JP2000017241A - Quick-drying glue for corrugated cardboard - Google Patents

Quick-drying glue for corrugated cardboard

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JP2000017241A
JP2000017241A JP10177650A JP17765098A JP2000017241A JP 2000017241 A JP2000017241 A JP 2000017241A JP 10177650 A JP10177650 A JP 10177650A JP 17765098 A JP17765098 A JP 17765098A JP 2000017241 A JP2000017241 A JP 2000017241A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a re-hydrating drying glue composition having characteristics accepted by the market in the corrugated cardboard industries. SOLUTION: A drying glue composition composed of a dry blend of starch and a pre-soluble cellulose extract can readily be re-hydrated by water to prepare a glue for corrugated cardboard. The glue for corrugated cardboard does not contain a borane compound, besides, it contains no or minimum amount of an alkali. A dry pre-soluble compound, cellulose extract contains a hemicellulose and functions as a carrier part of the glue for corrugated cardboard. Production of the carrier does not require the first cooking and re- hydration can be performed under ambient temperatures.

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、澱粉ベースの段ボール
用接着剤組成物に関する。特に、本発明では段ボール用
接着剤を製造する為に水で容易に再水和化できるドライ
ブレンド組成物に関する。この接着剤は硼素化合物を用
いずに、かつアルカリを添加しないかまたは最小量しか
添加せずに製造される。 【0002】 【従来の技術】段ボール用接着剤の調製の際に一般に使
用される薬剤を減らすかまたは省略するというユーザー
の要求がますます強くなっている。この市場傾向は環境
保護および安全性の関係から由来している。使用するこ
とが容易でありそして長期間に渡って安定である段ボー
ル用接着剤も要求されている。これまで、これらの性質
を持つ市場で受け入れられるような段ボール用接着剤は
発表されていない。 【0003】段ボールの製法においては、接着剤は中し
んの段頂に一般に塗布される。その時に段形状の付けら
れていない平らな紙のライナが段ロールとプレスロール
との間を通過する時に、接着剤が塗布されている段に貼
りつけられる。得られる製品は片側が波形をした中しん
を有しそしてもう片側が平らなライナを有しており、い
わゆる片面段ボールと称される。片面段ボールはそのま
ま使用してもよいしまたはその片面段ボールの段頂に接
着剤を塗布しそして二枚目の平らなシートを第一のシー
トと同様な方法で貼り付けてもよい。これは“両面”ま
たは“ダブルバック(double-back) ”法と称される。二
枚目のライナシートは接着剤に接触させた直ぐ後で加熱
および(片面段ボールを製造するために使用される圧力
に比較して)減少された圧力を用いて処理される。 【0004】キャリアー、非キャリアーおよびキャリア
ー非キャリアー型であってもよい澱粉ベースの接着剤が
段ボールの製法で一般に使用されている。キャリアー型
の接着剤の場合、澱粉(またはデキストリン)の一部
が、糊化していない状態にある残りの澱粉を懸濁させる
糊化相として良く知られているキャリアーを形成する。
加熱および加圧の条件のもとでは、未糊化の澱粉は速や
かに水和化しそして糊化して、接着剤組成物の粘度およ
び接着性を瞬時に増加させる。非キャリアー型接着剤の
場合には、全部の澱粉を粘度のために熱および苛性ソー
ダを用いて僅かにクッキング(cooking) するかまたは膨
潤させる。最後に、キャリヤ−非キャリアー型接着剤
は、キャリアーを生成してそして粘度の半分程の責任を
負っている一部の澱粉を含有しておりそして残りの粘度
は未クッキング澱粉を僅かに膨潤させることで得てい
る。 【0005】水溶性接着剤組成物は米国特許第2、71
6、613号明細書に開示されている。この接着剤は湿
分の存在下に高温高圧のもとで加水分解されるリグノセ
ルロースより成る。水溶性反応生成物は回収され、乾燥
状態に濃厚化される。再水和化はメタノールとスラリー
を生成しそしてそれにアンモニアを通しながら還流する
ことによって行なわれる。この組成物も濾過しそして乾
燥することができる。 【0006】紙用被覆組成物のためのヘミセルロース添
加物は米国特許第2、772、981号明細書に開示さ
れている。このヘミセルロースは、紙を被覆する際に接
着剤成分に完全に交換することができるが、澱粉、デキ
ストリンまたは類似物と一緒に添加するのが有利である
組成物として開示されている。この特許は再水和性のド
ライ組成物については説明していない。 【0007】可溶化繊維成分を含有する段ボール用接着
剤はFittによって米国特許第5、358、559号
明細書におよびCiesfeld等によって米国特許第
5、503、668号明細書に開示されている。現場で
の可溶化プロセスにおいて使用されるウエット型接着剤
がある。本発明と相違して、上述の各文献には段ボール
工業で使用される市場に受け入れられる性質を持つ再水
和化性のドライ接着剤組成物を開示していない。 【0008】この明細書および請求項において、全ての
部および百分率は他に規定がない限り重量/重量(w/
w)に関するものである。 【0009】 【発明の構成】抽出されたヘミセルロース物質(ここで
は乾量基準で約25%〜約100%、好ましくは約70
%〜約100%の可溶性物質を有するアルカリ抽出され
た自由流動性の乾燥植物繊維を意味する)および澱粉よ
り成るドライブレンド組成物は、水を添加するだけで、
他のいかなる成分も添加することなく再水和化して段ボ
ール用接着剤を造ることができる。ドライブレンド組成
物中の抽出ヘミセルロース物質の量は一般に約5%〜約
50%、好ましくは約8%〜約30%である。抽出され
たヘミセルロース物質は接着剤のキャリアー部として機
能する。穀類はヘミセルロースの重要な出所であり、特
に有利な実施態様では抽出ヘミセルロース物質はトウモ
ロコシ繊維、小麦繊維から抽出される。トウモロコシ繊
維が特に有利である。 【0010】抽出されたヘミセルロース物質(ここで時
々“抽出物”とも称する)中の可溶性物質の百分率変動
はドライブレンド組成物を製造するのに必要とされる量
に影響を及ぼし、可溶性成分の百分率が多いと抽出物の
量の使用量を少なくすることができる。例えば、可溶性
成分100%の抽出物は可溶性成分50%の抽出物より
も低濃度で使用することができる。抽出物が可溶性成分
100%より成ると見なせる場合には、ドライブレンド
組成物中の抽出物から得ることのできる可溶性成分の百
分率はドライブレンド組成物の総重量を基準として約8
%〜約15%、好ましくは約9%〜約14%であるべき
である。 【0011】本発明のダンボール用ペースト状物はクッ
キング段階を経ずにドライブレンド組成物を単一のタン
ク、高−または低剪断バッチ型ミキサー、連続型ミキサ
ー、例えばWarner & Pfleidererの
一本−または二本スクリュー式押出機、Baker P
erkins RotofeedのミキサーまたはKe
nis Corporationのスタテックミキサー
で水和化することによって製造される。水和化は約5〜
10分間または組成物を滑らかなペースト状物に水和化
するのに十分な時間、混合することによって完結する。
従って段ボール用瞬間接着剤は硼素化合物を添加せずに
およびアルカリを添加しないかまたは最小量しか添加せ
ずに得られる。多くの用途においては、接着剤ペースト
状物に約7〜約14のpH値を与えるのに十分な量のア
ルカリが抽出物中に存在する場合には、アルカリを添加
する必要がない。キャリアー相はアルカリで予備可溶化
されるので、良好な結合(紙中への苛性アルカリの“食
い込み”)およびより低いゲル化温度とするために必要
なpHを得るのに十分なアルカリが一般に存在してい
る。 【0012】 【発明の実施の形態】ドライブレンド組成物は抽出され
たヘミセルロース物質および澱粉より成る。この組成物
は硼素化合物(例えば硼砂および硼酸)を用いずに製造
されており、使用される澱粉の種類に依存して、アルカ
リを添加せずにまたは最小量のアルカリ添加量で製造す
ることができる。 【0013】ドライブレンド組成物中の抽出されたヘミ
セルロース物質の量は一般に約5%〜約50%、好まし
くは約8%〜約30%である。しかしながらこれらの範
囲は、乾量基準で約25%〜約100%、好ましくは約
70%〜約100%の溶解性物質を含有する抽出物を使
用することを意図しており、さらに上記の通り、ここに
開示したことに基づいて等業者に明らかな通り、抽出物
中の可溶性物質の百分率変動はドライブレンド組成物の
製造に必要なそれの量に影響を及ぼす。可溶性成分の百
分率が比較的に多い抽出物は可溶性成分の百分率が比較
的に少ない抽出物よりも使用量が少なくともよい。抽出
物から得られる可溶性成分の百分率はドライブレンド組
成物の総重量を基準として約5%〜約50%、好ましく
は約8%〜約30%であるべきである。予備可溶化した
乾燥セルロース抽出物とここで記述する抽出されたヘミ
セルロース物質は約3%〜約10%の湿分を含有してお
り、接着剤が水和化された時にキャリアーまたはクッキ
ングされた(cooked)部分としての機能を有している。 【0014】本発明の段ボール用ペースト状物は、ドラ
イブレンド組成物を単一のタンクにおいてまたは連続ミ
キサーにおいて一次クッキング段階を経ずに水和化する
ことによってキャリアー部を形成することで製造され
る。水和化は、ドライブレンド組成物を約65%〜約8
0%の総湿分含有量を有する接着剤ペースト状物を生成
するのに十分な量の水と混合することによって行なわれ
る。混合は約5〜10分間継続するかまたは組成物が滑
らかなペースト状物に水和化するのに十分な時間(長く
も短くもない時間)継続する。水和化の温度は比較的に
低く、一般に約18〜52℃(62〜125°F)であ
り、水和化に必要とされる時間は一般に比較的高い温度
では比較的に短い。従って段ボール用瞬間接着剤はアル
カリを添加しないかまたは最小の添加量にて得られ、調
製の際に硼素化合物を決して必要としない。 【0015】澱粉がコーンスターチ、例えばパールスタ
ーチ(pearl starch)である場合には,接着剤ペースト状
物に約7〜約14のpHを与えるのに十分な残留アルカ
リがセルロース抽出物中に存在する場合にはアルカリを
添加する必要がない。しかしながらアルカリが必要な場
合には、ドライブレンド組成物を水に添加する前または
後に添加してもよい。これは、使用される澱粉の種類に
依存して変化し得る糊化温度に関係している。例えば、
大麦澱粉を使用する場合には、苛性アルカリを添加せず
に適当な段ボール用接着剤を製造できることが判ってい
る。従って澱粉の糊化温度が約60〜66℃(140°
F〜150°F)の範囲にある場合には、接着剤は苛性
アルカリを添加せずにまたは比較的僅かの苛性アルカリ
添加量で製造できる。このことを考慮した他の方法は、
