JPS6131155B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

＜産業上の利用分野＞ 本発明は、段ボールの製造に用いる澱粉系接着
剤に関するものである。 ＜従来技術＞ 従来、一般に段ボールの製造に使用される澱粉
系接着剤は、ステインホール方式と呼ばれる製糊
方法で製造され、キヤリヤ部と呼ばれるアルカリ
糊化した澱粉糊液とメイン部と呼ばれる未糊化澱
粉の懸濁液との混合物からなつている。この接着
剤の接着機構は、基本的には貼合工程時に加熱す
ることによつてメイン部の未糊化澱粉を膨潤糊化
して接着力を発現させ、水分を加熱によつて蒸発
せしめ、乾燥により強固な接着を完了することに
ある。したがつて、このような接着剤を使用する
場合、貼合工程での熱エネルギー消費量が非常に
大きい。特にダブルフエーサーと呼ばれる段ボー
ルの貼合工程では、片段の段頂に塗布した糊を加
熱するにはライナーを通して行なわねばならない
ので莫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わずかな量だけがメイ
ン部澱粉の糊化に役立つているにすぎない状態に
ある。又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一層著
しくなる。ゆえにこのような接着剤では、媒体を
通しての間接加熱となるため熱伝導速度が低下
し、貼合速度も遅くなり、段ボールの製造速度は
最高マシン速度の1/2〜2/3が限度とされている。
一方、このような接着剤では、加えられた熱およ
び水に起因する紙の伸縮も避けられないので、段
ボールシートの反り発生等の製造上の欠点もあ
る。 段ボール業界では、オイルシヨツク以後のエネ
ルギー危機から上記問題を解決することが切望さ
れ、加熱操作を必要とせずに貼合できる省エネル
ギー型接着剤の開発が大きな課題となつてきた。 近年、省エネルギーの観点からコールドコルゲ
ーシヨンシステムと呼ばれる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貼合工程にお
いて加熱を必要としない澱粉系接着剤（米国特許
No.3300360号明細書参照）が開発された。この
澱粉系接着剤の特徴は、未糊化澱粉を含まない均
質な澱粉糊からなることである。この澱粉系接着
剤の接着機構は、高温かつ低粘度に保持した接着
剤を常温の中芯原紙段頂に塗布し、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つて
ライナー原紙を貼合固着させることである。した
がつて、この澱粉系接着剤を段ボール製造用に使
用すれば段ボールの貼合工程で加熱を全く省略す
ることができる。しかしながら、この接着剤はセ
ツト速度が非常に遅く十分な貼合速度が得られな
いばかりか、ダブルフエーサー側の貼合において
はスリツタースコアラーを通るためその衝撃に接
着力が耐えきれず剥がれてしまい、いまだ実用の
段階に至つていない。一方、上記接着機構におい
て、これまで接着剤部の濃縮、固着が有利に進む
よう、セツト性に優れた高アミロース澱粉を低分
子化処理するとともに低粘度化して、高濃度化す
る方向で検討がなされてきた。たとえばカナダ特
許第791095号明細書、特開昭57−115469号公報、
得開昭57−121074号公報および特開昭57−131274
号公報に記載されている。 ＜発明の目的＞ 本発明は、前述した段ボール製造用澱粉系接着
剤の現状を打開して段ボールの製造工程における
所要熱量の大幅な節減ならびにダブルフエーサー
で実用的な貼合速度を得ることを可能にし、かつ
段ボール品質向上に寄与する接着剤を提供するこ
とを目的としたものである。 ＜発明の構成＞ 本発明者は上記の目的を達成するために鋭意研
究を重ねた結果、低粘度化澱粉から作つた糊液と
低粘度澱粉の25〜0.5重量％のポリビニルアルコ
ールとの混合物を必須成分とし、85℃における粘
度が50〜2000ブラベンダーユニツトであり、常温
で固化し、未糊化澱粉を含まないことを特徴とす
る蒸煮段ボール製造用接着剤を使用することによ
