JP7833463B2 - Reinforced cellulose nanofibril (CNF) - Google Patents
Reinforced cellulose nanofibril (CNF)Info
- Publication number
- JP7833463B2 JP7833463B2 JP2023527461A JP2023527461A JP7833463B2 JP 7833463 B2 JP7833463 B2 JP 7833463B2 JP 2023527461 A JP2023527461 A JP 2023527461A JP 2023527461 A JP2023527461 A JP 2023527461A JP 7833463 B2 JP7833463 B2 JP 7833463B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cellulose
- sgf
- blend
- cnf
- fatty acid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H11/00—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only
- D21H11/16—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only modified by a particular after-treatment
- D21H11/18—Highly hydrated, swollen or fibrillatable fibres
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H11/00—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only
- D21H11/02—Chemical or chemomechanical or chemothermomechanical pulp
- D21H11/04—Kraft or sulfate pulp
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/03—Non-macromolecular organic compounds
- D21H17/05—Non-macromolecular organic compounds containing elements other than carbon and hydrogen only
- D21H17/14—Carboxylic acids; Derivatives thereof
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H19/00—Coated paper; Coating material
- D21H19/10—Coatings without pigments
- D21H19/12—Coatings without pigments applied as a solution using water as the only solvent, e.g. in the presence of acid or alkaline compounds
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H19/00—Coated paper; Coating material
- D21H19/10—Coatings without pigments
- D21H19/14—Coatings without pigments applied in a form other than the aqueous solution defined in group D21H19/12
- D21H19/18—Coatings without pigments applied in a form other than the aqueous solution defined in group D21H19/12 comprising waxes
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H19/00—Coated paper; Coating material
- D21H19/36—Coatings with pigments
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H19/00—Coated paper; Coating material
- D21H19/36—Coatings with pigments
- D21H19/44—Coatings with pigments characterised by the other ingredients, e.g. the binder or dispersing agent
- D21H19/46—Non-macromolecular organic compounds
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H19/00—Coated paper; Coating material
- D21H19/36—Coatings with pigments
- D21H19/44—Coatings with pigments characterised by the other ingredients, e.g. the binder or dispersing agent
- D21H19/52—Cellulose; Derivatives thereof
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
- D21H21/06—Paper forming aids
- D21H21/10—Retention agents or drainage improvers
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
- D21H21/14—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
- D21H21/16—Sizing or water-repelling agents
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H23/00—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper
- D21H23/02—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper characterised by the manner in which substances are added
- D21H23/22—Addition to the formed paper
- D21H23/50—Spraying or projecting
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H27/00—Special paper not otherwise provided for, e.g. made by multi-step processes
- D21H27/10—Packing paper
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21J—FIBREBOARD; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM CELLULOSIC FIBROUS SUSPENSIONS OR FROM PAPIER-MACHE
- D21J1/00—Fibreboard
- D21J1/08—Impregnated or coated fibreboard
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21J—FIBREBOARD; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM CELLULOSIC FIBROUS SUSPENSIONS OR FROM PAPIER-MACHE
- D21J5/00—Manufacture of hollow articles by transferring sheets, produced from fibres suspensions or papier-mâché by suction on wire-net moulds, to couch-moulds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Paper (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
Description
本開示は、強化セルロースナノフィブリル(CNF)(または強化CNFバインダー)、強化CNFバインダーを作製する方法、製紙プロセスのウェットエンドにおいて強化CNFを完成紙料に組み込むことにより、強化CNFバインダーを有するウェットレイド物品、ドライレイド物品または成形品を作製する方法、セルロースベース材料(cellulose-based materials)、中間形成繊維物品および/または成形品を強化CNFバインダーでコーティングする方法、ならびにこれらの方法によって得られるセルロースベース物品に関し、強化CNFは、CNFに結合した、糖脂肪酸エステル、グリセリド、脂肪酸塩、天然ワックスおよび/またはセルロース架橋剤(SGF)ブレンドを含む。 This disclosure relates to reinforced cellulose nanofibrils (CNF) (or reinforced CNF binders), methods for producing reinforced CNF binders, methods for producing wet-laid articles, dry-laid articles, or molded articles having a reinforced CNF binder by incorporating the reinforced CNF into the finished paper stock at the wet end of a papermaking process, methods for coating cellulose-based materials, intermediate-forming fibrous articles, and/or molded articles with a reinforced CNF binder, and cellulose-based articles obtained by these methods, wherein the reinforced CNF comprises a blend of sugar fatty acid esters, glycerides, fatty acid salts, natural waxes, and/or cellulose crosslinking agents (SGFs) bound to the CNF.
セルロース性材料(cellulosic materials)は、工業的に、増量剤、吸収剤、および印刷成分としての幅広い用途を有する。これらの使用は、高い熱安定性、良好な酸素バリア機能、および化学的/機械的反発力を理由として、他の材料供給源よりも好ましいものである(例えば、引用によりその全てが本明細書の一部をなす、Aulin等,Cellulose(2010)17:559-574を参照されたい。)。また、これらの材料が環境中に分散されたら完全に生分解性であること、これらが完全に無毒であるという事実も非常に重要である。セルロースおよびその誘導体は、食品用および使い捨ての物の包装などの用途において環境に優しい解決策に採用される材料である。 Cellulosic materials have a wide range of industrial applications as fillers, absorbents, and printing components. These uses are preferred over other material sources due to their high thermal stability, good oxygen barrier function, and chemical/mechanical resilience (see, for example, Aulin et al., Cellulose (2010) 17:559–574, which is all incorporated herein by reference). The fact that these materials are completely biodegradable when dispersed in the environment and are completely non-toxic is also of great importance. Cellulose and its derivatives are materials adopted as environmentally friendly solutions in applications such as food packaging and disposable item packaging.
一方で、セルロースの多くの利点は、水/脂肪に対して高い親和性を示して容易に水和されるセルロース材料の親水性/親油性によって相殺される(例えば、引用によりその全てが本明細書の一部をなす、Aulin等,Langmuir(2009)25(13):7675-7685を参照されたい。)。これは、吸収剤やティッシュなどの用途には利益があるものの、水分/脂質を含有する材料(例えば、食品)の安全な包装が必要な場合に、問題となる。食品、特に、大量の量の水および/または脂肪を含有する調理済みの食品の長期保存は、例えば、セルローストレイにおいて問題となる。というのも、セルローストレイが、まずふやけて、次いで、最終的に機能しなくなり得るからである。さらに、材料の高い相対多孔度を理由として、セルロース系表面上で十分なコーティングを維持する際の低い効率を相殺するために複数のコーティングが必要となるため、コストが増加する。 On the other hand, many of the advantages of cellulose are offset by the hydrophilic/lipophilic nature of cellulose materials, which exhibit a high affinity for water/fat and are easily hydrated (see, for example, Aulin et al., Langmuir (2009) 25(13):7675–7685, all of which are incorporated herein by reference). While this is beneficial for applications such as absorbents and tissues, it becomes problematic when the secure packaging of materials containing moisture/lipids (e.g., food) is required. Long-term storage of food, particularly cooked foods containing large amounts of water and/or fat, presents problems, for example, in cellulose trays, because cellulose trays can first become soggy and then eventually cease to function. Furthermore, due to the high relative porosity of the material, multiple coatings are required to compensate for the low efficiency in maintaining sufficient coating on cellulosic surfaces, thus increasing costs.
このような問題は、通常、工業的には、セルロース繊維を、ある種の疎水性有機材料/フルオロカーボン(例えば、パーフルオロアルキル物質およびポリフルオロアルキル物質(PFAS))、ワックス、合成ポリマー(例えば、ポリエチレン)、シリコーンでコーティングして、下にある親水性セルロースを内容物中の水/脂質から物理的に遮蔽することによって対処されており、これには、繊維の隙間におけるウィッキング、すなわち、折り目へのグリースの流れ込みを防止すること、または付着した材料の放出を可能にすることが含まれる。例えば、PVC/PEI/PEなどの材料がこの目的で日常的に使用され、処理すべき表面に物理的に付着させられている(すなわち、噴霧コーティングまたは押出される。)。 Such problems are typically addressed industrially by coating cellulose fibers with certain hydrophobic organic materials/fluorocarbons (e.g., perfluoroalkyl and polyfluoroalkyl materials (PFAS)), waxes, synthetic polymers (e.g., polyethylene), or silicones to physically shield the underlying hydrophilic cellulose from water/lipids in its contents. This includes preventing wicking in the fiber gaps, i.e., preventing grease from seeping into the folds, or allowing the release of the attached material. For example, materials such as PVC/PEI/PE are routinely used for this purpose and are physically applied to the surface to be treated (i.e., by spray coating or extrusion).
工業的には、物品の表面エネルギーを低下させるフルオロカーボンの能力を理由に、フルオロカーボンの化学作用に基づく化合物が、油およびグリースによる浸透に対する耐性が改善された物品を製造するために長年利用されてきた。過フッ素化炭化水素の使用に係る1つの新たな問題は、これらが環境中で非常に持続性があることである。EPAおよびFDAは、最近になって、これらの化合物の供給源、環境運命、および毒性の再調査を開始した。最近の研究では、学校の生徒から採取した血液試料中のパーフルオロオクタンスルホネートの出現率が非常に高い(90%超)ことが報告されている。これらの化合物の費用および潜在的な環境責任によって、製造業者は、油およびグリースによる浸透に対する耐性を有する物品を製造する代替的な手段を模索するようになっている。 Industrially, due to fluorocarbons' ability to reduce the surface energy of articles, compounds based on the chemical action of fluorocarbons have long been used to produce articles with improved resistance to oil and grease penetration. One new problem with the use of perfluorinated hydrocarbons is their high persistence in the environment. The EPA and FDA have recently begun re-examining the sources, environmental fate, and toxicity of these compounds. Recent studies have reported extremely high incidence rates (over 90%) of perfluorooctanesulfonates in blood samples taken from school students. The cost and potential environmental responsibility of these compounds are prompting manufacturers to seek alternative means of producing articles resistant to oil and grease penetration.
表面エネルギーを低下させると物品の耐浸透性が改善されるものの、表面エネルギーの低下にはいくつかの欠点もある。例えば、フルオロカーボンで処理されたテキスタイルファブリックは、良好な耐汚染性を示すが、一旦汚れると、浸透して汚れをファブリックから放出する洗浄組成物の能力が影響を受けることがあり、耐用年数の減少し永続的に汚れたファブリックが生じる可能性がある。また別の例として、後に印刷および/または接着剤でコーティングすべき耐グリース紙である。この場合、必要な耐グリース性は、フルオロカーボンで処理することによって得られるが、紙の表面エネルギーが低いため、印刷インクまたは接着剤の受容性に関連して、スカッフィング、バックトラップまだら、不十分な接着性および見当を含む問題が生じることがある。片面に接着剤が塗布された感圧ラベルとして耐グリース紙を使用すべき場合、低い表面エネルギーによって接着強度が低下することがある。これらの印刷適性、コーティング能力、または接着性を改善するために、コロナ放電、化学処理、火炎処理などの後形成プロセスによって低い表面エネルギーの物品を処理できる。しかし、これらのプロセスは、物品の製造コストを増加させ、他の欠点を有している。 While lowering surface energy improves the penetrating resistance of an article, it also has several drawbacks. For example, textile fabrics treated with fluorocarbons exhibit good stain resistance, but once soiled, the ability of cleaning compositions to penetrate and release the stain from the fabric may be affected, potentially leading to a reduced lifespan and permanently soiled fabric. Another example is grease-resistant paper intended for later printing and/or adhesive coating. In this case, the required grease resistance can be achieved through fluorocarbon treatment, but the paper's low surface energy can lead to problems related to the acceptance of printing inks or adhesives, including scuffing, back-trap mottling, poor adhesion, and registration issues. When grease-resistant paper is intended for use as a pressure-sensitive label with adhesive applied to one side, the low surface energy can reduce adhesive strength. To improve these printability, coating capabilities, or adhesion, articles with low surface energy can be treated with post-processing such as corona discharge, chemical treatment, or flame treatment. However, these processes increase the manufacturing cost of the article and have other drawbacks.
生分解性および/またはリサイクル性を犠牲にすることなく、削減されたコストで、紙の表面上のコーティングを維持しかつ繊維の隙間へのウィッキングを防止するか、またはセルロース系表面への材料の粘着を減らすことを可能にし得る原紙/フィルムを含む、疎水性、疎油性、および堆肥化可能である「グリーン」なバイオベースのコーティングを設計することが望ましい。 It is desirable to design a hydrophobic, oleophobic, and compostable "green" bio-based coating that includes a base paper/film that can maintain the coating on the paper surface and prevent wicking into the fiber gaps, or reduce the adhesion of materials to cellulosic surfaces, without sacrificing biodegradability and/or recyclability, at a reduced cost.
また別の問題は、本明細書で言及するフルオロカーボンおよび石油化学コーティングを含む、疎水性および/または疎油性のバリア特性を付与するための従来のコーティングが、材料がコーティングされた物品の畳み目、折り目などで不十分に機能する傾向があることである。具体的には、これらの物品は、典型的には、これらの箇所で耐水性および/または耐グリース性が劣っている。このような「グリース折り効果(grease creasing effect)」は、紙構造体を畳むか、プレスするか、または潰すことによって生じる、前記紙構造体におけるグリースの収着として定義できる。グリース折り効果に対する従来の解決策は、コーティングに、ラテックス、ポリビニルアルコール、または同様の樹脂を添加して、これらの箇所でのコーティング被覆率の改善を達成することである。しかし、このような従来の解決策では、これらの箇所の耐水性ならびに/または耐油性および耐グリース性は、物品の平らな部分よりなおも劣ることがあり、樹脂成分の添加によってコストを増加させ、またラテックスおよびポリビニルアルコールが合成であることならびに/または容易にはリサイクル可能でないことから、完全にバイオベースなものであるわけではない。 Another problem is that conventional coatings for imparting hydrophobic and/or oleophobic barrier properties, including fluorocarbon and petrochemical coatings as described herein, tend to perform poorly at folds, creases, and other points where the material is coated. Specifically, these articles typically exhibit poor water and/or grease resistance at these points. Such a “grease creasing effect” can be defined as the sorption of grease into a paper structure, resulting from folding, pressing, or crushing the paper structure. Conventional solutions to the grease creasing effect involve adding latex, polyvinyl alcohol, or similar resins to the coating to improve coverage at these points. However, such conventional solutions may still result in water and/or oil and grease resistance at these points being inferior to that of flat parts of the article, increase costs due to the addition of resin components, and are not entirely bio-based, as latex and polyvinyl alcohol are synthetic and/or not readily recyclable.
引用によりその全てが本明細書の一部をなす、米国特許出願公開第2018/0066073号(以下、「‘073公開」)には、セルロース性材料を、その生分解性を犠牲にすることなく耐水性ならびに/または耐油性および耐グリース性(OGR)などのバリア特性の増加をもたらす組成物で処理する調節可能な方法が開示されている。特に、‘073出願には、セルロース性材料上に糖脂肪酸エステル(「SFAE」)を結合して、より高い耐水性、耐脂質性、バリア機能、および他の機械的特性を示す処理された材料を提供する方法が開示されている。 U.S. Patent Application Publication No. 2018/0066073 (hereinafter, “'073 Publication”), which is entirely incorporated herein by reference, discloses a modifiable method for treating cellulosic materials with compositions that result in increased barrier properties, such as water resistance and/or oil and grease resistance (OGR), without sacrificing their biodegradability. In particular, the '073 Publication discloses a method for bonding sugar fatty acid esters ("SFAEs") onto cellulosic materials to provide treated materials exhibiting higher water resistance, lipid resistance, barrier function, and other mechanical properties.
引用によりその全てが本明細書の一部をなす、2020年5月8日に出願された米国仮特許出願公開第63/022,097号(以下、「‘097出願」)には、セルロース性材料を、その生分解性を犠牲にすることなく耐水性ならびに/または耐OGR性などのバリア特性の増加をもたらす組成物で処理する調節可能な方法が開示されている。特に、‘097出願には、グリセリドおよび/または脂肪酸塩のブレンドを結合する方法が開示されている。‘097出願には、グリセリドおよび/または脂肪酸塩のブレンドを含むバリア配合物が、耐水性および/もしくは耐OGR性を付与するために、ならびに/または乳化剤(emulsifier)の機能を提供するために、SFAEをさらに含み得ることが開示されている。 U.S. Provisional Patent Application Publication No. 63/022,097, filed 8 May 2020 (hereinafter, the “‘097 Application”), which is entirely incorporated herein by reference, discloses a modifiable method for treating cellulosic materials with compositions that provide increased barrier properties, such as water resistance and/or OGR resistance, without sacrificing their biodegradability. In particular, the ‘097 Application discloses a method for combining blends of glycerides and/or fatty acid salts. The ‘097 Application also discloses that barrier formulations comprising blends of glycerides and/or fatty acid salts may further contain SFAEs to impart water resistance and/or OGR resistance, and/or provide emulsifier functionality.
引用によりその全てが本明細書の一部をなす、PCT/US2020/014923(以下、「‘923出願」)には、このような表面耐水性および/または耐油性/耐グリース性を生み出すことを含む、表面の修飾を可能にするスクロース脂肪酸エステル含有粒子(担体系)によって繊維状セルロース性材料を処理する方法が開示されている。開示された方法は、少なくとも1種のSFAEをポリマー(例えば、ラテックス)と組み合わせてミセル粒子を形成し、そのような粒子を、繊維状セルロースベース材料(例えば、パルプ)を含む基材に塗布して、特に、成形製品を形成することを提供する。SFAE、ラテックスおよび任意選択的に鉱物または他の添加剤の組合せを含む組成物も開示されている。 PCT/US2020/014923 (hereinafter, “'923 Application”), which is entirely incorporated herein by reference, discloses a method for treating fibrous cellulosic materials with sucrose fatty acid ester-containing particles (carrier system) that enable surface modification, including producing such surface water resistance and/or oil/grease resistance. The disclosed method provides for forming micelle particles by combining at least one SFAE with a polymer (e.g., latex), and for coating such particles onto a substrate containing a fibrous cellulose-based material (e.g., pulp) to form, in particular, a molded product. Compositions comprising a combination of SFAE, latex, and optionally minerals or other additives are also disclosed.
引用によりその全てが本明細書の一部をなす、US16/568,953(以下、「‘953出願」)には、セルロース性材料を、その生分解性を犠牲にすることなくそのような材料に耐油性および/または耐グリース性の増加をもたらすプロラミンおよび少なくとも1種のポリオール脂肪酸エステルを含むバリアコーティングで処理する調整可能な方法が開示されている。開示された方法は、セルロース性材料を含む物品およびそのような方法によって作製された物品を含む物品へのバリアコーティングの接着を提供する。そのようにして処理された材料は、より高い疎油性を示し、そのような特徴が所望される任意の用途に使用できる。 US 16/568,953 (hereinafter, the “‘953 application”), which is entirely incorporated herein by reference, discloses a modifiable method for treating cellulosic materials with a barrier coating comprising prolamin and at least one polyol fatty acid ester, which imparts increased oil and/or grease resistance to such materials without sacrificing their biodegradability. The disclosed method provides adhesion of the barrier coating to articles containing cellulosic materials and articles containing articles produced by such method. Materials thus treated exhibit higher oleophobicity and can be used in any application where such characteristics are desired.
引用によりその全てが本明細書の一部をなす、US16/456,499(以下、「‘499出願」)には、セルロース性材料を、その生分解性を犠牲にすることなくそのような材料に耐水性、耐油性および耐グリース性の増加をもたらす少なくとも2種のポリオールおよび/または糖脂肪酸エステルを含むバリアコーティングで処理する調整可能な方法が開示されている。開示された方法は、セルロース性材料を含む物品およびそのような方法によって作製された物品を含む物品へのバリアコーティングの接着を提供する。そのようにして処理された材料は、より高い疎水性および疎油性を示し、そのような特徴が所望される任意の用途に使用できる。 US 16/456,499 (hereinafter, “'499 Application”), which is entirely incorporated herein by reference, discloses a modifiable method for treating cellulosic materials with a barrier coating comprising at least two polyols and/or sugar fatty acid esters, which imparts increased water resistance, oil resistance, and grease resistance to such materials without sacrificing their biodegradability. The disclosed method provides adhesion of the barrier coating to articles containing cellulosic materials and articles containing articles produced by such method. Materials thus treated exhibit higher hydrophobicity and oleophobicity and can be used in any application where such characteristics are desired.
引用によりその全てが本明細書の一部をなす、US16/456,433(以下、「‘433出願」)には、セルロース系基材上に無機粒子をより多く保持することを可能にする組成物でセルロース性材料を処理する方法が開示されている。開示された方法は、SFAEをそのような無機粒子と組み合わせ、このような組合せをセルロース性材料に塗布して、製紙プロセスにおけるフィラーのための保持助剤またはバインダーの使用を排除または削減することを提供する。SFAEと無機粒子とのこのような組合せを含む組成物も開示されている。 US 16/456,433 (hereinafter, “'433 application”), which is entirely incorporated herein by reference, discloses a method for treating cellulosic materials with a composition that enables greater retention of inorganic particles on a cellulosic substrate. The disclosed method provides combining SFAE with such inorganic particles and applying such combination to a cellulosic material to eliminate or reduce the use of retention aids or binders for fillers in papermaking processes. Compositions containing such combinations of SFAE and inorganic particles are also disclosed.
天然源から得られるバインダーの使用も、「グリーン」なバイオベースの製品を提供するためにますます重要になっている。 The use of binders derived from natural sources is also becoming increasingly important in providing "green" bio-based products.
ナノセルロースは、セルロースナノ結晶(CNCまたはNCC)、セルロースナノフィブリル(CNF)(当技術分野ではセルロースナノファイバーおよびナノフィブリル化セルロースとも呼称される。)、またはバクテリアナノセルロースであり得る、ナノ構造セルロースを指す用語である。 Nanocellulose is a term referring to nanostructured cellulose, which may be cellulose nanocrystals (CNC or NCC), cellulose nanofibrils (CNF) (also referred to in this art as cellulose nanofibers and nanofibrillated cellulose), or bacterial nanocellulose.
CNFは、高いアスペクト比(長さ対幅の比)を典型的には有するナノサイズのセルロースフィブリルで構成される材料である。CNFは、典型的にはパルプ/繊維を機械的せん断力に供することを含むプロセスによって、木材パルプまたは別の天然セルロース繊維源から典型的には得られる。 CNF is a material composed of nano-sized cellulose fibrils, typically having a high aspect ratio (length-to-width ratio). CNF is typically obtained from wood pulp or another natural cellulose fiber source by a process that typically involves subjecting the pulp/fibers to mechanical shear forces.
CNFは、製紙プロセスにおけるバインダーとして使用されてきた。これについて、本発明者らは、ウェットエンドおよびコーティング塗布における添加剤としてのCNFの使用によってOGRの改善をもたらすことができると判断した。しかし、CNFの使用は、ある特定の問題を示す。1つの問題は、CNFが製紙完成紙料へのウェットエンド添加物として使用される場合に、CNFがスラリーからの繊維マットの排液速度(または脱水)を遅くする傾向があることである。これは、例えば、水の除去速度がセルロースベース製品の製造速度に影響を与えるため、不利益なものである。別の問題は、CNFがスラリーまたは噴霧としての添加剤として使用される場合に凝塊化する傾向があることであり、これは、その効率および/またはその機能特性に悪影響を与える可能性がある。 CNF has been used as a binder in the papermaking process. The inventors determined that the use of CNF as an additive in wet-end and coating applications could improve OGR (Oral Gross Reaction). However, the use of CNF presents certain problems. One problem is that when CNF is used as a wet-end additive to the finished paper stock, it tends to slow the drainage rate (or dewatering) of the fiber mat from the slurry. This is detrimental, for example, because the rate of water removal affects the production rate of cellulose-based products. Another problem is that CNF tends to agglomerate when used as an additive in slurry or spray, which can negatively impact its efficiency and/or functional properties.
このように、改善された耐水性および/または耐OGR性を提供するセルロースベース材料のための「グリーン」なバイオベースのコーティング、ならびに改善された耐水性および/または耐OGR性を有する「グリーン」なセルロースベース成形品の必要性が今もなお存在している。 Thus, there is still a need for "green" bio-based coatings for cellulose-based materials that provide improved water resistance and/or OGR resistance, as well as for "green" cellulose-based molded articles with improved water resistance and/or OGR resistance.
