JP2001336089A

JP2001336089A - 繊維シート状物の層間接着剤を用いた抄紙方法

Info

Publication number: JP2001336089A
Application number: JP2000157184A
Authority: JP
Inventors: Yoshikazu Sunada; 美和砂田; Nobuyuki Matsuzawa; 信行松沢; Masao Nakano; 正雄中野; Yasumasa Ishii; 康雅石井
Original assignee: Oji Cornstarch Co Ltd
Current assignee: Oji Cornstarch Co Ltd
Priority date: 2000-05-26
Filing date: 2000-05-26
Publication date: 2001-12-07
Anticipated expiration: 2020-05-26
Also published as: JP4585650B2

Abstract

(57)【要約】【課題】優れた接着性能を有する澱粉を安価に提供
し、該澱粉を含む層間接着剤を用いた抄紙方法を提供す
る。【解決手段】膨潤度１．２〜２０の澱粉を含む層間接
着剤を繊維シート状物の少なくとも一面にスプレーする
繊維シート状物の抄紙方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、繊維シート状物の
澱粉による処理方法に関するものであり、より詳しく
は、優れた接着性能を有し、かつ安価な層間接着剤を用
いた抄紙方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、繊維シート状物の層間接着剤や紙
力増強剤として、澱粉が多用されている。澱粉は再生可
能な天然物であり、近年、環境問題等の観点からますま
すその重要性が増している。

【０００３】一般に、繊維シート状物を層間接着するに
は、スプレー法と呼ばれる方法が用いられている。その
スプレー法は、抄紙機等を用いて湿潤状態にある繊維シ
ート状物を抄造した後、この繊維シート状物の少なくと
も一面に澱粉スラリー又は糊化液をスプレーし、加熱、
乾燥するという工程からなっている。

【０００４】従来、繊維シート状物の層間接着剤とし
て、澱粉スラリーをスプレーして使用する場合、未加工
の澱粉が使用されてきた。しかしながら、一般的に未加
工澱粉は、糊化開始温度が高く、近年の高速抄紙機で
は、スプレーされた澱粉が乾燥工程において十分に糊化
せず、製品の層間接着強度が所望のレベルに達しない等
のトラブルが発生している。この問題を解決するため、
澱粉を化学的に変性し、糊化開始温度を低くした化工澱
粉が用いられている。その方法も様々で、尿素リン酸エ
ステル澱粉（特開平３−９０６９５号公報）、ジカルボ
ン酸エステル澱粉（特開平５−１０６１９２号公報）、
ヒドロキシプロピルエーテル澱粉等を用いる方法が提案
されている。

【０００５】一方、優れた接着性能を有する澱粉を開発
するために、多大な努力が払われてきている。前述のよ
うな澱粉を化学的に変性する方法も、抄紙機の乾燥工程
において澱粉粒が糊化しやすく、安定した接着性能を得
やすいという観点からみれば、優れた方法の一つであ
る。一方で、澱粉を加熱膨潤させてスプレーする方法も
種々提案されている。加熱糊化した架橋澱粉を用いる方
法（特公昭５２−１７１２５号公報）、半糊化したカチ
オン澱粉を用いる方法（特公昭５３−７５２３号公
報）、未加工澱粉を糊化温度以下で加熱しスプレーする
方法（特開昭５２−１１１２号公報）等、様々である。
一般的に、繊維シート状物の層間接着を最大限に発揮さ
せるには、繊維シート状物の層間にスプレーされた澱粉
が膨潤状態にとどまるようにするのがよいとされてい
る。これらの方法も、優れた接着性能を発揮させること
に関しては有利な方法であるといえる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の技術で
用いられている澱粉にも様々な欠点がある。一つには、
層間接着に用いる澱粉を化学的に変性し、糊化開始温度
を低くするには、一般に加工度を高く設定する必要があ
り、価格が割高となる。また、優れた接着性能を得るた
めに澱粉を膨潤状態に保持しようとする場合、従来の方
法においては、予め加熱膨潤しなければならないため、
装置的にも大がかりなものとなり、また、作業的にも大
きな負担がかかる。また、加熱糊化しすぎた場合には、
澱粉の可溶成分の増大から排水中に糊剤が流出し、排水
負荷の増大となる等、膨潤状態を一定の水準に制御する
ことは非常に難しい。

