JPH0123515B2 - - Google Patents

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【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 本発明は段ボール製造用接着剤に関するもので
ある。さらに詳しくいえば本発明は、段ボール用
原紙を貼合する際に加熱を必要としない接着剤
（すなわち、段ボール常温製造用デンプン接着剤）
に関するものである。 従来の技術 従来、一般に段ボールの製造に使用されるデン
プン系接着剤は、ステインホール方式（例えば、
特開昭52―127938号公報参照。）と呼ばれる製糊
方法で製造され、キヤリア部と呼ばれるアルカリ
糊化したデンプン糊液と、メイン部と呼ばれる未
糊化デンプンの懸濁液との混合物からなつてい
る。この接着剤の接着機構は、基本的には貼合工
程時に加熱することによつてメイン部の未糊化デ
ンプンを膨潤糊化して接着力を発現させ、加熱に
よつて水分を蒸発せしめ、乾燥により強固な接着
を完了することにある。 したがつて、このような接着剤を使用する場
合、貼合工程での熱エネルギー消費量が非常に大
きい。特にダブルフエーサーと呼ばれる段ボール
の貼合工程では、片段の段頂に塗布した糊を加熱
するのにライナーを通して行なわねばならないの
で、莫大な熱量がライナーの加熱にのみ費やさ
れ、加えられた熱量のうちわずかな量だけがメイ
ン部デンプンの糊化に役立つているにすぎない状
態にある。また複両面段ボールを製造する場合に
は、更に片段を通しての加熱になるので熱損失は
いつそう著しくなる。ゆえにこのような接着剤で
は、媒体を通しての間接加熱となるため熱伝導速
度が低下し貼合速度も遅くなり、段ボールの製造
速度は最高マシン速度の1/2〜2/3が限度とされて
いる。一方、このような接着剤では、加えられた
熱および水に起因する紙の伸縮も避けられないの
で、段ボールシートの反り発生等の製品上の欠点
もある。 段ボール業界では、オイルシヨツク以後のエネ
ルギー危機から上記問題を解決することが切望さ
れ、加熱操作を必要とせずに貼合できる省エネル
ギー型接着剤の開発が大きな課題となつてきた。 近年この要望に呼応して、貼合時加熱を必要と
しないコールドセツト型のデンプン系接着剤すな
わち段ボール常温製造用デンプン接着剤が幾つか
開発され、その一例は米国特許第3300360号明細
書に記載されている。 一般に段ボールの製造では生産性の観点よりダ
ブルフエーサー側の貼合直後のスリツタースコア
ラーを通すため、この種の接着剤には非常に速い
セツト性が要望されている。 この観点より最近更にセツト性能を向上させる
ために高アミロース含量のデンプンの低分子化処
理物を用いる技術が開発されてきたが（カナダ国
特許第791095号明細書、特開昭57―115469号公
報、特開昭57―121074号公報、特開昭57―131274
号公報）、未だセツト速度が遅くスリツタースコ
アラー部での衝撃に耐えきれずして剥れてしま
い、実用的な貼合速度には至つていない。 コールドセツト接着剤の接着機構としては高温
で中しん原紙に塗布した接着剤の自然冷却による
増粘と同時に原紙に接着剤の水分が吸収されて接
着剤部の濃縮とが同時に進行することによつてラ
イナ原紙と中しん原紙とを固着させることであ
り、この観点より、従来の高アミロース含量のデ
ンプンからコールドセツト型の接着剤を調整する
方法としては低分子化処理を行うことにより、低
粘度化し、接着剤の塗布後の濃縮を促す目的で高
濃度化することのみに注意が払われてきた。 高アミロースデンプンの低分子化方法としては
焙焼法、加酸焙焼法、酸化、酸処理、酵素処理等
の方法が知られている。更には、このような処理
を糊炊き時に行うことも広く知られている。 酸化高アミロースデンプンを用いるコールドセ
ツト接着剤については既に公知の特許
（CANADIAN PATENT No.791095号）並びに
特許出願（特開昭57―115469号、特開昭57―
121074号、特開昭57―131274号）があるが、本発
明者らの研究によると、セツト性が不足し特にコ
ルゲーターのダブルフエーサーでの貼合に於い
て、スリツタースコアラーを用いると、接着部に
剥れを生じ、実用貼合速度には到らなかつた。 このセツト性の不足の原因としては酸化高アミ
ロースデンプンは比較的容易に出来る加工ではあ
