JPH03182501A - 澱粉結着剤及びそれを用いた成形品の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は強固な澱粉結着剤並びにそれを用いた成型品の
製造法に関する。

〔従来の技術〕

一般に珪砂、粉末金属、粉末炭、肥料、飼料などの粉末
原料を型を用いて成形する際には、各種のバインダーが
利用されているが、このバインダーとしては強固な結着
性が要求される。また一方成形前に添加される水分は少
ない程よいが、反面成形前の混線時に於いては適当な流
動性が要求され水分量の調整が難しい、従来用いられて
いるα化澱粉やデキストリン等の水溶性結着剤では結着
性が不充分である。ドラムドライヤーを用いたα化澱粉
では加水量を多くせねばならず、又加水量が多いとα化
澱粉が膨潤して、成形直後の結着力が弱く、乾燥に時間
がかかり、移動中の崩壊など多くの欠点が生じる。デキ
ストリンは、低粘性で加水量は少なくてよいが、成形後
の強度が不足し、経時的に吸湿劣化し易い欠点がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明が解決しようとする課題は。上記従来のこの種澱
粉乃至デキストリン系結着剤の難点を解決することであ
り、これを換言すれば適宜な水分量でもって、優れた結
着力を発揮しうる澱粉系結着剤を新たに開発すること、
並びにこれを用いて粉末原料から成製品を製造する方法
を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らはこれらの欠点を改善した結着剤を開発すべ
く研究した結果、２軸のエクストルーダーを用い、タピ
オカ生澱粉を原料とし、元来澱粉が含有する水分即ち含
有水分１０〜１５重量％の水分のみでα化し、α化後は
単に放冷するのみで容易に粉砕でき、保存中も品質劣下
なく、これを使用して製造した成製品も劣化のない澱粉
結着剤を開発するに成功したものである。

〔発明の作用並びに構成〕

本発明に於いて使用するタピオカ生澱粉とは糊化開始温
度が５０°Ｃ以上で且つ顕微鏡で見たとき（倍率　６０
０倍）タピオカ澱粉粒形を有しているものをいう、具体
的には未変性のタピオカ生澱粉をはじめ、軽度に変性し
た変性タピオカ澱粉がある。この際の軽度とは、通常物
性を測定するアミログラフを用い粘度測定をする時、純
分７％に於いて糊化開始温度が５０℃以上で、９３°Ｃ
まで加熱する過程の最高粘度が４００　Ｂ、Ｕ、以上の
ものをいい、また変性手段としては例えば架橋、酸によ
る加水分解物、酸化、エーテル化、エステル化等の１種
または２種以上により変性したものである。

またタピオカ生澱粉には必要に応じα化工程中に於いて
酸、アルカリ、金属塩、その他澱粉と反応しうる成分（
但し上記変性剤を除く）を加えることもできる。

これらの添加剤は夫々次のような目的で使用され、また
次のようなものを具体例として例示でき、その使用量は
通常以下の通りである。

〔酸〕

目　的：目的物のｐＨの調整剤、特に目的物を金属粉末
のブリケット用として用いる時に有効である。

具体例：目的物の１０％溶液が通常ｐＨ５となるように
１％程度の酸例えば硫酸を連続的に滴加 使用量：微量 〔アルカリ〕 目　的：燻炭用バインダーとして用いた時の燃焼時のガ
ス発生の抑制 具体例：　Ｃａ　（ＯＲ）　ｚ粉末を定量供給し、アル
カリ性バインダーとする 使用量＝０．５〜１重量％／澱粉 〔その他澱粉と反応する成分〕 目　的：粘着力の向上 具体例：硼砂末を定量供給し、硼素による澱粉の水素結
合物とする 使用量：　０．１−１．０重量％／澱粉本発明に於いて
はこのようなタピオカ生澱粉を特に２軸式エキストルー
ダーを用いてα化及び膨化せしめる必要がある。この際
ｌ軸式エキストルーダ−では所期の優れた結着剤を能率
良く得ることはできない、尚２軸式エキストルーダー自
体は良く知られたものであり、これを用いて澱粉をα化
すること自体も知られているが、特にタピオカ生澱粉を
この２軸式エキストルーダーで処理すると他の澱粉を２
軸式エキストルーダーで処理する場合に比し、著しく結
着性が優れるということは従来全く知られていないこと
であり本発明者の研究により初めて明らかとなったこと
である。特にこのエキストルーダ−処理の際下記に示す
特定の条件下で行う場合には更に一段と優れた特性を有
する結着剤が取得できることも本発明者の研究に依り併
せ見出された。これを要するに本発明者らは各種原料の
澱粉を用いてα化を研究し、特にタピオカ生澱粉を一定
条件の下で２輪式エクストルーダーで処理したものが、
結着剤として優れていることを見出した。

