JP2002069889A

JP2002069889A - 紙製品用塗布剤

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Publication number: JP2002069889A
Application number: JP2001198464A
Authority: JP
Inventors: Robert L Billmers; エル．ビルマーズロバート; Victor L Mackewitz; エル．マケウィクズビクター; Douglas Hanchett; ハンチェットダグラス
Original assignee: National Starch and Chemical Investment Holding Corp
Current assignee: National Starch and Chemical Investment Holding Corp
Priority date: 2000-07-07
Filing date: 2001-06-29
Publication date: 2002-03-08
Anticipated expiration: 2021-06-29
Also published as: AU780833B2; KR20020005431A; ATE375414T1; DE60130839T2; MXPA01006633A; CA2351506A1; KR100853551B1; DE60130839D1; EP1170418A1; CA2351506C; CN1333404A; ES2291249T3; JP5015388B2; CN1214155C; EP1170418B1; AU5416201A; US6372361B1

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】食品グレードの成分をもとに配合され、環境に
優しくしかも消費者にも安全な耐油および耐グリース性
の紙塗布用組成物を提供する。【解決手段】疎水性に化工されたデンプンを含む塗膜を
有する、耐油および耐グリース性の紙製品であって、ベ
ースデンプンの流動性が７７．５ｇ／ｃｍ^２（５００ｇ
／ｉｎ^２）を超えるゲル強度を有し、前記化工されたデ
ンプンは、好ましくは、式を有し、式中、Ｓｔは約４０％未満、好ましくは約３０
％未満のアミロース含量を有するデンプンであり、Ｒは
ジメチレンまたはトリメチレンであり、Ｒ′は６〜１８
個の炭素原子の炭化水素基であり、ＹはＨ、アルカリ金
属、アルカリ土類金属、またはアンモニウムであり、デ
ンプンの乾燥質量を基準にして約１〜５質量％の基が前記デンプンに結合しており、前記組成物が約２〜３
質量％の結合したＲ′基を含有している、紙製品。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紙製品に耐油およ
び耐グリース性のバリヤーを付与する紙の表面処理法お
よびそのような紙製品の処理用組成物に関する。特に本
発明は、塗布剤、より具体的には耐油および耐グリース
性の塗布剤で処理した紙製品に関する。

【０００２】

【従来の技術】紙の塗布および表面のサイジングは、紙
にバリヤー特性およびその他の所望する有益な属性を与
えるために製紙業界において伝統的に用いられている。
塗布用組成物により紙に与えられる特性には、空気に対
する気孔率の低減、耐水性、耐油および耐グリース性、
高い表面強度、ならびに紙への印刷の品質および容易性
に影響を与える性質がある。

【０００３】当業界ではさまざまな材料および組成物
が、紙の表面を塗布するために用いられてきた。デンプ
ンおよびポリビニルアルコールが、いろいろな塗布用組
成物の成分として用いられてきた。米国特許第４，２７
８，５８３号、米国特許第４，８３７，０８７号、およ
び米国特許第５，２９２，７８１号には、紙塗布用組成
物のバインダーとしてのデンプンとポリビニルアルコー
ルの使用について記述されている。ポリビニルアルコー
ルの使用については特許文献に資料として残っている
が、その使用には機械の作業性、粘着性、および好まし
くないレオロジー性を含む多くの欠点がある。これにつ
いてはまた米国特許第５，８４９，１２８号を参照され
たい。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】紙に耐油および耐グリ
ース性を付与するために業務用に広く用いられている塗
布用組成物はフッ素系化学薬品を含有する。このような
塗布用組成物はかなり効果的だが、これらは環境に優し
くなく、さまざまな健康および安全上の問題を起こす。

【０００５】したがって当業界には、耐油および耐グリ
ース性の紙、特に環境および消費者にとって安全な食品
包装に用いられる紙製品の生産に使用するための塗布用
組成物に対するニーズがある。本発明は、食品グレード
の成分をもとに配合され、環境に優しくしかも消費者に
も安全な耐油および耐グリース性の紙塗布用組成物を提
供することによりこのニーズを満たす。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、すぐれたバリ
ヤー特性を提供する紙塗布用組成物に関する。本発明の
紙塗布用組成物は、デンプンベース原料が約４０質量％
未満のアミロース含量の天然のデンプンであり、そのデ
ンプンが６〜１８個の炭素原子の炭化水素基で化工され
ている（ｍｏｄｉｆｉｅｄ）疎水性に化工した非−高ア
ミロースデンプンを含む。