【０００７】本発明は、前記のスプレー用澱粉の欠点を
克服し、かつ優れた接着性能を有する澱粉をより安価に
提供し、該澱粉を含む層間接着剤を用いた抄紙方法を提
供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前述した状況を踏まえ
て、本発明者らは、繊維シート状物に澱粉をスプレー処
理するにあたり、澱粉を繊維シート状物にスプレーする
以前の工程において、澱粉を加熱する必要がなく、ま
た、澱粉を繊維シート状物に添加後の加熱、乾燥工程に
おいて、繊維シート状物の層間において膨潤状態を保持
できる澱粉を開発すべく、鋭意研究を重ねた結果、澱粉
粒の一部分が膨潤するような処理を施すことで、所望の
接着性能が発揮されることを見出し、本発明を完成する
に至った。この膨潤澱粉は、澱粉粒を、摩擦、剪断等の
機械的な作用によって処理する等のごく軽度な処理を施
すだけで可能であるので、非常に安価であるという経済
的な有利性を持つという特徴も兼ね備えている。

【０００９】即ち、本発明は以下の内容を包含する。（１）膨潤度１．２〜２０の澱粉を含む層間接着剤を繊
維シート状物の少なくとも一面にスプレーする繊維シー
ト状物の抄紙方法。（２）膨潤度１．２〜２０の澱粉が、澱粉粒を機械的な
作用によって処理したものである前記（１）に記載の抄
紙方法。（３）機械的な作用が摩擦及び／又は剪断である前記
（２）に記載の抄紙方法。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明に用いる膨潤度１．２〜２
０の澱粉を得るための手段としては、経済性の点で、機
械的な作用、例えば摩擦、剪断等によるものが好まし
い。また、圧縮、圧潰による作用を加えると、澱粉粒が
固くなり、水への分散性が低下するので、これら以外の
機械的な作用を用いることが更に好ましい。摩擦、剪断
等の機械的な作用を及ぼすための手段としては、通常に
使用されるボールミル、ロッドミル等を用いることがで
きる。膨潤度の範囲は、１．２〜２０であることが必要
であり、好ましくは２〜１０、更に好ましくは３〜８で
ある。膨潤度の範囲は、前記の機械を用いて適宜調節す
ることができる。膨潤度が１．２未満では、未処理の澱
粉に近い値となり効果の程度が小さく、膨潤度が２０を
超えると、澱粉の可溶成分が増大するため、好ましくな
い。

【００１１】本発明における膨潤度とは、以下のように
定義することとする。１重量％に調製した澱粉スラリー
１００ｍｌを同じ容量のメスシリンダーに投入し、３０
℃の恒温槽内で２４時間静置した後の沈降量を０．１ｍ
ｌ単位で測定する。同時に、機械的な作用を及ぼしてい
ない未処理澱粉についても同様に測定し、未処理澱粉の
値に対する倍数を膨潤度として表示する。膨潤状態にあ
る澱粉粒の割合が多い場合には、沈降量が多くなり、未
処理澱粉の値に対する膨潤度も高くなる。膨潤状態にあ
る澱粉粒の割合が少ない場合には、沈降量が少なくな
り、未処理澱粉の値に対する膨潤度も低くなる。計算式
は以下のとおりである。