本開示は、上述した従来技術における制限および/もしくは懸念事項のうちの1つ以上に対処し、ならびに/またはそれに対して1つまたは複数の改善をもたらす方法を提供する。一方で、本開示は、制限および/または懸念事項のうちのいずれにも対処する必要はない。 This disclosure provides a method for addressing one or more of the limitations and/or concerns of the prior art described above, and/or providing one or more improvements thereto. However, this disclosure does not need to address any of the limitations and/or concerns.
一実施形態にて、本開示は、セルロースナノフィブリル(CNF)と、CNFに結合したSGFブレンドとを含む、強化セルロースナノフィブリルバインダーであって、SGFブレンドが、糖脂肪酸エステル(SFAE)、グリセリド、脂肪酸塩(「FAS」)、天然ワックス、およびセルロース架橋剤からなる群から選択される1種または複数を含む、強化セルロースナノフィブリルバインダーを対象とする。 In one embodiment, the present disclosure relates to a reinforced cellulose nanofibril binder comprising cellulose nanofibrils (CNF) and an SGF blend bound to the CNF, wherein the SGF blend comprises one or more selected from the group consisting of sugar fatty acid esters (SFAEs), glycerides, fatty acid salts ("FAS"), natural waxes, and cellulose crosslinking agents.
本明細書にて、「SGFブレンド」は、1種もしくは複数の糖脂肪酸エステル(SFAE)、および/または1種もしくは複数のグリセリド、および/または1種もしくは複数の脂肪酸塩(FAS)、および/または1種もしくは複数の天然ワックス、および/または1種もしくは複数のセルロース架橋剤を意味する。一部の実施形態では、本開示で使用されるSGFブレンドはSFAEを含まず、一部の実施形態では、SGFブレンドはグリセリドを含まず、一部の実施形態では、SGFブレンドはFASを含まず、一部の実施形態では、SGFブレンドは天然ワックスを含まず、一部の実施形態では、SGFブレンドはセルロース架橋剤を含まない。一部の実施形態では、SGFブレンドは、SFAE、グリセリド、および/またはFASから本質的になる。一部の実施形態では、SGFブレンドは、SFAE、グリセリド、および/またはFASからなる。 In this specification, “SGF blend” means one or more sugar fatty acid esters (SFAEs), and/or one or more glycerides, and/or one or more fatty acid salts (FASs), and/or one or more natural waxes, and/or one or more cellulose crosslinking agents. In some embodiments, the SGF blend used in this disclosure does not contain SFAEs; in some embodiments, the SGF blend does not contain glycerides; in some embodiments, the SGF blend does not contain FASs; in some embodiments, the SGF blend does not contain natural waxes; and in some embodiments, the SGF blend does not contain cellulose crosslinking agents. In some embodiments, the SGF blend essentially consists of SFAEs, glycerides, and/or FASs. In some embodiments, the SGF blend consists of SFAEs, glycerides, and/or FASs.
本開示による強化セルロースナノフィブリルバインダー(または強化CNF)は、ある特定の利益を提供できる。例えば、製紙プロセスのウェットエンドにおいて完成紙料に使用されると、強化CNFは、スラリーからの繊維マットの排液速度を維持するかまたは増加させる。また、強化CNFには、従来のCNFと同様の凝塊化の問題がない。 The reinforced cellulose nanofibril binder (or reinforced CNF) described herein can offer certain advantages. For example, when used in the finished paper stock at the wet end of a papermaking process, the reinforced CNF maintains or increases the drainage rate of the fibrous mat from the slurry. Furthermore, the reinforced CNF does not suffer from the agglomeration problems associated with conventional CNF.
本開示の一態様にて、強化セルロースナノフィブリルバインダーは、CNFおよびSGFブレンドから本質的になる。 In one aspect of this disclosure, the reinforced cellulose nanofibril binder essentially consists of a CNF and SGF blend.
強化セルロースナノフィブリルバインダーの別の一態様では、SGFブレンドに対するCNFの重量比は、約1:99~約99:1、または約5:95~約95:5、または約10:90~約90:10、または約15:85~約85:15、または約20:80~約80:20、または約25:75~約75:25、または約30:70~約70:30、または約35:65~約65:35、または約40:60~約60:40、または約45:55~約55:45、または約50:50である。 In another embodiment of the reinforced cellulose nanofibril binder, the weight ratio of CNF to SGF blend is approximately 1:99 to approximately 99:1, or approximately 5:95 to approximately 95:5, or approximately 10:90 to approximately 90:10, or approximately 15:85 to approximately 85:15, or approximately 20:80 to approximately 80:20, or approximately 25:75 to approximately 75:25, or approximately 30:70 to approximately 70:30, or approximately 35:65 to approximately 65:35, or approximately 40:60 to approximately 60:40, or approximately 45:55 to approximately 55:45, or approximately 50:50.
一実施形態にて、強化セルロースナノフィブリルバインダーは、セルロースナノフィブリル(CNF)の水性混合物を得るステップと、水性SGFブレンドを得るステップと、CNFの水性混合物を水性SGFブレンドと混合してCNF/SGF混合物を得るステップとを含む、方法によって得られる。CNFとSGFブレンドとの混合(それによって、CNFをSGFブレンドと接触させる)は、SGFブレンドをCNFに結合するのに十分であり得る。代替的には、CNF/SGF混合物を十分な時間にわたって熱、放射線、触媒、またはこれらの組合せに曝露することによって、SGFブレンドをCNFに結合できる。この方法は、例えば水を排液することなどによって、CNF/SGF混合物の含水量を減少させるステップをさらに含み得る。 In one embodiment, a reinforced cellulose nanofibril binder is obtained by a method comprising the steps of: obtaining an aqueous mixture of cellulose nanofibrils (CNF); obtaining an aqueous SGF blend; and mixing the aqueous mixture of CNF with the aqueous SGF blend to obtain a CNF/SGF mixture. The mixing of CNF and SGF blend (thus contacting CNF with the SGF blend) may be sufficient to bind the SGF blend to the CNF. Alternatively, the SGF blend can be bound to the CNF by exposing the CNF/SGF mixture to heat, radiation, a catalyst, or a combination thereof for a sufficient period of time. This method may further include the step of reducing the water content of the CNF/SGF mixture, for example, by draining the water.
一実施形態にて、本開示による強化セルロースナノフィブリルバインダーは、セルロースパルプ(木材パルプ)の水性混合物を得るステップと、水性SGFブレンドを得るステップと、セルロースパルプの水性混合物を水性SGFブレンドと混合してセルロース/SGF混合物を得るステップと、セルロース/SGF混合物を機械的せん断力に供して強化セルロースナノフィブリルバインダーを得るステップとを含む、方法によって得られる。 In one embodiment, the reinforced cellulose nanofibril binder according to this disclosure is obtained by a method comprising the steps of: obtaining an aqueous mixture of cellulose pulp (wood pulp); obtaining an aqueous SGF blend; mixing the aqueous mixture of cellulose pulp with the aqueous SGF blend to obtain a cellulose/SGF mixture; and subjecting the cellulose/SGF mixture to mechanical shear force to obtain a reinforced cellulose nanofibril binder.
一態様にて、強化CNFを得る方法は、水を排液することなどによって、セルロース/SGF混合物の含水量を減少させるステップをさらに含み得る。 In one embodiment, a method for obtaining reinforced CNF may further include the step of reducing the water content of the cellulose/SGF mixture by draining the water.
一態様にて、強化CNFを得る方法は、セルロース/SGF混合物を得る前に、および/またはセルロース/SGF混合物を機械的せん断力に供する前に、セルロースパルプを前処理に供するステップをさらに含み得る。 In one embodiment, a method for obtaining reinforced CNF may further include a step of pre-treating the cellulose pulp before obtaining the cellulose/SGF mixture and/or before subjecting the cellulose/SGF mixture to mechanical shear forces.
一態様にて、前処理は、酸を添加することによってセルロースパルプの水性混合物のpHを下げることを含み得る。 In one embodiment, the pretreatment may include lowering the pH of the aqueous mixture of cellulose pulp by adding an acid.
一実施形態にて、本開示は、本開示による強化CNFを含むバリア配合物を提供する。バリア配合物の組成は、‘073公開または‘097出願などの当技術分野で公知の方法によってセルロースベース材料を調整可能に誘導体化するように選択できる。 In one embodiment, the Disclosure provides a barrier formulation comprising reinforced CNF according to the Disclosure. The composition of the barrier formulation can be selected to allow the cellulose-based material to be configurably derivatized by methods known in the Art, such as Publication '073 or Application '097.
一実施形態にて、本開示は、セルロースベース物品を作製する方法であって、本開示による強化セルロースナノフィブリルバインダーを水性製紙完成紙料に添加するステップと、水を完成紙料から排液して繊維状ウェブを得るステップとを含む、方法を提供する。 In one embodiment, the present disclosure provides a method for producing a cellulose-based article, comprising the steps of adding a reinforced cellulose nanofibril binder according to the present disclosure to an aqueous papermaking pulp, and draining water from the pulp to obtain a fibrous web.
一態様では、このような方法は、繊維状ウェブを、三次元形状を有する成形品に成形するステップをさらに含む。 In one embodiment, such a method further includes the step of forming a fibrous web into a molded article having a three-dimensional shape.
一実施形態にて、バリア特性をセルロースベース材料に付与するための方法であって、バリア特性を付与するためにセルロースベース材料を水性バリア配合物と接触させるステップであって、バリア配合物が、本開示による強化セルロースナノフィブリルバインダーを含む、ステップと、バリア配合物をセルロースベース材料の表面に結合して、バリア特性を有する結合セルロースベース材料を得るステップとを含み、バリア特性が、耐水性、耐脂質性、および耐ガス性からなる群から選択される1つまたは複数である、方法が提供される。 In one embodiment, a method is provided for imparting barrier properties to a cellulose-based material, comprising the steps of: contacting the cellulose-based material with an aqueous barrier formulation to impart barrier properties, wherein the barrier formulation comprises the reinforced cellulose nanofibril binder according to this disclosure; and bonding the barrier formulation to the surface of the cellulose-based material to obtain a bonded cellulose-based material having barrier properties, wherein the barrier properties are one or more selected from the group consisting of water resistance, lipid resistance, and gas resistance.
一実施形態にて、本開示による強化セルロースナノフィブリルバインダーと、1種もしくは複数の糖脂肪酸エステル(SFAE)、1種もしくは複数のグリセリド、および/または1種もしくは複数の脂肪酸塩を含む第2のSGFブレンドと、水とを含む、バリア配合物が提供される。 In one embodiment, a barrier formulation is provided comprising the reinforced cellulose nanofibril binder according to the present disclosure, a second SGF blend containing one or more sugar fatty acid esters (SFAEs), one or more glycerides, and/or one or more fatty acid salts, and water.
一態様にて、バリア配合物の第2のSGFブレンドは、‘073公開または‘097出願などの当技術分野で公知の方法によってセルロースベース材料を調整可能に誘導体化するように選択できる。 In one embodiment, the second SGF blend of the barrier formulation can be selected to allow the cellulose-based material to be configurably derivatized by methods known in the art, such as those published in '073 or application '097.
一態様にて、本開示のバリア配合物は、製紙産業で従来的に使用されている顔料を含み得る。 In one embodiment, the barrier formulation of this disclosure may contain pigments conventionally used in the papermaking industry.
一実施形態にて、バリア特性をセルロースベース材料に付与するための方法であって、バリア特性を付与するためにセルロースベース材料をバリア配合物と接触させるステップであって、バリア配合物が、(a)セルロースナノフィブリル(CNF)および(b)SGFブレンドを含む、ステップと、バリア配合物をセルロースベース材料の表面に結合して、バリア特性を有する結合セルロースベース材料を得るステップとを含み、バリア特性が、耐水性、耐脂質性、および耐ガス性からなる群から選択される1つまたは複数である、方法。 In one embodiment, a method for imparting barrier properties to a cellulose-based material comprises the steps of: contacting the cellulose-based material with a barrier formulation to impart barrier properties, wherein the barrier formulation comprises (a) cellulose nanofibril (CNF) and (b) an SGF blend; and bonding the barrier formulation to the surface of the cellulose-based material to obtain a bonded cellulose-based material having barrier properties, wherein the barrier properties are one or more selected from the group consisting of water resistance, lipid resistance, and gas resistance.
本開示によるバリア特性を付与するための方法は、この方法をウェットエンドプロセスに適用した場合に排液速度を維持するかまたは増加させること、およびCNFの凝塊化を防止することを含む、先に言及した同様の利益を提供し得る。 The method for imparting barrier properties according to this disclosure may provide similar benefits to those previously mentioned, including maintaining or increasing the drainage rate and preventing CNF agglomeration when the method is applied to a wet-end process.
一態様にて、本開示によるバリア特性を付与するための方法で使用されるバリア配合物の総重量を100重量%と考える場合、バリア配合物は、約4重量%~約96重量%のCNFおよび約4重量%~約96重量%のSGFブレンドを含む。 In one embodiment, when the total weight of the barrier formulation used in the method for imparting barrier properties according to this disclosure is considered to be 100% by weight, the barrier formulation comprises approximately 4% to approximately 96% by weight of CNF and approximately 4% to approximately 96% by weight of SGF blend.
一態様にて、本開示によるバリア特性を付与するための方法で使用されるセルロースベース材料は、セルロース繊維を含み、接触ステップは、バリア配合物とセルロース繊維との水性混合物を形成することを含む。 In one embodiment, the cellulose-based material used in the method for imparting barrier properties according to this disclosure comprises cellulose fibers, and the contact step includes forming an aqueous mixture of the barrier formulation and the cellulose fibers.
一態様にて、SGFブレンドは、水性混合物中に存在する総セルロース繊維の少なくとも0.025%(wt/wt)の総濃度で水性混合物または分散体中に存在できる。 In one embodiment, the SGF blend can be present in an aqueous mixture or dispersion at a total concentration of at least 0.025% (wt/wt) of the total cellulose fibers present in the aqueous mixture.
一態様にて、水性混合物は、製紙産業で従来的に使用されている1種もしくは複数の顔料を含む。 In one embodiment, the aqueous mixture contains one or more pigments conventionally used in the papermaking industry.
一態様にて、水性混合物は、約0.1~10.0重量%、0.1~6.0重量%、または約0.1~2.0重量%、または約0.2~1.5重量%の固形分を有するスラリーの形態である。 In one embodiment, the aqueous mixture is in the form of a slurry having a solid content of about 0.1 to 10.0% by weight, 0.1 to 6.0% by weight, or about 0.1 to 2.0% by weight, or about 0.2 to 1.5% by weight.
一態様にて、このような方法は、水を排液することなどによって、水性混合物の含水量を減少させるステップをさらに含む。 In one embodiment, such a method further includes the step of reducing the water content of the aqueous mixture, such as by draining the water.
別の一態様にて、本開示によるバリア特性を付与するための方法における接触ステップは、浸漬、噴霧、塗装、印刷、またはこれらのプロセスのうちのいずれかの任意選択的な組合せによってセルロースベース基材の表面を配合物でコーティングすることを含む。 In another embodiment, the contact step in the method for imparting barrier properties according to the present disclosure includes coating the surface of a cellulose-based substrate with the formulation by dipping, spraying, painting, printing, or any optional combination of these processes.
一態様にて、SGFブレンドは、基材の表面上に少なくとも約0.05g/m2の重量で存在する。 In one embodiment, the SGF blend is present on the surface of the substrate in a weight of at least about 0.05 g/ m² .
セルロースベース基材は、特に限定されない。一態様では、セルロースベース基材として、例えば、紙、板紙、ベーコンボード、絶縁材料、製紙用パルプ、食品保存用カートン、堆肥袋、食品保存用の袋、剥離紙、輸送用袋、雑草ブロック/バリアファブリックまたはフィルム、マルチングフィルム、植木鉢、パッキングビーズ、バブルラップ、吸油材料、ラミネート、封筒、ギフトカード、クレジットカード、手袋、レインコート、OGR紙、買い物袋、おむつ、メンブレン、食器、ティーバッグ、コーヒーまたは紅茶用の容器、温かいまたは冷たい飲料を保持するための容器、カップ、皿、炭酸液体保存用のボトル、非炭酸液体保存用のボトル、蓋、食品包装用のフィルム、ごみ処理容器、食品取り扱い器具、ファブリック繊維、水貯蔵および運搬器具、アルコールまたはノンアルコール飲料用の貯蔵および運搬器具、電子製品用の外側ケーシングまたはスクリーン、家具の内部または外部部品、カーテン、室内装飾用品、ファブリック、フィルム、箱、シート、トレイ、パイプ、導水管、衣服、医療デバイス、医薬品包装、避妊具、キャンプ用具、成形されたセルロース性材料、ならびにこれらの組合せから選択される物品の表面が挙げられる。 Cellulose-based substrates are not particularly limited. In one embodiment, examples of cellulose-based substrates include paper, cardboard, bacon board, insulating materials, papermaking pulp, food storage cartons, compost bags, food storage bags, release paper, transport bags, weed block/barrier fabrics or films, mulching films, flower pots, packing beads, bubble wrap, oil absorbent materials, laminates, envelopes, gift cards, credit cards, gloves, raincoats, OGR paper, shopping bags, diapers, membranes, tableware, tea bags, containers for coffee or tea, containers for holding hot or cold beverages, cups, plates, carbonated drinks. Examples include bottles for liquid storage, bottles for non-carbonated liquid storage, lids, films for food packaging, waste disposal containers, food handling equipment, fabric fibers, water storage and transport equipment, storage and transport equipment for alcoholic or non-alcoholic beverages, outer casings or screens for electronic products, interior or exterior components of furniture, curtains, upholstery items, fabrics, films, boxes, sheets, trays, pipes, water conduits, clothing, medical devices, pharmaceutical packaging, contraceptives, camping equipment, molded cellulosic materials, and surfaces of articles selected from combinations thereof.
一態様にて、本開示によるバリア特性を付与するための方法は、90°以上の水接触角を示す、結合セルロースベース材料を提供する。 In one embodiment, the method for imparting barrier properties according to this disclosure provides a bound cellulose-based material exhibiting a water contact angle of 90° or more.
一態様にて、本開示によるバリア特性を付与するための方法は、3~12のTAPPI T 559 KIT試験値を示す、結合セルロースベース材料を提供する。 In one embodiment, the method for imparting barrier properties according to this disclosure provides a bound cellulose-based material exhibiting TAPPI T 559 KIT test values 3 to 12.
一態様にて、本開示によるバリア特性を付与するための方法は、二次疎水性物質の非存在下で、90°以上の水接触角および/または3~12のTAPPI T 559 KIT試験値を示す、結合セルロースベース材料を提供する。 In one embodiment, a method for imparting barrier properties according to this disclosure provides a bound cellulose-based material exhibiting a water contact angle of 90° or greater and/or a TAPPI T 559 KIT test value of 3 to 12 in the absence of secondary hydrophobic substances.
一実施形態にて、強化セルロースナノフィブリルバインダーを作製する方法であって、セルロースナノフィブリル(CNF)の水性混合物を得るステップと、水性SGFブレンドを得るステップと、CNFの水性混合物を水性SGFブレンドと混合してCNF/SGF混合物を得て、SGFブレンドをCNFに結合するステップとを含む、方法が提供される。 In one embodiment, a method for producing a reinforced cellulose nanofibril binder is provided, comprising the steps of: obtaining an aqueous mixture of cellulose nanofibril (CNF); obtaining an aqueous SGF blend; and mixing the aqueous mixture of CNF with the aqueous SGF blend to obtain a CNF/SGF mixture, and binding the SGF blend to the CNF.
一態様にて、強化CNFを作製する方法は、CNF/SGF混合物の含水量を減少させるステップをさらに含む。 In one embodiment, a method for producing reinforced CNF further includes the step of reducing the water content of the CNF/SGF mixture.
一実施形態にて、強化セルロースナノフィブリルバインダーを作製する方法であって、セルロースパルプの水性混合物を得るステップと、水性SGFブレンドを得るステップと、セルロースパルプの水性混合物を水性SGFブレンドと混合してセルロース/SGF混合物を得るステップと、セルロース/SGF混合物を機械的せん断力に供して強化セルロースナノフィブリルバインダーを得るステップとを含む、方法が提供される。 In one embodiment, a method for producing a reinforced cellulose nanofibril binder is provided, comprising the steps of: obtaining an aqueous mixture of cellulose pulp; obtaining an aqueous SGF blend; mixing the aqueous mixture of cellulose pulp with the aqueous SGF blend to obtain a cellulose/SGF mixture; and subjecting the cellulose/SGF mixture to mechanical shear force to obtain a reinforced cellulose nanofibril binder.
一態様では、このような方法は、セルロース/SGF混合物を得る前に、および/またはセルロース/SGF混合物を機械的せん断力に供する前に、セルロースパルプを前処理に供するステップを含む。 In one embodiment, such a method includes a step of pretreatment of cellulose pulp before obtaining a cellulose/SGF mixture and/or before subjecting the cellulose/SGF mixture to mechanical shear forces.
一実施形態にて、成形品を作製する方法であって、形成部分を有する三次元形状を有する形成工具を提供するステップと、前記形成部分がパルプの湿潤層で覆われるように前記形成部分をセルロース組成物と接触させるステップと、形成工具上のパルプの層を脱水して成形品を得るステップとを含み、セルロース組成物が、セルロースパルプおよび本開示による強化セルロースナノフィブリルバインダーを含む、方法が開示されている。 In one embodiment, a method for producing a molded article is disclosed, comprising the steps of: providing a forming tool having a three-dimensional shape with a forming portion; contacting the forming portion with a cellulose composition such that the forming portion is covered with a wet layer of pulp; and dewatering the pulp layer on the forming tool to obtain a molded article, wherein the cellulose composition comprises cellulose pulp and a reinforced cellulose nanofibril binder according to this disclosure.
一実施形態にて、成形品を作製する別の方法であって、形成部分を有する三次元形状を有する形成工具を提供するステップと、前記形成部分がパルプの湿潤層で覆われるように形成部分をセルロース組成物と接触させるステップと、形成工具上のパルプの層を脱水して成形品を得るステップとを含み、セルロース組成物が、セルロースパルプおよび本開示によるバリア配合物を含む、方法が開示されている。 In one embodiment, a method for producing a molded article is disclosed, comprising the steps of: providing a forming tool having a three-dimensional shape with a forming portion; bringing the forming portion into contact with a cellulose composition such that the forming portion is covered with a wet layer of pulp; and dewatering the pulp layer on the forming tool to obtain a molded article, wherein the cellulose composition comprises cellulose pulp and a barrier compound according to this disclosure.
一実施形態にて、成形品を作製する別の方法であって、形成部分を有する三次元形状を有する形成工具を提供するステップと、前記形成部分がパルプの湿潤層で覆われるように形成部分をセルロース組成物と接触させるステップと、形成工具上のパルプの層を脱水して中間成形品を得るステップと、浸漬、噴霧、塗装、印刷、またはこれらのプロセスのうちのいずれかの任意選択的な組合せによって中間成形品の表面を本開示によるバリア配合物でコーティングして成形品を得るステップとを含む、方法が開示されている。 In one embodiment, a method for producing a molded article is disclosed, comprising the steps of: providing a forming tool having a three-dimensional shape with a forming portion; contacting the forming portion with a cellulose composition such that the forming portion is covered with a wet layer of pulp; dewatering the pulp layer on the forming tool to obtain an intermediate molded article; and coating the surface of the intermediate molded article with a barrier formulation according to this disclosure by dipping, spraying, painting, printing, or any optional combination thereof to obtain a molded article.
一態様にて、成形品を作製する方法は、100℃超の温度で脱水を行って、少なくとも約70重量%、好ましくは少なくとも約80重量%の乾燥含有量を達成するステップを含む。 In one embodiment, a method for producing a molded article includes the step of dehydrating at a temperature exceeding 100°C to achieve a dry content of at least about 70% by weight, preferably at least about 80% by weight.
一態様にて、成形工具上に存在するパルプの層は、100℃超の温度、好ましくは約120~250℃の温度、またはより好ましくは約150~220℃の温度で実施されるプレス乾燥によって脱水される。 In one embodiment, the pulp layer present on the molding tool is dewatered by press drying carried out at a temperature exceeding 100°C, preferably at a temperature of about 120 to 250°C, or more preferably at a temperature of about 150 to 220°C.
