(57)【要約】本発明は、紙用塗料においてレオロジー調節剤として使用するための軽質流動パラフィン系の流動化ポリマーサスペンション（ＦＰＳ）組成物を提供する。キャリアーとして低粘度の油が選択された組成物を用いることによって、水溶性セルロース誘導体、合成水溶性ポリマー，グアールガムおよび誘導体、スターチおよび誘導体、および、それらの混合物の、高い固体含量および環境に優しい流動化ポリマーサスペンションを製造できることが見出された。本発明のＦＰＳは、標準的な結合剤、着色剤および水を含む紙用塗料にレオロジー調節剤として添加すると、予想外の有用な性能特性を提供することが見出された。紙用塗料においてレオロジー調節剤として使用するための本発明の油性の流体ポリマーサスペンション組成物は、ａ）親水性ポリマー、ｂ）親有機クレイ、ｃ）界面活性安定剤、および、ｄ）選択された特性を有する軽質流動パラフィンを含む。【特許請求の範囲】
【請求項１】
着色剤、結合剤、および、紙用塗料においてレオロジー調節剤として使用するための油系の流動化ポリマーサスペンション（ＦＰＳ）組成物を含む紙用塗料組成物であって、
該ＦＰＳ組成物が
ａ）親水性の水溶性ポリマー、
ｂ）自己活性化親有機クレイ、
ｃ）界面活性安定剤、および、
ｄ）非水性非毒性の軽質流動パラフィン、
を含み、希釈していない状態で安定して、３０００ｃｐｓまたはそれ未満の低いブルックフィールド粘度を示し、水または紙用塗料で希釈した場合でも、制御された増粘作用を提供し、目標とする粘度およびその他の望ましい特性を得ることができる、前記組成物。
【請求項２】
前記軽質流動パラフィンの下限量は、ＦＰＳ組成物の総重量に基づき約２０重量％である、請求項１に記載の紙用塗料組成物。
【請求項３】
前記軽質流動パラフィンの下限量は、ＦＰＳ組成物の総重量に基づき約３０重量％である、請求項１に記載の紙用塗料組成物。
【請求項４】
前記軽質流動パラフィンの下限量は、ＦＰＳ組成物の総重量に基づき約４０重量％である、請求項１に記載の紙用塗料組成物。
【請求項５】
前記軽質流動パラフィンの上限量は、ＦＰＳ組成物の総重量に基づき約６０重量％である、請求項１に記載の紙用塗料組成物。
【請求項６】
前記軽質流動パラフィンの上限量は、ＦＰＳ組成物の総重量に基づき約５５重量％である、請求項１に記載の紙用塗料組成物。
【請求項７】
前記軽質流動パラフィンの上限量は、ＦＰＳ組成物の総重量に基づき約５０重量％である、請求項１に記載の紙用塗料組成物。
【請求項８】
前記軽質流動パラフィンの動粘度の下限は、４０℃で、２ｍｍ２ｓｅｃ−１（２ｃＳｔ）である、請求項１に記載の紙用塗料組成物。
【請求項９】
前記軽質流動パラフィンの動粘度の下限は、４０℃で、５ｃＳｔである、請求項１に記載の紙用塗料組成物。
【請求項１０】
前記軽質流動パラフィンの動粘度の下限は、４０℃で、７．５ｃＳｔである、請求項１に記載の紙用塗料組成物。
【請求項１１】
前記軽質流動パラフィンの動粘度の上限は、４０℃で、１７ｃＳｔである、請求項１に記載の紙用塗料組成物。
【請求項１２】
前記軽質流動パラフィンの動粘度の上限は、４０℃で、１４ｃＳｔである、請求項１に記載の紙用塗料組成物。
【請求項１３】
前記軽質流動パラフィンの動粘度の上限は、４０℃で、１０ｃＳｔである、請求項１に記載の紙用塗料組成物。
【請求項１４】
前記軽質流動パラフィンの芳香族化合物の含量の上限は、１００ｐｐｍである、請求項１に記載の紙用塗料組成物。
【請求項１５】
前記軽質流動パラフィンの芳香族化合物の含量は、５０ｐｐｍ未満である、請求項１に記載の紙用塗料組成物。
【請求項１６】
前記軽質流動パラフィンの芳香族化合物の含量は、３０ｐｐｍ未満である、請求項１に記載の紙用塗料組成物。
【請求項１７】
前記軽質流動パラフィンの引火点は、１００℃超である、請求項１に記載の紙用塗料組成物。
【請求項１８】
前記軽質流動パラフィンの流動点の下限は、−５℃未満である、請求項１に記載の紙用塗料組成物。
【請求項１９】
前記親有機クレイ懸濁化剤は、修飾モンモリロナイトである、請求項１に記載の紙用塗料組成物。
【請求項２０】
前記親有機クレイ懸濁化剤は、その分散およびゲル化が自己活性化されるような方法で処理される、請求項１９に記載の紙用塗料組成物。
【請求項２２】
