うために本明細書では同じ意味で用いられる。そのような繊維は、例えば、スレッド又は糸であり得る。
用語「水溶性」又は「水分散性」は、多糖又は多糖誘導体が、２５℃でｐＨ７の水に１重量％以上で可溶性であることを意味する。重量百分率は、水に可溶な多糖の総重量に基づいており、例えば、１００グラムの水中の１グラムの多糖である。
語句「ポリアルファ－１，３－グルカン」は、グリコシド結合によって結合したグルコースモノマー単位を含む多糖であって、グリコシド結合の少なくとも５０％がα－１，３－グリコシド結合である多糖を意味する。他の実施形態において、α－１，３－グリコシド結合の百分率は、９０％以上、９５％以上、９６％以上、９７％以上、９８％以上、９９％以上若しくは１００％（又は５０％～１００％の任意の整数値）であり得る。したがって、α－（１，３→グルカン）ポリマーは、１０％以下、５％以下、４％以下、３％以下、２％以下、１％以下又は０％の、α－１，３－グリコシド結合ではないグリコシド結合を含む。α－（１，３→グルカン）ポリマーはまた、１０～６００，０００、例えば５５～１０，０００又は２００～６００，０００の範囲の数平均重合度を有する。
用語「グリコシド結合」は、炭水化物（糖）分子を別の炭水化物などの別の基に結合させる共有結合のタイプを言う。用語「アルファ－１，３－グリコシド結合」は、本明細書で用いるところでは、隣接アルファ－Ｄグルコース環上の炭素１及び３を介してアルファ－Ｄ－グルコース分子を互いに結合させる共有結合のタイプを言う。用語「アルファ－１，６－グリコシド結合」は、本明細書で用いるところでは、隣接アルファ－Ｄ－グルコース環上の炭素１及び６を介してアルファ－Ｄ－グルコース分子を互いに結合させる共有結合を言う。本明細書では、「アルファ－Ｄ－グルコース」は、「グルコース」と言われるであろう。
グルカン又は置換グルカンのグリコシド結合プロフィルは、当技術分野において公知の任意の方法を用いて決定することができる。例えば、結合プロフィルは、核磁気共鳴（ＮＭＲ）分光法（例えば、１３Ｃ ＮＭＲ又は１Ｈ ＮＭＲ）を使用する方法を用いて決定することができる。用いることができるこれらの方法及び他の方法は、参照により本明細書に援用される、Ｆｏｏｄ Ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅｓ：Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ（Ｓ．Ｗ．Ｃｕｉ，Ｅｄ，Ｃｈａｐｔｅｒ ３，Ｓ．Ｗ．Ｃｕｉ，Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ，Ｔａｙｌｏｒ ＆ Ｆｒａｎｃｉｓ Ｇｒｏｕｐ ＬＬＣ，Ｂｏｃａ Ｒａｔｏｎ，ＦＬ，２００５）に開示されている。
用語「アルキル基」は、本明細書で用いるところでは、１～２０個の炭素を含有し、不飽和を全く含有しない線状の、分岐状の、及び環状の炭化水素基を言う。直鎖アルキルラジカルの例としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、及びドデシルが挙げられる。直鎖アルキル基の分枝鎖異性体の例としては、イソプロピル、イソ－ブチル、ｔｅｒｔ－ブチル、ｓｅｃ－ブチル、イソペンチル、ネオペンチル、イソヘキシル、ネオヘキシル、及びイソオクチルが挙げられる。環状アルキル基の例としては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、及びシクロオクチルが挙げられる。
本明細書で用いるところでは、「重量平均分子量」又は「Ｍｗ」は、Ｍｗ＝ΣＮｉＭｉ ２／ΣＮｉＭｉ（式中、Ｍｉは鎖の分子量であり、Ｎｉはその分子量の鎖の数である）として計算される。重量平均分子量は、静的光散乱、ガスクロマトグラフィ（ＧＣ）、高圧液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）、小角中性子散乱、Ｘ線散乱、及び沈降速度などの技術によって測定することができる。
本明細書で用いるところでは、「数平均分子量」又は「Ｍｎ」は、試料中のポリマー鎖全ての統計的平均分子量を言う。数平均分子量は、Ｍｎ＝ΣＮｉＭｉ／ΣＮｉ（式中、Ｍｉは鎖の分子量であり、Ｎｉはその分子量の鎖の数である）として計算される。ポリマーの数平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー、（Ｍａｒｋ－Ｈｏｕｗｉｎｋ方程式）による粘度測定法、及び蒸気圧オスモメトリー、末端基測定又はプロトンＮＭＲなどの束一的な方法などの技術によって測定することができる。
語句「コーティング組成物」は、基材上に層を形成する固体成分、例えば、多糖誘導体、並びに顔料、界面活性剤、分散剤、バインダー、及び／又は架橋剤などの任意選択の添加剤の全てを言う。用語固体は、たとえ成分のいくつかが室温以下で液体である可能性があるとしても用いられる。
コーティング組成物は、水を使って、有機溶剤を使って、又は水と有機溶剤との混合物を使って調合することができる。語句「水性コーティング組成物」は、水性担体を更に含むコーティング組成物を言う。いくつかの実施形態において、水性担体は水である。他の実施形態において、水性担体は、水と水混和性有機溶剤との混合物であり得る。語句「コーティング組成物溶液」は、有機担体を更に含むコーティング組成物を言う。いくつかの実施形態において、有機担体は、有機溶剤又は有機溶剤の混合物である。基材に塗布された後に、水性コーティング組成物の水、又はコーティング組成物溶液の有機溶剤の少なくとも一部は、基材上にコーティング組成物の層を形成するために除去される。水性又は有機担体の少なくとも一部の除去は、５０重量％以上の水性又は有機担体を除去することを意味する。他の実施形態において、９０重量％以上又は９５％重量以上又は９９重量％以上の水性又は有機担体が除去される。含水量は、カール・フィッシャー滴定によって評価することができる。
語句「から本質的になる」は、組成物が、列挙される成分の全てと、組成物の総重量を基準として、５重量％未満の任意の他の成分又は成分の組み合わせとを含有することを意味する。例えば、Ａ及びＢから本質的になる組成物は、少なくとも９５重量％のＡ及びＢと、５重量％以下の任意の他の成分又は組み合わせ成分とを含有しなければならず、ここで、重量百分率は、組成物の総重量を基準とする。他の実施形態において、語句から本質的になるは、組成物が、組成物の総重量を基準として、４重量％未満又は３重量％未満又は２重量％未満又は１重量％未満又は０．５重量％未満の列挙されていない成分を含有することを意味する。
本開示は、
少なくとも１つの表面を有する基材と；基材の少なくとも１つの表面上に実質的に連続の層で配置されたコーティング組成物であって、コーティング組成物が基材の酸素バリア性を増加させるのに十分な量で存在し、コーティング組成物が多糖誘導体を含むコーティング組成物とを含む被覆物品を指向する。
本明細書に開示される被覆物品は、パッケージングに、例えば食品などの傷みやすい材料のパッケージングに有用であり得る。本明細書に開示されるような被覆物品は、容器、蓋、バッグ、ストレッチラップ、フィルム、紙カートン、小型の缶、ポーチ、プラスチックボトル、及びバッグなどのパッケージングに使用することができる。明細書に開示されるような被覆物品は、例えばパッケージング用の、フィルム及び／又は多層複合フィルムを製造するために使用することができる。パッケージングは、例えば、少なくとも１つの多層として又はサンドイッチ構造として被覆物品を含んでもよい。食品又は他の傷みやすい品目用のパッケージングは、酸素などのガスに対する十分なバリアを提供することが望まれる。多くの一般に使用されるフィルム基材、例えば、ポリプロピレンなどのポリオレフィンは、良好なガスバリア性を提供しないので、酸素バリア性などの、所望の特性を高める又は提供するためにそのようなフィルムをコーティング組成物でコートすることが多くの場合望ましい又は必要である。多くの場合、良好な酸素バリア性を有する、且つ、リサイクルすることができる包装材料を使用することがまた望ましい。高い相対湿度の条件下で、例えば５０％及び８０％相対湿度で、低い酸素透過速度などの、良好な酸素バリア性を有する包装材料を使用することがまた望ましくあり得る。
本明細書に開示される被覆物品は、少なくとも１つの表面を有する基材を含む。基材は、任意の有用な形態、例えば、シートなどの二次元物体、又はコップ、ボウル、若しくは他の容器などの三次元物体の形態にあり得る。
