JP2539574B2 - 紙巻きタバコ製造に使用するためのスタ―チ基材の天然接着剤 - Google Patents

紙巻きタバコ製造に使用するためのスタ―チ基材の天然接着剤

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JP2539574B2
JP2539574B2 JP4325086A JP32508692A JP2539574B2 JP 2539574 B2 JP2539574 B2 JP 2539574B2 JP 4325086 A JP4325086 A JP 4325086A JP 32508692 A JP32508692 A JP 32508692A JP 2539574 B2 JP2539574 B2 JP 2539574B2
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    • C09J103/00—Adhesives based on starch, amylose or amylopectin or on their derivatives or degradation products
    • C09J103/04—Starch derivatives
    • C09J103/06—Esters
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24C—MACHINES FOR MAKING CIGARS OR CIGARETTES
    • A24C5/00—Making cigarettes; Making tipping materials for, or attaching filters or mouthpieces to, cigars or cigarettes
    • A24C5/14—Machines of the continuous-rod type
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高温及び圧力下で蒸気
噴射性蒸煮により調製される選択されたリン酸化スター
チ材料を含んで成る液体スターチホスフェート接着剤組
成物に関する。このスターチホスフェート組成物は、時
間にわたって粘度安定性であり、そして紙巻きタバコの
製造において接着剤としてそれを特に有用にする適切な
流動学的性質を有する天然接着剤材料である。
【０００２】発明の背景 紙巻きタバコは一般的に、紙巻きタバコ棒及びしばしば
フィルター又はプラグから構成される。紙巻きタバコ棒
は、紙管に包装されるタバコの流れから成り、その紙管
は適切な接着剤により１つの縦方向の縁にそって接着さ
れる（サイドシーム又はラップシール）。フィルター又
はフィルタープラグは一般的に、可塑剤により処理さ
れ、そして紙により円柱形に包装された酢酸セルロース
繊維のけん縮織物トウから成る。紙の中心は、接着剤
（中心線接着剤）を用いて繊維に結合され、そして次
に、紙はプラグ棒を取り巻いて包装され、オーバーラッ
プし、そして接着剤（オーバーラップ接着剤）によりそ
れ自体を結合し、円柱状フィルタープラグを形成する。
次に、フィルター又はプラグが、プラグのまわりに接着
剤（吸い口接着剤）を含む他の紙（吸い口紙）を包装
し、そして整合された棒によりそれをオーバーラップす
ることによって、紙巻きタバコ棒に結合される。
【０００３】ほとんどの紙巻きタバコ製造方法は、高速
度操作（１分当たり２０００〜１２０００本の紙巻きタ
バコ）を包含し、ここで接着剤は典型的には、ノズル
（サイドシーム、中央線およびオーバーラップ）、ペー
ストホイール（サイドシーム）及びローラー（フィルタ
ー吸い口）により適用される。これらの操作に使用され
る接着剤は一般的に合成エマルジョンであるが、しか
し、種々の国々における高まる興味及びタバコ規制条件
のために、天然型接着剤が合成物に取って替わるように
研究されている。
【０００４】スターチは、 R. Whistler, J. Bemiller
及び E. Paschallによる Starch: Cemistry and Techno
logy, Second Edition, 1984, 593〜610 ページに記載
されているように、種々の用途、たとえば箱及びカート
ンのシーリング，積層，チューブ巻取り，紙製造，等に
接着剤として永く使用されて来た。デキストリン及び希
薄−煮沸（thin-boilnng) スターチは、サイドシーム接
着剤として有用であるものとして開示されているが、し
かし一般的に現在の高速度製造操作で必要とされるより
も低い固形分で存在する。