一態様にて、成形品を作製する方法のためのセルロース組成物は、ケミサーモメカニカルパルプ(CTMP)、サーモメカニカルパルプ(TMP)、ケミカルパルプもしくはセミケミカルパルプ、またはこれらの組合せから本質的になる繊維混合物を含む。パルプは、漂白されていても、または未漂白であってもよい。 In one embodiment, a cellulose composition for a method of producing a molded article comprises a fibrous mixture essentially consisting of chemothermetic pulp (CTMP), thermomechanical pulp (TMP), chemical pulp or semi-chemical pulp, or a combination thereof. The pulp may be bleached or unbleached.
一態様にて、形成工具は、多孔質であるか、または穿孔されているため、水は、脱水/乾燥ステップ中の形成中に除去され得る。 In one embodiment, the forming tool is porous or perforated, so that water can be removed during forming in the dehydration/drying step.
一態様にて、成形品を作製する方法は、浸漬、噴霧、塗装、印刷、またはこれらのプロセスのうちのいずれかの任意選択的な組合せによって、成形品の表面を、SGFブレンドを含むバリア配合物でコーティングすることをさらに含む。 In one embodiment, a method for producing a molded article further includes coating the surface of the molded article with a barrier formulation containing an SGF blend by dipping, spraying, painting, printing, or any optional combination of these processes.
一態様にて、バリア配合物での成形品の表面のコーティングは、成形品が、比較的高い水分量および約20~50重量%、好ましくは約30~40重量%の繊維含有量を有する中間成形品である間に行われる。 In one embodiment, the surface coating of the molded article with a barrier compound is performed while the molded article is an intermediate molded article having a relatively high moisture content and a fiber content of approximately 20-50% by weight, preferably approximately 30-40% by weight.
一実施形態にて、本開示は、本明細書に記載の方法のうちのいずれかによって得られるセルロースベース製品であって、セルロース繊維から作製された、食品包装成形製品などの三次元成形製品である、セルロースベース製品を提供する。 In one embodiment, this disclosure provides a cellulose-based product obtained by any of the methods described herein, which is a three-dimensional molded product, such as a food packaging molded product, made from cellulose fibers.
一態様にて、成形品を作製する方法により得られる三次元形状は、特に限定されない。 In one embodiment, the three-dimensional shape obtained by the method for manufacturing a molded product is not particularly limited.
一態様にて、三次元形状は、例えば、ボウル、カップ、皿、フォーク、スプーン、またはナイフの形状である。 In one embodiment, the three-dimensional shape is, for example, the shape of a bowl, cup, plate, fork, spoon, or knife.
一部の実施形態では、バリア配合物は、CNFおよびSGFブレンドから本質的になる。 In some embodiments, the barrier formulation essentially consists of a CNF and SGF blend.
一部の実施形態では、バリア配合物におけるSGFブレンドに対するCNFの重量比は、約20:1~約1:5である。一部の実施形態では、重量比は、約5:1~約1:5であり得る。 In some embodiments, the weight ratio of CNF to SGF blend in the barrier formulation is approximately 20:1 to approximately 1:5. In some embodiments, the weight ratio may be approximately 5:1 to approximately 1:5.
一部の実施形態では、バリア配合物の総重量を100重量%と考える場合、バリア配合物は、約4重量%~約96重量%のCNFおよび約4重量%~約96重量%のSGFブレンドを含む。一部の実施形態では、CNFの量は、約10重量%~約70重量%であり得る。一部の実施形態では、SGFブレンドの量は、約30重量%~約90重量%であり得る。 In some embodiments, when the total weight of the barrier formulation is considered to be 100% by weight, the barrier formulation contains about 4% to about 96% by weight of CNF and about 4% to about 96% by weight of SGF blend. In some embodiments, the amount of CNF may be about 10% to about 70% by weight. In some embodiments, the amount of SGF blend may be about 30% to about 90% by weight.
一部の実施形態では、バリア配合物は、1種または複数のプロラミンをさらに含む。 In some embodiments, the barrier formulation further comprises one or more prolamins.
一部の実施形態では、1種または複数のプロラミンは、小麦(グリアジン)、大麦(ホルデイン)、ライ麦(セカリン)、トウモロコシ(ゼイン)、ソルガム(カフィリン)、および/またはオート麦(アベニン)から選択される。 In some embodiments, one or more prolamins are selected from wheat (gliadin), barley (hordein), rye (secalin), corn (zein), sorghum (caphirin), and/or oats (avenin).
一部の実施形態では、セルロースベース材料は、製紙に好適なセルロース繊維を含み、水性混合物または分散体は、製紙完成紙料または原料である。 In some embodiments, the cellulose-based material contains cellulose fibers suitable for papermaking, and the aqueous mixture or dispersion is the finished paper stock or raw material.
一部の実施形態では、成形品は、90°以上、100°以上、110°以上、または120°以上の水接触角を示す。 In some embodiments, the molded article exhibits a water contact angle of 90° or more, 100° or more, 110° or more, or 120° or more.
一部の実施形態では、成形品は、3~12のTAPPI T 559 KIT試験値を示す。 In some embodiments, the molded article exhibits TAPPI T 559 KIT test values of 3 to 12.
一部の実施形態では、成形品は、ガスに対する低下した透過性(「耐ガス性」とも呼称する。)(例えば、酸素、窒素、および二酸化炭素に対する耐性)を示す。いくつかの態様では、耐ガス性は、酸素に対する低下した透過性である。 In some embodiments, the molded article exhibits reduced permeability to gases (also referred to as "gas resistance") (e.g., resistance to oxygen, nitrogen, and carbon dioxide). In some embodiments, gas resistance is reduced permeability to oxygen.
一部の実施形態では、成形品は、二次疎水性物質の非存在下で、90°以上の水接触角および/または3~12のTAPPI T 559 KIT試験値を示す。 In some embodiments, the molded article exhibits a water contact angle of 90° or greater and/or a TAPPI T 559 KIT test value of 3 to 12 in the absence of secondary hydrophobic substances.
一部の実施形態では、バリア配合物は、エマルションの形態である。 In some embodiments, the barrier formulation is in the form of an emulsion.
一部の実施形態では、バリア配合物は、安定な水性組成物である。 In some embodiments, the barrier formulation is a stable aqueous composition.
別の一実施形態にて、バリア特性を有するセルロースベース製品を作製する方法であって、セルロース繊維の水性混合物を含む完成紙料を得るステップと、SGFブレンドを完成紙料に添加するステップと、CNFを完成紙料に添加するステップと、セルロース繊維上でのSGFブレンドの保持を補助するために保持助剤を完成紙料に添加するステップとを含む、方法が提供される。 In another embodiment, a method is provided for producing a cellulose-based product having barrier properties, comprising the steps of: obtaining a finished pulp containing an aqueous mixture of cellulose fibers; adding an SGF blend to the finished pulp; adding CNF to the finished pulp; and adding a retention aid to the finished pulp to assist in the retention of the SGF blend on the cellulose fibers.
一部の実施形態では、セルロースベース材料上でのSFAEの保持を補助するために、1種または複数の荷電ポリマーをウェットエンドに添加できる。1種または複数の荷電ポリマーは、1種もしくは複数のカチオン性ポリマー、アニオン性ポリマー、非イオン性ポリマー、および/または双性イオン性ポリマーを含み得る。一部の実施形態では、荷電ポリマーは、比較的低い分子量のカチオン性ポリマーと比較的高い分子量のアニオン性ポリマーとの組合せを含む。 In some embodiments, one or more charged polymers may be added to the wet end to assist in the retention of SFAE on the cellulose-based material. The one or more charged polymers may include one or more cationic polymers, anionic polymers, nonionic polymers, and/or zwitterionic polymers. In some embodiments, the charged polymers include a combination of a cationic polymer with a relatively low molecular weight and an anionic polymer with a relatively high molecular weight.
一部の実施形態では、荷電ポリマーは、1種または複数のカチオン性ポリマーからなる。1種または複数のカチオン性ポリマーは、ポリアクリルアミドを含み得る。ポリアクリルアミドは、ポリDADMAC(ポリジアリルジメチルアンモニウムクロリド)またはミョウバン(硫酸アルミニウム)を含み得る。 In some embodiments, the charged polymer comprises one or more cationic polymers. The one or more cationic polymers may include polyacrylamide. The polyacrylamide may include poly-DADMAC (polydiallyldimethylammonium chloride) or alum (aluminum sulfate).
一部の実施形態では、セルロースベース材料上でのSGFブレンド、CNF、および/または強化CNFの保持を補助するために、1種または複数のプロラミンをウェットエンドに添加できる。 In some embodiments, one or more prolamins may be added to the wet end to assist in the retention of the SGF blend, CNF, and/or reinforced CNF on the cellulose-based material.
本発明に係る組成物、方法、および方法論についてより詳細に説明する前に、本開示は、その記載の特定の組成物、方法、および実験条件に限定されず、組成物、方法、および条件は、変化し得ると理解されたい。また、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲においてのみ限定され、本明細書で使用する用語は、特定の実施形態を説明することのみを目的としており、限定することを意図してはいないことを理解されたい。 Before describing in more detail the compositions, methods, and methodologies according to the present invention, it should be understood that this disclosure is not limited to the specific compositions, methods, and experimental conditions described herein, and that the compositions, methods, and conditions may vary. Furthermore, it should be understood that the scope of the present invention is limited only to the appended claims, and that the terms used herein are intended solely to describe specific embodiments and are not intended to limit them.
本明細書および添付の特許請求の範囲で使用されるように、単数形「1つの(a)」、「1つの(an)」、および「その(the)」は、文脈が明らかに他のことを指示しない限り、複数の参照物を含む。したがって、例えば、「糖脂肪酸エステル」を参照する場合、本開示を読むことなどによって当業者に明らかとなる、本明細書に記載されている種類の1種もしくは複数の糖脂肪酸エステルおよび/または組成物が含まれる。 As used herein and in the appended claims, the singular forms “a,” “an,” and “the” include plural references unless the context clearly indicates otherwise. Therefore, for example, “sugar fatty acid ester” includes one or more sugar fatty acid esters and/or compositions of the type described herein, as will become apparent to those skilled in the art by reading this disclosure.
特に定義されない限り、本明細書で使用する全ての技術用語および科学用語は、本開示が属する技術分野における当業者によって一般に理解されるものと同一の意味を有する。変更形態および変形形態が本開示の趣旨および範囲内に包含されると理解されるため、本明細書に記載のものと類似または同等の任意の方法および材料が本開示の実践または試験において使用できる。 Unless otherwise defined, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as those generally understood by those skilled in the art in which this disclosure pertains. Since variations and modifications are understood to be included within the spirit and scope of this disclosure, any methods and materials similar or equivalent to those described herein may be used in the practice or testing of this disclosure.
本開示は、強化セルロースナノフィブリルバインダーを提供する。 This disclosure provides a reinforced cellulose nanofibril binder.
セルロースナノフィブリル(本明細書では、CNFとも呼称する。)およびそれらの製造方法は、当技術分野で周知である。 Cellulose nanofibrils (also referred to herein as CNF) and methods for producing them are well known in the art.
本開示の実施形態での使用のためのCNFは、特に限定されない。CNFは、商業的に得られるか、またはCNFは、セルロース繊維源(例えば、木材パルプ)を機械的せん断力に供することを典型的には含む公知の方法によって作製できる。 The CNF for use in the embodiments of this disclosure is not particularly limited. CNF may be commercially obtained or produced by known methods, typically involving subjecting a cellulose fiber source (e.g., wood pulp) to mechanical shear forces.
CNFの特性は、特に限定されない。CNFは、約5~20ナノメートルの典型的なフィブリル幅を有し得、数マイクロメートルの長さを有し得る。 The properties of CNF are not particularly limited. CNF may have a typical fibril width of about 5 to 20 nanometers and a length of several micrometers.
一部の実施形態では、強化CNFは、従来的に作製されたCNFをSGFブレンドと接触させ、SGFブレンドをCNFに結合することによって得られる。他の一実施形態では、強化CNFは、CNFがSGFブレンドと混合されている間にセルロース繊維源(例えば、木材パルプ)を機械的せん断応力に供することによって得られる。 In some embodiments, reinforced CNF is obtained by contacting conventionally produced CNF with an SGF blend, thereby binding the SGF blend to the CNF. In another embodiment, reinforced CNF is obtained by subjecting a cellulose fiber source (e.g., wood pulp) to mechanical shear stress while the CNF is mixed with the SGF blend.
上述したように、強化CNFは、従来的に使用されているCNFと比較して、スラリーからの繊維マットの排液速度を維持するかまたは増加させることおよびCNFの凝塊化を低減することなどの利益を提供する。 As described above, reinforced CNF offers advantages over conventionally used CNF, such as maintaining or increasing the drainage rate of the fiber mat from the slurry and reducing CNF agglomeration.
本開示は、セルロースベース材料にバリア特性を付与するための方法を提供する。これらの方法は、バリア特性を付与するためにセルロースベース材料をバリア配合物と接触させるステップと、バリア配合物をセルロースベース材料の表面に結合して、バリア特性を有する結合セルロースベース材料を得るステップとを含み、バリア特性は、耐水性、耐ガス性、および耐脂質性からなる群から選択される1つまたは複数である。バリア配合物は、強化CNFを含んでいても、またはバリア配合物は、強化CNFおよびSGFブレンドを含んでいてもよい。 This disclosure provides methods for imparting barrier properties to cellulose-based materials. These methods include the steps of: contacting the cellulose-based material with a barrier formulation to impart barrier properties; and bonding the barrier formulation to the surface of the cellulose-based material to obtain a bonded cellulose-based material having barrier properties, wherein the barrier properties are one or more selected from the group consisting of water resistance, gas resistance, and lipid resistance. The barrier formulation may contain reinforced CNF, or the barrier formulation may contain a reinforced CNF and SGF blend.
本開示の方法は、油およびグリース(OGR)、水、および/またはガス(例えば、酸素、窒素、および二酸化炭素)に対する、無溶媒の、バイオベースの、耐高温性のバリア(またはバリアコーティング)、ならびに/またはこれらの特性を有する形成繊維(例えば、成形)製品を提供できる。 The methods of this disclosure can provide solvent-free, bio-based, high-temperature resistant barriers (or barrier coatings) against oils and greases (OGRs), water, and/or gases (e.g., oxygen, nitrogen, and carbon dioxide), and/or formed fiber (e.g., molded) products having these properties.
本開示の別の一態様は、PFASの使用なしで、改善された耐水性および耐脂質(油/グリース)性を提供するようにバリアコーティングを構成できることである。これらのバリア特性は、SGFブレンドによって提供できる(例えば、‘073公開、‘953公開、‘923出願、‘499出願、‘433出願、および‘097出願を参照されたい。これらは全て引用により本明細書の一部をなすものとする。)。 Another aspect of this disclosure is that barrier coatings can be configured to provide improved water resistance and lipid (oil/grease) resistance without the use of PFAS. These barrier properties can be provided by SGF blends (see, for example, Publication '073, Publication '953, Application '923, Application '499, Application '433, and Application '097, all of which are incorporated herein by reference).
一部の実施形態では、強化CNFを製紙完成紙料に直接的に添加することによって、強化CNFを製紙プロセスのウェットエンドで使用できる。代替的には、他の一実施形態では、CNFとSGFブレンドとの組合せを製紙完成紙料に直接的に添加して、同様の利益を得られる。 In some embodiments, reinforced CNF can be used at the wet end of the papermaking process by directly adding it to the finished paper stock. Alternatively, in another embodiment, similar benefits can be obtained by directly adding a combination of CNF and SGF blend to the finished paper stock.
ポリDADMACまたはポリアクリルアミドなどの1種または複数の荷電ポリマーを、セルロース表面へのSGFブレンドおよび/またはCNFの吸収を促進するための保持助剤として完成紙料に添加することもできる。いくつかの態様では、帯電ポリマーを使用して、SGFブレンドを含有する配合物の静電荷を制御できる。 One or more charged polymers, such as poly-DADMAC or polyacrylamide, can also be added to the finished pulp as retention aids to promote the absorption of the SGF blend and/or CNF onto the cellulose surface. In some embodiments, the charged polymer can be used to control the electrostatic charge of the SGF blend-containing formulation.
他の一実施形態では、プロラミンをバインダーとして使用できる。これは、例えば、引用によりその全てが本明細書の一部をなす、2020年6月26日に出願された米国仮出願第63/044,820号(以下、「‘820出願」)で説明されている。 In another embodiment, prolamin can be used as a binder. This is described, for example, in U.S. Provisional Application No. 63/044,820, filed June 26, 2020 (hereinafter, the “‘820 Application”), which is entirely part of this specification by reference.
プロラミンは、SGFブレンドおよび/またはCNFのためのバインダーとしてのみならず、製紙完成紙料に添加される従来の顔料のためのバインダーとしても使用できる。顔料は、典型的には、比較的小さく、それらのエッジを含むそれらの表面において帯電している。したがって、顔料をプロラミンマトリックス内に容易に捕捉できる(およびこれによって選択的に保持できる。)。 Prolamin can be used not only as a binder for SGF blends and/or CNF, but also as a binder for conventional pigments added to finished paper stocks. Pigments are typically relatively small and charged on their surfaces, including their edges. Therefore, pigments can be easily trapped (and thereby selectively retained) within the prolamin matrix.
製紙完成紙料に直接的に添加することに加えて、バリア配合物を、浸漬、噴霧、塗装、印刷、押出コーティング、計量、またはこれらのプロセスのうちのいずれかの任意選択的な組合せによってセルロースベース材料または基材(例えば、すでに形成された紙製品)上にコーティングできる。バリア配合物は、セルロースベース材料に所望の耐水性および/またはOGRを付与するのに十分な量の強化CNFを含有し得る。 In addition to direct addition to the finished paper pulp, the barrier formulation can be coated onto cellulose-based materials or substrates (e.g., already formed paper products) by dipping, spraying, painting, printing, extrusion coating, weighing, or any optional combination of these processes. The barrier formulation may contain a sufficient amount of reinforced CNF to impart the desired water resistance and/or OGR to the cellulose-based material.
代替的には、バリア配合物は、セルロースベース材料に所望の耐水性および/またはOGRを付与するのに好適な量のCNFおよびSGFブレンドを含有し得る。 Alternatively, the barrier formulation may contain a suitable amount of CNF and SGF blend to impart the desired water resistance and/or OGR to the cellulose-based material.
代替的には、バリア配合物は、セルロースベース材料に所望の耐水性および/またはOGRを付与するのに好適な量の強化CNFおよびSGFブレンドを含有し得る。 Alternatively, the barrier formulation may contain a suitable amount of reinforced CNF and SGF blend to impart the desired water resistance and/or OGR to the cellulose-based material.
本開示において、SGFブレンドとCNFとの間の相互作用は、イオン性、疎水性、ファンデルワールス相互作用、共有結合、またはこれらの組合せによるものであり得る。本明細書にて、「結合する」は、その文法的変形形態を含め、本質的に単一の塊として凝集するか、または凝集を生じさせることを意味し、イオン性、疎水性、ファンデルワールス相互作用もしくは共有結合、またはこれらの組合せを指し得る。 In this disclosure, the interaction between the SGF blend and CNF may be ionic, hydrophobic, van der Waals interaction, covalent bonding, or a combination thereof. In this specification, “bonding,” including its grammatical variations, means to aggregate or cause aggregation as essentially a single mass, and may refer to ionic, hydrophobic, van der Waals interaction, or covalent bonding, or a combination thereof.
本開示において、SGFブレンドとセルロースベース材料との間の相互作用は、イオン性、疎水性、ファンデルワールス相互作用、共有結合、またはこれらの組合せによるものであり得る。 In this disclosure, the interaction between the SGF blend and the cellulose-based material may be ionic, hydrophobic, van der Waals interaction, covalent bonding, or a combination thereof.
本開示において、強化CNFとセルロースベース材料との間の相互作用は、イオン性、疎水性、ファンデルワールス相互作用、共有結合、またはこれらの組合せによるものであり得る。 In this disclosure, the interaction between the reinforced CNF and the cellulose-based material may be ionic, hydrophobic, van der Waals interaction, covalent bonding, or a combination thereof.
一部の実施形態では、バリア配合物は、ラテックス、PvOH、およびデンプンなどの、製紙に使用される1種または複数の従来のバインダーも含有し得る。 In some embodiments, the barrier formulation may also contain one or more conventional binders used in papermaking, such as latex, PvOH, and starch.
本明細書にて、「セルロース系」は、物体(例えば、バッグ、シート)またはフィルムまたはフィラメントに成形または押出できる天然、合成、または半合成材料を意味し、これは、セルロース、例えばコーティングおよび接着剤(例えば、カルボキシメチルセルロース)に構造的および機能的に類似したそのような物体またはフィルムまたはフィラメントを作製するために使用できる。また別の例として、ほとんどの植物の細胞壁の主成分を形成する、グルコース単位で構成される複合炭水化物(C6H10O5)nであるセルロースは、セルロース系である。 In this specification, “cellulose-based” means natural, synthetic, or semi-synthetic material that can be molded or extruded into objects (e.g., bags, sheets) or films or filaments, which can be used to produce such objects, films, or filaments that are structurally and functionally similar to cellulose, for example, coatings and adhesives (e.g., carboxymethylcellulose ). Another example is cellulose, which is a complex carbohydrate ( C6H10O5 ) n composed of glucose units that forms the main component of the cell walls of most plants.
本明細書に記載のセルロース性材料(またはセルロースベース材料)は、例えば、製紙業界で従来的に使用されているセルロース繊維、ミクロフィブリル化セルロース(MFC)、ナノフィブリル化セルロース(もしくはCNF)、またはセルロースナノクリスタルであり得る。 The cellulosic materials (or cellulose-based materials) described herein may, for example, be cellulose fibers, microfibrillated cellulose (MFC), nanofibrillated cellulose (or CNF), or cellulose nanocrystals, as conventionally used in the paper industry.
本明細書にて、「コーティング重量」は、基材に塗布すべき材料(湿潤または乾燥)の重量である。これは、規定された連あたりのポンドまたは平方メートルあたりのグラムで表される In this specification, "coating weight" refers to the weight (wet or dry) of the material to be applied to the substrate. This is expressed in pounds per strip or grams per square meter.
本明細書にて、「効果」は、その文法的変形形態を含め、特定の材料に特定の特性を付与することを意味する。 In this specification, "effect" means conferring a particular property to a particular material, including its grammatical variations.
本明細書にて、「疎水性物質」は、水を引き付けない物質を意味する。例えば、ワックス、ロジン、樹脂、糖脂肪酸エステル、脂肪酸塩、長い脂肪酸鎖を有するグリセリド、ジグリセリドおよびトリグリセリド、ジケテン、シェラック、酢酸ビニル、PLA、PEI、油、脂肪、脂質、他の撥水性化学物質、またはこれらの組合せが、疎水性物質である。 In this specification, "hydrophobic substance" means a substance that does not attract water. For example, waxes, rosin, resins, sugar fatty acid esters, fatty acid salts, glycerides, diglycerides and triglycerides with long fatty acid chains, diketene, shellac, vinyl acetate, PLA, PEI, oils, fats, lipids, other water-repellent chemicals, or combinations thereof are hydrophobic substances.
本明細書にて、「疎水性」は、撥水性であり、水をはじいて吸収しない傾向のある特性を意味する。 In this specification, "hydrophobic" refers to a property that repels water and does not tend to absorb it.
本明細書にて、「耐脂質性」または「疎油性」は、撥脂質性であり、脂質、グリース、脂肪などをはじいて吸収しない傾向のある特性を意味する。関連する態様では、耐グリース性は、「3M KIT」試験、TAPPI T559 Kit試験、またはCobb油試験によって測定できる。 In this specification, "lipid resistance" or "oleophobicity" refers to the property of repelling lipids, greases, fats, etc., and not absorbing them. In relevant embodiments, grease resistance can be measured by the "3M KIT" test, the TAPPI T559 Kit test, or the Cobb oil test.