るが酸化により親水基が導入されるため老化性が
そこなわれるものと推察される。 しかしながら親水基の導入により、粘着性が高
い利点はある。 発明の目的 本発明者らは前述した段ボール製造用デンプン
接着剤の現状を打開して段ボールの製造工程にお
ける所要熱量の大幅な節減ならびにダブルフエー
サーで実用的な貼合速度を与える接着剤を得るこ
とを目標に鋭意研究を重ねた結果、本発明に到達
した。 発明の構成 本発明の構成を以下において詳説する。 本発明者らは高アミロース含有デンプンの低分
子化処理法の違いにより、調整された糊液の段ボ
ール常温製造用接着剤としての物性は大きく異な
ることを発見し、更に研究を重ねた結果、酸化高
アミロースデンプンと酸処理高アミロースデンプ
ンとを混合して用いることにより、段ボール製造
時に加熱を必要とせず、しかもそれぞれ加工方法
の異なる２つの前もつて加工したデンプンを混合
して用いるため糊炊き時に加工を行なう変性法と
は異なり常に安定した性状を持ち、かつセツト性
に優れた接着剤の開発に成功した。 すなわち本発明はアミロース含量35重量％以上
の酸処理高アミロースデンプン90〜10重量％とア
ミロース含量35重量％以上の酸化高アミロースデ
ンプン10〜90重量％との混合物を加熱糊炊きして
得た糊液を主成分とし、未糊化デンプン粒を含ま
ないことを特徴とする段ボール常温製造用デンプ
ン接着剤である。 これらデンプンの糊液の粘度が2000B.U.
（Brabender Unit）を超えると糊液粘度が高く流
動性を失い好ましくない。また50B.U.未満であ
るとデンプン分子の低分子化がさらに進みアミロ
デキストリン化して白化する。その上乾燥すると
もろくなり接着強度は低下、耐湿性は乏しくなる
などの難点が生じる。 また、酸処理高アミロースデンプンを単独で使
用した場合には老化性が高すぎるために、調整糊
液のポツトライフが短く、取り扱いが非常に煩雑
になるとともに接着剤を塗布した後のオープンタ
イムが長くとれない。その為特に貼合速度の低速
時に増粘、固化が速く起きすぎ、ライナ原紙に接
着剤が浸透できず、接着強度が低下するという問
題点が生じることが判明した。これらの知見に基
づいて本発明を完成させたものであるが本発明の
効果をより顕著にするためには、混合使用する酸
化高アミロースデンプン並びに酸処理高アミロー
スデンプンの物性は次のような性状をもつことが
好ましい。 ＜酸化高アミロースデンプン＞ 酸化高アミロースデンプンとしては、デンプン
濃度30重量％で25％苛性ソーダでPH12に調整した
溶液を25℃より1.5℃／分の昇温速度で95℃まで
昇温し、温度95℃に到達した時のブラベンダー粘
度が50〜2000B.U.になる酸化高アミロースデン
プンが好適である。 ＜酸処理高アミロースデンプン＞ また酸処理高アミロースデンプンとしてはデン
プン濃度30重量％で25％苛性ソーダでPH12に調整
した溶液を25℃より1.5℃／分の昇温速度で95℃
まで昇温し温度95℃に到達した時のブラベンダー
粘度が50〜2000B.U.になる酸処理高アミロース
デンプンが好適である。 ＜混合割合＞ 本発明における酸処理高アミロースデンプンと
酸化高アミロースデンプンの混合比率は90〜10重
量％、10〜90重量％が適している。酸処理高アミ
ロースデンプンは老化性が大きく本発明の接着剤
にとつて好適材料であるが、単独使用した場合、
糊液ライフが短く、しかもオープンタイムが短く
糊足が入らないという短所があるため、混合比率
が90重量％を越えると酸処理高アミロースデンプ
ンの短所が顕著に現われ好ましくない。また酸化
高アミロースデンプンが90重量％を越えるとセツ
トが遅くダブルフエーサー側の貼合が甘くなり好
ましくない。 また酸化高アミロースデンプンと酸処理高アミ
ロースデンプンの最適混合比率としては混合され
たデンプンの性状として混合デンプン濃度30重量
％で25％苛性ソーダでPH12に調整した後、25℃よ
り1.5℃／分の昇温速度で95℃まで昇温し、温度
95℃に到達した時のブラベンダー粘度が100〜
1000B.U.の範囲となるように加工度合に応じて
前記混合割合の範囲内で適宜割合を選択すること
が好ましい。 更にコルゲーターで使用する時の本発明の接着
剤の粘度は、コルゲーターでの操作適性の点より
接着剤デンプン濃度15〜50重量％に於いて接着剤
温度85℃で50〜2000B.U.好ましくは100〜1000B.
