JPS58108273A - 段ボ−ル製造用接着剤の製造方法 - 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】 （発明の技術分野） この発明は、段ゼール製造用の水系ホットメルト接着剤
の製造方法に関するものである。

（技術的背景） 従来、段ゼールの製造には、いわゆるスティンホール方
式によって製造されたデンプン系接着剤が使用されてき
た。この接着剤は、キャリヤ一部と呼ばれる糊化したデ
ンプンと、メイン部と呼ばれる未糊化デンプンの混合物
である。この接着剤による接着は、基本的には貼合工程
時に加熱することによってメイン部デンプンの糊化膨潤
およびそれに引続く乾燥によって達成される。ものであ
る。

したがってエネルギー節減のための使用熱量の削減にも
おのずから”制限があった。特にダブルノ々ツカ−と呼
ばれる段ゾールの貼合工程では、片段の段頂に塗布され
た糊を加熱するにはライナーを通して行なわねばならな
いので、ばく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のわずかな量だけがメイン部デ
ンプンの糊化に役立っているにすぎない状態である。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、熱損失はいっそう著しい。このような
製造方法では熱伝導速度がおそいので、貼合速度がおそ
くなシ、段ゼール製造速度は最高マシン速度の１／〜％
の速度が限度とされている。

更に加えられた熱および水分に起因する紙の伸縮も避け
られないので、段ダールクートの反応の対策が大きな課
題とされてきた。

（先′行技術） 上記の問題を解決する一つの方法として、水系ホットメ
ルト接着剤が開発され、段ゾール原紙の貼合時には全く
加熱を要しなくなった（米国特許第３，３００，３６０
号明細書参照）。この水系ホットメルト接着剤の特徴は
、未糊化デンプンを含まない均質なデンゾン糊からなる
ことである。段ゼール製造に当っては、高温かつ低粘度
に保持したこのデンプン接着剤を常温の中しん原紙段頂
に塗布し、自然冷却による接着剤の増粘と同時に進行す
る乾燥とによって、ライナー原紙を貼合固着させる。

したがって、この水系ホットメルト接着剤を段ボール製
造用に使用すれば、段ゼール原紙の貼合工程での加熱を
全く省略することができるが、この接着剤システムの実
用化に当っては接着剤の製造方法において、技術的な難
点があシ、安価でかつ優れた水系ホットメルト接着剤が
待望されている。

すなわち、このような水系ホットメルト方式のデンプン
接着剤は、一般的にはデンプン濃度が２５チ以上でなけ
れば良好に働かないのであるが、未加工デンプンを単に
糊炊きするのみではこのような濃度の高いデンゾン糊（
接着剤）を得ることはできない。

したがって原料とするデンプンに何らかの低粘度化処理
を施す必要があるが、そのような低粘度処理方法として
、一般に原料デ／ゾ／のばい焼、酸または酵素による変
性、酸化、物理的処理等が知られている。たとえば米国
のＩ　Ｐ　Ｃ（Ｉｎ５ｔｉ−ｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｐａｐｅ
ｒ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒ）ｒ　）では、酸化処理法として
デンプンの糊炊き時に過硫酸アンモニウムを添加し、そ
の酸化反応によってデンプンを分解して低粘度化するこ
とによシ、糊化デンプンの製造費を低減する方法を開発
している。しかしながら、上記のいずれの低粘度化処理
方法を採用子るにしても、段ゾール製造時の省エネルギ
ーと製造原価の低減を図るには、このデンプン接着剤の
製造原価と段ぜ一ル原紙貼合工程の熱エネルギー費とを
総合した価値判断が必要となるのである。

そこで上記水系ホットメルト接着剤を製造する際のデン
プンの低粘度化処理法を評価すると、次のとおシである
。

（１）　　ばい焼法では、原料デンプンの製造時に多量
の熱を消費するので全エネルギーの節約にならない。

（２）酸処理を含めた他の低粘度化処理法では、低粘度
化処理後、脱水、乾燥、袋詰等の工程を経たデンプンが
段Ｉ−ル工場に搬入され、そこで糊炊きを行うので、工
程が複雑であシ、使用エネルギーを含めた接着剤の製造
原１価は高くなる。また、低粘度化処理によル分子量が
示さくなルすぎて可溶化した低分子物が流失することに
よる歩留シ、低下、流失低分子物による公害防止のため
の工場排水処理経費の増大等の欠点がある。

（発明の目的） 本発明者らは、前述した段？−ル製造用接着剤の現状を
打開して、段ヂール原紙貼合工程における所要熱量の大
幅な節減、接着剤調整工程の単純化、省力化及び自動化
、ならびに接着剤コストの大幅な低減を図ることを目的
として鋭意研究を重ねた結果、デンプンの糊炊き時に酸
処理を行うことによシ、優れたセット性を有する段ゼー
ル製造用水系ホットメルト接着剤が経済的に得られるこ
とを見いだし、その知見に基づいてこの発明を完成した
。