本明細書にて、「セルロース含有材料」または「セルロースベース材料」は、セルロースから本質的になる組成物を意味する。例えば、そのような材料としては、紙、紙シート、板紙、製紙用パルプ、食品保存用カートン、羊皮紙、ケーキ用厚紙(cake board)、包肉用紙、感圧接着剤用の剥離紙/ライナー、食品保存用の袋、買い物袋、輸送用袋、ベーコンボード、絶縁材料、ティーバッグ、コーヒーまたは紅茶用の容器、堆肥袋、食器、温かいまたは冷たい飲料を保持するための容器、カップ、蓋、皿、炭酸液体保存用のボトル、ギフトカード、非炭酸液体保存用のボトル、食品包装用のフィルム、ごみ処理容器、食品取り扱い器具、ファブリック繊維(例えば、綿または綿ブレンド)、水貯蔵および運搬器具、アルコールまたはノンアルコールドリンク、電子製品用の外側ケーシングまたはスクリーン、家具の内部または外部部品、カーテン、ならびに室内装飾用品が挙げられ得るが、これらに限定されない。 In this specification, “cellulose-containing material” or “cellulose-based material” means a composition essentially made of cellulose. Examples of such materials include, but are not limited to, paper, paper sheets, cardboard, papermaking pulp, food storage cartons, parchment, cake board, meat wrapping paper, release paper/liner for pressure-sensitive adhesives, food storage bags, shopping bags, transport bags, bacon board, insulating materials, tea bags, coffee or tea containers, compost bags, tableware, containers for holding hot or cold beverages, cups, lids, plates, bottles for storing carbonated liquids, gift cards, bottles for storing non-carbonated liquids, food packaging films, waste disposal containers, food handling utensils, fabric fibers (e.g., cotton or cotton blends), water storage and transport equipment, alcoholic or non-alcoholic beverages, outer casings or screens for electronic products, interior or exterior components of furniture, curtains, and upholstery items.
本明細書にて、「溶液中の繊維」または「パルプ」は、セルロース繊維を木材、繊維作物、または古紙から化学的または機械的に分離することによって調製されるリグノセルロース系繊維状材料を意味する。関連する態様では、セルロース繊維が本明細書に記載のような方法によって処理される場合、セルロース繊維自体は、結合しているSFAE、グリセリド、および/またはFASを分離された実体として含有し、結合しているセルロース繊維は、遊離繊維とは別個の異なる特性を有する(例えば、パルプ繊維もしくはセルロース繊維またはナノセルロースもしくはミクロフィブリル化セルロースSFAEブレンド結合材料であれば、結合していない繊維ほど容易には繊維間に水素結合を形成しないであろう。)。 In this specification, “fibers in solution” or “pulp” means lignocellulosic fibrous materials prepared by chemically or mechanically separating cellulose fibers from wood, fiber crops, or waste paper. In relevant embodiments, when cellulose fibers are treated by the methods described herein, the cellulose fibers themselves contain the bound SFAE, glycerides, and/or FAS as separated entities, and the bound cellulose fibers have distinct properties from free fibers (for example, pulp fibers or cellulose fibers or nanocellulose or microfibrillated cellulose SFAE blend bound materials will not form hydrogen bonds between fibers as easily as unbound fibers).
本明細書にて、「再パルプ化可能な」は、紙または板紙の製造における再利用のために、軟質の形のない塊に潰すのに好適な紙または板紙製品を作製することを意味する。 In this specification, “repulpable” means producing a paper or cardboard product suitable for crushing into a soft, formless mass for reuse in the manufacture of paper or cardboard.
本明細書にて、「調節可能な」は、その文法的変形形態を含め、特定の結果を達成するために方法を調整または適合させることを意味する。 In this specification, “adjustable” means adjusting or adapting a method to achieve a particular result, including its grammatical variations.
本明細書にて、「水接触角」は、液体/蒸気の界面が固体表面と遭遇する、液体を通して測定される角度を意味する。これは、液体による固体表面の湿潤性を定量化する。接触角は、液体および固体の分子が互いに相互作用する強さを、それぞれがそれ自身の分子と相互作用する強さと比べて反映したものである。多くの高親水性表面では、水滴は、0°~30°の接触角を示す。一般に、水接触角が90°より大きい場合、固体表面は疎水性であると考えられる。水接触角は、光学式張力計(例えば、Dyne Testing、Staffordshire、United Kingdomを参照されたい。)を使用して容易に得られる。 In this specification, "water contact angle" refers to the angle measured through a liquid at which the liquid/vapor interface encounters a solid surface. This quantifies the wettability of a solid surface by a liquid. The contact angle reflects the strength of the interaction between liquid and solid molecules compared to the strength of their interaction with each other. On many highly hydrophilic surfaces, water droplets exhibit contact angles between 0° and 30°. Generally, a water contact angle greater than 90° indicates a hydrophobic solid surface. The water contact angle can be easily obtained using an optical tension meter (see, for example, Dyne Testing, Staffordshire, and United Kingdom).
本明細書にて、「水蒸気透過性」は、通気性、または水分を移動させるテキスタイルの能力を意味する。異なる測定方法が少なくとも2つある。その1つであるISO 15496に準拠したMVTR試験(水蒸気透過速度)は、ファブリックの水蒸気透過性(WVP)、したがって、外気への汗の輸送度を表す。測定によって、24時間に1平方メートルのファブリックを通過する水分(水蒸気)のグラム数が決定される(レベルが高いほど、通気性が高くなる)。 In this specification, "water vapor permeability" refers to the breathability, or the ability of a textile to move moisture. There are at least two different measurement methods. One of these, the MVTR test (water vapor transmission rate) according to ISO 15496, represents the water vapor permeability (WVP) of a fabric, and therefore the degree to which sweat is transported to the outside air. The measurement determines the number of grams of moisture (water vapor) that pass through one square meter of fabric in 24 hours (higher levels indicate higher breathability).
一態様では、TAPPI T 530 Herculesサイズ試験(すなわち、耐インク性による紙のサイズ試験)を使用して、耐水性を決定できる。Hercules法による耐インク性は、浸透度の直接的な測定試験として最も良好に分類される。他には、これは浸透試験の速度として分類される。「サイジングを測定する」ための最良の試験は1つもない。試験の選択は、最終的な使用およびミル制御の必要性に依存する。この方法は、サイジングレベルの変化を正確に検出するためのミル制御サイジング試験として使用するのに特に好適である。これは、再現性のある結果、より短い試験時間、および自動終点決定をもたらしながら、インクフロート試験の感度を提供する。 In one embodiment, water resistance can be determined using the TAPPI T 530 Hercules sizing test (i.e., a paper sizing test by ink resistance). Ink resistance by the Hercules method is best classified as a direct measurement test of penetration. Alternatively, this is classified as the rate of penetration testing. There is no single best test for "measuring sizing." The choice of test depends on the final use and the need for mill control. This method is particularly suitable for use as a mill-controlled sizing test to accurately detect changes in sizing levels. It provides the sensitivity of an ink float test while yielding reproducible results, shorter test times, and automatic endpoint determination.
水性液体の紙への透過または吸収に対する耐性によって測定されるサイジングは、多くの紙の重要な特性である。これらの典型的なものは、袋、段ボール紙(container board)、包肉用ラップ、文書、およびいくつかの印刷グレードである。 Sizing, measured by the paper's resistance to the permeation or absorption of water-based liquids, is a key property of many types of paper. Typical examples include bags, container board, food wrap, document paper, and several print grades.
この方法は、試験値と紙の最終的な使用性能との間に許容可能な相関関係が確立されていることを条件として、特定の最終的な使用向けの紙または板紙の製造を監視するために使用できる。試験および浸透物の性質上、これは、全ての最終的な使用要件に適用可能であるほど十分に相関関係にあるとは限らない。この方法は、浸透速度によってサイジングを測定する。他の方法は、表面接触、表面浸透、または吸収によってサイジングを測定する。サイズ試験は、最終的な使用における水の接触または吸収の手段をシミュレートする能力に基づいて選択される。この方法は、サイズ化学物質使用コストを最適化するためにも使用できる。 This method can be used to monitor the production of paper or cardboard for specific end uses, provided that an acceptable correlation is established between the test values and the paper's final use performance. Due to the nature of the test and the impregnated material, this correlation may not be sufficient to be applicable to all end-use requirements. This method measures sizing by impregnation rate. Other methods measure sizing by surface contact, surface penetration, or absorption. Sizing tests are selected based on their ability to simulate the means of water contact or absorption in the end use. This method can also be used to optimize the cost of sizing chemicals.
本明細書にて、「酸素透過性」は、ポリマーがガスまたは流体の通過を可能にする程度を意味する。材料の酸素透過性(Dk)は、拡散率(D)(すなわち、酸素分子が材料を横切る速さ)および溶解度(k)(または材料における体積あたりの吸収される酸素分子の量)の関数である。酸素透過性(Dk)の値は、典型的には、10~150×10-11(cm2 ml O2)/(s ml mmHg)の範囲内に入る。ヒドロゲル含水量と酸素透過性(単位:バーラー単位)との間には半対数関係が示された。国際標準化機構(ISO)は、圧力にはSI単位のヘクトパスカル(hPa)を使用して透過性を指定した。したがって、Dk=10-11(cm2 ml O2)/(s ml hPa)である。バーラー単位は、それに定数0.75を乗じることによってhPa単位に変換できる。 In this specification, “oxygen permeability” means the degree to which a polymer allows the passage of a gas or fluid. The oxygen permeability (Dk) of a material is a function of diffusivity (D) (i.e., the rate at which oxygen molecules traverse the material) and solubility (k) (or the amount of oxygen molecules absorbed per unit volume in the material). The value of oxygen permeability (Dk) typically falls within the range of 10 to 150 × 10⁻¹¹ ( cm² ml O₂ )/(s ml mmHg). A semi-logarithmic relationship has been shown between the hydrogel water content and oxygen permeability (in Valor units). The International Organization for Standardization (ISO) specifies permeability using the SI unit hectopascal (hPa) for pressure. Thus, Dk = 10⁻¹¹ ( cm² ml O₂ )/(s ml hPa). Valor units can be converted to hPa units by multiplying them by the constant 0.75.
本明細書にて、「生分解性」は、その文法的変形形態を含め、生物の作用によって(例えば、微生物によって)、特に無害な生成物に分解可能であることを意味する。 In this specification, "biodegradable," including its grammatical variations, means that a material can be broken down by biological action (e.g., by microorganisms) into particularly harmless products.
本明細書にて、「リサイクル可能な」は、その文法的変形形態を含め、再使用に好適な材料を作製するように、処理可能であるか、または(使用済み品および/または廃品で)加工できる、前記材料を意味する。 In this specification, “recyclable,” including its grammatical variations, means material that is processable or can be processed (from used and/or waste) to produce a material suitable for reuse.
本明細書にて、「ガーレー秒」または「ガーレー数」は、100立方センチメートル(デシリットル)の空気が4.88インチ(0.176psi)の水の圧力差で1.0平方インチの所与の材料を通過するのに必要な秒数を表す単位である(ISO5636-5:2003)(多孔度)。さらに、剛性の場合、「ガーレー数」は、垂直に保持された材料を所与の量(1ミリグラムの力)だけ撓ませるのに必要な力を測定する、前記材料の片の単位である。そのような値は、Gurley Precision Instrumentsのデバイス(Troy、New York)で測定できる。 In this specification, “Gurley second” or “Gurley number” is a unit representing the number of seconds required for 100 cubic centimeters (deciliters) of air to pass through a given 1.0 square inch of material at a pressure difference of 4.88 inches (0.176 psi) of water (ISO 5636-5:2003) (porosity). Furthermore, in the case of stiffness, the “Gurley number” is a unit of measurement for the force required to deflect a vertically held material by a given amount (1 milligram force), and is a unit of measurement for a piece of said material. Such values can be measured with a device from Gurley Precision Instruments (Troy, New York).
HLB-界面活性剤の親水性-親油性バランスは、それが親水性であるか親油性であるかの程度の尺度であり、分子の異なる領域の値を計算することによって決定される。 The hydrophilic-lipophilic balance of an HLB-surfactant is a measure of its degree of hydrophilicity or lipophilicity, and is determined by calculating values in different regions of the molecule.
1954年に記載された非イオン性界面活性剤のためのGriffinの方法は、
HLB=20*Mh/M
[式中、Mhは、分子の親水性部分の分子量であり、Mは、分子全体の分子量である。]のように機能し、結果は、0~20のスケールで示される。0のHLB値は、完全親油性/疎水性分子に対応し、20の値は、完全親水性/疎油性分子に対応する。
Griffin's method for nonionic surfactants, described in 1954,
HLB=20 * Mh /M
[In the formula, Mh is the molecular weight of the hydrophilic portion of the molecule, and M is the molecular weight of the entire molecule.] This functions as shown, and the results are shown on a scale from 0 to 20. An HLB value of 0 corresponds to a completely lipophilic/hydrophobic molecule, and a value of 20 corresponds to a completely hydrophilic/oleophobic molecule.
HLB値は、分子の界面活性特性を予測するために使用できる。
10未満:脂溶性(水不溶性)
10超:水溶性(脂質不溶性)
1.5~3:消泡剤
3~6:W/O(油中水型)乳化剤
7~9:湿潤展着剤
13~15:洗浄剤
12~16:O/W(水中油型)乳化剤
15~18:可溶化剤またはヒドロトロープ。
HLB values can be used to predict the surfactant properties of molecules.
Less than 10: Lipid-soluble (water-insoluble)
Greater than 10: Water-soluble (lipid-insoluble)
1.5-3: Antifoaming agent; 3-6: W/O (water in oil) emulsifier; 7-9: Wetting and spreading agent; 13-15: Cleaning agent; 12-16: O/W (oil in water) emulsifier; 15-18: Solubilizer or hydrotrope.
一部の実施形態では、本明細書に記載のようなSFAE/グリセリド/FASブレンド(または前記ブレンドを含む配合物全体)のHLB値は、より低い範囲にあり得る。一部の実施形態では、本明細書に記載のようなSFAE/グリセリド/FASブレンド(または前記ブレンドを含む配合物全体)のHLB値は、中程度~より高い範囲にあり得る。 In some embodiments, the HLB value of the SFAE/glyceride/FAS blend (or the entire formulation containing the blend) as described herein may be in a lower range. In some embodiments, the HLB value of the SFAE/glyceride/FAS blend (or the entire formulation containing the blend) as described herein may be in a moderate to high range.
本明細書にて、「SEFOSE(登録商標)」は、不飽和である1種または複数の脂肪酸を含有する、大豆油から作製されたスクロース脂肪酸エステル(ソイエート)を示し、これは、Procter&Gamble Chemicals(Cincinnati、OH)からSEFOSE 1618Uの商品名で市販されている(以下のスクロースポリソイエートを参照されたい。)。SEFOSE(登録商標)は、本開示の方法およびバリア配合物での使用のための例示的なSFAEである。 In this specification, “SEFOSE®” refers to a sucrose fatty acid ester (soyate) prepared from soybean oil containing one or more unsaturated fatty acids, which is commercially available from Proctor & Gamble Chemicals (Cincinnati, OH) under the trade name SEFOSE 1618U (see Sucrose Polysoyate below). SEFOSE® is an exemplary SFAE for use in the methods and barrier formulations of this disclosure.
本明細書にて、「ソイエート」は、大豆油からの脂肪酸の塩の混合物を意味する。本開示の方法およびバリア配合物での使用のためのSFAEは、「ソイエート」を含んでいても、またはこれに由来していてもよい。 In this specification, "soyate" means a mixture of fatty acid salts derived from soybean oil. The methods and SFAEs for use in barrier formulations described herein may contain or be derived from "soyate."
本明細書にて、「油料種子脂肪酸」は、大豆、ピーナッツ、アブラナ、大麦、カノーラ、ゴマ種子、綿種子、パーム核、ブドウ種子、オリーブ、ベニバナ、ヒマワリ、コプラ、トウモロコシ、ココナッツ、アマニ、ヘーゼルナッツ、小麦、米、ジャガイモ、カッサバ、マメ科植物、カメリナ種子、マスタード種子、およびこれらの組合せを含むがこれらに限定されない植物からの脂肪酸を意味する。SFAE/グリセリド/FASブレンドの脂肪酸鎖は、油料種子脂肪酸であり得る。 In this specification, "oilseed fatty acids" means fatty acids from plants including, but not limited to, soybeans, peanuts, rapeseed, barley, canola, sesame seeds, cotton seeds, palm kernels, grape seeds, olives, safflower, sunflower, copra, corn, coconut, flaxseed, hazelnuts, wheat, rice, potatoes, cassava, legumes, camelina seeds, mustard seeds, and combinations thereof. The fatty acid chains of SFAE/glycerides/FAS blends may be oilseed fatty acids.
本明細書にて、「湿潤強さ」は、紙(または他の三次元の固体のセルロースベース製品)をまとめて保持する繊維のウェブが、紙が湿潤しているときにどれほど良好に破断力に抵抗できるかの尺度を意味する。湿潤強さは、Thwing-Albert Instrument Company(West Berlin、NJ)のFinch Wet Strength Deviceを使用して測定できる。その場合、湿潤強さは、典型的には、エポキシド樹脂を含む、キメン、カチオン性グリオキシル化樹脂、ポリアミドアミン-エピクロロヒドリン樹脂、ポリアミン-エピクロロヒドリン樹脂などの湿潤強さ添加剤によってもたらされる。実施形態では、本明細書に記載のようなバリア配合物コーティングされたセルロースベース材料は、そのような添加剤の非存在下でそのような湿潤強さをもたらす。 In this specification, “wet strength” refers to a measure of how well a web of fibers holding together paper (or other three-dimensional solid cellulose-based products) can resist breaking forces when the paper is wet. Wet strength can be measured using the Finch Wet Strength Device from Thwing-Albert Instrument Company (West Berlin, NJ). In this case, wet strength is typically provided by wet strength additives such as kimene, cationic glyoxylated resins, polyamidoamine-epichlorohydrin resins, and polyamine-epichlorohydrin resins, including epoxide resins. In embodiments, cellulose-based materials coated with barrier formulations as described herein exhibit such wet strength in the absence of such additives.
本明細書にて、「湿潤」は、水または別の液体で覆われていることまたは飽和していることを意味する。 In this specification, "wet" means being covered or saturated with water or another liquid.
本明細書に記載の方法は、接触させたセルロースベース材料を、SGFブレンド、CNF、および/または強化CNFをセルロースベース材料に結合するのに十分な時間にわたって、熱、放射線、触媒、またはこれらの組合せに曝露する更なるステップを含み得る。関連する態様では、このような放射線として、UV、IR、可視光、またはこれらの組合せが挙げられ得るが、これらに限定されない。別の関連する態様では、反応は、室温(すなわち、25℃)~約150℃、約50℃~約100℃、または約60℃~約80℃で実行できる。 The methods described herein may include a further step of exposing the contacted cellulose-based material to heat, radiation, a catalyst, or a combination thereof for a sufficient time to bond the SGF blend, CNF, and/or reinforced CNF to the cellulose-based material. In relevant embodiments, such radiation may include, but is not limited to, UV, IR, visible light, or a combination thereof. In another relevant embodiment, the reaction may be carried out at room temperature (i.e., 25°C) to about 150°C, about 50°C to about 100°C, or about 60°C to about 80°C.
本明細書にて、「天然ワックス」は、比較的高い分子量/高い融点の材料を指す。「天然ワックス」としては、例えば、植物油、脂肪酸、および脂肪酸エステルなどの再生可能な資源から得られるバイオワックスが挙げられる(例えば、https://www.researchgate.net/publication/318385619_High_Quality_Biowaxes_from_Fatty_Acids_and_Fatty_Esters_Catalyst_and_Reaction_Mechanism_for_Accompanying_Reactionsおよびhttps://www.researchgate.net/figure/a-Preparation-of-canola-PFFA-18-biowax-b-Preparation-of-nanocellulose-from-canola_fig1_306527797を参照されたい。)。 In this specification, "natural wax" refers to a material with a relatively high molecular weight/high melting point. Examples of "natural wax" include biowaxes obtained from renewable resources such as vegetable oils, fatty acids, and fatty acid esters (e.g., https://www.researchgate.net/publication/318385619_High_Quality_Biowaxes_from_Fatty_Acids_and_Fatty_Esters_Catalist_and_ See Reaction_Mechanism_for_Accompanying_Reactions and https://www.researchgate.net/figure/a-Preparation-of-canola-PFFA-18-biowax-b-Preparation-of-nanocellulose-from-canola_fig1_306527797.
本明細書にて、「セルロース架橋剤」は、公知のセルロース架橋剤、例えば、グリオキサール、および低反応性ジアルデヒドまたは無水物を意味する。 In this specification, "cellulose crosslinking agent" means known cellulose crosslinking agents, such as glyoxal and low-reactivity dialdehydes or anhydrides.
本明細書にて、「グリセリド」は、その一般的な意味を有し、グリセロールと脂肪酸とから形成されるエステルであるアシルグリセロールを指す。グリセロールは、3個のヒドロキシル官能基を有し、これらは、1種、2種、または3種の脂肪酸でエステル化されて、モノ、ジ、およびトリグリセリドを形成し得る。これらの構造体は、異なる炭素数、異なる不飽和度、ならびにオレフィンの異なる立体配置および位置を含み得るため、それらの脂肪族鎖が様々であり得る。 In this specification, "glyceride" has its general meaning and refers to acylglycerols, which are esters formed from glycerol and fatty acids. Glycerol has three hydroxyl functional groups, which can be esterified with one, two, or three fatty acids to form mono, di, and triglycerides. Because these structures can contain different carbon numbers, different degrees of unsaturation, and different stereochemistrys and positions of olefins, their aliphatic chains can vary.
グリセリドは、公知のエステル化プロセスによる実質的に純粋な脂肪酸とのエステル化によって得られる。グリセリドは、公知の抽出方法によって植物油および動物性脂肪から抽出することもできる。 Glycerides are obtained by esterification with substantially pure fatty acids using known esterification processes. Glycerides can also be extracted from vegetable oils and animal fats by known extraction methods.
本明細書にて、「脂肪酸」は、その一般的な意味を有し、飽和または不飽和であり得る脂肪族鎖を有するカルボン酸を指す。本明細書にて、脂肪酸は、グリセリドのグリセロール残基に結合した脂肪酸基を指し得る。 In this specification, "fatty acid" has its general meaning and refers to a carboxylic acid having an aliphatic chain that may be saturated or unsaturated. In this specification, "fatty acid" may refer to a fatty acid group bonded to a glycerol residue of a glyceride.
グリセリドの脂肪酸基は、任意の既知の脂肪酸であり得る。好ましい実施形態では、脂肪酸は、食品中に存在すると知られており、食用であり、および/またはFDAによって承認されている。一部の実施形態では、脂肪酸は、油料種子から得られる。他の一実施形態では、脂肪酸は、天然の食用脂肪および油の他の供給源から得られる。 The fatty acid group of the glyceride can be any known fatty acid. In preferred embodiments, the fatty acid is known to be present in food, is edible, and/or approved by the FDA. In some embodiments, the fatty acid is obtained from oilseeds. In other embodiments, the fatty acid is obtained from other sources of natural edible fats and oils.
グリセリドの脂肪酸は、1種もしくは複数の飽和脂肪酸、1種もしくは複数の一価不飽和脂肪酸、および/または1種もしくは複数の多価不飽和脂肪酸から独立的に選択され得る。独立的に、これは、例えば、トリグリセリドが、グリセロール残基に結合した3個の異なる脂肪酸基を含み得ることを意味する。 The fatty acids in a glyceride can be independently selected from one or more saturated fatty acids, one or more monounsaturated fatty acids, and/or one or more polyunsaturated fatty acids. Independently, this means, for example, that a triglyceride may contain three different fatty acid groups attached to a glycerol residue.
本開示の配合物/組成物での使用のための例示的な飽和脂肪酸は、酪酸(ブタン酸)、カプロン酸(ヘキサン酸)、カプリル酸(オクタン酸)、カプリン酸(デカン酸)、ラウリン酸(ドデカン酸)、ミリスチン酸(テトラデカン酸)、パルミチン酸(ヘキサデカン酸)、ステアリン酸(オクタデカン酸)、アラキジン酸(イコサン酸)、ベヘン酸(ドコサン酸)、またはリグノセリン酸(テトラコサン酸)から選択され得る。 Exemplary saturated fatty acids for use in the formulations/compositions of this disclosure may be selected from butyric acid (butanoic acid), caproic acid (hexanoic acid), caprylic acid (octanoic acid), capric acid (decanoic acid), lauric acid (dodecanoic acid), myristic acid (tetradecanoic acid), palmitic acid (hexadecanoic acid), stearic acid (octadecanoic acid), arachidic acid (eicosanoic acid), behenic acid (docosanoic acid), or lignoceric acid (tetracosanoic acid).
