(57)【要約】本発明は、紙コーティングのための液状澱粉分散体であって、その分散体が５〜５０重量％の澱粉を含み、その澱粉が２０〜１００重量％の少なくとも1種の陽イオン性澱粉を含む、液状澱粉分散体に関する。液状澱粉組成物は、２５重量％澱粉固形分散体が、初期及び室温で９０日間保存時の両方で、５００〜２５００cpsの２５℃粘度を有することを特徴とする。分散体は、好ましくは陽イオン性澱粉とASA澱粉を含む。液状澱粉分散体は、レオロジー変性剤、構造剤、及び／又はバインダーとして全て並行して、紙及び板紙のコーティングプロセスにおいて有用である。液状澱粉分散体は、良好なコーティング寿命、光沢及び剛性を提供する。澱粉コーティングの陽イオン性が陰イオン性インクとの印刷適正を改善し、インク‐ジェット用紙及び印画紙に有用である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙コーティングのための液状澱粉組成物であって、前記組成物が５〜５０重量％の澱粉を含み、前記澱粉が２０〜１００重量％の少なくとも1種の陽イオン性澱粉を含み、前記液状澱粉組成物において、２５重量％澱粉固形分散体が、初期及び室温で９０日間保存時の両方で、５００〜２５００cpsの２５℃粘度を有することを特徴とする液状澱粉組成物。
【請求項２】
前記陽イオン性澱粉が、少なくとも９０％のアミロペクチンを有する澱粉原料から誘導されたものである、請求項１に記載の液状澱粉組成物。
【請求項３】
前記２５℃での粘度が１０００〜２０００cpsである、請求項１に記載の液状澱粉組成物。
【請求項４】
前記陽イオン性澱粉が第四アンモニウム塩である、請求項１に記載の液状澱粉組成物。
【請求項５】
前記陽イオン性澱粉が１〜２０％で陽イオン性に置換されたものである、請求項１に記載の液状澱粉組成物。
【請求項６】
前記組成物が１０〜５０％の固形分レベルを有するものである、請求項１に記載の液状澱粉組成物。
【請求項７】
前記組成物が１５〜３５％の固形分レベルを有するものである、請求項６に記載の液状澱粉組成物。
【請求項８】
前記澱粉が５〜７５重量％のアルキル又はアルケニル無水琥珀酸（ASA)化工澱粉を含むものである、請求項１に記載の液状澱粉組成物。
【請求項９】
前記澱粉が少なくとも１種の非イオン性澱粉を含むものである、請求項１に記載の液状澱粉組成物。
【請求項１０】
紙又は板紙コーティング組成物であって、
a）２５〜９５重量％の少なくとも１種の陽イオン性澱粉、及び５〜７５重量％の少なくとも１種のアルケニル無水琥珀酸（ASA)化工澱粉を含む、０．５〜２５重量％の澱粉ブレンド、
b）２５〜７５重量％の顔料、及び
c）水
を含む、コーティング組成物。
【請求項１１】
前記澱粉ブレンドが６０〜８０の水流動性（WF）を有するものである、請求項１０に記載のコーティング組成物。
【請求項１２】
前記アルケニル無水琥珀酸化工澱粉がオクテニル無水琥珀酸化工澱粉である、請求項１０に記載のコーティング組成物。
【請求項１３】
前記ASA澱粉におけるその置換度が０．００５〜０．１０である、請求項１０に記載のコーティング組成物。
【請求項１４】
前記澱粉ブレンドが少なくとも９０重量％アミロペクチンを有する澱粉類に基づくものである、請求項１０に記載のコーティング組成物。
【請求項１５】
前記澱粉ブレンドが５０〜９０重量％の陽イオン性澱粉、及び１０〜５０重量％のASA澱粉を含むものである、請求項１０に記載のコーティング組成物。
【請求項１６】
前記澱粉ブレンドが７０〜９０重量％の陽イオン性澱粉、及び１０〜３０重量％のASA澱粉を含むものである、請求項１１に記載のコーティング組成物。
【請求項１７】
前記澱粉ブレンドが３０〜７０重量％の陽イオン性澱粉、及び３０〜７０重量％のASA澱粉を含むものである、請求項１０に記載のコーティング組成物。
【請求項１８】
前記組成物が非イオン性化工澱粉を含まないものである、請求項１０に記載のコーティング組成物。
【請求項１９】
２〜２０重量％の少なくとも１種の合成バインダーを更に含む、請求項１０に記載のコーティング組成物。
【請求項２０】
少なくとも一つの表面に澱粉ブレンドを含むコーティング組成物をコートした紙又は板紙を含むコートされた紙又は板紙であって、該澱粉ブレンドが
