JPH06863B2 - 熱化学変性された澱粉による糊液の安定化方法 - Google Patents

熱化学変性された澱粉による糊液の安定化方法

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JPH06863B2 JP15715687A JP15715687A JPH06863B2 JP H06863 B2 JPH06863 B2 JP H06863B2 JP 15715687 A JP15715687 A JP 15715687A JP 15715687 A JP15715687 A JP 15715687A JP H06863 B2 JPH06863 B2 JP H06863B2
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良彦 日比野
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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、例えば、接着剤、紙の表面塗工剤,紙のカラ
ー塗工容用バインダー成分等として利用される熱化学変
性された澱粉による糊液の安定化方法に関するものであ
る。
〔従来の技術〕
澱粉による糊液は、その用途,目的等に応じて、未変性
澱粉、あるいは酸化,エステル化,エーテル化,カチオ
ン化等に変性された変性澱粉による糊液が利用されてい
るが、特に製紙工場では後者の変性澱粉による糊液の使
用が一般的である。
前記変性澱粉による糊液は、従来、澱粉糊液の使用者が
市販の変性澱粉を利用して糊液化する方法によって得ら
れるのが一般的であったが、近時、コストの低減が計れ
ることや、目的に対応した変性澱粉による糊液が得られ
ること等の利点から、各澱粉糊液の使用者が澱粉の変性
とその糊液化とを同時に行なう所謂自家変性澱粉による
糊液の使用が多くなっている。
然して、前述の所謂自家変性澱粉による糊液を得る際の
澱粉の変性法には、主として酵素変性法と熱化学変性法
とが実施されているが、特に後者の熱化学変性法を利用
して得られる澱粉糊液を、澱粉の変性に高温が使用さ
れ、しかも変性と同時に該変性澱粉による糊液の調製が
行われるものであるため、糊液中に生成する低分子量ア
ミロースの含有量が多くなる傾向が強く、しかも得られ
た糊液は時間の経過に従って生ずるpHの低下傾向が激し
く、このための糊液の老化現象が問題となっている。
他方において、一般の澱粉糊液に生ずる老化を防止する
方法として、例えば特公昭59−29601号公報に
は、炭素数1乃至22を有する脂肪酸のエステル、炭素
数1乃至22を有する脂肪族アルコールの硫酸エステル
およびそれらの塩、炭素数1乃至22を有する脂肪族ア
ルコールのエーテル、アルキルベンゼンスルフオン酸お
よびそれらの塩の1種以上を老化防止剤として添加する
方法が、また、特開昭58−76475号公報には、撹
拌機による機械処理を施して澱粉糊液を改良することに
よって澱粉糊液の老化防止を行なう方法が、更にまた、
特開昭61−36386号公報には、炭素数12乃至1
8の高級アルコールあるいは高級脂肪酸のエチレンオキ
サイド付加物とカルボキシル基を有するポリビニルアル
コールとを添加する澱粉糊液の老化防止方法がそれぞれ
提案されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、前記提案されている澱粉糊液の老化防止方法
のうちの界面活性物質或いは脂肪族炭化水素系化合物等
の疎水性基を有する化合物を添加する方法は、得られる
澱粉糊液の接着力が大幅に低下するという欠点を有して
いる。また、機械処理を利用する方法は、澱粉の分子量
の低下が生ずるために、澱粉糊液の接着力が低下するば
かりでなく得られる接着剤層の物理的強度が低下する等
の欠点を有している。更にまた、前記界面活性物質に加
えて、接着力維持のためにカルボキシル基を有するポリ
ビニルアルコールを添加する方法は、依然として接着力
の低下を完全に防止することが困難であり、前記方法
を、熱化学変性法を使用する所謂自家変性澱粉による糊
液に適しても、老化防止に対する十分な効果が得られな
いのが実情である。
これに対して本発明の熱化学変性された澱粉による糊液
の安定化方法は、熱化学変性法を使用する所謂自家変性
澱粉による糊液に適用されるものであって、しかも、糊
液の老化防止において極めて優れた作用が奏されるもの
である。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の熱化学変性された澱粉による糊液の安定化方法
は、澱粉の熱化学変性を行なうと共に該熱化学変性澱粉
による糊液を得た後、すなわち、熱化学変性法を使用す
る所謂自家変性澱粉による糊液を得た後、前記得られた
糊液中に、非イオン性アクリルアミド系ポリマーとスチ
レン系ポリマーのアルカリ水溶液とを添加するものであ
る。