前記親有機クレイ懸濁化剤の分散およびゲル化は、極性溶媒で促進される、請求項１９に記載の紙用塗料組成物。
【請求項２３】
前記親有機クレイ懸濁化剤の下限は、ＦＰＳ組成物の総重量に基づき約０．５重量％である、請求項１９に記載の紙用塗料組成物。
【請求項２４】
前記親有機クレイ懸濁化剤の下限は、ＦＰＳ組成物の総重量に基づき約１．０重量％である、請求項１９に記載の紙用塗料組成物。
【請求項２５】
前記親有機クレイ懸濁化剤の下限は、ＦＰＳ組成物の総重量に基づき約２．０重量％である、請求項１９に記載の紙用塗料組成物。
【請求項２６】
前記親有機クレイ懸濁化剤の上限は、ＦＰＳ組成物の総重量に基づき約６．０重量％である、請求項１９に記載の紙用塗料組成物。
【請求項２７】
前記親有機クレイ懸濁化剤の上限は、ＦＰＳ組成物の総重量に基づき約４．０重量％である、請求項１９に記載の紙用塗料組成物。
【請求項２８】
前記親有機クレイ懸濁化剤の上限は、ＦＰＳ組成物の総重量に基づき約３．４重量％である、請求項１９に記載の紙用塗料組成物。
【請求項２９】
前記安定剤は、非イオン界面活性剤である、請求項１に記載の紙用塗料組成物。
【請求項３０】
前記非イオン界面活性剤の下限は、ＦＰＳ組成物の総重量に基づき約０．５重量％である、請求項２９に記載の紙用塗料組成物。
【請求項３１】
前記非イオン界面活性剤の下限は、ＦＰＳ組成物の総重量に基づき約２．０重量％である、請求項２９に記載の紙用塗料組成物。
【請求項３２】
前記非イオン界面活性剤の下限は、ＦＰＳ組成物の総重量に基づき約３．０重量％である、請求項２９に記載の紙用塗料組成物。
【請求項３３】
前記非イオン界面活性剤の上限は、ＦＰＳ組成物の総重量に基づき約６．０重量％である、請求項２９に記載の紙用塗料組成物。
【請求項３４】
前記非イオン界面活性剤の上限は、ＦＰＳ組成物の総重量に基づき約４．０重量％である、請求項２９に記載の紙用塗料組成物。
【請求項３５】
前記非イオン界面活性剤の上限は、ＦＰＳ組成物の総重量に基づき約３．４重量％である、請求項２９に記載の紙用塗料組成物。
【請求項３６】
前記非イオン界面活性剤は、ソルビタンエステル、エトキシル化ソルビタンエステル、エトキシル化脂肪アルコール、エトキシル化脂肪酸、および、それらの混合物からなる群より選択される、請求項２９に記載の紙用塗料組成物。
【請求項３７】
前記非イオン界面活性剤は、ポリエトキシエチレンソルビタンエステルからなる群より選択される、請求項２９に記載の紙用塗料組成物。
【請求項３８】
前記非イオン界面活性剤は、ソルビタンエステル、エトキシル化ソルビタンエステル、および、それらの混合物からなる群より選択される、請求項２９に記載の紙用塗料組成物。
【請求項３９】
前記非イオン界面活性剤は、トリオレイン酸ソルビタンと、エトキシル化トリオレイン酸ソルビタンとのブレンドである、請求項３８に記載の紙用塗料組成物。
【請求項４０】
前記親水性ポリマーの下限量は、ＦＰＳ組成物の総重量に基づき約４０重量％である、請求項１に記載の紙用塗料組成物。
【請求項４２】
前記親水性ポリマーの下限量は、ＦＰＳ組成物の総重量に基づき約４５重量％である、請求項１に記載の紙用塗料組成物。
【請求項４３】
前記親水性ポリマーの上限量は、ＦＰＳ組成物の総重量に基づき約８０重量％である、請求項１に記載の紙用塗料組成物。
【請求項４４】
前記親水性ポリマーの上限量は、ＦＰＳ組成物の総重量に基づき約５５重量％である、請求項１に記載の紙用塗料組成物。
【請求項４５】
前記親水性ポリマーの上限量は、ＦＰＳ組成物の総重量に基づき約５０重量％である、請求項１に記載の紙用塗料組成物。
【請求項４６】
前記親水性ポリマーは、合成ポリマーである、請求項１に記載の紙用塗料組成物。
【請求項４７】
前記親水性ポリマーは、多糖類と合成ポリマーとのの組み合わせである、請求項１に記載の紙用塗料組成物。
【請求項４８】
前記多糖類は、セルロースエーテル、バイオポリマー、スターチおよびスターチ誘導体、グアールガムおよびグアール誘導体、ならびに、それらの混合物からなる群より選択される、請求項４７に記載の紙用塗料組成物。
【請求項４９】
前記セルロースエーテルは、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）、カルボキシメチルヒドロキシエチルセルロース（ＣＭＨＥＣ）、ポリアニオン系セルロース（ＰＡＣ）、および、それらの混合物からなる群より選択される、請求項４８に記載の紙用塗料組成物。