それぞれpHに無関係に約54℃(130°F)〜約7
2℃(162°F)、好ましくは約60℃(140°
F)〜約68℃(155°F)の範囲の接着剤糊化温度
にするのに十分な苛性アルカリを使用するものである。 【0016】本発明の澱粉成分は、沢山の植物の球根、
茎または実から通例の方法によって得ることができ、約
5%〜約15%、殆ど一般には約8%〜約12%の湿分
含有量を有している。有利な澱粉はコーンおよび大麦か
ら製造されるものであるが、他の澱粉、例えば小麦、タ
ピオカ、馬鈴薯およびこれらの類似物から製造される他
の澱粉も適している。種々の出所からの澱粉の混合物も
使用することができる。澱粉は変性されていても、変性
された澱粉と未変性澱粉との組み合わせでもよい。デキ
ストリンそれ自身も使用できるが、未変性のおよび/ま
たは変性澱粉と組み合わせても使用できる。低い糊化温
度が有利であり、大麦澱粉がこの理由で有利な未変性澱
粉である。しかしながら比較的に高い糊化温度を有する
コーン澱粉は、経済性が最も重要と考えられる場合に有
利である。 【0017】抽出された本発明のヘミセルロース物質は
アルカリ抽出剤で植物繊維を処理することによって製造
される。あらゆる強塩基を使用することができるが、有
利な塩基はアルカリ金属水酸化物であり、中でも水酸化
カルシウム、水酸化カリウムまたは水酸化ナトリウムが
最も有利であり、これらをここでは一般にアルカリと称
する。ヘミセルロースが豊富であるあらゆる植物繊維を
使用することができる。有利な原料は、コーン外皮、殻
および胚芽を含めたコーン繊維、小麦繊維および大麦繊
維である。適する植物物質を選択する時に考慮すべき最
も重要なことは可溶性成分の百分率であり、可溶性成分
は100%ヘミセルロースを有してはいない。僅かな量
の可溶性タンパク質、他の可溶性セルロース、若干の澱
粉およびこれらの類似物の存在は、それが約50を超え
ない限り有害ではなく、約30%またはそれ以下、特に
5%またはそれ以下であるのが好ましい。不溶性成分が
多過ぎる場合には、これらは希釈剤として作用し、結合
強度が低下される。従って不溶性成分は植物物質の約7
5%を超えるべきでなく、好ましくは植物性物質の約3
0%を超えるべきでない。 【0018】ヘミセルロースは沢山の生きた植物中に存
在する天然ポリマーであり、本発明に従って使用するた
めに色々な原料から誘導できる。その名称は植物組織中
のセルロースと近い関係にあることから導き出されてお
り、かつてはセルロース合成のための前駆体と考えられ
ていた。このものは、機械的剪断力による破壊およびそ
れによる粘度の低下を阻止する比較的に強い物質であ
る。このものは澱粉との完全な相容性がある。ヘミセル
ロースは、分子量の低下および粘度の増加を望む場合に
は部分的に加水分解することができる。 【0019】ヘミセルロースがアラバノ−キシラン(ara
bano-xylan) およびグルクロン酸(glucuronic acid) の
様な追加的側鎖を持つ5員環キシラン(ペントサン類)
構造を基礎としている。この骨格構造はセルロースに見
られる結合に類似したβ−1,4−結合である。その分
子構造は澱粉およびセルロースと相違しているけれど
も、それらの類似点は結合させるのに利用できる沢山の
官能性水酸基である。ヘミセルロースの構造は著しく変
更することができるが、一般的な構造を以下に掲載す
る: 【0020】 【化1】【0021】トウモロコシ粒の外皮は、ヘミセルロース
含有量が多く、ヘミセルロースがそれから容易に抽出で
きそして多量に入手できるので、ヘミセルロースの特に
良い原料である。ヘミセルロースの最も大きい潜在的
な、汚染されていない(即ち、段ボールの製法にとって
有害でない)原料の一つは、コーンの湿式粉砕工業によ
って製造されるコーン繊維である。コーン繊維の有利な
種類は、the Corn Products Uni
t of CPC InternationalIn
c.,P.O.Box 8000、Englewood
Cliffs,New Jersey 07632
米国によってPEERLESS(R) corn fibe
rの商品名で市販される食用コーン繊維である。 【0022】本発明の有利な実施形態は、水で水和化し
て、実質的に約95%〜約50%の澱粉、および乾量基
準で約25%〜100%の可溶性物質を含有する約5%
〜約50%の予備可溶化した乾燥セルロース抽出物より
成り、かつ硼素化合物を含有していない、段ボール用接
着剤(以下、ここでは接着剤ペースト状物とも称する)
を得ることのできるドライブレンド組成物である。予備
可溶化した乾燥セルロース抽出物は若干の残留アルカリ
を含有しており、接着剤ペースト状物において約7〜約
14のpHかまたは約54℃〜72℃(130°F〜1
62°F)、好ましくは約60℃〜68℃(140°F
〜155°F)の接着剤の糊化(ここでは“ゲル”とも
言う)温度を与えるのに十分な量の残留アルカリが存在
する場合には、ペースト状物を製造する時にアルカリを
添加する必要がない。澱粉は一般に約8%〜約12%の
湿分含有量を有しそして予備可溶化した乾燥セルロース
抽出物は約3%〜約10%の湿分含有量を有している。 【0023】上述の有利なドライブレンド組成物を水和
化して接着剤ペーストを製造する場合には、約65%〜
約80%の総湿分含有量をもたらすのに十分な水をドラ
イブレンドと混合する。最も有利な実施形態において
は、米国特許出願serial No.08/244,
036号明細書に記載されている方法の副生成物を使用
する。この米国特許出願に開示された内容をここに記載
したものとする。CPC International
Inc., Englewood Cliffs,
NJ 07632 USAから入手できZ−SOLとい
う名称のこの副生成物は次の様に製造することができ
る: 1.乾式粉砕し精製されたコーン繊維ーを10%重量/
容量の溶液状態に懸濁させる。精製されたコーン繊維ま
たはふすまは、コーンの外皮に由来するVetter−
プレスケーキ状物からの90%の総食用繊維(TDF)
または90%のTDFの乾式粉砕した繊維である。 2.水酸化カリウム(KOH)が、懸濁され精製された
コーン繊維に添加して1.5%w/vの濃度としそして
80℃(176°F)に2.5時間維持してコーン繊維
中の不溶性物質、主として不溶性セルロースからヘミセ
ルロース(および残留するあらゆる澱粉および幾種類位
かのタンパク質)を抽出する。 3.水、繊維およびKOHの溶液を同じ容量の80℃の
水で希釈しそして濾過する。濾過媒体としてチーズクロ
ス(Cheesecloth) を使用することができる。 4.濾液は可溶性Z−SOLを含有しており、もし中和
する必要がある場合には塩化水素酸(HCl)で中和し
てもよい。次いでZ−SOLをアルコールを用いて沈殿
させる。この物質を噴霧乾燥するかまたは炉で乾燥して
もよい。 5.乾燥した物質を適当な粒度に粉砕しそして本発明に
従って澱粉と乾燥混合して本発明のドライブレンド組成
物を製造する。 【0024】ドライブレンド組成物からの段ボール用ペ
ースト状物の製造は全く簡単である。第一の重要事項は
この物質を水和化するのに必要とされる時間である。塊
が最初に生じ、そしてそれが消失するまでに数分かか
る。上で説明した通り、温度を雰囲気より幾分か上昇さ
せることがドライブレンド組成物の水和化を容易にし得
る。 【0025】予備可溶化された乾燥セルロース抽出物の
最も有利な実施態様の他に、Z−SOLと同じ純度を有
していない他の有利な種々の実施態様も本発明に従って
使用してもよい。低い総食物繊維(“TDF”)Vet
ter−プレスケーキ状物およびアルカリ処理したスペ
ント胚芽(spent germ)は単一段階法で処理
して、ヘミセルロースおよび幾種類かの可溶性澱粉およ
び可溶性タンパク質を含めた約25〜50%の可溶性成
分を含有する予備可溶化したドライ物質を製造すること
ができる。我々の実験では、アルカリ処理したVett
er−プレスケーキ状物は20〜35%の濃度でドライ
ブレンド組成物に使用し、一方アルカリ処理したスペン
ト胚芽はドライブレンド組成物に18〜28%の濃度で
使用する。一方、約100%の可溶性成分を含有するZ
−SOLは8%〜12%の範囲で有利に使用することが
できる。この実験は、予備可溶化したドライコーン繊維
の有利な濃度範囲が約8%〜30%であることを明らか
にした。8%よりどの様に少なくとも、粘度に安定性を
与えるかまたは僅かな時間の後にペースト状から分離す
るのを防止するのに十分なキャリアーが供給されない。
低い溶解性の予備可溶化ファイバーが約30%より多く
ては、不溶性物質が発生し、接合の品質に害を及ぼす。 【0026】本発明の理論は、良好な強い結合をもたら
すのに有益である成分が不溶性物質中に存在し得ること
である。多分、未だ付着しているある量のヘミセルロー
スを含有する残留セルロースは、紙の空隙を橋掛する
“粘着性”の小立方体または小板状物として存在する。 【0027】 【実施例】実施例1 88%の市販(C.B.)のパールスターチおよび12
%のZ−SOLより成るドライブレンド組成物を次の通
り実験室で製造する:再水和化: 4Lタンクに水(水温=雰囲気温度) 2022mL を添加し、 ドライブレンド組成物 675g を添加し、 10分 混合し、 アルカリ(50%濃度NaOH) 31g を添加し、 10分/38℃ 混合/加熱する。 【0028】分析 最終温度: 38℃ スタイン・ホール(Stein-Hall) 粘度: 40秒 ゲル温度: 62〜66℃ 固形分含有量(市販品): 25%安定性 :製造されたペースト状物を38℃のウオーター
バス中に直接的に入れ、羽根型攪拌機を使用して5分間
攪拌しそして25分攪拌停止する30分の攪拌サイクル
を数回行なう。 【0029】時間 スタイン・ホール粘度(秒) 1時間 40 低部に澱粉の沈殿がなく、保持するビ ーカーの中心部に泡が集まる 2時間 41 低部に澱粉の沈殿がなく、保持するビ ーカーの中心部に泡が集まる 夜通し(18時間)40 低部に澱粉の沈殿がなく、泡が集まっ ていない実施例2: パイロットプラント試験を the Institute o
f Paper Science and Technology(IPST) 、アトラン
タ、GAにおいてC型段付け(flut) ロールを備えた14
インチのロングストン(Longston) 片面用コルゲーター
を用いて行なう。この機械を42ポンドのクラフト紙ラ
イナまたは35ポンドの高性能ライナを使用して商業的
速度で走行させ、両方の場合とも26ポンドの中しんと
貼り合わせる。88%の市販(C.B.)のパールスタ
ーチおよび12%のZ−SOLより成るドライブレンド
組成物を、ツインシェル−ドライブレンダー(twin shel
l dry blender)に各成分を添加しそして10分、25回
転/分、40ポンドを混合する。このドライブレンド組
成物を水和化してペースト状物とする。 【0030】コルゲーターは、中しんを加熱されたライ
ナに加圧下に接触させる直前に、加熱された段付中しん
の段頂にこのペースト状物を塗布し、段ボールの製造工
程で最初の貼合わせ物を製造する。ペースト状物は、一
定速度のパドル型羽根付攪拌機備えた40ガロンの混合
機を使用して製造する。約10ガロンのペースト状物を
製造する。製造されたペースト状物を断熱された20ガ
ロン貯蔵タンクに移す。この貯蔵タンクから片面段ボー
ル製造機にペースト状物を小型羽根式ポンプで循環す
る。 【0031】調製物および結果を表1に総括掲載する。
キャリアー相中に12%[w/w(市販品総重量)]の
Z−SOLを含有する組成物は通例のあらゆる澱粉ペー
スト状調製物に類似する特徴を示す。8%のZ−SOL
ペースト状物はかなり良好に使用できるが、キャリアー
相中の固体が不十分であるために、攪拌せずに数分で硬
化した後に液相を迅速に発生させる。15%のZ−SO
Lを用いての実験では高粘度の完成ペースト状物が得ら
れる。このZ−SOL水準では、完成したペースト状物
の粘度は使用できない水準に増加する。従ってZ−SO
L水準は約15%より小さくあるべきである。 【0032】ペースト状物Q4(表1)は硼素化合物を
含有しておらず、アルカリペーストも含有していない。
このペーストは33%の市販(C.B.)の総固形分調
製物状態のZ−SOL予備混合物を用いて製造した。こ
の調製物のC.B.総固形分含有量(百分率)は通例の
標準状態のものよりも多い。33%の市販(C.B.)
