KR101527783B1 - 골판지용 전분계 접착제 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 물, 미알파화 전분, 알파화 전분, 알칼리 물질 및 붕소 함유 화합물을 포함하는 조성물로서, 상기 미알파화 전분 대 알파화 전분의 중량비는 99:1 내지 60:40인 것을 특징으로 하는 골판지용 전분계 접착제를 제공한다. 본 발명에 따른 골판지용 전분계 접착제는 냉수에 대해 부분적으로 가용성을 가지는 알파화 전분 및 다른 구성성분과의 조화에 의해 접착력이 우수하고 동시에 장시간 보관하는 경우에도 점도 편차가 크지 않아 골판지 제조 현장에서 신뢰성을 확보할 수 있다.

Description

골판지용 전분계 접착제 및 이의 제조방법{Starch-based adhesives for corrugated cardboard and manufacturing method of the same}
본 발명은 골판지용 전분계 접착제 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 점도 안정성과 접착력이 우수한 골판지용 전분계 접착제 및 원 탱크(one tank) 제호 방식 또는 투 탱크(two tank) 제호 방식에 의해 골판지용 전분계 접착제를 제조하는 방법에 관한 것이다.
골판지(corrugated board)는 도 1에서 보이는 바와 같이 원판지(liner; 라이너지라고도 함)에 파형의 골심지(corrugating medium; 중심지라고도 함)를 접착제로 붙여서 만든 판지로서 도 2에서 보이는 바와 같이 원판지와 골심지로 이루어진 기본 판지의 수에 따라 편면골판지(single faced corrugated board), 양면골판지(double faced, single wall), 이중양면골판지(double wall), 삼중양면골판지(triple wall) 등으로 나누어진다. 골판지는 비교적 적은 무게의 재료를 사용하면서도 높은 압축강도를 나타내고 동시에 완충도가 높기 때문에 주로 포장용 상자 제조에 사용된다. 판지초지기(板紙抄紙機)에 의하여 생산된 평량(坪量) 180∼400g/㎡의 라이너지와 평량 120∼150g/㎡의 골심지 두루마리를 코루게이터(corrugating machine)에 걸어 기계를 작동시키면, 골심지에 물결 모양의 일정한 골이 만들어짐과 동시에 라이너지와 접착되어 골판지가 만들어지는데, 이때 라이너지와 골심지의 접착을 위해 일반적으로 전분계 접착제가 사용된다.
골판지의 제조에 사용되는 전분계 접착제는 스테인 홀(Stein Hall) 방식이나 노 캐리어(no carrier) 방식이라 불리는 제호 방법으로 제조된다. 스테인 홀 제호방식은 캐리어(carrier)부라고 불리는 알칼리 호화한 전분계와 메인(main)부라고 불리는 미호화 전분의 슬러리와 혼합물로 이루어지며, 하나의 반응기에서 캐리어부와 메인부를 연속적으로 형성시켜 접착제를 제조하는 원 탱크(one tank) 제호 방식과 별도의 반응기에서 캐리어부와 메인부를 형성하고, 캐리어부와 메인부를 혼합하여 접착제를 제조하는 투 탱크(two tank) 제호 방식으로 구분할 수 있다. 또한, 노 캐리어 제호 방식은 하나의 반응기에 물과 전분을 넣고 전분 슬러리를 만든 후, 수산화나트륨을 첨가하여 적정한 점도에 이르렀을 때 붕산(또는 붕사)을 가하여 반응을 정지하여 접착제를 만드는 방식을 말한다.
최근 들어 국내 골판지 시장에서는 크기가 작은 상자의 수요가 증가하고 있으며, 물류비의 감소를 위하여 압축강도가 강한 강화 골심지를 이용하여 이중양면 골판지를 양면 골판지로 생산하는 기술의 수요 또한 증가하고 있는 추세이며, 실제로 물품 수요에 있어서 양면 골판지의 비중이 증가하고 있는 상황이다. 그러나 현재 상용되는 골판지의 강도를 개선하기 위하여 생산된 강화 골심지는 밀도가 높거나 표면에 전분이 코팅되어 있어, 일반전분을 사용하는 골판지 접착제의 접착 성능이 저하되어 골판지의 품질 불량이 증가하고 있다. 또한, 골판지 제조에 사용되는 원단의 종류가 다양하고 품질변화가 심하며, 최근에 코루게이터(corrugator)의 속도가 빨라짐에 따라 접착력이 저하되는 문제가 있어 이를 개선할 수 있는 골판지 접착제의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
골판지용 전분계 접착제 제조 기술로 대한민국등록특허공보 제10-0818579호에는 저점도화 과정을 거치지 아니한 일반전분 또는 변성전분, 저점도화 전분, 및 콜로이드성 무기물을 포함하는 접착제 조성물이 개시되어 있으나, 상기 접착제 조성물은 전분계 접착제를 장기간 보관시 콜로이드성 무기물의 침전으로 인해 보관 안정성이 떨어지는 문제가 있고, 이로 인해 품질의 신뢰성이 저하될 수 있다. 또한, 콜도이드성 무기물의 침전을 억제하기 위해 전분계 접착제의 점도를 높게 유지하는 경우 일반 전분의 사용량이 늘어나고 원지로의 도포성 및 침투성이 떨어지는 문제가 있다. 또한, 대한민국등록특허공보 제10-1186071호에는 일반전분 또는 변성전분, 저점도화 전분, 콜로이드성 무기물 및 잉크 함유 폐수를 포함하는 접착제 조성물이 개시되어 있으나, 상기 접착제 조성물은 장기간 보관시 콜로이드성 무기물의 침전으로 인해 보관 안정성이 떨어지는 문제뿐만 아니라 노 캐리어 제호 방식에만 적용되는 한계를 가진다.
