(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミクロフィブリル化セルロース（ＭＦＣ）及び顔料を含む組成物であって、該組成物がさらに単糖、二糖、又はオリゴ糖を顔料の量に対して０．１〜１０重量％の量で含み、該組成物は重量で４０〜７０％の乾燥含量である、上記組成物。
【請求項２】
ミクロフィブリル化セルロースを顔料の量に対して０．１〜９５重量％の量で含む請求項１記載の組成物。
【請求項３】
組成物のＭＦＣがセルロース性繊維の少なくとも部分的な酵素処理により製造される請求項１又は２記載の組成物。
【請求項４】
単糖、二糖、又はオリゴ糖が、グルコース、キシロース、マンノース、マンナン、及び／又はセロビオース、セロトリオース、セロテトロース、セロペントース、セロヘキソース、及び／又はセロオリゴ糖であるセロデキストリンである請求項１〜３のいずれか一項記載の組成物。
【請求項５】
分散系の単糖、二糖、又はオリゴ糖が修飾されている請求項１〜４のいずれか一項記載の組成物。
【請求項６】
顔料が粉末の又は沈殿した炭酸カルシウム、か焼粘土、タルカム、カオリン、ベントナイト又は他の膨潤性粘土、Ａｌ２Ｏ３、水酸化アルミニウム（ＡＴＨ）、プラスチック顔料、シリカ、石膏、二酸化チタン、有機顔料分散液及び／又はこれら顔料のいずれかの混合物である、請求項１〜５のいずれか一項記載の組成物。
【請求項７】
ＭＦＣが修飾されている、請求項１〜６のいずれか一項記載の組成物。
【請求項８】
ＭＦＣがカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）で修飾されている、請求項７記載の組成物。
【請求項９】
前記組成物が、さらに分散剤又は潤滑剤を含む請求項１〜８のいずれか一項記載の組成物。
【請求項１０】
前記分散剤又は潤滑剤が、ポリアクリル酸、アクリレートコポリマー、アクリル酸のナトリウム塩、ポリアクリル酸、マレイン酸、ポリマレイン酸、クエン酸ナトリウム、マロン酸ナトリウム、コハク酸ナトリウム、マレイン酸ナトリウム、グルタミン酸ナトリウム、ポリリン酸塩、ステアリン酸カルシウム、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）及び／又はトリグリセリド、ヘキサメタリン酸ナトリウム（ＳＨＭＰ）、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール／アセテート（ＰＶＯＨ／Ａｃ）、ｎ−ケイ酸ナトリウム、ポリアルミン酸ナトリウム、テトラホウ酸ナトリウム、エチレングリコール、メタノール、メチルアミン、プロピルアミン、アニリン、ポリエチレンオキシド又はポリエチレン誘導体である、請求項９記載の組成物。
【請求項１１】
組成物がさらにソルビトールを含む、請求項１〜１０のいずれか一項記載の組成物。
【請求項１２】
顔料が、ＭＦＣ、単糖、二糖、又はオリゴ糖、及び水を含む分散剤に添加され、組成物が重量で４０〜７０％の乾燥含量を有する、請求項１〜１１のいずれか一項記載の組成物の製造方法。
【請求項１３】
顔料を乾燥して添加する請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
ＭＦＣがセルロース性繊維の少なくとも部分的な酵素処理により製造される請求項１２又は１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はミクロフィブリル化セルロース及び単糖、二糖、又はオリゴ糖を含む組成物に関する。本発明はさらにそのような組成物を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ミクロフィブリル化セルロース（ＭＦＣ）（ナノセルロースとしても知られる）はセルロース繊維から作られる材料で、個々のミクロフィブリルが部分的に又は全体的にお互いに離れているものである。ＭＦＣは通常非常に細く（〜２０ｎｍ）、その長さはしばしば１００ｎｍ〜１０μｍである。しかし、ミクロフィブリルはより長い、例えば１０〜１００μｍであってもよい。
【０００３】