１）２５〜９５重量％の１種以上の陽イオン性澱粉、及び
２）５〜７５重量％の１種以上のアルキル又はアルケニル無水琥珀酸（ASA)澱粉
を含み、前記重量％が澱粉の全量に基づくものである、コートされた紙又は板紙。
【請求項２１】
前記コーティングが、乾燥コーティング重量基準で、５〜９５重量％の顔料、及び１〜９重量％の前記澱粉ブレンドを含むものである、請求項２０に記載のコートされた紙又は板紙。
【請求項２２】
前記紙又は板紙が、インク‐ジェットペーパー、又は写真像の印刷用紙である、請求項２０に記載のコートされた紙又は板紙。
【請求項２３】
澱粉ブレンドを含むコーティング組成物をサイズされた紙ウェブに適用することを含むコートされた紙の製造方法であって、該澱粉ブレンドが
１）２５〜９５重量％の１種以上の陽イオン性澱粉、及び
２）５〜７５重量％の１種以上のアルキル又はアルケニル無水琥珀酸（ASA)澱粉
を含み、前記重量％が澱粉の全量に基づくものである、コートされた紙の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも９０日の間は安定な粘度を維持する液状陽イオン性澱粉分散体に関するものである。その液状澱粉分散体は、レオロジー変性剤、構造剤、及び／又はバインダーとして全て並行して、紙及び板紙のコーティングプロセスにおいて有用である。液状陽イオン性澱粉溶液はまた他の種々の澱粉類を含有しても良い。
【背景技術】
【０００２】
天然及び合成の両方のポリマーが、製紙プロセスのいくつかの異なる局面で使用される。それらは、紙押え操作での内添及び外添の両方のサイジングに使用される。サイズ類は、内添サイジングとして知られているプロセス中で、湿式製紙操作中に種々の成分を合わせて結合させるために充填剤類及び繊維類と混合される。サイジング化合物類はまた、プロセスが外添又は表面サイジングとして知られる場合において、仕上げられたウェブ又はシートの表面に適用されても良い。紙の多孔性を変化させ、繊維ウェブを強化し、紙むけに対する抵抗性を付与し、水／インクの浸透に対する抵抗性を高め、そして紙の平滑性及び光学特性を改善するために、外添のサイズが添加される。サイジングは、充填剤（即ち顔料）に比例して多量のサイズ剤で飽和するプロセスを含む。陽イオン性澱粉類及びアルキル又はアルケニル無水琥珀酸（ASA) 澱粉類が、米国特許第４，８７２，９５１号明細書に記載されている。
【０００３】
澱粉は、紙のコーティング用途に長く使用されてきた。有効な結合のために必要とされる濃度で用いられる未化工の澱粉は実際の使用に対して粘着性過ぎるために、コーティングに使用されるの化工澱粉である。米国特許第３，８８４，８５３号明細書には、そのような使用のための両性の澱粉が記載される。米国特許第５，０８０，７１７号明細書には、陽イオン性澱粉を含有するマルチ‐多糖紙コーティング組成物が記載される。米国特許第５，３９９，１９３号明細書には、非イオン性の置換基との組合せで、陽イオン性澱粉、又は陽イオン性ポリマーのいずれかを有する紙コーティングバインダーが記載される。その好ましい非イオン性基はエステル基又はヒドロキシルアルキル基である。その実施例に示されるように、澱粉のブレンドは、使用の直前に顔料と共に溶解化される粉末の形状にある。
【０００４】
天然及び合成のポリマーもまた、紙及び板紙のコーティングで使用されて良い。繊維紙の表面を覆うため、並びに、印刷インク及び他の機能性コーティング剤を適用するためのより平滑で吸収性の低い表面を形成するために、コーティング剤が適用される。コーティング組成物は、通常、天然に見出される又は人工的な顔料、合成のコーティングバインダー、水及び少量の他の添加剤を含む。その顔料は繊維紙ウェブの平らでない表面を満たして平滑にするために用いられ、一方、バインダーはピグマー（pigmer）粒子を互いに束縛させてそのコーティング層を紙に保持するために用いられる。代表的なバインダーは、合成ポリマー、澱粉、蛋白質、又はこれらの成分の混合物から成る。
【０００５】
