JPH0629386B2 - 高濃度澱粉接着剤 - Google Patents

高濃度澱粉接着剤

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JPH0629386B2
JPH0629386B2 JP63332216A JP33221688A JPH0629386B2 JP H0629386 B2 JPH0629386 B2 JP H0629386B2 JP 63332216 A JP63332216 A JP 63332216A JP 33221688 A JP33221688 A JP 33221688A JP H0629386 B2 JPH0629386 B2 JP H0629386B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高濃度の澱粉を含みかつ長期間粘度が安定す
る高濃度澱粉接着剤に関する。
〔従来技術及びその解決すべき課題〕
紙加工産業において、澱粉接着剤は澱粉を水又はアルコ
ール等に分散し、熱又は蒸気等で加熱糊化させた糊液を
接着剤として利用するのが一般的である。この場合、澱
粉糊液は低温にすると増粘するため高濃度にすることは
難しく、高濃度化するためには糊液を保温するか、加工
澱粉やデキストリンを使用する必要があった。保温は設
備上の諸問題があり又加工澱粉やデキストリンの使用は
高価格、低接着力といった問題があった。
一方、段ボール産業での比較的高濃度の貼合用接着剤を
得る方法として、ステイン・ホール法(以下、SH法と
いう)があり、このSH法ではアルカリと熱により完全
糊化された澱粉糊液からなるキャリヤーと、未糊化澱粉
からなるメインとを混合している。
ところで、キャリヤーは、メイン澱粉を保持し、ゲル化
を防ぎ、流動性を高めるために、生澱粉、加工澱粉又は
ハイアミロース澱粉に澱粉重量当り10%から16%の
カセイソーダを加えて50℃から60℃に加熱して溶解
させている。しかしながら、キャリヤー濃度はカセイソ
ーダを添加しても高粘度となるため15%が限界であっ
た。また、糊の製造の初期においては、安全な糊を得る
ことができるが、後にキャリヤーのカセイソーダによっ
てメインの澱粉が徐々に膨潤して高粘度になり、そのた
め、メインの澱粉濃度は制限されSH法による接着剤の
総澱粉濃度は25%が限界であった。
低濃度接着剤は、接着工程において多量の水分を有する
ために、接着濃度を低下させ、又接着層の乾燥を遅らせ
ることにより、紙等の被接着材が水分吸収により伸縮を
繰り返し、反り等の問題を生じたり、更には、多量の水
分を蒸発させるために大量のエネルギーを消費するなど
問題となっていた。
そこで、このようなSH法による接着剤の粘度安定と高
濃度化のために従来からいろいろと改良がなされてい
る。例えば、酸処理澱粉、酸化澱粉及びデキストリンを
生澱粉と混合してキャリヤーとする方法(特公昭55−
35076号)、エーテル化澱粉や塩素酸化澱粉を用い
てキャリヤーとする方法(特公昭54−1575号、及
び特公昭56−43268号)、過硼酸塩を添加して澱
粉を酸化して低粘度キャリヤーとする方法(特開昭56
−129278号)等がある。これらはいずれもキャリ
ヤーを酸化等により低粘度化して、接着剤を高濃化する
方法であるが、このような方法でカセイソーダを添加し
ても濃度は30%が限界でありかつ、キャリヤーの澱粉
の酸化により接着力は低下してしまう。また、キャリヤ
ー澱粉としてハイアミロース系澱粉を使用する方法もあ
るが、ハイアミロース系澱粉は育種的にアミロース割合
を増すことに限界があり、また、アミロース割合が増す
と低温における糊液のゲル化も著しいという問題があっ
た。そのため、高濃度キャリヤーとしては軽度の酸化澱
粉や低粘度のハイアミロース系澱粉を使用することも多
かったが、この場合でも糊液のゲル化を防止し流動性を
有し、かつメイン保持力を高めるために高添加率のNaO
HやKOH等の強アルカリが必須であった。しかも、そ
のようなアルカリを使用すると、キャリヤーに添加され
る未糊化のメイン澱粉が高添加量のアルカリによって、
膨潤し、その結果接着剤の粘度が不安定となるなど問題
となっていた。その他、特開昭51−151345号公
報には高圧下で変性澱粉を生成する方法が開示されてい
るが、高温でも粘度が高く、常温で接着剤として使える
ようにはなっていない。
(発明の目的) 従って、本発明は、接着工程を高速化し、被接着材の水
分による伸縮に起因する品質上の問題点を解決し、接着
工程に要する熱量を節約することができ、しかも、メイ
ンと混合した後の粘度が経時的に安定な高濃度澱粉接着
剤を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意研究した結
果、澱粉含量が30〜60重量%の澱粉スラリーを15
0℃〜210℃で加熱して、常温において流動性の糊化
液とし、この糊化液に未糊化澱粉を懸濁させることによ
り、高濃度澱粉接着剤が得られることを見出した。さら