総固形分含有量は、市場で製造される懸濁できる(変性
または未変性)キャリアー澱粉よりも一般に固形分含有
量が多い。この比較的に高い百分率のC.B.固形分含
有量は予備可溶化された植物繊維から製造されるキャリ
アー相を用いて得ることができる。高い百分率のC.
B.固形分含有量は、蒸発されるべき水の量を少なくす
ることでコルゲーターに必要とされる熱が僅かとなるの
で、重要である。水の蒸発に必要とされる熱量が少なく
なるので、より多い熱量を澱粉の糊化に使用することが
可能となり、このことが通常の糊化温度よりも高い温度
で製造されるペースト状物を使用することを可能とす
る。この場合に、コーンスターチ/予備可溶化された植
物繊維を用いて製造され、かつアルカリが添加されてい
ないペースト状物は、68〜70℃(155〜158°
F)の範囲の糊化温度を有している。これはコーンスタ
ーチだけの71〜74℃(160〜165°F)の糊化
温度に匹敵しており、本発明の予備可溶化セルロース抽
出物キャリアーがゲル温度を引き下げる原因となってい
る。 【0033】従って本発明の一つとの実施の形態は、こ
こに記述した乾燥した予備可溶化セルロース抽出物で実
質的に構成されるかまたは該抽出物より成るキャリアー
を製造するための乾燥組成物である。この乾燥組成物は
水和化されそして上述の通り接着剤ペースト状物を製造
する時にキャリアーに成る。ペースト状物Q4は35ポ
ンドの高性能ライナおよび26ポンドの中しんを使用し
てIPST 14インチ Langstonの片面段ボ
ール製造装置で試験する。このペーストは硬化後に液相
を生じない。 【0034】表1、T1の最後の段落はZ−SOL/大
麦澱粉−ドライブレンドから製造した。硼砂を含まず、
苛性アルカリも添加されていないこのペースト状物は上
記装置に非常に良好に適用できる。このペースト状物
を、非常に迅速に水和化し、そしてドライブレンドを水
と混合した後15分の間に上記装置に適用する。糊化温
度を66℃(150°F)と測定される。 【0035】大麦澱粉をパールスターチの代りに用いた
場合には、糊化温度は約74°(165°F)から約6
6°(150°F)に低下する。大麦澱粉のための糊化
温度はコーンスターチのためよりも約5〜15℃低いの
で、通例の固形分含有量では苛性アルカリ接着剤を製造
することができない。大麦澱粉の糊化温度と同様の糊化
温度を有する他の澱粉および変性澱粉も同様な機能が予
想される。 【0036】表1 パイロットプレント試験 硼砂不含で、苛性アルカリ不含または苛性アルカリ低含有量の段ボール用接着剤 アルカリペースト状物 アルカリ不含ペースト状物 実験番号 Q1 Q2 Q3 Q4 TI 日付け 2月 7日 4月23日 4月23日 4月24日 6月28日 繊維の種類 Z-SOL Z-SOL Z-SOL Z-SOL Z-SOL ハ゜ールスターチの種類 コーンコーンコーンコーン 大麦 可溶性繊維置換率(%) 12 12 8 12 12 硼素化合物 不含 不含 不含 不含 不含 アルカリ 含有 含有 含有 不含 不含調製 水(L) 38 36 36 38 40 熱(F) 105 120 100 105 120 可溶性繊維/ハ゜ールスターチ(lb) 28 22 34 41 29.4 混合 (分) 10 10 10 10 10 水酸化ナトリウム(50/50)(g) 576 464 370 0 0 混合 (分) 10 10 10 0 0 最終温度 (°F) 84 81 93 97 100 最終粘度( 秒)(スタインホール) 47 67 26 67 26 最終固化温度 (°F) 142 145 147 152-158 150 表2は各バッチのペースト状物を使用したパイロットプ
ラント段ボール製造の結果を示している。各実験番号
は、予備混合物コード番号、低い紙温度で行なう高性能
ライナでの実験(”HPL”)または高い紙温度で行な
う高性能ライナでの実験(”HPL”)、および接着ロ
ール間隙: 1インチの1000分の幾つを用いて次の様
に表示する: Q1実験番号 − Q1−HPL−8 Q1−HPH−8 Q1−HPL−12 Q1−HPH−12 Q1−HPL−20 Q1−HPH−20 Q2実験番号 − Q2−HPL−12 Q2−HPL−20 Q3実験番号 − Q3−HPL−12 Q3−HPL−20 Q4実験番号 − Q4−HPL−8 Q4−HPL−12 各実験のサンプルを300フィート/分(fpm)、5
00fpmおよび700fpm(または完全に層剥離す
る前に更に早い速度で)で採取する。エッジ損傷、平坦
部の損傷、片面ドライ・ピン接着(singleface dry pin
adhesion)および繊維抜け率(%)をTAPPI試験法
[The technical Association of Pulp and Paper Indu
stry、Inc.(TAPPI: パルプおよび紙工業の技術協会) 試
験は接合強度、エッジ損傷および平坦部損傷のためのド
ライ・ピン接着を含んでいる。この試験法の詳細な説明
は、TAPPI 試験法1989で発行されており、TAPPI, One D
unwoody Park, Atlanta, GA 20241 米国から入手でき
る。] を使用して各サンプルについて試験する。全ての
数字は慣用のキャリアー澱粉接着剤についてのこの機械
での結果と同等かまたはより良好である。Q1のエッジ
損傷結果は以前の実験からのエッジ損傷結果の全てより
も優れている。 【0037】グリーン結合(green bond)測定を、段ボー
ル製造用ロールの送り出し側の食い込み部(nip)から6
インチのところに、片面ライナの端にそれと交差する様
に置かれた二つのクサビを有する装置を挟み込むことに
よって行なう。クサビはライナと接触せず、中しんの外
側端に上向きの力が生じる間にライナから剥離し始める
原因となる。層剥離は機械速度が増加する時に中心の向
かって内部に進行する。強いグリーン結合は中しんの外
側端方向に非常に僅かの剥離を生ぜしめる。機械速度を
早めるとグリーン強度が弱まり、ライナからの中しんの
剥離が片面ウエッブの中心方向に内に向かって進行す
る。 【0038】グリーン結合強度を表すために使用される
測定法はBatelka, J.J., Tappi J.75 (10):94 (1992),
The Institute of Paper Science & Technology, Atlan
ta,GA から判る。この測定は誘導時間だけを使用する。
これは、ライナの中心に中しんの少なくとも幾つかをホ
ールドするのに十分なグリーン強度を生じるのに必要な
時間である。例えば代表的な誘導時間は80ミリ秒であ
る。換言すれば、中しんがクサビを通過した時にライナ
に中しんの幾らかを固定するのに十分なグリーン結合を
設定するために、紙が食い込み部(nip)を離れた時から
少なくとも80ミリ秒かかる。誘導時間は式(1)を用
いて算出される。 【0039】(1) 時間(ms)=[6in./機械速度
×12] ×60×1000 パールキャリアー澱粉ペースト状物の誘導時間は50ミ
リ秒(ms)である。発明者のキャリアー澱粉ペースト
は60〜80msである。最短誘導時間は型に結合する
のに必要な最短時間である。 表1A 硼砂不含の段ボール用接着剤/パイロットプラントのIPSTグリーン結合の 結果(2) ペースト− 最高速度 最短誘導時間 IPST実験番号 (fpm) (ミリ秒) ────────── ─────── ──────── Q1-HPL-20 355 85 Q2-HPL-12 438 68 Q2-HPS-20 415 72 Q3-HPH-12 388 77 Q3-HPH-20 363 83 Q4-HPL-12 345 87 Q4-HPL-8 388 77 (2)ニップから6インチの所で挿入されたクサビを持
つISPT 14”Langston- シングルフェサ
ー。 【0040】表2 試験結果 CPC二月IPSTシングルフェサー(single-facer)試験 エッジ損傷 平坦部損傷 片面ピン接着 繊維抜け率 (#/In) (PSI) (#/24Ln In) (%) サンプル表示 平均 S.D. 平均 S.D. 平均 S.D. 207-Q1-HPL-8 300fpm 23.2 2.0 35.8 1.0 72.5 7.9 中位 500fpm 24.4 1.0 38.0 1.8 77.2 7.9 中位 700fpm 24.6 2.2 38.6 0.5 56.6 8.0 0% 207-Q1-HPL-12 300fpm 27.0 1.9 37.6 1.9 85.0 6.3 中位 500fpm 27.0 1.8 39.2 0.7 90.1 2.3 中位 700fpm 25.5 3.2 37.3 1.9 70.3 10.9 0% 207-Q1-HPL-20 300fpm 28.4 1.3 37.1 1.0 111.8 4.2 中位 500fpm 28.7 1.2 38.8 0.9 108.3 3.1 中位 700fpm 25.5 1.5 39.2 1.8 52.8 11.6 0% 206-P3-HPL-12 300fpm 24.3 1.5 36.1 1.4 73.8 11.6 中位 500fpm 25.8 1.5 38.9 0.8 80.8 7.4 中位 700fpm 23.9 1.3 43.0 1.0 73.2 9.0 中位 206-P3-HPL-20 300fpm 26.9 1.5 36.6 0.5 96.0 11.6 中位 500fpm 27.0 2.0 37.5 0.8 91.0 5.2 中位 700fpm 26.1 1.0 41.1 1.0 81.2 5.6 中位 206-P3-KRH-12 300fpm 22.5 1.7 30.9 1.1 102.8 3.7 中位 500fpm 24.3 2.3 30.5 1.4 82.6 4.1 中位 700fpm 24.1 1.8 32.1 0.9 73.7 5.8 中位 206-P3-KRH-20 300fpm 26.3 2.1 31.7 1.1 112.7 5.9 中位 500fpm 24.1 1.6 30.3 1.1 103.9 4.9 中位 700fpm 22.2 2.0 33.2 1.2 93.6 6.4 中位 207-Q1-HPH-8 300fpm 23.8 1.9 37.0 0.8 68.3 3.7 中位 500fpm 25.4 1.7 38.6 0.9 70.9 2.9 中位 700fpm 22.8 2.8 37.3 1.4 58.5 5.3 中位 207-Q1-HPH-12 300fpm 24.8 1.9 36.1 1.7 79.1 5.4 中位 500fpm 25.6 1.0 38.4 1.4 91.5 5.9 中位 700fpm 24.0 1.0 38.0 1.7 61.2 8.1 中位 207-Q1-HPH-20 300fpm 28.1 1.7 37.5 0.7 107.5 6.3 中位 500fpm 24.7 1.5 40.0 1.0 109.2 6.5 中位 600fpm 26.3 1.5 39.9 1.1 105.5 4.8 中位 700fpm 24.4 2.4 40.1 1.7 99.0 5.9 中位 表2( 続き) 試験結果 CPCシングルファサー試験 エッジ損傷 平坦部損傷 片面ピン接着 繊維抜け率 (#/In) (PSI) (#/24Ln In) (%) サンプル表示 平均 S.D. 