【０００７】本発明の一態様は、ベースデンプンの流動
性が約７７．５ｇ／ｃｍ²（５００ｇ／ｉｎ²）を超える
ゲル強度を有する、アミロース含量が約４０質量％未満
の疎水性に化工したデンプンを含む塗膜を有する耐油お
よび耐グリース性の紙製品に関する。

【０００８】本発明の紙製品は、好ましくは式

【化４】（式中、Ｓｔは約４０％未満のアミロース含量を有する
デンプン、Ｒはジメチレンまたはトリメチレン、Ｒ’は
６〜１８個の炭素原子の炭化水素基、ＹはＨ、アルカリ
金属、アルカリ土類金属、またはアンモニウムである）
を有する化工したデンプンを含有する塗布剤を含む。好
ましい態様において紙製品は食品容器である。

【０００９】本発明のさらに別の態様は、ａ）化工前のデンプンの流動性が約７７．５ｇ／ｃｍ²
（５００ｇ／ｉｎ²）を超えるゲル強度を有する、アミ
ロース含量が約４０質量％未満の疎水性に化工したデン
プンを含む塗布用組成物を提供すること、ｂ）紙支持体にその塗布用組成物を塗布すること、およ
びｃ）塗布された支持体を乾燥して水分を除去し、塗布さ
れた紙製品を提供すること、を含む、すぐれたバリヤー
特性を有する塗布された紙製品を製造する方法に関す
る。

【００１０】本発明の実施において用いられる好ましい
塗布剤は、全固形分が約２〜約２５質量％の水溶液であ
る。本明細書で引用した全ての参照文献は、そのまま参
照により組み込まれる。

【００１１】用語「塗布」は、紙に塗布された任意の表
面処理を意味する。「バリヤー」特性は、空気、油、グ
リースなどさまざまな材料に対する紙の耐性の向上と、
また高い表面強度とを意味する。本発明の組成物は、紙
製品に塗布した場合に油およびグリース様の材料に対す
る特にすぐれたバリヤーをもたらす、疎水性に化工した
高いゲル強度のデンプンを含む紙の表面処理を提供す
る。

【００１２】本明細書において紙製品は、その少なくと
も一部が本発明に従って塗布された紙を含んでいる、製
造された任意の品物として定義される。紙製品は全体が
紙でできていても、または一部が紙でできていてもよ
い。本発明は、単層または多層のいずれか、例えば紙の
積層品、プラスチック／紙の積層品から作られた紙製品
を包含する。塗布剤は片面または両面に塗布されてもよ
く、積層される面に塗布されてもよい。塗布剤は食品グ
レードの成分でできているので、食品を受け入れるよう
に設計された紙製品は、所望により食品と直接触れるこ
とになる面に塗布することもできる。

【００１３】本発明の組成物で処理される紙製品、また
は本発明に従って処理された紙で作られる紙製品には、
洗濯石鹸の箱、織物の乾燥剤用シート容器、工業用の覆
い、および食品容器があるがこれには限定されない。本
発明の組成物は食品等級の成分をもとに配合されるの
で、好ましい態様は食品容器であることになる。本明細
書において食品容器は、任意の包み紙、袋、箱、カッ
プ、またはそれが熱くても冷たくても、湿っていても乾
いていても食品を覆い、保持し、もしくは収容すること
ができるその他の紙製品を含むものとして定義される。
実施例にはハンバーガーの包み紙、キャンディの包み
紙、ピザおよびシリアルの箱、ならびにポテトチップ、
ピーナッツおよびペットフード用の袋があるがこれには
限定されない。

【００１４】本発明の塗布用組成物は、疎水性に化工し
た非−高アミロースデンプンを含む。デンプンは少なく
とも６個の炭素原子、好ましくは６〜１８個の炭素原
子、より好ましくは８〜１２個の炭素原子の炭化水素基
で疎水性に化工される。この疎水性に化工されたデンプ
ンは、デンプンと有機酸無水物試薬を反応させることに
より製造することができ、式

【化５】（式中、Ｓｔは非−高アミロースデンプンをベースとす
る材料、Ｒはジメチレンまたはトリメチレン基、Ｒ’は
６〜１８個の炭素原子の炭化水素基、ＹはＨ、アルカリ
金属、アルカリ土類金属、またはアンモニウムである）
を有する。炭化水素または疎水性の置換基Ｒ’は、アル
キル、アルケニル、アリール、アラルキル、またはアラ
ルケニルでもよく、好ましくはアルキルまたはアルケニ
ル、より好ましくはアルケニルである。