한편, 골판지용 전분계 접착제 제조시 사용되는 상업적인 첨가제로 타피오카 저점도 변성전분인 AMYLOK A(공급자 : National Starch and Chemical Co., 미국)와 일반 전분과 용해성 고분자가 혼합된 프리믹스 형태의 제품인 "강력분말"(공급자 : 화진 케미칼, 대한민국)이 있다. 이 중 AMYLOK A를 사용한 골판지용 전분계 접착제는 접착력이 상대적으로 떨어지고, 소정의 접착력을 유지하기 위해서는 일반 전분을 일정량 이상으로 사용하면서 동시에 수산화나트륨 및 붕사의 첨가량을 상향조절해야 하는 문제가 있다. 또한, "강력분말"은 골판지용 전분계 접착제 제조시 고분자에 의해 풀의 엉김 현상이 발생하고 이를 해결하기 위해 교반 속도를 높이거나 및 교반 시간을 늘려야 하는 문제가 있으며, 엉김 현상의 발생으로 인해 전분계 접착제의 점도 안정성이 떨어지는 문제가 있다.
본 발명은 종래의 배경하에서 도출된 것으로서, 본 발명의 일 목적은 점도 안정성과 접착력이 우수한 골판지용 전분계 접착제를 제공하는데에 있다.
본 발명의 다른 목적은 점도 안정성과 접착력이 우수한 골판지용 전분계 접착제의 제조방법을 제공하는데에 있다.
본 발명의 일 목적을 해결하기 위하여, 본 발명은 물, 미알파화 전분, 알파화 전분, 알칼리 물질 및 붕소 함유 화합물을 포함하는 조성물로서, 상기 미알파화 전분 대 알파화 전분의 중량비는 99:1 내지 60:40인 것을 특징으로 하는 골판지용 전분계 접착제를 제공한다.
본 발명의 다른 목적을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 예는 반응기에 물, 미알파화 전분 및 알칼리 물질을 첨가하고 교반하여 호화액 형태의 캐리어부를 형성하는 단계; 및 상기 캐리어부가 수용된 반응기에 물, 미알파화 전분, 알파화 전분 및 붕소함유 화합물을 첨가하고 교반하여 최종 조성물을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 최종 조성물 내에서 미알파화 전분 대 알파화 전분의 중량비는 99:1 내지 60:40인 것을 특징으로 하는 골판지용 전분계 접착제의 제조방법을 제공한다. 또한, 본 발명의 다른 예는 캐리어부용 반응기에 물, 미알파화 전분 및 알칼리 물질을 첨가하고 교반하여 호화액 형태의 캐리어부를 형성하는 단계; 메인부용 반응기에 물, 미알파화 전분, 알파화 전분 및 붕소함유 화합물을 첨가하고 교반하여 메인부를 형성하는 단계; 및 상기 캐리어부와 메인부를 혼합하여 최종 조성물을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 최종 조성물 내에서 미알파화 전분 대 알파화 전분의 중량비는 99:1 내지 60:40인 것을 특징으로 하는 골판지용 전분계 접착제의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 골판지용 전분계 접착제는 냉수에 대해 부분적으로 가용성을 가지는 알파화 전분 및 다른 구성성분과의 조화에 의해 접착력이 우수하고 동시에 장시간 보관하는 경우에도 점도 편차가 크지 않아 골판지 제조 현장에서 신뢰성을 확보할 수 있다.
도 1은 골판지(corrugated board)의 기본 구조를 나타낸 것이다.
도 2는 골판지의 종류를 나타낸 것이다.
도 3은 제조예 14, 제조예 15 및 비교제조예 5에서 제조한 골판지용 전분계 접착제의 보관 시간별 점도 변화를 나타낸 그래프이다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.
본 발명의 일 측면은 점도 안정성과 접착력이 우수한 골판지용 전분계 접착제에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 골판지용 전분계 접착제는 물, 미알파화 전분, 알파화 전분, 알칼리 물질 및 붕소 함유 화합물을 포함하는 조성물이다. 이때, 상기 미알파화 전분 대 알파화 전분의 중량비는 99:1 내지 60:40의 범위에서 선택될 수 있으며, 접착력 및 점도 안정성을 동시에 고려할 때 96:4 내지 70:30인 것이 바람직하고, 95:5 내지 80:20인 것이 더 바람직하다.
