JPS592715B2 - 冷却固化性でん粉系接着剤の耐水化法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特に、段ボールの貼合に好適な冷却固化性で
ん粗糸接着剤を耐水化する方法に関するものであり、そ
の目的とするところは、高速貼合適性と低速貼合適性を
兼ね備え、かつ、貼合時に加熱操作を必要としない省エ
ネルギー的な耐水性接着剤を提供することにある。

従来、一般に、段ボールを製造するに際しては、でん粉
系の接着剤が使用されている。

このでん粉系の接着剤は、段ボール貼合時に、でん粉を
蒸気加熱と苛性ソーダの併用により糊化させ、粘着性を
有する糊液として段ボールの貼合面に塗付し、さらに、
この糊液の水分を加熱によつて蒸発させ、乾燥、固化す
ることによつて貼合操作を完了させるという方法がとら
れている。

しかるに、段ボール工場の総エネルギー消費量中で、こ
の貼合工程における熱エネルギー消費量は非常に大きな
比率を占めて｝り、従つて、この貼合時の加熱操作が省
略されれば省エネルギー効果は著しく大となる。そこで
、段ボール貼合時に加熱操作を必要としない段ボールの
接着方式を開発することが段ボール業界の課題となつて
いた。

近年、このような段ボール業界の要望を満し得る方法と
して、コールドコルゲーシヨンシステム（熱を使用しな
いで段ボールの波形を形成する方式）およびコールドセ
ツト段ボール接着剤（冷却固化性段ボール接着剤）が開
発された。

本発明者らは、このような状況に鑑み、貼合時の加熱操
作を必要としない段ボール用接着剤として、より優れた
冷却固化性でん粉系接着剤を開発するため鋭意研究した
結果、先に、アミロース含量が５０％以上のハイアミロ
ースとうもろこしでん粉、普通とうもろこしでん粉、ワ
キシ一とうもろこしでん粉の三者を併用すると、高速貼
合適性を失うことなく、低速貼合時の欠点を一段と改善
し得る冷却固化性でん粉系接着剤が得られることを見出
し、特許出願（特願昭５６−４２００号）した。

本発明は、この先願発明に係わる高速貼合適性と低速貼
合適性を兼ね備えた冷却固化性でん粉系接着剤に、その
特性を失うことなく、耐水性を付与せしめたものである
。

すなわち、本発明は、アミロース含量が５０％以上のハ
イアミロースとうもろこしでん粉あるいはその加工でん
粉２０〜８０重量％、普通とうもろこしでん粉あるいは
その加工でん粉７９〜１０重量％およびワキシ一とうも
ろこしでん粉１〜１０重量％を主体とした高温、高濃度
糊液にホルムアルデヒド系合成樹脂液を添加することを
特徴とする冷却固化性でん粉系接着剤の耐水化法である
。

本発明に｝いて使用するハイアミロースとうもろこしで
ん粉は、育種操作により創り出された特殊なとうもろこ
しより製造したでん粉であり、アミロース含量が通常の
とうもろこしでん粉（約２５％）に比べて多量に（５０
％以上）存在するのが特徴である。

ハイアミロースとうもろこしでん粉は、アミロース含量
が高いために、（イ）通常の条件下では糊化し難い、（
ロ）高濃度糊液が調製できる、（ハ）極めて老化し易い
、（ニ）フイルム強度が強い、（ホ）接着力が高い、等
の特性を有している。

このような特性を有するハイアミロースとうもろこしで
ん粉は、冷却固化性でん粉系接着剤を製造するための接
着剤素材として極めて好適である。

すなわち、本発明は、段ボールの貼合時に加熱操作を必
要としない冷却固化性でん粉系耐水性接着剤を提供する
ことを目的とするものであるから、（イ）糊液は水分蒸
発量を少なくするために高濃度にする必要があること、
（ロ）糊液は段ボールの貼合面に塗何した後に、直ちに
セツト現象を起こすことが要求されるため、急速にゲル
化する能力を有すること、等が必要条件となるが、ハイ
アミロースとうもろこしでん粉はこれらの諸条件を十分
満足し得るものである。このように、多くの優れた性能
を有するハイアミロースとうもろこしでん粉を用いて段
ボール用接着剤を製造すると優れた冷却固化性のでん粉
系接着剤が得られる。