（発明の構成） この発明は、デンプン濃度２０〜４５重量％の水系デン
プン懸濁液に酸性化剤を添加してｐＨを１．０〜４．５
に調整し、ついでこれを温度９０〜１６Ｑ℃に加熱して
糊炊きと低粘度化処理をした後、中和剤を添加してｐＨ
を７．０〜１１．０に調整することによって、温度８５
℃におけるデンプン接着剤の粘度が１００−１００セン
チポイズである段ボール製造用水系ホットメルト接着剤
の製造方法である。

以下に図面に基づいて製造方法の概略を説明する。第１
図はこの発明を実施するための製糊装置のフローシート
の一例である。

懸濁液貯槽１にお込て、一定の濃°度およびＩ）Ｈに調
製したデンプン懸濁液は、懸濁液供給ポンプ２によって
、連続的かつ定量的に加熱装置３に送シ込む。加熱装置
３は、自動温度調節装置５によって送入量を制御された
蒸気４・によって所定温度に保持する。加熱装置３によ
って糊炊き・低粘度化した糊は、背圧弁６を通過し、そ
の直後に、中に中和剤を糊に投入して、一定ｐＨＫ調整
する。

浸透促進、粘着性付与などのために、１１う砂、はう酸
等を使用する場合には、それらの薬剤を薬剤調製タンク
８で中和剤に添加しておけばよい、生成した水系デンプ
ン接着剤は圧力開放器１ｏを通して接着剤貯槽９に入れ
る。

（デンプン） この発明に用いる原料デンプンとしては、種々の未加工
デンプン、すなわちコーンスターチ、ハイアミロースコ
ーンスターチ、小麦デンプン等の地上デンプン、馬鈴し
ょデンプン、甘しょデンプン、タピオカデンプン等の地
下デンプンを使用することができる。また、これらの各
種デンプン混合物を用いることもできる。更に化工デン
プンとシテ、エーテル化テンシン、エステル化テンシン
を使用することもできる。

この発明においては、上記の各種デンプンを水系懸濁液
として原料とする。デンプンの水系懸濁液中のデンプン
の濃度は、２０〜４５重ｔｉｔ％が適当であって、なか
でも２５〜４０重量％が特に好ましい。

（酸性化） デンプン濃度２０〜４５重量％の水系デンプン懸濁液の
ｐＨを調整するための酸性化剤としては、１酸、硫酸等
の強酸はもちろんのこと、シュウ酸のような有機酸およ
び強酸と弱塩基によって生成される塩類たとえば塩化ア
ルミニウムも単独使用または併用することができる。

この発明においては、まず第一にデンプン懸濁液のｐＨ
を１．０〜４．５に調整するが、その理由は、ｐＨが４
．６以下であれば、デンプンの酸加水分解による低粘度
化が効率よく進むからである。ＰＨが４．５を越えて高
くなると、著しく高温で炊くか、または加熱時間を延長
しなければならないので実用的でない。

しかしｐＨが１．０未満になると、加水分解反応が速く
なシ過ぎるので糊の粘度の制御が難しく、また糊炊き装
置の腐食を招くこともあるから実用的でない。酸性化剤
、の添加場所は第１図における懸濁液貯槽１または懸濁
液供給ポンプ２の手前のどちらでもよいが、懸濁液供給
ポンプ２の直前に定量ポイズ等によって添加するのが実
際的である。

（加熱） この発明におけるデンプンの糊炊き方法としては、蒸気
吹込みによる直接加熱方式およびジャケットによる間接
加熱方式があるが９０’Ｃ以上の糊炊きができればいず
れの方式でもよい。

糊炊き温度としては、９０〜１６０℃が望ましい。９０
℃未満では、均一な糊化が難しく、１６０℃を越えると
、酸加水分解によるデンプン分子切断の制御が難しくな
るうえに熱量損失も大きくなるので好ましくない。製糊
反応させる加熱装置３中の保持時間は、短かすぎると温
度の制御に不便であるが、長すぎると反応装置が過大に
なるので１０分間以内が実用的である。なおこの糊炊き
および低粘度化のエンドポイントは、後述する中和工程
における粘度調整に対応させればよい。

また上記酸性化と加熱との間に浸透促進剤、粘着性付与
剤（たとえばホウ砂）、ケ割れ防止剤等を添加してもよ
い。

（中和） 糊炊き反応によるデンプン懸濁液の低粘度化処理が完了
すると、これを中、和して接着剤としての適当なｐＨに
調整するのであるが、その接着剤の性能および途布装置
のアプリケータの防食を考慮して、中性ないしアルカリ
性がよく、ｐＨは７．０〜１１．０が望ましい。