이하, 본 발명에 따른 골판지용 전분계 접착제를 구성성분별로 나누어 설명한다.
알파화 전분
본 발명에서 알파화 전분은 비변성 전분 또는 변성 전분을 미리 호화시켜 냉수에 대해 부분적으로 가용성을 가지는 특성을 가진 전분을 말한다. 본 발명에 사용되는 알파화 전분은 25℃의 물에 대한 용해도가 25~50%인 것이 바람직하고, 30~50%인 것이 더 바람직하고, 35~45%인 것이 가장 바람직하다. 상기 알파화 전분은 압출기, 드럼드라이어(드럼건조기) 또는 다른 열처리 등에 의해 제조될 수 있는데, 예를 들어 전분 호화액을 드럼드라이어로 건조시켜 제조하는 방법, 전분 슬러리를 드럼드라이어로 호화 및 건조시켜 제조하는 방법, 또는 전분 슬러리를 압출기로 압출하여 호화된 상태의 압출물을 형성하고 건조시켜 제조하는 방법 등이 있으며, 이 중에서 알파화 전분의 냉수에 대한 용해도를 고려할 때 전분 호화액을 드럼드라이어로 건조시켜 제조하는 방법이 바람직하다. 상기 알파화 전분은 비 변성 전분 또는 변성 전분을 원료 전분으로 하여 제조된다. 이때, 상기 비변성 전분은 다양한 원료에서 유래될 수 있으며, 예를 들어 옥수수 전분, 찰옥수수 전분, 감자 전분, 고구마 전분, 밀 전분, 쌀 전분, 타피오카 전분, 사고 전분(sago starch), 소검 전분(sorghum starch), 고아밀로오스 전분(예를 들어 아밀로오스 함량이 적어도 40 중량% 이상인 전분) 등에서 선택될 수 있다. 또한, 상기 변성 전분은 인산화 전분, 아세틸화 전분, 옥테닐숙신산 치환 전분, 히드록시프로필 전분, 인산가교 전분, 아세틸화아디핀산이 전분, 인산화인산이 전분, 히드록시프로릴인산이 전분 등에서 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 골판지용 전분계 접착제 내에서 알파화 전분의 함량은 크게 제한되지 않으며, 접착력 또는 점도 안정성을 고려할 때 조성물을 구성하는 물 100 중량부 당 0.1~15 중량부인 것이 바람직하고, 1~10 중량부인 것이 더 바람직하며, 1~5 중량부인 것이 가장 바람직하다.
미알파화 전분
본 발명에서 미알파화 전분은 알파화 과정을 거치지 않은 것이라면 그 종류가 크게 제한되지 않으며, 예를 들어 저점도화 과정을 거치지 않은 전분, 저점도화 전분 또는 저점도화 과정을 거치지 않은 전분 및 저점도화 전분의 조합으로 구성될 수 있다.
상기 저점도화 과정을 거치지 않은 전분은 산화처리, 산처리 또는 효소처리와 같은 저점도화 과정을 거치지 않은 일반 전분 또는 변성 전분을 의미한다. 예를 들어, 상기 저점도화 과정을 거치지 않은 일반 전분은 비변성 전분과 동일한 의미로 사용되며, 옥수수 전분, 찰옥수수 전분, 타피오카 전분, 감자 전분, 고구마 전분 및 밀 전분으로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상으로 구성될 수 있다. 또한, 상기 저점도화 과정을 거치지 않은 변성 전분은 옥수수 전분, 찰옥수수 전분, 타피오카 전분, 감자 전분, 고구마 전분 및 밀 전분으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 전분이 에스테르화, 에테르화, 가교화 또는 그라프트화에 의해 변성된 것일 수 있다. 본 발명에서 저점도화 과정을 거치지 않은 전분은 일부 또는 전부가 전분계 접착재 내에서 호화되거나 팽윤된 상태로 존재하며, 골판지 제조시 건조 과정을 거쳐 완전 호화되고 후기 접착력을 발휘한다.
상기 저점도화 전분은 산화처리, 산처리 또는 효소처리에 의해 본래 점도보다 낮은 점도를 가진 전분을 의미한다. 본 발명에서 사용되는 저점도화 전분은 옥수수 전분, 찰옥수수 전분, 타피오카 전분, 감자 전분, 고구마 전분 및 밀 전분으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 일반전분을 이용하여 얻은 산화전분(oxidized starch), 산처리전분(thin boiling starch), 덱스트린 또는 효소처리 전분일 수 있다. 본 발명에서 저점도화 전분은 호화 개시 온도가 낮고 저점도 특성을 가지며, 골판지 제조시 초기 접착력을 발휘하고, 전분계 접착제의 점도 안정성을 향상시킨다.
본 발명에 따른 골판지용 전분계 접착제에서 미알파화 전분의 함량은 크게 제한되지 않으며, 접착력 또는 점도 안정성을 고려할 때 조성물을 구성하는 물 100 중량부 당 10~40 중량부인 것이 바람직하고, 15~30 중량부인 것이 더 바람직하며, 15~25 중량부인 것이 가장 바람직하다. 또한, 본 발명에서 미알파화 전분이 저점도화 과정을 거치지 않은 전분과 저점도화 전분의 조합으로 구성되는 경우 저점도화 과정을 거치지 않은 전분 대 저점도화 전분의 중량비는 99:1 내지 65:35인 것이 바람직하고, 95:5 내지 70:30인 것이 더 바람직하며, 90:10 내지 70:30인 것이 가장 바람직하다.