【請求項５０】
前記グアールガム誘導体は、カルボキシメチルグアール（ＣＭＧ）、ヒドロキシプロピルグアール（ＨＰＧ）、カルボキシメチルヒドロキシエチルグアール（ＣＭＨＥＧ），カチオン系グアール（Ｃａｔ．グアール）、および、それらの混合物からなる群より選択される、請求項４８に記載の紙用塗料組成物。
【請求項５１】
前記スターチ誘導体は、カルボキシメチルスターチ、ヒドロキシエチルスターチ、ヒドロキシプロピルスターチ、および、それらの混合物からなる群より選択される、請求項４８に記載の紙用塗料組成物。
【請求項５２】
前記バイオポリマーは、キサンタンガム、スクレログルコン、ウエラン、ジェラン、および、それらの混合物からなる群より選択される、請求項４８に記載の紙用塗料組成物。
【請求項５３】
前記合成ポリマーは、ポリアクリルアミド、および、ポリアクリレートからなる群より選択される、請求項４７に記載の紙用塗料組成物。
【発明の詳細な説明】
【発明の分野】
【０００１】
本発明は、紙用塗料においてレオロジー調節剤として使用するための非水性流動化ポリマーサスペンションに関する。より特定には、本発明は、紙用塗料用途で用いるための、軽質流動パラフィン中での、環境に害のないカルボキシメチルセルロースの流動化ポリマーサスペンションの使用を目的とする。
【背景技術】
【０００２】
カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）の紙用塗料におけるその工業的な使用が周知である。ＣＭＣは乾燥形態で紙用塗料配合物のための直接的な添加剤として用いられているが、これまで、この使用は主に、低い分子量、すなわち低粘度のＣＭＣタイプに限定されてきた。この限定は、より高い分子量のＣＭＣ乾燥粉末は塊を形成しやすいことによるものであり、このような塊は、紙用塗料に添加して溶解させる際に問題となり、実際に、さらに低い分子量のＣＭＣ粉末でも特別に用心しないで紙用塗料に添加すると塊を形成し得る。また、乾燥粉末化したＣＭＣの操作に伴うその他の難点は粉立ちであり、これは、床が滑りやすくなったり、ポリマー粒子を吸い込むことによる呼吸器系の問題のような健康上有害なものを引き起こす可能性がある。
【０００３】
それゆえに、このような乾燥粉末化したＣＭＣが有する問題を克服するために、紙用塗料産業は、脂肪酸有機液体キャリアーに分散させたＣＭＣ液体サスペンションの使用を所々に取り入れてきた。コーティング産業におけるその他の一般的な標準的な実践は、低分子量のＣＭＣを用いることであり、それを紙用塗料に含ませる前に、まず水に溶解させて基溶液を形成する。
【０００４】
また、希釈水溶液を製造するためのＣＭＣ粉末の使用も問題がある。このようなＣＭＣ溶液使用の問題の一つは、まずポリマーを適切に水に溶解させなければならないことである。この手順は、労働集約的で時間がかかり、極めて粘性のＣＭＣ水溶液は製造、貯蔵および取り扱いが困難であるという限定を受ける。ＣＭＣ水溶液に伴うその他の問題は、極度の粘度が発生するために、どれだけＣＭＣがこの溶液に溶解可能かについて限定があることである。加えて、これら水溶液に伴うその他の問題は、ＣＭＣは溶液水に添加した場合に塊になる傾向を有するため、大量の溶解していないゲルの塊が形成される可能性があることである。このようなゲルの塊は、長期間撹拌すること、または、紙用塗料に添加する前に物理的にそれらを除去することのいずれかによって除去しなければならない。水中で濃いＣＭＣ溶液を製造するためには、これら溶液は高い粘性の性質があるために、場合によっては特別な混合器具を用いなければならない。
【０００５】
ＣＭＣの乾燥粉末および水溶液が有する問題のために、流体ポリマーサスペンションを開発し、現在、これらポリマーを紙用塗料組成物に加えるために商業的に用いられている。基材としての脂肪酸液体キャリアーのこれらサスペンションへの使用は、従来技術の紙用塗料を増粘させる用途に関する乾燥ＣＭＣの操作性と性能に関する重要な改善であった。しかしながら、これまで、ＣＭＣサスペンション媒体としての脂肪酸の使用は同様に問題であった。脂肪酸系のＣＭＣ流体ポリマーサスペンションの製造、輸送、および、適用は、困難であることがわかっている。これら生成物で、不安定性、高い粘度、低い流動性、および／または、残留物の形成が観察されている。その上、いくつかのこれら脂肪酸系のＣＭＣ流動化ポリマーサスペンション、または、その他のＣＭＣサスペンションは、環境上好ましい成分の含量が少ない。