【００１５】好ましい有機酸無水物には、オクテニルコ
ハク酸無水物、ドデセニルコハク酸無水物、およびヘキ
サデセニルコハク酸無水物がある。オクテニルコハク酸
無水物（ＯＳＡ）化工デンプン、例えばＯＳＡ化工タピ
オカは好ましい一態様であり、本明細書に例示されてい
るがこれには限定されない。

【００１６】デンプンと結合する誘導体基、すなわち

【化６】の量は、乾燥したデンプン質量に基づいて約１〜１０質
量％、好ましくは約２〜３質量％である。

【００１７】デンプンは２つのフラクションからなり、
一方の分子配列は大部分が線状であり、他方は高度に分
枝していることはよく知られている。デンプンの線状フ
ラクションはアミロース、分枝したフラクションはアミ
ロペクチンとして知られている。異なる供給源、例えば
ジャガイモ、トウモロコシ、タピオカ、サゴ、コメなど
由来のデンプンは、アミロースおよびアミロペクチン成
分の異なる相対比率により特徴づけられる。ある植物種
は古典的ハイブリッド育種により遺伝子工学的に作り変
えられまたは変性されてきており、一方のフラクション
の数量がもう一方に対して大きいことにより特徴づけら
れる。

【００１８】本発明において出発ベース原料として用い
られるデンプン材料は非−高アミロースデンプン、すな
わち約４０質量％未満のアミロースを含有するものであ
ることになる。「ベース」デンプンとは原料のまままた
は天然のデンプン、すなわち植物源から得られるデンプ
ンを意味する。このようなベースデンプンには加工して
いないデンプン、さらに遺伝的に改変したデンプンまた
はハイブリッドデンプンが含まれる。本発明の実施に用
いることができる好適なデンプンは約４０％未満のアミ
ロース含量を有する任意のデンプンであり、特に好まし
いデンプンはアミロース含量が約１５％〜約３０％であ
る。これに加えてベースデンプンは、少なくとも約７
７．５ｇ／ｃｍ²（５００ｇ／ｉｎ²）（ゲルを破壊する
のに必要な質量）のピークゲル強度（最大ゲル強度を示
す水流動度）を有するべきである。

【００１９】本発明の実施に用いることのできるデンプ
ンには、高ゲル強度デンプンを生成する、または生成さ
せることができる任意の植物種、例えばジャガイモ、タ
ピオカ、またはサゴ由来のものがある。高ゲル強度デン
プンはいったん化工されるとゲルを形成する能力は失わ
れることになるが、塗布剤はまだ紙の表面に留まり、フ
ィルム特性を改良することになる網目を形成することが
できる。

【００２０】本発明により用いられるデンプンは、当業
界で周知の任意の手段により分解することができる。特
に好適なデンプンは、酸化的加水分解、酸加水分解、酵
素転化、熱および／または酸デキストリン化、あるいは
その組み合わせにより調製された流動性または低粘性変
性デンプンを含む転化生成物であり、また同様にそのブ
レンド物から作られた生成物である。特に好適な転化生
成物は酸化または酸転化により調製されたものである。

【００２１】工業的な実施においては通常、デンプンは
酸または酵素による転化技術により転化される。顆粒状
デンプンを分解するための一つの工業化されている方法
は、アルカリ性のスラリー中で過酸化水素と過マンガン
酸カリウムなどのマンガン塩触媒を使用するプロセスを
含む。

【００２２】酸処理による転化デンプンの調製において
は顆粒状のデンプンベースを、硫酸または塩酸などの酸
の存在下、デンプンの糊化点未満の温度で必要な粘度ま
で加水分解する。デンプンを水でスラリー化し、ついで
酸を通常は濃縮された形で加える。一般に反応は８〜１
６時間にわたって起こる。その後、酸をアルカリで中和
（例えばｐＨ５．５に）し、デンプンを濾過により回収
する。

【００２３】別法では、転化デンプンを当業界で周知の
ように酵素処理により調製することもできる。例えば、
顆粒状のデンプンベースを水でスラリー化し、アルカリ
または酸でｐＨを約５．６〜５．７に調整する。ついで
少量のα−アミラーゼ酵素（例えばデンプンの約０．０
２％）をスラリーに加え、デンプンの糊化点を超える温
度まで加熱する。所望の転化に到達したら酸でｐＨを調
整（例えば約２．０に）して酵素を不活性にし、分散液
をこのｐＨに少なくとも１０分間保つ。その後、ｐＨを
再調整してもよい。通常は得られた転化デンプンをジェ
ット蒸煮してデンプンの完全可溶化および残留酵素の不
活性化を確かなものにする。酵素の種類と濃度、転化条
件、および転化時間の全てが得られる生成物の組成に寄
与する。あるいは、別の酵素または酵素の組み合わせを
用いることもできる。