基材は、改善された酸素バリア性が望まれる任意の基材であり得る。いくつかの実施形態において、基材は、紙、織物、又は皮革などの多孔性基材であり得る。「皮革」とは、なめすこと又は類似の方法によって動物の皮から製造された材料を意味する。いくつかの実施形態において、基材は、紙、ボール紙、板紙、段ボール、セルロース基材、織物、又は皮革であり得る。他の実施形態において、基材は、木材、金属、又は石積みなどの硬質材料であり得る。「石積み」とは、壁又は建物を形成するために使用される石、煉瓦、又はコンクリートを意味する。追加の実施形態において、基材はポリマーであり得る。一実施形態において、基材は、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリ乳酸、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ（トリメチレンテレフタレート）（ＰＴＴ）、アラミド、ポリエチレンスルフィド（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリスルホン（ＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ（環状オレフィン）、ポリ（シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート）、ポリ（エチレンフランジカルボキシレート）（ＰＥＦ）、ポリ（トリメチレンフランジカルボキシレート）（ＰＴＦ）、及びセロファンなどのポリマーであり得る。一実施形態において、基材はポリマーであり、ポリマーは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ乳酸、ポリ（エチレンテレフタレート）、ポリ（トリメチレンテレフタレート）、ポリアミド、又はポリ（トリメチレンフランジカルボキシレート）を含む。一実施形態において、基材は、紙、ポリマー、皮革、又は織物である。一実施形態において、基材は、紙、ポリマー、又は織物である。一実施形態において、基材は紙である。一実施形態において、基材は織物である。一実施形態において、基材ポリマーである。一実施形態において、基材は、ポリエチレンを含むポリマーである。別の実施形態において、基材は、ポリプロピレンを含むポリマーである。さらなる実施形態において、基材は、ポリ乳酸を含むポリマーである。その上別の実施形態において、基材は、ポリ（エチレンテレフタレート）を含むポリマーである。その上別の実施形態において、基材は、ポリ（トリメチレンテレフタレート）を含むポリマーである。追加の実施形態において、基材は、ポリアミドを含むポリマーである。別の実施形態において、基材は、ポリ（トリメチレンフランジカルボキシレート）を含むポリマーである。
一実施形態において、コーティング組成物は、基材の少なくとも１つの表面上に実質的に連続の層で配置される。別の実施形態において、コーティング組成物は、基材の２つ以上の表面上に実質的に連続の層で配置される。語句「実質的に連続の層」は、基材の少なくとも一部分に塗布された組成物の層であって、組成物の乾燥層が、それが塗布されている表面の９９％以上を被覆し、基材表面を露出させる１％未満の空隙を層中に有する層を意味する。その層が塗布されている表面の９９％以上は、その層が塗布されていない基材のいかなるエリアをも排除する。例えば、連続層は、基材の一部分にのみ塗布することができ、それでもなおその層が塗布されているエリアにとって連続層であると見なすことができる。乾燥コーティング組成物の層は、個別のポリマー高分子の連続層を形成する。個別の高分子は、鎖のからみ合いによって相互連結していると考えられる。それ故、コーティング組成物の連続層はまた、自立層を形成し、サンプルを伸ばすことによって連続的であると特徴付けることができる。
コーティング組成物は、約０．１マイクロメートル（μｍ）～約５０μｍ、又は約０．５μｍ～約４０μｍ、又は約１μｍ～約３０μｍ、又は約１μｍ～約２０μｍの範囲の厚さを有する乾燥コーティング層を提供するために塗布することができる。あるいは、乾燥コーティング層の厚さは、少なくとも約０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、又は５０μｍであり得る。必要ならば、乾燥コーティング層は、５０μｍ超の厚さを有することができる。厚さは、実施例に記載されるように測定することができる。
コーティング組成物は、基材の酸素バリア性を増加させるのに十分な量で基材の少なくとも１つの表面上に存在する。一実施形態において、基材の酸素バリア性は、被覆物品を提供するために本明細書に開示されるようなコーティング組成物でコートされた場合に、相当する非被覆基材の酸素バリア性と比べて少なくとも１０％だけ増加する。あるいは、基材の酸素バリア性は、被覆物品を提供するために本明細書に開示されるようなコーティング組成物でコートされた場合に、相当する非被覆基材の酸素バリア性と比べて少なくとも１０％、１１％、１２％、１３％、１４％、１５％、１６％、１７％、１８％、１９％、又は２０％だけ増加する。いくつかの実施形態において、基材の酸素バリア性は、本明細書に開示されるようなコーティング組成物でコートされた場合に、相当する非被覆基材の酸素バリア性と比べて少なくとも２５％、又は少なくとも３０％、又は少なくとも３５％、又は少なくとも４０％、又は少なくとも４５％、又は少なくとも５０％、又は５０％超だけ増加する。「相当する非被覆基材」とは、同じ組成及び厚さ、しかしコーティング組成物なしの基材であって、それについて酸素バリア性が被覆基材についてと同じ方法で測定される基材を意味する。酸素バリア性は、例えば、Ｍｏｃｏｎ，Ｉｎｃ．から入手可能な、ＯＸ－ＴＲＡＮ（登録商標）モデル試験システムを用いるＡＳＴＭ Ｆ１９２７－０７に従った酸素透過速度のような、当技術分野で公知の方法によって測定することができる。
材料の酸素バリア性の改善（増加）は、材料の酸素透過速度の減少として観察することができる。一実施形態において、被覆物品の酸素透過速度は、相当する非被覆基材の酸素透過速度と比べて少なくとも１０％だけ減少する。あるいは、被覆物品の酸素透過速度は、相当する非被覆基材の酸素透過速度と比べて、少なくとも１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％又はそれ以上だけ減少することができる。別の実施形態において、約５０％相対湿度の条件下での被覆物品の酸素透過速度は、相当する非被覆基材の酸素透過速度と比べて、少なくとも１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％だけ減少することができる。酸素透過速度は、本明細書での実験の部に記載されるように測定することができる。
本明細書に開示されるように、コーティング組成物は多糖誘導体を含む。一実施形態において、多糖誘導体は、酵素的に産生された多糖から、例えばポリアルファ－１，３－グルカンから得られる。一実施形態において、多糖誘導体は、構造：
Figure 0007136810000002
（式中、
（ｉ）ｎは、少なくとも６であり；
（ｉｉ）各Ｒは、独立してＨ又は有機基であり、
（ｉｉｉ）この化合物は、約０．０５～約３．０の置換度を有する）で表されるポリアルファ－１，３－グルカンエーテル化合物を含む。
一実施形態において、コーティング組成物は、本明細書に記載されるようにポリアルファ－１，３－グルカンエーテル化合物を含む。別の実施形態において、コーティング組成物は、本明細書で以下に記載されるように、ポリアルファ－１，３－グルカンエーテル化合物及びポリアルファ－１，３－グルカンエステル化合物を含む。場合により、コーティング組成物は、非誘導体化ポリアルファ－１，３－グルカンポリマーを更に含むことができる。
用語「ポリアルファ－１，３－グルカン」、「アルファ－１，３－グルカンポリマー」及び「グルカンポリマー」は、本明細書では同じ意味で用いられる。ポリアルファ－１，３－グルカンは、グリコシド結合によって結合したグルコースモノマー単位を含むポリマーを意味し、ここで、グリコシド結合の少なくとも約５０％は、アルファ－１，３－グリコシド結合である。ポリアルファ－１，３－グルカンは、多糖の一種である。ポリアルファ－１，３－グルカンのアルファ－１，３－グリコシド結合は、次の通り例示することができる：
Figure 0007136810000003
ポリアルファ－１，３－グルカンは、化学的な方法を用いて調製することができる。あるいは、それは、ポリアルファ－１，３－グルカンを産生する、真菌類などの、様々な生物からそれを抽出することによって調製することができる。あるいは、ポリアルファ－１，３－グルカンは、例えば、米国特許第７，０００，０００号明細書；同第８，６４２，７５７号明細書；及び同第９，０８０，１９５号明細書（それらの全体は参照により本明細書に援用される）に記載されているなどの、１種以上のグルコシルトランスフェラーゼ（ｇｔｆ）酵素（例えば、ｇｔｆＪ）を用いて、スクロースから酵素的に産生することができる。
本明細書に開示されるようなポリアルファ－１，３－グルカン又はポリアルファ－１，３－グルカン化合物の「分子量」は、数平均分子量（Ｍｎ）として又は重量平均分子量（Ｍｗ）として表すことができる。あるいは、分子量は、ダルトン、グラム／モル、ＤＰｗ（重量平均重合度）、又はＤＰｎ（数平均重合度）として表すことができる。高圧液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）、サイズ排除クロマトグラフィー（ＳＥＣ）、又はゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）などの、様々な手法が、これらの分子量測定結果を計算するために当技術分野で公知である。
一実施形態において、コーティング組成物は、構造：
Figure 0007136810000004
（式中、ｎは少なくとも６であり、各Ｒは、独立してＨ又は有機基であり、エーテル化合物は、約０．０５～約３．０の置換度（ＤｏＳ）を有する）で表されるポリアルファ－１，３－グルカンエーテル化合物を含む多糖誘導体を含む。エーテル化合物を含む多糖誘導体の混合物をまた使用することができる。ｎが少なくとも８００であり、各Ｒが独立してＨ又は有機基であり、エーテル化合物が約０．０５～約３．０の置換度を有するポリアルファ－１，３－グルカンエーテル化合物、及びそのようなエーテル化合物の調製方法は、その全体を本明細書に参照により援用される、米国特許第９，１３９，７１８号明細書に開示されている。