タピオカ生澱粉の水分が１０％未満ではα化が不充分で
目的物の結着力に欠け、水分１５％より多くなると膨化
噴出させたものの水分が多く、粉砕し難い、また温度が
１３０℃未満ではα化及び膨化が不充分で、好ましくは
１４０℃以上である、また１９０°Ｃを超えると製品が
着色して好ましくない。ダイに於ける内部圧力に於いて
３０ｋｇ／ｄ未満では膨化が不充分であり、１００ｋｇ
／ｄより高くなると機械に無理がかかり、製品の粘度も
低く、好ましくない。これらの条件は軸の回転数、温度
、Ｌ／Ｄ　（筒の長さと直径の比）によって変わってく
るが、本発明の設定条件の範囲であれば目的の結着剤を
得ることができる。

このように本発明の結着剤は優れた特性を有するため、
粉末原料を型を用いて成型品とする場合゛の結着剤とし
て極めて優れている。この際の粉末原料としては特に限
定されず、各種のものが広く包含され、例えば代表的に
は鋳砂、金属粉末、粉末肥料、粉末飼料等を例示できる
。これら粉末原料から成型物を製造する方法自体は本発
明の結着剤を使用すること以外は従来の常法に従えば良
く、例えば代表的な方法は、粉末原料の一定量を混合機
に入れ、続いて一定量の結着剤を入れ、よく混合し、一
定量の水を添加する方法である。本発明の結着剤の使用
量も従来通りでよいが通常１〜５重量％、好ましくは１
〜３重量％程度である。

本発明の結着剤を使用すれば適度な水分量で充分に混練
、底形が行え、また結着力が優れているため、優れた特
性の成型品を製造することができる。

〔実　施　例〕

以下に参考例、実験例、実施例を挙げて本発明を更に詳
しく説明する。

尚本明細書に於いて、部及び％はいずれも重量部、重量
％を示す。

比較例１ タピオカ生澱粉１００部を水１３０部に分散し、接点が
下部に向かって回転する密着型のダブルドラムドライヤ
ーを用い、蒸気内圧５　ｋｇ／ｄで薄膜状にα化し、接
点と反対側のスクレーバーで剥取し、解砕粉末化し、２
００−ａクロンの綱目で篩別して、α化タピオカ澱粉を
得た。

比較例２ トウモロコシ澱粉を比較例１と同様に処理し、トウモロ
コシ澱粉のα化品を得た。

比較例３ サゴ椰子澱粉を用いて比較例１と同様にして、サゴ澱粉
のα化品を得た。

比較例４ 馬鈴薯澱粉１００部に１．２％塩酸を６部散布し、均一
に混合し、熟成のために１２時間静置した後、水分３％
に乾燥し、１８０℃に加熱した撹拌機付焙焼機にて１時
間焙焼し、馬鈴薯澱粉の黄色デキストリンを得た。

比較例５ タピオカ澱粉１００部に２．５％の硝酸６部を散布し、
均一に混合した後比較例４と同様に１２時間熟熟威た後
、水分３％に乾燥したものを１８０°Ｃの撹拌機付焙焼
機にて１．５時間焙焼し、タピオカ澱粉の黄色デキスト
リンを得た。

実施例１ 水分１３％のタピオカ澱粉を原料とし、直径３８ＩＩＩ
１１長さ６０８ｍ　（Ｌ／Ｄ＝　１６　）の同一方向に
回転する２軸エクストルーダーで４つに分割のシリンダ
ー加熱部の温度を原料入口より夫々２０”Ｃ，８０°Ｃ
，１４０℃、１６０°Ｃにセットし、１時間３０ｋｇの
原料投入速度で２軸の回転数を毎分１７０回として供給
し、直径６ｆｆ１１のダイ２個より膨化排出させ、カッ
ターにて２０ｍ＋ｓの長さに切断し、風乾した。これを
指で押すと簡単に潰すことができるα澱粉を得た。これ
を０．５ｍｍのスクリーンを有する万能粉砕機にて粉砕
、２００ξクロンの開き目の篩にて篩別して目的の結着
剤を得た。