【００２４】過酸化水素もまた、転化（低粘性化）剤と
して単独または金属触媒と共にデンプンに使用すること
ができる。米国特許第３，６５５，６４４号には、誘導
体化されたデンプンを過酸化水素および銅イオン触媒を
用いて希釈する方法が開示されている。米国特許第３，
９７５，２０６号には、酸性ｐＨで過酸化水素を鉄、コ
バルト、銅、またはクロームなどの重金属塩の触媒と組
み合わせて使用してデンプンを低粘性化する改良された
方法が開示されている。この特許にはさらに、さまざま
な条件下で過酸化水素を用いてデンプンを分解（低粘性
化）することを目的とする複数の参考文献が列挙されて
いる。米国特許第４，８３８，９４４号には、ｐＨ１
１．０〜１２．５の水性スラリー中で過酸化水素および
触媒量のマンガン塩、好ましくは過マンガン酸カリウム
を用いて顆粒状デンプンを分解する方法が開示されてい
る。米国特許第５，８３３，７５５号には、デンプンの
糊化温度未満の温度で過酸化水素を用いて顆粒状デンプ
ンを分解する方法が開示されており、それはｐＨ１１．
０〜１２．５の顆粒状デンプンの水性スラリーを準備す
るステップと、水性スラリーに有効触媒量の金属錯体触
媒を加えるステップと、水性スラリーに有効量の過酸化
水素を加えて顆粒状デンプンを分解するステップとを含
む。

【００２５】疎水性のデンプン誘導体の調製は、当業界
で周知の手順により行なうことができる。そのような方
法の一つが米国特許第２，６６１，３４９号に開示され
ており、コハク酸デンプンアルキルまたはアルケニルな
どの疎水性のデンプン誘導体が記述されている。米国特
許第２，６６１，３４９号特許には、酸無水物試薬とデ
ンプンとを水に懸濁しアルカリ性条件下で混合する、標
準的なエステル化反応を用いてそのような誘導体を調製
する水性の方法が記述されている。疎水性のデンプン誘
導体を調製するための別の方法が米国特許第５，６７
２，６９９号に開示されている。この特許には、アルカ
リ性の反応条件に持って行く前にデンプンと酸無水物の
試薬を低ｐＨで予備分散または密着させる、反応効率を
改良した疎水性のデンプン誘導体の調製方法が記述され
ている。デンプン誘導体とその調製方法に関する別の開
示を、Ｒ．Ｌ．Ｗｈｉｓｔｌｅｒ等編の「Ｓｔａｒｃ
ｈ：ＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇ
ｙ」ｓｅｃｏｎｄｅｄｉｔｉｏｎ，１９８８，ｐｐ．
３４１〜３４３、およびＯ．Ｗｕｒｚｂｕｒｇ編の「Ｍ
ｏｄｉｆｉｅｄＳｔａｒｃｈｅｓ：Ｐｒｏｐｅｒｔｉ
ｅｓａｎｄＵｓｅｓ」１９８６，Ｃｈａｐｔｅｒ
９，ｐｐ．１３１〜１４７に見出すことができる。

【００２６】化工した高ゲル強度デンプンは、炭化水素
の置換基およびデンプン自体によりもたらされるバリヤ
ーまたはフィルム形成特性を妨害しない限り、さらに化
工または誘導体化を行なって炭化水素鎖に加えて別の基
を含有することもできる。通常これらの化工は、疎水ま
たは炭化水素基で化工する前に遂行または施される。こ
のようなデンプンには、例えば酸および／または熱の加
水分解作用により調製したデキストリン；酵素転化、触
媒転化、または穏やかな酸加水分解により調製した流動
性または低粘性変性デンプン；次亜塩素酸ナトリウムな
どの酸化剤で処理することにより調製した酸化デンプ
ン；ならびにカチオン、アニオン、両性、非イオン、お
よび架橋デンプンなどの誘導体化または化工デンプンな
ど前者ベースのいずれかから誘導された転化生成物があ
る。