しかし、一方、これらの優れた性能や特徴も反面欠点と
なる場合がある。

段ボール製造においては、コルゲータ一の貼合速度は、
製品口ゲットの大きさ、紙つぎ、または運転開始と終了
時等において、分速０ｍから２５０ｍの範囲内で変化す
る。

ゆえに、使用する接着剤は、このように貼合速度が変化
しても接着（貼合）に影響を与えないようなもの、言い
換えれば、貼合速度の変化が許容できるようなものでな
ければならない。

また、コルゲータ一が高速化すればするほど、その許容
幅が広いものでなければならなくなる。

ハイアミロースとうもろこしでん粉を用いて調製した冷
却固化性でん粉系段ボール用接着剤は、高速貼合時には
優れた貼合性を現わすが、一方、低速貼合時には老化速
度や乾燥速度が速すぎ、かつ保水力も小さいために糊ロ
ール上で固化したり、段頂に転移後、ライナーとの間で
接着が完了する以前に乾燥したり、固化してしまう。そ
れゆえ、ハイアミロースとうもろこしでん粉単独で調製
した接着剤は貼合速度の変化にともなう貼合性の許容幅
が狭いものとなつてしまう。

すなわち、このような性状では段ボールの低速貼合時に
接着不良率が増加することになる。そこで、本発明者ら
は、この高速貼合適性を有するハイアミロースとうもろ
こしでん粉を用いた冷却固化性でん粉系段ボール用接着
剤に低速貼合適性を付与する方法を研究し、このハイア
ミロースとうもろこしでん粉と、低速貼合適性を有する
接着剤の調製に好適な普通とうもろこし粉およびワキシ
一とうもろこしでん粉とを併用すれば、それぞれの性状
が相殺（平均化）されずに残存し、その結果、高速貼合
適性と低速貼合適性の両性能を兼ね備えた冷却固化性で
ん粉系接着剤を製造し得ることを見出した。本発明に訃
いて、アミロース含量が５０％以上のハイアミロースと
うもろこしでん粉、普通とうもろこしでん粉およびワキ
シ一とうもろこしでん粉の混合割合は、ハイアミロース
とうもろこしでん粉２０〜８０重量％、普通とうもろこ
しでん粉７９〜１０重量％、ワキシ一とうもろこしでん
粉１〜１０重量％であり、この範囲内で全量が１００重
量％となるごとく混合することが必要である。

ハイアミロースとうもろこしでん粉の混合割合が２０重
量％以下になると前記のごとき高速貼合適性が発揮され
ず、一方、普通とうもろこしでん粉の混合割合が２０重
量％以下になると前記のごとき低速貼合適性が発揮され
ない。本発明における第１の特徴は、ハイアミロースと
うもろこしでん粉と普通とうもろこしでん粉の混合物に
、さらにワキシ一とうもろこしでん粉を併用することに
より、段ボールの高速貼合適性を失うことなく低速貼合
時における接着性能を一段と改善し得た点である。

ワキシ一とうもろこしでん粉は、アミロースを全く含ま
ずアミロペクチンのみから構成されているでん粉である
ために、（イ）糊化し易い、（ロ）粘着性が強い、（ハ
）保水性が良い等、ハイアミロースとうもろこしでん粉
と相反する特性を有している。

従つて、このワキシ一とうもろこしでん粉をハイアミロ
ースとうもろこしでん粉と普通とうもろこしでん粉の混
合物に添加すると、低速貼合時におけるでん粉糊液の保
水力が補われ、糊ロール上での固化や段ボールの接着完
了以前の乾燥、固化が無くなつて、冷却固化性でん粉系
接着剤の低速貼合適性が一段と向上する。本発明におい
て、ワキシ一とうもろこしでん粉の混合割合が１重量％
以下では前記のごとき段ボールの低速貼合時に卦ける接
着性能の改善効果が十分得られず、また、１０重量％以
上では糊液の曵糸性が増大し、均一なロール塗付ができ
なくなるという欠点を生ずる。