実施例２ 水分１３．５％、Ｄ、Ｓ、　０．０２のアセチル化タピ
オカ澱粉を実施例１と同じ条件で処理して結着剤を得た
。

実施例３ タピオカ生澱粉を通常実施している架橋方法で架橋澱粉
を得る。即ち澱粉１００部を１２０部の水にて懸濁させ
３％のＮａＯＨにてｐＨを１１．５とし、温度を４０℃
にし、エピクロールヒドリン０．０１３部を加え撹拌し
ながら２時間反応し、中和、篩別、水洗、乾燥して、水
分１３．２％の変性タピオカ澱粉を得た。これを実施例
１と同じ２軸エクストルーダーで、シリンダー温度を原
料入口より、２０°Ｃ１８０’Ｃ，１６０℃、１８０℃
にセットし、１時間３０ｋｇの速度でα化し、以後実施
例１と同様にして結着剤を得た。

比較例６ 水分１５％のサゴ椰子澱粉を用い、実施例１と同様、水
を添加することなく、同じ２軸エクストルーダーで、最
終加熱温度を１８０″Ｃで実施例１と同様なα化膨化物
を得、風冷、粉砕、篩別して粉末状結着剤を得た。

比較例７ 水分１３．５％のトウモロコシ澱粉を用い、実施例１と
同様、水を添加せず、実施１と同じ条件で処理して粉末
状結着剤を得た。

比較例８ 水分１４％、Ｄ、Ｓ、　０．０３のアセチル化小麦澱粉
を実施例１と同じ方法で、α化アセチル化小麦澱粉の粉
末状結着剤を得た。

比較例９ 水分１８．２％の馬鈴薯澱粉を加水することなく、実施
例１と同じ２軸エクストルーダーを用い、加熱温度を入
口より２０．８０．１５０，１８０°Ｃに夫々調節し、
ダイ圧力９０ｋｇ／ｄ、軸の回転を毎分１５０回として
、α化膨化噴出させた。噴出物が冷却すると、水分が多
く、崩れ難いものであったため、２０ｍｍに切断後８０
℃の熱風乾燥機で乾燥し、粉砕、篩別し、粉末状の結着
剤を得た。

実験例１ 比較例、実施例で得た夫々の精米結着剤を用い、鋳物砂
の結着力測定方法に従って結着力を測定した。

試験方法、珪砂の粒度分布は第１表に示す珪砂１ｋｇに
一定量の結着剤を加え、混合し、万能混合機で加水後１
分間１４０回転の速度で５分間混練し、１５０ｇをスタ
ンプ威型機で３回搗き固め、直径５０ｍ、高さ５０■の
試験片とし、室温で静置し、時間経過による抗圧力試験
に供した。抗圧力試験は紙の圧力強度試験機（リングク
ラシャー）を用い計算式によって求めた。各試料の粘度
は第２表に、拡圧力は第３表に示した。

この結果から実施例１の本発明による試料番号６が他の
結着剤に比し、最も優れた結着力であった。

第３表 抗圧力試験結果 実験例２ 石炭粉末１ｋｇに比較例１で得た結着剤２５ｇ及び実施
例１で得た結着剤２５ｇを添加したもので、実験例１と
同様に試験し下記の通りの結果が得られ、第４表に示し
た。

この結果からも同じ原料を用いても、本発明による結着
剤が特に加水量の少ない条件に於いて、優れた結着力を
示した。

実験例３ 鉄粉末に対し１．５％の実施工による結着剤を混合し、
水を鉄粉末に対し２．５％加え、５分間混線後ブリケッ
ターにて底型し、ベルトコンベヤーで輸送し、貯蔵所に
山積みしたが、移動中の剥離も少なく、従来のドラムド
ライヤーによる結着剤よりも、結着強度が大きく、歩質
向上ができた。

実験例４ 魚粉７５部、穀粉２０部、ミネラル類及びビタごン類の
混合品２部、実施例１の結着剤３部を混合後、水５部を
混合したものをロール式押し出し造粒機で穴径３ＩＩｌ
の打抜き網を通して、養魚用ペレットを造った。造粒飼
料は適度の硬さでロスの少ない良品質のものであった。

（以　上）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）、含有水分１０〜１５重量％のタピオカ生澱粉を
   ２軸式エキストルーダーを用いてα化及び膨化し、冷却
   ・粉砕してなる澱粉結着剤。
2. （２）２軸式エキストルーダーのα化及び膨化条件が１
   エキストルーダーの最終シリンダー内部の温度が１３０
   〜１９０℃で、且つダイ前内部圧力が３０〜１００ｋｇ
   ／ｃｍである請求項（１）に記載の澱粉結着剤。
3. （３）粉末状原料に結着剤を用いて成形して成型品を製
   造する方法に於いて、結着剤として請求項（１）または
   （２）に記載の結着剤を用いる成型品の製造方法。
4. （４）粉末状原料が鋳鉄、金属粉末、粉末炭素、粉末肥
   料及び粉末飼料の少なくとも１種である請求項（３）に
   記載の製造方法。