ｐＨが１１．０を越える強アルカリ性ではデンプンの分
解が起シやすくなシ、接着剤の経時変化が大きくなって
接着効力が減退するので好ましくない。

中和剤としては、水酸化ナトリウム、炭酸カルシウム、
水酸化アンモニウムなどを使用できるが、この発明によ
る上記の低粘度化したデンプン懸濁液は耐アルカリ性が
良好であるから、デンプンの初期接着力を著しく増大す
ることで知られる水酸化ナトリウムを上記のように中和
剤として添加することによシ、その効果を活用できる。

これに反シテ、前記ＩＰＣの方法による過硫酸アンモニ
ウム酸化デンプン糊の場合には、水酸化ナトリウムを加
えてｐＨを１０．０以上に調整すると、そのデンゾン糊
に角、激な褐変劣化が起きて物性が変化し、耐水性が極
端に悪化する。

（接着剤の良度および粘度） この発明の水系ホットメルト接着剤中のデンプン濃度は
、２０〜４５チが望ましい。なぜならば、段ゼールのシ
ングルフェーサ側を接着する場合には、濃度２０チで十
分に貼合できるが、ダブルノ々ツカー側を接着する場合
には、デンプン濃度を高くした方が乾燥固化が速いため
に貼合せ速度を上げることができるので製造上有利であ
る、しかし濃度が４５％を越えて高くなると、デンプン
分子は低分子化されすぎているために乾燥するともろく
なシ、接着強度は弱く、耐湿性も乏しくなるなどの難点
が生じる。

またデンプン濃度が４５チを越えると懸濁液製造時に泥
状となシ、非常に強力なかくはんが必要なうえに液送が
困難にな）、製糊装置の省力化、自動化の障害となる。

以上のように、この発明の接着剤のデンプン濃度は必要
に応じて２０〜４５チに調整するのであるが、この濃度
調整及び前述の粘度調整は、糊炊きの反応温度、ｐＨ及
び反応時間を適宜に組合わせることによって行なう。

このようにして製造した接着剤の粘度は、測定温度８５
℃において１００〜２．０００センチポイズ好ましくは
３００〜１，０００センチポイズになるように調整する
。当然ながら接着剤粘度は糊炊き時のデンプン濃度、酸
処理による低粘度化処理とも相対関係にあシ、設計した
接着剤粘度を得るためには、製造のための諸条件を適当
に選択すればよい。

（接着剤の使用方法） この接着剤は、ホットメルト方式の接着機構によって使
用する。すなわち、所定の温度を保持させた接着剤を段
ヂール用原紙に塗布し、自然冷却によってライナーと中
しん原紙の接着を完了する。

したがって塗布温度はなるべく高温がよく、実用上７０
℃〜９５℃が好ましい。例えばシングルフェーサ側は比
較的低い温度の７０〜７５℃でも貼合でき、ダブルフェ
ーサ−側の場合は８５℃以上である。

（発明の効果） この発明によれば、段ボール中しん原紙の貼合工程にお
いて、加熱する必要がなく、しかも貼合速度が速い。更
に、製糊装置の省力化、自動化についても、従来のステ
ィンホール方式のデンプン接着剤が前述のようにキャリ
ヤ一部およびメイン部の２成分混合による煩雑さを有す
るのに比べ、この発明ではデンプン成分が１種のみでも
よいので、はるかに単純化できる。

更に、原料デンプンが１種のみでもよいということは、
段ヂールメーカーとしては原料管理力盲著しく単純化さ
れることになる。

（実施例） この発明をいっそう理解しやすくするために、以下に実
施例及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 固形分濃度３０重量％のコンスターチ懸濁液に７ユウ酸
を添加してｐＨを２．０に調整し、第１図に示す製糊装
置で１５０’Ｃ〜１５７℃で糊炊きと低粘度化を同時に
行ない、引き続いてホウ砂を対デンゾン２重量％添加し
、その後水酸化ナトリウムで中和しｐＨが８．０、全固
形分が２７チの接着剤を得た。この接着剤の粘度は８５
℃において６００センチポイズであった。

使用例１ この接着剤を用いて蒸気を全く通さないシングルフェー
サ−で、ライナーと波形をつけた中しんとを貼合して片
面段ヂールを製造したところ、２００　＊／分の速度で
貼合できた。

実施例２ 硫酸でｐＨを２．０に調整した４０重量％のコーンスタ
ーチ懸濁液を第１図に示す製糊装置で１４０℃で糊炊き
と低粘度化を同時に行ない、引続いてホウ砂を対デンゾ
ン２重量％添加し、次に水酸ナトリウムで中和し、ｐｌ
ｆ（が７．０、全固形分が３５チの接着剤を得た。この
接着剤の８５℃における粘度は６５０センチボイズであ
った。