本発明における第２の特徴は、このハイアミロースとう
もろこしでん粉、普通とうもろこしでん粉およびワキシ
一とうもろこしでん粉を主体とした高温、高濃度糊液に
ホルムアルデヒド系合成樹脂液を添加することにより、
高速貼合適性と低速貼合適性の両性能を兼ね備えた冷却
固化性でん粉系接着剤に耐水性を付与せしめた点である
。

本発明において使用するホルムアルデヒド系合成樹脂液
としては、尿素・ホルムアルデヒド樹脂液、メラミン・
ホルムアルデヒド樹脂液、レゾルシノール・ホルムアル
デヒド樹脂液、ケトン・ホルムアルデヒド樹脂液から選
ばれた１種または２種以上の混合もしくは共縮合樹脂液
、あるいはこれらの樹脂をアセトグアナミン、チオ尿素
、エチレン尿素、フエノール、クレゾール、エチレンジ
アミン、ジエチレントリアミン等で変性した樹脂液等が
使用できる。また、これらホルムアルデヒド系合成樹脂
液の添加量は、その添加効果と経済性との兼合いにより
、通常、全使用でん粉量に対して５〜５０重量％程度が
好ましい。

この添加量において、本発明の冷却固化性でん粉系接着
剤に、高速貼合適性と低速貼合適性を損うことなく、優
れた耐水接着性能を付与することができる。

本発明の冷却固化性でん粉系耐水性接着剤の調製方法な
らびに使用方法は、ハイアミロースとうもろこしでん粉
、普通とうもろこしでん粉およびワキシ一とうもろこし
でん粉の混合物に水を加え、さらに、必要に応じて、過
硫酸塩、過硼酸塩等の酸化剤、硼酸、硼砂、亜硫酸塩等
のゲル化促進剤、苛性ソーダ等のＰＨ調整剤等を添加、
混合し、任意の加熱方法、例えば、ジエツトクツカ一、
オートクレーブ、オンレーダー等のクツキング用装置を
使用して温度８０〜１００℃程度、濃度２０〜５０重量
％程度、粘度５００〜１５００ＰＳ程度の高温、高濃度
糊液を調製し、この糊液に、必要に応じて苛性ソーダ等
のＰＨ調整剤を添加することにより糊液のＰＨを４〜７
程度に調整した後、ホルムアルデヒド系合成樹脂液を添
加、混合し、このようにして得られた高温、高濃度糊液
を熱時段ボールの貼合面に塗付し、貼合後、直ちに放冷
または強制冷却して貼合を完了させるもので、この冷却
によりでん粉糊液は急速に固化して強固な耐水接着力を
生じるのである。

本発明方法において使用する冷却固化性でん粉系接着剤
の素材としては、アミロース含量が５０％以上のハイア
ミロースとうもろこしでん粉のみならず、該でん粉を公
知の方法に従い酸化、工ーテル化、エステル化等の処理
を施すことにより得られる加工ハイアミロースとうもろ
こしでん粉も有効である。

ハイアミロースとうもろこしでん粉に酸化、エーテル化
、エステル化等の処理を施せば、糊化が困難なハイアミ
ロースとうもろこしでん粉が糊化し易くなるばかりか、
均質でしかも安定な糊液の調製が可能となる。

また、普通とうもろこしでん粉も公知の方法に従い架橋
、エーテル化等の処理を施すと糊液がシヨートになつた
り保水性が改善されるため貼合性のさらに優れた接着剤
が得られる。

本発明の冷却固化性でん粉系耐水性接着剤は固化時の収
縮性が大きいという欠点を有するものであるが、この欠
点は、ベントナイト、クレー、炭酸カルシウム、木粉、
クルミ殼粉、アン殼粉等のごとき従来から公知の無機質
または有機質充填剤を併用することにより解消し得、よ
り強固な接着層を形成することができる。