平均 S.D. 平均 S.D. 423-Q2-HPL-12 300fpm 21.2 2.1 31.4 0.5 77.7 5.9 M 500fpm 19.9 1.2 31.5 1.8 81.3 4.7 M 700fpm 21.0 1.3 32.8 1.5 75.3 1.7 M 423-Q2-HPL-20 300fpm 19.7 1.3 30.5 0.6 107.6 4.7 M 500fpm 20.3 1.5 32.3 1.2 97.9 3.7 M 700fpm 21.1 2.2 31.4 1.2 68.4 2.4 M 423-Q3-HPL-12 300fpm 20.1 1.9 31.5 0.9 111.4 3.9 M 500fpm 20.3 1.9 31.5 1.6 90.8 6.8 M 700fpm 21.8 1.8 32.8 2.6 52.7 9.3 O 423-Q3-HPL-20 300fpm 22.8 2.2 30.1 0.5 114.0 6.1 M 500fpm 20.5 2.2 31.4 0.6 51.2 7.8 O 615fpm 22.3 1.3 30.9 1.0 44.5 9.2 OM 423-Q4-HPL-12 600fpm 19.7 1.9 35.2 1.3 57.2 13.1 O 423-Q4-HPL-08 300fpm 19.9 2.0 33.1 1.8 89.2 2.5 M 500fpm 21.3 1.4 35.2 0.8 87.5 1.9 M 600fpm 21.2 1.4 33.5 0.8 67.1 9.7 M 700fpm 19.7 1.4 33.9 1.2 56.1 8.6 O 424-Q4-HPL-12 300fpm 22.1 2.2 32.6 1.5 101.4 2.5 M 500fpm 20.0 2.7 32.3 1.2 88.2 5.1 M 4244Q4HSKR-08 300fpm 24.0 1.5 29.9 0.6 81.0 8.3 M 500fpm 21.9 0.9 31.7 0.6 84.0 5.2 M 600fpm 22.4 2.2 32.8 0.5 81.4 3.5 M 650fpm 25.0 1.8 29.8 1.3 63.8 7.8 M 424Q4HSKRS-8 300fpm 25.7 1.1 30.1 1.0 108.6 2.4 M 500fpm 24.7 1.3 31.0 0.6 104.9 5.3 M 550fpm 22.1 1.5 30.6 0.4 86.3 7.5 M 600fpm 24.4 2.0 30.6 1.1 68.1 27.1 O 表2A 試験結果 CPCシングルフェサー試験 エッジ損傷 平坦部損傷 片面ピン接着 繊維抜け率 (#/In) (PSI) (#/24Ln In) (%) サンプル表示 平均 S.D. 平均 S.D. 平均 S.D. 628-TI-KRH-12 300fpm 23.0 1.9 28.8 0.7 94.7 3.8 10 500fpm 21.3 2.1 30.3 0.6 95.4 1.8 0* 600fpm 21.6 1.5 30.0 0.9 78.1 11.6 0 700fpm 22.0 1.7 30.6 0.8 77.4 6.7 0 実施例3 Z−SOLを使用して製造されたQシリーズのペースト
状物全てが24および48時間に渡って良好な粘度安定
性を示した。表3はその結果を示してる。各ペースト状
物を加熱していない容器中に夜通し放置する。温度およ
び粘度を測定し、次いでペースト状物をウオーターバス
中で100°F(38℃)に加熱しそして粘度を再度測
定する。冷やしたペースト状物の粘度は製造したてのペ
ースト状物の粘度以上に増加する。しかしながらこの冷
却ペースト状物の粘度は、澱粉キャリアーペースト状物
について予想された様な24および48時間の間の粘度
増加を示さない。24時間および48時間再加熱したペ
ースト状物の粘度は驚くべきことに、製造した最初のペ
ースト状物の粘度に近い。これも澱粉キャリアーペース
ト状物について予期出来なかったことである。 【0041】表3 パイロットプラント試験 スタインホール(Stein-Hall)秒で表される、硼素化合物不含でアルカリ不含ま たはアルカリ低含有量の段ボール用瞬間接着剤の粘度 ペースト状物 製造時の 24時間後の粘度 48時間後の粘度 備考 粘度/(°F) 冷間 熱間(100°F) 冷間 熱間(100°F) Q1 60/68 61/68°F 36 液層 Q2 67/81 80/72°F 60 88/68°F 50 液層 Q3 26/93 27/72°F 25 30/68°F 25 液層 Q4 67/97 110/70°F 66 非液層 R1 60/108 500/84°F 500 非液層 S1 27/98 38/84°F 31 液層実施例4 更に表4に、Q4がどの程度剪断安定性があるかを示
す。実験の最後にこのペースト状物について剪断試験を
行なう。高剪断ミキサー中でほぼ20分後に、ペースト
状物は15のスタイホール秒だけ粘度が下がる。もっと
多い降下が予想された。表4 パイロットプラント試験 ペースト状物Q4 高剪断ミキサー(1) 時間(分) スタインホール粘度(秒) ───────────────────────── 0 73 1 73 3 72 5 68 7 67 9 64 13 62 19 58 (1)4”ダイアヘッド(dia head)、3時間、3500
回転/ 分実施例5 Z−SOLよりも可溶化繊維中において低い予備可溶化
セルロース抽出物を試験する。この材料は、Z−SOL
に比較してパールスターチを懸濁させのに十分な量の可
溶性物質を与えるのに多量に使用しなければならない。 【0042】表5は二種類のペースト状物についての結
果を示している。最初の式のR1はアルカリで予備処理
したVetter- プレスファイバーから製造される乾
燥した予備安定化セルロース抽出物で製造されている。
このペースト状物は35%の予備可溶化した乾燥セルロ
ース抽出物と65%のコーンスターチとの予備混合物で
製造する。硫酸をペースト状物に添加して、加工後に抽
出物中に残留する若干の苛性アルカリを中和するが、結
果はこれが必要ないことを示している。硼砂を含有せ
ず、かつアルカリが添加されていないこの物質(pH中
性)を用いて製造した段ボールの品質は、35%の濃度
が苛性アルカリを添加してないコーン澱粉組成物で使用
できる最高量であることを示している。 【0043】第二の調製物S1にはVetter- プレ
スケーキ状物として同様に処理したスペントフレーク(s
pent flake) を使用する。このペースト状物は28%の
乾燥した予備可溶化セルロース抽出物と72%のコーン
スターチとの予備混合物を用いて製造されている。この
ペーストを、Vetter- プレスケーキ状物を中和し
たのと同じ理由で中性のpHに調整する。このペースト
状物を紙に一緒に塗布するが、結果は28%の濃度が中
性の(アルカリを添加していない)ペースト状物におい
てこの物質の上限であることが判る。[ペースト状物
(ペースト状物S8)にアルカリを添加することは、結
合品質を向上させるが、アルカリが製造されたペースト
状物の粘度を増加させるので、置換(%) する場合には省
く必要がある。]表5 パイロットプラント試験 低純度可溶性繊維 BEPEX- ソリッドエアー(Solidair)法 ─────────────────────────────────── 事件番号 R1 R2 R3 繊維の種類 Vetterプレス スヘ゜ントフレークスヘ゜ントフレーク パールスターチの種類 コーン コーン コーン 可溶性繊維の置換度(%) 35 28 28 硼素化合物 不含 不含 不含 アルカリの添加 無添加 無添加 添加 調製 水(L) 43 54 33 加熱(°F) 120 120 100 可溶性繊維(lb) 12.25 10.5 5.6 混合 (分) 5 2 - 硫酸 290 220 - 混合 (分) 5 5 - パールスターチ 22.75 34.2 294 混合 (分) 10 10 10 最終温度(°F) 108 98 - 最終粘度( 秒)(Stein-Hall) 60 27 84 最終ケ゛ル温度(°F) 165 169 - 最終pH 5.9 - - 表3 シングルフェサー(single-facer)試験 エッジ損傷 平坦部損傷 片面ピン接着 繊維抜け率 (#/In) (PSI) (#/24Ln In) (%) サンプル表示 平均 S.D. 平均 S.D. 平均 S.D. 627-R1-KRH-12 300 23.4 1.5 29.5 0.6 39.2 2.3 0 500 20.0 1.3 28.9 0.5 15.3 3.0 0 700 ライナ剥離 - - - - - 627-R1-KRH-12 500 18.3 1.0 29.1 0.5 18.5 4.1 0 600 ライナ剥離 - - - - - 627-S1-KRH-12 300 21.3 1.5 28.3 0.7 58.1 2.8 0 500 19.3 1.9 28.1 1.0 20.1 3.7 0 580 20.5 1.8 29.1 0.4 25.5 2.6 0 1114-S8-HPH-12 300 22.8 0.9 36.6 0.7 63.9 3.6 0 500 22.3 1.0 38.3 1.0 55.6 2.4 0 700 ライナ剥離 1114-S8A-HPH-12 300 25.1 1.2 38.3 1.5 69.5 4.4 0 500 23.6 1.9 36.4 0.8 59.4 4.5 0 700 21.1 1.6 36.9 1.0 26.5 6.8 0
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] FIELD OF THE INVENTION This invention relates to starch-based cardboard.
The present invention relates to an adhesive composition for use. In particular, in the present invention, for cardboard
Dry which can be easily rehydrated with water to produce adhesive
It relates to a blend composition. This adhesive uses a boron compound
No and no or only minimal amounts of alkali
Manufactured without addition. [0002] 2. Description of the Related Art Generally used for preparing an adhesive for cardboard.