に、ポリエチレングリコールの脂肪酸モノエステル又は
ジエステル、もしくはアルデヒドを添加することによ
り、経時的に粘度を安定化できることを見出し、本発明
に至ったものである。
以下、本発明について詳述する。
本発明に使用される澱粉としては従来SH法に使用され
るものならなんでも使用でき、例えばとうもろこし、小
麦、米、馬鈴薯、甘藷、タピオカ及びサゴ等の澱粉又は
これらの酸化物、陽性化物、エーテル化物、エステル化
物等が挙げられる。また、これら澱粉をスラリー状にす
るために使用するスラリー化剤としては、水又はアルコ
ール又はこれらの混合物が挙げられる。アルコールとし
ては、例えばエタノール、メタノールなどが挙げられ
る。
本発明によるキャリヤー濃度は澱粉が水などのスラリー
化剤に分散できかつ液送可能な最高濃度まで、可能であ
る。即ち、澱粉スラリーの澱粉濃度は、30〜60重量
%である。糊化温度は、150〜210℃である。15
0℃未満では澱粉の低粘度化が起こりにくく、210℃
より高温では過剰な分解が生じやすい。なお、一般には
澱粉の糊化にはジェット・クッカーを用いて100℃か
ら180℃の水等の蒸気で澱粉を糊化することがある
が、この場合には蒸気は直ちに液化して澱粉を低粘度化
することはない。
一般に糊化時間は5〜150分である。
本発明で使用されるポリエチレングリコールの脂肪酸エ
ステルは、以下の一般式で示されるモノエステル又はジ
エステルである。
ここで、n=10〜200が好ましい。R及びR′とし
ては、一般に炭素数7〜31の飽和又は不飽和の脂肪族
基である。
ポリエチレングリコールの脂肪酸エステルの使用量は澱
粉重量当り、0.1〜5重量%が好ましい。0.1重量
%より少ないと、高濃度で安定化した糊化キャリヤーを
得にくく、一方、5重量%より多く使用すると、価格的
に不利となる。
本発明で使用されるアルデヒドとしては水に可溶なホル
ムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒ
ド、ブチルアルデヒド、イソブチルアルデヒドなどの脂
肪族飽和アルデヒド、グリオキサールなどの脂肪族アル
デヒド、アクロレイン、クロトンアルデヒド、プロピオ
ールアルデヒドなどの脂肪族不飽和アルデヒド及びベン
ズアルデヒドなどの芳香族アルデヒドが挙げられる。使
用量としては、安定化効果、経済性等の観点から澱粉重
量当り0.1〜10重量%が好ましい。
本発明において各々の添加剤を加えることにより、無添
加の場合に比較して、粘度の経時安定性を保つことがで
きる。
ポリエチレングリコールの脂肪酸モノ又はジエステル及
びアルデヒドは、加熱前のキャリヤー用澱粉スラリーに
添加するのが好ましい。
低粘度化の促進のために澱粉スラリーに硫酸、塩酸、リ
ン酸、メタリン酸、ホウ酸等の酸又は過硫酸塩、過硼酸
塩等の酸化剤を澱粉重量当り0.01〜2%重量添加しても
よい。但し、酸及び酸化剤で処理すると澱粉の老化が促
進されやすくなるので、原紙へのセット性が悪く、接着
力も低下する傾向にある。
澱粉スラリーに上記のポリエチレングリコール脂肪酸エ
ステルまたはアルデヒドを添加すると、処理された糊液
は高温から低温までの広い温度領域で粘度安定性が良
く、流動性が高く、またメイン保持力も高い。
このようにして得られたキャリヤー糊化液の濃度は60
重量%まで高めることができ、また粘度は処理温度と処
理時間を変えることにより100cps から100,00
0cps まで広範囲に変化させることができる。更に、濃
度が60重量%になっても粘度は温度の変化に対して安
定であり、室温でもゲル化したり、流動性を失なうこと
はない。
前記キャリヤーと澱粉を懸濁させたメインとを混合する
か、または直接澱粉粉末をキャリヤーに投入することに
より、高濃度澱粉接着剤が形成される。
キャリヤー糊化液は、濃度30〜60重量%、糊化時間
30分〜150分で製造し、粘度500〜2500cps
に調整することが望ましい。
また、初期接着力等を上げる場合には、ホウ砂及びホウ
酸等を添加してもよく又、原紙への濡れ性を良くするた
めやメインの澱粉の糊化温度を低下させるために、カセ
イソーダ等のアルカリを少量添加してもよい。
(実施例) 本発明を、更に実施例により詳細に説明する。
実施例1 とうもろこし澱粉40部と水60部とを混合し、この澱
粉懸濁液を、180℃に加熱した直径12.7mm、長さ37
60mmの反応管内を吐出圧15kgf/cm2、送り量6.5m
l/分のポンプで通過させ、73分間処理して、濃度4
0%、B型粘度2150cps (30℃)のキャリヤーを
得た。一方、とうもろこし澱粉20部と水30部とを混
合し、40%濃度のメインとし、このメインに、攪拌し
ながら前記キャリヤーを50部添加して総澱粉濃度40
%の澱粉接着剤Aを得た。
実施例2 とうもろこし澱粉35部と水65部とを混合し、この澱
粉懸濁液を、160℃に加熱した直径12.7mm、長さ37
60mmの反応管内を吐出圧12kgf/cm2、送り量6.4m