【０００６】
製紙プラントからの汚染は、ペーパーミルの近くの水に本体が接する魚や植物の生命を危険にさらし、これらの系の生態バランスを脅かす可能性があることが報告されている。過去数年におけるこの理由によって、製紙工業における法律上の是認と環境上の制限により、製紙およびコーティングのシステムにおける化学物質の使用の変更が必要とされてきた。この範疇において、水性の流体系は、流体系に含まれる全ての化学物質が低い毒性および高い生分解性を示すと考えられるために最も好ましい。これら流体系で用いられる化学物質は、別の成分とみなされ、このような成分は、非汚染的な紙用塗料流体に関する環境上の規制に合致すべきである。
【０００７】
ＣＭＣの流体サスペンションのためのキャリアーとしての脂肪酸の使用に加えて、従来技術に引用されているその他の液体キャリアーとしては、鉱油、ケロシン、ディーゼル燃料、および、グリコールが挙げられる。これら市販の炭化水素系の溶媒は、ほとんどの紙工業で環境上許容できないものもある。
【０００８】
米国特許第５，００１，２３１号（Ｊ．Ｚａｐｉｃｏ）では、（１）  ディーゼル油、鉱油またはパラフィン油、（２）界面活性剤、（３）水、（４）親有機クレイ、および、（５）多糖類（ＣＭＣが開示されている）を含む、工業的な使用のための転化エマルジョン多糖類スラリーを開示している。
【０００９】
米国特許第５，１５１，１３１号（Ｊ．Ｂｕｒｋｈａｌｔｅｒ等）は、（１）液体炭化水素（例えば、ケロシン、ディーゼル油、軽質流動パラフィン、および、脂肪族炭化水素油）、（２）界面活性剤、（３）親有機クレイ、および、（４）親水性ポリマー（例えばＣＭＣ）を含む、水性油井用セメント組成物のための液状流体損失予防添加剤として使用するための無水流動化ポリマーサスペンションを開示している。
【００１０】
米国特許第５，０９６，４９０号（Ｃ．Ｌ．Ｂｕｒｄｉｃｋ）は、（１）下記の（２）に分散および懸濁させた少なくとも１つの水溶性ポリマー（例えばＣＭＣ）、（２）脂肪酸、および、（３）有機クレイ安定剤、および、（４）水中油型乳化剤を含む、紙用塗料で使用するための流体ポリマーサスペンションを開示している。
【００１１】
米国特許出願第０９／７１７８８４号は、ａ）親水性ポリマー、ｂ）親有機クレイ、ｃ）安定剤、および、ｄ）無色の（white）薬用油を含む、油井またはガス井で使用する流体で使用するための油系の流体ポリマーサスペンションを開示しており、この流体ポリマーサスペンションは、ｉ）低粘度を有し、ｉｉ）芳香族化合物を含まず、ｉｉｉ）高い引火点を有し、ｉｖ）低い流動点を有し、ｖ）食品との接触が認可されており、ｖｉ）非毒性であり、および、ｖｉｉ）生分解性であるため、このＦＰＳ組成物は、海底採掘油分野で使用する流体で使用しても環境上害がない。
【００１２】
米国特許第５，４９４，５０９号、第５，７２５，６４８号、および、第６，０３０，４４３号は、多糖類を用いた紙用塗料組成物を開示している。
発明の要約
本発明は、着色剤、結合剤、水、その他の標準的な紙用塗料補助剤、および、紙用塗料においてレオロジー調節剤として使用するための軽質流動パラフィン系の流動化ポリマーサスペンション組成物を含む紙用塗料組成物、ならびに、親水性ポリマー、親有機クレイ、安定剤、および、特定のタイプの軽質流動パラフィンを含む前記紙用塗料組成物を目的とする。本発明の軽質流動パラフィン成分は、比較的低い粘度を示し、低い芳香族化合物の含量を有し、比較的高い引火点を示し、低い流動点を示し、食品との接触が認可されており、非毒性であり、および、生分解性でなければならず、それにより、紙用塗料中で使用するための環境に害のない完全なＦＰＳ組成物を提供することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
発明の詳細
