[发明专利]通过使用葡聚糖涂布纤维素材料的方法

说明书

本发明涉及一种涂布片状纤维素材料如纸或棉织物的方法，通过施加包含至少一种具有β(beta)-1,3-糖苷键连接的主链和至少一个具有结合至主链的β(beta)-1,6-糖苷键的侧基的葡聚糖的组合物而进行。一种优选的葡聚糖为裂褶多糖(Schizophyllan)。所述组合物通常包含至少一种溶剂且可施加至纤维素材料的表面。本发明进一步涉及涂布的片状纤维素材料。

此外，本发明涉及一种包含至少一种葡聚糖，特别是裂褶多糖，和至少一种离子液体的组合物。

已知纸和纸制品(例如纸板)具有亲水性，在许多应用领域中被认为是缺点。纸表面通常通过涂布或施胶而处理以改善纸的疏水性和质量(例如适印性、尺寸稳定性)。所谓的“施胶”使纸表面更具疏水性并防止或延迟水渗透和确保尺寸稳定性。这对于所有类型的印刷纸以及对于包装纸和纸板都是重要的。常用的“施胶剂”例如为松香胶料、烷基乙烯酮二聚物(AKD)和烯基琥珀酸酐(ASA)。

为了提高对水和油的阻挡性能并由此拓宽其中需要疏水性表面或甚至高度疏水性表面的纸和纸制品的应用领域，出于生态和经济原因而对纸用生物基涂料存在强烈兴趣。

现有技术中通常已知几种葡聚糖化合物如淀粉可用于纸的涂布和施胶。文献US7,348,065描述了一种具有改善滑动性的涂布纸，其中涂层包含烯烃-羧酸共聚物和选自淀粉、纤维素、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺或海藻酸钠的另一聚合物。

US5,348,065公开了一种使用降解产物处理纸的方法，所述降解产物为多糖衍生物如羧甲基纤维素或羧甲基淀粉的低聚物的混合物，其中处理例如可包括浸渍纸浆或涂布纸制品。

由许多葡萄糖单元(D-葡萄糖)组成的多糖通常称为葡聚糖。普通葡聚糖例如为纤维素和淀粉。纤维素基本上由β(beta)-1,4-糖苷键连接的葡萄糖单元组成。淀粉基本上由α(alpha)-1,4-糖苷键连接的且任选地具有α(alpha)-1,6-糖苷键连接的侧链的葡萄糖单元组成。

具有β(beta)-1,3-糖苷键连接的主链和具有结合至主链的β(beta)-1,6-糖苷键的侧基的葡聚糖由各种真菌菌株分泌。例如，所谓的“裂褶多糖”由真菌裂褶菌(Schizophyllum commune)产生，所述真菌为担子菌类，其表现出丝状生长并在生长期间尤其分泌所述葡聚糖产物。该类多糖的水溶液表现出有利的生化特性(例如高粘度、对高剪切速率的稳定性、对高温和高盐浓度的稳定性)。

除了裂褶多糖，生物体裂褶菌分泌其他大部分生物聚合物至液体培养基中，即肽疏水蛋白(24kDa)和另一蛋白质(17kDa)，其也在真菌细胞壁中找到。

裂褶多糖通常可描述为具有由3个β(beta)-1,3-连接的D-葡萄糖单元组成的重复单元作为骨架的多糖，所述D-葡萄糖单元之一通过β(beta)-1,6-键连接至单个D-葡萄糖分子。

裂褶多糖的重复单元的结构可由下式描述：

裂褶多糖的典型分子量M_W为约5·10⁶至约25·10⁶g/mol。

通过用真菌裂褶菌发酵制备所述葡聚糖例如描述于EP-A271907、EP-A504673和DE-A4012238中。

具有β(beta)-1,3-糖苷键连接的主链和具有β(beta)-1,6-糖苷键的侧基的葡聚糖的另一实例为所谓的同多糖“Sceleroglucan”，其例如由真菌齐整小核菌(Sclerotium rolfsii)分泌。

分泌所述葡聚糖的许多真菌菌株是本领域熟练技术人员已知的。实例包含裂褶菌、齐整小核菌、小核菌(Sclerotium glucanicum)、果生链核盘菌(Monilinia fructigena)、冷季型香菇菌(Lentinula edodes)或灰葡萄孢(Botrytis cinera)。产生葡聚糖的真菌菌株进一步描述于EP-A271907和EP-A504673中。

裂褶多糖通常具有网状结构和高分子量并由此可例如用于其中需要高粘度和/或增加粘合的应用中。裂褶多糖作为粘度调节剂已被广泛研究(Fang等，Biomacromolecules，2005，6，3202；Kony等，Biophys.J.，2007，93，442)。

出版物G.Martin等，Biopolymers，1999，49，621描述了真菌蛋白质疏水蛋白以及包含疏水蛋白和裂褶多糖的裂褶菌真菌培养上清液可在疏水性和亲水性表面上形成稳定涂层。