【０００５】O.B. Wurzburg により出版されたModified
Starches: Proporties and Usos,1986, 97〜112 ペー
ジに記載されているように、スターチがホスフェート塩
により含浸され、そしてその後、乾燥せしめられ、そし
て加熱反応せしめられる、スターチのリン酸化反応によ
り調製されるスターチホスフェートは当業界において良
く知られている。アメリカ特許第３，６４２，７７４号
は、スターチホスフェート、すなわち低分子量の高い水
溶性のデキストリンホスフェートを形成するためにスタ
ーチのリン酸化を開示し、そしてさらに、紙の表面サイ
ジング及び被覆のための及び接着剤として含むそれらの
組成物のための種々の使用法を記載する。アメリカ特許
第３，６３７，４０７号は、少量のケテンダイマーを含
む類似するデキストリンホスフェート組成物を開示し、
ここで前記組成物は特に、表面サイジング紙に有用であ
る。
【０００６】連続操作における高温及び圧力下でのスタ
ーチの蒸煮は、上記 Whistler 及び555 〜 557ページに
開示されているように良く知られている。１９８２年３
月５日に公開された日本特許第５７−１１５７９号に開
示されている１つのそのような方法は、高圧加熱及び強
力な攪拌を用いて天然又は合成接着剤材料の連続接着剤
製造を包含する。他の方法は、アメリカ特許第２，５８
２，１９８号; 第３，４２４，６１３号及び第４，２５
６，７７１号に開示される。
【０００７】しかしながら、接着剤特性のための開発及
び改良、及び接着剤製造のための製造技術における技術
的な進歩にかかわらず、現在の紙巻きタバコ製造の必要
条件を満たすであろう天然の接着剤材料のための必要性
がまだ存在する。これは、必要な高速度操作のために特
に容易には達成され得ず、そしてそれらの操作に使用さ
れる接着剤材料は、流れ又は流動性、乾燥速度、凝集
性、結合強さ、粘度安定性、耐湿性、機械加工性及び他
の流動学的特性を有すべきである。
【０００８】発明の要約 本発明は、時間にわたって粘度安定性であり、適切な流
れ又は流動特性を有し、そして乾燥強さ及び耐湿性並び
に他の流動学的性質を提供する天然源基材のスターチ材
料である、紙巻きタバコ製造に使用するための接着剤に
関する。この接着剤は、高いアミノペクチン含有率を有
する流動性の又は転換スターチから製造されるリン酸化
されたスターチ材料である選択された液体スターチホス
フェート組成物を含んで成り、ここで前記組成物は高温
及び圧力下でリン酸化されたスターチを蒸気噴射性蒸煮
により調製され、そして２５％以上の固形分を有する。
【０００９】より詳しくは、本発明は、約０．３８〜
１．０％の結合ホスフェートを有し、そして約９０重量
％又はそれ以上のアミロペクチン含有率を有する穀物ス
ターチからなる群から選択された流動性の又は転換スタ
ーチから製造されるリン酸化されたスターチ材料を含ん
で成る、紙巻きタバコ製造に特に有用な接着剤組成物に
向けられ、ここで最終スターチホスフェート組成物は、
少なくとも約５psigの圧力を用いて少なくとも約１１０
℃の温度でリン酸化されたスターチを蒸気噴射性蒸煮す
ることによって調製され、そして前記接着剤は２５％以
上、好ましくは３０％以上の固形分を有する。
【００１０】本発明はまた、上記天然接着剤スターチホ
スフェート組成物が特にサイドシーム操作において接着
剤として使用される、紙巻きタバコ製造方法も包含す
る。
【００１１】発明の特定の記載 本発明に従って紙巻きタバコ製造において接着剤として
調製され、そして使用される天然スターチホスフェート
組成物は、高速度操作、典型的には１分当たり６０００
個以上の紙巻きタバコの製造操作の必要条件を満たすべ
きである。これを達成するためには、特定のスターチホ
スフェート組成物を有する接着剤組成物及び調製方法が
見出された。
【００１２】本発明に使用されるスターチ基材の出発材
料は流動性であり、又は高いアミロペクチン含有率の転
換スターチである。より詳しくは、基本材料として使用
されるスターチは、約９０重量％又はそれ以上、好まし
くは約９５重量％又はそれ以上のアミロペクチン含有率
の穀物スターチであろう。このタイプのスターチは、モ
チトウモロコシ、モチ米及びモチサトウモロコシを包含
する。好ましいスターチはモチトウモロコシである。流
動性の又は転換されたスターチは典型的には、酸転換さ
れるスターチであるが、但し他の化学的転換、たとえば
酵素転換及び酸化もまた使用され得る。これらのスター
チは一般的に、スターチの逆粘度測定又はスターチの分
解の程度の測定であるそれらの流動性又はＷＦ（水流動
性）類により同定される。流動性数（ＷＦ）が高くなる