ＭＦＣは多くの様々な方法により製造することができる。セルロース性繊維をミクロフィブリルが形成されるように機械的に処理することが可能である。バクテリアを用いてナノセルロース又はミクロフィブリル化セルロースを製造することも別の方法である。また、フィブリル間結合を壊したり繊維を溶解する様々な化学物質及び／又は酵素の助けを借りてセルロースからミクロフィブリルを製造することもできる。ＭＦＣの製造の一例は、酵素の添加と組み合わせて精錬することによるＭＦＣの製造を記載するＷＯ２００７０９１９４２に示されている。
【０００４】
ＭＦＣは多くの様々な分野で使用することができる。製紙産業においては、ＭＦＣは紙や板の表面又は、材料（furnish）に添加することができる。ＭＦＣを添加することによって紙や板の強度を上げることができることが示されている。紙のコーティング用途に用いると、ＭＦＣはデンプンのような合成又は天然の結合剤に取って代わることができる。ＭＦＣは低い及び高い固体含量で非常に優れたせん断特性効果を有しているので、増粘剤及び／又は水分保持助剤として用いることができる。しかし、食品産業、ポリマー又はプラスチック産業、塗料、複合材産業（例えば、セメント）、ゴム産業、化粧品及び医薬産業のような他の多くの技術分野で使用することもできる。
【０００５】
ＭＦＣを含む分散系は低い乾燥含量で、高い粘性のせん断薄化透明ゲルの外見を有している。通常はＭＦＣを約４％以上の稠度で含む組成物は非常に粘度が高いゲルの形態にある。高い重合度の極めてフィブリル化された細い材料は約１ｗｔ％未満の固体含量でゲル様の特性を示すかもしれない。ゲルは非常に粘性が高く、低いせん断速度では流動させることが極めて難しい。このことがパイプやポンプを通しての処理を極めて困難にしており、従ってまた、様々な最終用途に、例えば紙や板基板の表面に分配することを極めて困難にしている。
【０００６】
さらに、紙又は板の製造中、低乾燥含量の組成物を基板の表面に添加することは望ましくないことが多いが、これは例えば基板の乾燥の間、添付した水を除去するために多大のエネルギーを必要とするからである。水の不必要な添付を避けるべきもう一つの理由は移動コスト、水及び環境への影響（二酸化炭素排出量）を節約するためである。
【０００７】
また、例えば顔料分散系又はウェットエンドへの添加の前に製造されたＭＦＣを乾燥することも可能であるが、これは非常にエネルギー消費プロセスであり、重大で付可逆な化学的及び物理的構造変化をミクロフィブリル化セルロースに与えるかもしれない。
【０００８】
従って、低いせん断速度と高いせん断速度の両方で加工可能な流動挙動と良好なコロイド安定性を有するＭＦＣを含む組成物へのニーズがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的はミクロフィブリル化セルロースを含み、レオロジー及びコロイド安定特性の改良された組成物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的及び他の利点は請求項１に記載の組成物によって成し遂げられる。本発明はミクロフィブリル化セルロース及び顔料を含む組成物に関するもので、この組成物はさらに単糖、二糖、又はオリゴ糖を含んでいる。ＭＦＣ、単糖、二糖、又はオリゴ糖、及び水を含む分散系に顔料を添加して組成物を形成することにより、ＭＦＣを含み良好なレオロジー特性を有する組成物を製造することが可能になることが示されている。
【００１１】
組成物は顔料の量に対して０．１〜９５重量％のミクロフィブリル化セルロースを含むことが好ましい。組成物中のＭＦＣの量は組成物の最終目的に依存する。
【００１２】
組成物のＭＦＣは部分的な酵素処理により製造することが好ましい。酵素の助けを借りたＭＦＣの製造の間、セルロース性繊維が分解され、開放され、又は修飾されてＭＦＣを形成し、同時に単糖、二糖、又はオリゴ糖が形成される。単糖、二糖、又はオリゴ糖は湿潤剤又は分散剤として作用し、組成物のレオロジーを改良する。ＭＦＣ分散系も、形成された単糖、二糖、又はオリゴ糖を含み、これが組成物中に存在して単糖、二糖、又はオリゴ糖を別個に組成物に添加することが不要になるので、少なくとも部分的に酵素処理により製造されたＭＦＣを使用することが好ましい。