【００１２】

【数１】

【００１３】本発明に用いる膨潤度１．２〜２０の澱粉
の原料となる澱粉は、特に制限はなく、一般に使用され
ている澱粉はいずれも使用でき、例えばコーンスター
チ、米澱粉、小麦澱粉、甘藷澱粉、馬鈴薯澱粉、タピオ
カ澱粉が挙げられ、また、これらの澱粉を化学的又は酵
素的に修飾して得られる化工澱粉、例えば酸化、エステ
ル化、エーテル化、酸処理化澱粉等を使用してもよい。
更に、これらの澱粉のうち、２種類以上を組合せて使用
してもよい。

【００１４】本発明に用いる層間接着剤は、膨潤度１．
２〜２０の澱粉を含むものであるが、その他に、本発明
の目的を妨げないものであれば如何なる添加剤を含んで
もよい。これらの添加剤は、予め原料澱粉に混合してお
き、機械的な作用を及ぼしてもよいし、後から混合して
もよい。

【００１５】澱粉以外の高分子化合物として、ポリビニ
ルアルコール（ＰＶＡ）、ポリアクリルアミド、ラテッ
クス、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ウレタン樹脂、
ポリアミド樹脂等を適宜混合してもよい。また、硼砂、
尿素、苛性ソーダ、炭酸ソーダ、リン酸ソーダ、硫酸ア
ルミニウム等を適宜混合してもよい。

【００１６】更に、本発明における澱粉スラリーは、サ
イズ剤、撥水剤、耐水化剤、充填剤等を含んでもよい。
例えば、サイズ剤及び撥水剤として、ロジン、石油樹脂
を主体とするサイズ剤、脂肪酸誘導体、アルキルケテン
ダイマー、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ワック
スエマルジョン、シリコーン樹脂、ポリエチレンワック
ス、アクリル酸エステル共重合体等がある。耐水化剤と
して、尿素、メラミン、ケトン、グアナミン又はプロピ
レン尿素とホルムアルデヒドとの初期反応物又は縮合
物、メチロール基を有するポリアミド、アクリル酸アミ
ド等がある。充填剤として、クレー、カオリン、タル
ク、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、酸化チタ
ン、サチンホワイト等の白色顔料、着色顔料がある。

【００１７】また、着色剤として、蛍光染料、着色染料
を添加することができる。更に必要に応じて、歩留まり
向上剤、濾水性向上剤、防滑剤、スリップ防止剤、消泡
剤、防腐剤、防カビ剤等を適宜添加することもできる。
前記の添加剤の添加量は、添加剤の種類によって大きく
異なるが、原料澱粉に対して３０重量％までとするのが
好ましく、より好ましくは、０．０００１〜２０重量％
である。

【００１８】本発明に用いる層間接着剤は、通常当該分
野で使用される接着剤と同様に使用される。即ち、例え
ば接着剤を水中に懸濁させてスラリー化し、スプレーノ
ズル等によりスプレーし、その後、乾燥工程で加熱して
接着するなど一般的なスプレー式層間接着に本発明は適
用できる。接着剤は繊維シート状物に対し、０．０１〜
１０ｇ／ｍ²になるように添加するのが好ましい。ま
た、接着剤スラリーの濃度は０．０１〜５重量％であ
り、乾燥工程での加熱条件も従来の、乾燥温度５０〜１
３０℃などの操業条件が利用できる。

【００１９】本発明において適用される繊維シート状物
は、抄造によって繊維質原料より製造されるシート状物
品、即ち、紙、板紙、不織布、インシュレーションボー
ド、ハードボード、パーティクルボード及びロックウー
ルボード類等である。これらの繊維シート状物は、広葉
樹パルプ、針葉樹パルプ、その他ケミカルパルプ、破砕
木材、綿等のような植物繊維、羊毛その他の動物繊維、
ＰＶＡ、ウレタン等の合成繊維、アセテート及びレーヨ
ン等の再生繊維、ガラス繊維、岩綿、石綿等の無機繊維
等の１種類又は２種類以上の繊維質原料を水中に懸濁
し、この懸濁液から、長網抄紙機、短網抄紙機、円網抄
紙機、又はその他の特殊抄紙機を用いてシート状物を抄
造し、これを脱水、乾燥することによって得られるもの
である。