Users who reduce or omit medications used
Are increasingly demanding. This market trend is environmental
It comes from protection and safety concerns. Use
Cardboard that is easy to use and stable over time
There is also a demand for adhesives for metal. Until now, these properties
Adhesives for cardboard that are accepted in the market with
Not announced. [0003] In the method of manufacturing corrugated cardboard, the adhesive is put in place.
It is generally applied to the top of the skin. At that time, the shape of the step
Flat paper liner with corrugated rolls and press rolls
When passing through the gap between the
Can be attached. The resulting product is a medium lining with one side corrugated
And has a flat liner on the other side,
It is called so-called single-sided cardboard. Single-sided cardboard remains
May be used or contact the top of the single-sided cardboard.
Apply the adhesive and apply a second flat sheet to the first sheet
It may be attached in the same manner as in the above. This is a “double-sided”
Or "double-back" method. two
The second liner sheet is heated immediately after contact with the adhesive
And (the pressure used to manufacture single-sided cardboard
Treated with a reduced pressure. [0004] Carriers, non-carriers and carriers
-A starch-based adhesive that may be non-carrier
It is commonly used in cardboard manufacturing processes. Carrier type
In the case of glue, part of starch (or dextrin)
But suspends the remaining starch in a non-gelatinized state
It forms a carrier well known as the gelatinized phase.
Under heating and pressure conditions, ungelatinized starch quickly
The mixture is hydrated and gelatinized, and the viscosity and
And instantaneously increase adhesion. Non-carrier type adhesive
If necessary, remove all starch by heat and caustic
Cooking or swelling slightly
Moisturize. Finally, a carrier-non-carrier type adhesive
Produces a carrier and is responsible for about half of the viscosity
Contains some starch owed and the remaining viscosity
Is obtained by slightly swelling the uncooked starch
You. [0005] Water-soluble adhesive compositions are disclosed in US Pat.
No. 6,613. This adhesive is wet
Lignose Hydrolyzed under High Temperature and High Pressure in the Presence of Minutes
Consists of Lulose. The water-soluble reaction product is recovered and dried
It is enriched in the state. Rehydration is slurry with methanol
And refluxing while passing ammonia through it
It is done by doing. This composition is also filtered and dried.
Can be dried. Hemicellulose addition for paper coating compositions
Additives are disclosed in U.S. Pat. No. 2,772,981.
Have been. This hemicellulose is used to coat paper.
Although it can be completely replaced with the adhesive component, starch,
Advantageously added together with a string or similar
It is disclosed as a composition. This patent is a rehydratable
The rye composition is not described. [0007] Adhesion for corrugated cardboard containing a solubilized fiber component
The agent is disclosed by Fitt in U.S. Pat. No. 5,358,559.
The specification and US Patent No. by Ciesfeld et al.
No. 5,503,668. on site
Adhesive used in solubilization process
There is. Unlike the present invention, the above-mentioned documents do not
Re-water with acceptable properties for markets used in industry
No wettable dry adhesive composition is disclosed. In this specification and claims,
Parts and percentages are by weight / weight (w / w) unless otherwise specified.
w). [0009] DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The extracted hemicellulose material (where
Is about 25% to about 100%, preferably about 70% on a dry basis.
From about 100% to about 100% soluble material
Free-flowing dried vegetable fiber) and starch
The dry blend composition consists of only adding water,
Rehydrate without adding any other ingredients
Adhesives can be made. Dry blend composition
The amount of extracted hemicellulosic material in the material is generally from about 5% to about
50%, preferably about 8% to about 30%. Extracted
The hemicellulose material is used as a carrier for the adhesive.
Works. Cereals are an important source of hemicellulose,
In an advantageous embodiment, the extracted hemicellulose material is corn
Extracted from sorghum fiber and wheat fiber. Corn fiber
Wei is particularly advantageous. [0010] The extracted hemicellulose material (where
Percentage variation of soluble substances in the "extract"
Is the amount required to produce the dry blend composition
And the percentage of soluble components is high,
The amount used can be reduced. For example, soluble
An extract with 100% of ingredients is better than an extract with 50% of soluble ingredients
Can also be used at low concentrations. Extract is soluble component
If it can be considered as 100%, dry blend
One hundred of the soluble components obtainable from the extract in the composition
The fraction is about 8 based on the total weight of the dry blend composition.
% To about 15%, preferably about 9% to about 14%
It is. The paste for cardboard according to the present invention is
Dry blend composition in a single tank without going through the King stage
, High- or low-shear batch mixer, continuous mixer
-For example, Warner & Pfleiderer
Single- or twin-screw extruder, Baker P
erkins Rotofed mixer or Ke
nis Corporation static mixer
It is produced by hydration. Hydration is about 5
Hydrate the composition to a smooth paste for 10 minutes or
Complete by mixing for a time sufficient to do so.
Therefore, the instant adhesive for corrugated cardboard does not require the addition of boron compounds.
And no or only minimal amounts of alkali
Obtained without. In many applications, adhesive paste
A sufficient amount of water to provide the pH value of the article from about 7 to about 14.
Add alkali if lukari is present in the extract
No need to do. Carrier phase is pre-solubilized with alkali
Good bonding (caustic "eating" in the paper)
Required for "incorporation") and lower gelation temperature
Sufficient alkali is generally present to obtain
You. [0012] DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A dry blend composition is extracted and
Consisting of hemicellulosic material and starch. This composition
Manufactured without the use of boron compounds (eg borax and boric acid)
And, depending on the type of starch used,
With no added alkali or minimal amount of alkali
Can be [0013] Extracted hemi in dry blend composition
The amount of cellulosic material is generally about 5% to about 50%, preferably
About 8% to about 30%. However, these ranges
The box is about 25% to about 100%, preferably about
Use extracts containing 70% to about 100% soluble material.
And as noted above, here
As is clear to those skilled in the art based on the disclosure, the extract
The percentage variation of soluble matter in the
Affects the amount required for production. One hundred soluble components
Extracts with higher fractions compare soluble component percentages
The amount used is at least better than that of an extract that is relatively low. Extraction
The percentage of soluble components obtained from products is
About 5% to about 50%, based on the total weight of the composition, preferably
Should be about 8% to about 30%. Pre-solubilized
Dried cellulose extract and extracted hemi described here
Cellulosic materials contain about 3% to about 10% moisture.
Carrier or cookie when the adhesive is hydrated
It has a function as a cooked part. The paste for cardboard according to the present invention is
The blend composition in a single tank or
Hydrate without primary cooking step in Ksar
Manufactured by forming the carrier part by
You. Hydration reduces the dry blend composition from about 65% to about 8%.
Produces an adhesive paste with a total moisture content of 0%
By mixing with a sufficient amount of water to
You. Mixing lasts about 5-10 minutes or the composition is lubricated.
Sufficient time to hydrate to a clear paste (long
Not too short). The hydration temperature is relatively
Low, typically about 18-52 ° C (62-125 ° F).
And the time required for hydration is generally
Is relatively short. Therefore, instant adhesive for cardboard is
It is obtained with no or minimal addition of potash and
Never require a boron compound during manufacture. The starch is corn starch, for example, pearl starch
Glue paste (pearl starch)
Sufficient alkali to give the material a pH of about 7 to about 14.
If liquor is present in the cellulose extract, remove alkali
No need to add. However, when alkali is needed
Before adding the dry blend composition to the water or
It may be added later. This depends on the type of starch used
It is related to the gelatinization temperature, which can be changed depending on it. For example,
When using barley starch, do not add caustic
It is known that a suitable cardboard adhesive can be manufactured
You. Therefore, the gelatinization temperature of the starch is about 60-66 ° C (140 ° C).
F to 150 ° F), the adhesive is caustic
No alkali added or relatively little caustic
It can be manufactured with the added amount. Another way to take this into account is
130 ° F (54 ° C) to 7 ° C regardless of pH
2 ° C. (162 ° F.), preferably about 60 ° C. (140 ° F.)
F) An adhesive gelatinization temperature ranging from about 68 ° C (155 ° F).
Use sufficient caustic to make [0016] The starch component of the present invention comprises bulbs of many plants,
Can be obtained from stems or nuts by customary methods, about
5% to about 15%, most commonly about 8% to about 12% moisture
Has content. Are advantageous starches corn and barley?
Other starches, such as wheat,
Manufactured from pioca, potato and the like
Starches are also suitable. Mixtures of starches from various sources
Can be used. Even if starch is modified,
A combination of the modified starch and the unmodified starch may be used. Deki
The string itself may be used, but may be native and / or
Alternatively, they can be used in combination with modified starch. Low gelatinization temperature
Unmodified starch is advantageous for this reason and barley starch is advantageous for this reason.
Powder. However, it has a relatively high gelatinization temperature
Corn starch is useful when economics are considered most important.
It is profitable. The extracted hemicellulose material of the present invention is
Manufactured by treating plant fibers with an alkaline extractant
Is done. Any strong base can be used, but
Useful bases are alkali metal hydroxides, especially hydroxylated
Calcium, potassium hydroxide or sodium hydroxide
Most advantageous, these are generally referred to herein as alkalis.
I do. Any plant fiber rich in hemicellulose
Can be used. Advantageous raw materials are corn hulls and shells
Corn fiber, wheat fiber and barley fiber including corn and germ
Wei. The best considerations when selecting suitable plant material
Also important is the percentage of soluble components,
Does not have 100% hemicellulose. Negligible amount
Soluble protein, other soluble cellulose, some starch
The presence of flour and their analogues is greater than about 50
Not harmful unless it is about 30% or less, especially
Preferably it is 5% or less. Insoluble components
If too much, they act as diluents and bind
Strength is reduced. Therefore, the insoluble component is about 7% of the plant material.
It should not exceed 5%, preferably about 3% of the plant material
Should not exceed 0%. Hemicellulose is present in many living plants.
Natural polymers that are used according to the present invention.
Can be derived from various raw materials. Its name is in plant tissue
Derived from its close relationship with cellulose
Once considered a precursor for cellulose synthesis
I was This material is subject to fracture and mechanical shearing.
Is a relatively strong substance that prevents the viscosity from
You. It is completely compatible with starch. Hemicell
Loin can be used to reduce molecular weight and increase viscosity.
Can be partially hydrolyzed. Hemicellulose is arabano-xylan (ara)
bano-xylan) and glucuronic acid
-Membered xylan with similar additional side chains (pentosans)
It is based on structure. This skeletal structure is similar to cellulose.
Β-1,4-bond similar to the bond obtained. That much
Although the child structure is different from starch and cellulose
There are many similarities available to combine
It is a functional hydroxyl group. The structure of hemicellulose changes significantly
The general structure is listed below.
RU: [0020] Embedded imageThe outer skin of the corn kernel is hemicellulose.
High content, hemicellulose can be easily extracted from it
Especially in hemicellulose
Good raw material. The greatest potential of hemicellulose
It is not contaminated (that is,
One of the (non-hazardous) ingredients is from the corn wet milling industry.