ほど、スターチはより分解され、そして粘度は低くな
る。上記のような“水流動性”（ＷＦ）についての測定
は、標準の方法、たとえば１９８５年２月１２日に公開
されたアメリカ特許第４，４９９，１１６号（Zwierca
n, など.)に開示される方法に従って Thomas Rotationa
l Shear-Type Viscometer (Arthur H. Thomas CO., Phi
ladelphia, PAにより製造される）を用いて行われる。
有用な酸転換スターチは、約４０〜９０、好ましくは約
７５〜８８の水流動性（ＷＦ）を有するであろう。酸転
換スターチの調製は従来の技法に伴い、ここでスターチ
基材は、酸、たとえば塩酸又は硫酸によりたとえば２０
〜５５℃の温度で、見出される希薄スターチを得るのに
必要とされる時間、処理される。
【００１３】選択された流動性の又は転換されたスター
チ材料は、Wurzburg, 前記; Starch: Chemistry and Te
chnology, 第２版， R.W. Whistler, J. Bemiller and
E. Paschall, 1988, 349〜364 ページ及びアメリカ特許
第４，２１６，３１０号に記載されるような良く知られ
た方法に従って湿潤又は乾燥方法でホスフェート塩との
反応によりリン酸化される。好ましい方法は、ホスフェ
ート塩、たとえばナトリウムトリポリホスフェートによ
るスターチの含浸、及び次に乾燥及び加熱反応を包含す
る。本発明に使用するための調製されたリン酸化スター
チ材料は、少なくとも０．３８％、好ましくは０．４〜
１．０％及びより好ましくは約０．４５％〜０．５％の
分子的に結合されたホスフェート含有率を有するであろ
う。
【００１４】種々の熱処理がスターチの調製に使用され
て来たが、必要とされる特性を有する本発明のスターチ
接着剤を調製するためには、高温超大気圧蒸気噴射蒸煮
操作を包含する特定の熱蒸煮方法を用いることが必要で
ある。この方法は、ジェット蒸煮操作の使用を包含し、
ここでスターチは、スターチを十分に分散し、そして蒸
煮するために十分に高い温度に、蒸気噴射を通して高圧
で蒸煮される。典型的には、スターチのスラリーが、チ
ャンバを通してポンプで吸い取られ、ここで高圧蒸気
が、温度を高め、そしてスターチを十分に蒸煮するため
に噴射される。蒸煮されたスターチは大気圧にフラッシ
ュされ、そして生成物が集められる。
【００１５】スターチの調製に使用される条件は、高温
及び圧力、すなわち少なくとも１１０℃、より特定には
約１３５〜１９５℃、好ましくは約１４５〜１８０℃の
温度及び約５psig以上、より特定には約３０〜１７５ps
ig、好ましくは約５０〜１２５psigの圧力での蒸気噴射
蒸煮を包含する。
【００１６】上記のようにして調製された選択されたス
ターチ接着剤は、紙巻きタバコの製造においてそれらを
特に有用にする性質、特に高速度操作に包含される性質
を有する。それらの接着剤は、少なくとも２５％、好ま
しくは少なくとも３０％の固形分及び２２．５℃で約３
００〜１０，０００psig、好ましくは約１，０００〜
５，０００のブルックフィールド粘度を有する。上記の
ように粘度は、２０rpm及び２２．５℃でブルックフィ
ールド粘度計を用いて測定される。それ以上の又は高い
固体量は変更でき、そしてこの量は接着剤組成物の有用
な粘度により制限され又は決定されるであろう。本発明
の接着剤の他の重要な属性は、それらが粘度安定性であ
り、すなわちそれらが劣化を回避し、そしてそれらの元
の粘度を適切な程度（すなわち１０〜２０％以内）に、
少なくとも 1ヵ月及び好ましくは数ヵ月間保持すること
である。この特性は、接着剤に、紙巻きタバコ製造操作
を満たすことに必要とされる柔軟性を付与する。
【００１７】いくつかの操作が、前で記載されたように
紙巻きタバコの製造において包含され、そしてそれらの
個々は接着剤の使用を包含する。典型的には、種々の接
着剤が、種々の性質必要条件のために及び特に、たとえ
ば１分当たり６，０００本の紙巻きタバコの高められた
製造速度の観点から種々の製造及び集成段階に使用され
る。本発明に従って調製されるスターチ接着剤は、紙巻
きタバコ製造段階のいずれかに使用され得る。それら
は、タバコがオーバーラッピング紙で包装される紙巻き
タバコ棒及びフィルター又はプラグがフィルター先端及
び棒の一部上に縦方向に拡張するオーバーラッピング紙
により紙巻きタバコ棒に結合され、又は連結されるフィ
ルター吸い口の調製に関与されるサイドシーミング操作
において特に有用であることが見出される。それらはま
た、繊維が前記紙に結合される中心線接着剤として、及