コーティング添加剤として現在使用されている澱粉及び蛋白質は、乾燥粉末の形で提供され、時々それらを溶解化させるために、水、せん断応力、温度、時間、そしてアルカリ（蛋白質のみ）を必要とする。蛋白質の場合には、水酸化アンモニウムのようなアルカリが時々溶解化剤として用いられる。それは、作業場で不快な臭いを呈し、揮発性の有機化合物（VOCｓ）を加える。
【０００６】
その粉末バインダーを溶解化するのに伴う困難性、時間及び費用を克服する一つの方法は、バインダーを液体の形で供給させるようにすることである。このことは、コーティングの準備を簡単にして、労力を解放し、そしてエネルギーコスト及び清掃を低減させる。残念ながら、予備調整された水溶液として売られている澱粉又は蛋白質バインダーは、腐敗を防止するために殺生剤を添加される必要があり、そしてそれらは一般に使用されるまでの間に濁る傾向があるために、すぐに消費されねばならない。
【０００７】
現状の液状天然ポリマーに伴うその問題を解消するように、すぐに使えるように準備された液体の形で供給される天然のコーティングポリマーに対するニーズがある。驚くべきことには、ある適した方法によって、窒素、流動性及び固体の特定のレベルで調整されたワキシートウモロコシからの陽イオン性澱粉が、すぐに使える安定した液状の澱粉分散体を提供することが見出された。その水性澱粉分散液は、種々の比率の範囲の組成の澱粉を含有することが可能であり、そのことによって、コートされた紙又は板紙の用途に対する一群の多機能性ですぐに使用可能な液状澱粉ポリマーを提供する。付加的な利点は、その澱粉ブレンドが、着色されたコーティング配合物に使用されるときに、自然に近いｐH条件下で、レオロジー変性剤、構造剤、及び／又はバインダーとして機能し得ることである。それらはまた、印刷の前と後の両方で鏡のような光沢を与える。その陽イオン性澱粉分散体は、コーティング着色剤に陽イオン性を付与する、蛋白質、カゼイン、及び他のもっと高価な添加剤のための経済的な増量剤としても使用されることが可能である。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、紙コーティング用の液状澱粉分散体に関するものであり、その分散体が５〜５０重量％の澱粉を含み、前記澱粉が２０〜１００重量％の少なくとも1種の陽イオン性澱粉を含み、そしてその液状澱粉組成物において、２５重量％固形澱粉分散体が、初期と室温で９０日間の保存時の両方で、５００〜２５００cpsの２５℃での粘度を有することを特徴とする。その分散体としては、陽イオン性澱粉と、ASA澱粉のブレンドを含有するものが好ましい。
【０００９】
本発明は、また、紙又は板紙コーティング組成物であって、
a）２５〜９５重量％の少なくとも１種の陽イオン性澱粉、及び５〜７５重量％の少なくとも１種のアルケニル無水琥珀酸（ASA)化工澱粉を含む、０．５〜２５重量％の澱粉ブレンド、
b）２５〜７５重量％の顔料、及び
c）水
を含む、コーティング組成物に向けられている。そのコーティング組成物は、２〜２０重量％の少なくとも１種の合成バインダー、及び０．５〜１．５％のその他の添加剤を含有しても良い。
【００１０】
本発明は、更に、液状澱粉を含むコーティング組成物でコートした紙又は板紙に向けられており、またその液状澱粉でコートした紙又は板紙を製造する方法にも向けられている。
【００１１】
発明の詳細な説明
本発明は、安定な液状澱粉分散体に関するものであり、その澱粉は２０〜１００重量％の陽イオン性澱粉である。その澱粉分散体は、２５％固形分の澱粉分散体が、初期と室温(２５℃）で９０日間の保存時の両方で測定して、５００〜２５００cpsの安定な２５℃粘度を有することを特徴としている。
【００１２】
本発明の澱粉分散体は、少なくとも１種の陽イオン性澱粉を含有する。その陽イオン性澱粉の全てが、少なくとも９０％のアミロペクチンを有する澱粉原料、好ましくはワキシートウモロコシから誘導されるものである。高アミロース成分では安定な分散体が提供されないので、陽イオン性コーンスターチは有用ではないであろう。陽イオン性澱粉は、例えば、窒素、硫黄又は燐を含有する陽イオン性基を導入するいかなる試薬とのエーテル化又はエステル化反応でも澱粉を反応させることによって製造される。そのような基の例としては、アミン（第一、第二、第三、又は第四）、スルホ二ウム及びホスホ二ウム基がある。