Is a corn fiber produced by Advantageous of corn fiber
Kind is the Corn Products Uni
t of CPC InternationalIn
c. , P. O. Box 8000, Anglewood
  Cliffs, New Jersey 07632
PEERLESS by US(R)corn five
r is an edible corn fiber marketed under the trade name r. An advantageous embodiment of the present invention is the hydration with water.
From about 95% to about 50% starch, and dry base
About 5% containing about 25% to about 100% soluble material
~ 50% of pre-solubilized dry cellulose extract
Corrugated cardboard contacts made of boron compounds
Adhesive (hereinafter also referred to as adhesive paste)
Is a dry blend composition capable of obtaining Reserve
The solubilized dry cellulose extract has some residual alkali
And in the adhesive paste, from about 7 to about
PH of 14 or about 54 ° C-72 ° C (130 ° F-1
62 ° F.), preferably about 60 ° C. to 68 ° C. (140 ° F.)
To 155 ° F.) (here also referred to as “gel”)
Say) there is enough residual alkali to give the temperature
When manufacturing paste-like materials, alkalis
No need to add. Starch is generally from about 8% to about 12%.
Pre-solubilized dry cellulose with moisture content
The extract has a moisture content of about 3% to about 10%. Hydrating the advantageous dry blend composition described above
About 65%
Drying sufficient water to provide a total moisture content of about 80%
Mix with eBlend. In the most advantageous embodiment
Is a US patent application serial no. 08/244,
Uses by-products of the process described in EP 036
I do. The contents disclosed in this U.S. patent application are listed here
Shall be done. CPC International
  Inc. , Englewood Cliffs,
Available from NJ 07632 USA and called Z-SOL
This by-product can be prepared as follows:
RU: 1. Dry crushed and refined corn fiber is 10% weight /
Suspend in volume of solution. Refined corn fiber
Or bran is Vetter- derived from the hull of corn.
90% total dietary fiber (TDF) from presscake
Or 90% TDF dry ground fiber. 2. Potassium hydroxide (KOH) was suspended and purified
Added to corn fiber to a concentration of 1.5% w / v and
Corn fiber maintained at 176 ° F (80 ° C) for 2.5 hours
Insoluble substances in the product, mainly from insoluble cellulose to hemise
Lulose (and any remaining starch and how many
Protein). 3. Water, fiber and KOH solution at the same volume of 80 ° C
Dilute with water and filter. Cheese black as a filtration medium
(Cheesecloth) can be used. 4. The filtrate contains soluble Z-SOL and if neutralized
If necessary, neutralize with hydrochloric acid (HCl)
You may. Next, Z-SOL is precipitated using alcohol.
Let it. Spray dry or oven dry this material
Is also good. 5. The dried material is ground to a suitable particle size and
Therefore, the dry blend composition of the present invention is obtained by dry mixing with starch.
Manufacturing things. Corrugated paper from the dry blend composition
The production of a baked product is quite simple. The first important thing is
The time required to hydrate this material. mass
Occurs several minutes before it first disappears and disappears
You. As explained above, the temperature may be slightly
Can facilitate hydration of the dry blend composition.
You. The pre-solubilized dry cellulose extract
Besides the most advantageous embodiment, it has the same purity as Z-SOL.
Various other advantageous embodiments which have not been
May be used. Low Total Dietary Fiber ("TDF") Vet
ter-press cake and alkali treated
Spont germ is processed in a single step method
The hemicellulose and some soluble starch and
About 50% to 50% of soluble components including soluble proteins
Producing a pre-solubilized dry substance containing
Can be. In our experiments, alkali treated Vett
er-presscake is dry at a concentration of 20-35%
Alkali-treated spen used for blend composition
Germ at a concentration of 18-28% in the dry blend composition
use. On the other hand, Z containing about 100% soluble components
-SOL can be advantageously used in the range of 8% to 12%.
it can. This experiment demonstrates the pre-solubilized dry corn fiber
Has an advantageous concentration range of about 8% to 30%.
I made it. How to at least stabilize viscosity more than 8%
Give or separate from paste after a short time
Not enough carrier is supplied to prevent this.
Less than about 30% pre-solubilized fiber of low solubility
In some cases, insoluble substances are generated, which harms the quality of the joint. The theory of the present invention results in a good strong bond.
Components that may be useful to be present in insoluble substances
It is. Maybe a certain amount of hemicelluloe still attached
Cellulose-containing residual cellulose bridges paper voids
Present as "sticky" platelets or platelets. [0027] 【Example】Example 1 88% of commercial (CB) pearl starch and 12%
% Of the Z-SOL in a dry blend composition as follows:
Manufactured in the laboratory:Rehydration:   2022 mL of water (water temperature = ambient temperature) is added to a 4 L tank,   Add 675 g of the dry blend composition,                                                 Mix for 10 minutes,   31 g of alkali (50% strength NaOH) is added,                                         Mix / heat for 10 minutes / 38 ° C. [0028]analysis   Final temperature: 38 ° C   Stein-Hall viscosity: 40 seconds   Gel temperature: 62-66 ° C   Solids content (commercially available): 25%Stability : Water at 38 ° C with paste produced
Put directly in the bath and use a blade-type stirrer for 5 minutes
30 minute stirring cycle with agitation and 25 minute agitation stop
Is performed several times. [0029]time Stein Hall viscosity (sec) Record     1 hour 40 No retention of starch in the lower part.                                       Bubbles collect in the center of the car     2 hours 41 No retention of starch in the lower part.                                       Bubbles collect in the center of the car     Overnight (18 hours) 40 No starch precipitation in lower part, bubbles gather                                       NotExample 2: Pilot plant tests at the Institute o
f Paper Science and Technology (IPST), Atlan
14 with C-type flut roll in GA
Inch Longston Single Sided Corrugator
This is performed using Use this machine for 42 pounds of kraft paper
Commercial using Ina or 35lb high performance liners
Run at speed, in both cases 26 pounds
to paste together. 88% commercial (CB) pearlstar
Blend consisting of raw material and 12% Z-SOL
The composition is applied to a twin shell-drive render
l dry blender) and add 25 times for 10 minutes
Invert / min, mix 40 pounds. This dry blend group
The product is hydrated into a paste. The corrugator uses a heated line
Immediately before contact with the
This paste is applied to the top of the corrugated
To produce the first bonded product. Paste-like material
40 gallon mixing with paddle-type stirrer with constant speed
It is manufactured using a machine. About 10 gallons of paste
To manufacture. 20 g of insulated paste
Transfer to Ron storage tank. From this storage tank
Circulates paste-like material through a small impeller pump
You. The preparations and results are summarized in Table 1.
12% [w / w (total weight of commercial products)] in the carrier phase
Compositions containing Z-SOL can be any conventional starch paper.
It shows characteristics similar to the stratified preparation. 8% Z-SOL
Pastes can be used quite well, but the carrier
Insufficient solids in phase, harden in minutes without stirring
The liquid phase is generated quickly after the reaction. 15% Z-SO
In the experiment using L, a high-viscosity finished paste was obtained.
It is. At this Z-SOL level, the finished paste
Increases to an unusable level. Therefore, Z-SO
The L level should be less than about 15%. The paste Q4 (Table 1) contains a boron compound.
Contains no alkali paste.
This paste has a 33% commercial (CB) total solids content
Manufactured using in-situ Z-SOL premix. This
Of the preparation of C.I. B. Total solids content (percentage) is customary
More than standard ones. 33% commercial (CB)
Total solids content is commercially available suspended (denatured)
Or unmodified) generally contains more solids than carrier starch
Large amount. This relatively high percentage of C.I. B. Including solids
Large amounts are carriers made from pre-solubilized plant fiber.
It can be obtained by using an Ahr phase. High percentage of C.I.
B. Solids content reduces the amount of water that must be evaporated
That will reduce the heat required by the corrugator
It is important. Less heat required to evaporate water
More heat can be used for starch gelatinization.
Possible, which can be higher than the normal gelatinization temperature
Allows the use of pastes produced in
You. In this case, corn starch / pre-solubilized plant
Manufactured using natural fiber and added alkali
No paste-like material at 68-70 ° C (155-158 °
It has a gelatinization temperature in the range of F). This is cornstar
Gelatinization at only 71-74 ° C (160-165 ° F)
The temperature is comparable to that of the pre-solubilized cellulose extract of the present invention.
Exudate carrier is causing gel temperature to decrease
You. Therefore, one embodiment of the present invention is
Fruits from the dried pre-solubilized cellulose extract described here
Carrier qualitatively constituted or consisting of said extract
It is a dry composition for producing. This dry composition is
Hydrated and produces adhesive paste as described above
When you do, you become a carrier. Paste Q4 is 35 points
Using high-performance liners and 26-pound
IPST 14 inch Langston single-sided corrugated board
The test is carried out on a tool making equipment. This paste becomes liquid after curing.
Does not occur. In Table 1, the last paragraph of T1 is Z-SOL / Large.
Made from wheat starch-dry blend. Contains no borax,
This paste without caustic added is
It can be applied very well to such devices. This paste
Hydrate very quickly and dry blend with water
Apply to the above device for 15 minutes after mixing. Gelatinization temperature
The degree is measured as 66 ° C (150 ° F). Barley starch was used in place of pearl starch
In some cases, the gelatinization temperature ranges from about 74 ° (165 ° F.) to about 6 °.
6 ° (150 ° F.). Gelatinization for barley starch
The temperature is about 5-15 ° C lower than for corn starch
Produces caustic adhesive with customary solids content
Can not do it. Gelatinization similar to gelatinization temperature of barley starch
Other starches with temperature and modified starches have similar functions.
Imagine. [0036]Table 1 Pilot print test Borax-free, caustic-free or low caustic-content cardboard adhesive                     Alkali pastes Alkali-free pastes Experiment number Q1 Q2 Q3 Q4 TI Date Feb. 7 Apr. 23 Apr. 23 Apr. 24 Jun. 28 Type of fiber Z-SOL Z-SOL Z-SOL Z-SOL Z-SOL Variety of starch Soluble fiber replacement rate (%) 12 12 8 12 12 Boron compound Not included Not included Not included Not included Not included Alkali contained contained contained not included not includedPreparation                                                                    Water (L) 38 36 36 38 40 Heat (F) 105 120 100 105 120 Soluble fiber / bal starch (lb) 28 22 34 41 29.4 Mixing (min) 10 10 10 10 10 Sodium hydroxide (50/50) (g) 576 464 370 0 0 Mixing (min) 10 10 10 0 0 Final temperature (° F) 84 81 93 97 100 Final viscosity (sec) (Steinhole) 47 67 26 67 26 Final solidification temperature (° F) 142 145 147 152-158 150 Table 2 shows the pilot projects using pastes of each batch.