【００１３】
組成物は少なくとも１種の単糖、二糖、又はオリゴ糖を含む。組成物は顔料の量に対して０．０１〜５重量％の単糖、二糖、又はオリゴ糖を含むことが好ましい。単糖、二糖、又はオリゴ糖は組成物に別に添加してもよく、及び／又はＭＦＣの製造中に製造され、従ってＭＦＣと一緒に添加してもよい。
【００１４】
単糖、二糖、又はオリゴ糖は糖、好ましくはグルコース、キシロース、マンノース、マンナン、及び／又は、セロビオース、セロトリオース、セロテトロース、セロペントース、セロヘキソース、及び／又はセロオリゴ糖のようなセロデキストリンであることができる。
【００１５】
組成物の単糖、二糖、又はオリゴ糖は修飾してもよい。二つの連続した酵素処理により、又は連続した若しくは先行する化学処理により、ＭＦＣを製造することによって、ＭＦＣの製造中に形成される単糖、二糖、又はオリゴ糖を修飾することが可能である。修飾された単糖、二糖、又はオリゴ糖及び／又は開放されたセルロース断片は次いで予め決められた活性または顔料反応性を有することができる。
【００１６】
この組成物は少なくとも1種の顔料を含む。組成物中の顔料の量は組成物の稠度に依存する。顔料は粉末の又は沈殿した炭酸カルシウム、か焼粘土、タルカム、カオリン、ベントナイト又は他の膨潤性粘土、Ａｌ２Ｏ３、水酸化アルミニウム（ＡＴＨ）、プラスチック顔料、シリカ、石膏、二酸化チタン、有機顔料、例えばデンプン顔料又はステアリン酸カルシウム分散系及び／又はこれら顔料のいずれかの混合物であることが好ましい。
【００１７】
組成物のＭＦＣを修飾してもよい。ＭＦＣはカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）で修飾することが好ましい。ＣＭＣは潤滑剤又は分散剤として作用し、またＭＦＣの製造の間、脱フィブリル化剤（ｄｅｆｉｂｒｉｌｌａｔｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）としても作用する。ＣＭＣ修飾ナノフィブリル及び液相中の過剰のＣＭＣは顔料との特異的な相互作用により組成物のレオロジーを改良し、コロイド安定性の改良につながる。
【００１８】
ＭＦＣ組成物はまた分散剤又は潤滑剤を含んでもよい。ポリアクリル酸、アクリレートコポリマー、アクリル酸のナトリウム塩、ポリアクリル酸、マレイン酸、ポリマレイン酸、クエン酸ナトリウム、マロン酸ナトリウム、コハク酸ナトリウム、マレイン酸ナトリウム、グルタミン酸ナトリウム、ポリリン酸塩、ステアリン酸カルシウム、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）及び／又はトリグリセリド、ヘキサメタリン酸ナトリウム（ＳＨＭＰ）、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール／アセテート（ＰＶＯＨ／Ａｃ）、ｎ−ケイ酸ナトリウム、ポリアルミン酸ナトリウム、テトラホウ酸ナトリウム、エチレングルコールのような二極性有機分散剤、メタノール、メチルアミン、プロピルアミン、アニリン、又はポリエチレンオキシド及びポリエチレン誘導体のような多極性分散剤を含むことが好ましい。
【００１９】
組成物はまたソルビトールを含んでもよい。ソルビトールの添加はスラリーの流動性を容易にし、組成物を改良された方法でポンプで送り込んだり取り扱うことが可能となることを示している。
【００２０】
組成物は全体の重量に対して１０〜７０％の、好ましくは４０〜７０重量％の乾燥含量を有することが好ましい。本願の単糖、二糖、又はオリゴ糖は組成物のレオロジーを改良し、組成物の取り扱いをより容易にするので、ＭＦＣを含む組成物の乾燥含量を増加することが可能である。
【００２１】
本発明はさらに上記の組成物の製造方法に関する。この組成物はＭＦＣ、単糖、二糖、又はオリゴ糖と水を含む分散系に顔料を添加することにより製造される。ＭＦＣを含む分散系の乾燥含量を増加することが可能であり、低粘度のような良好なレオロジー特性を持った組成物を製造することも依然として可能であることが示されている。ＭＦＣを含む分散系に乾燥した顔料を添加することが好ましい。このようにして、水を顔料と一緒に添加しないので、組成物の乾燥含量をさらにずっと増大させることができる。しかし、ＭＦＣ分散系に湿潤顔料を添加することもできる。