本開示の配合物/組成物での使用のための例示的な一価不飽和脂肪酸は、カプロレイン酸(デカ-9-エン酸)、ラウロレイン酸((Z)-ドデカ-9-エン酸)、ミリストレイン酸((Z)-テトラデカ-9-エン酸)、パルミトレイン酸((Z)-ヘキサデカ-9-エン酸)、オレイン酸((Z)-オクタデカ-9-エン酸)、エライジン酸((E)-オクタデカ-9-エン酸)、バクセン酸((E)-オクタデカ-11-エン酸)、ガドレイン酸((Z)-イコサ-9-エン酸)、エルカ酸((Z)-ドコサ-13-エン酸)、ブラシジン酸((E)-ドコサ-13-エン酸)、またはネルボン酸((Z)-テトラコサ-15-エン酸)から選択され得る。 Exemplary monounsaturated fatty acids for use in the formulations/compositions of this disclosure may be selected from caproleic acid (deca-9-enoic acid), lauroleic acid ((Z)-dodeca-9-enoic acid), myristoleic acid ((Z)-tetradeca-9-enoic acid), palmitoleic acid ((Z)-hexadeca-9-enoic acid), oleic acid ((Z)-octadeca-9-enoic acid), elaidic acid ((E)-octadeca-9-enoic acid), vaccenic acid ((E)-octadeca-11-enoic acid), gadoleic acid ((Z)-icosa-9-enoic acid), erucic acid ((Z)-docosa-13-enoic acid), brassic acid ((E)-docosa-13-enoic acid), or nervonic acid ((Z)-tetracosa-15-enoic acid).
本開示の配合物/組成物での使用のための例示的な多価不飽和脂肪酸は、リノール酸(LA)((9Z,12Z)-オクタデカ-9,12-ジエン酸)、α-リノレン酸(ALA)((9Z,12Z,15Z)-オクタデカ-9,12,15-トリエン酸)、γ-リノレン酸(GLA)((6Z,9Z,12Z)-オクタデカ-6,9,12-トリエン酸)、コルンビン酸((5E,9E,12E)-オクタデカ-5,9,12-トリエン酸)、ステアリドン酸((6Z,9Z,12Z,15Z)-オクタデカ-6,9,12,15-テトラエン酸)、ミード酸((5Z,8Z,11Z)-イコサ-5,8,11-トリエン酸)、ジホモ-γ-リノレン酸(DGLA)((8Z,11Z,14Z)-イコサ-8,11,14-トリエン酸)、アラキドン酸((5Z,8Z,11Z,14Z)-イコサ-5,8,11,14-テトラエン酸)、エイコサペンタエン酸(EPA)((5Z,8Z,11Z,14Z,17Z)-イコサ-5,8,11,14,17-ペンタエン酸)、ドコサペンタエン酸(DPA)((7Z,10Z,13Z,16Z,19Z)-ドコサ-7,10,13,16,19-ペンタエン酸)、ドコサヘキサエン酸(DHA)((4Z,7Z,10Z,13Z,16Z,19Z)-ドコサ-4,7,10,13,16,19-ヘキサエン酸)から選択され得る。 Exemplary polyunsaturated fatty acids for use in the formulations/compositions of this disclosure include linoleic acid (LA) ((9Z,12Z)-octadeca-9,12-dienoic acid), alpha-linolenic acid (ALA) ((9Z,12Z,15Z)-octadeca-9,12,15-trienoic acid), γ-linolenic acid (GLA) ((6Z,9Z,12Z)-octadeca-6,9,12-trienoic acid), columbic acid ((5E,9E,12E)-octadeca-5,9,12-trienoic acid), stearidonic acid ((6Z,9Z,12Z,15Z)-octadeca-6,9,12,15-tetraenoic acid), meadic acid ((5Z,8Z,11Z)-icosa-5,8,11-trienoic acid), and dihomo-γ -Linolenic acid (DGLA) ((8Z,11Z,14Z)-Eicosa-8,11,14-Trienoic acid), Arachidonic acid ((5Z,8Z,11Z,14Z)-Eicosa-5,8,11,14-Tetraenoic acid), Eicosapentaenoic acid (EPA) ((5Z,8Z,11Z,14Z,17Z)-Eicosa-5,8,11,14,17-Peco-Linolenic acid (DGLA) ((8Z,11Z,14Z)-Eicosa-8,11,14,17-Trienoic acid), Eicosapentaenoic acid (EPA) ((5Z,8Z,11Z,14Z,17Z)-Eicosa-5,8,11,14,17-Peco-Linolenic acid (DGLA) ((8Z,11Z,14Z)-Eicosa-8,11,14-Trienoic acid), Arachidonic acid ((5Z,8Z,11Z,14Z)-Eicosa-5,8,11,14-Tetraenoic acid), Eicosapentaenoic acid (EPA) ((5Z,8Z,11Z,14Z)-Eicosa-5,8,11,14-Peco-Linolenic acid (DGLA) ((8Z,11Z,14Z)-Eicosa-8,11,14-Trienoic acid), Arachidonic acid ((5Z,8Z,11Z,14Z)-Eicosa-5,8,11,14-Tetraenoic acid), Eicosapentaenoic acid (EPA) ((5Z,8Z,11Z,14Z)-Eicosa-5,8,11,17-Peco-Linolenic acid (DGLA) (( The following can be selected: docosapentaenoic acid (DPA) ((7Z,10Z,13Z,16Z,19Z)-docosa-7,10,13,16,19-pentaenoic acid), and docosahexaenoic acid (DHA) ((4Z,7Z,10Z,13Z,16Z,19Z)-docosa-4,7,10,13,16,19-hexaenoic acid).
一部の実施形態では、1種または複数のグリセリドは、1種もしくは複数のモノグリセリド、1種もしくは複数のジグリセリド、および/または1種もしくは複数のトリグリセリドのブレンドを含み得る。この点に関して、モノ、ジ、およびトリグリセリドは、任意の重量比でブレンドできる。すなわち、モノ、ジ、またはトリグリセリドのうちのいずれか1つが、重量で配合物の主要なグリセリド成分であり得る(すなわち、グリセリドの総重量を100重量%と考える場合に50重量%超)。他の一実施形態では、配合物は、モノグリセリドを含まないか、ジグリセリドを含まないか、トリグリセリドを含まない。 In some embodiments, one or more glycerides may comprise a blend of one or more monoglycerides, one or more diglycerides, and/or one or more triglycerides. In this regard, mono, di, and triglycerides can be blended in any weight ratio. That is, any one of the mono, di, or triglycerides may be the primary glyceride component of the formulation by weight (i.e., more than 50% by weight when the total weight of glycerides is considered to be 100% by weight). In another embodiment, the formulation may contain no monoglycerides, no diglycerides, and no triglycerides.
1種または複数のグリセリドは、それらの脂肪酸アルキル基が異なり得る。例えば、1種または複数のグリセリドは、異なる炭素数、異なる不飽和度、ならびに/またはオレフィンの異なる立体配置および位置を有する脂肪酸基を含有できる。複数のグリセリドは、トリパルミチンおよび/またはトリステアリンを含み得る。 One or more glycerides may differ in their fatty acid alkyl groups. For example, one or more glycerides may contain fatty acid groups with different carbon numbers, different degrees of unsaturation, and/or different stereochemistrys and positions of olefins. Multiple glycerides may include tripalmitine and/or tristearin.
一部の実施形態では、グリセリドとしては、1種もしくは複数の水不溶性グリセリド(例えば、上記のように、トリグリセリドは、典型的には、強い非極性および疎水性である。)と、1種もしくは複数の水溶性グリセリドとの組合せ(0.1:99.9~99.9:0.1の任意の重量比)、または不溶性グリセリドのみまたは不溶性グリセリドのみが挙げられ得る。グリセリドの溶解度は、例えば、そのHLB値によって決定できる。 In some embodiments, the glyceride may be a combination of one or more water-insoluble glycerides (for example, triglycerides, as described above, are typically strongly nonpolar and hydrophobic) and one or more water-soluble glycerides (any weight ratio between 0.1:99.9 and 99.9:0.1), or it may be an insoluble glyceride alone or solely an insoluble glyceride. The solubility of the glyceride can be determined, for example, by its HLB value.
当業者であれば、1種または複数のグリセリドのHLB値は、上記のグリセリドのパラメータのうちの1つまたは複数を変化させることによって選択され得ると理解できるであろう。これに関して、複数のグリセリドが使用される場合、各グリセリドは、同様のまたは異なるHLB値を有するように選択され得る(例えば、より低い範囲がより高い範囲と組み合わせて使用される。)。 Those skilled in the art will understand that the HLB values of one or more glycerides can be selected by varying one or more of the glyceride parameters described above. In this regard, when multiple glycerides are used, each glyceride may be selected to have similar or different HLB values (for example, a lower range may be used in combination with a higher range).
本明細書にて、「脂肪酸塩」(または「FAS」)は、その一般的な意味を有し、本明細書で先に開示されている脂肪酸の任意の1種または複数の塩を指す。脂肪酸塩の例示的なカチオンとしては、カルシウム、カリウム、およびナトリウムの塩が挙げられるが、これらに限定されない。脂肪酸塩は、公知の方法によって合成され得るか、または公知の方法によって植物油または動物性脂肪から抽出され得る。1つの例示的な方法は、動物性脂肪または植物油(油料種子由来など)に見られる脂肪酸に水酸化ナトリウムを添加することを含む。例えば、パルミチン酸ナトリウムは、パーム油から得られる。 In this specification, “fatty acid salt” (or “FAS”) has its general meaning and refers to any one or more salts of fatty acids previously disclosed herein. Exemplary cations of fatty acid salts include, but are not limited to, salts of calcium, potassium, and sodium. Fatty acid salts can be synthesized by known methods or extracted from vegetable oils or animal fats by known methods. One exemplary method involves adding sodium hydroxide to fatty acids found in animal fats or vegetable oils (such as those derived from oilseeds). For example, sodium palmitate can be obtained from palm oil.
1種または複数の脂肪酸塩は、1種または複数のカルシウム、カリウム、またはナトリウム塩を含み得る。脂肪酸のカルシウム、カリウムまたはナトリウム塩は、油料種子などの天然に存在する供給源から得られる。1種または複数の脂肪酸塩は、オレイン酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、パルミチン酸ナトリウム、オレイン酸カルシウム、ステアリン酸カルシウム、またはパルミチン酸カルシウムから選択される1種または複数を含み得る。 One or more fatty acid salts may contain one or more calcium, potassium, or sodium salts. The calcium, potassium, or sodium salts of fatty acids are obtained from naturally occurring sources such as oilseeds. One or more fatty acid salts may contain one or more selected from sodium oleate, sodium stearate, sodium palmitate, calcium oleate, calcium stearate, or calcium palmitate.
一部の実施形態では、SGFブレンドは、1種もしくは複数のグリセリドのみを含有していても、1種もしくは複数の脂肪酸塩のみを含有していても、または1種もしくは複数のグリセリドと1種もしくは複数の脂肪酸塩の両方を含有していてもよい。SGFブレンドが1種または複数のグリセリドと1種または複数の脂肪酸基の両方を含有する場合、脂肪酸塩に対するグリセリドの重量比は、約0.1:99.9~約99:0.1、約10:90~約90:10、約20:80~約80:20、約35:65~約65:35、約40:60~約60:40、約45:55~約55:45、または約50:50であり得る。 In some embodiments, the SGF blend may contain only one or more glycerides, only one or more fatty acid salts, or both one or more glycerides and one or more fatty acid salts. When the SGF blend contains both one or more glycerides and one or more fatty acid groups, the weight ratio of glycerides to fatty acid salts may be about 0.1:99.9 to about 99:0.1, about 10:90 to about 90:10, about 20:80 to about 80:20, about 35:65 to about 65:35, about 40:60 to about 60:40, about 45:55 to about 55:45, or about 50:50.
SGFブレンドにおけるSFAEの重量比は、0:100~100:0またはそれらの間の任意の重量比(例えば、1:99、5:95、10:90、20:80、30:70、40:60、50:50、60:50、70:30、80:20、90:10、95:5、99:1)であり得る。 The weight ratio of SFAE in the SGF blend can be 0:100 to 100:0 or any weight ratio in between (e.g., 1:99, 5:95, 10:90, 20:80, 30:70, 40:60, 50:50, 60:50, 70:30, 80:20, 90:10, 95:5, 99:1).
SGFブレンドにおけるグリセリドの重量比は、0:100~100:0またはそれらの間の任意の重量比(例えば、1:99、5:95、10:90、20:80、30:70、40:60、50:50、60:50、70:30、80:20、90:10、95:5、99:1)であり得る。 The weight ratio of glycerides in the SGF blend can be 0:100 to 100:0 or any weight ratio in between (e.g., 1:99, 5:95, 10:90, 20:80, 30:70, 40:60, 50:50, 60:50, 70:30, 80:20, 90:10, 95:5, 99:1).
SGFブレンドにおける脂肪酸塩の重量比は、0:100~100:0またはそれらの間の任意の重量比(例えば、1:99、5:95、10:90、20:80、30:70、40:60、50:50、60:50、70:30、80:20、90:10、95:5、99:1)であり得る。 The weight ratio of fatty acid salts in the SGF blend can be 0:100 to 100:0 or any weight ratio between these (e.g., 1:99, 5:95, 10:90, 20:80, 30:70, 40:60, 50:50, 60:50, 70:30, 80:20, 90:10, 95:5, 99:1).
SGFブレンドにおける天然ワックスの重量比は、0:100~100:0またはそれらの間の任意の重量比(例えば、1:99、5:95、10:90、20:80、30:70、40:60、50:50、60:50、70:30、80:20、90:10、95:5、99:1)であり得る。 The weight ratio of natural waxes in the SGF blend can be 0:100 to 100:0 or any weight ratio in between (e.g., 1:99, 5:95, 10:90, 20:80, 30:70, 40:60, 50:50, 60:50, 70:30, 80:20, 90:10, 95:5, 99:1).
SGFブレンドにおけるセルロース架橋剤の重量比は、0:100~100:0またはそれらの間の任意の重量比(例えば、1:99、5:95、10:90、20:80、30:70、40:60、50:50、60:50、70:30、80:20、90:10、95:5、99:1)であり得る。 The weight ratio of the cellulose crosslinking agent in the SGF blend can be 0:100 to 100:0 or any weight ratio between these (e.g., 1:99, 5:95, 10:90, 20:80, 30:70, 40:60, 50:50, 60:50, 70:30, 80:20, 90:10, 95:5, 99:1).
十分な濃度で、かつブレンドの選択に基づいて、SGFブレンド単独の結合は、接触した基材を疎水性にするのに十分であり、すなわち、疎水性は、ワックス、ロジン、樹脂、ジケテン、シェラック、酢酸ビニル、PLA、PEI、油、他の撥水性化学物質、またはこれらの組合せ(すなわち、二次疎水性物質)の添加なしで達成され、これには、とりわけ、セルロースベース材料の強化、剛性化、および増量などの他の特性がグリセリド/脂肪酸塩の結合単独によって達成されることが含まれる。 At sufficient concentrations and based on the selection of the blend, the bonding of SGF blends alone is sufficient to make the contacted substrate hydrophobic; that is, hydrophobicity is achieved without the addition of waxes, rosins, resins, diketenes, shellac, vinyl acetate, PLA, PEI, oils, other water-repellent chemicals, or combinations thereof (i.e., secondary hydrophobic substances). This includes, among other things, that other properties such as strengthening, rigidification, and bulking of cellulose-based materials are achieved by the bonding of glyceride/fatty acid salts alone.
バインダーとしてのCNF単独の使用は、接触した基材の疎水性を増加させることも示されている。 The use of CNF alone as a binder has also been shown to increase the hydrophobicity of the substrate it comes into contact with.
飽和SFAE、グリセリド、および脂肪酸塩は、典型的には、公称加工温度で固体であり、その一方で、不飽和SFAE、グリセリド、および脂肪酸塩は、典型的には、液体である。これによって、典型的には親水性である他のコーティング成分との有意な相互作用または非相溶性なしで、水性コーティング中の飽和グリセリドおよび脂肪酸塩の均一で安定な分散体の形成が可能になる。さらに、この分散体によって、コーティングのレオロジー、均一なコーティング塗布、またはコーティングの性能特性に悪影響を及ぼすことなく、高濃度の飽和グリセリドおよび脂肪酸塩を調製することが可能になる。飽和グリセリドおよび脂肪酸塩の粒子が、コーティング層の加熱、乾燥、および固化後に溶融および展着している場合、コーティング表面は疎水性になる。本開示の天然ワックスも、公称加工温度で固体である。 Saturated SFAEs, glycerides, and fatty acid salts are typically solid at the nominal processing temperature, while unsaturated SFAEs, glycerides, and fatty acid salts are typically liquid. This allows for the formation of a uniform and stable dispersion of saturated glycerides and fatty acid salts in aqueous coatings without significant interaction or incompatibility with other coating components, which are typically hydrophilic. Furthermore, this dispersion allows for the preparation of high concentrations of saturated glycerides and fatty acid salts without adversely affecting the rheology, uniform coating application, or performance characteristics of the coating. If the saturated glyceride and fatty acid salt particles melt and adhere after heating, drying, and solidification of the coating layer, the coating surface becomes hydrophobic. The natural waxes of this disclosure are also solid at the nominal processing temperature.
単糖、二糖、および三糖を含む全ての糖の糖脂肪酸エステルは、本開示の態様に関連する使用に適合可能である。糖脂肪酸エステルは、脂肪酸部分が、飽和であっても、不飽和であっても、またはこれらの組合せであってもよいことを含めて、モノ、ジ、トリ、テトラ、ペンタ、ヘキサ、ヘプタ、またはオクタエステル、およびこれらの組合せであってもよい。 All sugar fatty acid esters, including monosaccharides, disaccharides, and trisaccharides, are adaptable to uses relating to aspects of this disclosure. Sugar fatty acid esters may be mono, di, tri, tetra, penta, hexa, hepta, or octa esters, and combinations thereof, including the fatty acid portion being saturated, unsaturated, or a combination thereof.
SFAEは、脂肪酸のスクロースエステルを含み得るか、またはこれらから本質的になり得る。 SFAEs may contain, or are essentially composed of, sucrose esters of fatty acids.
多くの方法が、公知であり、本開示のSFAEを作製するか、そうでなければ提供するために利用可能であり、そのような方法は全て、本開示の広い範囲内での使用に利用可能であると考えられる。例えば、ある特定の実施形態では、脂肪酸エステルが、大豆油、ヒマワリ油、オリーブ油、カノーラ油、ピーナッツ油、およびこれらの混合物を含むが、これらに限定されない油料種子から得られる1種または複数の脂肪酸部分で糖をエステル化することによって合成されることが好ましい。 Many methods are publicly known and available for producing or otherwise providing the SFAEs of this disclosure, and all such methods are considered to be available for use within the broad scope of this disclosure. For example, in certain embodiments, the fatty acid esters are preferably synthesized by esterifying sugars with one or more fatty acid moieties obtained from oilseeds including, but not limited to, soybean oil, sunflower oil, olive oil, canola oil, peanut oil, and mixtures thereof.
SFAEは、そのヒドロキシル水素のうちの1個または複数においてエステル部分によって置換されている、スクロース部分を含むがこれに限定されない糖部分を含み得る。関連する態様では、本開示での使用のための二糖エステルは、引用によってそのすべてが本明細書の一部をなす、‘073公開の式Iの構造体を有し得る。 SFAE may include a sugar moiety containing, but not limited to, a sucrose moiety in which one or more of its hydroxyl hydrogens are substituted by an ester moiety. In relevant embodiments, disaccharide esters for use in this disclosure may have structures of formula I published in '073, all of which are by reference to this specification.
SFAEに好適な二糖としてはまた、キシロース、グルコース、ラフィノース、マルトデキストロース、ガラクトース、グルコースの組合せ、フルクトースの組合せ、マルトース、ラクトース、マンノースの組合せ、エリトロースの組合せ、イソマルトース、イソマルツロース、トレハロース、トレハルロース、セロビオース、ラミナリビオース、キトビオース、およびこれらの組合せも挙げられ得る。 Suitable disaccharides for SFAE also include xylose, glucose, raffinose, maltodextrose, galactose, glucose combinations, fructose combinations, maltose, lactose, mannose combinations, erythrose combinations, isomaltose, isomaltulose, trehalose, trehalulose, cellobiose, laminaribiose, chitobiose, and combinations thereof.
他の一実施形態では、デンプン脂肪酸エステルを使用することができ、ここで、デンプンは、デントコーンスターチ、ワキシーコーンスターチ、ジャガイモデンプン、小麦デンプン、米デンプン、サゴデンプン、タピオカデンプン、ソルガムデンプン、サツマイモデンプン、およびこれらの混合物等の任意の好適な供給源に由来し得る。 In another embodiment, starch fatty acid esters may be used, where the starch may be derived from any suitable source such as dent corn starch, waxy corn starch, potato starch, wheat starch, rice starch, sago starch, tapioca starch, sorghum starch, sweet potato starch, and mixtures thereof.
本開示の組成物における使用のために、SFAE化合物は、高い置換度を有し得る。一部の実施形態では、糖脂肪酸エステルは、スクロースポリソイエートである。 For use in the compositions of this disclosure, the SFAE compound may have a high degree of substitution. In some embodiments, the sugar fatty acid ester is a sucrose polysoyate.
SFAEは、‘073出願に開示されている手法で製造できる。例えば、糖脂肪酸エステルは、公知のエステル化プロセスによる実質的に純粋な脂肪酸とのエステル化によって作製され得る。これらは、糖(saccharide)と、例えば天然源に由来する、例えば油料種子から抽出された油、例えば大豆油に見られるものに由来する脂肪酸グリセリドの形態の脂肪酸エステルとを使用するエステル交換によっても調製できる。脂肪酸グリセリドを使用してスクロース脂肪酸エステルを提供するエステル交換反応については、例えば、引用することによってそれらの全てが本明細書の一部をなすものとする、米国特許第3,963,699号、同第4,517,360号、同第4,518,772号、同第4,611,055号、同第5,767,257号、同第6,504,003号、同第6,121,440号および同第6,995,232号、ならびに国際公開第WO1992004361に記載されている。 SFAEs can be produced by the methods disclosed in the '073 application. For example, sugar fatty acid esters can be produced by esterification with substantially pure fatty acids by known esterification processes. They can also be prepared by transesterification using sugars and fatty acid esters in the form of fatty acid glycerides derived from, for example, natural sources, such as oils extracted from oilseeds, such as those found in soybean oil. Transesterification reactions that provide sucrose fatty acid esters using fatty acid glycerides are described, for example, in U.S. Patents 3,963,699, 4,517,360, 4,518,772, 4,611,055, 5,767,257, 6,504,003, 6,121,440 and 6,995,232, and International Publication WO1992004361, all of which are incorporated herein by reference.
本明細書に記載の方法によって生成されたセルロースベース製品は、処理なしの同様のセルロース含有材料と比較して、より高い疎水性(または耐水性)を示すように構成され得る。関連する態様では、処理されたセルロース含有材料は、処理なしの同様のセルロース含有材料と比較して、より高い疎油性(またはOGR)を示す。更なる関連する態様では、処理されたセルロース含有材料は、生分解性、堆肥化可能、および/またはリサイクル可能であり得る。一態様では、処理されたセルロース含有材料は、疎水性(耐水性)と疎油性(耐脂質性)(OGR)の両方である。 Cellulose-based products produced by the methods described herein may be configured to exhibit higher hydrophobicity (or water resistance) compared to similar untreated cellulose-containing materials. In relevant embodiments, treated cellulose-containing materials exhibit higher oleophobicity (or OGR) compared to similar untreated cellulose-containing materials. In further relevant embodiments, treated cellulose-containing materials may be biodegradable, compostable, and/or recyclable. In one embodiment, treated cellulose-containing materials are both hydrophobic (water resistance) and oleophobic (lipid resistance) (OGR).