The results of the runt corrugated cardboard production are shown. Each experiment number
Is premix code number, high performance at low paper temperature
Experiments in liners ("HPL") or at high paper temperatures
Experiment with high performance liner ("HPL")
Rule gap: Using several thousandths of an inch,
Display in:     Q1 experiment number-Q1-HPL-8 Q1-HPH-8                       Q1-HPL-12 Q1-HPH-12                       Q1-HPL-20 Q1-HPH-20     Q2 experiment number-Q2-HPL-12                       Q2-HPL-20     Q3 experiment number-Q3-HPL-12                       Q3-HPL-20     Q4 experiment number-Q4-HPL-8                       Q4-HPL-12 Samples for each experiment were 300 ft / min (fpm), 5
00 fpm and 700 fpm (or completely delaminated)
Before harvesting at a higher rate). Edge damage, flat
Damage to the part, single face dry pin bonding
 TAPPI test method for adhesiveness and fiber detachment rate (%)
[The technical Association of Pulp and Paper Indu
stry, Inc. (TAPPI: Technical Association of the Pulp and Paper Industry)
Tests for joint strength, edge damage and flats damage.
Includes rye pin bonding. Detailed description of this test method
Was published in TAPPI test method 1989, and TAPPI, One D
unwoody Park, Atlanta, GA 20241 Available from USA
You. Test for each sample using All of
Figures show this machine about conventional carrier starch glue
Equal to or better than the results in Edge of Q1
Damage results are greater than all edge damage results from previous experiments
Is also excellent. The green bond measurement was performed using a step board.
6 from the cut-in part (nip) on the delivery side of the manufacturing roll
At the end of the one-sided liner, in inches
To sandwich the device with two wedges placed in
This is done. The wedge does not come into contact with the liner and
Begin to peel from liner while upward force on side edge
Cause. Delamination is more likely to be centered as machine speed increases.
Once it goes inside. Strong green bonds are out of the middle
Causes very little delamination in the lateral direction. Machine speed
If you advance it, the green strength will weaken,
Peeling proceeds inward toward the center of the one-sided web
You. Used to indicate green bond strength
The measurement method was Batelka, J.J., Tappi J.75 (10): 94 (1992),
The Institute of Paper Science & Technology, Atlan
It can be seen from ta and GA. This measurement uses induction time only.
This places at least some of the shins in the center of the liner.
Necessary to produce sufficient green strength to
Time. For example, a typical induction time is 80 milliseconds.
You. In other words, the liner is
Green bond enough to fix some of the
To set, from when the paper leaves the nip
It takes at least 80 ms. Use Equation (1) for induction time
Is calculated. (1) Time (ms) = [6 in./machine speed]
× 12] × 60 × 1000 Induction time of pearl carrier starch paste is 50 min.
Res (ms). Inventor's carrier starch paste
Is 60 to 80 ms. Shortest induction time binds to type
Is the shortest time needed to                             Table 1A   Borax-free cardboard adhesive / Pilot plant IPST green bonded   Result (2)     Paste-Maximum speed Minimum induction time     IPST experiment number (fpm) (millisecond)   ────────── ─────── ────────      Q1-HPL-20 355 85      Q2-HPL-12 438 68      Q2-HPS-20 415 72      Q3-HPH-12 388 77      Q3-HPH-20 363 83      Q4-HPL-12 345 87      Q4-HPL-8 388 77 (2) Hold the wedge inserted 6 inches from the nip
One ISPT 14 "Langston-Single Fesa
- [0040]Table 2                               Test results               CPC February IPST single-facer test                       Edge damage Flat area damage Single-sided pin bonding Fiber detachment rate                        (# / In) (PSI) (# / 24Ln In) (%) Sample display Average S.D.Average S.D.Average S.D. 207-Q1-HPL-8 300fpm 23.2 2.0 35.8 1.0 72.5 7.9 Medium               500fpm 24.4 1.0 38.0 1.8 77.2 7.9 Medium               700fpm 24.6 2.2 38.6 0.5 56.6 8.0 0% 207-Q1-HPL-12 300fpm 27.0 1.9 37.6 1.9 85.0 6.3 Medium               500fpm 27.0 1.8 39.2 0.7 90.1 2.3 Medium               700fpm 25.5 3.2 37.3 1.9 70.3 10.9 0% 207-Q1-HPL-20 300fpm 28.4 1.3 37.1 1.0 111.8 4.2 Medium               500fpm 28.7 1.2 38.8 0.9 108.3 3.1 Medium               700fpm 25.5 1.5 39.2 1.8 52.8 11.6 0% 206-P3-HPL-12 300fpm 24.3 1.5 36.1 1.4 73.8 11.6 Medium               500fpm 25.8 1.5 38.9 0.8 80.8 7.4 Medium               700fpm 23.9 1.3 43.0 1.0 73.2 9.0 Medium 206-P3-HPL-20 300fpm 26.9 1.5 36.6 0.5 96.0 11.6 Medium               500fpm 27.0 2.0 37.5 0.8 91.0 5.2 Medium               700fpm 26.1 1.0 41.1 1.0 81.2 5.6 Medium 206-P3-KRH-12 300fpm 22.5 1.7 30.9 1.1 102.8 3.7 Medium               500fpm 24.3 2.3 30.5 1.4 82.6 4.1 Medium               700fpm 24.1 1.8 32.1 0.9 73.7 5.8 Medium 206-P3-KRH-20 300fpm 26.3 2.1 31.7 1.1 112.7 5.9 Medium               500fpm 24.1 1.6 30.3 1.1 103.9 4.9 Medium               700fpm 22.2 2.0 33.2 1.2 93.6 6.4 Medium 207-Q1-HPH-8 300fpm 23.8 1.9 37.0 0.8 68.3 3.7 Medium               500fpm 25.4 1.7 38.6 0.9 70.9 2.9 Medium               700fpm 22.8 2.8 37.3 1.4 58.5 5.3 Medium 207-Q1-HPH-12 300fpm 24.8 1.9 36.1 1.7 79.1 5.4 Medium               500fpm 25.6 1.0 38.4 1.4 91.5 5.9 Medium               700fpm 24.0 1.0 38.0 1.7 61.2 8.1 Medium 207-Q1-HPH-20 300fpm 28.1 1.7 37.5 0.7 107.5 6.3 Medium               500fpm 24.7 1.5 40.0 1.0 109.2 6.5 Medium               600fpm 26.3 1.5 39.9 1.1 105.5 4.8 Medium               700fpm 24.4 2.4 40.1 1.7 99.0 5.9 Medium                                 Table 2(Continued)                               Test results                     CPC Single Facer Test                       Edge damage Flat area damage Single-sided pin bonding Fiber detachment rate                        (# / In) (PSI) (# / 24Ln In) (%) Sample display Average S.D.Average S.D.Average S.D. 423-Q2-HPL-12 300fpm 21.2 2.1 31.4 0.5 77.7 5.9 M               500fpm 19.9 1.2 31.5 1.8 81.3 4.7 M               700fpm 21.0 1.3 32.8 1.5 75.3 1.7 M 423-Q2-HPL-20 300fpm 19.7 1.3 30.5 0.6 107.6 4.7 M               500fpm 20.3 1.5 32.3 1.2 97.9 3.7 M               700fpm 21.1 2.2 31.4 1.2 68.4 2.4 M 423-Q3-HPL-12 300fpm 20.1 1.9 31.5 0.9 111.4 3.9 M               500fpm 20.3 1.9 31.5 1.6 90.8 6.8 M               700fpm 21.8 1.8 32.8 2.6 52.7 9.3 O 423-Q3-HPL-20 300fpm 22.8 2.2 30.1 0.5 114.0 6.1 M               500fpm 20.5 2.2 31.4 0.6 51.2 7.8 O               615fpm 22.3 1.3 30.9 1.0 44.5 9.2 OM 423-Q4-HPL-12 600fpm 19.7 1.9 35.2 1.3 57.2 13.1 O 423-Q4-HPL-08 300fpm 19.9 2.0 33.1 1.8 89.2 2.5 M               500fpm 21.3 1.4 35.2 0.8 87.5 1.9 M               600fpm 21.2 1.4 33.5 0.8 67.1 9.7 M               700fpm 19.7 1.4 33.9 1.2 56.1 8.6 O 424-Q4-HPL-12 300fpm 22.1 2.2 32.6 1.5 101.4 2.5 M               500fpm 20.0 2.7 32.3 1.2 88.2 5.1 M 4244Q4HSKR-08 300fpm 24.0 1.5 29.9 0.6 81.0 8.3 M               500fpm 21.9 0.9 31.7 0.6 84.0 5.2 M               600fpm 22.4 2.2 32.8 0.5 81.4 3.5 M               650fpm 25.0 1.8 29.8 1.3 63.8 7.8 M 424Q4HSKRS-8 300fpm 25.7 1.1 30.1 1.0 108.6 2.4 M               500fpm 24.7 1.3 31.0 0.6 104.9 5.3 M               550fpm 22.1 1.5 30.6 0.4 86.3 7.5 M               600fpm 24.4 2.0 30.6 1.1 68.1 27.1 O                                 Table 2A                               Test results                     CPC Single Feather Test                       Edge damage Flat area damage Single-sided pin bonding Fiber detachment rate                        (# / In) (PSI) (# / 24Ln In) (%) Sample display Average S.D.Average S.D.Average S.D. 628-TI-KRH-12 300fpm 23.0 1.9 28.8 0.7 94.7 3.8 10               500fpm 21.3 2.1 30.3 0.6 95.4 1.8 0 *               600fpm 21.6 1.5 30.0 0.9 78.1 11.6 0               700fpm 22.0 1.7 30.6 0.8 77.4 6.7 0Example 3 Paste of Q series manufactured using Z-SOL
Good viscosity stability for all materials over 24 and 48 hours
Showed sex. Table 3 shows the results. Each paste
Leave thing overnight in unheated container. Temperature and
And viscosity, and then paste the material into a water bath.
Heat to 100 ° F (38 ° C) and measure viscosity again
Set. The viscosity of the cooled paste is
It increases more than the viscosity of the paste. However, this cold
The viscosity of the paste paste is the starch carrier paste
Between 24 and 48 hours as expected for
Show no increase. 24 hours and 48 hours
Surprisingly, the viscosity of the first paste
It is close to the viscosity of the paste. This is also the starch carrier pace
It was unexpected about the thing. [0041]Table 3   Pilot plant test   Stein-Hall seconds, free of boron compounds and alkali-free Viscosity of low-moisture or low-alkali cardboard instant adhesives Paste viscosity 24 hours after production Viscosity after 48 hours Remarks               Viscosity / (° F) Cold hot (100 ° F) Cold hot (100 ° F)   Q1 60/68 61/68 ° F 36 liquid layer   Q2 67/81 80/72 ° F 60 88/68 ° F 50 Liquid layer   Q3 26/93 27/72 ° F 25 30/68 ° F 25 liquid layer   Q4 67/97 110/70 ° F 66 Non-liquid layer   R1 60/108 500/84 ° F 500 Non-liquid layer   S1 27/98 38/84 ° F 31 Liquid layerExample 4 Table 4 also shows how much shear stability Q4 has.
You. At the end of the experiment, a shear test was performed on this paste.