り優れたセツト性を有し貼合速度、接着強度、段
ボールシート品質ともに十分に満足しうる加熱を
必要としない段ボール製造用澱粉系接着剤が得ら
れることを見い出し、その知見に基づいて本発明
を完成した。 ≪本発明に用いる澱粉≫ 本発明に用いる澱粉は、とうもろこし澱粉、米
澱粉、小麦澱粉などの地上澱粉、馬鈴薯澱粉、甘
藷澱粉、タピオカ澱粉などの地下澱粉、およびア
ミロース含量50重量％以上のハイアミロースとう
もろこし澱粉そしてシワエンドウ澱粉、さらにこ
れら澱粉とアミロース含量の低い地上澱粉と地下
澱粉とを混合して得られるアミロースを35重量％
以上含む澱粉、また澱粉を構成するアミロースと
アミロペクチンを公知の方法により分離するか枝
切り酵素により澱粉の１・６−グルコシド結合を
切断して得られるアミロース含量35重量％以上の
高アミロース澱粉を用いる。さらに本発明でいう
澱粉とは、普通の澱粉（未加工澱粉）のほかにヒ
ドロキシアルキル化澱粉をも含むものである。ヒ
ドロキシアルキル基の導入により、ポリビニルア
ルコールとの相溶性が改善されるとともに、澱粉
の糊化温度が下がり、フイルム強度が強くなるな
どの長所が認められる。 ≪高アミロース澱粉≫ 普通澱粉（アミロース含量約20〜25％）は高ア
ミロース澱粉と比べ、澱粉を構成する直鎖状分子
のアミロース含量が少なく、枝分れ状分子のアミ
ロペクチン含量が多いため、 (1) 初期接着力が弱い (2) 老化性にとぼしい (3) フイルム強度が弱い (4) 保水性が高い などの短所を有しているのに対し、高アミロース
澱粉は老化性に富み、コールドセツト型接着剤に
原料として使用した場合、優れたセツト性を示す
性質を持つている。 ≪低粘度化処理≫ 上記澱粉の低分子化方法（低粘度化処理）とし
ては、さまざまな方法があるが特に次亜塩素酸ソ
ーダ、過マンガン酸カリウム過酸化水素などの酸
化剤で酸化処理する方法、塩酸、硫酸などの鉱
酸、蓚酸、酢酸などの有機酸による酸処理方法が
よい。 また、必要があれば、このような処理を糊炊き
時に行つてもさしつかえないが、糊液の安定性を
考えるならば、あらかじめ加工した澱粉を使用し
た方が好ましい。さらに、酸化または酸処理した
加工澱粉を２種以上混合使用してもさしつかえな
い。 ≪ポリビニルアルコール≫ 前記の如く、高アミロース澱粉は接着剤の原料
として優れた性質を持つものであるが、普通澱粉
は安価に入手しやすいという長所があり、コール
ドセツト型接着剤の原料としてすてがたいところ
がある。本発明者らは、コールドセツト型接着剤
に普通澱粉を利用すべく鋭意研究の結果、ポリビ
ニルアルコールのもつ (イ) 初期接着力が強い (ロ) フイルム強度が強い (ハ) 接着強度が強い (ニ) 澱粉と相溶する などの特性に注目し低分子化処理を行なつて高濃
度化を図つた低粘度化澱粉から作つた糊とポリビ
ニルアルコールを併用することにより、普通澱粉
でもセツト性、および接着強度の改善されたコー
ルドセツト型澱粉系接着剤が調製可能であること
を見い出した。 本発明は使用するポリビニルアルコールは、重
合度（）300〜2700、ケン化度68〜100％の一般
市販品が使用できる。しかし重合度は粘度を支配
する因子であり、したがつて澱粉の低分子化化工
度及び接着剤設計粘度に合わせ重合度300〜2700
のものを使用することが好ましい。ポリビニルア
ルコールの添加量は、澱粉に対し25〜0.5重量％
が好ましい。添加量が25重量％を越えると経済的
に不利になるとともに、接着剤の使用粘度に上限
があることから、好ましくない。したがつて、接
着剤設計粘度に合わせ、上記条件を適宜選択すれ
ばよい。またアミロース含量の低い（約20〜25重
量％）地上澱粉、地下澱粉に対しては老化性が低
くセツト性に劣るため、ポリビニルアルコールの
添加量は好ましくは５重量％以上が有利である。
一方アミロース含量35重量％以上の高アミロース
澱粉は、それ自体老化性に富み、セツト性にすぐ
れているが、ポリビニルアルコールとの併用はさ
らに顕著な効果を示す。 ≪澱粉濃度≫ 本発明の澱粉系接着剤の澱粉濃度は20〜50重量
％が好ましい。なぜならば、本接着剤は蒸煮糊化
した均質な糊液を貼合面に塗布し、加熱操作を省
