JP2613148B2 - 段ボール用澱粉系接着剤 - Google Patents

段ボール用澱粉系接着剤

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JP2613148B2
JP2613148B2 JP4043888A JP4388892A JP2613148B2 JP 2613148 B2 JP2613148 B2 JP 2613148B2 JP 4043888 A JP4043888 A JP 4043888A JP 4388892 A JP4388892 A JP 4388892A JP 2613148 B2 JP2613148 B2 JP 2613148B2
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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、段ボールを製造すると
きに使用する段ボール用澱粉系接着剤に関する。特に、
耐水性に優れ、且つ、ポットライフの長い段ボール用澱
粉系接着剤に関する。
【0002】
【従来の技術】段ボール用接着剤としては、食品安全性
・接着作業性・コスト等の総合的見地から澱粉系接着剤
が主流である。
【0003】なお、これらの澱粉系接着剤は、2−タン
ク方式(スタインホール方式)、または、1−タンク方
式等で調製される。さらに最近では、スタインホール方
式では貼合適性向上のために常用される化工澱粉や、1
タンク方式で常用されるα澱粉を使用することなく、未
糊化澱粉を基本とし、かつ全自動システムで製造して経
済性向上をも可能にした方法が一部で行われている。
【0004】昨今、段ボールの用途が、冷凍食品、青果
物の包装用に拡大してきたことに伴い、段ボール用澱粉
系接着剤に高度の耐水性が要求されるようになってき
た。しかし、上記方法で調製された一般的な澱粉系接着
剤では、これらの要求を満足させることはできなかっ
た。
【0005】この耐水性向上のために、耐水性向上剤と
して、2〜7%の尿素、レゾルシノール、アセトンなど
のホルムアルデヒド縮合物を上記澱粉系接着剤(接着剤
ベース)に添加したり、その際、高含アミロース澱粉を
キャリヤー部に使用して効果を増すことが提案されてい
る(「澱粉科学ハンドブック」1977年初版、株式会
社朝倉書店発行:第588〜589頁参照)。
【0006】具体的には、タッピ・プレス(TAPPI PRES
S) 社から、1977年発行されている「段ボール用接着剤
の製造(PREPARATION OF CORRUGATING ADHESIVES)」 38〜
46頁を参照されたい。
【0007】即ち、前述の方法で汎用澱粉から調製され
る接着剤ベース(糊液)に、ケトン樹脂、フェノール樹
脂、レソルシノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂等の
ホルムアルデヒド系縮合樹脂を添加して耐水性接着剤と
する方法であり、さらには、接着剤ベースとして、耐水
性澱粉(高含アミロース澱粉)から調製したものを使用
する方法である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記汎用澱粉
から調製される接着剤ベース(糊液)に単にホルムアル
デヒド系縮合樹脂を添加する方法で製造した接着剤で
は、耐水性、粘度安定性、ポットライフ等の点において
満足できるものではなかった。例えば、ケトン樹脂はア
ルカリ硬化性であり耐水性の発現が早くかつそのレベル
も高いことから多用されているが、経時的に耐水性が低
下するうえに接着剤の粘度も増粘し、ついにはゲル化し
てしまう。
【0009】また、接着剤ベースとして、高含アミロー
ス澱粉から調製した糊液を使用する場合は、耐水性及び
その他の性能についてもほぼ満足できる。しかし、耐水
澱粉はアミロース含量の極めて高い特異種であって非常
に高価(高含アミロース澱粉は、汎用澱粉の通常2〜4
倍)であるため、相対的にコスト高となる。
【0010】本発明の目的は、上記にかんがみて、澱粉
から調製される糊液を接着剤ベースとする段ボール用澱
粉系接着剤において、高含アミロース澱粉から調製した
ものを接着剤ベースとしなくても、高含アミロース澱粉
を使用した場合と同等以上の耐水性を有し、且つ、ポッ
トライフ(可使時間)も長い段ボール用澱粉系接着剤を
提供可能とすることにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために、鋭意研究の結果、下記構成の段ボー
ル用澱粉系接着剤に想到した。
【0012】 即ち、澱粉から調製される糊液を接着剤
ベースとする段ボール用澱粉系接着剤において、ホルム