【００２２】
ＭＦＣを含む分散系の稠度は顔料を添加する前は１〜４０重量％であることが好ましい。
【００２３】
分散系のＭＦＣは好ましくはセルロース性繊維の少なくとも部分的な酵素処理により製造される。ＭＦＣを形成するためのセルロース性繊維の酵素的分解の間、単糖、二糖、又はオリゴ糖とセルロース断片が形成される。組成物におけるＭＦＣ製造の間に得られる単糖、二糖、又はオリゴ糖とセルロース断片の存在は、組成物に改良されたレオロジーコロイド特性と、望ましい調節可能な顔料特性を付与する。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
ＭＦＣと単糖、二糖、又はオリゴ糖を含む分散系への顔料の追加により、形成された組成物の乾燥含量を粘度を増大させることなく上げることができることが見出された。このようにして、たとえ組成物が非常にせん断薄化特性を有するＭＦＣを含んでいても、高い乾燥含量で組成物を取り扱うことが依然として可能となるのである。
【００２５】
該分散系はコロイド安定性を促進し、様々なせん断速度で液体-顔料相互作用と望ましい流動プロファイルを可能にする活性物質を含むことが好ましい。
【００２６】
組成物は少なくとも1種の単糖、二糖、又はオリゴ糖を含む。組成物は様々な単糖、二糖、又はオリゴ糖の混合物を含むことができる。
【００２７】
組成物は顔料の量に対して０．１〜９５重量％、好ましくは顔料の量に対して０．１〜３５重量％のミクロフィブリル化セルロースを含むことが好ましい。組成物中のＭＦＣの量は最終目的に依存する。組成物の最終目的が合成又は天然の結合剤を置き換えることであれば、その量は典型的には組成物の顔料の量に対して約１０重量％である。これは典型的には、例えばオフセット印刷を意図したグラフィック紙又はＬＷＣ紙に要求される結合剤のレベルである。
【００２８】
組成物のＭＦＣは好ましくはセルロース性繊維の部分的な酵素処理により製造される。ＭＦＣの製造は酵素的及び機械的若しくは化学的処理を組み合わせて行うことができる。セルラーゼ、ヘミセルラーゼ、エンドグルカナーゼ又はマンナーゼのような酵素によるＭＦＣの製造の間、セルロース性繊維はＭＦＣを形成する繊維マトリクスから部分的に分解され又は開放されるかもしれず、同時に単糖、二糖、又はオリゴ糖が形成されるであろう。このようにして、単糖、二糖、又はオリゴ糖が、製造されたＭＦＣとともに組成物に添加される。組成物中の単糖、二糖、又はオリゴ糖の存在が組成物のレオロジーの改良に強くかかわっていることが見出されている。単糖、二糖、又はオリゴ糖はＭＦＣと顔料の両方に対して分散剤又は安定剤として作用する。このような安定化メカニズムは良好なコロイド安定性と加工性を保証するために要求される。ある種の顔料は部分的に溶解するか又は共イオン及び／又はカウンターイオンを放出するので、ＭＦＣ分散系が、ＭＦＣだけでなく顔料粒子をも安定化することができる単糖、二糖、又はオリゴ糖を含むことは重要である。単糖、二糖、又はオリゴ糖はまた、エマルジョンの安定化剤として作用し、そのような安定化剤の一つの良い例はマンノース又はマンナンズである。さらにＭＦＣ製造の原材料を選択することにより様々なＭＦＣ、放出されたセルロース成分、及び単糖、二糖、又はオリゴ糖を、様々な顔料表面への親和性とともに作り出すことができる。例えば、機械パルプからＭＦＣを製造して取り出すと、ほとんどの場合より高い量のペクチンを含んでいることになり、様々な表面化学特性とゴムへの異なる相溶性を有することが要求される。
【００２９】
しかし、単糖、二糖、又はオリゴ糖はまたＭＦＣと水を含む分散系に別々に添加してもよい。溶解した単糖、二糖、又はオリゴ糖を添加することが好ましい。しかし、固体状態の単糖、二糖、又はオリゴ糖を添加してもよい。最終目的によっては、即ち、ＭＦＣの製造中に製造される量が十分でない場合に、組成物の望ましい性質を達成する目的で、さらなる量の単糖、二糖、又はオリゴ糖を添加することが必要かもしれない。