好ましい陽イオン性澱粉誘導体は、アルカリ性の条件下で澱粉をジアルキルアミノハロゲン化アルキルと反応させて得られる第三アミノアルキルエステルである。ここで有用な他の陽イオン性澱粉類は、引用することによってここに含められる、米国特許第４，８７２，９５１号に記載されている。その澱粉‐アミン生成物は、第四アンモニウム塩をもたらすような公知の方法によって、あとで処理されても良く、あるいは、そのような第四アンモニウム塩が、例えば、エピハロヒドリンと第三アミン又は第三アミン塩との反応生成物でそれを処理することによって澱粉から直接得られても良い。その結果得られる澱粉誘導体は、性質上陽イオン性であって、本発明において有用である。本発明の陽イオン性澱粉誘導体における置換度は、１〜２０％、好ましくは２〜１０％の範囲にある。選択される陽イオン性のレベルは、その液状澱粉分散体の望まれる最終用途に拠る。
【００１３】
陽イオン性澱粉はその分散体中において澱粉の２０〜１００％を占め、そして好ましくは３０〜９０重量％の澱粉が陽イオン性である。その陽イオン性澱粉は、そのコーティング澱粉と、通常そのコーティング配合物を構成する他の陰イオン性成分との間の引力を緩和するように作用する。加えて、陽イオン性澱粉の機能は、陰イオン性コーティング顔料によって拘束されず、紙の繊維が自由に陰イオン性印刷用インクと反応する。これらのイオン性相互作用は、インクの有効寿命、印刷されたインクの光沢、及び印刷の均一性によって測定されるような印刷性能を改善するであろう。
【００１４】
液状澱粉分散体は陽イオン性澱粉１００％であっても良いが、その分散体は、好ましくは、未化工の澱粉；エステル類又はヒドロキシアルキル基類のような基を含有する非イオン性澱粉、ホスホネート化澱粉のような陰イオン性澱粉類；又はそれらの混合物を含有するブレンドである。未化工の澱粉類は、そのような澱粉によって分散体に付与される高い粘度のために、低いレベルでのみ使用される。
【００１５】
液状澱粉分散体としては、５〜７５重量％のアルケニル無水琥珀酸（ASA)化工澱粉を有する澱粉ブレンドを含有するものが好ましい。陽イオン性澱粉のASA澱粉に対するブレンド比としては、重量比で９０／１０、７０／３０、５０／５０、及び３０／７０が好ましい。要求される陽イオン性のレベルは、液状澱粉分散体の望まれる用途に拠る。コーティング配合物中でのASA澱粉の含有がその配合物の流れ特性（レオロジー）及び結合強度に寄与することが見出された。
【００１６】
ここでバインダーとして有用なASA‐処理された澱粉類は、オクテニル、デシル、又はデセニル無水琥珀酸、並びにドデシル及びドデセニル無水琥珀酸のようなアルキル及びアルケニル無水琥珀酸と澱粉の反応によって製造される。尚、ここでアルキル基又はアルケニル基としては、C５−１５が好ましい。化工されるべき澱粉は、コーン、ポテト、さつまいも、小麦、米、サゴ、タピオカ、ワキシートウモロコシ、モロコシ、高アミロースコーン、又はそれらの類似物を含むいかなる植物源からのものであっても良い。加えて、これらの基礎材料のいずれから誘導された転化生成物であっても使用されることが出来て、例えば、酸及び／又は熱の加水分解作用によって製造されたデキストリン類；次亜塩素酸ナトリウムのような酸化剤との処理によって製造された酸化澱粉類；及び、例えば酵素転化又は緩酸加水分解によって製造された流動性のある又はさらさらして沸騰する澱粉類が含まれる。少なくとも９０％のアミロペクチン含有量を有する基礎澱粉が好ましい。ASA‐処理された澱粉類としては、その分野において知られた方法によって澱粉を１‐オクテニル無水琥珀酸と反応させて製造されたオクテニル琥珀酸の澱粉モノエステル類が好ましい。その澱粉が充分なアルケ二ル無水琥珀酸試薬と反応され、得られた澱粉エステルが０．００５〜０．１０、好ましくは０．０１〜０．０５、最も好ましくは０．０２４５〜０．０４４の範囲の置換度を有する。
【００１７】