アルデヒド系縮合樹脂および芳香族ヒドロキシ化合物
(炭素と水素のみからなるもの骨格とする水酸基核置換
体)が耐水性向上剤として添加されてなることを特徴と
する。
【0013】
【手段の詳細な説明】本発明の各手段について詳説す
る。以下の説明で、配合単位は、特に断らない限り重量
単位である。
【0014】(1) 本発明の澱粉系接着剤は、澱粉から調
製されるものを接着剤ベースとすることを前提とする。
【0015】これらの接着剤ベースは、澱粉から調製さ
れたものなら特に限定されず、各種方法で調製したもの
を使用することができ、下記各方法を例示できる。
【0016】澱粉の一部を苛性ソーダを用いて糊化し
て高粘度のキャリアー部を作り、これを、水に未糊化澱
粉を懸濁しホウ砂を加えたメイン部に混合してつくるス
タインホール方式(2−タンク方式)で製造する。
【0017】未糊化澱粉、α澱粉とを1つのタンクの
中で混合懸濁させた後、苛性ソーダ、ホウ砂等の必要な
薬品を添加してつくる1液方式で製造する。
【0018】未糊化澱粉、α澱粉、及び必要な薬品類
を予め混合物としておき、これを水に懸濁溶解してつく
る完全1バック方式で製造する。
【0019】未糊化澱粉の懸濁液中に苛性ソーダ溶液
を添加し、未糊化澱粉を部分膨潤させて、所定粘度に達
したらホウ酸等を添加し、その後の膨潤化を止めてつく
るノーキャリアー方式で製造する。
【0020】この際、使用する原料澱粉は、通常、汎用
のものを使用する。
【0021】具体的には、タピオカ、甘藷、馬鈴薯、小
麦、米、トウモロコシなどの天然澱粉、さらにはそれら
にエーテル化、エステル化、架橋、あるいはそれらの組
合せ等の処理を施した化工澱粉を、単独で又は混同して
使用できる。
【0022】なお、さらに高度の耐水性及びポットライ
フの長期化が要求される場合は、高含アミロース澱粉又
はその化工品を使用してもよい(例えば、スタインホー
ル方式におけるキャリアー用澱粉として使用する。)。
【0023】(2) 本発明の段ボール用接着剤は、上記接
着剤ベースに耐水性向上剤としてホルムアルデヒド系縮
合樹脂及び芳香族ヒドロキシ化合物を添加されてなるこ
とを特徴的要件とする。
【0024】耐水性向上剤の添加量は、澱粉100部
に対して、 1.5〜20部であることが望ましい。 1.5部
未満では十分に耐水性が得難く、20部を越えると接着
剤糊液の貯蔵安定性が悪くなる。
【0025】また、ホルムアルデヒド系縮合樹脂と芳
香族ヒドロキシ化合物の混合比率が重量比で前者/後者
=10/1〜1/1であることが望ましい。芳香族ヒド
ロキシ化合物が過少では、芳香族ヒドロキシ化合物の併
用効果(耐水性向上及びポットライフの長期化)が得難
く、また、芳香族ヒドロキシ化合物が同量より多くなる
と、耐水性の発現が遅くなり、また、耐水性レベルも低
下する。
【0026】さらにホルムアルデヒド系縮合樹脂は、
出来上がった接着剤糊液又はメイン部懸濁液に添加する
ことが望ましく、芳香族ヒドロキシ化合物は、出来上が
った接着剤糊液に添加するか又は予めメイン用澱粉と混
合しておくことが望ましい。
【0027】上記ホルムアルデヒド系縮合樹脂として
は、アセトン、尿素、メラミン、フェノール、レソルシ
ノールの群から選択される1種または2種以上の化合物
とホルムアルデヒドとを付加・縮合させたものが使用可
能である。具体的には、ケトン樹脂、尿素樹脂、メラミ
ン樹脂、フェノール樹脂、レソルシノール樹脂等を挙げ
ることができる。特に、これらの内で、アセトン、尿
素、メラミンの群から選択される1種または2種以上の
化合物とホルムアルデヒドとを付加・縮合させたものが
好適である。
【0028】 上記芳香族ヒドロキシ化合物として
は、ベンゼン環または縮合ベンゼン環若しくは炭素と水
素のみからなるそれらの誘導体を骨格とする水酸基核置
換体を使用できる。ここで縮合ベンゼン環としては、ナ
フタリン、アントラセン、フェナントレン等がある。
体的には、フェノール(石炭酸)、カコテール(o−ジ
ヒドロキシベンゼン)、レソルシノール(m−ジヒドロ
キシベンゼン)、ヒドロキノン(p−ジヒドロキシベン
ゼン)、クレゾール類(ヒドロキシメチルベンゼン)、
キシレノール類(ヒドロキシジメチルベンゼン)、フェ
ニルフェノール類、ピロガロール(1,2,3−トリヒ
ドロキシベンゼン)、フロログルシノール(1,3,5
−トリヒドロキシベンゼン)、ナフトール類、アントー
ル類、等を挙げることができる。さらには、エチルフェ
ノール、ブチルフェノール、等のアルキルフェノール
や、ビスフェノール等の多環フェノール化合物も使用可
能である。
【0029】特に、これらの内で、レソルシノール、m
−クレゾール、3,5−キシレノール、フロログルシノ