【００３０】
組成物はまた、ＭＦＣの製造中に製造されるセルロース断片又はセルロース誘導体を含むこともできる。セルロース誘導体は通常は、化学的に修飾されるセルロース繊維の一部分である。
【００３１】
単糖、二糖、又はオリゴ糖はまた、顔料に対して湿潤化剤としても作用する。これはその特徴的な大きさと、二極性化学物質として作用する能力によるものである。従って、改良された分散安定性と、水性又は非水性媒体の両方におけるより優れた液体−粒子相互作用との両方により、組成物の性質は改良され、組成物の流動性と乾燥含量を増大させることができる。単糖、二糖、又はオリゴ糖は、好ましくは、ＭＦＣと水を含み、それに顔料が添加された分散系に溶解される。従って、ＭＦＣと高い乾燥含量の顔料を含む組成物を製造することができる。使用する酵素（単数又は複数）と酵素の量に依存して、様々な種類及び量の単糖、二糖、又はオリゴ糖又はセルロース断片が、即ち物理的に及び化学的に製造される。従って、組成物の良好な顔料湿潤性、潤滑性、コロイド安定性、及びレオロジー特性を得るために、適正な量と種類の単糖、二糖、又はオリゴ糖を含むＭＦＣ分散系を製造する目的で、ＭＦＣの製造の間の酵素処理を変更することができる。
【００３２】
組成物に存在する単糖、二糖、又はオリゴ糖の量は好ましくは顔料の量に対して約０．０１〜２０重量％、好ましくは顔料の量に対して０．１〜１０重量％、さらに好ましくは顔料の量に対して０．１〜１重量％である。二元的な系、即ち添加後と添加前の分散系の使用、及びＭＦＣの製造由来の単糖、二糖、又はオリゴ糖の使用をターゲットとするなら、量は少なくてもよく、それ故に単糖、二糖、又はオリゴ糖の役割は好ましくは湿潤剤又は潤滑剤であることができる。しかし、より多いまたは少ない量もまた使用可能であり、これは最終目的及び存在する単糖、二糖、又はオリゴ糖の種類にも依る。
【００３３】
単糖、二糖、又はオリゴ糖は糖であってもよい。セルロース性繊維の酵素的分解中に製造される糖の例は、グルコース、キシロース、マンノース、マンナン、及び／又は、セロビオース、セロトリオース、セロテトロース、セロペントース、セロヘキソース、及び／又はセロオリゴ糖のようなセロデキストリンである。
【００３４】
組成物のＭＦＣを含む分散系は修飾された単糖、二糖、又はオリゴ糖を含んでもよい。二つ以上の連続した酵素処理によりＭＦＣを製造することにより、ＭＦＣの製造中に形成される単糖、二糖、又はオリゴ糖を修飾することができる。第一の酵素は好ましくは、セルラーゼのようなセルロース性繊維を分解する酵素であり、ＭＦＣと溶解した単糖、二糖、又はオリゴ糖を形成する。第二の酵素は形成された単糖、二糖、又はオリゴ糖を分解し、例えば酸化するなどして修飾する。或いは、第二の酵素はセルロース繊維上の別の領域を攻撃し、それ故異なる種類の単糖、二糖、又はオリゴ糖又はセルロース断片を製造する。このようにして二元的な分散体/湿潤剤成分系が得られる。
【００３５】
組成物のＭＦＣは修飾してもよい。フィブリルに結合し、ＭＦＣの性質を変化させる様々な添加剤によりＭＦＣを修飾する方法は周知である。フィブリルの電荷又は親水性/疎水性又は親油性/疎油性を変化させることが可能である。例えば、組成物のＭＦＣをＣＭＣで修飾することが好ましい。ＣＭＣはＭＦＣ製造の間、分散剤又は潤滑剤として作用するが、また粘度を減少させ、組成物のレオロジー特性を改良する。
【００３６】
組成物は少なくとも１種の顔料を含む。顔料は粉末の又は沈殿した炭酸カルシウム、か焼粘土、タルカム、カオリン、ベントナイト又は他の膨潤性粘土、Ａｌ２Ｏ３、水酸化アルミニウム（ＡＴＨ）、プラスチック顔料、シリカ、石膏、二酸化チタン、有機顔料、例えばデンプン顔料又はステアリン酸カルシウム分散液及び／又はこれら顔料のいずれかの混合物であることが好ましい。顔料は繊維系の基板に良好な印刷特性、良好な外見、及び／又は光学的、感覚性又はバリアー性の性質のような他の機能を与えることができる。顔料はさらに塗料のような他の製品に改良された特性を付与することができる。
【００３７】