び前記紙が、オーバーラッピング態様でそれ自体に結合
し、そして円柱状フィルタープラグを形成するプラグ棒
を取り巻いて包装されるオーバーラップ接着剤としてフ
ィルタープラグの形成においても使用され得る。
【００１８】本発明は、その好ましい態様の次の例によ
りさらに例示されるが、それらの例は例示目的であっ
て、本発明の範囲を限定するものではない。すべての％
及び部は重量によってであり、そして温度は、特にこと
わらない限り、度Ｃである。接着剤の粘度は、２０rpm
及び２２．５℃でブルックフィールド粘度計を用いて決
定された。
【００１９】
【実施例】例１ ナトリウムトリポリホスフェートの溶液（２５％）を、
水約２２５部にナトリウムトリポリホスフェート１２５
部を添加することにより調製し、そして磁気攪拌機によ
り混合した。その溶液の pＨを、溶塩酸の添加により
５．０〜５．５の間で維持し、そして温度を氷浴により
３７℃又はそれ以下で維持した。追加の水（１５０部）
を、ナトリウムトリポリホスフェートを溶解するために
必要とされる場合、添加した。
【００２０】８５ＷＦの流動性を有する酸転換されたモ
チトウモロコシスターチ（１５００ｇ）を水２２５０ml
にスラリーし、そして pＨを８．９に調整した。次にそ
のスラリーを、Buchner 漏斗上で濾過し、そして上記で
調製されたナトリウムトリポリホスフェート溶液をフィ
ルターケーク上に注いだ。含浸されたケークを一晩、空
気乾燥せしめ、そして次に、４〜７％の湿分に乾燥され
るフラッシュ乾燥機に移した。乾燥の後、その含浸され
たスターチを１６０℃の温度に加熱反応せしめ、そして
得られたリン酸化されたスターチ生成物は、１．９８％
の合計リン含有率及び０．４４〜０．５％の結合された
リン含有率を有した。
【００２１】例２ 例１で調製されたリン酸化されたスターチのサンプルを
添加し、そして１６０〜１９５℃の温度及び７５〜１２
５psigの圧力下で蒸気噴射ジェット蒸煮機で蒸煮した。
調製された生成物は、３３％の固形分、２２．５℃で１
０００cps のブルックフィールド粘度を有し、 1ヵ月間
粘度安定し、そして良好な流れ及び粘着性を有した。
【００２２】例３ 特に高速度操作における紙巻きタバコ製造においてスタ
ーチ接着剤組成物の有用性を示すために、例２の組成物
を、その上に設定された Kaymichノズルアプリケーター
を有する Hauni Proto紙巻きタバコ製造機械上で紙巻き
タバコサイドシーミング接着剤として試験した。１分当
たり約１０，０００個までの紙巻きタバコの速度で、許
容できる紙巻きタバコ製品を生成する実験を行った。
【００２３】例４ 比較例として、７５ＷＦの流動性を有する市販の酸転換
されたコーンスターチを、例１におけるようにしてナト
リウムトリポリホスフェート（８％）により変性し、約
０．５３％の結合するリン含有率を有するリン酸化され
たスターチ生成物を得た。このリン酸化されたコーンス
ターチ生成物を、約１４９℃の温度で蒸気噴射ジェット
蒸煮機で例２におけるようにして蒸煮し、そして調製さ
れた生成物は２９．５％の固形分を有したが、しかしな
がら、室温への急速な冷却の後、液体接着剤として使用
できないことを示す軟質ゲルにすぐに硬化した。
【００２４】例５ もう１つの比較例は、約０．４６％の結合リン含有率を
有するリン酸化されたタピオカスターチ生成物を供給す
るために、例１におけるようにしてナトリウムトリポリ
ホスフェートによる、８３ＷＦの流動性を有する酸転換
されたタピオカスターチの変性を包含する。
【００２５】もう１つの比較例は、約０．４５％の結合
リン含有率を有するリン酸化されたポテトスターチ生成
物を供給するために、例１におけるようにしてナトリウ
ムトリポリホスフェートによる、８３ＷＦの流動性を有
する酸転換されたポテトスターチの変性を包含する。
【００２６】２種の注目されるリン酸化されたスターチ
生成物を、約１４９℃の温度で蒸気噴射ジェット蒸煮機
により例２におけるようにして蒸煮し、そしてその調製
された生成物は３５％（タピオカ）及び３４％（ポテ
ト）の固形分を有した。しかしながら、両生成物の室温
への冷却の後、それらは液体接着剤として有用でないこ
とを示す、２時間以内で固体に硬化した。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン ダブリュ．ウォーカー アメリカ合衆国，ペンシルバニア 19067，ヤードレイ，エバーグリーン ロード 1104 (56)参考文献 特開 昭51−1539（ＪＰ，Ａ) 特公 昭57−11579（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも約０．３８％の結合ホスフェ