本開示のセルロースベース製品は、未処理の同様の材料と比較して、改善された機械的特性を有し得る。例えば、本明細書に記載の方法によって処理された紙袋は、破裂強さ、ガーレー数、引張強さ、および/または最大荷重エネルギーの増加を示す。一態様では、破裂強さは、約0.5~1.0倍、約1.0~1.1倍、約1.1~1.3倍、約1.3~1.5倍増加している。別の一態様では、ガーレー数は、約3~4倍、約4~5倍、約5~6倍、および約6~7倍増加している。更なる別の一態様では、引張歪みは、約0.5~1.0倍、約1.0~1.1倍、約1.1~1.2倍、および約1.2~1.3倍増加している。また別の一態様では、最大荷重エネルギーは、約1.0~1.1倍、約1.1~1.2倍、約1.2~1.3倍、および約1.3~1.4倍増加している。 The cellulose-based products of this disclosure may have improved mechanical properties compared to untreated similar materials. For example, paper bags treated by the methods described herein show increases in burst strength, Gurley number, tensile strength, and/or maximum load energy. In one embodiment, the burst strength is increased by about 0.5 to 1.0 times, about 1.0 to 1.1 times, about 1.1 to 1.3 times, and about 1.3 to 1.5 times. In another embodiment, the Gurley number is increased by about 3 to 4 times, about 4 to 5 times, about 5 to 6 times, and about 6 to 7 times. In yet another embodiment, the tensile strain is increased by about 0.5 to 1.0 times, about 1.0 to 1.1 times, about 1.1 to 1.2 times, and about 1.2 to 1.3 times. In another embodiment, the maximum load energy increases by approximately 1.0–1.1 times, approximately 1.1–1.2 times, approximately 1.2–1.3 times, and approximately 1.3–1.4 times.
セルロース含有材料は、例えば米国公開第2015/0167243号(引用によりその全てが本明細書の一部をなすものとする。)に記載されているように、ミクロフィブリル化セルロース(MFC)またはセルロースナノファイバー(CNF)を含む原紙であり得、MFCまたはCNFは、形成プロセスおよび製紙プロセス中に添加され、ならびに/またはコーティングもしくは二次層として前の成形層に添加されて、前記原紙の多孔度を低下させる。実施形態では、得られる接触させた原紙は、調節可能に耐水性および耐脂質性である。関連する態様では、得られる原紙は、ガーレー値を、少なくとも約10~15(すなわち、ガーレー空気抵抗(秒/100cc、20oz.cyl.))、または少なくとも約100、少なくとも約200~約350呈し得る。一態様では、本明細書に記載のバリアコーティングは、同様の性能効果(例えば、耐水性、耐グリース性など)を達成するために、1つもしくは複数の層のためのラミネートであり得るか、またはラミネートとしての1つもしくは複数の層を提供し得るか、または1つもしくは複数の層のコーティングの量を減少させ得る。関連する態様では、ラミネートは、生分解性および/または構成可能な(composable)ヒートシールまたは接着剤を含み得る。 Cellulose-containing materials may be base papers containing microfibrillated cellulose (MFC) or cellulose nanofiber (CNF), as described, for example, in U.S. Publication No. 2015/0167243 (which in whole is incorporated herein by reference), where the MFC or CNF is added during the forming and papermaking processes, and/or added to the previous molded layer as a coating or secondary layer to reduce the porosity of the base paper. In embodiments, the resulting contacted base paper is adjustable in water resistance and lipid resistance. In relevant embodiments, the resulting base paper may exhibit a Gurley value of at least about 10 to 15 (i.e., Gurley air resistance (sec/100cc, 20oz.cyl.)), or at least about 100, at least about 200 to about 350. In one embodiment, the barrier coating described herein may be a laminate for one or more layers, or may provide one or more layers as a laminate, or may reduce the amount of coating of one or more layers, in order to achieve similar performance effects (e.g., water resistance, grease resistance, etc.). In related embodiments, the laminate may include a biodegradable and/or composable heat seal or adhesive.
一実施形態では、SGFブレンドは、顔料(例えば、クレー、炭酸カルシウム、二酸化チタン、プラスチック顔料)、バインダー(例えば、デンプン、大豆タンパク質、ポリマーエマルション、PvOH、カゼイン)、および添加剤(例えば、グリオキサール、グリオキサール化樹脂、ジルコニウム塩、ポリエチレンエマルション、カルボキシメチルセルロース、アクリルポリマー、アルギネート、ポリアクリレートガム、ポリアクリレート、殺菌剤、油性消泡剤、シリコーンベース消泡剤、スチルベン、直接染料、および酸性染料)を含むがこれらに限定されない内部および表面サイジング(単独または組合せ)のための1つまたは複数のコーティング成分と組み合わされ得る。関連する態様では、そのような成分は、微細な多孔質構造体の構築、光散乱面の形成、インク受容性の改善、光沢の改善、顔料粒子の結合、紙へのコーティングの結合、ベースシート補強、顔料構造体の細孔を充填、感水性の低減、オフセット印刷でのウェットピックへの抵抗、ブレードの引っ掻きの防止、スーパーカレンダー処理での光沢の改善、ダスティングの低減、コーティング粘度の調整、保水性の提供、顔料の分散、コーティング分散の維持、コーティング/コーティングの色の変質の防止、発泡の制御、混入空気およびコーティングクレーターの低減、白色度および明度の増加、ならびに色および色合いの制御を含むがこれらに限定されない、1つまたは複数の特性を提供できる。最終製品に望まれる特性(複数可)に応じて組合せが変わり得ることは、当業者に明らかであろう。 In one embodiment, the SGF blend may be combined with one or more coating components for internal and surface sizing (alone or in combination) including, but not limited to, pigments (e.g., clay, calcium carbonate, titanium dioxide, plastic pigments), binders (e.g., starch, soy protein, polymer emulsion, PvOH, casein), and additives (e.g., glyoxal, glyoxalized resins, zirconium salts, polyethylene emulsion, carboxymethylcellulose, acrylic polymer, alginate, polyacrylate gum, polyacrylate, bactericide, oily defoamer, silicone-based defoamer, stilbene, direct dyes, and acid dyes). In relevant embodiments, such components can provide one or more properties, including but not limited to: construction of fine porous structures, formation of light scattering surfaces, improved ink receptivity, improved gloss, bonding of pigment particles, bonding of coatings to paper, reinforcement of base sheets, filling of pores in pigment structures, reduced water sensitivity, resistance to wet picking in offset printing, prevention of blade scratching, improved gloss in supercalendering, reduced dusting, adjustment of coating viscosity, provision of water retention, pigment dispersion, maintenance of coating dispersion, prevention of coating/coating color deterioration, control of foaming, reduction of trapped air and coating craters, increased whiteness and brightness, and control of color and hue. It will be apparent to those skilled in the art that the combination may vary depending on the desired properties of the final product.
ウェットエンド塗布では、SGFブレンドは、分散体中に存在する総セルロース繊維の少なくとも0.025%(wt/wt)の濃度で水性混合物または分散体中に存在できる。関連する態様では、SGFは、存在する総繊維の約0.05%(wt/wt)~約0.1%(wt/wt)、約0.1%(wt/wt)~約0.5%(wt/wt)、約0.5%(wt/wt)~約1.0%(wt/wt)、約1.0%(wt/wt)~約2.0%(wt/wt)、約2.0%(wt/wt)~約3.0%(wt/wt)、約3.0%(wt/wt)~約4.0%(wt/wt)、約4.0%(wt/wt)~約5.0%(wt/wt)、約5.0%(wt/wt)~約10%(wt/wt)、または約10%(wt/wt)~約50%(wt/wt)で存在できる。 In wet-end coating, the SGF blend can be present in the aqueous mixture or dispersion at a concentration of at least 0.025% (wt/wt) of the total cellulose fibers present in the dispersion. In relevant embodiments, SGF can be present in amounts of approximately 0.05% (wt/wt) to approximately 0.1% (wt/wt), approximately 0.1% (wt/wt) to approximately 0.5% (wt/wt), approximately 0.5% (wt/wt) to approximately 1.0% (wt/wt), approximately 1.0% (wt/wt) to approximately 2.0% (wt/wt), approximately 2.0% (wt/wt) to approximately 3.0% (wt/wt), approximately 3.0% (wt/wt) to approximately 4.0% (wt/wt), approximately 4.0% (wt/wt) to approximately 5.0% (wt/wt), approximately 5.0% (wt/wt) to approximately 10% (wt/wt), or approximately 10% (wt/wt) to approximately 50% (wt/wt) of the total fibers present.
ウェットエンド塗布では、CNFは、分散体中に存在する総セルロース繊維の少なくとも0.025%(wt/wt)の濃度で水性混合物または分散体中に存在できる。関連する態様では、CNFは、存在する総繊維の約0.05%(wt/wt)~約0.1%(wt/wt)、約0.1%(wt/wt)~約0.5%(wt/wt)、約0.5%(wt/wt)~約1.0%(wt/wt)、約1.0%(wt/wt)~約2.0%(wt/wt)、約2.0%(wt/wt)~約3.0%(wt/wt)、約3.0%(wt/wt)~約4.0%(wt/wt)、約4.0%(wt/wt)~約5.0%(wt/wt)、約5.0%(wt/wt)~約10%(wt/wt)、約10%(wt/wt)~約20%(wt/wt)、約20%(wt/wt)~約30%(wt/wt)、約30%(wt/wt)~約40%(wt/wt)、約40%(wt/wt)~約50%(wt/wt)、約60%(wt/wt)~約70%(wt/wt)、約70%(wt/wt)~約80%(wt/wt)、または約80%(wt/wt)~約90%(wt/wt)で存在できる。 In wet-end coating, CNF can be present in the aqueous mixture or dispersion at a concentration of at least 0.025% (wt/wt) of the total cellulose fibers present in the dispersion. In related embodiments, the CNF may be present in concentrations of about 0.05% (wt/wt) to about 0.1% (wt/wt), about 0.1% (wt/wt) to about 0.5% (wt/wt), about 0.5% (wt/wt) to about 1.0% (wt/wt), about 1.0% (wt/wt) to about 2.0% (wt/wt), about 2.0% (wt/wt) to about 3.0% (wt/wt), about 3.0% (wt/wt) to about 4.0% (wt/wt), and about 4.0% (wt/wt) to about 5.0% (wt/wt) of the total fibers present. It can exist at approximately 5.0% (wt/wt) to 10% (wt/wt), approximately 10% (wt/wt) to 20% (wt/wt), approximately 20% (wt/wt) to 30% (wt/wt), approximately 30% (wt/wt) to 40% (wt/wt), approximately 40% (wt/wt) to 50% (wt/wt), approximately 60% (wt/wt) to 70% (wt/wt), approximately 70% (wt/wt) to 80% (wt/wt), or approximately 80% (wt/wt) to 90% (wt/wt).
ウェットエンド塗布では、強化CNFは、分散体中に存在する総セルロース繊維の少なくとも0.025%(wt/wt)の濃度で水性混合物または分散体中に存在できる。関連する態様では、強化CNFは、存在する総繊維の約0.05%(wt/wt)~約0.1%(wt/wt)、約0.1%(wt/wt)~約0.5%(wt/wt)、約0.5%(wt/wt)~約1.0%(wt/wt)、約1.0%(wt/wt)~約2.0%(wt/wt)、約2.0%(wt/wt)~約3.0%(wt/wt)、約3.0%(wt/wt)~約4.0%(wt/wt)、約4.0%(wt/wt)~約5.0%(wt/wt)、約5.0%(wt/wt)~約10%(wt/wt)、約10%(wt/wt)~約20%(wt/wt)、約20%(wt/wt)~約30%(wt/wt)、約30%(wt/wt)~約40%(wt/wt)、約40%(wt/wt)~約50%(wt/wt)、約60%(wt/wt)~約70%(wt/wt)、約70%(wt/wt)~約80%(wt/wt)、または約80%(wt/wt)~約90%(wt/wt)で存在できる。 In wet-end coating, reinforced CNF can be present in the aqueous mixture or dispersion at a concentration of at least 0.025% (wt/wt) of the total cellulose fibers present in the dispersion. In related embodiments, the reinforced CNF may be present in concentrations of about 0.05% (wt/wt) to about 0.1% (wt/wt), about 0.1% (wt/wt) to about 0.5% (wt/wt), about 0.5% (wt/wt) to about 1.0% (wt/wt), about 1.0% (wt/wt) to about 2.0% (wt/wt), about 2.0% (wt/wt) to about 3.0% (wt/wt), about 3.0% (wt/wt) to about 4.0% (wt/wt), and about 4.0% (wt/wt) to about 5.0% (wt/wt) of the total fibers present. t) can exist in concentrations of approximately 5.0% (wt/wt) to 10% (wt/wt), approximately 10% (wt/wt) to 20% (wt/wt), approximately 20% (wt/wt) to 30% (wt/wt), approximately 30% (wt/wt) to 40% (wt/wt), approximately 40% (wt/wt) to 50% (wt/wt), approximately 60% (wt/wt) to 70% (wt/wt), approximately 70% (wt/wt) to 80% (wt/wt), or approximately 80% (wt/wt) to 90% (wt/wt).
本明細書にて、「コーティング重量」は、基材に塗布すべき材料(湿潤または乾燥)の重量である。これは、規定された連あたりのポンドまたは平方メートルあたりのグラムで表される。 In this specification, "coating weight" refers to the weight (wet or dry) of the material to be applied to the substrate. This is expressed in pounds per strip or grams per square meter.
コーティング塗布では、強化CNFは、基材の表面上に少なくとも約0.05g/m2のコーティング重量で存在できる。関連する態様では、SGFブレンドは、セルロースベース材料の表面上に、約0.05g/m2~約1.0g/m2、約1.0g/m2~約2.0g/m2、約2g/m2~約3g/m2、3g/m2~約4g/m2、約4g/m2~約5g/m2、約5g/m2~約10g/m2、または約10g/m2~約20g/m2のコーティング重量で存在できる。 In coating applications, the reinforced CNF can be present on the surface of the substrate in a coating weight of at least about 0.05 g/ m² . In related embodiments, the SGF blend can be present on the surface of the cellulose-based material in a coating weight of about 0.05 g/ m² to about 1.0 g/ m² , about 1.0 g/ m² to about 2.0 g/ m² , about 2 g/ m² to about 3 g/ m² , 3 g/ m² to about 4 g/ m² , about 4 g/ m² to about 5 g/m², about 5 g/ m² to about 10 g/ m² , or about 10 g/ m² to about 20 g/ m² .
コーティング塗布では、SGFブレンドは、基材の表面上に少なくとも約0.05g/m2のコーティング重量で存在できる。関連する態様では、SGFブレンドは、セルロースベース材料の表面上に、約0.05g/m2~約1.0g/m2、約1.0g/m2~約2.0g/m2、約2g/m2~約3g/m2、3g/m2~約4g/m2、約4g/m2~約5g/m2、約5g/m2~約10g/m2、または約10g/m2~約20g/m2のコーティング重量で存在できる。 In coating applications, the SGF blend can be present on the surface of the substrate in a coating weight of at least about 0.05 g/ m² . In related embodiments, the SGF blend can be present on the surface of a cellulose-based material in a coating weight of about 0.05 g/ m² to about 1.0 g/ m² , about 1.0 g/ m² to about 2.0 g/ m² , about 2 g/ m² to about 3 g/ m² , 3 g/ m² to about 4 g/ m² , about 4 g/ m² to about 5 g/m², about 5 g/ m² to about 10 g/ m² , or about 10 g/ m² to about 20 g/ m² .
コーティング塗布では、CNFは、セルロースベース材料(または基材)の表面上に少なくとも約0.05g/m2(gsm)のコーティング重量で存在できる。関連する態様では、CNFは、セルロースベース材料の表面上に、約0.05g/m2~約1.0g/m2、約1.0g/m2~約2.0g/m2、約2g/m2~約3g/m2、3g/m2~約4g/m2、約4g/m2~約5g/m2、約5g/m2~約10g/m2、約10g/m2~約20g/m2、または約20g/m2~約30g/m2のコーティング重量で存在できる。 In coating applications, CNF can be present on the surface of the cellulose-based material (or substrate) in a coating weight of at least about 0.05 g/ m² (gsm). In related embodiments, CNF can be present on the surface of the cellulose-based material in a coating weight of about 0.05 g/ m² to about 1.0 g/ m² , about 1.0 g/ m² to about 2.0 g/ m² , about 2 g/ m² to about 3 g/ m² , 3 g/ m² to about 4 g/ m² , about 4 g/m² to about 5 g/ m² , about 5 g/ m² to about 10 g/ m² , about 10 g/ m² to about 20 g/ m² , or about 20 g/ m² to about 30 g/ m² .
疎水性バリア特性は、二次疎水性物質の非存在下で、SGFブレンドおよび/または強化CNFによって基材に付与され得る。 Hydrophobic barrier properties can be imparted to the substrate by SGF blends and/or reinforced CNF in the absence of secondary hydrophobic materials.
バリア配合物は、SGFブレンドと水とのエマルションを形成するのに、および/または強化CNFと水とのエマルションを形成するのに十分な濃度で1種または複数の乳化剤(emulsifier)または乳化物質(emulsifying agents)を含み得る。好適な乳化剤または乳化物質は、緩衝剤、ポリビニルアルコール(PvOH)、カルボキシメチルセルロース(CMC)、乳タンパク質、ゼラチン、デンプン、アセチル化多糖、アルギネート、カラギーナン、キトサン、イヌリン、長鎖脂肪酸、ワックス、寒天、アルギネート、グリセロール、ガム、レシチン、ポロキサマー、モノグリセロール、ジグリセロール、リン酸モノナトリウム、モノステアレート、プロピレングリコール、洗浄剤、セチルアルコール、グリセロールエステル、(飽和)((ポリ)不飽和)脂肪酸メチルエステル、およびこれらの組合せを含む。 The barrier formulation may contain one or more emulsifiers or emulsifying agents in concentrations sufficient to form an emulsion with the SGF blend and/or with the enhanced CNF and water. Suitable emulsifiers or emulsifying agents include buffers, polyvinyl alcohol (PvOH), carboxymethylcellulose (CMC), milk proteins, gelatin, starch, acetylated polysaccharides, alginates, carrageenan, chitosan, inulin, long-chain fatty acids, waxes, agar, glycerol, gum, lecithin, poloxamer, monoglycerol, diglycerol, monosodium phosphate, monostearate, propylene glycol, detergents, cetyl alcohol, glycerol esters, (saturated) ((poly)unsaturated) fatty acid methyl esters, and combinations thereof.
本明細書に記載の方法は、強化CNFに含まれるべきSGFブレンドの含有量および/またはSGFブレンドの成分を予め決定するステップを含み得る。いくつかの態様では、この予め決定するステップは、強化CNFを調製する前に実施できる。予め決定するステップは、所望の効果を達成するために実施できる。強化CNFをバリア配合物中で使用する場合および/またはウェットエンドで製紙完成紙料に添加する場合に、予め決定するステップは、所望のレベルの耐水性ならびに/または所望のレベルの耐油性および耐グリース性を達成するために実施できる。いくつかの態様では、予め決定するステップは、完成紙料または繊維スラリーの脱水速度を増加させるために実施できる。脱水速度を増加させると、例えば、セルロースベース物品の製造速度が改善される。上述したように、CNFを含有するスラリーの脱水は、CNFの使用に向けられた最大の問題のうちの1つである。増加した脱水速度は、例えば、強化CNFバインダーの作製とバリア配合物における強化CNFバインダーの使用との両方に当てはまる。脱水は、製紙産業では周知であり、この開示の他の箇所にて引用によりその全てが本明細書の一部をなす、Smookにおいても説明されている。 The methods described herein may include a step of predetermining the content of the SGF blend to be included in the reinforced CNF and/or the components of the SGF blend. In some embodiments, this predetermining step can be performed before preparing the reinforced CNF. The predetermining step can be performed to achieve a desired effect. When the reinforced CNF is used in a barrier formulation and/or added to the finished paper stock at the wet end, the predetermining step can be performed to achieve a desired level of water resistance and/or a desired level of oil and grease resistance. In some embodiments, the predetermining step can be performed to increase the dewatering rate of the finished paper stock or fiber slurry. Increasing the dewatering rate improves the production rate of cellulose-based articles, for example. As described above, dewatering of slurries containing CNF is one of the biggest problems directed toward the use of CNF. An increased dewatering rate applies to both the preparation of reinforced CNF binders and the use of reinforced CNF binders in barrier formulations, for example. Dehydration is well known in the paper industry and is also described in Smook, which is entirely part of this specification by reference elsewhere in this disclosure.
本明細書に記載の方法は、バリア配合物に含まれるべきSGFブレンドの含有量を予め決定するステップおよび/またはSGFブレンドの成分を予め決定するステップを含み得る。いくつかの態様では、この予め決定するステップは、バリア配合物を調製する前に実施できるか、またはセルロースベース材料を配合物と接触させる前に実施できる。予め決定するステップは、所望の効果を達成するために実施できる。予め決定するステップは、所望のレベルの耐水性ならびに/または所望のレベルの耐油性および耐グリース性を達成するために実施できる。 The methods described herein may include the step of predetermining the content of the SGF blend to be included in the barrier formulation and/or the components of the SGF blend. In some embodiments, this predetermining step can be performed before preparing the barrier formulation or before contacting the cellulose-based material with the formulation. The predetermining step can be performed to achieve a desired effect. The predetermining step can be performed to achieve a desired level of water resistance and/or a desired level of oil and grease resistance.
上述したように、バリア配合物は、製紙産業で一般的に使用される1種または複数の顔料を含み得る。1種または複数の顔料は、配合物の総重量に基づいて約0.1重量%~約90重量%の濃度で配合物中に存在できる。他の一態様では、顔料の濃度は、約1重量%~10重量%、約11重量%~20重量%、約21重量%~30重量%、約31重量%~40重量%、約41重量%~50重量%、51重量%~60重量%、61重量%~70重量%、71重量%~80重量%、81重量%~90重量%、または0.1重量%~90重量%中の任意選択的な他の範囲であり得る。顔料の使用は、製紙業界では周知であり、最終製品の特性を変化させるように顔料濃度を選択できる。例示的な顔料としては、クレー、炭酸カルシウム、二酸化チタン、カオリン、タルク、プラスチック顔料、シリカ、ケイ酸塩、金属酸化物、アルミナ、アルミン酸塩、および珪藻土が挙げられる。 As described above, barrier formulations may contain one or more pigments commonly used in the papermaking industry. One or more pigments can be present in the formulation at concentrations ranging from about 0.1% to about 90% by weight, based on the total weight of the formulation. In another embodiment, the pigment concentration may be in a range of about 1% to 10% by weight, about 11% to 20% by weight, about 21% to 30% by weight, about 31% to 40% by weight, about 41% to 50% by weight, 51% to 60% by weight, 61% to 70% by weight, 71% to 80% by weight, 81% to 90% by weight, or any other optional range between 0.1% to 90% by weight. The use of pigments is well known in the papermaking industry, and pigment concentrations can be selected to alter the properties of the final product. Examples of similar pigments include clay, calcium carbonate, titanium dioxide, kaolin, talc, plastic pigments, silica, silicates, metal oxides, alumina, aluminates, and diatomaceous earth.
上述したように、バリア配合物は、セルロースベース基材上での強化CNFおよび/またはSGFブレンドの保持を補助するために、1種または複数の荷電ポリマーを含み得る。1種または複数の荷電ポリマーは、1種もしくは複数のカチオン性ポリマー、アニオン性ポリマー、非イオン性ポリマー、および/または双性イオン性ポリマーを含み得る。荷電ポリマーは、比較的低い分子量のカチオン性ポリマーと比較的高い分子量のアニオン性ポリマーとの組合せを含み得る。 As described above, the barrier formulation may contain one or more charged polymers to assist in the retention of the reinforced CNF and/or SGF blend on the cellulose-based substrate. The one or more charged polymers may include one or more cationic polymers, anionic polymers, nonionic polymers, and/or zwitterionic polymers. The charged polymers may include a combination of a cationic polymer with a relatively low molecular weight and an anionic polymer with a relatively high molecular weight.
荷電ポリマーは、1種または複数のカチオン性ポリマーからなり得る。1種または複数のカチオン性ポリマーは、ポリアクリルアミドを含み得る。ポリアクリルアミドは、ポリDADMAC(ポリジアリルジメチルアンモニウムクロリド)を含み得る。 The charged polymer may consist of one or more cationic polymers. One or more cationic polymers may include polyacrylamide. The polyacrylamide may include poly-DADMAC (polydiallyldimethylammonium chloride).