組成物はまた、組成物のレオロジーをさらに改良するために分散剤又は潤滑剤を含むことができる。ポリアクリル酸、アクリレートコポリマー、アクリル酸のナトリウム塩、ポリアクリル酸、マレイン酸、ポリマレイン酸、クエン酸ナトリウム、マロン酸ナトリウム、コハク酸ナトリウム、マレイン酸ナトリウム、グルタミン酸ナトリウム、ポリリン酸塩、ステアリン酸カルシウム、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）及び／又はトリグリセリド、ヘキサメタリン酸ナトリウム（ＳＨＭＰ）、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール／アセテート（ＰＶＯＨ／Ａｃ）、ｎ−ケイ酸ナトリウム、ポリアルミン酸ナトリウム、テトラホウ酸ナトリウム、エチレングルコールのような二極性有機分散剤、メタノール、メチルアミン、プロピルアミン、アニリン、又はポリエチレンオキシド及びポリエチレン誘導体のような多極性分散剤を添加することが好ましい。これらの剤は組成物の粘度を減少させ、組成物を紙又は板の機械で取り扱うことをより容易にする。使用する分散剤の量は、顔料スラリーを作るときは、乾燥顔料の量に基づいて計算して、０．０１〜２重量％の範囲にあることが好ましい。湿潤剤の量は分散剤の必要量よりも少ないことが好ましい。組成物の目的と最終使用に応じて、様々な量と種類の分散剤と湿潤剤を用いることができるであろう。
【００３８】
組成物は繊維系の基板の表面に添加される表面サイズレシピ又は塗装色として用いることができる。組成物はコーティングの強度を増大させるＭＦＣと、基板の表面特性を改良する顔料との両方を含む。組成物はまた、分散バリアーコーティングに使用することもできる。また、組成物を繊維系の材料（furnish）に、例えば紙又は板紙の機械の湿潤端の間に材料（furnish）に添加することもできる。このようにして組成物は充填剤として使用され、繊維系製品の強度を増大させるだけでなく、基板の表面特性を改良する。他の可能な最終使用は、塗料、セメント、食品、インク、化粧品、プラスチック、樹脂若しくは木材積層体、複合材、医薬品、アスファルト、ゴム、セラミクス、コンクリート、又は乾燥含量と同時にレオロジー特性が改良された組成物が増加する他の可能な最終使用における成分であることができる。
【００３９】
ＭＦＣを含む分散系中の当該溶解した糖類は、組成物が使用されるプロセスの実行可能性を促進するために潤滑剤として使用することができる。糖類はまた、光学的な光沢剤のための分散剤として作用するであろう。ステアリン酸カルシウム、ポリエチレングリコール、又は有機トリグリセリドが、例えばブレード塗工における湿潤潤滑剤を提供するためにしばしば使用される。組成物の糖は二極性の機能を有することが期待され、そのような潤滑効果を、使用するＭＦＣ原材料及びプロセス条件の種類に応じて調整することができる。例えば塗装色における典型的な潤滑剤濃度は、顔料の量に対して０．２〜２重量％、より好ましくは顔料の量に対して０．４〜１．２重量％である。量はしばしば潤滑剤及び分散剤／湿潤剤のコストによって制限されるが、このアプローチではよりコストパフォーマンスの良い比が、原材料のより経済的な価格により得られ、それ故より制限の少ないコーティング配合を設計しなおすことができる。
【００４０】
本発明の他の利点は、顔料を、溶解した単糖、二糖、若しくはオリゴ糖又はセルロース断片を吸着することにより修飾できるということである。これにより例えばコーティングの、例えばバイオポリマー又はある種の合成ポリマーとの相溶性がより優れる。コーティング調製方法に用いれば、コーティング組成物の固体含量をより高くでき、併合と内部拡散をより高くできる。さらに、修飾した顔料は、例えば強度とバリア特性を改良するデンプンフィルム、ＰＬＡフィルム又はＰＬＣフィルムのようなバイオポリマーとのよりすぐれた相溶性を示す。
【００４１】
組成物はまた、ソルビトールを含んでもよい。ソルビトールの添加はスラリーの流動性を促進し、組成物の汲み上げと取り扱いを改良することができることを示している。これは高濃度カオリンスラリー、即ち６５重量％超の固体含量にとって特に利点がある。