本明細書に開示されるポリアルファ－１，３－グルカンエーテル化合物の置換度（ＤｏＳ）は、あるいは約０．２～約２．０であり得る。あるいは更に、ＤｏＳは、少なくとも約０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１．０、１．１、１．２、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８、１．９、２．０、２．１、２．２、２．３、２．４、２．５、２．６、２．７、２．８、２．９、又は３．０であり得る。本明細書でのポリアルファ－１，３－グルカンエーテル化合物は約０．０５～約３．０の置換度を有するので、且つ、エーテルであることによって、化合物のＲ基は水素のみではあり得ないことは、当業者によって理解されるであろう。
本明細書でのポリアルファ－１，３－グルカンエーテル化合物のグルコースモノマー単位間のアルファ－１，３であるグリコシド結合の百分率は、少なくとも約５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％、若しくは１００％（又は５０％～１００％の任意の整数）である。したがって、そのような実施形態において、化合物は、約５０％未満、４０％未満、３０％未満、２０％未満、１０％未満、５％未満、４％未満、３％未満、２％未満、１％未満、若しくは０％（又は０％～５０％の任意の整数値）の、アルファ－１，３ではないグリコシド結合を有する。
本明細書でのポリアルファ－１，３－グルカンエーテル化合物の主鎖は、好ましくは線状／非分岐である。特定の実施形態において、化合物は、分岐点を全く持たないか、又はポリマー中のグリコシド結合のパーセントとして約１０％未満、９％未満、８％未満、７％未満、６％未満、５％未満、４％未満、３％未満、２％未満、又は１％未満の分岐点を有する。分岐点の例としては、アルファ－１，６分岐点が挙げられる。
特定の実施形態におけるポリアルファ－１，３－グルカンエーテル化合物の式は、少なくとも６のｎ値を有することができる。あるいは、ｎは、例えば、少なくとも２５、５０、７５、１００、１５０、２００、２５０、３００、３５０、４００、４５０、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００、１３００、１４００、１５００、１６００、１７００、１８００、１９００、２０００、２１００、２２００、２３００、２４００、２５００、２６００、２７００、２８００、２９００、３０００、３１００、３２００、３３００、３４００、３５００、３６００、３７００、３８００、３９００、若しくは４０００（又は２５～４０００の任意の整数）の値を有することができる。さらに他の例におけるｎの値は、２５～２５０、５０～２５０、７５～２５０、１００～２５０、１５０～２５０、２００～２５０、２５～２００、５０～２００、７５～２００、１００～２００、１５０～２００、２５～１５０、５０～１５０、７５～１５０、１００～１５０、２５～１００、５０～１００、７５～１００、２５～７５、５０～７５、又は２５～５０の範囲にあり得る。
本明細書でのポリアルファ－１，３－グルカンエーテル化合物のＭｎ又はＭｗは、少なくとも約１０００であってもよい。あるいは、Ｍｎ又はＭｗは、少なくとも約１０００～約６０００００であり得る。あるいは更に、Ｍｎ又はＭｗは、例えば、少なくとも約２０００、３０００、４０００、５０００、６０００、７０００、８０００、９０００、１００００、１５０００、２００００、２５０００、３００００、３５０００、４００００、４５０００、５００００、７５０００、１０００００、１５００００、２０００００、２５００００、３０００００、３５００００、４０００００、４５００００、５０００００、５５００００、若しくは６０００００（又は２０００～６０００００の任意の整数）であり得る。
ポリアルファ－１，３－グルカンエーテル化合物の式中の各Ｒ基は、独立してＨ又は有機基であり得る。有機基は、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノ二ル、又はデシル基などのアルキル基であってもよい。
あるいは、有機基は、アルキル基の１個以上の炭素上に置換がある置換アルキル基であってもよい。置換は、１個以上のヒドロキシル、アルデヒド、ケトン、及び／又はカルボキシル基であってもよい。例えば、置換アルキル基は、ヒドロキシアルキル基、ジヒドロキシアルキル基、又はカルボキシアルキル基であってもよい。
好適なヒドロキシアルキル基の例としては、ヒドロキシメチル（－ＣＨ２ＯＨ）、ヒドロキシエチル（例えば、－ＣＨ２ＣＨ２ＯＨ、－ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ３）、ヒドロキシプロピル（例えば、－ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＯＨ、－ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ３、－ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＣＨ３）、ヒドロキシブチル、及びヒドロキシペンチル基が挙げられる。他の例としては、ジヒドロキシメチル、ジヒドロキシエチル（例えば、－ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＯＨ）、ジヒドロキシプロピル（例えば、－ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＯＨ、－ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ３）、ジヒドロキシブチル、及びジヒドロキシペンチル基などのジヒドロキシアルキル基（ジオール）が挙げられる。
好適なカルボキシアルキル基の例は、カルボキシメチル（－ＣＨ２ＣＯＯＨ）、カルボキシエチル（例えば、－ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯＨ、－ＣＨ（ＣＯＯＨ）ＣＨ３）、カルボキシプロピル（例えば、－ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯＨ、－ＣＨ２ＣＨ（ＣＯＯＨ）ＣＨ３、－ＣＨ（ＣＯＯＨ）ＣＨ２ＣＨ３）、カルボキシブチル、及びカルボキシペンチル基である。
あるいは更に、アルキル基の１個以上の炭素は、別のアルキル基での置換を有することができる。そのような置換基アルキル基の例は、メチル、エチル、及びプロピル基である。実例で説明すると、Ｒ基は、例えば、－ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２ＣＨ３若しくはＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ３であり得るし、それらは両方ともメチル置換を有するプロピル基である。
様々な置換アルキル基の上の例から明らかであるべきであるように、特定の実施形態におけるアルキル基上の置換（例えば、ヒドロキシ若しくはカルボキシ基）は、アルキル基の末端炭素原子に結合していてもよく、ここで、この末端炭素基は、上の式においてグルコース基にエーテル結合している末端の反対側にある。この末端置換の例は、ヒドロキシプロピル基－ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＯＨである。あるいは、置換は、アルキル基の内部炭素原子上にあってもよい。内部置換に関する例は、ヒドロキシプロピル基－ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ３である。アルキル基は、同じもの（例えば、２つのヒドロキシル基［ジヒドロキシル］）であっても、異なるもの（例えば、ヒドロキシル基及びカルボキシル基）であってもよい、１つ以上の置換を有することができる。
特定の実施形態におけるポリアルファ－１，３－グルカンエーテル化合物は、１つのタイプの有機基を含有してもよい。例えば、上の式においてグルコース基にエーテル結合した１つ以上のＲ基はメチル基であってもよく；この特定の例におけるＲ基は、したがって独立して水素及びメチル基であろう。たった１つのタイプの有機基を含有するポリアルファ－１，３－グルカンエーテル化合物の特定の実施形態は、有機基としてカルボキシアルキル基（例えば、カルボキシメチル基）を持たない。
あるいは、ポリアルファ－１，３－グルカンエーテル化合物は、２つ以上の異なるタイプの有機基を含有することができる。そのような化合物の例は、（ｉ）Ｒ基としての２つの異なるアルキル基、（ｉｉ）Ｒ基としてのアルキル基及びヒドロキシアルキル基（一般的に言えば、アルキルヒドロキシアルキルポリアルファ－１，３－グルカン）、（ｉｉｉ）Ｒ基としてのアルキル基及びカルボキシアルキル基（一般的に言えば、アルキルカルボキシアルキルポリアルファ－１，３－グルカン）、（ｉｖ）Ｒ基としてのヒドロキシアルキル基及びカルボキシアルキル基（一般的に言えば、ヒドロキシアルキルカルボキシアルキルポリアルファ－１，３－グルカン）、（ｖ）Ｒ基としての２つの異なるヒドロキシアルキル基、又は（ｖｉ）Ｒ基としての２つの異なるカルボキシアルキル基を含有する。そのような化合物の具体的な非限定的な例としては、エチルヒドロキシエチルポリアルファ－１，３－グルカン（すなわち、ここで、Ｒ基は独立してＨ、エチル、又はヒドロキシエチルである）、ヒドロキシアルキルメチルポリアルファ－１，３－グルカン（すなわち、ここで、Ｒ基は独立してＨ、ヒドロキシアルキル、又はメチルである）、カルボキシメチルヒドロキシエチルポリアルファ－１，３－グルカン（すなわち、ここで、Ｒ基は独立してＨ、カルボキシメチル、又はヒドロキシエチルである）、及びカルボキシメチルヒドロキシプロピルポリアルファ－１，３－グルカン（すなわち、ここで、Ｒ基は独立してＨ、カルボキシメチル、又はヒドロキシプロピルである）が挙げられる。２つ以上の異なるタイプの有機基を含有するポリアルファ－１，３－グルカンエーテル化合物の特定の実施形態は、有機基の１つとしてカルボキシアルキル基（例えばカルボキシメチル基）を持たない。