本発明の水性コロイド澱粉分散体は、その分野において知られた方法によって、澱粉、又は澱粉類を水中に溶解化させることによって作成される。その澱粉の溶解化の好ましい方法は、ジェットクッキング（jet cooking）である。澱粉ブレンドの水性コロイド分散体は、各澱粉を個々に溶解化し、次いで溶解化された分散体をブレンドすることによって作成されても良く、あるいは先ず澱粉類を水中でブレンドし、次いで溶解化プロセスを行うことによって作成されても良い。ブレンドされた材料のジェットクッキングが、意図される用途において有用であっても無くても、それらの材料間の相互作用を生み出す可能性を有することに注目すべきである。
【００１８】
本発明のコロイド分散体は安定であって、そのことは、少なくとも９０日間に渡って、物理的特性又は腐敗に関して変化が無いことを意味している。対照的に、加熱処理された（cooked）澱粉及び蛋白質溶液は、室温ですぐに増粘する傾向にある。安定性に対する一つの重要な点は、その澱粉分散体の澱粉が９０％より多量のアミルペクチンを有する澱粉から主として誘導されていることである。安定化は、劣化の防止に関係しており、そしてアミロース含有澱粉類は、劣化に対してより影響されやすい。本発明の分散体は、保管中の微生物分解に対する予防策として少量の殺生剤を含有している。１，２‐ジブロモ‐２，４‐ジシアノブタンのような、その分野において知られた殺生剤が、この目的のためにその分散体に添加されても良い。
【００１９】
そのコロイド分散体は、２０rpm、２５℃でブルックフィールド（Brookfield）粘度で測定して、２５％固形分の分散体で５００〜２５００cpsの粘度を有するものであることを特徴付けることができる。その粘度としては、１０００〜２０００cpsが好ましい。その粘度は、室温で９０日間の保存に渡ってほとんど変化しない。その分散体の流動性は６０〜８０WFである。その澱粉分散体の流動性は、通常の紙及び板紙製造装置を使用して、ポンプ輸送、ろ過、そして混合を行うのに充分に低い。その分散体は、一般に天然で５．５〜７．５、好ましくは６．０〜７のｐＨを有する。その澱粉分散体は、１０〜５０％、好ましくは１５〜３５％、より好ましくは２０〜３０％の固形分レベルを有している。本発明の澱粉分散体は、高いせん断条件下で泡立ち抵抗性を有する。
【００２０】
液状澱粉分散体は、紙のコーティングにおいて有用である。コーティング組成物中で０．５〜２０重量％、好ましくは湿潤コーティング組成物中で１〜１０重量％が、本発明の液状澱粉分散体からの澱粉である。その液状澱粉分散体は、レオロジー変性剤、構造剤、及び／又はバインダーとして全て並行して供することが出来るものである。その澱粉分散体は、それら三つの機能を同時に提供しても良く、そのことによっていくつかの異なる成分を使用する費用を節減する。
【００２１】
レオロジー変性剤として、その液状澱粉分散体は、紙コーティングの流れ特性を変性することが出来る。その澱粉は、１重量％程度で、コーティングの流れ特性に影響を与える。いかなる特別な理論にも関連づけられていないが、澱粉の主鎖における陽イオン性電荷のタイプと量が、顔料の分散を制御し、そのことによってコーティングレオロジーを制御するものと思われる。その陽イオン性電荷が増加するにつれて、見掛けのコーティング粘度及びチキソトロピーの度合いが増加する。
【００２２】
構造剤は、適用中の基材表面でのコーティングの有効寿命を長くさせ、そして乾燥したコーティング層を形成する顔料類、バインダー類及び空隙の物理的な配置に関係する。本発明の液状澱粉分散体は、コーティングの有効寿命、影響を及ぼす表面の平坦さ及び基材の剛性を改善する。このことは、軽量コート（LWC）紙において特に重要である。コーティング構造もまた、均一な白色度及び不透明度に対して影響する。加えて、本発明の澱粉分散体をコートされた紙の光沢は、蛋白質を使って配合されたコーティングの場合よりも高い。
【００２３】
その液状澱粉分散体は、コ‐バインダーとしても作用する。バインダー及びコ‐バインダーの目的は、顔料粒子を互いに結合させること、およびそのコーティング層を紙表面へ結合させることでもある。その結合強度は、そのコーティング層が、粘着性の印刷用インクによって引き剥がされたり紙むけされたりすることの無いようなものでなければならない。その陽イオン性によって、液状澱粉分散体は、一般に単独のバインダーとして使用されるものではない。その液状澱粉分散体は、紙コーティングにおいてコ‐バインダーとして現在使用されている大豆蛋白質、カゼイン、及び従来の澱粉類のような、他の天然ポリマーの代わりに使用され得る。