カチオン性ポリマーは、500,000~10,000,000の重量平均分子量を有し得る。いくつかの態様では、重量平均MWは、500,000~1,000,000、1,000,001~2,000,000、2,000,001~3,000,000、3,000,001~4,000,000、4,000,001~5,000,000、5,000,001~6,000,000、6,000,001~7,000,000、7,000,001~8,000,000、8,000,001~9,000,000、または9,000,001~10,0000である。いくつかの態様では、荷電ポリマーのブレンドを使用して、先の範囲内の任意選択的なMWを有する荷電ポリマーの組合せ(例えば、1,000,000未満の重量平均MWを有する第1の荷電ポリマーを2,000,000超の重量平均MWを有する第2の荷電ポリマーと組み合わせて使用する;第2の荷電ポリマーに対する第1の荷電ポリマーの重量比は、10:90~90:10である)を使用した「バイモーダル」タイプの重量平均MWを達成する。一部の実施形態では、配合物中のカチオン性ポリマーの濃度は、配合物の総重量を100%と考える場合、約0.01重量%~約5重量%、約0.01重量%~約3重量%、0.05重量%~約0.1重量%、または約0.1重量%~約1重量%、または約1重量%~約3重量%である。いくつかの態様では、配合物における強化CNFに対するカチオン性ポリマーの重量比は、約0.1:99.9~約20:80、0.5:99.5~約15:85、約1:99~約10:90、または約2.5:97.5~約7.5:92.5である。いくつかの態様では、配合物におけるSGFブレンドに対するカチオン性ポリマーの重量比は、約0.1:99.9~約20:80、0.5:99.5~約15:85、約1:99~約10:90、または約2.5:97.5~約7.5:92.5である。 Cationic polymers may have a weight-average molecular weight of 500,000 to 10,000,000. In some embodiments, the weight-average MW is 500,000 to 1,000,000, 1,000,001 to 2,000,000, 2,000,001 to 3,000,000, 3,000,001 to 4,000,000, 4,000,001 to 5,000,000, 5,000,001 to 6,000,000, 6,000,001 to 7,000,000, 7,000,001 to 8,000,000, 8,000,001 to 9,000,000, or 9,000,001 to 10,0000. In some embodiments, a blend of charged polymers is used to achieve a “bimodal” type of weight-average MW using combinations of charged polymers having an optional MW within the aforementioned range (e.g., using a first charged polymer having a weight-average MW of less than 1,000,000 in combination with a second charged polymer having a weight-average MW of greater than 2,000,000; the weight ratio of the first charged polymer to the second charged polymer is 10:90 to 90:10). In some embodiments, the concentration of the cationic polymer in the formulation is about 0.01% to about 5% by weight, about 0.01% to about 3% by weight, 0.05% to about 0.1% by weight, or about 0.1% to about 1% by weight, or about 1% to about 3% by weight, when the total weight of the formulation is considered to be 100%. In some embodiments, the weight ratio of the cationic polymer to the reinforced CNF in the formulation is approximately 0.1:99.9 to approximately 20:80, 0.5:99.5 to approximately 15:85, approximately 1:99 to approximately 10:90, or approximately 2.5:97.5 to approximately 7.5:92.5. In some embodiments, the weight ratio of the cationic polymer to the SGF blend in the formulation is approximately 0.1:99.9 to approximately 20:80, 0.5:99.5 to approximately 15:85, approximately 1:99 to approximately 10:90, or approximately 2.5:97.5 to approximately 7.5:92.5.
いくつかの態様では、上述したように、プロラミンを、荷電ポリマーの代わりに強化CNFおよび/またはSGFブレンドを含むバリア配合物の保持助剤として使用できる。 In some embodiments, as described above, prolamin can be used as a retention aid in barrier formulations containing a reinforced CNF and/or SGF blend instead of a charged polymer.
バリア配合物は、1種または複数の従来の製紙バインダーも含み得る。例示的なバインダーとしては、CNF、本開示の強化CNF、デンプン、ポリマー、ポリマーエマルション、PvOH、プロラミン、またはこれらの組合せが挙げられる。いくつかの態様では、配合物は、強化CNF以外のバインダーを含有していなくてもよい。 The barrier formulation may also include one or more conventional papermaking binders. Exemplary binders include CNF, reinforced CNF according to the disclosure, starch, polymers, polymer emulsions, PvOH, prolamins, or combinations thereof. In some embodiments, the formulation may not contain any binders other than reinforced CNF.
バリア配合物は、エマルションの形態で提供できる。エマルションは、本開示の方法のバリア配合物として使用できる。いくつかの態様では、エマルションは、SGFブレンド以外の乳化剤を含有していなくてもよい。代替的には、エマルションは、約0.01重量%~約80重量%の1種または複数の乳化剤を含み得る。エマルションはまた、ナノまたはミクロフィブリル化セルロース、ガム、または増粘剤などの、エマルションを一定期間(例えば、数週間、数カ月など)安定化させるための材料も含み得る。例示的な乳化剤の一覧は、先に記載されている。 The barrier formulation can be provided in the form of an emulsion. The emulsion can be used as a barrier formulation for the methods of this disclosure. In some embodiments, the emulsion may not contain emulsifiers other than the SGF blend. Alternatively, the emulsion may contain one or more emulsifiers in an amount of about 0.01% to about 80% by weight. The emulsion may also contain materials to stabilize the emulsion for a period of time (e.g., several weeks, several months), such as nano- or microfibrillated cellulose, gum, or thickeners. A list of exemplary emulsifiers is provided above.
塗布前に(例えば、約80~150℃で)乾燥できるセルロースベース材料または基材は、例えば、浸漬し、表面を組成物に1秒未満曝露することによって、改質配合物で処理してもよい。基材を加熱して表面を乾燥させることができ、その後、改質された材料を使用する準備が整う。一態様では、本明細書に記載の方法によると、基材は、典型的には製紙工場で行われる任意の好適なコーティング/サイジングプロセスによって処理できる(例えば、引用によりその全てが本明細書の一部をなす、Smook,G.,Surface Treatments in Handbook for Pulp&Paper Technologists,(2016),4th Ed.,Cpt.18,pp.293-309,TAPPI Press,Peachtree Corners,GA USAを参照されたい。)。 A cellulose-based material or substrate that can be dried before application (e.g., at approximately 80–150°C) may be treated with the modified formulation, for example, by immersion, exposing the surface to the composition for less than one second. The substrate can then be heated to dry the surface, after which it is ready for use with the modified material. In one embodiment, according to the method described herein, the substrate can be treated by any suitable coating/sizing process typically carried out in a paper mill (see, for example, Smook, G., Surface Treatments in Handbook for Pulp & Paper Technologists, (2016), 4th Ed., Cpt. 18, pp. 293–309, TAPPI Press, Peachtree Corners, GA USA, which is all incorporated herein by reference).
一部の用途では、処理前にセルロースベース材料を乾燥させてもよいが、本開示を実践するのに材料の特別な調製は必要ない。一実施形態では、開示された方法は、フィルム、剛性容器、繊維、パルプ、ファブリックなどを含むがこれらに限定されない任意のセルロースベース表面上で使用できる。一態様では、バリア配合物は、従来のサイズプレス(垂直、傾斜、水平)、ゲートロールサイズプレス、計量サイズプレス、カレンダーサイズ塗布、チューブサイジング、オンマシン、オフマシン、片面コーター、両面コーター、ショートドウェル、同時二面コーター、ブレードまたはロッドコーター、グラビアコーター、グラビア印刷、フレキソ印刷、インクジェット印刷、レーザー印刷、カレンダー機上の水容器、およびこれらの組合せによって塗布され得る。 In some applications, the cellulose-based material may be dried before processing, but no special material preparation is required to implement this disclosure. In one embodiment, the disclosed method can be used on any cellulose-based surface, including but not limited to films, rigid containers, fibers, pulp, and fabrics. In one embodiment, the barrier formulation may be applied by conventional sizing presses (vertical, inclined, horizontal), gate roll sizing presses, metering sizing presses, calender sizing, tube sizing, on-machine, off-machine, single-sided coaters, double-sided coaters, short dwells, simultaneous two-sided coaters, blade or rod coaters, gravure coaters, gravure printing, flexographic printing, inkjet printing, laser printing, water containers on calenders, and combinations thereof.
供給源に応じて、本明細書の方法において処理されるセルロースは、紙、板紙、パルプ、針葉樹繊維、広葉樹繊維、またはこれらの組合せ、ナノセルロース、セルロースナノファイバー、ウィスカーまたはミクロフィブリル、ミクロフィブリル化された綿または綿ブレンド、セルロースナノクリスタル、またはナノフィブリル化セルロースであり得る。 Depending on the source, the cellulose processed in the method herein may be paper, cardboard, pulp, softwood fibers, hardwood fibers, or combinations thereof, nanocellulose, cellulose nanofibers, whiskers or microfibrils, microfibrillated cotton or cotton blends, cellulose nanocrystals, or nanofibrillated cellulose.
さらに、本明細書に記載のような改質された繊維およびセルロースベース材料は、再パルプ化され得る。さらに、例えば、水を、低い表面エネルギーのバリアを越えてシートに容易に「押す」ことができない。 Furthermore, modified fiber and cellulose-based materials as described herein can be repulped. Moreover, for example, water cannot be easily "pressed" into the sheet across a low surface energy barrier.
一実施形態では、塗布されるバリア配合物の量は、基材の少なくとも1つの表面、例えば、セルロース含有材料の少なくとも1つの表面を完全に覆うのに十分である。例えば、一実施形態では、バリア配合物は、容器の外側表面全体、容器の内側表面全体もしくはこれらの組合せ、または原紙の片面もしくは両面に塗布され得る。他の一実施形態では、フィルムの上側表面全体がバリア配合物によって覆われ得るか、フィルムの下側表面全体がバリア配合物によって覆われ得るか、これらの組合せであり得る。一部の実施形態では、デバイス/機器の内腔がバリア配合物によって覆われ得るか、デバイス/機器の外側表面がバリア配合物によって覆われ得るか、これらの組合せであり得る。 In one embodiment, the amount of barrier compound applied is sufficient to completely cover at least one surface of the substrate, for example, at least one surface of a cellulose-containing material. For example, in one embodiment, the barrier compound may be applied to the entire outer surface of a container, the entire inner surface of a container, or a combination thereof, or to one or both sides of a base paper. In another embodiment, the entire upper surface of a film may be covered by the barrier compound, the entire lower surface of a film may be covered by the barrier compound, or a combination thereof. In some embodiments, the lumen of a device/equipment may be covered by the barrier compound, the outer surface of the device/equipment may be covered by the barrier compound, or a combination thereof.
一実施形態では、塗布されるバリア配合物の量は、セルロースベース材料の少なくとも1つの表面を部分的に覆うのに十分である。例えば、周囲雰囲気に曝露された表面のみがバリア配合物によって覆われるか、周囲雰囲気に曝露されていない表面のみがバリア配合物によって覆われる(例えば、マスキング)。当業者に明らかであるように、塗布されるバリア配合物の量は、覆うべき材料の使用に依存し得る。一態様では、一方の表面が、バリア配合物でコーティングされ得、反対側の表面が、タンパク質、小麦グルテン、ゼラチン、プロラミン、大豆タンパク質分離物、デンプン、加工デンプン、アセチル化多糖、アルギネート、カラギーナン、キトサン、イヌリン、長鎖脂肪酸、ワックス、およびこれらの組合せを含むがこれらに限定されない薬剤でコーティングされ得る。関連する態様では、バリア配合物を完成紙料に添加することができ、ウェブ上の得られた材料にバリア配合物の更なるコーティング(ウェットエンドに添加される配合物と同様のまたは異なる組成を有する)を施すことができる。 In one embodiment, the amount of barrier formulation applied is sufficient to partially cover at least one surface of the cellulose-based material. For example, only the surface exposed to the ambient atmosphere may be covered with the barrier formulation, or only the surface not exposed to the ambient atmosphere may be covered with the barrier formulation (e.g., masking). As will be apparent to those skilled in the art, the amount of barrier formulation applied may depend on the material to be covered. In one embodiment, one surface may be coated with the barrier formulation, and the opposite surface may be coated with agents including, but not limited to, proteins, wheat gluten, gelatin, prolamin, soy protein isolate, starch, modified starch, acetylated polysaccharides, alginates, carrageenan, chitosan, inulin, long-chain fatty acids, waxes, and combinations thereof. In a related embodiment, the barrier formulation may be added to the finished pulp, and the resulting material on the web may be further coated with the barrier formulation (having a composition similar to or different from the formulation added to the wet end).
任意の好適なコーティングプロセスが、この方法を実践する過程で様々なバリア配合物のいずれかを送達するために使用できる。一実施形態では、コーティングプロセスは、浸漬、噴霧、塗装、印刷、およびこれらのプロセスのうちのいずれかの任意選択的な組合せを、単独で、または本開示の方法を実践するために適合された他のコーティングプロセスとともに含む。 Any suitable coating process can be used to deliver any of the various barrier formulations in the course of practicing this method. In one embodiment, the coating process includes dipping, spraying, painting, printing, and any optional combination of any of these processes, either alone or in conjunction with other coating processes adapted for practicing the method of this disclosure.
水蒸気およびガス(例えば、酸素、窒素、および二酸化炭素)などの様々なガスに対する表面の透過性も、材料のバリア機能が高まるにつれて、バリア配合物によって変更され得る。透過性を測定する標準単位はバーラーであり、これらのパラメータを測定するためのプロトコルもパブリックドメインで入手可能である(水蒸気についてはASTM std F2476-05、酸素についてはASTM std F2622-8、一般的なガス試験についてはhttps://www.ametekmocon.com/products/searchbybrand/moconを参照されたい。)。MOCON透過試験アナライザは、50年以上にわたって産業をリードしている解決策として認められており、ASTM D3985およびASTM F1249などの多くの世界的な透過性試験標準の基礎となっている。MOCONアナライザの広範なラインは、本発明者らの顧客、卸売業者、および機関とのパートナーシップにおける数十年にわたる技術的指導力および継続的革新を表す。本発明者らのMOCON透過アナライザは、極めて多様な範囲の製品および材料にわたって幅広い試験能力を提供する」..)。いくつかの態様では、蒸気およびガスに対する透過性は、バリア配合物に1種または複数のプロラミンを添加することによってさらに低下できる。 The permeability of a surface to various gases, such as water vapor and gases (e.g., oxygen, nitrogen, and carbon dioxide), can also be altered by barrier formulations as the barrier function of the material increases. The standard unit for measuring permeability is the valve, and protocols for measuring these parameters are available in the public domain (see ASTM std F2476-05 for water vapor, ASTM std F2622-8 for oxygen, and https://www.ametekmocon.com/products/searchbybrand/mocon for general gas testing). MOCON permeability analyzers have been recognized as industry-leading solutions for over 50 years and form the basis of many global permeability testing standards, such as ASTM D3985 and ASTM F1249. The extensive line of MOCON analyzers represents decades of technical leadership and continuous innovation in partnerships with our customers, wholesalers, and institutions. Our MOCON transmission analyzer offers broad testing capabilities across a wide range of products and materials. In some embodiments, permeability to vapors and gases can be further reduced by adding one or more prolamins to the barrier formulation.
一実施形態では、開示する方法に従って処理された材料は、微生物攻撃下の環境における分解によって測定されるような完全な生分解性を示すものである。 In one embodiment, a material treated according to the disclosed method exhibits complete biodegradability, as measured by degradation in an environment under microbial attack.
振とうフラスコ法(ASTM E1279-89(2008))およびZahn-Wellens試験(OECD TG 302B)を含む生分解性を定義および試験するための様々な方法が利用可能である。 Various methods are available for defining and testing biodegradability, including the shaking flask method (ASTM E1279-89 (2008)) and the Zahn-Wellens test (OECD TG 302B).
ASTM D6400を含むがこれに限定されない堆肥化可能性を定義および試験するための様々な方法が利用可能である。 Various methods are available for defining and testing compostability, including but not limited to ASTM D6400.
本開示のバリアコーティングされた製品は、約3~約12、4超、5超、6超、7超、8超、9超、10超、11超などのTAPPI T 559 KIT試験値を有し得る。 The barrier-coated products of this disclosure may have TAPPI T 559 KIT test values such as approximately 3 to approximately 12, greater than 4, greater than 5, greater than 6, greater than 7, greater than 8, greater than 9, greater than 10, and greater than 11.
本開示のバリアコーティングされた製品は、少なくとも約65秒、少なくとも約120秒、少なくとも約240秒、少なくとも約480秒などのHST値を有し得る。 The barrier-coated products of this disclosure may have HST values such as at least about 65 seconds, at least about 120 seconds, at least about 240 seconds, and at least about 480 seconds.
本開示のバリアコーティングされた製品の表面は、約60~120度、少なくとも約90度、少なくとも約100度、少なくとも約110度、少なくとも約120度などの水接触角を呈し得る。 The surface of the barrier-coated product of this disclosure may exhibit water contact angles such as about 60 to 120 degrees, at least about 90 degrees, at least about 100 degrees, at least about 110 degrees, and at least about 120 degrees.
一部の実施形態では、本開示のバリア配合物は、安定な水性組成物を形成し、「安定な水性組成物」は、密閉された容器に収容され、摂氏約0度~摂氏約60度の範囲の温度で貯蔵された場合に、少なくとも8時間の期間にわたって、粘度変化、凝固、および沈降に対して実質的に耐性がある水性組成物として定義される。バリア配合物の一部の実施形態は、少なくとも24時間の期間にわたって、多くの場合、少なくとも6カ月の期間にわたって安定である。 In some embodiments, the barrier formulations of this disclosure form a stable aqueous composition, which is defined as an aqueous composition that is substantially resistant to viscosity changes, solidification, and sedimentation for at least 8 hours when contained in a sealed container and stored at a temperature in the range of about 0 to about 60 degrees Celsius. Some embodiments of the barrier formulations are stable for at least 24 hours, and often for at least 6 months.
一部の実施形態では、本開示の方法によって得られるバリアコーティングされた製品は、PFASを含まない。一部の実施形態では、本開示のバリアコーティングされた製品は、バリアコーティング中にPFASを含まない。 In some embodiments, the barrier-coated product obtained by the method of this disclosure does not contain PFAS. In some embodiments, the barrier-coated product of this disclosure does not contain PFAS in the barrier coating.
一部の実施形態では、本開示の方法によって得られるバリアコーティングされた製品は、三次元形状に折り畳まれ、シールされたパッケージに収容されている。これらの実施形態では、バリア層は、パッケージの内側の露出層(または外層)であり得る。パッケージの材料は、食品または飲料製品の貯蔵、輸送、販売などのための任意の従来の材料であり得る。これらの実施形態では、シールされたパッケージは、その中に食品または飲料製品も収容し得る。これらの実施形態では、食品または飲料製品は、バリア紙層と接触し得る。シールされたパッケージのシールは、ハーメチックシールであり得る。 In some embodiments, the barrier-coated product obtained by the method of this disclosure is folded into a three-dimensional shape and housed in a sealed package. In these embodiments, the barrier layer may be an exposed layer (or outer layer) on the inside of the package. The package material may be any conventional material for the storage, transport, and sale of food or beverage products. In these embodiments, the sealed package may also contain food or beverage products. In these embodiments, food or beverage products may be in contact with the barrier paper layer. The seal of the sealed package may be a hermetic seal.
一部の実施形態では、本開示の方法によって得られるバリアコーティングされた製品は、従来の紙リサイクルプログラムと適合性があり、すなわち、ポリエチレン、ポリ乳酸、またはワックスコーティング紙で生じるようなリサイクル操作への悪影響をもたらさない。 In some embodiments, the barrier-coated products obtained by the methods of this disclosure are compatible with conventional paper recycling programs, i.e., they do not cause adverse effects on recycling operations, such as those that occur with polyethylene, polylactic acid, or wax-coated paper.
一部の実施形態では、本開示の方法によって得られるバリアコーティングされた製品は、バイオベースである。本明細書にて、「バイオベース」(または「バイオベース」)は、生きている(または生きていた)生物に由来する物質から意図的に作製された材料を意味する。関連する態様では、そのような物質を少なくとも約50%含有する材料はバイオベースであると考えられる。いくつかの態様では、本開示の方法によって得られるバリアコーティングされた製品は、完全にバイオベースであり得る。いくつかの態様では、本開示のバリア配合物は、完全にバイオベースであり得る。 In some embodiments, the barrier-coated products obtained by the methods of this disclosure are bio-based. In this specification, “bio-based” (or “bio-based”) means a material intentionally made from substances derived from living (or formerly living) organisms. In relevant embodiments, a material containing at least about 50% such substances is considered bio-based. In some embodiments, the barrier-coated products obtained by the methods of this disclosure may be entirely bio-based. In some embodiments, the barrier formulations of this disclosure may be entirely bio-based.
一部の実施形態では、本開示の方法によって得られるバリアコーティングされた製品は、リサイクル可能である。本明細書にて、「リサイクル可能な」は、その文法的変形形態を含め、再使用に好適な材料を作製するように、処理可能であるか、または(使用済み品および/または廃品で)加工できる、前記材料を意味する。 In some embodiments, barrier-coated products obtained by the methods of this disclosure are recyclable. In this specification, “recyclable,” including its grammatical variations, means a material that is processable or can be processed (from used and/or waste) to produce a material suitable for reuse.
一部の実施形態では、本開示のバリアコーティングされた製品は、生分解性である。本明細書にて、「生分解性」は、その文法的変形形態を含め、生物の作用によって(例えば、微生物によって)、特に無害な生成物に分解可能であることを意味する。 In some embodiments, the barrier-coated products of this disclosure are biodegradable. As used herein, “biodegradable,” including its grammatical variations, means that the product is decomposed by biological action (e.g., by microorganisms) into particularly harmless products.
以下、本開示の実施形態について実施例によりさらに詳細に説明するが、本開示はこれらに限定されない。 The embodiments of this disclosure will be described in further detail below with reference to examples, but this disclosure is not limited to these examples.
[実施例1]
実施例1は、バリア特性を有する成形パルプ製品におけるCNFの使用に関する実験室での研究であった。
[Example 1]
Example 1 was a laboratory study on the use of CNF in molded pulp products having barrier properties.
実施例1で使用した機器は、以下の通りである:
・ブフナー漏斗-大型(約8インチの直径であると考えられる。)
・魔法瓶
・実験室用真空ポンプ
・噴霧ボトル
・ストップウォッチ
The equipment used in Example 1 is as follows:
• Buchner funnel – large (estimated to be about 8 inches in diameter).
• Thermos bottle • Laboratory vacuum pump • Spray bottle • Stopwatch
実施例1で使用できる材料は、以下の通りである:
・固体1%でスラリー化した漂白クラフトパルプ(50%のSWK、50%のHWK)
・CNFスラリー-固体0.5%
・10%のSE-15*を添加したCNFスラリー、固体0.5%
・SE-9**/SE30***エマルション、固体1%
・C-PAM(カチオン性ポリアクリルアミド)、固体0.1%
・カチオン性凝固剤、固体0.1%
・顔料、IMERYSの固体1%のCapim DGクレースラリー
The materials that can be used in Example 1 are as follows:
- Bleached kraft pulp slurry with 1% solid (50% SWK, 50% HWK)
• CNF slurry - 0.5% solid
- CNF slurry with 10% SE-15 * added, 0.5% solid
SE-9 ** / SE30 *** Emulsion, 1% solid
• C-PAM (cationic polyacrylamide), solid 0.1%
- Cationic coagulant, 0.1% solid
- Capim DG crease slurry containing 1% solid pigment, IMERYS.
*SE-15は、HANGZHOU UNION BIOTECHNOLOGY CO.,LTDから得た。SE-15は、スクロース脂肪酸エステルとして販売されている。SE-15を分析したところ、約15~30重量%の糖脂肪酸エステル、約40~60重量%のグリセリド、および残分の脂肪酸塩+微量成分を含有することが判明した。 * SE-15 was obtained from HANGZHOU UNION BIOTECHNOLOGY CO., LTD. SE-15 is sold as a sucrose fatty acid ester. Analysis of SE-15 revealed that it contains approximately 15-30% by weight of sugar fatty acid esters, approximately 40-60% by weight of glycerides, and the remainder being fatty acid salts + trace components.
**SE-9は、ZHEJIANG SYNOSE TECHから得た。SE-9は、スクロース脂肪酸エステルとして販売されている。SE-9を分析したところ、グリセリド含有量がより高いことおよびスクロースエステルが約10~20%少ないことを除いて、組成がSE-15と同様であることが判明した。 ** SE-9 was obtained from ZHEJIANG SYNOSE TECH. SE-9 is sold as a sucrose fatty acid ester.** Analysis of SE-9 revealed that its composition is similar to that of SE-15, except that it has a higher glyceride content and approximately 10-20% less sucrose ester.
***SE-30は、EAST CHEMSOURCES LIMITEDから得た。SE-30は、スクロース脂肪酸エステルとして販売されている。SE-30を分析したところ、様々な置換基を有する80%超のスクロースエステルを含有することが判明した。生成物の残りは、比較的少ない(5重量%未満)塩を有するグリセリドであった。 *** SE-30 was obtained from EAST CHEMSOURCES LIMITED. SE-30 is marketed as a sucrose fatty acid ester. Analysis of SE-30 revealed that it contains over 80% sucrose esters with various substituents. The remainder of the product was a glyceride with a relatively small amount (less than 5% by weight) of salt.