ールの群から1種または2種以上選択されたものが好適
である。
【0030】
【発明の効果】本発明の段ボール用澱粉系接着剤は、接
着剤ベースに、ホルムアルデヒド系縮合樹脂に芳香族ヒ
ドロキシ化合物を併用した耐水性向上剤を添加すること
により、後述の実施例で示す如く、耐水性に優れ、且
つ、ポットライフも長い。
【0031】即ち、ホルムアルデヒド系縮合樹脂を単独
で使用した場合、接着剤糊液の耐水性、粘度安定性、ポ
ットライフ等の全てを満足できるものはなかった。しか
し、芳香族ヒドロキシ化合物を併用することによって、
耐水性のレベルは向上し、かつポットライフが著しく長
くなり、接着剤糊液を3日間貯蔵した後であっても、充
分な耐水接着性を維持可能である。
【0032】さらに、本発明の接着剤を製造するために
は、新たな設備も作業手順の変更も必要ではなく、容易
に製造することができる。
【0033】
【実施例】次に実施例、比較例により本発明を具体的に
説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるもので
はない。
【0034】(1) 実施例ー1 日本コーンスターチ株式会社製のキャリアー用化工澱
粉「コルボン500」40gを水245mlに添加し、 こ
の混合物を60℃に加熱後、苛性ソーダ水溶液(水20
mlに固体苛性ソーダ6gを溶解させたもの)を添加し
て、15分間かきまぜキャリアー部を調製した。
【0035】他方、水485ml中にコーンスターチ2
00g、ホウ砂 4.5gを添加してメイン部を調製した。
【0036】上記メイン部に上記キャリアー部を、か
きまぜながら、15分間で滴下し、滴下終了後にさらに
15分間かきまぜて糊液(接着剤ベース)を得た。
【0037】この接着剤ベースに変性ケトン樹脂溶液
(アイカ工業(株)製「アイカアイボンVLー334
0」:固形分56%)16gとレソルシノール4gを添
加して、さらに15分間かきまぜて耐水段ボール用接着
剤(糊液)を得た。
【0038】(2) 実施例ー2 実施例ー1における変性ケトン樹脂溶液16gの代わり
に、ケトン樹脂溶液(ディックハーキュレス(株)製
「エピノックスPー468L」:固形分50%)18g
を使用した以外は、実施例ー1と同様にして接着剤を得
た。
【0039】(3) 実施例ー3 実施例ー1における変性ケトン樹脂溶液16gの代わり
に、メラミン樹脂溶液(アイカ工業(株)製「UMー
2」:固形分72%)12gを使用した以外は、実施例
ー1と同様にして接着剤を得た。
【0040】(4) 実施例ー4 実施例ー1における変性ケトン樹脂溶液16gの代わり
に、尿素樹脂溶液(アイカ工業(株)製「UCー120
S」:固形分70%)13gを使用した以外は、実施例
ー1と同様にして接着剤を得た。
【0041】(5) 実施例ー5 実施例ー1における変性ケトン樹脂溶液16gの代わり
に、フェノール樹脂溶液(アイカ工業(株)製「Pー1
4」:固形分43%)21gを使用した以外は、実施例
ー1と同様にして接着剤を得た。
【0042】(6) 実施例−6 実施例ー1におけるレソルシノール4gの代わりに、m
−クレゾール4gを使用した以外は、実施例ー1と同様
にして接着剤を得た。
【0043】(7) 実施例−7 実施例ー1におけるレソルシノール4gの代わりに、フ
ロログルシノール4gを使用した以外は、実施例ー1と
同様にして接着剤を得た。
【0044】(8) 実施例−8 実施例ー1におけるレソルシノール4gの代わりに、
3,5−キシレノール4gを使用した以外は、実施例ー
1と同様にして接着剤を得た。
【0045】(9) 実施例−9 実施例ー1におけるレソルシノール4gの代わりに、カ
テコール4gを使用した以外は、実施例ー1と同様にし
て接着剤を得た。
【0046】(10)実施例−10 実施例ー1におけるレソルシノール4gの代わりに、ヒ
ドロキノン4gを使用した以外は、実施例ー1と同様に
して接着剤を得た。
【0047】(11)実施例−11 ハイアミロースコーンスターチ(アミロース含量70
%の市販品)65gを水310mlに添加し、この混合
物を60℃に加熱後、苛性ソーダ水溶液(水20mlに固
体苛性ソーダ 5.5gを溶解させたもの)を添加して、1
5分間かきまぜキャリアー部を調製した。
【0048】他方、水380ml中にコーンスターチ2
15g、ホウ砂 4.3g、及び、変性ケトン樹脂溶液(ア
イカ工業(株)製「アイカアイボンVLー3340」:
固形分56%)19gを添加してメイン部を調製した。
【0049】上記メイン部に上記キャリアー部を、か
きまぜながら、15分間で滴下し、滴下終了後にさらに
15分間かきまぜて糊液(接着剤ベース)を得た。
【0050】この接着剤ベースにレソルシノール 4.