알칼리 물질
본 발명에서 알칼리 물질은 물에 용해될 수 있고 전분을 호화시킬 수 있는 것이라면 그 종류가 크게 제한되지 않으며, 바람직하게는 수산화나트륨, 수산화칼슘 및 수산화칼륨으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있고 수산화나트륨인 것이 더 바람직하다. 또한, 상기 알칼리 물질은 캐리어부를 제조하는 과정에서 바람직하게는 물에 용해된 수용액 형태로 공급될 수 있다.
본 발명에 따른 골판지용 전분계 접착제에서 알칼리 물질의 함량은 전분의 사용량 등에 따라 다양한 범위에서 선택될 수 있으며, 예를 들어 조성물을 구성하는 물 100 중량부 당 0.1~2 중량부일 수 있고, 0.2~1.2 중량부인 것이 바람직하고, 0.5~1 중량부인 것이 더 바람직하다.
붕소 함유 화합물
본 발명에서 붕소 함유 화합물은 붕소를 함유하고 전분계 접착제의 초기 접착력을 개선시킬 수 있는 것이라면 그 종류가 크게 제한되지 않으며, 예를 들어 붕산 또는 붕산염에서 선택될 수 있고, 붕산염의 일 예인 붕사(borax)인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 골판지용 전분계 접착제에서 붕소 화합물의 함량은 전분 등과 같은 다른 구성성분의 사용량 등에 따라 다양한 범위에서 선택될 수 있으며, 예를 들어 조성물을 구성하는 물 100 중량부 당 0.05~2 중량부일 수 있고, 0.1~1 중량부인 것이 바람직하고, 0.2~0.8 중량부인 것이 더 바람직하다.
본 발명의 다른 측면은 점도 안정성과 접착력이 우수한 골판지용 전분계 접착제의 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 골판지용 전분계 접착제는 원 탱크(one tank) 제호 방식 또는 투 탱크(two tank) 제호 방식 등에 의해 제조될 수 있다. 일반적으로 캐리어부 및 메인부가 하나의 반응기에서 순차적으로 제조되어 전분계 접착제를 형성하는 경우 원 탱크(one tank) 제호 방식에 해당하고, 캐리어부 및 메인부가 서로 별도의 반응기에서 제조되고, 이후 혼합되어 전분계 접착제를 형성하는 경우 투 탱크(two tank) 제호 방식에 해당한다. 본 발명에 따른 골판지용 전분계 접착제의 제조방법은 전술한 골판지용 전분계 접착제의 내용을 모두 포함하며, 동일한 내용은 설명을 생략한다.
본 발명의 일 예에 따른 골판지용 전분계 접착제의 제조방법은 반응기에 물, 미알파화 전분 및 알칼리 물질을 첨가하고 교반하여 호화액 형태의 캐리어부를 형성하는 단계; 및 상기 캐리어부가 수용된 반응기에 물, 미알파화 전분, 알파화 전분 및 붕소함유 화합물을 첨가하고 교반하여 최종 조성물을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 골판지용 전분계 접착제의 제조방법은 원 탱크(one tank) 제호 방식에 의한 것이며, 최종 조성물 내에서 미알파화 전분 대 알파화 전분의 중량비는 99:1 내지 60:40인 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 알파화 전분은 25℃의 물에 대한 용해도가 25~50%인 것이 바람직하고, 전분 호화액을 드럼드라이어로 건조시켜 제조될 수 있다.
본 발명의 다른 예에 따른 골판지용 전분계 접착제의 제조방법은 캐리어부용 반응기에 물, 미알파화 전분 및 알칼리 물질을 첨가하고 교반하여 호화액 형태의 캐리어부를 형성하는 단계; 메인부용 반응기에 물, 미알파화 전분, 알파화 전분 및 붕소함유 화합물을 첨가하고 교반하여 메인부를 형성하는 단계; 및 상기 캐리어부와 메인부를 혼합하여 최종 조성물을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 골판지용 전분계 접착제의 제조방법은 투 탱크(two tank) 제호 방식에 의한 것이며, 최종 조성물 내에서 미알파화 전분 대 알파화 전분의 중량비는 99:1 내지 60:40인 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 알파화 전분은 25℃의 물에 대한 용해도가 25~50%인 것이 바람직하고, 전분 호화액을 드럼드라이어로 건조시켜 제조될 수 있다.
상기 원 탱크(one tank) 제호 방식 또는 투 탱크(two tank) 제호 방식에 의한 골판지용 전분계 접착제의 제조방법에서 최종 조성물은 물 100 중량부 당 미알파화 전분 10~40 중량부, 알파화 전분 0.1~15 중량부, 알칼리 물질 0.1~2 중량부 및 붕소 함유 화합물 0.1~1 중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 이때, 알칼리 물질은 수산화나트륨인 것이 바람직하다. 또한, 붕소 함유 화합물은 붕사인 것이 바람직하다.