特定の実施形態において、有機基は、正電荷を持つ有機基であり得るし、本明細書でのポリアルファ－１，３－グルカンエーテル化合物の式中の各Ｒ基は、独立してＨ又は正電荷を持つ有機基であり得る。そのようなアルファ－１，３－グルカンエーテル化合物及びそれらの調製方法は、その全体を参照により本明細書に援用される、公開特許出願国際公開第２０１５／０９５３５８号パンフレットに開示されている。正電荷を持つ有機基及びグルカンポリマーの置換度の適切な選択で、アルファ－１，３－グルカンエーテル化合物は、特定の条件下で水溶性であり得る。
正電荷を持つ有機基は、１個以上の水素を別の原子若しくは官能基で置換された１個以上の炭素の鎖を含み、ここで、置換の１つ以上は正電荷を持つ基でである。
正電荷を持つ基は、例えば、置換アンモニウム基であってよい。置換アンモニウム基の例は、第一級、第二級、第三級及び第四級アンモニウム基である。用語「置換アンモニウム基」、「置換アンモニムイオン」及び「置換アンモニムカチオン」は、本明細書では同じ意味で用いられる。本明細書での「置換アンモニウム基」は、構造Ｉ：
Figure 0007136810000005
を含み、
構造Ｉ中のＲ２、Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立して、水素原子又はアルキル、アリール、シクロアルキル、アラルキル、若しくはアルカリル基を表す。構造Ｉ中の炭素原子（Ｃ）は、正電荷を持つ有機基の１個以上の炭素の鎖（「炭素鎖」）の一部である。炭素原子は、ポリアルファ－１，３－グルカンのグルコースモノマーに直接エーテル結合しているか、それともポリアルファ－１，３－グルカンのグルコースモノマーにエーテル結合した２個以上の炭素原子の鎖の一部である。構造Ｉ中の炭素原子は、－ＣＨ２－、－ＣＨ－（ここで、１個のＨがヒドロキシ基などの別の基で置換されている）、又は－Ｃ－（ここで、両方のＨが置換されている）であり得る。
構造Ｉで表される置換アンモニウム基中の窒素原子は、正電荷を持つ有機基に含まれるような１個以上の炭素の鎖に結合している。１個以上の炭素のこの鎖（「炭素鎖」）は、ポリアルファ－１，３－グルカンのグルコースモノマーにエーテル結合しており、置換アンモニウム基の窒素原子での置換に加えて１つ以上の置換を有してもよい。本明細書での炭素鎖中に、例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９若しくは１０個の炭素が存在することができる。
正電荷を持つ基での置換に加えて置換を持たない正電荷を持つ有機基の炭素鎖の例としては、－ＣＨ２－、－ＣＨ２ＣＨ２－、－ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２－、－ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２－及び－ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２－が挙げられる。これらの例のそれぞれにおいて、鎖の最初の炭素原子は、ポリアルファ－１，３－グルカンのグルコースモノマーにエーテル結合しており、鎖の最後の炭素原子は正電荷を持つ基に結合している。正電荷を持つ基が置換アンモニウム基である場合、これらの例のそれぞれにおける鎖の最後の炭素原子は、構造Ｉ中のＣで表される。
正電荷を持つ有機基の炭素鎖が、正電荷を持つ基での置換に加えて１つの置換を有する場合、そのような追加の置換は、１個以上のヒドロキシル基、酸素原子（それによって、アルデヒド若しくはケトン基を形成する）、アルキル基（例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル）、及び／又は追加の正電荷を持つ基での置換であってよい。正電荷を持つ基は、典型的には、炭素鎖の末端炭素原子に結合している。
ヒドロキシル基での１つ以上の置換を有する本明細書での炭素鎖の例としては、ヒドロキシアルキル（例えば、ヒドロキシエチル、ヒドロキシプロピル、ヒドロキシブチル、ヒドロキシペンチル）基及びジヒドロキシアルキル（例えば、ジヒドロキシエチル、ジヒドロキシプロピル、ジヒドロキシブチル、ジヒドロキシペンチル）基が挙げられる。ヒドロキシアルキル及びジヒドロキシアルキル（ジオール）炭素鎖の例としては、－ＣＨ（ＯＨ）－、－ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２－、－Ｃ（ＯＨ）２ＣＨ２－、－ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２－、－ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＣＨ２－、－ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２－、－ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２－、－ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＣＨ２－、－ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２－、－ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２－、－ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＣＨ２－及び－ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２－が挙げられる。これらの例のそれぞれにおいて、鎖の最初の炭素原子は、ポリアルファ－１，３－グルカンのグルコースモノマーにエーテル結合しており、鎖の最後の炭素原子は、正電荷を持つ基に結合している。正電荷を持つ基が置換アンモニウム基である場合、これらの例のそれぞれにおける鎖の最後の炭素原子は、構造Ｉ中のＣで表される。
アルキル基での１つ以上の置換を有する、本明細書での炭素鎖の例としては、１つ以上の置換基メチル、エチル及び／又はプロピル基を有する鎖が挙げられる。メチルアルキル基の例としては、－ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２ＣＨ２－及び－ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２－が挙げられ、それらは両方ともメチル置換を有するプロピル基である。これらの例のそれぞれにおいて、鎖の最初の炭素原子は、ポリアルファ－１，３－グルカンのグルコースモノマーにエーテル結合しており、鎖の最後の炭素原子は、正電荷を持つ基に結合している。正電荷を持つ基が置換アンモニウム基である場合、これらの例のそれぞれにおける鎖の最後の炭素原子は、構造Ｉ中のＣで表される。
本明細書に開示される特定の実施形態におけるポリアルファ－１，３－グルカンエーテル化合物は、１つのタイプの正電荷を持つ有機基をＲ基として含有してもよい。例えば、ポリアルファ－１，３－グルカンのグルコースモノマーにエーテル結合した１つ以上の正電荷を持つ有機基は、トリメチルアンモニウムヒドロキシプロピル基であってもよく；この特定の例におけるＲ基は、したがって独立して水素及びトリメチルアンモニウムヒドロキシプロピル基であろう。あるいは、本明細書に開示されるポリアルファ－１，３－グルカンエーテル化合物は、２つ以上の異なるタイプの正電荷を持つ有機基をＲ基として含有することができる。
一実施形態において、コーティング組成物は、ポリアルファ－１，３－グルカンエーテル化合物を含み、ここで、少なくとも１つの正電荷を持つ有機基は、置換アンモニウム基を含む。一実施形態において、正電荷を持つ有機基は、トリメチルアンモニウム基を含む。別の実施形態において、正電荷を持つ有機基は、第四級アンモニウム基である。さらなる実施形態において、少なくとも１つの正電荷を持つ有機基は、アルキル基又はヒドロキシアルキル基を含む。その上別の実施形態において、少なくとも１つの正電荷を持つ有機基は、第四級アンモニウムヒドロキシプロピル基である。
一実施形態において、被覆物品は、ポリエチレンを含む基材を含み、コーティング組成物は、トリメチルアンモニウムヒドロキシプロピルポリアルファ－１，３－グルカンを含む。一実施形態において、被覆物品は、ポリプロピレンを含む基材を含み、コーティング組成物は、トリメチルアンモニウムヒドロキシプロピルポリアルファ－１，３－グルカンを含む。一実施形態において、被覆物品は、ポリ乳酸を含む基材を含み、コーティング組成物は、トリメチルアンモニウムヒドロキシプロピルポリアルファ－１，３－グルカンを含む。一実施形態において、被覆物品は、ポリエステルを含む基材を含み、コーティング組成物は、トリメチルアンモニウムヒドロキシプロピルポリアルファ－１，３－グルカンを含む。一実施形態において、被覆物品は、ポリエチレンテレフタレートを含む基材を含み、コーティング組成物は、トリメチルアンモニウムヒドロキシプロピルポリアルファ－１，３－グルカンを含む。一実施形態において、被覆物品は、ポリトリメチレンテレフタレートを含む基材を含み、コーティング組成物は、トリメチルアンモニウムヒドロキシプロピルポリアルファ－１，３－グルカンを含む。一実施形態において、被覆物品は、ポリアミドを含む基材を含み、コーティング組成物は、トリメチルアンモニウムヒドロキシプロピルポリアルファ－１，３－グルカンを含む。一実施形態において、被覆物品は、ポリ（トリメチレンフランジカルボキシレート）を含む基材を含み、コーティング組成物は、トリメチルアンモニウムヒドロキシプロピルポリアルファ－１，３－グルカンを含む。一実施形態において、被覆物品は、紙を含む基材を含み、コーティング組成物は、トリメチルアンモニウムヒドロキシプロピルポリアルファ－１，３－グルカンを含む。一実施形態において、被覆物品は、布帛を含む基材を含み、コーティング組成物は、トリメチルアンモニウムヒドロキシプロピルポリアルファ－１，３－グルカンを含む。