驚くべきことに、本発明によれば、軽質流動パラフィンをキャリアーとして用いることによって、高い固体含量で環境に優しい、キサンタンガム、セルロースエーテル、グアールガムおよびそれらの誘導体の無水流動化ポリマーサスペンションが製造できることを見出した。意外なことに、ＣＭＣサスペンションでの脂肪酸の使用とは対照的に、このシステムの使用によって、操作性と、使用の簡便さが改善されることがわかった。その上、意外なことに、軽質流動パラフィン系のＣＭＣサスペンションは、従来技術の脂肪酸ＣＭＣサスペンションに比べて顕著に改善された貯蔵安定性を示すことがわかった。用いられたポリマーのタイプに応じて、４０％〜５５％の活性成分の含量を含む安定した流動性を有する流動化ポリマーサスペンションを製造することができる。ポリアクリルアミドやポリアクリレートのような合成物はまた、このシステムに懸濁させることもできる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
典型的には、本発明の流動化ポリマーサスペンションは、以下を含む：
【００１５】
【表１】
2005538265.tif 000002
【００１６】
液体キャリアー
規制（米国）の観点から、本発明で用いられる軽質流動パラフィンは、人との接触での使用が承認されており、医薬、クリーム状の義歯安定剤および化粧品配合物に広く用いられている。これらは、国際基準化粧品原材料（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｎｏｍｅｎｃｌａｔｕｒｅ  ｆｏｒ  Ｃｏｓｍｅｔｉｃｓ  Ｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔｓ；Ｉ．Ｎ．Ｃ．Ｉ．）に「鉱物油（ｐａｒａｆｆｉｎｕｍ  ｌｉｑｕｉｄｕｍ）」という呼称で列挙されている。これらは、多くのあらゆる薬局方およびＦＤＡ規制に従っている。
【００１７】
本発明に従って、油が以下の基準に合致していれば、薬用油，食品グレードの油（ＦＤＡ）、または、工業的な無色油のようなあらゆる軽質流動パラフィンを用いることができる：
・粘度は４０℃で２〜１７ｃＳｔ（ｍｍ２／秒）の範囲であり、
・芳香族化合物の含量は１００ｐｐｍ未満であり、
・引火点は１００℃超であり、
・流動点は０℃未満であり、
・食品との接触を認可する規制に従っており、
・低い水生生物毒性であり、および、
・高い生分解性。
【００１８】
本発明によれば、ＦＰＳ組成物の好ましい液体キャリアーは、軽質無色薬用油からなる群より選択される。ＦＰＳ組成物の液体キャリアーの下限量は、組成物の総重量に基づき約４０重量パーセントである。液体キャリアーの上限量は、８０重量パーセント、好ましくは６０重量パーセント、および、より好ましくは５０重量パーセントである。
【００１９】
好ましい市販の軽質流動パラフィンとしては、カーネーション（Ｃａｒｎａｔｉｏｎ）（Ｒ）オイル（ウイトコ製）、ペネテック（Ｐｅｎｅｔｅｃｋ）（Ｒ）、および、ドラケオール（Ｄｒａｋｅｏｌ）（Ｒ）オイル（ペンレコ（Ｐｅｎｒｅｃｏ）製）、マルコール（Ｍａｒｃｏｌ）（Ｒ）５２オイル、（エクソン（Ｅｘｘｏｎ）（製）、オンディーナ（Ｏｎｄｉｎａ）（Ｒ）３オイル（シェル（Ｓｈｅｌｌ）製）、および、エコレーン（Ｒ）１３０オイル（ＴＯＴＡＬＦＩＮＡＥＬＦ製）が挙げられる。
【００２０】
これら必要条件に関して、無色の薬用油「エコレーン（Ｒ）１３０」が好ましい。これは、芳香族化合物を含まず（いずれの含量が１００ｐｐｍ未満であることが極微量とみなされる）、生分解性かつ非毒性であると報告されている。エコレーン（Ｒ）１３０に関する詳細な情報は以下の通り：
・引火点：１３５℃
・芳香族化合物の含量：通常３０ｐｐｍ
・ベンゼン含量：０ｐｐｍ
・４０℃での粘度：４．１ｍｍ２／秒
・流動点：−２０℃
・ドイツ食品局（Ｇｅｒｍａｎ  Ｆｏｏｄｓｔｕｆｆ）
◆ＢＧＶ：合格
◆液体パラフィン試験：合格
・ドイツ薬局方
◆ＤＡＢ９６：合格
・米国食品医薬品局
◆２１  ＣＦＲ  ｃｈｌ§１７８．３６２０：合格（食品との接触に関して承認された）
◆２１  ＣＦＲ  ｃｈｌ§１７６．１７０および１７６．１８０：合格。
【００２１】
【表２】
2005538265.tif 000003
【００２２】
懸濁化剤