実施例1の試験手順は、以下の通りであった: The test procedure for Example 1 was as follows:
<ブランクまたは対照>
(1)十分な量の漂白クラフトスラリーをブフナー漏斗に添加して、坪量150gsmを有する繊維パッドを製造する。今後の実行で使用される完成紙料の体積を記録する。
(2)スラリーをブフナー漏斗に添加したら、真空ポンプを始動する。
(3)繊維スラリーの表面が光沢のあるまたは「濡れた」外観から鈍いざらつきのある表面になる、排液プロセスの最中の時点である「湿潤ライン」まで完成紙料を排液する時間を記録する。
(4)湿潤試料に10秒間真空を適用し続ける。
(5)湿潤マットをブフナー漏斗から取り出し、湿潤マットを2つの吸取紙の間に置く。標準ハンドシートローラーを吸取紙にわたって2回回転させて、試験試料をプレスする。
(6)プレスされた試料を取り出し、乾燥するまで100℃のオーブン内に置く。
<Blank or Contrast>
(1) Add a sufficient amount of bleached kraft slurry to a Buchner funnel to produce a fiber pad with a basis weight of 150 gsm. Record the volume of the finished pulp to be used in future runs.
(2) After adding the slurry to the Buchner funnel, start the vacuum pump.
(3) Record the time it takes to drain the finished pulp up to the "wet line," which is the point in the draining process when the surface of the fiber slurry changes from a glossy or "wet" appearance to a dull, rough surface.
(4) Apply a vacuum to the wet sample for 10 seconds.
(5) Remove the wet mat from the Buchner funnel and place it between the two blotting papers. Press the test sample by rotating the standard hand sheet roller twice across the blotting papers.
(6) Remove the pressed sample and place it in an oven at 100°C until dry.
<内部処理(ウェットエンド塗布)>
(1)1種または複数の添加剤を完成紙料スラリーのアリコート(対照試料の製造中に決定された体積)に添加し、混合する。以下の表1を参照されたい。
(2)十分な量のブレンドしたスラリーをブフナー漏斗に添加して、坪量150gsmを有する繊維パッドを製造する。
(3)スラリーをブフナー漏斗に添加したら、真空ポンプを始動する。
(4)完成紙料を「湿潤ライン」まで排液する時間を記録する。
(5)湿潤試料に10秒間真空を適用し続ける。
(6)湿潤マットをブフナー漏斗から取り出し、湿潤マットを2つの吸取紙の間に置く。標準ハンドシートローラーを吸取紙にわたって2回回転させて、試験試料をプレスする。
(7)プレスされた試料を取り出し、乾燥するまで100℃のオーブン内に置く。
<Internal processing (wet end coating)>
(1) Add one or more additives to an aliquot (a volume determined during the preparation of the control sample) of the finished pulp slurry and mix. See Table 1 below.
(2) Add a sufficient amount of the blended slurry to a Buchner funnel to produce a fiber pad having a basis weight of 150 gsm.
(3) After adding the slurry to the Buchner funnel, start the vacuum pump.
(4) Record the time it takes to drain the finished paper stock down to the "wetting line".
(5) Apply a vacuum to the wet sample for 10 seconds.
(6) Remove the wet mat from the Buchner funnel and place it between the two blotting papers. Press the test sample by rotating the standard hand sheet roller twice across the blotting papers.
(7) Remove the pressed sample and place it in an oven at 100°C until dry.
<噴霧処理(コーティング形成された物品)>
(1)十分な量の漂白クラフトスラリーをブフナー漏斗に添加して、坪量150gsmを有する繊維パッドを製造する。
(2)スラリーをブフナー漏斗に添加したら、真空ポンプを始動する。
(3)完成紙料を「湿潤ライン」まで排液する時間を記録する。
(4)添加剤の既知量の希釈懸濁液を湿潤マットの表面に噴霧する。以下の表2を参照されたい。
(5)湿潤試料に10秒間真空を適用し続ける。
(6)湿潤マットをブフナー漏斗から取り出し、湿潤マットを2つの吸取紙の間に置く。標準ハンドシートローラーを吸取紙にわたって2回回転させて、試験試料をプレスする。
(7)プレスされた試料を取り出し、乾燥するまで100℃のオーブン内に置く。
<Spray treatment (coated articles)>
(1) Add a sufficient amount of bleached kraft slurry to a Buchner funnel to produce a fiber pad having a basis weight of 150 gsm.
(2) After adding the slurry to the Buchner funnel, start the vacuum pump.
(3) Record the time it takes to drain the finished paper pulp to the "wetting line".
(4) Spray a known amount of diluted suspension of the additive onto the surface of the wet mat. See Table 2 below.
(5) Apply a vacuum to the wet sample for 10 seconds.
(6) Remove the wet mat from the Buchner funnel and place it between the two blotting papers. Press the test sample by rotating the standard hand sheet roller twice across the blotting papers.
(7) Remove the pressed sample and place it in an oven at 100°C until dry.
表1に、添加剤を、乾燥基準でのそれらの重量%で列挙する。 Table 1 lists the additives, expressed in their weight percentages on a dry basis.
表2に、添加剤を、乾燥基準でのそれらの重量%で列挙する。 Table 2 lists the additives, expressed in their weight percentages on a dry basis.
例示的な実施形態の実験的試験に基づいて、表3のデータは、耐水性ならびに/または耐油性および耐グリース性において得られた改善を示した。耐水性は、Tappi標準試験方法T441om-20「Water Absorptiveness of Paper」からの適合された水Cobb試験を使用して試験した。耐油性および耐グリース性は、3M KIT試験(Tappi標準試験方法T559「耐グリース性」)と、Tappi標準試験方法T441om-20からの適合された植物油を使用した油Cobb試験とを使用して試験した。 Based on experimental testing of exemplary embodiments, the data in Table 3 demonstrate the improvements achieved in water resistance and/or oil and grease resistance. Water resistance was tested using a water Cobb test adapted from Tappi standard test method T441om-20, "Water Absorbency of Paper." Oil and grease resistance were tested using the 3M KIT test (Tappi standard test method T559, "Grease Resistance") and an oil Cobb test using a vegetable oil adapted from Tappi standard test method T441om-20.
本開示の基本的な新規の特徴について、その好ましい例示的な実施形態に適用され得る通り説明してきたが、本開示の趣旨から逸脱することなく、当業者であれば本開示の形態および詳細における省略および置換および変更を行うことができるものと理解されたい。さらに、すぐに明らかとなるが、多数の変形形態および変更が当業者にはすぐに想起され得る。例えば、1つまたは複数の実施形態における任意の特徴(複数可)が適用可能であり、1つまたは複数の他の一実施形態と組み合わせ得る。本開示をその示し説明した正確な構造体および操作に限定することは望ましいものではなく、全ての好適な変形等価物について、特許請求される本開示の範囲内に該当するように講じることができる。言い換えるなら、本開示の実施形態について実施例を参照して説明してきたが、変更形態および変形形態が、本開示の趣旨および範囲内に包含されるものと理解されたい。本発明は、以下の特許請求の範囲によってのみ限定される。 While the fundamental novel features of this disclosure have been described in a manner applicable to its preferred exemplary embodiments, it should be understood that those skilled in the art can omit, substitute, and modify the forms and details of this disclosure without departing from the spirit of this disclosure. Furthermore, as will soon become apparent, numerous variations and modifications are readily conceivable to those skilled in the art. For example, any feature(s) in one or more embodiments may be applicable and combined with one or more other embodiments. It is not desirable to limit this disclosure to the exact structures and operations described herein, and all preferred variant equivalents can be made to fall within the claimed scope of this disclosure. In other words, while embodiments of this disclosure have been described with reference to examples, it should be understood that variations and modifications are encompassed within the spirit and scope of this disclosure. This invention is limited only by the following claims:
本明細書に記載の全ての参考文献は、引用することによってそれらの全てが本明細書の一部をなすものとする。
All references listed herein by reference constitute part of this specification.
Claims (17)
セルロースナノフィブリル(CNF)と前記CNFに結合したSGFブレンドとを含む強化セルロースナノフィブリルバインダーを水性製紙完成紙料に添加するステップであって、前記SGFブレンドが、糖脂肪酸エステル(SFAE)、グリセリド、および脂肪酸塩を含む、ステップと、
水を前記完成紙料から排液して繊維状ウェブを得るステップと、
前記繊維状ウェブを、三次元形状を有する成形品に成形するステップと
を含む、方法。 A method for producing a cellulose-based article,
A step of adding a reinforced cellulose nanofibril binder, comprising cellulose nanofibril (CNF) and an SGF blend bound to the CNF, to an aqueous papermaking pulp, wherein the SGF blend comprises sugar fatty acid esters (SFAEs), glycerides, and fatty acid salts.
The steps include draining water from the finished paper stock to obtain a fibrous web,
A method comprising the step of forming the fibrous web into a molded article having a three-dimensional shape.
セルロースナノフィブリル(CNF)の水性混合物を得るステップと、
水性SGFブレンドを得るステップであって、前記水性SGFブレンドが、糖脂肪酸エステル(SFAE)、グリセリド、および脂肪酸塩を含む、ステップと、
前記CNFの水性混合物を前記水性SGFブレンドと混合し、前記CNFを前記SGFブレンドに結合して、前記強化セルロースナノフィブリルバインダーを得るステップと、
任意選択的に、前記水性SGFブレンドと混合された前記CNFの含水量を減少させるステップと
によって得られる、請求項1に記載の方法。 The aforementioned reinforced cellulose nanofibril binder,
The steps include obtaining an aqueous mixture of cellulose nanofibril (CNF),
A step of obtaining an aqueous SGF blend, wherein the aqueous SGF blend comprises sugar fatty acid esters (SFAEs), glycerides, and fatty acid salts.
The steps include: mixing the aqueous mixture of CNF with the aqueous SGF blend to bond the CNF to the SGF blend and obtain the reinforced cellulose nanofibril binder;
The method according to claim 1, comprising the step of optionally reducing the water content of the CNF mixed with the aqueous SGF blend.
セルロースパルプの水性混合物を得るステップと、
水性SGFブレンドを得るステップであって、前記水性SGFブレンドが、糖脂肪酸エステル(SFAE)、グリセリド、および脂肪酸塩を含む、ステップと、
前記セルロースパルプの混合物を前記水性SGFブレンドと混合して、セルロース/SGF混合物を得るステップと、
前記セルロース/SGF混合物を機械的せん断力に供して、前記強化セルロースナノフィブリルバインダーを得るステップと、
任意選択的に、前記セルロース/SGF混合物を得る前に、および/または前記セルロース/SGF混合物を前記機械的せん断力に供する前に、前記セルロースパルプを前処理に供するステップと
によって得られ、
前記前処理は、酸を添加することによってセルロースパルプの水性混合物のpHを下げることを含む、請求項1に記載の方法。 The aforementioned reinforced cellulose nanofibril binder,
The steps include obtaining an aqueous mixture of cellulose pulp,
A step of obtaining an aqueous SGF blend, wherein the aqueous SGF blend comprises sugar fatty acid esters (SFAEs), glycerides, and fatty acid salts.
The steps include: mixing the cellulose pulp mixture with the aqueous SGF blend to obtain a cellulose/SGF mixture;
The steps include subjecting the cellulose/SGF mixture to mechanical shear force to obtain the reinforced cellulose nanofibril binder,
The cellulose pulp is optionally subjected to a pretreatment step before obtaining the cellulose/SGF mixture and/or before subjecting the cellulose/SGF mixture to the mechanical shear force ,
The method according to claim 1, wherein the pretreatment includes lowering the pH of the aqueous mixture of cellulose pulp by adding an acid .
。 The method according to claim 1, wherein the reinforced cellulose nanofibril binder is provided as a barrier formulation comprising the reinforced cellulose nanofibril binder and further comprising one or more pigments, one or more prolamins, one or more binders, one or more emulsifiers or emulsifying substances, or one or more charged polymers.
前記バリア特性を付与するために、セルロース繊維を含む前記セルロースベース材料を水性バリア配合物と接触させるステップであって、前記バリア配合物が、セルロースナノフィブリル(CNF)と、前記CNFに結合したSGFブレンドとを含む強化セルロースナノファブリルバインダーを含み、前記SGFブレンドが、糖脂肪酸エステル(SFAE)、グリセリド、および脂肪酸塩を含み、前記バリア配合物が、約4重量%~約96重量%の前記CNFおよび約4重量%~約96重量%の前記SGFブレンドを含む、ステップと、
前記バリア配合物を前記セルロースベース材料の表面に結合して、前記バリア特性を有する結合セルロースベース材料を得るステップと
を含み、
前記バリア特性が、耐水性、耐脂質性、および耐ガス性からなる群から選択される1つまたは複数である、方法。 A method for imparting barrier properties to a cellulose-based material,
A step of contacting the cellulose-based material containing cellulose fibers with an aqueous barrier formulation in order to impart the barrier properties, wherein the barrier formulation comprises a reinforced cellulose nanofibril binder comprising cellulose nanofibrils (CNF) and an SGF blend bound to the CNF, the SGF blend comprising sugar fatty acid esters (SFAEs), glycerides, and fatty acid salts, and the barrier formulation comprises about 4% to about 96% by weight of the CNF and about 4% to about 96% by weight of the SGF blend,
The step of bonding the barrier compound to the surface of the cellulose-based material to obtain a bonded cellulose-based material having the barrier properties,
A method wherein the barrier properties are one or more selected from the group consisting of water resistance, lipid resistance, and gas resistance.
形成部分を含む三次元形状を有する形成工具を提供するステップと、前記形成部分がパルプの湿潤層で覆われるように前記形成部分をセルロース組成物と接触させるステップと、前記形成工具上の前記パルプの層を脱水して、前記成形品を得るステップとを含み、
前記セルロース組成物が、
セルロースパルプ、ならびに、
セルロースナノフィブリル(CNF)と前記CNFに結合したSGFブレンドとを含む強化セルロースナノフィブリルバインダーであって、前記SGFブレンドが、糖脂肪酸エステル(SFAE)、グリセリド、および脂肪酸塩を含む、強化セルロースナノフィブリルバインダー、
を含む、方法。 A method for manufacturing molded products,
The process includes the steps of: providing a forming tool having a three-dimensional shape including a forming portion; bringing the forming portion into contact with a cellulose composition such that the forming portion is covered with a wet layer of pulp; and dewatering the pulp layer on the forming tool to obtain the molded article.
The cellulose composition is
Cellulose pulp, and,
A reinforced cellulose nanofibril binder comprising cellulose nanofibrils (CNF) and an SGF blend bound to the CNF, wherein the SGF blend comprises sugar fatty acid esters (SFAEs), glycerides, and fatty acid salts.
Methods that include...
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US202063110106P | 2020-11-05 | 2020-11-05 | |
| US63/110,106 | 2020-11-05 | ||
| PCT/IB2021/060282 WO2022097095A1 (en) | 2020-11-05 | 2021-11-05 | Enhanced cellulose nanofibrils (cnf) |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023547694A JP2023547694A (en) | 2023-11-13 |
| JP2023547694A5 JP2023547694A5 (en) | 2024-11-11 |
| JP7833463B2 true JP7833463B2 (en) | 2026-03-19 |
Family
ID=78821856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2023527461A Active JP7833463B2 (en) | 2020-11-05 | 2021-11-05 | Reinforced cellulose nanofibril (CNF) |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20230407569A1 (en) |
| EP (1) | EP4240904A1 (en) |
| JP (1) | JP7833463B2 (en) |
| CN (1) | CN116635309A (en) |
| CA (1) | CA3197366A1 (en) |
| CL (1) | CL2023001271A1 (en) |
| MX (1) | MX2023005287A (en) |
| WO (1) | WO2022097095A1 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20250250737A1 (en) * | 2024-02-07 | 2025-08-07 | Solenis Technologies, L.P. | Barrier compositions and method of use |
| CN119308181B (en) * | 2024-11-25 | 2025-04-18 | 建滔(佛冈)绝缘材料有限公司 | A high-strength wood pulp fiber paper and its preparation method and application |
| CN119531177B (en) * | 2024-12-04 | 2025-11-07 | 珠海邦尼环保技术有限公司 | Bio-based fluorine-free oil-proof agent and preparation process thereof |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011074535A (en) | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Nippon Paper Industries Co Ltd | Oil-resistant paper |
| JP2014196580A (en) | 2013-03-29 | 2014-10-16 | 凸版印刷株式会社 | Water-resistant oil-resistant paper and production method of the same |
| US20180066073A1 (en) | 2016-09-01 | 2018-03-08 | Hs Manufacturing Group Llc | Methods for biobased derivatization of cellulosic surfaces |
| JP2018096014A (en) | 2016-12-16 | 2018-06-21 | 大王製紙株式会社 | Oil-resistant paper |
| WO2020068235A1 (en) | 2018-09-26 | 2020-04-02 | Sm Technology Holdings Llc | Biobased barrier coatings comprising polyol/saccharide fatty acid ester blends |
| JP2020143405A (en) | 2019-03-07 | 2020-09-10 | 旭化成株式会社 | Methods for Producing Dispersions, Structures and Crosslinked Structures Containing Fine Cellulose Fibers |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1333710A (en) * | 1969-11-17 | 1973-10-17 | Ici Ltd | Adhesive |
| US3963699A (en) | 1974-01-10 | 1976-06-15 | The Procter & Gamble Company | Synthesis of higher polyol fatty acid polyesters |
| US4517360A (en) | 1983-06-23 | 1985-05-14 | The Procter & Gamble Company | Synthesis of higher polyol fatty acid polyesters using carbonate catalysts |
| US4518772A (en) | 1983-06-23 | 1985-05-21 | The Proctor & Gamble Company | Synthesis of higher polyol fatty acid polyesters using high soap:polyol ratios |
| JPS6115893A (en) | 1984-06-29 | 1986-01-23 | Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd | Purification of sucrose fatty acid ester |
| ES2067251T3 (en) | 1990-09-11 | 1995-03-16 | Procter & Gamble | IMPROVED PROCEDURE FOR OBTAINING HIGHLY ESTERIFIED POLYESTERS FROM FATTY ACIDS AND POLYOLES THAT HAVE REDUCED LEVELS OF DIGRATIVE KETONES AND BETA-KETOSTERS. |
| US5767257A (en) | 1996-07-19 | 1998-06-16 | The Procter & Gamble Company | Methods for producing polyol fatty acid polyesters using atmospheric or superatmospheric pressure |
| US6121440A (en) | 1998-01-29 | 2000-09-19 | The Procter & Gamble Company | Process for synthesis of polyol fatty acid polyesters |
| CA2325410C (en) | 1998-03-23 | 2004-10-12 | The Procter & Gamble Company | Synthesis of higher polyol fatty acid polyesters by transesterification |
| EP1261672A2 (en) * | 1999-12-17 | 2002-12-04 | Archer-Daniels-Midland Company | Glyceride oil based coating waxes |
| WO2002060975A1 (en) | 2001-01-31 | 2002-08-08 | The Procter & Gamble Company | Synthesis of polyol medium fatty acid polyesters |
| BR112014031092B1 (en) | 2012-06-13 | 2022-05-17 | University Of Maine System Board Of Trustees | Process to form cellulose nanofibers from a cellulosic material |
| JP6860137B2 (en) * | 2016-07-29 | 2021-04-14 | 日本製紙株式会社 | Molding materials for manufacturing fibrous molded products and molded products using them |
| CN106702815A (en) * | 2016-12-09 | 2017-05-24 | 苏州艾博迈尔新材料有限公司 | Compound surface sizing agent and preparation method thereof |
| PT3576544T (en) * | 2017-01-31 | 2025-06-09 | Univ Oregon State | FOOD PRODUCT COATINGS |
| SE541996C2 (en) * | 2017-06-16 | 2020-02-11 | Finecell Sweden Ab | Manufacture of hydrophobized nanocellulose intermediate as well as hydrophobized nanocellulose |
| JP2019189792A (en) * | 2018-04-27 | 2019-10-31 | カルソニックカンセイ株式会社 | Modified cellulose nanofiber and manufacturing method therefor, thermoplastic resin composition, and molded body |
| CN109679147B (en) * | 2018-12-28 | 2021-05-11 | 广西科技师范学院 | Plant microfine fiber sucrose fatty acid ester enrichment and preparation method thereof |
-
2021
- 2021-11-05 CA CA3197366A patent/CA3197366A1/en active Pending
- 2021-11-05 WO PCT/IB2021/060282 patent/WO2022097095A1/en not_active Ceased
- 2021-11-05 MX MX2023005287A patent/MX2023005287A/en unknown
- 2021-11-05 EP EP21819958.6A patent/EP4240904A1/en active Pending
- 2021-11-05 US US18/035,393 patent/US20230407569A1/en active Pending
- 2021-11-05 JP JP2023527461A patent/JP7833463B2/en active Active
- 2021-11-05 CN CN202180085741.2A patent/CN116635309A/en active Pending
-
2023
- 2023-05-03 CL CL2023001271A patent/CL2023001271A1/en unknown
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011074535A (en) | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Nippon Paper Industries Co Ltd | Oil-resistant paper |
| JP2014196580A (en) | 2013-03-29 | 2014-10-16 | 凸版印刷株式会社 | Water-resistant oil-resistant paper and production method of the same |
| US20180066073A1 (en) | 2016-09-01 | 2018-03-08 | Hs Manufacturing Group Llc | Methods for biobased derivatization of cellulosic surfaces |
| JP2020500222A (en) | 2016-09-01 | 2020-01-09 | エイチエス・マニュファクチャリング・グループ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー | Method for bio-based derivatization of cellulosic surfaces |
| JP2018096014A (en) | 2016-12-16 | 2018-06-21 | 大王製紙株式会社 | Oil-resistant paper |
| WO2020068235A1 (en) | 2018-09-26 | 2020-04-02 | Sm Technology Holdings Llc | Biobased barrier coatings comprising polyol/saccharide fatty acid ester blends |
| JP2020143405A (en) | 2019-03-07 | 2020-09-10 | 旭化成株式会社 | Methods for Producing Dispersions, Structures and Crosslinked Structures Containing Fine Cellulose Fibers |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2021373373A1 (en) | 2023-06-29 |
| US20230407569A1 (en) | 2023-12-21 |
| MX2023005287A (en) | 2023-06-28 |
| AU2021373373A9 (en) | 2024-07-11 |
| CL2023001271A1 (en) | 2024-01-05 |
| JP2023547694A (en) | 2023-11-13 |
| CN116635309A (en) | 2023-08-22 |
| CA3197366A1 (en) | 2022-05-12 |
| EP4240904A1 (en) | 2023-09-13 |
| WO2022097095A1 (en) | 2022-05-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7461934B2 (en) | Bio-based barrier coatings containing polyol/sugar fatty acid ester blends | |
| CN112912565B (en) | Bio-based barrier coatings | |
| JP7784304B2 (en) | Polyol fatty acid ester carrier composition | |
| JP2020500222A (en) | Method for bio-based derivatization of cellulosic surfaces | |
| CN114402108B (en) | Hemicellulose-containing coating | |
| JP7796670B2 (en) | Methods for bio-based derivatization of cellulosic and synthetic materials and articles obtained therefrom | |
| JP7833463B2 (en) | Reinforced cellulose nanofibril (CNF) | |
| JP7565293B2 (en) | Liquid Dispersions for Acyl Halides | |
| JP7777453B2 (en) | Combination of sugar fatty acid ester inorganic particles | |
| AU2021373373B2 (en) | Enhanced cellulose nanofibrils (cnf) | |
| HK40099201A (en) | Enhanced cellulose nanofibrils (cnf) | |
| CA3238468A1 (en) | Water insoluble, high melting point saccharide fatty acid esters (sfae) | |
| HK40096689A (en) | Methods for biobased derivatization of cellulosic and synthetic materials and articles obtained therefrom | |
| HK40109932A (en) | Water insoluble, high melting point saccharide fatty acid esters (sfae) | |
| HK40054621A (en) | Biobased barrier coatings | |
| HK40054621B (en) | Biobased barrier coatings | |
| HK40055908A (en) | Biobased barrier coatings comprising polyol/saccharide fatty acid ester blends |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20241031 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20241031 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20250919 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20250919 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20251217 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20260303 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20260309 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7833463 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |