JP2002265904A - 接着剤組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】良好な接着力と高弾性率を有し、生分解性であ
る接着剤組成物を提供する。 【解決方法】デキストリンおよび低粘度化デンプン（デ
キストリン：低粘度化デンプン＝１０〜８０：９０〜２
０）の糊化水溶液の固形分１００質量部に対して、約７
２〜５５０質量部の無機充填剤と、約３〜３０質量部の
硼酸および／または硼砂と、約１０〜４５質量部のデン
プン老化防止剤が添加混合されており、固形分４０〜６
５質量％の水溶液であることを特徴とする接着剤組成
物、またはデキストリンおよびアルファ化デンプン類
（デキストリン：アルファ化デンプン類＝１０〜８０：
９０〜２０）の糊化水溶液の固形分１００質量部に対し
て、約７２〜５５０質量部の無機充填剤と、約３〜３０
質量部の硼酸および／または硼砂と、約１０〜４５質量
部のデンプン老化防止剤が添加混合されており、固形分
４０〜６５質量％の水溶液であることを特徴とする接着
剤組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紙や木材に対して
良好な初期接着力を有する接着剤組成物に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】紙や木材を接着させる目的の接着剤とし
ては、通常、澱粉、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、
ポリ酢酸ビニル樹脂などをベースとして製造されてい
る。例えば、特開平５−１２５３４１号公報には酢酸ビ
ニル樹脂系エマルジョンの樹脂分に対して、無機充填剤
と、ＰＶＡと、硼酸とが、所定の割合で添加されて構成
されている。一方、酢酸ビニル樹脂系エマルジョンの樹
脂分に対して、無機充填剤と、硼酸と、カルボキシル基
変性ＰＶＡ、デンプン、デキストリンから選ばれる少な
くとも１つが、所定の割合で添加されて構成されている
もの（特開平９−２４９８６４）も提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述した公報に開示さ
れた接着剤組成物では、接着剤の皮膜は高い弾性率を有
しており、この様な接着剤で製造された紙管は耐圧強度
に優れたものになる。しかも、初期接着強度も優れたも
のになっている。しかしながら、紙管は、巻回されるシ
ート状物によっては、さらなる耐圧強度が要求され、そ
のために、紙管の接着剤としても、皮膜の弾性率および
初期接着強度のいずれもが、一層向上したものが要求さ
れている。紙管用に限らず木工用においてもデンプン系
接着剤は酢酸ビニルエマルジョンに比べ、初期接着力に
劣るという課題がある。一方、酢酸ビニルエマルジョン
等合成樹脂系接着剤は紙管等の紙接着に使用した後の再
生時に生分解性でないという課題があり、また残存する
酢酸ビニルモノマーや可塑剤の有害性が課題となってい
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、かかる課
題を解決するため、鋭意研究の結果、デキストリンおよ
び低粘度化デンプン（デキストリン：低粘度化デンプン
＝１０〜８０：９０〜２０）の糊化水溶液の固形分１０
０質量部に対して、約７２〜５５０質量部の無機充填剤
と、約３〜３０質量部の硼酸および／または硼砂と、約
１０〜４５質量部のデンプン老化防止剤が添加混合され
ており、固形分４０〜６５質量％の水溶液であることを
特徴とする接着剤組成物、またはデキストリンおよびア
ルファ化デンプン類（デキストリン：アルファ化デンプ
ン類＝１０〜８０：９０〜２０）の糊化水溶液の固形分
１００質量部に対して、約７２〜５５０質量部の無機充
填剤と、約３〜３０質量部の硼酸および／または硼砂
と、約１０〜４５質量部のデンプン老化防止剤が添加混
合されており、固形分４０〜６５質量％の水溶液である
ことを特徴とする接着剤組成物が上記課題を解決できる
ことを発見し、本発明を完成した。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明に使用されるデキストリン
は、焙焼デキストリン（黄色デキストリン、白色デキス
トリン）および酵素変性デキストリンが挙げられ、常法
にしたがって製造されるものが用いられる。これらのデ
キストリンは、低粘度であるので高濃度化して使用でき
るという特徴がある。これらデキストリンと下記に述べ
る低粘度化デンプンは併用して使用されるが、その質量
比率は、デキストリン：低粘度化デンプン（低粘度エー
テル化デンプン、アルファ化デンプン類、低粘度エーテ
ル化アルファ化デンプン）＝１０〜８０：９０〜２０の
範囲で好適に用いられる。

【０００６】本発明に使用できる低粘度化デンプンとし
ては、馬鈴薯澱粉、コーンスターチ、甘藷澱粉、タピオ
カ澱粉、小麦澱粉、サゴ澱粉、米澱粉、アマランサス澱
粉等の天然澱粉を常法にしたがって酸や酸化剤で低粘度
化処理して得られる。また、これら低粘度化処理だけで
なくヒドロキシアルキル化（プロピレンオキシドの付加
によるヒドロキシプロピル化、エチレンオキシドの付加
によるヒドロキシエチル化）、カルボキシメチル化、カ
チオン化、アルキル化等のエーテル化したものやアセチ
ル化、リン酸エステル化等のエステル化したものは、糊
化水溶液の粘度安定性に優れ老化しにくいので好適に用
いられる。これら本発明低粘度化デンプンの低粘度化の
程度は、未化工天然澱粉より低粘度でありデキストリン
よりも粘度が高い範囲（濃度１５％、３０℃での粘度が
５〜５０００ｍＰａ・ｓ）で適宜選択することができ
る。低粘度化デンプンよりも粘度（分子量）の低いデキ
ストリンに低粘度化デンプンを併用することにより、皮
膜強度が向上し、接着剤組成物が紙など被着体へ過度に
浸透することを防止できる。

【０００７】本発明で用いるアルファ化デンプン類は、
デンプンやデンプン含有物質をアルファ化（糊化済み
化）しているため、本発明の接着剤組成物の製造におい
て加熱糊化の処理が不用となり製造し易いという利点が
ある。本発明に使用できるアルファ化デンプン類として
は、馬鈴薯澱粉、コーンスターチ、甘藷澱粉、タピオカ
澱粉、小麦澱粉、サゴ澱粉、米澱粉、アマランサス澱粉
等の天然澱粉および小麦粉、コーンフラワー、コーング
リッツ等のデンプン含有物を常法にしたがってドラムド
ライヤーやエクストルーダでアルファ化処理して得られ
る。また、ヒドロキシアルキル化（プロピレンオキシド
の付加によるヒドロキシプロピル化、エチレンオキシド
の付加によるヒドロキシエチル化）、カルボキシメチル
化、カチオン化、アルキル化などのエーテル化したもの
やアセチル化、リン酸エステル化などのエステル化した
ものは、糊化水溶液の粘度安定性に優れ老化しにくいの
でこれらをアルファ化処理したものや、アルファ化処理
工程（エクストルーダ中において、またドラムドライヤ
ーの場合乳液調製から加熱・乾燥工程において）でエー
テル化やエステル化したものも好適に用いられる。さら
に、本発明で用いる低粘度化したエーテル化アルファ化
デンプンは、低粘度化したエーテル化デンプンをアルフ
ァ化処理するだけでなく、アルファ化処理時の機械的せ
ん断力で低粘度化されたものでも良い。その低粘度化の
程度は、未化工天然澱粉より低粘度でありデキストリン
よりも粘度が高い範囲で適宜選択することができる。低
粘度化デンプンよりも粘度（分子量）の低いデキストリ
ンに低粘度化デンプンを併用することにより、皮膜強度
が向上し、接着剤組成物が紙など被着体へ過度に浸透す
ることを防止できる。

【０００８】本発明で用いる無機充填剤としては、例え
ば、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、クレー、カ
オリン、タルク等が挙げられる。無機充填剤の添加量
は、デキストリンおよび低粘度化デンプン（デキストリ
ン：低粘度化デンプン＝１０〜８０：９０〜２０）の糊
化水溶液の固形分１００質量部に対して、約７２〜５５
０質量部が好適である。無機充填剤の添加量が約７２質
量部に満たない場合は、調製される接着剤組成物の皮膜
弾性率や接着力（特に初期接着力）が充分に向上しない
場合がある。無機充填剤の添加量が５５０質量部を超え
る場合は、調製される接着剤組成物の接着力が低下し、
接着剤皮膜が脆くなる場合がある。

【０００９】また、本発明において、デキストリンおよ
び低粘度化デンプン（デキストリン：低粘度化デンプン
＝１０〜８０：９０〜２０）の糊化水溶液の固形分１０
０質量部に対して、約３〜３０質量部の硼酸および／ま
たは硼砂が添加される。硼酸とは、三酸化二硼素を水化
して得られるものであり、オルト硼酸、メタ硼酸、ピロ
硼酸、無水硼酸などを包含する。硼酸や硼砂は接着力を
向上させるが、添加量が、３質量部未満では充分な初期
接着力が得られず、３０質量部を超えると接着剤組成物
中での溶解性が悪くなり析出したり、粘度上昇が激しく
経時粘度安定性が低下する場合がある。

【００１０】さらに、本発明において、デキストリンお
よび低粘度化デンプン（デキストリン：低粘度化デンプ
ン＝１０〜８０：９０〜２０）の糊化水溶液の固形分１
００質量部に対して、約１０〜４５質量部のデンプン老
化防止剤が添加される。デキストリンや低粘度化デンプ
ン水溶液は、一般にデンプンとして老化のし難いもので
あるが無機充填剤や硼酸および／または硼砂が添加され
ると経時的に粘度が上昇し易くなり低温においてその傾
向が強く現れる。そのため、デンプン老化防止剤が添加
されるが、デンプン老化防止剤としては、尿素、各種グ
リコール類（プロピレングリコール、イソプレングリコ
ール、１，３−ブタンジオール、グリセリンなど）、ソ
ルビトール、キシリトール、トレハロースなどが挙げら
れる。その添加量は固形分１００質量部に対して、約１
０〜４５質量部である。添加量が１０未満ではその老化
防止効果が十分に発揮されず、４５を超えて添加した場
合、安定性は向上するが吸湿性が高くなり不具合が生じ
ることがある。

【００１１】その他、本発明の接着剤組成物には、防腐
剤・防黴剤などの各種添加剤が適宜必要量添加される。
本発明の接着剤組成物の固形分は、４０〜６５％好まし
くは５０〜５８％に適宜調整することができる。以下、
本発明を実施例にて更に詳しく説明するが、本発明はこ
れらの実施例のみに限定されるものではない。

【００１２】

【実施例１】焙焼デキストリンである黄色デキストリン
（ＹＤと略す）（濃度５０％、３０℃での粘度が８５
ｍＰａ・ｓ）、酵素変性デキストリン（ＥＤと略す）
（濃度５０％、３０℃での粘度が４５０ｍＰａ・ｓ）、
低粘度ヒドロキシプロピル化デンプン（低ＨＰと略す）
（濃度１５％、３０℃での粘度が１２０ｍＰａ・ｓ）、
低粘度アセチル化デンプン（低ＡＣと略す）（濃度１５
％、３０℃での粘度が８０ｍＰａ・ｓ）、炭酸カルシウ
ム（炭カルと略す）、硼砂および尿素をそれぞれ配合
し、水に加熱溶解（分散）し各種接着剤組成物を得た。
これら各種接着剤組成物の組成、および接着力（永久・
初期）の結果を表１に示す。表中の数字は各組成物中、
各成分の固形分（質量％）、永久接着力および初期接着
力の測定値を表す。永久接着力は、ＪＩＳ Ａ６９２２
−１９９８（壁紙施工用でん粉系接着剤）の１８０度は
く離強さ（単位：Ｎ／２５ｍｍ）にしたがって測定し
た。初期接着力は、ケント紙を２枚用意し、１枚に接着
剤組成物をＲ．Ｄ．Ｓ．ラボラトリー・コーティング・
ロッド（メイヤー・バー）（＃２４）で塗布し、ケント
紙をもう１枚（１５ｍｍ幅の紙片８枚を繋げたもの）貼
り合わせて錘（６３０ｇ）を載せて圧着し（圧着時間１
０秒、塗布後圧着終了まで３０秒）、錘を取ってから順
に剥がしていき、錘を取ってから紙破の生じるまでの時
間を測定した（６回の試験の平均値、単位：秒）。

【００１３】

【表１】

【００１４】表１中の組成物番号１〜７は炭酸カルシウ
ムの添加量による接着力の影響を検討したものである。
組成物番号１〜７は炭カル以外の配合量は本発明の適性
な範囲であるが、組成物番号１，２および７は適正な炭
カル配合量を下あるいは上に外れている。下に外れてい
る１および２は初期接着力に劣り、上に外れた７は永久
接着力が劣ることがわかった。表１中の組成物番号８〜
１２は硼砂の添加量による接着力の影響を検討したもの
である。組成物番号８〜１２は硼砂以外の配合量は本発
明の適性な範囲であるが、組成物番号８および１２は適
正な硼砂配合量を下あるいは上に外れている。下に外れ
ている８は永久・初期接着力に劣り、上に外れた１２は
永久接着力が劣りゴム状の粘性で塗布し難い粘性になる
こともわかった。表１中の組成物番号１３〜１６は尿素
の添加量による接着力の影響を検討したものである。組
成物番号１３〜１６は尿素以外の配合量は本発明の適性
な範囲であるが、組成物番号１３および１６は適正な尿
素配合量を下あるいは上に外れている。下に外れている
１３は永久・初期接着力に特に劣るものではなかった、
上に外れた１６は初期接着力が低下することがわかっ
た。

【００１５】

【実施例２】酵素変性デキストリン（ＥＤと略す）、ア
ルファ化カルボキシメチル化デンプン（αＣＭと略す）
（濃度１５％、３０℃での粘度が４５０ｍＰａ・ｓ）、
アルファ化ヒドロキシプロピル化デンプン（αＨＰと略
す）（濃度１５％、３０℃での粘度が３２０ｍＰａ・
ｓ）、炭酸カルシウム（炭カルと略す）、硼砂およびグ
リセリンをそれぞれ配合し、水に常温で撹拌溶解し各種
接着剤組成物を得た。これら各種接着剤組成物の組成、
および接着力（永久・初期）の結果を表２に示す。

【００１６】

【表２】

【００１７】表２中の組成物番号１７〜２２は冷水可溶
性の酵素変性デキストリンに同じく冷水可溶性のアルフ
ァ化カルボキシメチル化デンプン、アルファ化ヒドロキ
シプロピル化デンプンを用いたので本発明の接着剤組成
物水溶液を調製するときに加熱しないでも実施例１で調
製したような粘性の接着剤組成物を得ることができ、好
ましい接着力を有するものであった。

【００１８】

【実施例３】実施例１の組成物番号１３〜１６および実
施例２の組成物番号１７〜１９の５℃保存時の経時粘度
（粘度測定時温度３０℃、Ｂ型粘度計、３０ｒｐｍにて
測定、単位：ｍＰａ・ｓ）を測定した。結果を表３に示
す。

【００１９】

【表３】

【００２０】表３中の組成物番号１３はデンプン老化防
止剤としての尿素の添加量が少ないので経時粘度の上昇
が著しい。組成物番号１４〜１９はデンプン老化防止剤
として尿素またはグリセリンを適量添加したので経時粘
度の上昇が抑制されていることが分かった。

【００２１】

【実施例４】実施例１および２で得た組成物番号４，
５，６，９，１０，１４，１８，２１および比較のた
め、ポリビニルアルコール（ＰＶＡと略す）（クラレポ
バール２１７）の１２％溶液とポリ酢酸ビニルエマルジ
ョン（酢ビと略す）（積水化学工業（株）製、固形分４
０％）を用いて、紙管原紙に各接着剤組成物をＲ．Ｄ．
Ｓ．ラボラトリー・コーティング・ロッド（メイヤー・
バー）（＃１６）で塗布し、塩化ビニールパイプを芯に
して平巻き紙管（３．５５回巻、外径４１．５〜４２．
５ｍｍ、内径３８．０〜３８．５ｍｍ、長さ１００ｍ
ｍ）を作成した。これらの紙管を５０℃で１時間乾燥
後、２０℃、６５％ＲＨの恒温恒湿室で２０時間調湿
後、テンシロンで押し潰し（圧縮速度３００ｍｍ／分）
扁平圧縮強度を測定した（単位：ｋｇｆ）。結果を表４
に示すが、本発明の接着剤組成物による紙管はＰＶＡや
酢ビのものより強度的に高い（高弾性率、硬い）ことが
わかった。

【００２２】

【表４】

【００２３】

【発明の効果】 以上説明してきたように、本発明によ
れば、合成高分子系の接着剤を用いないでも良好な接着
力と高弾性率（硬い）の接着剤を得ることができる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 デキストリンおよび低粘度化デンプン
   （デキストリン：低粘度化デンプン＝１０〜８０：９０
   〜２０）の糊化水溶液の固形分１００質量部に対して、
   約７２〜５５０質量部の無機充填剤と、約３〜３０質量
   部の硼酸および／または硼砂と、約１０〜４５質量部の
   デンプン老化防止剤が添加混合されており、固形分４０
   〜６５質量％の水溶液であることを特徴とする接着剤組
   成物。
2. 【請求項２】 デキストリンおよび低粘度エーテル化デ
   ンプン（デキストリン：低粘度エーテル化デンプン＝１
   ０〜８０：９０〜２０）の糊化水溶液の固形分１００質
   量部に対して、約７２〜５５０質量部の無機充填剤と、
   約３〜３０質量部の硼酸および／または硼砂と、約１０
   〜４５質量部のデンプン老化防止剤が添加混合されてお
   り、固形分４０〜６５質量％の水溶液であることを特徴
   とする接着剤組成物。
3. 【請求項３】 デキストリンおよびアルファ化デンプン
   類（デキストリン：アルファ化デンプン類＝１０〜８
   ０：９０〜２０）の糊化水溶液の固形分１００質量部に
   対して、約７２〜５５０質量部の無機充填剤と、約３〜
   ３０質量部の硼酸および／または硼砂と、約１０〜４５
   質量部のデンプン老化防止剤が添加混合されており、固
   形分４０〜６５質量％の水溶液であることを特徴とする
   接着剤組成物。
4. 【請求項４】 デキストリンおよび低粘度エーテル化ア
   ルファ化デンプン類（デキストリン：低粘度エーテル化
   アルファ化デンプン類＝１０〜８０：９０〜２０）の糊
   化水溶液の固形分１００質量部に対して、約７２〜５５
   ０質量部の無機充填剤と、約３〜３０質量部の硼酸およ
   び／または硼砂と、約１０〜４５質量部のデンプン老化
   防止剤が添加混合されており、固形分４０〜６５質量％
   の水溶液であることを特徴とする接着剤組成物。