또한, 상기 원 탱크(one tank) 제호 방식 또는 투 탱크(two tank) 제호 방식에 의한 골판지용 전분계 접착제의 제조방법에서 캐리어부를 구성하거나 메인부를 구성하는 미알파화 전분은 저점도화 과정을 거치지 않은 전분, 저점도화 전분 또는 저점도화 과정을 거치지 않은 전분과 저점도화 전분의 조합으로 구성될 수 있다. 상기 저점도화 과정을 거치지 않은 전분은 옥수수 전분, 찰옥수수 전분, 타피오카 전분, 감자 전분, 고구마 전분 및 밀 전분으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 일반전분일 수 있다. 또한, 상기 저점도화 과정을 거치지 않은 전분은 옥수수 전분, 찰옥수수 전분, 타피오카 전분, 감자 전분, 고구마 전분 및 밀 전분으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 전분이 에스테르화, 에테르화 또는 그라프트화된 변성 전분일 수 있다. 또한, 상기 저점도화 전분은 옥수수 전분, 찰옥수수 전분, 타피오카 전분, 감자 전분, 고구마 전분 및 밀 전분으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 전분의 산화전분, 산처리 전분, 덱스트린 또는 효소처리 전분일 수 있다.
한편, 상기 투 탱크(two tank) 제호 방식에 의한 골판지용 전분계 접착제의 제조방법에서 캐리어부를 구성하는 미알파화 전분은 저점도화 전분이고, 메인부를 구성하는 미알파화 전분은 저점도화 과정을 거치지 않은 전분인 것이 바람직하다. 이때, 메인부를 구성하는 저점도화 과정을 거치지 않은 전분 대 캐리어부를 구성하는 저점도화 전분의 중량비는 99:1 내지 65:35인 것이 바람직하고, 95:5 내지 70:30인 것이 더 바람직하며, 90:10 내지 70:30인 것이 가장 바람직하다.
본 발명에 따른 골판지용 전분계 접착제는 접착력이 우수하고 동시에 점도 안정성을 가진다. 또한, 본 발명에 따른 골판지용 전분계 접착제는 골판지 제조뿐만 아니라 , 벽지 제조, 종이층 결합, 또는 펄프 몰드 제조시에 접착제로 사용될 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 다만, 하기 실시예들은 본 발명의 기술적 특징을 명확하게 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 보호범위를 한정하는 것은 아니다.
1. 1차 실험 : 알파화 전분의 제조, 이를 이용한 골판지용 전분계 접착제의 제조 및 물성 측정
(1) 알파화 전분의 제조 및 물성 측정
제조예 1.
일반 옥수수 전분(제조사 : 대상 주식회사, 대한민국)을 물에 현탁하여 약 35% 고형분 농도의 전분 슬러리를 제조하였다. 이후, 전분 슬러리에 열을 가해 전분을 호화시키고 전분 호화액을 제조하였다. 전분 호화액을 가열된 드럼드라이어의 드럼 표면에 주입하고, 회전하는 드럼 표면에서 전분 호화액을 건조하여 호화 전분 필름을 형성하고, 칼날로 드럼 표면에 붙어있는 호화 전분 필름을 떨어뜨린 후 분쇄하여 알파화 전분을 제조하였다.
제조예 2.
일반 옥수수 전분(제조사 : 대상 주식회사, 대한민국)을 물에 현탁하여 약 35% 고형분 농도의 전분 슬러리를 제조하였다. 이후, 전분 슬러리를 3단 배럴(압출기의 원료 공급기에서 압출 다이로의 방향을 기준으로 3단 배럴은 T1, T2 및 T3임)을 구비한 압출기에 공급하고 배럴 T1 85~90℃, 배럴 T2 160~170℃ 및 배럴 T3 180~190℃의 조건에서 압출성형하였다. 이후, 압출성형물을 열풍 건조기로 약 50℃에서 건조하고 분쇄하여 알파화 전분을 제조하였다.
제조예 3.
일반 옥수수 전분(제조사 : 대상 주식회사, 대한민국)을 물에 현탁하여 약 35% 고형분 농도의 전분 슬러리를 제조하였다. 이후, 전분 슬러리를 스팀으로 가열된 드럼드라이어의 드럼 표면에 분무하고, 회전하는 드럼 표면에서 전분 슬러리를 호화 및 건조하여 호화 전분 필름을 형성하고, 칼날로 드럼 표면에 붙어있는 호화 전분 필름을 떨어뜨린 후 분쇄하여 알파화 전분을 제조하였다.
상기 제조예에서 제조한 알파화 전분의 물성으로 점도 및 용해도 상태를 측정하였다. 용해 상태는 용해도 및 용해 후의 층 분리 여부로 판단하였다.
* 점도 측정 : 알파화 전분 농도가 5 중량%인 호화액을 제조하고 50℃의 온도에서 브룩필드 점도계(Brookfield viscometer)를 이용하여 점도를 측정하였다.