7 gを添加して、さらに15分間かきまぜて接着剤を得
た。
【0051】(12)比較例ー1 実施例ー1においてレソルシノール4gの添加を止めた
以外は、実施例ー1と同様にして接着剤を得た。
【0052】(13)比較例ー2 実施例ー2においてレソルシノール4gの添加を止めた
以外は、実施例ー2と同様にして接着剤を得た。
【0053】(14)比較例ー3 実施例ー3においてレソルシノール4gの添加を止めた
以外は、実施例ー3と同様にして接着剤を得た。
【0054】(15)比較例ー4 実施例ー4においてレソルシノール4gの添加を止めた
以外は、実施例ー4と同様にして接着剤を得た。
【0055】(16)比較例ー5 実施例ー5においてレソルシノール4gの添加を止めた
以外は、実施例ー5と同様にして接着剤を得た。
【0056】(17)比較例ー6 実施例ー1においてレソルシノールの添加量を 0.8gと
した以外は、実施例ー1と同様にして接着剤を得た。
【0057】(18)比較例ー7 実施例ー1においてレソルシノール添加量を9gとした
以外は、実施例ー1と同様にして接着剤を得た。
【0058】(19)比較例ー8 実施例ー1において変性ケトン樹脂溶液16g及びレソ
ルシノール4gの添加を止めた以外は、実施例ー1と同
様にして接着剤を得た。
【0059】(20)比較例ー9 実施例ー11においてレソルシノール 4.7gの添加を止
めた以外は、実施例ー11と同様にして接着剤を得た。
【0060】試験方法及び結果 上記で得た各接着剤糊液を3日間に亘って撹拌を続けな
がら40℃で貯蔵し、経日的に、以下の様にして、耐水
接着強度及び粘度を測定した。
【0061】(1) 耐水接着強度 5cm×8.5cmのAフルート片面段ボールピース(耐水
中芯:125g/m2)の段頂部に接着剤糊液を一定量
(固形分換算:10±1g/m2)塗布し、同じ大きさの
耐水ライナーピース(220g/m2)を貼り合せ、その
上から175℃、850gのアイロンで5秒間加熱圧着
して、耐水接着強度測定用サンプルを得た。このサンプ
ルを20℃、65%RHの空気中で1日間調湿後、20
℃の水に1時間浸漬した後、JIS:Zー0402に基
づいて測定した。
【0062】(2) 粘度測定 ホードカップ(全国段ボール工業組合連合会認定品)に
よる流下時間を測定して粘度に代替称した。
【0063】(3) 結果 実施例ー1〜11、比較例ー1〜9の結果を、それぞれ
表−1及び表−2に示す。
【0064】これらの結果から、各実施例は各比較例に
比して、耐水性、粘度安定性に優れると共に、ポットラ
イフも長いことが分かる。
【0065】
【表1】
【0066】
【表2】

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 澱粉から調製される糊液を接着剤ベース
    とする段ボール用澱粉系接着剤において、ホルムアルデ
    ヒド系縮合樹脂および芳香族ヒドロキシ化合物が耐水性
    向上剤として添加されてなるものであって、 前記芳香族ヒドロキシ化合物が、ベンゼン環または縮合
    ベンゼン環若しくは炭素と水素のみからなるそれらの誘
    導体を骨格とする水酸基核置換体である こと特徴とする
    段ボール用澱粉系接着剤。
  2. 【請求項2】 前記耐水性向上剤の添加量が、澱粉10
    0重量部に対して、1.5〜20重量部であり、且つ、前
    記耐水性向上剤としてのホルムアルデヒド系縮合樹脂と
    芳香族ヒドロキシ化合物の混合比率が重量比で前者/後
    者=10/1〜1/1であることを特徴とする請求項1
    に記載の段ボール用澱粉系接着剤。
  3. 【請求項3】 前記ホルムアルデヒド系縮合樹脂が、ア
    セトン、尿素、メラミンの群から選択される1種または
    2種以上の化合物とホルムアルデヒドとを付加・縮合さ
    せたものであり、前記芳香族ヒドロキシ化合物が、レソ
    ルシノール、m−クレゾール、3,5−キシレノール、
    フロログルシノールの群から1種または2種以上選択さ
    れるものであることを特徴とする段ボール用澱粉系接着
    剤。
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