【００２７】本発明の実施において好適なデンプンは、
水流動度（ＷＦ）約４０〜８０、具体的には約４５〜７
５、より具体的には約５５〜６５まで転化される。本明
細書で用いられる水流動度は０〜９０のスケールで測定
される粘度の経験的試験であって、流動度は粘度に反比
例する。デンプンの水流動度は一般にＴｈｏｍａｓＲｏ
ｔａｔｉｏｎａｌＳｈｅａｒ−ｔｙｐｅＶｉｓｃｏ
ｍｅｔｅｒ（ＡｒｔｈｕｒＡ．ＴｈｏｍａｓＣ
ｏ．，Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ，ＰＡから市販されて
いる）を用いて測定され、１００回転するのに２３．１
２±０．０５秒を要する粘度２４．７３ｃｐｓの標準オ
イルにより３０℃で標準化されている。水流動度の正確
で再現可能な測定値は、デンプンの転化の度合いに応じ
て異なる固体段階で１００回転に対する所要時間を決め
ることにより得られ、転化が高まるに従って粘度は低下
し、ＷＦ値は増加する。粘度を必要とするため水中の配
合物濃度は、固形物が約２〜２５質量％、好ましくは約
５〜１５質量％、より好ましくは約７〜１２質量％であ
る。

【００２８】本発明の塗布および表面サイズ組成物は、
あらゆる種類のセルロース系およびセルロース系と非セ
ルロース系繊維との組み合わせの両者から調製された紙
および厚紙の塗布およびサイジングにうまく利用するこ
とができる。セルロース系と、ポリアミド、ポリエステ
ル、およびポリアクリル樹脂繊維などの合成繊維、なら
びに石綿およびガラスなどの鉱物繊維に由来する非セル
ロース系材料との組み合わせから調製されたシート様の
かたまりおよび成型製品もまた含まれる。使用すること
ができる硬木または軟木セルロース繊維には、漂白およ
び未漂白ソーダパルプ、中性亜硫酸パルプ、セミケミカ
ルパルプ、砕木パルプ、ケミ砕木パルプ、およびこれら
繊維の任意の組み合わせが含まれる。加えてビスコース
レーヨンまたは再生セルロース系タイプの合成セルロー
ス繊維、ならびにさまざまな供給源由来の再生処理した
古紙もまた使用することができる。

【００２９】デンプンの塗布剤またはサイズ分散液は、
予め調製した紙または厚紙のウェブに、任意の従来の塗
布および表面サイジング技術により塗布される。これら
の技術にはサイズプレス、タブ、ゲートロールとスプレ
ー塗布器、およびスプレーを伴うカレンダーサイジング
工程があるがこれには限定されない。好ましくはサイズ
プレスである。したがって、例えば、サイズプレス技術
において表面サイジングは、下段ロールが１バッチ分の
サイジング用分散液中で回転している１対のロールの間
を紙ウェブが通過することにより達成される。このロー
ルの表面がサイズ剤をすくい上げ、ウェブの下面に付着
させる。所望によりまた、塗布またはサイジングは、ウ
ェブと上段ロールの間に形成されるニップ中にサイズ剤
をポンプで注ぎ込むことにより、あるいは上段ロールの
表面にスプレーし、プレスに入るにつれてそれをウェブ
の上面に堆積させることによりウェブの上面に塗布する
こともできる。例えば、デンプン組成物をノズルを介し
てポンプで汲み上げ、噴霧化し、それを均一にシートま
たはウェブに適用することによりスプレーを行なうこと
ができる。機械的作用により噴霧化または飛沫化する手
段もまた使用することができる。ついで塗布またはサイ
ジングされたウェブは、現場技術者により選択された任
意の通常の乾燥操作により乾燥され、水分を本質的に全
て除去される。

【００３０】あらゆる種類の充填剤、顔料、染料、およ
びレオロジー調節剤を、通常の方法で塗布またはサイジ
ングされる紙製品に加えてもよい。このような材料には
クレー、タルク、二酸化チタン、炭酸カルシウム、硫酸
カルシウム、および珪藻土がある。通常、約２５質量％
までの有効添加量を用いることができる。

【００３１】本発明のデンプンは通常、乾燥量基準で約
０．２５〜１５．０質量％、好ましくは完成乾燥紙の質
量を基準にして約０．５〜５質量％の範囲の塗膜をもた
らす量で使用される。この範囲内で使用される正確な量
は、大部分が使われているパルプの種類、固有の操作条
件、ならびにその紙にとって望ましい個々の最終用途に
左右されることになる。バリヤー特性、すなわち耐油お
よび耐グリース性を増すことを望む場合は多層塗膜を適
用することができる。塗布および表面サイジング剤とし
てこのデンプンを用いることにより、耐水性の改良、気
孔率の低下、および耐油性の向上を特徴とする紙がもた
らされる。