U.のブラベンダー粘度となるように調整するこ
とが好ましい。 ＜調整方法＞ 本発明に用いる原料デンプンとしては遺伝学的
に改良されたアミロース含量50重量％以上の高ア
ミロースとうもろこしデンプンおよびシワエンド
ウデンプン、さらにこれらデンプンと普通とうも
ろこし、小麦、米などの地上デンプンおよび馬鈴
薯、タピオカ、甘薯などの地下デンプンの通常デ
ンプンを混合し、アミロースを35重量％以上含む
デンプン、またはデンプンを構成するアミロース
とアミロペクチンを公知の方法により分離するか
枝切酵素によりデンプンの1.6グルコシド結合を
切断して得られるアミロース含量35重量％以上の
高アミロースデンプンを用いる。 公知のようにアミロースは直鎖状分子であり、
アミロースを多く含む糊液は、分子の再配列が極
めて生じやすく老化しやすい。 更にこのものはフイルム強度が高いため接着力
も強く本発明の原料として極めて適している。 酸化高アミロースデンプンは上記高アミロース
デンプンを原料として次亜塩素酸ソーダ、さらし
粉などの塩素系酸化剤、過酸化水素、過マンガン
酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸ソーダ
等の酸化剤の添加量、処理時間、処理温度を適宜
選んで加工の度合を変えて製造する。 また酸処理高アミロースデンプンは、上記高ア
ミロースデンプンを原料として、塩酸、硫酸など
の鉱酸あるいは蓚酸、酢酸などの有機酸の添加
量、処理時間、処理温度を適宜選んで加工の度合
を変えて製造する。 本発明のデンプン接着剤の調整方法は前記混合
比率の酸化高アミロースデンプンと酸処理高アミ
ロースデンプンとの混合物を水に分散させデンプ
ン濃度15〜50重量％の懸濁液を調整し、任意の加
熱方法例えばジエツトクツカーのような蒸気吹込
みによる直接加熱方法（蒸煮など）、あるいはジ
ヤケツトによる間接加熱方法など慣用の方法によ
り糊炊きを行ない調整する。 ＜接着剤のPH＞ 本発明のデンプン系接着剤の調整時に、水酸化
ナトリウム、水酸化カリウムのようなアルカリを
添加しPH調整を行なつてもよい。アルカリを添加
しPHを7.0〜11.0に調整することにより接着剤の
セツトタイムを調節することができるほか老化速
度の制御および紙中への糊液浸透性が改善でき
る。アルカリの添加位置は前添加、後添加いずれ
でもよいが、糊炊き時にアルカリによるデンプン
の加水分解が生じるため好ましくは、後添加がよ
い。またPHを11.0より大きくすると糊液に褐変劣
化現象が生じ、徐々に物性が変化するため好まし
くない。 ＜老化速度制御剤＞ さらに、本発明のデンプン系接着剤には、ジシ
アンジアミドあるいは、硼砂、硼酸などの硼素系
化合物の老化速度制御剤を加えてもよい。老化速
度制御剤の添加量はデンプン量に対して10〜0.1
重量％が好ましい。硼砂、硼酸などの硼素系化合
物は一般にゲル化促進剤と考えられているが、本
発明のデンプン系接着剤では、デンプンのもつ水
酸基との反応により保水性を向上せしめて老化速
度を抑制制御する働きをする。また硼砂、硼酸の
ごとき老化速度制御剤は、接着糊層を強固にする
ため接着強度向上の働きもする。添加量が10重量
％以上では、ジシアンジアミドの効果は飽和状態
となり、顕著な効果が得られない。また、硼砂、
硼酸などの硼素系化合物では糊液物性を大きく変
えてしまうため、10重量％を超える添加は好まし
くなく、好ましくは４重量％以下がよい。これら
老化速度制御剤の添加位置は糊炊き時デンプンと
十分に反応させるため前添加が好ましい。 ＜増量剤＞ 本発明のデンプン系接着剤は、クレイ、ベント
ナイト、炭酸カルシウムなどのフイラーを添加し
増量使用することができる。これらフイラーの添
加により接着剤コストの低減、接着剤の強化が計