親有機クレイは、本発明の液体流動化ポリマーサスペンションのための安定剤として用いられる。親有機クレイは、低い溶媒または溶媒ブレンドから、高い極性の溶媒または溶媒ブレンドの範囲のものを含む、有機系で使用するために設計された修飾モンモリロナイトである。これは、再現可能な粘度およびチキソトロピーの発生、高い度合いの垂れの制御を提供し、沈殿物からの固体粒子を防ぐ。
【００２３】
本発明によれば、ＦＰＳ組成物の親有機性クレイ懸濁化剤の下限量は、流動化ポリマーサスペンション重量に基づき、約０．５重量パーセント、好ましくは約１．０重量パーセント、および、より好ましくは２．０重量パーセントである。上記懸濁化剤の上限量は、５．０重量パーセント、好ましくは４．０重量パーセント、および、より好ましくは３．４重量パーセントである。
【００２４】
親有機クレイの例は、以下が挙げられる：チキソゲル（Ｔｉｘｏｇｅｌ）（Ｒ）製品、ユナイテッド・カタリスト社（Ｕｎｉｔｅｄ  ｃａｔａｌｙｓｔ  Ｉｎｃ．，ルイビル，ケンタッキー州）より入手可能、ベントン（Ｂｅｎｔｏｎｅ）（Ｒ）製品、レオキシ・カンパニー（Ｒｈｅｏｘ  ｃｏｍｐａｎｙ，ハイテスタウン（Ｈｉｇｈｔｅｓｔｏｗｎ），ニュージャージー州）より入手可能、および、クレイトーン（Ｃｌａｙｔｏｎｅ）（Ｒ）製品、サザン・クレイ・プロダクツ（Ｓｏｕｔｈｅｒｎ  Ｃｌａｙ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，ゴンザレス，テキサス州）より入手可能。好ましい親有機クレイは、自己活性化型であり、極性活性化剤が必要ない。本発明によれば、最も好ましい親有機クレイは、チキソゲル（Ｒ）ＭＰ１００製品である。
【００２５】
安定剤
本発明の流動化ポリマーサスペンションにおいて、界面活性剤は、安定化剤／乳化剤として用いられる。本発明のＦＰＳ組成物での使用に適した非イオン界面活性剤の親水性−親油性バランス（ＨＬＢ）は、約１〜約１４、好ましくは約１．４〜約１１である。用語「ＨＬＢ」は従来技術において周知であり、「親水性−親油性バランス」と定義される。このバランスは、親水性（を好む）基、および、親油性（油を好む）基の大きさと規模を示す。低いＨＬＢ値の界面活性剤は親油性であり、一方で、高いＨＬＢ値の界面活性剤は親水性である。ＨＬＢシステムは、乳化され得る成分に数を指定することができる。そこで、選択される界面活性剤は、ほぼこれと同じ数を有するはずである。
【００２６】
本発明によれば、ＦＰＳ組成物の安定剤の下限量は、流動化ポリマーサスペンションの重量に基づき、約０．５重量パーセント、好ましくは約２．０重量パーセント、および、より好ましくは３．０重量パーセントである。上記懸濁化剤の上限量は、５．０重量パーセント、好ましくは４．０重量パーセント、および、より好ましくは３．４重量パーセントである。
【００２７】
本発明で用いられる界面活性安定剤の例は、非イオン性であり、例えばソルビタンエステル、エトキシル化ソルビタンエステル（例えば、ポリエトキシエチレンソルビタンエステル）、エトキシル化脂肪アルコール、および、エトキシル化脂肪酸が挙げられる。好ましい界面活性剤は、ソルビタンエステル、または、エトキシル化ソルビタンエステル、もしくはそれらの混合物である。最も好ましい界面活性剤は、トリオレイン酸ソルビタン／エトキシル化トリオレイン酸ソルビタンのブレンドであり、例えば、以下が挙げられる：モンテイン（Ｍｏｎｔａｎｅ）（Ｒ）８５／モンタノックス（モンタノックス）（Ｒ）８５製品、ＳＥＰＰＩＣ（パリ，フランス）より入手可能、および、ソルバン（Ｓｏｒｂａｎ）（Ｒ）ＡＯ／ソルバノックス（Ｒ）ＡＯ製品、ウイトコ（Ｗｉｔｃｏ）（サンピエール・レ・エルブフ（Ｓａｉｎｔ  Ｐｉｅｒｒｅ−ｌｅｓ−Ｅｌｂｏｅｕｆ），フランス）より入手可能、および、トゥイーン（Ｔｗｅｅｎ）８５／スパン（Ｓｐａｎ）８５、ユニケマ（Ｕｎｉｑｕｅｍａ，ウィルミントン，デラウェア州）より入手可能。
【００２８】
本発明によれば、流動化ポリマーサスペンションは、ノニルフェノールエトキシレート（ＮＰＥＳ）界面活性剤は全く含まず、なぜなら、これらは、いくつかの政府の規制下で環境上あまり許容されないと考えられるためである。
【００２９】
親水性の水溶性／水膨潤性ポリマー