【００４２】
組成物はまた、ラテックス又はデンプンのような伝統的な結合剤だけでなく、光学的な光沢剤、架橋剤、レオロジー調整剤、体質顔料、潤滑剤、分散剤、消泡剤等のような他の塗装色成分を含むことができる。
【００４３】
本発明の組成物の他の大きな利点は、単糖、二糖、又はオリゴ糖の存在により、分散剤又は湿潤剤のような他の添加剤の量を減じたり、或いは除去することすらできるようになるということである。単糖、二糖、又はオリゴ糖は、非毒性かつ再利用可能な生化学製品なので、最終製品をより環境にやさしくすることになる。他の添加剤の多くは毒性であったり、最終製品をリサイクルことを難しくしている。
【００４４】
さらに、ＭＦＣを含む従来の組成物に比べて本発明の組成物を輸送することは、その乾燥含量がずっと高く、それ故に輸送する必要のある水の量が少ないので、より経済的且つ環境にやさしいものである。それ故、組成物を現地外で製造することはより魅力的である。輸送すべき水の量がより少ないので、より経済的で環境的な方法で組成物を輸送することができる。
【００４５】
繊維ベースの基板は紙や板のようなセルロース性繊維ベースの基板であることが好ましい。
【００４６】
フィブリル化された繊維であって、表面のマイクロフィブリル、及び分散系又は組成物の水相中に分離されて位置するマイクロフィブリルを有する繊維もまた、ＭＦＣの定義に包含される。マイクロフィブリル化セルロース（ＭＦＣ）という用語は、上述のようにナノセルロースだけでなく、セルロースナノ微結晶、セルロースウィスカー、繊維の微粒子、及び／又はそのブレンドを包含する。
【００４７】
ＭＦＣはいかなる種類のセルロ−ス繊維から製造することができ、好ましくは軟材や硬材繊維のような木質繊維から製造することができる。しかし、竹、農産物、セルロース由来製造からの中間生成物、エレファントグラス及びセルロース繊維を含む他の材料のような他の原材料もまた使用できる。
【実施例】
【００４８】
実施例１
セルロース性繊維の酵素処理の間に製造された糖の量を調べた。
【００４９】
乾燥したことのないクラフトパルプの５ｇの量を５０℃の温度で３時間酵素に曝し、その後に処理中に溶解した糖の量を測定した。
【００５０】
溶解した糖は液体クロマトグラフィーで測定した。
表１：様々な酵素を用いて溶解した糖の量
【表１】
0005850919.tif 000002
【００５１】
表１から分かるように、溶解した糖の量は使用する酵素の種類と用量に応じて変化する。ｐＨのような処理の性質もまた、形成される溶解した糖の量に影響する。
【００５２】
本発明による様々な組成物の収受の例を以下に述べる。
【００５３】
実施例２
組成物は塗装色として使用することができる。組成物は好ましくは以下のものを含む。
【００５４】
-顔料  １００部
-ＭＦＣ  ５〜２０部
-レオロジー改良剤、潤滑剤等のような添加剤  ０〜５ｐｐｈ（１００あたりの部）
-結合剤  ５〜２０ｐｐｈ
-単糖、二糖、又はオリゴ糖  ０．１〜１ｐｐｈ
【００５５】
その結果、ＭＦＣ中の単糖、二糖、又はオリゴ糖の量は約１〜１０％となる。
【００５６】
フィルムプレス、ブレード又はカーテンコーティングに用いる塗装色の典型的な固体含量は４０〜７０重量％である。
【００５７】
実施例３
組成物は表面サイズ組成物（色素形成）として使用することができ、好ましくは以下のものを含む。
【００５８】
-顔料  １００部
-ＭＦＣ  １００部
-添加剤  ０〜１０部
【００５９】
ＭＦＣ中の単糖、二糖、又はオリゴ糖の含量は好ましくは０．１〜１０％である。
【００６０】
サイジング組成物のための典型的な固体含量は１０〜６０％、より好ましくは１０〜３０％である。
【００６１】
実施例４
組成物はバリアとして用いることができ、好ましくは以下のものを含む。
【００６２】
-顔料  １００部
-バリア剤として作用するＭＦＣ  ５０〜５０００部
【００６３】
ＭＦＣ中の単糖、二糖、又はオリゴ糖の含量は好ましくは０．１〜１０％である。
【００６４】
バリア組成物のための典型的な固体含量は５〜６０重量％、より好ましくは１０〜５０重量％、さらにより好ましくは２０〜４０重量％である。