l/分のポンプで通過させ、140分間処理して、濃度
35%、B型粘度4350cps (30℃)のキャリヤー
を得た。一方、とうもろこし澱粉22部と水33部とを
混合し、40%濃度のメインとし、このメインに、攪拌
しながら前記キャリヤーを45部添加して総澱粉濃度3
8%の澱粉接着剤Bを得た。
上記澱粉接着剤A及びBを用いて、段ボールのダブルフ
ェーサー側を貼合した場合の結果を表1に示す。
実施例3 とうもろこし澱粉40部と水60部とを混合し、これに
澱粉固形分当り0.5%のポリエチレングリコールステ
アリン酸ジエステルを添加した。この澱粉懸濁液を、1
80℃に加熱した直径12.7mm、長さ3760mmの反
応管内を吐出圧12kgf/cm2、送り量40ml/分のポン
プで通過させ、11.9分間処理して、濃度40%、B
型粘度9740cps (30℃)のキャリヤーを得た。一
方、とうもろこし澱粉26.7部と水40部とを混合
し、40%濃度のメインとし、このメインに、攪拌しな
がら前記キャリヤーを33.3部添加して総澱粉濃度4
0%の澱粉接着剤Cを得た。
実施例4 とうもろこし澱粉30部と水70部とを混合し、これに
澱粉固形分当り1.0%のグリオキサールを添加し、こ
の澱粉懸濁液を、180℃に加熱した直径12.7mm、
長さ3760mmの反応管内を吐出圧12kgf/cm2、送り
量62.5ml/分のポンプで通過させ、7.6分間処理
して、濃度30%、B型粘度25,700cps (30
℃)のキャリヤーを得た。一方、とうもろこし澱粉3
3.3部と水43.7部、ホウ砂0.8部を混合してメ
インとし、このメインに前記キャリヤーを22.2部撹
拌しながら添加して、総澱粉濃度40%の澱粉接着剤D
を得た。
上記澱粉接着剤C及びDを用いて、段ボールのダブルフ
ェーサー側を貼合した場合の結果を表2に示す。
実施例5〜8 以下の一般式で示されるポリエチレングリコールの脂肪
酸モノエステル又はジエステルにおいて、下記の表−3
に示すモノエステル又はジエステルを使用し、また表−
3に示す条件を使用することを除いて、実施例3を繰り
返し、糊液を調製し、その特性を調べた。
又は 比較のため、従来のSH法による澱粉接着剤の調製及び
特性についても表−3に併記した。
表−3より、本発明の方法により製造した接着剤が従来
のSH法のものに比べて高濃度でかつ粘度安定性にすぐ
れていることが分る。
実施例9〜12 表−4に示すアルデヒドを使用し、表−4に示す条件で
行なうことを除いて実施例4を繰り返し、糊液を調製
し、その特性を調べた。比較のため、従来のSH法によ
る澱粉接着剤の調製及びその特性についても表−4に併
記した。
表−4より、本発明の方法により製造した接着剤が、従
来のSH法のものに比べて高濃度にもかかわらず粘度安
定性がよいことが分る。
(発明の効果) 従来、高濃度で低粘度の糊液は酸化剤で処理することに
より行なわれていたが、この方法では水溶化された糊液
が分子のはじから切断されて行くため分子量の極めて低
いものが生成されてしまい、接着力を弱くしていた。ま
た、ピラノース環が切断されることもその一因と思われ
る。本発明では、理論的には解明していないが、高温で
短時間に、熱のみによって澱粉分子を任意の場所で切断
するため、また、熱分解はグリコシド結合を切断するた
め、接着力が維持されるものと推定される。
本発明によれば、キャリヤー部を150〜210℃の高
温で澱粉を糊化して製造することにより高濃度でかつメ
イン部との混合後も長期的に粘度を安定化できるので糊
の保存や再使用に便利である。さらに、紙加工及び段ボ
ール製造時に接着工程を高速化でき、しかも被接着材の
水分吸収による伸縮に起因する反り等の品質上の問題を
解決できるため接着工程に要する熱量を節約することが
できる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】澱粉含量が30〜60重量%の澱粉スラリ
    ーを150℃〜210℃で加熱して、常温において流動
    性の糊化液とし、この糊化液に未糊化澱粉を懸濁させた
    ことを特徴とする高濃度澱粉接着剤。
  2. 【請求項2】一般式: R-COO-(-CH2CH2-O-)-CH2CH2OH 又は R-COO-(-CH2CH2-O-)-CH2CH2OCOR′ (ただし、n=10〜200であり、R及びR′は炭素
    数7〜31の飽和又は不飽和脂肪族基である)で示され
    るポリエチレングリコールの脂肪酸モノエステル又はジ
    エステルを含有する請求項1記載の高濃度澱粉接着剤。
  3. 【請求項3】飽和又は不飽和の脂肪族モノ又は多価アル
    デヒド又は芳香族アルデヒドを含む請求項1記載の高濃
    度澱粉接着剤。
JP63332216A 1988-06-06 1988-12-28 高濃度澱粉接着剤 Expired - Fee Related JPH0629386B2 (ja)

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