一実施形態において、被覆物品は、ポリエチレンを含む基材を含み、コーティング組成物は、ヒドロキシプロピルポリアルファ－１，３－グルカンを含む。一実施形態において、被覆物品は、ポリプロピレンを含む基材を含み、コーティング組成物は、ヒドロキシプロピルポリアルファ－１，３－グルカンを含む。一実施形態において、被覆物品は、ポリ乳酸を含む基材を含み、コーティング組成物は、ヒドロキシプロピルポリアルファ－１，３－グルカンを含む。一実施形態において、被覆物品は、ポリエステルを含む基材を含み、コーティング組成物は、ヒドロキシプロピルポリアルファ－１，３－グルカンを含む。一実施形態において、被覆物品は、ポリエチレンテレフタレートを含む基材を含み、コーティング組成物は、ヒドロキシプロピルポリアルファ－１，３－グルカンを含む。一実施形態において、被覆物品は、ポリトリメチレンテレフタレートを含む基材を含み、コーティング組成物は、ヒドロキシプロピルポリアルファ－１，３－グルカンを含む。一実施形態において、被覆物品は、ポリアミドを含む基材を含み、コーティング組成物は、ヒドロキシプロピルポリアルファ－１，３－グルカンを含む。一実施形態において、被覆物品は、ポリ（トリメチレンフランジカルボキシレート）を含む基材を含み、コーティング組成物は、ヒドロキシプロピルポリアルファ－１，３－グルカンを含む。一実施形態において、被覆物品は、紙を含む基材を含み、コーティング組成物は、ヒドロキシプロピルポリアルファ－１，３－グルカンを含む。一実施形態において、被覆物品は、布帛を含む基材を含み、コーティング組成物は、ヒドロキシプロピルポリアルファ－１，３－グルカンを含む。
一実施形態において、被覆物品は、ポリエチレンを含む基材を含み、コーティング組成物は、ヒドロキシエチルポリアルファ－１，３－グルカンを含む。一実施形態において、被覆物品は、ポリプロピレンを含む基材を含み、コーティング組成物は、ヒドロキシエチルポリアルファ－１，３－グルカンを含む。一実施形態において、被覆物品は、ポリ乳酸を含む基材を含み、コーティング組成物は、ヒドロキシエチルポリアルファ－１，３－グルカンを含む。一実施形態において、被覆物品は、ポリエステルを含む基材を含み、コーティング組成物は、ヒドロキシエチルポリアルファ－１，３－グルカンを含む。一実施形態において、被覆物品は、ポリエチレンテレフタレートを含む基材を含み、コーティング組成物は、ヒドロキシエチルポリアルファ－１，３－グルカンを含む。一実施形態において、被覆物品は、ポリトリメチレンテレフタレートを含む基材を含み、コーティング組成物は、ヒドロキシエチルポリアルファ－１，３－グルカンを含む。一実施形態において、被覆物品は、ポリアミドを含む基材を含み、コーティング組成物は、ヒドロキシエチルポリアルファ－１，３－グルカンを含む。一実施形態において、被覆物品は、ポリ（トリメチレンフランジカルボキシレート）を含む基材を含み、コーティング組成物は、ヒドロキシエチルポリアルファ－１，３－グルカンを含む。一実施形態において、被覆物品は、紙を含む基材を含み、コーティング組成物は、ヒドロキシエチルポリアルファ－１，３－グルカンを含む。一実施形態において、被覆物品は、布帛を含む基材を含み、コーティング組成物は、ヒドロキシエチルポリアルファ－１，３－グルカンを含む。
ポリアルファ－１，３－グルカンエステル化合物などの多糖誘導体を含むコーティング組成物はまた、被覆基材に改善された酸素バリア性を提供するために使用され得ると考えられる。好適なポリアルファ－１，３－グルカンエステル化合物は、その全体を参照により本明細書に援用される、米国特許第９，２７８，９８８号明細書に開示されているようなものを含んでもよいと考えられる。そのようなポリアルファ－１，３－エステル化合物は、次の構造：
Figure 0007136810000006
（式中、（ｉ）ｎは少なくとも６であり、（ｉｉ）各Ｒは、独立してＨ又はアシル基であり、（ｉｉｉ）この化合物は約０．０５～約３．０の置換度を有する）で表すことができる。いくつかの実施形態において、グルカンエステル化合物は、２つ以上のタイプのアシル基を含有することができよう。アシル基は、例えば、アセチル、プロピオニル、ブチリル、ペンタノイル、ヘキサノイル、ヘプタノイル、又はオクタノイルを含むことができよう。そのようなポリアルファ－１，３－グルカンエステルの調製方法は、米国特許第９，２７８，９８８号明細書に開示されている。
好適なポリアルファ－１，３－グルカンエステル化合物はまた、より長い鎖のエステル基、例えばパルミテート又はラウリルエステル基を有するものを含んでもよいであろうと考えられる。一実施形態において、コーティング組成物は、ポリアルファ－１，３－グルカンエステル化合物を含む多糖誘導体を含んでもよく、ここで、このエステル化合物は、ポリアルファ－１，３－グルカンラウレート又はポリアルファ－１，３－グルカンパルミテートを含む。エステル化合物を含む多糖誘導体の混合物もまた使用することができよう。
用語「ポリアルファ－１，３－グルカンモノエステル」及び「モノエステル」は、本明細書では同じ意味で用いられる。ポリアルファ－１，３－グルカンモノエステルは、１つのタイプの第１基を含有する。用語「ポリアルファ－１，３－グルカン混合エステル」及び「混合エステル」は、本明細書では同じ意味で用いられる。ポリアルファ－１，３－グルカン混合エステルは、２つ以上のタイプの第１基を含有する。
明細書に開示されるようなコーティング組成物の調製に有用なポリアルファ－１，３－グルカンエステル化合物は約０．０５～約３の置換度を有してもよいと考えられる。あるいは更に、ＤｏＳは、少なくとも約０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１．０、１．１、１．２、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８、１．９、２．０、２．１、２．２、２．３、２．４、２．５、２．６、２．７、２．８、２．９、又は３．０であり得よう。ポリアルファ－１，３－グルカンエステル生成物の構造、分子量及びＤｏＳは、ＮＭＲ分光法及びサイズ排除クロマトグラフィー（ＳＥＣ）などの当技術分野で公知の様々な生理化学的分析を用いて確認することができる。
ポリアルファ－１，３－グルカンエステル化合物は、少なくとも約５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％、若しくは１００％（又は５０％～１００％の任意の整数）の、アルファ－１，３であるグリコシド結合を有することができる。そのような実施形態においては、したがって、ポリアルファ－１，３－グルカンエステル化合物は、約５０％未満、４０％未満、３０％未満、２０％未満、１０％未満、５％未満、４％未満、３％未満、２％未満、１％未満、若しくは０％（又は０％～５０％の任意の整数値）の、アルファ－１，３－ではないグリコシド結合を有する。ポリアルファ－１，３－グルカンエステル化合物は、好ましくは少なくとも約９８％、９９％、又は１００％の、アルファ－１，３であるグリコシド結合を有する。
特定の実施形態におけるポリアルファ－１，３－グルカンエステル化合物の式は、少なくとも６のｎ値を有することができる。あるいは、ｎは、例えば、少なくとも１０、５０、１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００、１３００、１４００、１５００、１６００、１７００、１８００、１９００、２０００、２１００、２２００、２３００、２４００、２５００、２６００、２７００、２８００、２９００、３０００、３１００、３２００、３３００、３４００、３５００、３６００、３７００、３８００、３９００、若しくは４０００（又は１０～４０００の任意の整数）の値を有することができる。更に他の例におけるｎの値は、２５～２５０、５０～２５０、７５～２５０、１００～２５０、１５０～２５０、２００～２５０、２５～２００、５０～２００、７５～２００、１００～２００、１５０～２００、２５～１５０、５０～１５０、７５～１５０、１００～１５０、２５～１００、５０～１００、７５～１００、２５～７５、５０～７５、又は２５～５０の範囲内であり得る。
本明細書に開示されるポリアルファ－１，３－グルカンエステル化合物の分子量は、数平均分子量（Ｍｎ）として又は重量平均分子量（Ｍｗ）として測定することができる。あるいは、分子量は、ダルトン又はグラム／モルで測定することができる。それはまた、化合物のポリアルファ－１，３－グルカンポリマー成分のＤＰｗ（重量平均重合度）又はＤＰｎ（数平均重合度）に言及するためにも有用である場合がある。本明細書でのポリアルファ－１，３－グルカンエステル化合物のＭｎ又はＭｗは、例えば、少なくとも約１０００であり得る。あるいは、Ｍｎ又はＭｗは、少なくとも約１０００～約６０００００であり得る。あるいは更に、Ｍｎ又はＭｗは、例えば、少なくとも約１００００、２５０００、５００００、７５０００、１０００００、１２５０００、１５００００、１７５０００、２０００００、２２５０００、２５００００、２７５０００若しくは３０００００（又は１００００～３０００００の任意の整数）であり得る。