【００３２】更なる態様には下記のようなものがある。１．約４０質量％未満のアミロース含量を有する疎水性
に化工したデンプンを含む塗膜を備えた耐油および耐グ
リース性の紙製品であって、そのベースデンプンの流動
性が約７７．５ｇ／ｃｍ²（５００ｇ／ｉｎ²）を超える
ゲル強度を有する紙製品。２．変性したデンプンが、式

【化７】（式中、Ｓｔは約４０％未満のアミロース含量を有する
デンプン、Ｒはジメチレンまたはトリメチレン、Ｒ’は
６〜１８個の炭素原子の炭化水素基、ＹはＨ、アルカリ
金属、アルカリ土類金属、またはアンモニウム）を有す
る態様１の製品。３．デンプンの乾燥質量を基準にして約１〜５質量％の
基

【化８】がデンプンと結合している態様２の製品。

【００３３】４．Ｒがジメチレンであり、Ｒ’が８〜１
２個の炭素原子の炭化水素である態様３の製品。５．デンプンが約３０％未満のアミロース含量を有する
態様４の製品。６．Ｒ’がアルキルまたはアルケニル基である態様５の
製品。７．組成物が、約２〜３質量％の結合Ｒ’基を含有する
態様６の製品。８．デンプンがタピオカである態様１の製品。９．デンプンがサゴである態様１の製品。１０．食品容器である態様１の製品。

【００３４】１１．ａ）約４０質量％未満のアミロース
含量を有する疎水性に化工したデンプンを含む塗布用組
成物であって、化工前のデンプンの流動性が約７７．５
ｇ／ｃｍ²（５００ｇ／ｉｎ²）を超えるゲル強度を有す
る組成物を準備すること、ｂ）紙支持体に塗布用組成物を塗布すること、およびｃ）塗布された支持体を乾燥すること、を含む、すぐれ
たバリヤー特性を有する塗布された紙製品を調製する方
法。１２．化工したデンプンが、式

【化９】（式中、Ｓｔは約４０％未満のアミロース含量を有する
デンプン、Ｒはジメチレンまたはトリメチレン、Ｒ’は
６〜１８個の炭素原子の炭化水素基、ＹはＨ、アルカリ
金属、アルカリ土類金属、またはアンモニウム）を有す
る態様１１の方法。

【００３５】１３．塗布用組成物が、約２〜約２５質量
％の全固形分を有する水溶液である態様１１の方法。１４．塗布用組成物が、約５〜約１５質量％の全固形分
を有する水溶液である態様１３の方法。１５．塗布用組成物が、約７〜約１２質量％の全固形分
を有する水溶液である態様１４の方法。１６．デンプンがタピオカである態様１１の方法。１７．デンプンがサゴである態様１１の方法。

【００３６】下記の非限定的実施例は、さらに本発明を
例示し説明する役割を果たすものである。実施例におい
て全ての部および百分率は質量が基準であり、全ての温
度は別に注記しない場合は摂氏である。

【００３７】

【実施例】下記の試験は実施例を通して用いられる。「水流動度」水流動度は、ＴｈｏｍａｓＲｏｔａｔｉ
ｏｎａｌＳｈｅａｒ−ｔｙｐｅＶｉｓｃｏｍｅｔｅｒ
（ＡｒｔｈｕｒＨ．Ｔｈｏｍａｓ，Ｃｏ．，Ｐｈｉｌ
ａｄｅｌｐｈｉａ，ＰＡ，ＵＳＡから市販されている）
を用いて測定され、１００回転するのに２３．１２±
０．０５秒を要する粘度２４．７３ｃｐｓの標準オイル
により３０℃で標準化されている。水流動度の正確で再
現可能な測定値は、デンプンの転化の度合いに応じて異
なる固体段階で１００回転に対する所要時間を決めるこ
とにより得られた（転化が高まるに従って粘度は低下す
る）。使用された手順には、蓋付きの銅製カップ中で所
要量のデンプン（例えば乾燥量基準で６．１６ｇ）を蒸
留水１００ｍｌに溶かしてスラリーにすること、および
そのスラリーを時々撹拌しながら沸騰水浴中で３０分間
加熱することが含まれる。ついで、デンプンの分散液を
蒸留水により最終質量（例えば１０７ｇ）とした。得ら
れた分散液を８１〜８３℃で１００回転させるための所
要時間を記録し、表１の定義に従って水流動度数に変換
した。