    ートを有するリン酸化されたスターチ材料を含んで成る
    液体スターチホスフェート接着剤組成物であって、前記
    出発スターチ材料が、約９０重量％又はそれ以上のアミ
    ロペクチン含有率の穀類スターチから成る群から選択さ
    れた流動性スターチ、又は約９０重量％又はそれ以上の
    アミロペクチン含有率の穀類スターチから成る群から選
    択された転換スターチであり、最終スターチホスフェー
    ト組成物が高温及び圧力下で前記リン酸化されたスター
    チを蒸気噴射性蒸煮により調製され、そして前記接着剤
    が２５％以上の固形分を有することを特徴とする接着剤
    組成物。
  2. 【請求項２】 前記最終スターチホスフェート生成物が
    少なくとも約１１０℃の温度及び少なくとも約５psigの
    圧力下で蒸煮される請求項１記載の接着剤組成物。
  3. 【請求項３】 前記流動性スターチが約４０〜９０ＷＦ
    の流動性を有する酸転換スターチである請求項２記載の
    接着剤組成物。
  4. 【請求項４】 前記出発スターチがワキシースターチで
    ある請求項３記載の接着剤組成物。
  5. 【請求項５】 前記最終スターチホスフェート生成物が
    約１３５〜１９５℃の温度及び約３０〜１７５psigの圧
    力下で蒸煮される請求項４記載の接着剤組成物。
  6. 【請求項６】 前記リン酸化されたスターチ材料が約
    ０．４〜１％の結合ホスフェートを有し、そして前記最
    終スターチホスフェート生成物が少なくとも約１１０℃
    の温度及び少なくとも５psigの圧力下で蒸煮される請求
    項１記載の接着剤組成物。
  7. 【請求項７】 前記流動性スターチが約４０〜９０ＷＦ
    の流動性を有する酸転換されたワキシースターチであ
    り、そして前記最終生成物が約１３５〜１９５℃の温度
    及び約３０〜１７５psigの圧力下で蒸煮される請求項６
    記載の接着剤組成物。
  8. 【請求項８】 紙巻きタバコ棒がサイドシーム接着剤に
    より１つの縦方向縁にそって結合される紙管でタバコを
    巻くことによって形成され、そしてフィルター材料がプ
    ラグ包装紙に結合される中心線接着層、前記包装紙がフ
    ィルタープラグを取り巻いて包装され、そしてオーバー
    ラップ態様でそれ自体に結合されるオーバーラップ接着
    層及びフィルタープラグが、そのプラグを取り巻いて他
    の紙を包装し、そしてそれを整合された紙巻きタバコ棒
    によりオーバーラップすることによって紙巻きタバコ棒
    に結合される吸い口接着剤を包含するいくつかの接着層
    を有する任意のフィルターが形成される紙巻きタバコの
    製造方法であって、サイドシーム、中心線、オーバーラ
    ップ及び吸い口層の少なくとも１つに接着剤として、少
    なくとも約０．３８〜１．０％の結合ホスフェートを有
    するリン酸化されたスターチ材料を含んで成る液体スタ
    ーチホスフェート接着剤組成物を適用することを含んで
    成り、ここで前記組成物において、前記出発スターチ材
    料が、約９０重量％又はそれ以上のアミロペクチン含有
    率の流動性穀類スターチ、又は約９０重量％又はそれ以
    上のアミロペクチン含有率の転換穀類スターチであり、
    最終スターチホスフェート組成物が高温及び圧力下で前
    記リン酸化されたスターチを蒸気噴射性蒸煮により調製
    され、そして前記接着剤が２５％以上の固形分を有する
    ことを特徴とする方法。
  9. 【請求項９】 前記流動性スターチが約４０〜９０ＷＦ
    の流動性を有する酸転換されたワキシースターチであ
    り、そして前記最終スターチホスフェート生成物が少な
    くとも約１１０℃の温度及び少なくとも約５psigの圧力
    下で蒸煮される請求項８記載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記最終スターチホスフェート生成物
    が約１３５〜１９５℃の温度及び約３０〜１７５psigの
    圧力下で蒸煮される請求項９記載の方法。
JP4325086A 1991-12-12 1992-12-04 紙巻きタバコ製造に使用するためのスタ―チ基材の天然接着剤 Expired - Lifetime JP2539574B2 (ja)

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