一実施形態において、本明細書に開示されるコーティング組成物から形成された乾燥層は、約２０ｎｍ～約２００μｍ（２００，０００ｎｍ）の範囲の少なくとも一次元における平均粒径を有する粒子を含む酵素的に産生された多糖から得られた多糖誘導体を含む。例えば、少なくとも一次元における平均粒径は、２０；３０；４０；５０；６０；７０；８０；９０；１００；１５０；２００；２５０；３００；３５０；４００；４５０；５００；５５０；６００；７００；８００；９００；１０００；１５００；２０００；２５００；５０００；７５００；１０，０００；１５，０００；２０，０００；３０，０００；４０，０００；５０，０００；６０，０００；７０，０００；８０，０００；９０，０００；１００，０００；１２５，０００；１５０，０００；１７５，０００；若しくは２００，０００（又は２０～２００，０００の任意の値）ｎｍであり得る。さらなる実施形態において、コーティング組成物は、約２０ｎｍ～約２００μｍ（２００，０００ｎｍ）の範囲の少なくとも一次元における平均粒径及び約１のアスペクト比を有する粒子を含む乾燥層を形成することができる。
別の実施形態において、本明細書に開示されるコーティング組成物から形成された乾燥層は、ブルナウアー－エメット－テラー（ＢＥＴ）測定方法によって測定されるような、約０．１ｍ２／ｇ～約２００ｍ２／ｇの範囲の表面積で特徴付けられるナノ構造化粒子を含む酵素的に産生された多糖から得られた多糖誘導体を含む。例えば、ＢＥＴ表面積は、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１５、２０ ２５、３０ ３５、４０ ４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０、１９０、若しくは２００（又は０．１～２００の任意の値）ｍ２／ｇであり得る。
コーティング組成物は、１つ以上の添加剤を更に含むことができる。好適な添加物としては、例えば、バインダー、分散剤、第４級アンモニウム塩、塩化カルシウム、ケイ酸カルシウム；炭酸カルシウム；タルク；カオリン；界面活性剤、例えばカチオン界面活性剤、アニオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、両性界面活性剤、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；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；流動性改善剤；潤滑剤、例えば、ステアリン酸カルシウム、アンモニウム及び／又は亜鉛、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；消泡剤、例えば、オクチルアルコール、シリコーン系消泡剤；離型剤；発泡剤；浸透剤、例えば、１，２－プロパンジオール、トリエチレングリコールブチルエーテル、２－ピロリドン；光学的光沢剤、例えば、蛍光増白剤；防腐剤、例えば、ベンゾ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、メタホウ酸塩、チオシアン酸塩、安息香酸ナトリウム、ベンズイソチアオリン－３－オン；黄変防止剤、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；紫外線吸収剤、例えば、ベンゾトリアゾール化合物；酸化防止剤、例えば、立体障害フェノール化合物；不溶化剤；帯電防止剤；ｐＨ調整剤、例えば、弱塩基、第一級、第二級若しくは第三級アミン、硫酸、塩酸；耐水剤、例えばケトン樹脂、アニオン性ラテックス、グリオキサール；湿潤及び／又は乾燥強化剤、例えば、グリオキサール系樹脂、酸化ポリエチレン、メラミン樹脂、尿素ホルムアルデヒド；架橋剤；光沢インクホールドアウト添加物；耐グリース性及び耐油性添加物；レベリング助剤、例えば、ポリエチレンエマルジョン、アルコール／酸化エチレン又はそれらの組み合わせを挙げることができる。コーティング組成物は、添加剤がコーティング組成物の酸素バリア性に有害な影響を及ぼさない限り、コーティング組成物の総量を基準として、約０～５重量％の範囲の量でリストアップされた添加剤の任意の１つ以上を含有することができる。他の実施形態において、添加剤は、０．１～４重量％又は０．５～３．５重量％又は０．５～３重量％の範囲の量で存在することができる。全ての重量百分率は、コーティング組成物の総量を基準とする。
いくつかの実施形態において、コーティング組成物は、バインダーを更に含む。好適なバインダーとしては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、部分的に鹸化されたポリ酢酸ビニル、シラノール変性ポリビニルアルコール、ポリウレタン、デンプン、コーンデキストリン、カルボキシメチルセルロース、セルロースエーテル、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、メチルセルロース、アルギネート、アルギン酸ナトリウム、キサンタン、カラギーナン、カゼイン、大豆タンパク、グアーガム、合成ポリマー、スチレンブタジエンラテックス、スチレンアクリレートラテックス、又はそれらの組み合わせを挙げることができる。いくつかの実施形態において、バインダーは、ポリビニルアルコールである。他の実施形態において、バインダーは、ポリビニルアルコール、シラノール変性ポリビニルアルコール、及びポリ酢酸ビニルの２つ以上の組み合わせである。
コーティング組成物は、バインダーがコーティング組成物の酸素バリア性に有害な影響を及ぼさない限り、コーティング組成物の総量を基準として、０～２０重量％の範囲の量で、本明細書で上にリストアップされたバインダーの任意の１つ以上を含有することができる。あるいは、コーティング組成物は、コーティング組成物の総量を基準として、約０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１、１．５、２、２．５、３、３．５、４、４．５、５、５．５、６、６．５、７、７．５、８、８．５、９、９．５、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、又は２０重量パーセントの量で１つ以上のバインダーを含有することができる。他の実施形態において、バインダーは、０．１～４重量％又は０．５～３．５重量％又は０．５～３重量％の範囲の量で存在することができる。全ての重量百分率は、コーティング組成物の総量を基準とする。
いくつかの実施形態において、コーティング組成物は、いかなるバインダーをも含まない。他の実施形態において、コーティング組成物は、デンプン、ヒドロキシアルキルデンプン又は加工デンプンを本質的に含まない。本明細書で用いるところでは、語句「本質的に含まない」は、コーティング組成物が、１重量％未満のその成分、又は０．５重量％未満若しくは０．１重量％若しくは０．０１重量％未満のその成分を含有することを意味する。もっとさらなる実施形態において、「本質的に含まない」は、特定の成分が、１Ｈ ＮＭＲ分析によって検出できないことを意味する。
本明細書に開示される被覆物品は、多層複合フィルム又は複合パッケージングを製造するために使用され得る。特定の実施形態において、被覆物品は、コーティング組成物と基材との間に配置された接着剤層を更に含んでもよい。接着剤層として有用な材料としては、ポリウレタン分散系、溶剤型アクリル、酢酸ビニルなどのエマルジョン、アクリル、ポリウレタン、水性ポリビニルアルコール、エチレン酢酸ビニルコポリマー、高固形分シリコーン溶剤、低密度ポリエチレンなどの変性ポリオレフィン、合成ゴム、天然ゴム、アクリルゴム、加工デンプン、デキストリン、ラテックス、アイオノマー、又はそれらの組み合わせを挙げることができる。
接着剤層は、ワイヤーロッド、ナイフロール、グラビアロール、リバースロール、スロットダイ、及びカーテンコーティング並びに押出機コーティング積層を用いる標準的な乾式及び湿式接着積層技術を用いて塗布することができる。
本開示はまた、被覆物品を提供するための基材上へのコーティング組成物の層の形成方法であって、この方法が、
１）溶剤と、本明細書に開示されるような多糖誘導体とを含むコーティング組成物の溶液を提供する工程と；
２）基材の少なくとも１つの表面の少なくとも一部分にコーティング組成物の溶液の層を塗布する工程と；
３）塗布層から溶剤の少なくとも一部を除去してコーティング組成物の乾燥層を形成する工程とを含み；
ここで、コーティング組成物が、基材上に実質的に連続の層を形成し、コーティング組成物が、基材の酸素バリア性を増加させるのに十分な量で存在する方法に関する。
コーティング組成物は、多糖誘導体、例えばポリアルファ－１，３－グルカンエーテル化合物及び／又はポリアルファ－１，３－グルカンエステル化合物を水又は好適な有機溶剤に添加し、溶液が生じるまでかき混ぜることによって調製することができる。好適な溶剤としては、アセトン、テトラヒドロフラン、メチルエチルケトン、トルエン、酢酸エチル、酢酸ｎ－プロピル、イソプロパノール、エタノール、１－プロパノール、又はヘキサンを挙げることができる。多糖誘導体は、コーティング組成物溶液の総重量を基準として、０．１～５０重量％の範囲で存在することができる。一実施形態において、多糖誘導体は、コーティング組成物溶液の総重量を基準として、５～３０重量％の範囲で存在することができる。多糖誘導体が約５重量％未満で存在する場合には、コーティング組成物の連続フィルム形成能力が減少し、この濃度は３０重量％よりも上である場合には、コーティング組成物溶液の粘度が、基材の一様な層を形成するのが困難になるポイントまで増加する。他の実施形態において、多糖誘導体は、１～３０重量％又は２～２５重量％又は２～２０重量％の範囲でコーティング組成物溶液中に存在することができ、ここで、重量百分率は、コーティング組成物溶液の総重量を基準とする。