* 용해 상태 측정 : 알파화 전분 시료 0.5g을 팔콘 튜브에 넣고 여기에 30㎖ 증류수를 첨가한 후 강하게 교반하였다. 이후, 25℃의 수욕(water bath)에서 30분간 방치하였다. 이후, 샘플을 원심분리(4000 rpm, 30분, 25℃)하고 층 분리 여부를 관찰하였다. 원심분리된 상등액만을 취하고 105℃에서 건조한 후 상등액의 건조 중량을 측정하였다. 용해도는 아래의 식으로 계산하였다.
Figure 112013116998574-pat00001

하기 표 1에 제조예 1 내지 3에서 제조한 알파화 전분의 물성 측정 결과를 나타내었다.
알파화 전분 구분 제조예 1 제조예 2 제조예 3
전분 물성 5% 호화액 점도(cPs) 190 14 203
용해도 41.81 33.32 23.23
원심분리 후 층 분리 여부 층 분리 없음 중간층 분리 상층 분리
상기 표 1에서 보이는 바와 같이 전분을 슬러리 상태에서 먼저 호화하고 드럼드라이어로 가열하여 건조하는 방법에 의해 제조된 알파화 전분(제조예 1)이 다른 알파화 전분에 비해 점도 및 용해도 특성이 양호하였다. 압출기로 압출하여 제조한 알파화 전분(제조예 2)의 경우 점도의 발현이 거의 되지 않았고, 전분 슬러리를 드럼드라이어에서 호화 및 건조시켜 제조한 알파화 전분(제조예3)의 경우 용해도가 상대적으로 낮게 나타났다.
(2) 투 탱크(two tank) 제호 방식에 의한 골판지용 전분계 접착제의 제조 및 물성 측정
제조예 4.
유리 재질의 반응기에 약 50℃의 물 500g을 넣고, 여기에 일반 옥수수 전분(제조사 : 대상 주식회사, 대한민국) 55g을 첨가하고 교반한 후, 다시 33 중량% 농도의 수산화나트륨 수용액 27.6g을 첨가하고 약 1500 rpm의 속도로 약 10분 동안 교반하여 호화액 형태의 캐리어부를 제조하였다. 유리 재질의 다른 반응기에 약 32℃의 물 790g을 넣고, 여기에 제조예 1에서 제조한 알파화 전분 22g, 일반 옥수수 전분(공급자 : 대상 주식회사, 대한민국) 242g 및 붕사 5.8g을 순차적으로 첨가하고 5분 동안 교반하여 메인부를 제조하였다. 이후, 캐리어부를 메인부가 수용된 반응기에 약 10분 동안 서서히 투입하고 약 15분 동안 교반하여 골판지용 전분계 접착제를 제조하였다.
제조예 5.
메인부를 제조하기 위해 제조예 1에서 제조한 알파화 전분 대신 제조예 2에서 제조한 알파화 전분을 사용한 점을 제외하고는 제조예 4와 동일한 방법으로 골판지용 전분계 접착제를 제조하였다.
제조예 6.
메인부를 제조하기 위해 제조예 1에서 제조한 알파화 전분 대신 제조예 3에서 제조한 알파화 전분을 사용한 점을 제외하고는 제조예 4와 동일한 방법으로 골판지용 전분계 접착제를 제조하였다.
상기 제조예에서 제조한 골판지용 전분계 접착제의 물성으로 포드 컵(Ford cup) 점도, 접착력 및 알칼리 민감도를 측정하였다.
* 포드 컵(Ford cup) 점도 : 골판지용 전분계 접착제를 포드용 컵 점도계(제품명 : Fordcup visco tester #3; 공급자 ; Soltec)의 포드 컵 용기에 넣고 포드 컵 용기 바닥의 구멍을 통해 일정량의 골판지용 접착제가 유출되는데 소요되는 시간을 측정하였다.
* 접착력 : 실험실용 코터(제품명 : K-Coater; 공급자 : RK Coat Instruments LTd)의 #3 로드바를 이용하여 KLB180 원지의 35㎜×*40㎜ 면적에 골판지용 전분계 접착제를 도포하였다. 이후, 도포된 부위에 다른 KLB180 원지를 붙이고, 약 150℃로 가온된 다리미로 문지르고 골판지용 접착제를 건조시켜 시료를 제조하였다. 이후, 인장강도 측정기(제품명 : TA-XT Plus; 공급자 : Stable Micro Systems)로 시료의 접착 강도를 측정하였다.
* 알칼리 민감도 : RVA 점도 측정기(제품명 : Rapid Visco Analyzer 4500; 제조사 : Perten Instruments)의 점도 측정용 용기에 골판지용 전분계 접착제 20g을 넣고, 여기에 1N 농도의 수산화나트륨 수용액 5㎖를 첨가하고 20℃에서 50℃까지 교반 및 가열하면서 시간에 따른 점도 변화를 측정하였다.
하기 표 2에 제조예 4 내지 6에서 제조한 골판지용 전분계 접착제의 물성 측정 결과를 나타내었다.