前記構成からなる本発明の熱化学変性された澱粉による
糊液の安定化方法において使用される非イオン性アクリ
ルアミド系ポリマーは、繰り返し単位である(メタ)ア
クリルアミドを主成分として含有する水溶性或いは水分
散性のポリマーであり、陰イオン性基及び陽イオン性基
を実質的に含有しないものである。この非イオン性アク
リルアミド系ポリマーの具体例は、ポリアクリルアミ
ド,ポリメタクリルアミド,アクリルアミド−メタクリ
ルアミド共重合体,(メタ)アクリルアミドとその他の
非イオン性の共重合体単量体との共重合体等である。
尚、前記(メタ)アクリルアミドと共重合される非イオ
ン性の共重合性単量体の具体的なものは、例えば、スチ
レン,アクリル酸エステル,メタクリル酸エステル,酢
酸ビニル,アクリルアルコール等のビニル系単量体類で
あり、これらの単量体が(メタ)アクリルアミドとの共
重合体中の30重量%未満とされていることが好まし
い。
また、前記非イオン性アクリルアミド系ポリマーと共に
本発明方法で使用されるもう一方の成分であるアルカリ
水可溶性スチレン系ポリマーは、例えば、スチレン,ビ
ニルトルエン等の芳香族ビニル単量体と、アクリル酸,
メタクリル酸,マレイン酸,フマール酸,イタコン酸,
クロトン酸等とα,β−不飽和カルボン酸との共重合体
であり、酸価60以上のもの、好ましくは酸価100以
上のものが使用される。尚、前記アルカリ水可溶性スチ
レン系ポリマーは、本発明方法においては、このスチレ
ン系ポリマーをアルカリ水に溶解させた水溶液の形態で
使用されるものであり、例えば、苛性ソーダ,苛性カ
リ,炭酸ソーダ等の無機アルカリ類や、アンモニア,各
種有機アミン類等の有機アルカリ類を使用したアルカリ
水が使用される。
前記構成からなる本発明の熱化学変性された澱粉による
糊液の安定化方法においては、熱化学変性澱粉による糊
液中に添加される非イオン性アクリルアミド系ポリマー
は、前記糊液中の澱粉に対して1.6〜35.0重量%が好適
であるが、これは、前記ポリマーが1.6重量%未満の少
量になると、該ポリマーの作用である老化防止効果や紙
力増強効果が十分ではなくなる傾向を有することと、ま
た、前記ポリマーが35.0重量%を超える大量になると、
その効果の向上度に比較して経済的な損失が出ることと
のためである。また、同じく、アルカリ水溶液の形態で
添加されるスチレン系ポリマーは、前記糊液中の澱粉に
対して0.16〜3.5重量%が好適であるが、これは前記ポ
リマーが0.16重量%未満の少量になると、該ポリマーに
よる作用であるサイズ効果,老化防止効果,紙力増強効
果等の相剰作用が十分ではなくなる傾向を有するしま
た、3.5重量%を超えるようになると、前記ポリマーの
増量割合に比較してその効果の向上は得られ難く、経済
的な損失につながるためである。
〔実施例〕
以下、本発明の熱化学変性された澱粉による糊液の安定
化方法の具体的な構成を実施例に基いて説明し、併せ、
得られた澱粉糊液の安定性を比較例で得られた澱粉糊液
の安定性と比較して説明する。
熱化学変性された澱粉糊液の調製法 T.C.C.(熱化学変性)装置内にて、35重量%の未変性
のトウモロコシ澱粉スラリー100重量部に対して、2.
5重量%の過硫酸アンモニウム(酸化剤)溶液1.4重量部
と、20重量%の苛性ソーダ溶液0.175重量部とを添加
し、この混合物を150℃にて5分間撹拌することによ
って反応,糊化させた後、温水を添加し、澱粉濃度6重
量%の熱化学変性された澱粉糊液を調製した。
実施例1 前述の熱化学変性された澱粉糊液の調製法に従って調製
された直後の熱化学変性された澱粉糊液(澱粉濃度6重
量%)100重量部に対し、非イオン性ポリアクリルア
ミド(平均分子量20万)の20重量%水溶液2重量部
(澱粉に対しての非イオン性ポリアクリルアミドは6.7
重量%)と、スチレン−メタクリル酸共重合体(酸価3
10)のアンモニウム塩の15重量%水溶液0.2重量部
(澱粉に対してのスチレン−メタクリル酸共重合体のア
ンモニウム塩は0.5重量%)とを順次添加し、均一に混
合することにより、本発明の目的とする澱粉糊液〔i〕
を得た。
実施例2 前述の熱化学変性された澱粉糊液の調製法に従って調製
された直後の熱化学変性された澱粉糊液(澱粉濃度6重
量%)100重量部に対し、非イオン性ポリアクリルア
ミド(平均分子量20万〜25万)の20重量%水溶液
5重量部(澱粉に対しての非イオン性ポリアクリルアミ
ドは16.7重量%)と、スチレン−マイレン酸系共重合樹
脂(酸価180)のアンモニウム塩の15重量%水溶液
0.5重量部(澱粉に対してのスチレン−マイレン酸系共
重合樹脂のアンモニウム塩は1.25重量%)とを順次添加
し、均一に混合することにより、本発明の目的とする澱
粉糊液〔ii〕を得た。
比較例1 前述の熱化学変性された澱粉糊液の調製法に従って調製
された直後の熱化学変性された澱粉糊液(澱粉濃度6重
量%)100重量部に対し、陰イオン性ポリアクリルア
ミド(カルボキシル基含有量:10モル%、平均分子