本発明に従って、紙用塗料で用いられるほとんどの多糖類を本発明で懸濁させることができる。これらとしては、例えば水溶性セルロース誘導体、スターチ／スターチ誘導体、および、グアールガムおよびその誘導体のような多糖類が挙げられる。セルロース誘導体としては、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）、メチルヒドロキシプロピルセルロース（ＭＨＰＣ）、カルボキシメチルヒドロキシエチルセルロース（ＣＭＨＥＣ）が挙げられる。グアールガム、および、グアールガム誘導体としては、直鎖状のグアール（グアール）、カルボキシメチルグアール（ＣＭＧ）、ヒドロキシプロピルグアール（ＨＰＧ）、カルボキシメチルヒドロキシエチルグアール（ＣＭＨＥＧ）、および、カチオン系グアール（Ｃａｔ．グアール）が挙げられる。スターチ誘導体としては、カルボキシメチルスターチ、ヒドロキシエチルスターチ、ヒドロキシプロピルスターチ、カルボキシメチルヒドロキシプロピルスターチ、酸化デンプン、および、α化デンプンが挙げられる。
【００３０】
本発明によれば、ＦＰＳ組成物の親水性ポリマーの固体含量は、従来技術の流体ポリマーシステムの固体含量より実質的に高くすることができ、なぜなら、無色の薬用油キャリアー独自の特性のためである。このようなポリマーは、本組成物に含ませることができ、その下限量は、典型的には、組成物の総重量に基づき約２０〜６０重量パーセント、好ましくは約４０重量パーセント、および、より好ましくは４５重量パーセントである。溶媒キャリアーの上限量は、８０重量パーセント、好ましくは６０重量パーセント、および、より好ましくは５０重量パーセントである。
【００３１】
エコレーン（Ｅｃｏｌａｎｅ）（Ｒ）１３０製品、ＴＯＴＡＬＦＩＮＡＥＬＦに関するＥＰＡ法１６６４に関する上記必要条件に応じて、この製品の製造元は、エコレーン（Ｒ）１３０製品は、完全に環境に害のない抽出剤である「Ｎ−ヘキサン」で抽出されていることを確認した。ＴＯＴＡＬＦＩＮＡＥＬＦはさらに、エコレーン（Ｒ）１３０製品は、アルカンのブレンドであり、このようなものはは、シリカゲルでは吸収されないことが保証されている。結果として、ＳＧＴ−ＨＥＭ（シリカゲルで処理したヘキサン抽出可能な材料）の検出限界は、５ｍｇ／ｌ未満であり、これはＥＰＡの規定値にほとんど合致している。
【００３２】
この情報に基づき、本発明に係る流動化ポリマーサスペンションは、紙用塗料に使用可能な環境に優しいサスペンションとみなすことができる。
以下の実施例は、本発明の実施の特定の説明を提供するためのものであって、決して本発明の範囲を限定するものではない。
【実施例】
【００３３】
実施例１
まず、４８重量部のエコレーン１３０透明薬用油と、３．４重量部のチキソゲルＭＰ１００有機クレイ（Ｓｕｄ−Ｃｈｅｍｉｅ）とを合わせ、＞４５℃に加熱してクレイを活性化することによって、本発明の無色の薬用油中の液体ＣＭＣサスペンションを製造した。次に、この混合物に、０．４重量部のモンテイン８５製品（セピック（Seppic））、３．０重量部のモンタノックス８５製品（セピック）を添加することによって、上記クレイを安定化した。最後に、この混合物に、４５重量部のＣＭＣを、高速ワーリングブレンダーで混合しながら添加し、サスペンションを形成した。
【００３４】
比較のために、同じロットのＣＭＣ−９Ｍ３１Ｘを用いて、４５重量％のＣＭＣを、４２重量部のパマック（Ｐａｍａｋ）４脂肪酸（ハーキュレス社（Ｈｅｒｃｕｌｅｓ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ））、１０部のトゥイーン８０界面活性剤（ユニケマ）、および、３重量部のクレイトーンＡＦ有機クレイ（サザン・クレイ・プロダクツ）懸濁することによって、米国特許第５，０９６，４９０号の従来技術の液体ＣＭＣサスペンションを製造した。
【００３５】
これらＣＭＣサスペンションのぞれぞれを用いて、別個の紙用塗料配合物を、周囲温度でブルックフィールド粘度が約２１００ｃｐｓになるまで増粘させた。これらコーティング配合物を表１に示す。次に、２種の比較コーティングサンプルの、保水性、および、ハーキュレス高剪断粘度などのなどの標準的な物理的な測定を行った。
【００３６】
これら試験により、本発明の薬用油サスペンションの保水性値が、従来技術の脂肪酸ＦＰＳより優れていることが示された。本発明の薬用油を含む紙用塗料のハーキュレス高剪断粘度は、従来技術のＣＭＣのＦＰＳより顕著に低かった。これら結果を表２に示す。