れる。添加量はできるだけ多く加えたいところで
あるが、本発明のデンプン系接着剤の優れたセツ
ト性を損なわずかつ経済的な接着剤を得るために
デンプンに対し最高50重量％が好ましい。 ＜接着剤の濃度＞ 本発明のデンプン系接着剤のデンプン濃度は15
〜50重量％が好ましい。なぜならば、本接着剤は
加熱糊化した均質な糊液すなわち未糊化デンプン
粒を含まない糊液を貼合面に塗布し、加熱操作を
省き接着するものであるから、水分の散失、瞬間
的固化が必須条件となるため高濃度糊液であるこ
とが要求されるからである。段ボールのシングル
フエーサー側を接着する場合には、段ロールとプ
レスロールによるニツプ圧が効果的に働くため糊
液濃度20重量％で十分に貼合できるが、ダブルフ
エーサー側を接着する場合にはプレス効果がな
く、糊液濃度を高くした方が水の散失、固化が速
いために貼合速度を上げることができるので製造
上有利である。 しかし糊液濃度を50重量％以上に高くするため
には酸化高アミロースデンプンあるいは酸処理高
アミロースデンプンの加工の度合を更に高めて、
より低分子化する必要が生じる。先に粘度で規定
した加工の度合を越える程、低分子化すると接着
剤として用いた場合の貼合後の接着強度が弱くな
り、耐湿性も乏しくなる。以上のように本発明の
接着剤のデンプン濃度は必要に応じて15〜50重量
％に調整する。 （使用方法） 本発明のデンプン系接着剤は、所定の温度に保
持させた接着剤を段ボールの貼合面に塗布し、自
然冷却および接着剤の濃縮によつてライナーと中
芯原紙の接着を完了するものであり、この冷却、
濃縮によりデンプン糊液は急速に固化して強固な
接着力を生じるものである。さらに塗布温度は紙
面に対するぬれ、浸透性をよくし、使用粘度を維
持するため、さらに作業性を考慮した場合70℃〜
90℃が好ましい。 なお、貼合にあたつては使用原紙水分も貼合適
性に影響する。貼合セツト性は、原紙水分を低く
抑えて本発明デンプン系接着剤を用いると相乗効
果が現われ貼合力が向上し、本発明は、さらに改
善される。好ましくは、原紙水分４％以下がよ
い。 実施例 本発明をいつそう理解しやすくするために、以
下に実施例および比較例を示して具体的に説明す
るが、下記の実施例はこの発明を何ら制限するも
のではない。 実施例 １ ハイアミロースとうもろこしデンプン（アミロ
ース含量70％）450Kgを40℃の温水650に溶解
し、濃度３％の苛性ソーダ水溶液でPH11.0に調
整、有効塩素13％の次亜塩素酸ソーダ140を添
加し、温度40℃で４時間撹拌を続け、その後塩酸
でPHを5.0に中和した後、水洗、脱水、乾燥して
酸化ハイアミロースとうもろこしデンプンを得
た。この酸化ハイアミロースとうもろこしデンプ
ンは、濃度30重量％で（25％苛性ソーダでPH12に
調整）25℃より1.5℃／分の昇温速度で95℃にお
けるブラベンダー粘度が350B.U.を示した。 一方、ハイアミロースとうもろこしデンプン
（アミロース含量70％）450Kgを50℃の温水650
に溶解し、濃度35％の塩酸30Kgを添加し、温度50
℃で12時間撹拌を続け、その後に濃度３％の苛性
ソーダ水溶液でPHを5.0に中和した後、脱水、水
洗乾燥して、酸処理ハイアミロースとうもろこし
デンプンを得た。この酸処理ハイアミロースとう
もろこしデンプンは濃度30重量％で（25％苛性ソ
ーダでPH12に調整）25℃より1.5℃／分の昇温速
度で95℃におけるブラベンダー粘度が200B.U.を
示した。 この酸化ハイアミロースとうもろこしデンプン
70重量％、酸処理ハイアミロースとうもろこしデ
ンプン30重量％の比率で、水に分散させデンプン
濃度35重量％の懸濁液を調整した。この懸濁液を
間接加熱連続糊化装置にて140℃で糊化しこの糊