量:20万)の25重量%水溶液2重量部(澱粉に対し
ての陰イオン性ポリアクリルアミドは8.3重量%)と、
スチレン−メタクリル酸共重合体(酸価310)のアン
モニウム塩の15重量%水溶液0.2重量部(澱粉に対し
てのスチレン−メタクリル酸共重合体アンモニウム塩は
0.5重量%)とを順次添加し、均一に混合することによ
り、比較のための澱粉糊液〔I〕を得た。
実験 前記実施例及び比較例で得られた各澱粉糊液と、前述の
熱化学変性された澱粉糊液の調製法に従って調製された
澱粉糊液〔II〕との、それぞれ調製直後の1を、60
℃に維持しながらマグネットポンプによって10/分
の流速で回流させ、一定時間経過後の各糊液のpHの測定
及び外観の変化を観察することにより、それぞれの澱粉
糊液の安定性を24時間に亘って試験した。
結果を第1表に取りまとめて表示する。
〔発明の作用及び効果〕 本発明の熱化学変性された澱粉による糊液の安定化方法
は、澱粉の熱化学変性を行なうと共に該熱化学変性澱粉
による糊液を得た後、すなわち、熱化学変性法を使用す
る所謂自家変性澱粉による糊液を得た後、前記得られた
糊液中に、非イオン性アクリルアミド系ポリマーとスチ
レン系ポリマーのアルカリ水溶液とを添加することから
なるものであり、時間の経過に伴なう澱粉糊液の老化を
極めて効果的に抑止するものである。
尚、一般に、澱粉糊液に発生する老化現象、すなわち、
調製された澱粉糊液が時間の経過に従ってその透明性を
失ない、糊液中に不溶性ゲルの沈澱物が生成する等の老
化現象は、澱粉糊液中の直鎖状分子であるアミロース
が、澱粉糊液の冷却と時間の経過とに従って、水酸基の
水素結合による会合を生ずることに起因すると考えられ
ており、かかる現象は澱粉糊液のpHの低下と共に加速さ
れるものであることが確認されている。
然して、本発明の熱化学変性された澱粉による糊液の安
定化方法では、糊液中に添加されている非イオン性アク
リルアミド系ポリマーが、前記澱粉糊液のpHの低下を抑
制する作用を奏するものであり、またスチレン系ポリマ
ーのアルカリ水溶液中におけるポリマー成分が、糊液中
のアミロース分散させる作用を果すことによってアミロ
ースの会合による不溶性ゲルの生成,沈澱を抑止してい
るものであると推定される。従って、本発明方法で得ら
れる澱粉糊液中においては、前記糊液のpHの低下を抑制
する作用と、アミロースの会合を抑止する作用とが相剰
して奏されており、本来、安定性の極めて悪い、熱化学
変性法を利用して得られる所謂自家変性澱粉による糊液
に、優れた安定性が奏されるものである。
また、本発明方法によって得られる澱粉糊液において
は、該糊液中に添加されているアクリルアミド系ポリマ
ーとスチレン系ポリマーとは、前記澱粉糊液の有する接
着力を低下させるような作用が無く、むしろ澱粉糊液の
接着力を向上させる高分子特性をそれぞれ具備している
ものであって、澱粉糊液の接着力が増強するという作
用,効果もが奏されるものである。
従って、本発明方法によって得られる澱粉糊液は、十分
な安定性と優れた接着力とを具備しており、特に工業的
規模で使用する場合においては、澱粉糊液を極めて効率
的に使用し得るものであり、かつ、機械類の汚染を防止
することが出来るので、取り扱いにおいて優れた効果が
得られるばかりでなく、品質の良好な製品が得られるも
のである。すなわち、例えば、製紙工程での利用におい
ては、生産性において優れた効果が得られるばかりでな
く、紙質の良好な製紙を行なえるという効果を有するも
のである。
【図面の簡単な説明】
図は、実験で利用した澱粉糊液の回流時間とpH変化との
関係を示すグラフであり、○は澱粉糊液〔i〕を、△は
澱粉糊液〔ii〕を、▲は澱粉糊液〔I〕を、●は澱粉糊
液〔II〕をそれぞれ表示するものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中里 啓悦 青森県八戸市大字河原木字青森谷地3番地 三菱製紙株式会社八戸工場内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】澱粉の熱化学変性を行なうと共に該熱化学
    変性澱粉による糊液を得た後、前記得られた澱粉糊液
    に、非イオン性アクリルアミド系ポリマーとスチレン系
    ポリマーのアルカリ水溶液とを添加することを特徴とす
    る熱化学変性された澱粉による糊液の安定化方法。
  2. 【請求項2】非イオン性アクリルアミド系ポリマーの添
    加量が、澱粉糊液中の澱粉の1.6〜35.0重量%である特
    許請求の範囲第1項記載の熱化学変性された澱粉による
    糊液の安定化方法。
  3. 【請求項3】スチレン系ポリマーの添加量が、澱粉糊液
    中の澱粉の0.16〜3.5重量%である特許請求の範囲第1
    項または第2項記載の熱化学変性された澱粉による糊液
    の安定化方法。
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