使用例２ この接着剤を用いて蒸気を全く通さないコルゲータ−の
ダブルパッカーで片面段ボールとライナーを貼り合せて
両面段ゼールを製造したところ１５０ｍ／分の速度で貼
合できた。

比較例１ 米国の前記ＩＰＯで行っている過硫酸アンモニウム処理
デンプン製造法に準じて製糊した接着剤を用いて試験し
た。接着剤の原料組成を第１表に示す。

第　　１　　表 １　　３０　　　１．０　　０．５　　　０．３２　　
３５　　　１．０　　０．５　　　０．３３　４０　１
．５　０．５　０．３ 第１表の組成の懸濁液をＩＰＣの方法によって糊炊きし
、その接着剤を用いて、使用例２と同様にして貼合試験
を行なった。その結果は、第２表に示すように、その貼
合速度は使用例２よシも著しくおそかった。

第　　２　　表 ム　　固形分（％）　粘度（ｃｐｓ）　　　貼合速度（
ｍ１５＋）１　　　　２７．２　　　　４３０　　　　
　　　４０２　　　３２．０　　　　６８０　　　　　
　　４０３　　　３５．１　　　　５３０　　　　　　
　７０比較例２ α−アミラーゼ〔長潮産業（株）製；商品名タマミール
〕を対デンプン０．２５　％添加した４０重量％のコー
ンスターチ懸濁液を糊化装置で温度１００ノｂ 〜１０５℃で糊炊きと低粘度１を同時に行い、弓１続い
てホウ砂を対デンゾン２％添加し、次に水酸イヒナトリ
ウムを添加してｐＨを８．０に調整し、デンゾン濃度３
６チの接着剤を得た。、この接着剤の粘度は、８５’Ｃ
・で４９０センチポイズであった。この接着剤を用いて
使用例２と同様の貼合試験を行なったところ貼合速度は
１００ｔｎ／分であった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明を実施するための製糊装置の一例の
説明図である。 １・・・懸濁液貯槽、２・・・懸濁液供給ポンプ、３・
・・加熱装置、４・・・蒸気、５・・・自動温度調節装
置、６・・・背圧弁、７・・・中和剤供給定量ポンプ、
８・・・薬剤調製タンク、９・・・接着剤貯槽、１０・
・・圧力開放器。 出　願　人　　王子ナショナル株式会社代理人　弁理士
　　井　　　坂　　實　　　夫第１図 手続補正書 昭和５７年１月１９日 特許庁長官　島　１）春　樹　殿 １、事件の表示 昭和５６年１２月２１日提出の特許出願２、発明の名称
　　　−ｒ（−ａｏすｌシλ段ボール製造用水系ポット
メルト接着剤の製造方法３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 名　称　王子ナショナル株式会社 ４代理人 住　所　　東京都港区新橋２丁目１９番１ｏ号蔵前工業
会館３０７−１号室 ５、補正命令の日付　　自発的補正 ８、補正の内容 （１）明細書第６頁の第７行目の「歩留り、」を「歩留
り」と補正する。 （２）　　同書第８頁の第４行目ないし第５行目の「そ
れらの・・・・・・よい。」を下記のとおり補正する。 「それらの薬剤を中和剤添加前に添加すればよい。」 （３）回書第１０頁の最下行の「ケ割れ」を（−ケイ割
れ」と補正する。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）デンプン濃度２０〜４５重量％の水系デンプン懸
   濁液に酸性化剤を添加してｐＨを１．０〜４．５に調整
   し、温度９０〜１６０℃において糊炊きおよび低粘度化
   処理した後、ｐＨを７．０〜１１．０に調整することに
   よって、温度８５℃における粘度が１００〜２，０００
   センチポイズである水系デンプン接着剤を生成すること
   を特徴とする段ゼール製造用水系ホットメルト接着剤の
   製造方法。
2. （２）　　テンシンカｆ１　コーンスターチ、ノーイア
   ミロースコーンスターチ、小麦デンプン、馬鈴しよデン
   プン、甘しょデンプン、タビオカデンゾンから成る群、
   またはこれらデＩンプンのエーテル化物、エステル化物
   から成る群のいずれかから選ばれた１種または２種以上
   の混合物である特許請求の範囲第１項に記載の段ヂール
   製造用水系ホットメルト接着剤の製造方法。
3. （３）酸性化剤が、無機酸、有機酸または強酸と弱塩基
   との塩である特許請求の範囲第１項または第２項に記載
   の段ゼール製造用の水系ホットメルト接着剤の製造方法
   。