液を濃度25％の苛性ソーダでPHを8.5に調整し、
全固形分が35重量％の接着剤を得た。この接着剤
の粘度は温度85℃において、ブラベンダー粘度が
230B.U.であつた。 使用例 １ この接着剤を用いて蒸気を全く通さない実際の
シングルフエーサーで片面段ボール＜Ｂ―220×
SCP―125＞を製造したところ、230ｍ／分の速度
で貼合できた。 使用例 ２ この接着剤を用いて蒸気を全く通さない実際の
ダブルフエーサーで片面段ボール＜Ｂ―220×
SCP―125＞とライナー（Ｂ―220）とを貼り合わ
せ、両面段ボールを製造したところ140ｍ／分の
速度で貼合できた。 実施例 ２ 実施例―１の酸化ハイアミロースとうもろこし
デンプンと酸処理ハイアミロースとうもろこしデ
ンプンとを50重量％、50重量％の比率で使用した
以外、実施例―１と同じく処理し、全固形分35重
量％、温度85℃におけるブラベンダー粘度220B.
U.の接着剤を得た。 使用例 ３ この接着剤を使用例―２と同様ダブルフエーサ
ーで両面段ボールを製造したところ150ｍ／分で
貼合できた。 実施例 ３ 実施例―１の酸化ハイアミロースとうもろこし
デンプンと酸処理ハイアミロースとうもろこしデ
ンプンとを30重量％70重量％との比率で使用し、
対デンプン５重量％のジシアンジアミドと対デン
プン１重量％の硼砂を添加した以外は実施例―１
と同じく処理し、全固形分35重量％、温度85℃に
おけるブラベンダー粘度が300B.U.の接着剤を得
た。 使用例 ４ この接着剤を用いて使用例―２と同様ダブルフ
エーサーで両面段ボールを製造したところ160
ｍ／分で貼合できた。 対照例 １ 実施例―１の酸処理ハイアミロースとうもろこ
しデンプンだけを使用した以外は実施例―１と同
様に処理し、全固形分35重量％、温度85℃におけ
るブラベンダー粘度160B.U.の接着剤を得た。こ
の接着剤を使用例―２と同様にダブルフエーサー
で使用したところ、老化が速くゲル化して貼合不
能であつた。 対照例 ２ 実施例―１の酸化ハイアミロースとうもろこし
デンプンだけを使用した以外、実施例―１と同様
に処理し、全固形分35重量％、温度85℃における
ブラベンダー粘度200B.U.の接着剤を得た。この
接着剤を用いて、使用例―２と同様にダブルフエ
ーサーで両面段ボールを製造した。対照例―３
（特開昭57―115469） 普通とうもろこしデンプン（アミロース含量約
27％）の濃度35％懸濁液に塩酸を対デンプン２％
添加、50℃で10時間撹拌を続け、その後に濃度３
％の苛性ソーダで中和、脱水、水洗、乾燥して濃
度30重量％、温度95℃におけるブラベンダー粘度
が210B.U.の酸処理デンプンを得た。 実施例―１の酸化ハイアミロースとうもろこし
デンプンおよび酸処理ハイアミロースとうもろこ
しデンプンの代わりに、この酸処理デンプンを使
用する以外、実施例―１と同様に処理し、全固形
分35重量％、温度85℃におけるブラベンダー粘度
200B.U.の接着剤を得た。この接着剤を用いて使
用例―２と同様にダブルフエーサーで両面段ボー
ルを製造した。 実施例 ４ ハイアミロースとうもろこしデンプン（アミロ
ース含量70％）と普通とうもろこしデンプン（ア
ミロース含量27％）とを１対２に混合し、アミロ
ース含量40％の高アミロースデンプンを得た。こ
の高アミロースデンプンを実施例―１と同様に処
理して酸化、酸処理高アミロースデンプンを得
た。これらデンプンは25℃より1.5℃／分昇温、
95℃におけるブラベンダー粘度が濃度30重量％に
おいてそれぞれ260B.U.、300B.U.であつた。こ
の酸化高アミロースデンプン30重量％酸処理高ア
ミロースデンプン70重量％の比率で実施例―１と
同一条件で糊炊を行ない、糊液濃度35重量％、85