【００２４】
液状澱粉分散体は、顔料及び他の添加剤と組合わされて、紙コーティング配合物を形成する。標準的な板紙の配合物は、紙表面において要求される特性に基づいて選択されるカオリンクレー類、タルク、二酸化チタン、及び炭酸カルシウムのような無機顔料類を３５〜６５重量％；ポリスチレンのような合成顔料類を０〜４重量％；スチレンブタジエン、スチレンアクリル酸ポリマー類、及びポリビニルアルコールのような合成ポリマーバインダー類を２〜２０重量％；蛋白質、カゼイン、及び澱粉のようなコバインダー類を２〜９重量％；分散剤類、不溶化剤類（湿潤強度を改善するため）のような他の添加剤類を０．１〜１．５重量％；及び２５〜４５重量％の水を含有する。
【００２５】
そのコーティング組成物は、顔料、バインダー、コバインダー及び他の添加剤を水と共に混合されて配合される。そのコーティング配合物を調整する間に、陰イオン性顔料類の凝集、又はコーティング凝集物の形成を避けるために、その分散された顔料スラリーは、最初に低せん断下で合成バインダー類と共に混合されねばならない。次いで、その液状澱粉分散体が、同様なせん断条件下で添加される。重要でないコーティング添加剤類は、通常最後に添加される。
【００２６】
液状澱粉分散体を含有するコーティング組成物は、その分野において知られたいかなる方法によっても、紙の１面又は両面に適用され得る。コーティング方法には、ロールアプリケーター及びロール、ロッド、ブレード、バー、又はエアーナイフでの計量；ポンドアプリケーター及びロール、ロッド、ブレード、バー、又はエアーナイフでの計量；ファウンティンアプリケーター及びロール、ロッド、ブレード、バー、又はエアーナイフでの計量；予備計量されたフィルム類及びパターン類（例えば、ゲートロール、三本ロール、アニロックス、グラビア、フィルムプレス、カーテン、スプレー）；及びフォームアプリケーターが含まれるが、それらに限定されるものではない。そのコーティングの厚さは、その組成、コーティング配合物を形成する各成分の比率、及びコーティング方法によって制御される。紙又は板を形成するプロセス及びそのプロセスのための供給原料もまた、コーティングの厚さに影響する。
【００２７】
コーティング配合物は、いかなる紙又は板紙の適用にも使用されるために、その分野において知られたように配合されても良い。本発明の多機能性の液状陽イオン性澱粉分散体は、顔料の含有されたコーティング配合物において、レオロジー変性剤、構造剤、及び／又はバインダーとして全て並行して機能することが出来るという格別に価値あるものである。液状澱粉分散体は、その澱粉の陽イオン性によって、インク‐ジェット適用のためのコートされた紙類において特に有用である。本発明の紙コーティングにおいて見出された良好な光沢特性、更に加えて印刷適性、インクの有効寿命、及び印刷の均一性を改良するその陽イオン性澱粉の性能によって、その液状澱粉分散体が、インクジェット及びレーザープリンターで写真を印刷するための紙の製造において有用なものになる。
【実施例】
【００２８】
次の実施例は、更に例を挙げて本発明を説明するために示されるものであって、いかなる点についても限定するものと取られるべきではない。
【００２９】
実施例１
以下をブレンドしてスラリーにすることによって、液状澱粉混合物を作成する。
水を１８５重量部
３‐クロロ‐２‐ヒドロキシプロピルトリメチル塩化アンモニウムで処理したQuatが７０WFワキシーに対して１．９％である、陽イオン性澱粉を９０重量部
OSAが７０ワキシーに対して３％である、OSA澱粉を１０重量部
３％水酸化ナトリウムで、その混合物のｐHを６．０〜６．５に調整する。次いで、そのスラリーの温度を２９０〜３００°F（１４３〜１４９℃）に維持することによってジェット‐クッキング処理する。必要に応じて、水で２５〜２７％の固形分に希釈することによって、その固形分濃度を調整する。そのスラリーを４０℃より低い温度に冷却し、殺生剤TEKTOMER 38LVを０．３容量％添加する。このようにして、固形分のレベルが２５〜２７％で、陽イオン性澱粉／OSA澱粉の比が９０／１０の澱粉混合物を作成する。