【００２０】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。（実施例１〜４）原料澱粉としてコーンスターチ、装置
としてバッチ式ボールミルを用いて、以下の条件で試作
品Ａ〜Ｄを得た。容積３．０Ｌのポットに、ボールの径
１５ｍｍ、ボール材質ＳＵＪ−２、ボール充填率８０％
の条件でボールを充填し、次いで、コーンスターチ２７
０ｇを投入し処理を行った。

【００２１】（実施例１）前記条件にて５分間処理を行
い、試作品Ａを得た。試作品Ａについて膨潤度を測定し
たところ、膨潤度２．０であった。（実施例２）前記条件にて１０分間処理を行い、試作品
Ｂを得た。試作品Ｂについて膨潤度を測定したところ、
膨潤度３．０であった。

【００２２】（実施例３）前記条件にて３０分間処理を
行い、試作品Ｃを得た。試作品Ｃについて膨潤度を測定
したところ、膨潤度５．５であった。（実施例４）実施例２で得た試作品Ｂ９重量部と、充填
剤としてタルク１重量部とを混合し、試作品Ｄを得た。

【００２３】（比較例１）本比較例では、市販品の未加
工のコーンスターチを使用した。（比較例２）本比較例では、市販品の尿素リン酸エステ
ル化コーンスターチを使用した。

【００２４】（試作品の評価）実施例及び比較例で示し
た試作品について、繊維シート状物の層間接着剤として
の評価を以下のようにして行った。０．５重量％古紙パ
ルプスラリーを撹拌しながら、希硫酸にてｐＨ６．０に
調整し、硫酸バンド（硫酸アルミニウム）を対パルプ
１．５重量％、次いで、ロジンサイズ剤を対パルプ０．
１重量％添加した。水を加え、０．３重量％のパルプス
ラリーとした後、紙の坪量が５０ｇ／ｍ²になるように
パルプスラリーを採取し、丸形シートマシン（熊谷理機
工業（株）製）にて２枚抄紙した。１枚の湿紙に層間接
着剤添加量が１．０ｇ／ｍ²になるように１重量％層間
接着剤スラリー２ｍｌをスプレー添加し、もう１枚の湿
紙を重ね合わせた。シートマシン用プレス機（熊谷理機
工業（株）製）にて、９８ｋＰａ、３０秒間プレスし、
直ちに回転式乾燥機（熊谷理機工業（株）製）にて乾燥
機表面温度８０℃で３分間乾燥した。乾燥した紙を調湿
（温度２３℃、湿度５０％ＲＨ）した後、層間接着強度
をインターナルボンドテスター（熊谷理機工業（株）
製）で測定し、２層間の層間接着強度とした。結果を表
１に示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】表１から明らかなように、コーンスターチ
又は尿素リン酸エステル化コーンスターチを用いた比較
例１及び２と比較して、膨潤度１．２〜２０の澱粉を含
む層間接着剤を用いた実施例１〜４では、優れた接着性
能が示された。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、従来の澱粉を使用した
方法と比較して、より優れた接着性能を得ることがで
き、かつ、本発明に用いる澱粉は安価であるため、経済
的効果の向上も期待できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中野正雄千葉県市原市八幡海岸通９番地王子コーンスターチ株式会社開発研究所内 (72)発明者石井康雅千葉県市原市八幡海岸通９番地王子コーンスターチ株式会社開発研究所内Ｆターム(参考） 4L055 AG47 AH16 AJ03 BD17 EA40 FA13 FA22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】膨潤度１．２〜２０の澱粉を含む層間接
着剤を繊維シート状物の少なくとも一面にスプレーする
繊維シート状物の抄紙方法。
【請求項２】膨潤度１．２〜２０の澱粉が、澱粉粒を
機械的な作用によって処理したものである請求項１記載
の抄紙方法。
【請求項３】機械的な作用が摩擦及び／又は剪断であ
る請求項２記載の抄紙方法。