【００３７】
これらの発見は、本発明の紙用塗料性能は、米国特許第５，０９６，４９０号に比べて改善されていることを示す。
【００３８】
【表３】
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【００３９】
【表４】
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【００４０】
実施例２
ＡＦＮＯＲ＃６排水カップを用いて、２種の上記実施例１に記載のＦＰＳサンプルを流動特性に関して比較した。この試験において、所定のＣＭＣ  ＦＰＳは、所定量の材料が指定されたカップ型から流動するように速度調製される。ＣＭＣ脂肪酸サスペンションにおいて、ＡＦＮＯＲ＃６のカップ流動時間は、通常の値として９０〜２２５秒間を示すと測定された。比較によれば、薬用油中のＣＭＣは、１８〜３０秒間の流動時間を示した。
【００４１】
これら試験から、薬用油中のＣＭＣ  ＦＰＳは、従来技術のＣＭＣ脂肪酸ＦＰＳより短い流動時間を示すことがわかった。流動性は液体製品の重要な特性であることが知られているため、この実施例において本発明は、従来技術より流動性が改善されたことを実証している。
【００４２】
実施例３
ハーキュレス社から購入した市販製品アドミラル（Ａｄｍｉｒａｌ）６２６５ＰＲ（キャリアーは脂肪酸系である）のサンプルを９０℃のオーブン中で２４時間貯蔵した。テストケースとして、同量の本発明の実施例１のサンプルを、上記と同じ期間、同じ温度で、同じオーブン中で貯蔵した。次に、２種のサンプルを、希釈用の水に、９８重量部の水に２重量部のＦＰＳの希釈率で添加し、次に、これらの溶液を、１００Ｕ．Ｓ．メッシュスクリーンでスクリーニングすることによって不溶性材料の存在について調べた。
【００４３】
市販製品アドミラル６２６５ＰＲは、大量の不溶性ゲル状粒子が１００メッシュスクリーン上に残ったことを示したが、本発明は、完全にこのスクリーンを通過する滑らかな溶液であったことが観察された。この実施例は、市販のＣＭＣ  ＦＰＳに比べて、本発明は、熱安定性を有することを実証している。
【００４４】
実施例４
包括的な紙用塗料マスターバッチを以下のように製造した（表Ａ）。第一工程において、着色剤を水性スラリーに加えた。次に、このスラリーに、分散助剤としての着色剤に基づき、０．１活性部の分散剤（アクリル酸ナトリウム）を添加した。混合して１５分間後、このスラリーに、１部の潤滑剤（ステアリン酸カルシウム）、および、１１部のスチレンブタジエンラテックスを添加した。次に、ｐＨをアンモニアで９．０に調節した。
【００４５】
このマスターバッチを５００グラムのアリコートにデカントした。各アリコートに、流動化ポリマーサスペンションを添加した；カルボキシメチルセルロース、および、ヒドロキシエチルセルロースの４５％サスペンションを形成した。これらコーティングを一定のブルックフィールド粘度に増粘した。これらサンプルに対して、保水性（ＧＷＲ）、および、高剪断レオロジー（ＨＨＳＶ）などの湿潤コーティング試験を行った（表Ｂ）。次に、これらコーティングを、実験用のダウ（Ｄｏｗ）（Ｒ）コーター（シリアル＃０７９，タイプ８９Ｂ−ＳＳ）を用いて、６２ポンドの基シートに、３０００平方フィーとのペーパーあたり約１０ポンドで塗布した。コーティングされたペーパーシートを、ディアノ（Ｄｉａｎｏ）（Ｒ）Ｓ−４輝度テスターと色度計を用いて輝度を、７５°ラボ・グロスヘッドを備えたマコベス（Ｍａｃｏｂｅｔｈ）（Ｒ）ラボ・グロスメーターを用いて光沢を、および、ｔｍｉ（Ｒ）モニター／プリントサーフテスターを用いて多孔率を試験した（表Ｃ）。
【００４６】
【表５】
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【００４７】
【表６】
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【００４８】
【表７】
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【国際調査報告】
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