本発明の冷却固化性でん粉系耐水性接着剤は高速貼合適
性と低速貼合適性を兼ね備えているため高速貼合時にも
、また、低速貼合時にも優れた耐水接着性能を示すのみ
ならず、貼合時に加熱操作を必要とすることなしに強固
な耐水接着力が得られるため段ボール工場の熱エネルギ
ー消費量を著るしく減少し得る。

本発明の耐水性接着剤は、段ボール用接着剤として使用
した場合、特に優れた効果を発揮するものであるが、そ
の用途は段ボールの接着のみにとどまらず、紙、布、木
材、プラスチツク、無機質材等、あらゆる材料の接着に
有効に使用し得ることは勿論である。

次に本発明の実施例を示す。

実施例 １ ハイアミロースとうもろこしでん粉（アミロース含量７
０％）６０重量部、普通とうもろこしでん粉３５重量部
およびワキシ一とうもろこしでん粉５重量部を水１８６
重量部に懸濁し、これに過硫酸ナトリウム２重量部、亜
硫酸ナトリウム０．５重量部、硼酸２重量部、苛性ソー
ダ１重量部を添加した後、これらの混合物を連続糊化装
賦（桜製作所製、オンレーダー）を用いて糊化した。

この糊液を５０重量％濃度の苛性ソーダ水溶液でＰＨ６
．Ｏに調整した後、尿素樹脂液（豊年製油Ｋ．Ｋ製、Ｕ
Ｗ−０６２）２０重量部を添加、混合し、温度約９０℃
、濃度約３５重量％の高温、高濃度糊液からなる本発明
の冷却固化性でん粉系耐水性接着剤を得た。この接着剤
を使用し、コルゲーターテストマシンにて段ボールのシ
ングル側に｝ける貼合を低速貼合（４ｍ／分）と高速貼
合（２０ｍ／分）の２段階に分けて行つた。

すなわち、温度約９０℃、濃度約３５重量％の高温、高
濃度糊液を約９０℃に保温して卦き、この糊液を段ボー
ル用耐水中芯（本州製紙製、ＳＳＣＰｌ２５）の段頂に
約１０９／イ（乾物として）塗付し、これに耐水段ボー
ル用ライナー（本州製紙製、ＳＫ２８Ｏ）を重ねた後、
冷風を吹き付けて該糊液を冷却、固化せしめ、耐水段ボ
ールの貼合を完了させた。

貼合した耐水段ボールの片段を８鑞×５ｃｍの大きさに
切断して試料となし、この試料を２０℃の水に１時間浸
漬した後、圧縮試験機にて接着力（耐水接着力）を測定
した。

実施例 ２ ハイアミロースとうもろこしでん粉（アミロース含量７
０％）３５０３を４０℃の温水４００Ｔｎ１に懸濁し、
濃度３％の苛性ソーダ水溶液でＰＨを１１．５に調整し
た後、濃度５０％の３−クロロ−２−ヒドロキシプロピ
ルトリメチルアンモニウム塩水溶液２８ｍ１を添加し、
温度４０℃で４時間撹拌を続けた。

その後、塩酸でＰＨを６．５に中和した後、脱水、水洗
、乾燥し、陽性化ハイアミロースとうもろこしでん粉を
得た。

この陽性化ハイアミロースとうもろこしでん粉６０重量
部、市販のエーテル化普通とうもろこしでん粉（日本触
媒化学製、ハイドロオキシエチルとうもろこしでん粉、
５−Ｂ）３５重量部およびワキシ一とうもろこしでん粉
５重量部を使用し、以下、実施例１と同様な方法で、Ｐ
Ｈ７．Ｏの糊液を調製した後、この糊液にメラミン樹脂
液（豊年製油製、ＭＬ−０４４）１５重量部を添加、混
合し、温度約９０℃、濃度約３５重量％の高温、高濃度
糊液からなる本発明の冷却固化性でん粉系耐水性接着剤
を得た。