골판지용 전분계 접착제 구분 제조예4 제조예 5 제조예 6
골판지용 전분계 접착제에 사용한 알파화 전분 구분 제조예 1 제조예 2 제조예 3
접착제 물성 포드 컵 점도(초) 37 26 29
접착력(gf) 770 540 590
알칼리 민감도(cPs) 0분 414 209 444
10분 892 479 739
골판지용 전분계 접착제에 사용되는 전분은 상온에서 높은 용해 특성을 갖는 것이 바람직하고, 알칼리 반응에 대한 민감도가 큰 것이 바람직하다. 일반적으로 전분의 낮은 용해 특성과 골판지용 전분계 접착제의 낮은 알칼리 반응 특성은 초기 접착력 감소 및 보관 시간의 경과에 따른 접착제의 물성 변화를 야기할 수 있다.
2. 2차 실험 : 알파화 전분의 첨가 여부 또는 미알파화 전분과 알파화 전분의 첨가비에 따른 골판지용 전분계 접착제의 제조 및 물성 측정
(1) 원 탱크(one tank) 제호 방식에 의한 골판지용 전분계 접착제의 제조 및 물성 측정
제조예 7.
유리 재질의 반응기에 약 52℃의 물 750g을 넣고, 여기에 일반 옥수수 전분(제조사 : 대상 주식회사, 대한민국) 42.5g을 순차적으로 첨가하고 교반한 후, 다시 33 중량% 농도의 수산화나트륨 수용액 33g을 첨가하고 약 2000 rpm의 속도로 약 5분 동안 교반하여 호화액 형태의 캐리어부를 제조하였다. 이후, 반응기에 수용된 캐리어부를 계속 교반하면서, 여기에 약 32℃의 물 1000g, 일반 옥수수 전분(제조사 : 대상 주식회사, 대한민국) 267.25g 및 제조예 1에서 제조한 알파화 전분 132.75g을 순차적으로 첨가하고 5분 동안 교반하였다. 이후, 반응기에 붕사(borax) 6g을 첨가하고 5분 동안 교반하여 골판지용 전분계 접착제를 제조하였다.
제조예 8.
제조예 7과 동일한 조건 및 방법으로 캐리어부를 제조하였다. 이후, 반응기에 수용된 캐리어부를 계속 교반하면서, 여기에 약 32℃의 물 1000g, 일반 옥수수 전분(제조사 : 대상 주식회사, 대한민국) 311.5g 및 제조예 1에서 제조한 알파화 전분 88.5g을 순차적으로 첨가하고 5분 동안 교반하였다. 이후, 반응기에 붕사(borax) 6g을 첨가하고 5분 동안 교반하여 골판지용 전분계 접착제를 제조하였다.
제조예 9.
제조예 7과 동일한 조건 및 방법으로 캐리어부를 제조하였다. 이후, 반응기에 수용된 캐리어부를 계속 교반하면서, 여기에 약 32℃의 물 1000g, 일반 옥수수 전분(제조사 : 대상 주식회사, 대한민국) 355.75g 및 제조예 1에서 제조한 알파화 전분 44.25g을 순차적으로 첨가하고 5분 동안 교반하였다. 이후, 반응기에 붕사(borax) 6g을 첨가하고 5분 동안 교반하여 골판지용 전분계 접착제를 제조하였다.
제조예 10.
제조예 7과 동일한 조건 및 방법으로 캐리어부를 제조하였다. 이후, 반응기에 수용된 캐리어부를 계속 교반하면서, 여기에 약 32℃의 물 1000g, 일반 옥수수 전분(제조사 : 대상 주식회사, 대한민국) 377.87g 및 제조예 1에서 제조한 알파화 전분 22.13g을 순차적으로 첨가하고 5분 동안 교반하였다. 이후, 반응기에 붕사(borax) 6g을 첨가하고 5분 동안 교반하여 골판지용 전분계 접착제를 제조하였다.
제조예 11.
제조예 7과 동일한 조건 및 방법으로 캐리어부를 제조하였다. 이후, 반응기에 수용된 캐리어부를 계속 교반하면서, 여기에 약 32℃의 물 1000g, 일반 옥수수 전분(제조사 : 대상 주식회사, 대한민국) 395.57g 및 제조예 1에서 제조한 알파화 전분 4.43g을 순차적으로 첨가하고 5분 동안 교반하였다. 이후, 반응기에 붕사(borax) 6g을 첨가하고 5분 동안 교반하여 골판지용 전분계 접착제를 제조하였다.
비교제조예 1.
제조예 7과 동일한 조건 및 방법으로 캐리어부를 제조하였다. 이후, 반응기에 수용된 캐리어부를 계속 교반하면서, 여기에 약 32℃의 물 1000g 및 일반 옥수수 전분(제조사 : 대상 주식회사, 대한민국) 400g을 순차적으로 첨가하고 5분 동안 교반하였다. 이후, 반응기에 붕사(borax) 6g을 첨가하고 5분 동안 교반하여 골판지용 전분계 접착제를 제조하였다.