任意の所与の実施形態において、溶剤、例えば水への多糖誘導体の溶解限度は、多糖誘導体の分子量、混合の継続時間、それが形成されつつあるときの溶液の粘度、溶液が受ける剪断力、及び混合が行われる温度の関数である。一般に、より低い分子量のグルカンエーテル化合物及びより低い分子量のグルカンエステル化合物は、他のものは等しい、相当するより高い分子量の類似体よりも可溶性であろう。一般に、より高置換エーテル化合物及びより高置換エステル化合物は、他のものは等しい、相当するより低い置換類似体よりも、溶剤への固形分ローディングを増加させる点並びにより広い範囲の溶剤に可溶性である点の両方で、より可溶性になる。一般に、より高い剪断混合、より長い混合時間、及びより高温は、より高い溶解度と結び付くであろう。混合のための最高温度は、使用される溶剤の沸点によって制限される。
必要ならば、添加剤及び／又はバインダーは、コーティング組成物の溶液を形成するプロセスの任意の時点で添加することができる。添加剤は、多糖誘導体が添加される前に、多糖誘導体の添加中に、又は多糖誘導体の添加後に水又は溶剤に分散させる及び／又は溶解させることができる。
コーティング組成物の層は、基材の少なくとも一部分に塗布することができる。いくつかの実施形態において、層は、当技術分野において公知の任意の方法、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、ワイヤーバーコーティング、スプレーコーティング、ブラシコーティング、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、ジェットアプリケーターコーティング、ショートドウェルコーティング、スライドホッパーコーティング、カーテンコーティング、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によって塗布することができる。コーティング組成物の溶液は、基材の少なくとも一部分上に、例えば、基材の単側若しくは両側、平坦な基材の単側の一部分、又は両側の一部分上に塗布することができる。コーティング組成物の溶液は、基材に一回又は基材に複数回塗布することができる。
基材の少なくとも一部分へのコーティング組成物溶液の層の塗布後に、コーティング組成物の連続層を生成するために、コーティング組成物の塗布層から水又は溶剤の少なくとも一部を除去することができる。水又は溶剤は、蒸発、加熱、又はそれらの組み合わせによって除去することができる。例えば、空気乾燥若しくは対流乾燥、直線トンネル乾燥、アーク乾燥、エアループ乾燥、接触乾燥若しくは伝導乾燥、放射エネルギー乾燥、赤外線乾燥、マイクロ波乾燥、又はそれらの組み合わせが用いられてよい。被覆基材は、表面平滑性及び光沢を向上させるために、乾燥後に、場合によりカレンダー処理することができる。カレンダー処理は、１回若しくは複数回、ニップ及びローラーに被覆基材を通過することによって実施することができる。
本明細書に開示される実施形態の非限定的な例としては、下記が挙げられる：
１．
少なくとも１つの表面を有する基材と；
基材の少なくとも１つの表面上に実質的に連続の層で配置されたコーティング組成物であって、コーティング組成物が基材の酸素バリア性を増加させるのに十分な量で存在し、コーティング組成物が多糖誘導体を含むコーティング組成物とを含む被覆物品。
２．基材が、紙、ポリマー、皮革、又は織物である、実施形態１の被覆物品。
３．基材がポリマーである、実施形態１又は２の被覆物品。
４．基材がポリマーであり、このポリマーが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ乳酸、ポリ（エチレンテレフタレート）、ポリ（トリメチレンテレフタレート）、ポリアミド、又はポリ（トリメチレンフランジカルボキシレート）を含む、実施形態３の被覆物品。
５．基材が紙である、実施形態１又は２の被覆物品。
６．コーティング組成物の層が、０．１マイクロメートル～５０マイクロメートルの範囲の厚さを有する乾燥層を形成する、実施形態１、２、３、４、又は５の被覆物品。
７．酸素バリア性が、相当する非被覆基材の酸素バリア性と比べて少なくとも１０％だけ増加する、実施形態１、２、３、４、５、又は６被覆物品。
８．多糖誘導体が、構造：
Figure 0007136810000007
（式中、
（ｉ）ｎは、少なくとも６であり、
（ｉｉ）各Ｒは、独立してＨ又は有機基であり、
（ｉｉｉ）この化合物は、約０．０５～約３．０の置換度を有する）で表されるポリアルファ－１，３－グルカンエーテル化合物を含む、実施形態１、２、３、４、５、６、又は７の被覆物品。
９．少なくとも１つの有機基が、ヒドロキシメチル、ヒドロキシエチル、又はヒドロキシプロピル基を含む、実施形態８の被覆物品。
１０．有機基が正電荷を持つ有機基である、実施形態８の被覆物品。
１１．正電荷を持つ有機基がトリメチルアンモニウム基を含む、実施形態８の被覆物品。
１２．正電荷を持つ有機基が第四級アンモニウム基である、実施形態８の被覆物品。
１３．少なくとも１つの正電荷を持つ有機基が、アルキル基又はヒドロキシアルキル基を含む、実施形態８の被覆物品。
１４．少なくとも１つの正電荷を持つ有機基が第四級アンモニウムヒドロキシプロピル基である、実施形態８の被覆物品。
１５．少なくとも１つの正電荷を持つ有機基が置換アンモニウム基を含む、実施形態８の被覆物品。
１６．多糖誘導体が、酵素的に産生された多糖から得られる、実施形態１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、又は１５の被覆物品。
１７．酵素的に産生された多糖が、約２０ｎｍ～約２００μｍの範囲の少なくとも１つの次元における平均粒径を有する粒子を含む、実施形態１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、又は１６の被覆物品。
１８．酵素的に産生された多糖が、ブルナウアー－エメット－テラー（Ｂｒｕｎａｕｅｒ－Ｅｍｍｅｔｔ－Ｔｅｌｌｅｒ）測定方法によって測定されるように、約０．１ｍ２／ｇ～約２００ｍ＋／ｇの範囲の表面積で特徴付けられるナノ構造化粒子を含む、実施形態１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、又は１７の被覆物品。
１９．コーティング組成物が、デンプン、ヒドロキシアルキルデンプン、又は加工デンプンを本質的に含まない、実施形態１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、又は１８の被覆物品。
２０．コーティング組成物が、１つ以上の添加剤を更に含む、実施形態１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、又は１９の被覆物品。
２１．コーティング組成物と基材との間に配置された接着剤層を更に含む、実施形態１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、又は２０の被覆物品。
２２．実施形態１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、又は２１の被覆物品を含むパッケージング。
２３．実施形態２２のパッケージングを含む包装物品。
２４．包装物品が食品である、実施形態２３の包装物品。
特に明記しない限り、全ての原材料は、Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ，Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，Ｍｉｓｓｏｕｒｉから入手可能である。Ｍｙｌａｒ（登録商標）４８ ｇａｕｇｅ ＬＢＴポリエチレンは、ＤｕＰｏｎｔ Ｃｏｍｐａｎｙから入手した。
ポリアルファ－１，３－グルカンの調製
ポリアルファ－１，３－グルカンは、米国特許第７，０００，０００号明細書；米国特許出願公開第２０１３／０２４４２８８号明細書、現在米国特許第９，０８０，１９５号明細書；及び米国特許出願公開第２０１３／０２４４２８７号明細書、現在米国特許第８，６４２，７５７号明細書（それらの全ては、それらの全体を参照により本明細書に援用される）に記載されているようなｇｔｆＪ酵素調製物を使用して調製することができる。
ポリアルファ－１，３－グルカンポリマーは、それらの両方がそれらの全体を参照により本明細書に援用される、米国特許出願公開第２０１４／０１７９９１３号明細書、現在米国特許第９，１３９，７１８号明細書（例えば、その中の実施例１２を参照されたい）に開示されている手順に従って、合成することができ、そのウェットケーキを調製することができる。
トリメチルアンモニウムヒドロキシプロピルポリアルファ－１，３－グルカンの調製
実施例のコーティング組成物は、水溶性の第四級アンモニウムポリアルファ－１，３－グルカン、特にトリメチルアンモニウムヒドロキシプロピルポリアルファ－１，３－グルカンを含有した。第四級アンモニウムポリアルファ－１，３－グルカン及びそれらの調製は、それらの両方がそれらの全体を参照により本明細書に援用される、公開特許出願国際公開第２０１５／０９５３５８号パンフレット及び国際公開第２０１５／１９５９６０号パンフレットに記載されている。