【００３０】
実施例２
実施例１と同様な方法で、陽イオン性澱粉／OSA澱粉の重量比が７０／３０の澱粉混合物を作成した。
【００３１】
実施例３
実施例１と同様な方法で、陽イオン性澱粉／OSA澱粉の重量比が５０／５０の澱粉混合物を作成した。
【００３２】
実施例４
実施例１と同様な方法で、陽イオン性澱粉／OSA澱粉の重量比が３０／７０の澱粉混合物を作成した。
【００３３】
比較例１；大豆蛋白質
乾燥された形の大豆蛋白質であるDupont社からのPROCOTE 400を、次ような方法で２５重量％の固形分に加熱処理（cook）した。換気されたフード中で、充分な機械的攪拌下にある温水（１５０°F（６６℃））のステンレス鋼容器に所定量の乾燥大豆蛋白質をゆっくり添加する。尚、その攪拌は、中程度の渦を生じさせて、（１）気液界面で、（２）その容器の表面に沿って、そして（３）攪拌機の心棒及び羽根車上での、未分散の蛋白質の沈着を防止させる。１５０°Fで１５分間の混合の後、アルカリの希釈溶液をその容器にゆっくり添加（１５％水酸化アンモニウム、乾燥対乾燥（dry on dry）で）して、その大豆蛋白質を溶解化する。溶解化された蛋白質を更に１５０°Fで３０分間混合する。その溶解化された蛋白質の最終的な固形分濃度は２５％であり、ｐHは約９．５である。
【００３４】
コーティングする着色剤を準備する際に、充分な機械的攪拌下にある、顔料類、コバインダー類及び希釈水を含有したステンレス鋼容器に暖かい溶解化された蛋白質を添加する。尚、その攪拌は、媒体の渦を生じさせて、上記のような蛋白質の沈着、あるいはコーティング着色剤の凝結を防止する。蛋白質を含んで仕上げられたコーティング剤のｐHは８．５〜９．５である。
【００３５】
比較例２；エチル化澱粉
乾燥された形でWFが８０のエチル化された澱粉であるGrain Processing社からのK580を、以下の方法で固形分２５重量％に加熱処理した。ステンレス鋼容器を適量の水で満たす。混合機を運転開始して、中程度の渦を生じさせる。所定量の乾燥澱粉を沈着しないように（上記したのと同様に）ゆっくり添加する。中程度の渦を維持したままで、１５分間このスラリーを混合させる。１５分後に、攪拌しながらその澱粉スラリーの温度を２００〜２０５°F（９３〜９６℃）にゆっくり上昇させる。小さい渦を維持しながら、２００〜２０５°Fで３０分間その澱粉の加熱処理を続ける。加熱を止め、加熱処理された澱粉を冷却（１４０°F（６０℃））させて、その後にその粘度を測定し、そしてそれを低せん断条件下でコーティング剤に添加する。
【００３６】
比較例３；陽イオン性コーンスターチ
乾燥された形の陽イオン性コーンスターチであるNational Starch and Chemical社からのCATO 75Qを、比較例２における手順を用いて、固形分２５重量％に加熱処理した。
【００３７】
比較例４；陽イオン性液状澱粉
２５％陽イオン性ワキシー液状澱粉であるCATOSIZE 270を、National Starch and Chemical社から入手した。
【００３８】
実施例５
固形分が２５％の澱粉と蛋白質の分散体のブルックフィールド粘度を、いくつかの異なる時間；即ち１４０°Fで最初に、７２°F（２２℃）で２４時間後に、そして７２°Fで１００日間経過後において、２０rpmで測定した。その結果を表１に集計して示す。１００日間経過後の比較例４が相分離（phased）した。即ち、その分散体が、異なる固形分含有量を有する別々の液体層に分かれた。実施例１と実施例４は、１００日経過後で何らの相分離も示さなかった。
【００３９】
【表１】
2005520948.tif 000002
【００４０】
実施例６；コーティング組成物のレオロジー
固形分の重量基準で、番号１のクレイを１００重量部、スチレンブタジエンラテックスを１２重量部、及びコ‐バインダー４重量％をブレンドしてコーティング組成物を形成して、ｐHが７．５（ｐHが９．０の蛋白質を除く）で５８重量％固形分の分散体を作成した。ブルックフィールドRVF粘度計を使用して８０°F（２７℃）２０rpmで、その分散体について２４時間熟成時の低せん断粘度と安定性を試験した。Hercules社のRheometer, E bob, 400 K dyne springを用いて、８０°F  ４４００rpmで、高せん断粘度を測定した。AA‐GWA保水計を用いて、保水性を測定した。その結果を表２及び表３に示す。