き接着するものであるから、水分の散失、瞬間的
固化が必須条件となるため高濃度糊液であること
が要求されるからである。段ボールのシングルフ
エーサー側を接着する場合には、段ロールとプレ
スロールによるニツプ圧が効果的に働き、糊液濃
度20重量％で十分に貼合できるが、ダブルフエー
サー側を接着する場合にはプレス効果がなく、糊
液濃度を高くした方が水の散失、固化が速いため
に貼合速度を上げることができるので製造上有利
である。しかし澱粉濃度が50重量％以上になると
使用粘度に上限があることから澱粉の低粘度化化
工度を更に高めなければならず、澱粉のセツト性
をそこなうばかりか接着強度も低下し、さらにポ
リビニルアルコールの添加量に影響をおよぼし好
ましくない。 ≪添加剤≫ 本発明には粘着性の付与、セツト性の向上、接
着強度の向上を目的として硼酸または硼砂を添加
してもよい。その添加量はポリビニルアルコール
と硼酸または硼砂とのゲル化作用が起きないよう
考慮して、ポリビニルアルコールに対し最大２重
量％添加することが好ましい。 更に必要に応じて、硼酸、硼砂の効果を十分に
引き出すためアルカリを加え、糊液PHを7.0〜
11.0に調整してもよい。 ≪製造方法≫ 本発明の接着剤を得るには、所定濃度の澱粉懸
濁液に所定量のポリビニルアルコール、必要に応
じて硼酸、硼砂などの改質剤を加え、蒸気吹込み
による直接加熱方式あるいはジヤケツトによる間
接加熱方式のいずれかの方式を使用する。 ポリビニルアルコールの添加は基本的には糊炊
き前の澱粉懸濁液に加えるが、糊炊き後の糊液に
ポリビニルアルコールの溶液を加えてもよい。 このように製造した接着剤の粘度は、測定温度
85℃において50〜2000B.U.好ましくは100〜
1000B.U.のブラベンダー粘度になるように調整
する。当然ながら接着剤粘度は糊炊き時の澱粉濃
度、ポリビニルアルコール、硼酸または硼砂の添
加PHとも相対関係にあり、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。 ≪使用方法≫ 本発明の澱粉系接着剤は、所定の温度に保持さ
れた接着剤を段ボールの貼合面に塗布し、自然冷
却および接着剤の濃縮によつてライナーと中芯原
紙の接着を完了するものであり、この冷却、濃縮
により澱粉糊液は急速に固化して強固な接着力を
生じるものである。さらに塗布するときの糊液温
度は紙面に対する、ぬれ、浸透性をよくし、使用
粘度を維持するため、さらに作業性を考慮した場
合70℃〜90℃が好ましい。 なお、貼合にあたつては使用原紙水分も貼合適
性に影響する。貼合セツト性は、原紙水分を低く
目に抑えて本発明澱粉系接着剤を用いると相乗効
果が現われ貼合力が向上し、本発明は、さらに改
善される。好ましくは、原紙水分４％以下がよ
い。 ＜実施例等＞ 本発明をいつそう理解しやすくするために、以
下に実施例および比較例を示し、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 スラリー濃度 38重量％のコーンスターチスラ
リーを40℃に加温し、次亜塩素酸ソーダを有効塩
素として対澱粉７％添加し、PH11.0で４時間反応
し、中和、水洗、脱水、乾燥して濃度30重量％50
℃におけるブラベンダー粘度が80B.U.の酸化澱
粉を得た。 この酸化澱粉を水に分散し、対澱粉10％のポリ
ビニルアルコール（：1700ケン化度100％）、対
ポリビニルアルコール0.5％の硼酸、をそれぞれ
添加し、濃度38％の懸濁液を調製して、間接加熱
連続糊化装置で糊炊きを行い、25％濃度苛性ソー
ダでPH8.5に調整し、全固形分38％、温度85℃に
おけるブラベンダー粘度180B.U.の接着剤を得
た。 使用例 １ この接着剤を用いて、蒸気を全く通さないダブ
ルフエーサーで片面段ボール（Ｂ−200×
SCP125）とライナー（Ｂ−200）を貼り合わせ、
両面段ボールを製造したところ80ｍ／分で貼合で
きた。 実施例 ２ スラリー濃度 35重量％のハイアミロースコー
ンスターチ（アミロース含量70重量％）スラリー
を調製し、実施例１と同様に反応を行ない、中
和、水洗、脱水、乾燥して、濃度30重量％（PH12