【００３８】

【表１】

【００３９】「テクスチャー分析計を用いたゲル強度」
ゲル強度は、ＴｅｘｔｕｒｅＡｎａｌｙｚｅｒ社から
市販されているテクスチャー分析計ＴＡ−ＸＴ２型を用
いて測定した。無水デンプン２０ｇを脱イオン水と混ぜ
て所望の固形物パーセントのデンプンスラリーを得た。
粘稠になるまでデンプンを懸濁状態に保つために撹拌し
ながらスラリーを沸騰水浴中で２０分間煮沸し、ついで
撹拌を止め、蓋をした。煮沸したデンプンをチューブに
注入し、蓋をし、一晩室温まで冷却させて高さ約１６ｍ
ｍ、直径約２５ｍｍのゲルを得た。

【００４０】デンプンのゲルをチューブから取り出し
た。ゲルの高さおよび直径を測定し、テクスチャー分析
計に入れた。２滴のシリコンオイル、ついでゲルをテク
スチャー分析計の試験プレート上に置いた。追加の２滴
のシリコンオイルをゲルの上部に置き、下記のパラメー
タを用いて試験を行なった。

【００４１】モード：力／圧縮オプション：原点復帰前スピード：５．０ｍｍ／秒スピード：０．８ｍｍ／秒後スピード：５．０ｍｍ／秒力：適用せず距離：１０．０ｍｍ時間：適用せずカウント：適用せずトリガー：０．０５ＮＰＰＳ：２００．００プローブ：Ｐ５０直径５０ｍｍ、アルミニウムシリン
ダー

【００４２】実施例１酸転化によるサゴ流動性デンプンの調製：天然のサゴデ
ンプン５００ｇを水７５０ｍｌ中でスラリーにし、常時
撹拌を伴う熱水浴中に置いた。温度を約５０℃に上げ、
そのまま維持した。混合しながら塩酸２．０ｇ（デンプ
ンの０．４質量％）を加えた。１６時間後、苛性溶液で
ｐＨを５．５に調整した。デンプンを濾過、洗浄、乾燥
した。得られたサゴデンプンはＷＦ４３であった。異な
る水流動度を有する流動性サゴデンプンはＨＣｌの量を
変えることにより得ることができる。

【００４３】実施例２過マンガン酸塩／過酸化物転化によるサゴ流動性デンプ
ンの製造：天然のサゴデンプン１０００ｇを水１５００
ｍｌ中でスラリーにした。３％溶液としたＮａＯＨ０．
８％（デンプンを基準にして）をスラリーにゆっくり加
え、ついで２％溶液としたＫＭｎＯ₄０．００５％（デ
ンプンを基準にして）を加えた。１５分間混合した後、
含有率３０％の過酸化水素２．０％（デンプンを基準に
して）を加えた。１１を超えるｐＨに保ちながら４０℃
で約３時間、ＫＩ試験で負になるまで反応を持続させ
た。反応が終わった後、スラリーを水：ＨＣｌ（３：
１）でｐＨ＝５．５に中和し、濾過し、洗浄し、空気乾
燥した。試料はＷＦ６３であった。

【００４４】実施例３いろいろなデンプンベースのゲル強度および水流動度：
異なる水流動度の流動性デンプンを、実施例１の手順を
用いてサゴ、トウモロコシ、タピオカ、およびジャガイ
モのベースで、転化に用いるＨＣｌの量を変えて調製し
た。これらデンプンのゲル強度を、テクスチャー分析計
を用いて試験した。表２に固形物１０％におけるゲル強
度を示す。

【００４５】

【表２】

【００４６】実施例４タピオカデンプンの疎水性化工：オクテニルコハク酸無
水物で処理したタピオカ流動性デンプンを下記のように
調製した。流動性タピオカ（ＷＦ＝５７）５００ｇを水
７５０ｍｌ中でスラリーにした。３％水酸化ナトリウム
を用いてｐＨを７．５に調整した。３％水酸化ナトリウ
ムと常時撹拌とを用いてｐＨを７．５に維持しながら、
オクテニルコハク酸無水物（ＯＳＡ）１５ｇを、３０分
ごとに３分の１刻みで加えた。ついでデンプンを濾過
し、７５０ｍｌの水で洗浄した。ついでデンプンを水５
００ｍｌ中で再スラリー化し、３：１の塩酸でｐＨを
５．５に調整した。ついでデンプンを濾過し、７５０ｍ
ｌの水で洗浄し、空気乾燥した。