【００４１】
【表２】
2005520948.tif 000003
【００４２】
【表３】
2005520948.tif 000004
【００４３】
実施例７；スーパーカレンダーの前後でのLWC平滑性と剛性
固形分の重量基準で、番号１のクレイを１００重量部、スチレンブタジエンラテックスを１０重量部、及び全コ‐バインダー７重量％をブレンドして、コーティング組成物を形成し、ｐHが８．０で５５重量％固形分の分散体を作成した。そのコバインダーは、比較例２の澱粉７０％と実施例１〜４の液状澱粉３０％であった。対照のコバインダーは、比較例２の澱粉１００％であった。そのコーティング組成物を４．５‐lbs／３３００ft２（６．７ｇ／ｍ２）で使用した。測定した特性は、厚さ（caliper）とコート重量を得るための、Parker‐print Smoothness (S.10)及び一定の紙密度に標準化されたガーレイ（Gurley）剛性であった。スーパーカレンダー処理の前と後の両方で、特性値を測定した。その結果を表４に示す。
【００４４】
【表４】
2005520948.tif 000005
【００４５】
実施例８；スーパーカレンダーの前後での白色度と不透明度
固形分の重量基準で、番号１のクレイを１００重量部、スチレンブタジエンラテックスを１０重量部、及び全コ‐バインダー７重量％をブレンドして、コーティング組成物を形成し、ｐHが８．０で５５重量％固形分の分散体を作成した。そのコバインダーは、比較例２の澱粉７０％と実施例１〜４の液状澱粉３０％であった。対照のコバインダーは、比較例２の澱粉１００％であった。そのコーティング組成物を４．５‐lbs／３３００ft２で使用した。測定した特性は、TAPPI白色度と不透明度であった。スーパーカレンダー処理の前と後の両方で、その特性値を測定した。その結果を表５に示す。
【００４６】
【表５】
2005520948.tif 000006
【００４７】
実施例９；コートされた板紙の光沢及びグロスモットル
固形分の重量基準で、番号１のクレイを１００重量部、スチレンブタジエンラテックスを１２重量部、及びコ‐バインダー４重量％をブレンドして、コーティング組成物を形成し、ｐHが７．５（ｐHが９．０の蛋白質コーティングを除く）で５８重量％固形分の分散体を作成した。そのコーティング組成物を３．３‐lbs／１０００ft２（１７ｇ／ｍ２）で使用し、１ニップの光沢カレンダー処理を行った。測定した特性は、7５゜ハンターグロス（Hunter Gloss）とグロスモットル指標（Gloss Mottle Index）であり、９５％の信頼性でグロスデータについての標準偏差として報告した。その結果を表６に示す。
【００４８】
【表６】
2005520948.tif 000007
【００４９】
実施例１０；コートされた板紙の印刷適性と接着性
固形分の重量基準で、番号１のクレイを１００重量部、スチレンブタジエンラテックスを１２重量部、及びコ‐バインダー４重量％をブレンドして、コーティング組成物を形成し、ｐHが７．５（ｐHが９．０の蛋白質コーティングを除く）で５８重量％固形分の分散体を作成した。測定した特性は、１．８９のSFO Process Blue 光学濃度を有する7５゜ハンターグロスユニットによるプリントグロス（Print Gloss）；IGT 第５番インク、５ｍ／ｓ、５０KgF・cm／ｓでの乾燥ピック（pick）耐性；ピックの無い場合を０とする１〜１０のVandercook Proofing Press Ratingとしての湿潤ピック耐性；及び接着性又は時間（秒）でのセットピード（set speed）であって、水性カートン接着剤で１００％の繊維引裂けを達成した。その結果を表７に示す。
【００５０】
【表７】
2005520948.tif 000008
【国際調査報告】
2005520948.tif 000009
2005520948.tif 000010
2005520948.tif 000011
2005520948.tif 000012