に調整）、25℃より1.5℃昇温95℃におけるブラベ
ンダー粘度が300B.U.の酸化ハイアミロースとう
もろこし澱粉を得た。 この酸化ハイアミロースとうもろこし澱粉（ア
ミロース含量70重量％）を水に分散させ、対澱粉
５％のポリビニルアルコール（：1700、ケン化
度88％）、対ポリビニルアルコール0.1％の硼酸を
添加し、35重量％の懸濁液を調製して、実施例１
と同様に糊炊きを行ない、PHを8.8に調整して、
全固形分35重量％、温度85℃におけるブラベンダ
ー粘度が260B.U.の接着剤を得た。 使用例 ２ この接着剤を用いて、使用例１と同様に両面段
ボールを製造したところ、130ｍ／分の速度で貼
合できた。 対照例 １ 実施例１の酸化澱粉を用いて、ポリビニルアル
コールを添加せず、実施例１及び使用例１と同様
の操作を行なつた。 対照例 ２ 実施例２の酸化ハイアミロースとうもろこし澱
粉を用いて、ポリビニルアルコールを添加せずに
実施例２及び使用例２と同様の操作を行なつた。 上記結果を表−１に示す。

【表】 実施例 ３ ヒドロキシプロピル澱粉（置換度0.10）を水に
分散し、35％濃度の懸濁液を調整し、35％塩酸を
対澱粉８％添加、53℃にて７時間反応した。これ
を中和、水洗、脱水、乾燥して酸処理ヒドロキシ
プロピル澱粉を得た。この澱粉を水に分散し対澱
粉21％のポリビニルアルコール（：500、ケン
化度98％）を添加し、濃度32％の懸濁液を調製
し、実施例１と同様に糊炊きを行い、PHを8.5に
調整して、全固形分32.2重量％、温度85℃におけ
るブラベンダー粘度が620B.U.の接着剤を得た。 使用例 ３ この接着剤を用いて、使用例１と同様に両面段
ボールを製造したところ、100ｍ／分の速度で貼
合できた。 実施例 ４ 実施例１の酸化澱粉を用いて、対澱粉0.9％の
ポリビニルアルコール（：1700、ケン化度
100）、対ポリビニルアルコール0.5％の硼酸を添
加し、濃度39重量％の顕濁液を調製して、実施例
１と同様に糊炊きを行い、PHを9.0に調整して、
全固形分39.2重量％、温度85℃におけるブラベン
ダー粘度が220B.U.の接着剤を得た。 使用例 ４ この接着剤を用いて、使用例１と同様に両面段
ボールを製造したところ、80ｍ／分の速度で貼合
できた。

【表】 ＜発明の効果＞ 本発明によれば、段ボール製造工程において加
熱する必要がなくエネルギーの節減になるばかり
か、貼合速度も十分に速く、高速でスリツタース
コアラーを使用する貼合も可能となり、生産性の
向上になる。さらに無加熱および高固形分化によ
り、熱および水に起因する紙の反りの問題もな
く、接着強度の強い高品質の段ボールシートを製
造することができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 低粘度化澱粉から作つた糊液と低粘度化澱粉
   の25〜0.5重量％のポリビニルアルコールとの混
   合物を必須成分とし、85℃における粘度が50〜
   2000ブラベンダーユニツトであり、常温で固化
   し、未糊化澱粉を含まないことを特徴とする蒸煮
   段ボール製造用接着剤。 ２ ポリビニルアルコールの重合度（）が300
   〜2700、ケン化度が68〜100％である特許請求の
   範囲第１項記載の蒸煮段ボール製造用接着剤。 ３ 低粘度化澱粉が、とうもろこし澱粉、米澱
   粉、小麦澱粉などの地上澱粉および馬鈴薯澱粉、
   タピオカ澱粉、甘藷澱粉などの地下澱粉を酸化ま
   たは酸処理の低粘度化処理したものである特許請
   求の範囲第１項記載の蒸煮段ボール製造用接着
   剤。 ４ 低粘度化澱粉がアミロース含量35重量％以上
   の高アミロース澱粉を酸化または酸処理の低粘度
   化したものである特許請求の範囲第１項記載の蒸
   煮段ボール製造用接着剤。 ５ 低粘度化澱粉から作つた糊液と低粘度化澱粉
   の25〜0.5重量％のポリビニルアルコールとの混
   合物に硼酸または硼砂を添加した蒸煮段ボール製
   造用接着剤。 ６ PHを7.0〜11.0に調整した特許請求の範囲第
   ５項記載の蒸煮段ボール製造用接着剤。