０．６のＤｏＳを有する、実施例２Ａ、２Ｂ、３Ａ、及び３Ｂに使用されるトリメチルアンモニウムヒドロキシプロピルポリアルファ－１，３－グルカンは、国際公開第２０１５／０９５３５８号パンフレットにおける実施例１の手順と同様に調製した。乾燥重量基準で、使用されるポリアルファ－１，３－グルカン固形分対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エーテル化剤の重量／重量比は０．７６であった。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添加後に、反応混合物を６０℃で４時間保持し、その後塩酸で中和した。
実施例１Ａ及び１Ｂに使用されるトリメチルアンモニウムヒドロキシプロピルポリアルファ－１，３－グルカンは、０．７のＤｏＳを有し、国際公開第２０１５／０９５３５８号パンフレットにおける実施例１の手順と同様に調製した。乾燥重量基準で、使用されるポリアルファ－１，３－グルカン固形分対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エーテル化剤の重量／重量比は０．４７であった。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添加後に、反応混合物を６０℃で４時間保持し、その後塩酸で中和した。
試験方法
被覆及び非被覆基材の厚さは、Ｏｌｙｍｐｕｓ Ｍａｎｇａ Ｍｉｋｅ ８６００又はＦｅｄｅｒａｌ ２２Ｐ－１０マイクロメーターを用いて得られた。
酸素透過速度（ＯＴＲ）は、温度及び相対湿度の規定条件でフィルムを酸素ガスが透過する定常状態速度である。被覆及び非被覆基材のＯＴＲは、Ｍｏｃｏｎ，Ｉｎｃ．Ｍｉｎｎｅａｐｏｌｉｓ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａから入手可能な、ＭＯＣＯＮ ＯＸ－ＴＲＡＮ ２／６１試験システムを用いてＡＳＴＭ Ｆ－１９２７－０７標準に従って測定した。被覆及び非被覆基材のＯＴＲは、５０％及び８０％相対湿度（ＲＨ）で測定した。試料を正副２通り付託した。相対湿度に関しての被覆基材の配向は、実施例に示される。
コーティング重量は、特有のＭｅｙｅｒロッドを使って基材をコートし、コーティングをオーブン中で乾燥させることによって得られた。被覆基材から３つの同一の試料を切り取り、秤量した。水を使用してコーティングを次に洗い流し、次に再び秤量した。被覆基材と非被覆基材との間の平均重量差が、コーティング重量であり、同じコーティング条件についてのコート重量と見なされる。コーティング条件には、使用されるコーティング溶液の重量％及びＭｅｙｅｒロッドサイズが含まれる。
比較例Ａ及びＢ
非被覆Ｍｙｌａｒ（登録商標）４８ ｇａｕｇｅ ＬＢＴポリエチレン基材を、二重反復試験である、比較例Ａ及びＢに使用した。非被覆ポリエチレン基材についてのＯＴＲを表１に報告する。
実施例１Ａ～３Ｂ
水溶性カチオングルカンエーテルコーティング組成物の調製及び基材のコーティング
脱イオンＨ２Ｏ中の、上記の通り調製された、第四級アンモニウムアルファ－１，３－グルカンエーテルの８～１０重量％溶液を、２時間オーバーヘッド攪拌機付きのビーカー中で混合した。溶液を遠心分離して泡を除去し、０．５ミルの厚さを有するＭｙｌａｒ（登録商標）４８ ｇａｕｇｅ ＬＢＴ ＰＥＴ基材上へ注ぎ、Ｍｅｙｅｒロッドを用いてキャストした。被覆基材をオーブンに移し、コーティングが乾燥するまで８０℃で２～５分間乾燥させた。
実施例１Ａ及び１Ｂは、０．７のＤｏＳを有するポリアルファ－１，３－グルカンエーテルを使用した。実施例２Ａ及び２Ｂは、０．６のＤｏＳを有するポリアルファ－１，３－グルカンエーテルを、実施例１Ａ及び１Ｂと同じコーティング重量で使用した。実施例３Ａ及び３Ｂは、０．６のＤｏＳを有するポリアルファ－１，３－グルカンエーテルを、しかしより低いコーティング量で使用した。ＯＴＲ測定の間中、基材の被覆面を、それが相対湿度に背を向けるように配向させた。ＯＴＲ結果を表１に示す。
Figure 0007136810000008
表１の結果は、実施例のコーティング組成物が、より高い相対湿度の条件でさえも、ＰＥＴ基材の酸素バリア性能を向上させたことを示す。実施例１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂ、３Ａ、及び３Ｂについての測定酸素透過速度（ＯＴＲ）は、５０％及び８０％相対湿度の両方で非被覆基材（比較例Ａ及びＢ）のそれらよりもはるかに低かった。
比較例Ｃ
非被覆Ｍｙｌａｒ（登録商標）９２ ｇａｕｇｅ ＬＢＴポリエステル基材を比較例Ｃに使用した。５０及び８０％相対湿度でのＯＴＲ結果を表２に報告する。
実施例４Ａ～６Ｂ
上記の通り調製された、０．６１のＤＯＳの第四級アンモニウムアルファ－１，３－グルカンエーテルを、脱イオン水へ８重量％で溶解させた。Ｍｙｌａｒ（登録商標）基材をインラインコロナ処理機で処理し、基材に異なる量のコーティングを塗布するために様々なグラビアロールパターンを有するＨａｒｒｉｓｏｎ－Ｂｒｕｎｏ塗布機を用いて、３５℃に加熱された第四級アンモニウムアルファ－１，３－グルカンエーテル溶液でコートした。実施例４Ａ及び４Ｂについては、１２０ＱＲＦグラビアロールを用い；実施例５Ａ及び５Ｂについては６０ＴＨロールを用い；実施例６Ａ及び６Ｂについては２３ＴＨロールを用いた。コロナ処理を１．４ワット／分／ｆｔ２にセットし、ギャップを１４０％にセットした。被覆基材を次に、最低で１１５℃の３ゾーンオーブン中で乾燥させた。パイロットコーターを６０ｍ／分で走らせた。各コーティングの条件を表２に報告する。
被覆基材を、増加する相対湿度条件に対して試験した。下の表において、試験実施中の相対湿度に関して基材の被覆面の配向（「ｏｒｉｅｎｔ．」）は、基材の被覆面が相対湿度に背を向けていたことを示すための「ダウン」で、又は基材の被覆面が相対湿度に曝されていたことを示すための「アップ」で示される。列見出し「厚さ」は、比較例Ｃについて、厚さが非被覆基材に言及することを除いて、コーティング・プラス基材の厚さを言う。ＯＴＲ結果を表２に示す。
Figure 0007136810000009
比較例Ｄ及びＥ
２セットの非被覆Ｍｙｌａｒ（登録商標）９２ ｇａｕｇｅ ＬＢＴポリエステル基材を互いのトップ上に積み重ね、ホットポレスを用いてプレスして１４９℃でそれらを一緒に積層し；これらを比較例Ｃ及びＤとして使用した。非被覆の積層ポリエステルについてのＯＴＲ結果を表３に報告する。
実施例７Ａ～９Ｂ
様々なコーティング重量の第四級アンモニウムアルファ－１，３－グルカンエーテル（実施例４～６に使用されたものと同じ材料）でコートされたＭｙｌａｒ（登録商標）９２ ｇａｕｇｅ ＬＢＴの基材を次に、１５０℃及び７０ＰＳＩ（４８３ｋＰａ）の圧力でｐｉｌｏｔ ｌａｂ加熱ロールを用いて一緒に積層した。ロールを、３３ｃｍフットプリントで６ｍ／分で積層した。被覆面が互いに面して「サンドイッチ」様構造を形成する状態で被覆基材を積層した。被覆積層実施例についてのＯＴＲ結果を表３に報告する。
Figure 0007136810000010

Claims (14)

  1. 被覆物品であって、
    少なくとも１つの表面を有する基材と；
    前記基材の少なくとも１つの表面上に実質的に連続の層で配置されたコーティング組成物であって、前記コーティング組成物が前記基材の酸素バリア性を増加させるのに十分な量で存在し、前記コーティング組成物が多糖誘導体を含むコーティング組成物とを含む被覆物品であって、
    前記多糖誘導体が、構造：
    Figure 0007136810000011
     （式中、
    （ｉ）ｎは、少なくとも６であり、
    （ｉｉ）各Ｒは、独立してＨ又は有機基であり、
    （ｉｉｉ）この化合物は、約０．０５～約３．０の置換度を有する）で表されるポリアルファ－１，３－グルカンエーテル化合物を含む、前記被覆物品。
  2. 前記基材が、紙、ポリマー、皮革、又は織物である、請求項１に記載の被覆物品。
  3. 基材がポリマーであり、前記ポリマーが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ乳酸、
    ポリ（エチレンテレフタレート）、ポリ（トリメチレンテレフタレート）、ポリアミド、又はポリ（トリメチレンフランジカルボキシレート）を含む、請求項２に記載の被覆物品。
  4. コーティング組成物の前記層が、０．１マイクロメートル～５０マイクロメートルの範囲の厚さを有する乾燥層を形成する、請求項１に記載の被覆物品。
  5. 前記酸素バリア性が、相当する非被覆基材の酸素バリア性と比べて少なくとも１０％だけ増加する、請求項１に記載の被覆物品。
  6. 少なくとも１つの有機基が、ヒドロキシメチル、ヒドロキシエチル、又はヒドロキシプロピル基を含む、請求項１に記載の被覆物品。
  7. 前記有機基が正電荷を持つ有機基である、請求項１に記載の被覆物品。
  8. 前記正電荷を持つ有機基がトリメチルアンモニウム基を含む、請求項７に記載の被覆物品。
  9. 前記正電荷を持つ有機基が第四級アンモニウム基である、請求項７に記載の被覆物品。
  10. 少なくとも１つの正電荷を持つ有機基が、アルキル基又はヒドロキシアルキル基を含む、請求項７に記載の被覆物品。
  11. 少なくとも１つの正電荷を持つ有機基が第四級アンモニウムヒドロキシプロピル基である、請求項１０に記載の被覆物品。
  12. 前記コーティング組成物と前記基材との間に配置された接着剤層を更に含む、請求項１に記載の被覆物品。
  13. 請求項１に記載の被覆物品を含むパッケージング。
  14. 請求項１３に記載のパッケージングを含む包装物品。
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