℃におけるブラベンダー粘度が270B.U.の接着剤
を得た。 使用例 ５ この接着剤を用いて、使用例―２と同様にダブ
ルフエーサーで両面段ボールを製造したところ
120ｍ／分の速度で貼合できた。 これら結果を表―１に明記する。

【表】

【表】 上記結果より、本発明デンプン系接着剤は加熱
操作を省き貼合ができ、貼合速度も実用可能な速
度が得られ、接着強度も十分なものであつた。 発明の効果 本発明の効果を示せば、下記のとおりである。 (イ) 優れたセツト性を有し、貼合速度、段ボール
シート品質ともに十分に満足しうる加熱を必要
としない段ボール製造用デンプン系接着剤が得
られる。 (ロ) 酸化高アミロースデンプンのセツト性を改善
するため、セツト性のまさる酸処理高アミロー
スデンプンを併用したから、スリツタースコア
ラーをかけたダブルフエーサー側の貼合で十分
な結果を得た。 (ハ) 本発明によれば、段ボール製造工程において
加熱する必要がなくエネルギーの節減になるば
かりか、貼合速度も十分に速く、生産性の向上
になる。さらに無加熱および高固形分化によ
り、熱および水に起因する反りの問題もなく、
高品質の段ボールシートを製造することができ
る。 (ニ) ホウ素化合物あるいはジシアンジアミドの添
加により老化速度を制御できる効果があり、接
着強度を増強することもできる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アミロース含量の高いコールドセツト型の段
   ボール常温製造用デンプン接着剤において、アミ
   ロース含量が35重量％以上の酸処理高アミロース
   デンプン90〜10重量％とアミロース含量が35重量
   ％以上の酸化高アミロースデンプン10〜90重量％
   との混合物を加熱によつて糊炊きして得た糊液を
   主成分とし、未糊化デンプン粒を含まないことを
   特徴とする段ボール常温製造用デンプン接着剤。 ２ デンプン濃度が30重量％の糊液の粘度が95℃
   において50ないし2000B.U.となるような前記酸
   処理高アミロースデンプンおよび酸化高アミロー
   スデンプンを用い、しかもこれらのものを90〜10
   重量％、10〜90重量％の割合で混合したものの溶
   液の粘度がデンプン濃度30重量％で95℃において
   100〜1000B.U.となる混合物を原料デンプンとす
   る特許請求の範囲第１項記載の段ボール常温製造
   用デンプン接着剤。 ３ 前記接着剤の粘度がデンプン濃度15〜50重量
   ％で85℃において50〜2000B.U.であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載
   の段ボール常温製造用デンプン接着剤。 ４ アルカリを添加してPHを7.0〜11.0に調整す
   る特許請求の範囲第１項，第２項または第３項記
   載の段ボール常温製造用デンプン接着剤。 ５ アミロース含量の高いコールドセツト型の段
   ボール常温製造用デンプン接着剤において、アミ
   ロース含量が35重量％以上の酸処理高アミロース
   デンプン90〜10重量％とアミロース含量が35重量
   ％以上の酸化高アミロースデンプン10〜90重量％
   との混合物を加熱によつて糊炊きして得た糊液を
   主成分とし、ジシアンジアミドあるいは硼素化合
   物を対デンプン0.1〜10重量％含有し、デンプン
   濃度20〜50重量％で、温度85℃における粘度が50
   〜2000B.U.であり、未糊化デンプン粒を含まな
   いことを特徴とする段ボール常温製造用デンプン
   接着剤。 ６ アルカリを添加してPHを7.0〜11.0に調整す
   る特許請求の範囲第５項記載の段ボール常温製造
   用デンプン接着剤。