【００４７】実施例５塗布方法：水に濃度１０質量％で分散させた温度６５℃
のデンプン組成物を、ＥｕｃｌｉｄＴｏｏｌａｎｄ
Ｍａｃｈｉｎｅ社により製造された改良型ＥＴＭＭ
ｕｌｔｉｐｌｅＳｙｓｔｅｍＬａｂＣｏａｔｅｒ
を用いて紙に塗布した。使用した塗布技術は一般に計量
型サイズ塗布プレスまたは転写サイズプレスとして知ら
れており、デンプン分散液の「フィルム」が２本の反対
方向に回転するロールに塗布される。紙はその２本のロ
ールの間を通過し、そこでデンプンのフィルムが台紙の
接着基面に転写される。塗布後、紙をＯｍｅｇａ／Ａｒ
ｋａｙ写真用ドラム乾燥機で乾燥した。紙への塗布質量
は、未処理紙と処理紙の間の質量差により決定した。得
られた紙試料は下記の試験法を用いて物性が試験され
た。

【００４８】ガーレイ気孔率：低圧ガーレイ密度試験
（１１／９２現在のＴＡＰＰＩ標準Ｔ４６０）。この試
験は、５乃至１８００秒のうちにガーレイデンシトメー
ターのオリフィスを覆っている紙の断面を通って１００
ｃｃの空気の通過を可能にする紙の気密度を測定する。
開口部６．４５ｃｍ²（１平方インチ）当たりの空気１
００ｃｃ当たりの秒数として記録される場合、この試験
の結果は一般にガーレイ秒と呼ばれる。

【００４９】ＴＡＰＰＩＵＭ−５５７：この試験すな
わち「３Ｍキット」は、油性物質の貫通および浸透（ウ
ィッキング）に耐える処理紙の能力に及ぼす粘度および
極性の効果を試験するために用いられる。各試料につい
て５枚のシートを試験し、平均を表３に記録した。表３
は、ゲル強度、耐油性、およびガーレイ気孔率の間の相
関関係を示す。

【００５０】

【表３】

【００５１】当業者には明らかなように、本発明の多く
の修正および変形例をその精神および範囲から逸脱する
ことなく実施することができる。本明細書に記述した特
定の態様は一例としてのみ提供され、本発明は添付の特
許請求の範囲の語句ならびにそのような特許請求の範囲
が権利として与えられている相当語句の全範囲によって
のみ制約される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ビクターエル．マケウィクズアメリカ合衆国，ニュージャージー 07830，カリフォン，ウエストバレーブルックロード 119 (72)発明者ダグラスハンチェットアメリカ合衆国，ニュージャージー 07885，ワートン，セイントメリーズストリート 131 Ｆターム(参考） 4L055 AG48 AH24 BE08 EA19 EA25 EA30 EA32 FA30 GA05 GA30 GA48

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】疎水性に化工されたデンプンを含む塗膜
を有する、耐油および耐グリース性の紙製品であって、
ベースデンプンの流動性が約７７．５ｇ／ｃｍ²（５０
０ｇ／ｉｎ²）を超えるゲル強度を有し、前記化工され
たデンプンは、好ましくは、式【化１】を有し、式中、Ｓｔは約４０％未満、好ましくは約３０
％未満のアミロース含量を有するデンプン、好ましくは
タピオカまたはサゴであり、Ｒはジメチレンまたはトリ
メチレンであり、Ｒ’は６〜１８個の炭素原子の炭化水
素基、好ましくはアルキルまたはアルケニルであり、Ｙ
はＨ、アルカリ金属、アルカリ土類金属、またはアンモ
ニウムであり、デンプンの乾燥質量を基準にして約１〜
５質量％の基【化２】が前記デンプンに結合しており、前記組成物が約２〜３
質量％の結合したＲ’基を含有している、紙製品。
【請求項２】すぐれたバリヤー特性を有する塗布され
た紙製品の製造方法であって、ａ）疎水性に化工されたデンプンを含み、好ましくは全
固形分が約２〜約２５質量％、好ましくは約５〜約１５
質量％、より好ましくは約７〜約１２質量％の水溶液の
状態にあり、前記ベースデンプンの流動性が約７７．５
ｇ／ｃｍ²（５００ｇ／ｉｎ²）を超えるゲル強度を有
し、前記化工されたデンプンは好ましくは、式【化３】を有し、式中、Ｓｔは約４０％未満、好ましくは約３０
％未満のアミロース含量を有するデンプン、好ましくは
タピオカまたはサゴであり、Ｒはジメチレンまたはトリ
メチレンであり、Ｒ’は６〜１８個の炭素原子の炭化水
素基、好ましくはアルキルまたはアルケニルであり、Ｙ
がＨ、アルカリ金属、アルカリ土類金属、またはアンモ
ニウムである、塗布用組成物を提供すること、ｂ）紙支持体に前記塗布用組成物を塗布すること、およ
びｃ）前記塗布された支持体を乾燥すること、を含む、方
法。