この接着剤を使用し、実施例１と同様な方法で耐水段ボ
ールの貼合を完了させ、その段ボールの耐水接着力を実
施例１と同様にして測定した。

対照例 １ でん粉原料として普通とうもろこしでん粉（アミロース
含量２４％）単体を使用したほかは実施例１と同様な方
法で高温、高濃度糊液を調製し、この糊液を使用して実
施例１と同様な方法で耐水段ボールの貼合を完了させた
。

得られた段ボールの耐水接着力を実施例１と同様にして
測定した。

対照例 ２ でん粉原料としてハイアミロースとうもろこしでん粉（
アミロース含量７０％）単独を使用したほかは実施例１
と同様な方法で高温、高濃度糊液を調製し、この糊液を
使用して実施例１と同様な方法で耐水段ボールの貼合を
完了させた。

得られた段ボールの耐水接着力を実施例１と同様にして
測定した。

対照例 ３ 尿素樹脂液を添加しなかつたほかは実施例１と同様な方
法で高温、高濃度糊液を調製し、この糊液を使用して実
施例１と同様な方法で耐水段ボールの貼合を完了させた
。

得られた段ボールの耐水接着力を実施例１と同様にして
測定した。

以上の実施例｝よび対照例に｝ける測定結果を次表に示
す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アミロース含量が５０％以上のハイアミロースとう
   もろこしでん粉あるいはその加工でん粉２０〜８０重量
   ％、普通とうもろこしでん粉あるいはその加工でん粉７
   ９〜１０重量％およびワキシーとうもろこしでん粉１〜
   １０重量％を主体とした高温、高濃度糊液にホルムアル
   デヒド系合成樹脂液を添加することを特徴とする冷却固
   化性でん粉系接着剤の耐水化法。 ２ 糊液温度が８０〜１００℃である特許請求の範囲第
   １項記載の冷却固化性でん粉系接着剤の耐水化法。 ３ 糊液濃度が２０〜５０重量％である特許請求の範囲
   第１項または第２項記載の冷却固化性でん粉系接着剤の
   耐水化法。 ４ ハイアミロースとうもろこし加工でん粉が、酸化、
   エーテル化、エステル化等、糊化を容易にする加工処理
   を施したでん粉である特許請求の範囲第１項、第２項ま
   たは第３項記載の冷却固化性でん粉系接着剤の耐水化法
   。 ５ 普通とうもろこし加工でん粉が、架橋、エーテル化
   等、糊液の粘性または保水性を変化させる加工処理を施
   したでん粉である特許請求の範囲第１項、第２項、第３
   項または第４項記載の冷却固化性でん粉系接着剤の耐水
   化法。 ６ ホルムアルデヒド系合成樹脂液が、尿素・ホルムア
   ルデヒド樹脂液、メラミン・ホルムアルデヒド樹脂液、
   レゾルシノール・ホルムアルデヒド樹脂液、ケトン・ホ
   ルムアルデヒド樹脂液等である特許請求の範囲第１項、
   第２項、第３項、第４項または第５項記載の冷却固化性
   でん粉系接着剤の耐水化法。 ７ ホルムアルデヒド系合成樹脂液の添加量が、全使用
   でん粉量に対して５〜５０重量％である特許請求の範囲
   第１項、第２項、第３項、第４項、第５項または第６項
   記載の冷却固化性でん粉系接着剤の耐水化法。 ８ ベントナイト、クレー、炭酸カルシウム、木粉、ク
   ルミ殼粉、ヤシ殼粉等のごとき充填剤を併用する特許請
   求の範囲第１項、第２項、第３項、第４項、第５項、第
   ６項または第７項記載の冷却固化性でん粉系接着剤の耐
   水化法。 ９ 接着剤が段ボール用接着剤である特許請求の範囲第
   １項、第２項、第３項、第４項、第５項、第６項、第７
   項または第８項記載の冷却固化性でん粉系接着剤の耐水
   化法。