Do. After almost 20 minutes in a high shear mixer, paste
The material decreases in viscosity by 15 styhole seconds. More
Many descents were expected.Table 4                       Pilot plant test                       Paste Q4                       High shear mixer (1)               Time (minute) Steinhole viscosity (second)           ─────────────────────────                 0 73                 1 73                 3 72                 5 68                 7 67                 9 64               13 62               1958 (1) 4 "dia head, 3 hours, 3500
Revolutions / minExample 5 Lower pre-solubilization in solubilized fiber than Z-SOL
Test the cellulose extract. This material is Z-SOL
A sufficient amount to suspend pearl starch compared to
Must be used in large quantities to provide soluble material. Table 5 shows the results for the two pastes.
The result is shown. R1 in the first formula is pre-treated with alkali
Made from dried Vetter-press fiber
Manufactured with a dry pre-stabilized cellulose extract.
The paste is a 35% pre-solubilized dry cellulos
With a pre-mix of sucrose extract and 65% corn starch
To manufacture. Add sulfuric acid to the paste and extract after processing.
Neutralizes some caustic remaining in the product, but
The results show that this is not necessary. Contains borax
This substance, which has no added alkali
The quality of the corrugated cardboard produced using the
Used in corn starch composition without added caustic
It is the highest possible amount. The second preparation S1 contains Vetter-pre
Spent flakes (s
pent flake). This paste is 28%
Dried pre-solubilized cellulose extract and 72% corn
Manufactured using a pre-mix with starch. this
Paste to neutralize Vetter-presscake
Adjust to neutral pH for the same reason. This paste
The material is applied to paper together, but the result is a medium concentration of 28%.
Smell (no alkali added) paste
It turns out that this is the upper limit of this substance. [Paste
The addition of alkali to (paste S8) is
Improves the quality of the paste, but the alkali is produced
When replacing (%), the viscosity of the material is increased.
It is needed. ]Table 5                       Pilot plant test     Low-purity soluble fiber BEPEX- Solidair method   ───────────────────────────────────   Case number R1 R2 R3     Fiber type Vetter press Strain flakes Gent flakes     Types of pearl starch Cone Cone Cone     Degree of substitution of soluble fiber (%) 35 28 28     Boron compound Not included Not included Not included     Addition of alkali No addition No addition Addition   Preparation     Water (L) 43 54 33     Heating (° F) 120 120 100     Soluble fiber (lb) 12.25 10.5 5.6     Mixing (min) 5 2-     Sulfuric acid 290 220-     Mixing (min) 5 5-     Pearl starch 22.75 34.2 294     Mixing (min) 10 10 10        Final temperature (° F) 108 98-     Final viscosity (sec) (Stein-Hall) 60 27 84     Final cell temperature (° F) 165 169-     Final pH 5.9--                                 Table 3                       Single-facer test                       Edge damage Flat area damage Single-sided pin bonding Fiber detachment rate                        (# / In) (PSI) (# / 24Ln In) (%) Sample display Average S.D.Average S.D.Average S.D. 627-R1-KRH-12 300 23.4 1.5 29.5 0.6 39.2 2.3 0                 500 20.0 1.3 28.9 0.5 15.3 3.0 0                 700 Liner peeling----- 627-R1-KRH-12 500 18.3 1.0 29.1 0.5 18.5 4.1 0                 600 Liner peeling----- 627-S1-KRH-12 300 21.3 1.5 28.3 0.7 58.1 2.8 0                 500 19.3 1.9 28.1 1.0 20.1 3.7 0                 580 20.5 1.8 29.1 0.4 25.5 2.6 0 1114-S8-HPH-12 300 22.8 0.9 36.6 0.7 63.9 3.6 0                 500 22.3 1.0 38.3 1.0 55.6 2.4 0                 700 liner peeling 1114-S8A-HPH-12 300 25.1 1.2 38.3 1.5 69.5 4.4 0                 500 23.6 1.9 36.4 0.8 59.4 4.5 0                 700 21.1 1.6 36.9 1.0 26.5 6.8 0

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジャック・アール・ウオーリス アメリカ合衆国、イリノイ州60440、ボー リングブルック、ピース・アベニユー、 125 (72)発明者 タミ・ブラント− ジャネル アメリカ合衆国、イリノイ州60451、ニユ ー・レノックス、サウス・パイン・ストリ ート、909 Fターム(参考) 4J002 AB012 AB041 AH002 AJ002 DE046 GJ01 HA06 HA09 4J040 BA022 BA111 BA232 BA242 HA146 JA05 JA07 LA03 NA07 QA05    ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    (72) Inventor Jack Earl Wallis             Bo, Illinois, United States, 60440             Ringbrook, Peace Avenue,             125 (72) Inventor Tami Brandt-Janel             New York, 60451, Illinois, United States             -Lenox, South Pine Street             909 F-term (reference) 4J002 AB012 AB041 AH002 AJ002                       DE046 GJ01 HA06 HA09                 4J040 BA022 BA111 BA232 BA242                       HA146 JA05 JA07 LA03                       NA07 QA05

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 約95%〜約50%の澱粉、および乾量
基準で約25〜100%の可溶性物質を含有する約5%
〜約50%の予備可溶化した乾燥セルロース抽出物、場
合によって添加されるアルカリを含有しそして硼素化合
物を含有していない、段ボール用接着剤を製造するため
に水で水和化することのできるドライブレンド組成物。 【請求項2】 予備可溶化した乾燥セルロース抽出物が
約80米国メッシュより小さい粒度を有する請求項1に
記載の組成物。 【請求項3】 予備可溶化した乾燥セルロース抽出物が
植物繊維または穀類から由来する請求項1に記載の組成
物。 【請求項4】 予備可溶化した乾燥セルロース抽出物が
コーン繊維、小麦繊維または大麦繊維から由来する請求
項1に記載の組成物。 【請求項5】 澱粉がコーンスターチおよび大麦澱粉よ
り成る群から選択されている請求項1に記載の組成物。 【請求項6】 予備可溶化した乾燥セルロース抽出物が
乾量基準で約70%〜約100%の可溶性物質を含有す
る請求項1に記載の組成物。 【請求項7】 約8%〜約30%の予備可溶化した乾燥
セルロース抽出物を含有する請求項1に記載の組成物。 【請求項8】 予備可溶化した乾燥セルロース抽出物が
約3%〜約10%の湿分を含有する請求項1に記載の組
成物。 【請求項9】 請求項1に記載のドライブレンド組成
物、および約80%〜約95%の湿分総含有量とするの
に十分な量の水より成る段ボール用接着剤組成物。 【請求項10】 約7〜約14のpH値を有する請求項
9に記載の組成物。 【請求項11】 約54℃〜約72℃の糊化温度を有す
る請求項9に記載の組成物。 【請求項12】 乾量基準で約25%〜100%の可溶
性物質および残留アルカリを含有する予備可溶化した乾
燥セルロース抽出物を含有することを特徴とする、澱粉
ベースの段ボール用接着剤のキャリアーを製造するため
のおよび澱粉の糊化温度を下げるための組成物。 【請求項13】 残留アルカリの量が、段ボール用接着
剤に約7〜約14のpH値を与えるのに十分である請求
項12に記載の組成物。 【請求項14】 残留アルカリの量が、段ボール用接着
剤に約54〜約72℃の糊化温度を与えるのに十分であ
る請求項12に記載の組成物。 【請求項15】 約95%〜約50%の澱粉、および乾
量基準で約25〜100%の可溶性物質を含有する約5
%〜約50%の予備可溶化した乾燥セルロース抽出物を
混入することを特徴とする、段ボール用ドライブレンド
瞬間接着剤の製造方法。 【請求項16】 約65%〜約80%の総湿分含有量と
するのに十分な量の水を、請求項1の組成物を滑らかな
ペースト状物に水和化するのに十分な時間、該組成物と
混合することを特徴とする、請求項1に記載の組成物の
水和化する方法。 【請求項17 】 十分な時間が約5〜約10分である請
求項16に記載の方法。 【請求項18】 水和化を約18〜52℃の温度で行な
う請求項16に記載の方法。 【請求項19】 請求項9に記載の段ボール用接着剤組
成物を使用して中しんを少なくとも1枚のライナと接合
することを特徴とする、段ボールの製造方法。 【請求項20】 請求項19に記載の方法によって製造
された段ボール。
Claims: 1. About 5% containing about 95% to about 50% starch, and about 25-100% on a dry basis soluble matter.
~ 50% of pre-solubilized dry cellulose extract, optionally containing alkali and free of boron compounds, can be hydrated with water to produce a cardboard adhesive. Dry blend composition. 2. The composition of claim 1, wherein the pre-solubilized dried cellulose extract has a particle size of less than about 80 US mesh. 3. The composition according to claim 1, wherein the pre-solubilized dried cellulose extract is derived from plant fibers or cereals. 4. The composition according to claim 1, wherein the pre-solubilized dried cellulose extract is derived from corn fiber, wheat fiber or barley fiber. 5. The composition of claim 1, wherein the starch is selected from the group consisting of corn starch and barley starch. 6. The composition of claim 1, wherein the pre-solubilized dried cellulose extract contains from about 70% to about 100% soluble material on a dry weight basis. 7. The composition of claim 1, comprising from about 8% to about 30% of the pre-solubilized dry cellulose extract. 8. The composition of claim 1, wherein the pre-solubilized dried cellulose extract contains about 3% to about 10% moisture. 9. A cardboard adhesive composition comprising the dry blend composition of claim 1 and water in an amount sufficient to provide a total moisture content of about 80% to about 95%. 10. The composition according to claim 9, having a pH value from about 7 to about 14. 11. The composition of claim 9 having a gelatinization temperature of about 54 ° C. to about 72 ° C. 12. A starch-based cardboard adhesive carrier, comprising a pre-solubilized dry cellulose extract containing from about 25% to 100% of soluble matter and dry alkali on a dry basis. And a composition for lowering the gelatinization temperature of starch. 13. The composition of claim 12, wherein the amount of residual alkali is sufficient to provide the corrugating adhesive with a pH value of about 7 to about 14. 14. The composition of claim 12, wherein the amount of residual alkali is sufficient to provide a corrugating adhesive with a gelatinization temperature of about 54 to about 72 ° C. 15. About 5% containing about 95% to about 50% starch and about 25 to 100% soluble matter on a dry basis.
% To about 50% of a pre-solubilized dry cellulose extract, the method of making a dry blend instant adhesive for cardboard. 16. An amount of water sufficient to provide a total moisture content of about 65% to about 80%, sufficient to hydrate the composition of claim 1 into a smooth paste. The method of hydrating a composition according to claim 1, wherein the composition is mixed with the composition for a period of time. 17. The method of claim 16, wherein the sufficient time is from about 5 to about 10 minutes. 18. The method according to claim 16, wherein the hydration is performed at a temperature of about 18-52 ° C. 19. A method for producing corrugated cardboard, comprising bonding a middle lining to at least one liner using the adhesive composition for corrugated cardboard according to claim 9. 20. Corrugated cardboard produced by the method of claim 19.
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