상기 제조예 7 내지 11 및 비교제조예 1에서 제조한 골판지용 전분계 접착제의 물성으로 저장 시간별 포드 컵(Ford cup) 점도 및 접착력을 측정하였다.
* 저장 시간별 포드 컵(Ford cup) 점도 : 골판지용 전분계 접착제를 제조한 직후에 바로 1차 실험에서 기재한 내용과 동일한 방법으로 접착제의 포드 컵 점도를 측정하였다. 이후, 골판지용 전분계 접착제를 열풍 건조기에 넣고 약 32℃에서 6시간 동안 저장한 후 꺼내어 접착제의 포드 컵 점도를 측정하였다.
* 접착력 : 1차 실험에서 기재한 내용과 동일한 방법으로 접착제의 접착 강도를 측정하였다.
하기 표 3에 제조예 7 내지 11 및 비교제조예 1에서 제조한 골판지용 전분계 접착제의 물성 측정 결과를 나타내었다.
접착제 구분 접착제 내 전분 종류에 따른 구성비 저장 시간별 포드 컵 점도(초) 접착력(gf)
미알파화 전분 알파화 전분 전분 함유 첨가제 제품 0시간 저장 6시간 저장
제조예 7 70 30 - 48 51 754
제조예 8 80 20 - 43 48 787
제조예 9 90 10 - 39 42 890
제조예 10 95 5 - 37 36 970
제조예 11 99 1 - 37 36 720
비교제조예 1 100 - - 45 52 678
상기 표 3에서 보이는 바와 같이 알파화 전분을 포함하는 골판지용 전분계 접착제는 알파화 전분을 포함하지 않는 골판지용 전분계 접착제에 비해 보관 시간에 따른 점도 변화가 크지 않고 접착력도 우수한 것으로 나타났다.
(2) 투 탱크(two tank) 제호 방식에 의한 골판지용 전분계 접착제의 제조 및 물성 측정
제조예 12.
유리 재질의 반응기에 약 50℃의 물 500g을 넣고, 여기에 일반 옥수수 전분(공급자 : 대상 주식회사, 대한민국) 55g을 첨가하고 교반한 후, 다시 33 중량% 농도의 수산화나트륨 수용액 27.6g을 첨가하고 약 1500 rpm의 속도로 약 10분 동안 교반하여 호화액 형태의 캐리어부를 제조하였다. 유리 재질의 다른 반응기에 약 32℃의 물 790g을 넣고, 여기에 제조예 1에서 제조한 알파화 전분 31.9g, 일반 옥수수 전분(제조사 : 대상 주식회사, 대한민국) 232.1g 및 붕사 5.8g을 순차적으로 첨가하고 5분 동안 교반하여 메인부를 제조하였다. 이후, 캐리어부를 메인부가 수용된 반응기에 약 10분 동안 서서히 투입하고 약 15분 동안 교반하여 골판지용 전분계 접착제를 제조하였다.
비교제조예 2.
제조예 12와 동일한 조건 및 방법으로 캐리어부를 제조하였다. 유리 재질의 다른 반응기에 약 32℃의 물 790g을 넣고, 여기에 전분계 접착제용 첨가제 조성물로 일반 전분과 용해성 고분자가 혼합된 프리믹스 형태의 제품(제품명 : 강력분말; 공급자 : 화진 케미칼, 대한민국) 28.71g, 일반 옥수수 전분(제조사 : 대상 주식회사, 대한민국) 235.29g 및 붕사 5.8g을 순차적으로 첨가하고 5분 동안 교반하여 메인부를 제조하였다. 이후, 캐리어부를 메인부가 수용된 반응기에 약 10분 동안 서서히 투입하고 약 15분 동안 교반하여 골판지용 전분계 접착제를 제조하였다.
비교제조예 3.
제조예 12와 동일한 조건 및 방법으로 캐리어부를 제조하였다. 유리 재질의 다른 반응기에 약 32℃의 물 890g을 넣고, 여기에 전분계 접착제용 첨가제 조성물로 일반 전분과 용해성 고분자가 혼합된 프리믹스 형태의 제품(제품명 : 강력분말; 공급자 : 화진 케미칼, 대한민국) 28.71g, 일반 옥수수 전분(제조사 : 대상 주식회사, 대한민국) 235.29g 및 붕사 5.8g을 순차적으로 첨가하고 5분 동안 교반하여 메인부를 제조하였다. 이후, 캐리어부를 메인부가 수용된 반응기에 약 10분 동안 서서히 투입하고 약 15분 동안 교반하여 골판지용 전분계 접착제를 제조하였다.
상기 제조예 12, 비교제조예 2 및 비교제조예 3에서 제조한 골판지용 전분계 접착제의 물성으로 저장 시간별 점도 및 접착력을 측정하였다.
* 저장 시간별 점도 : 골판지용 전분계 접착제를 제조한 직후에 브룩필드 점도계(Brookfield viscometer)를 이용하여 점도를 측정하였다. 이후, 골판지용 전분계 접착제를 열풍 건조기에 넣고 약 32℃에서 6시간 동안 저장한 후 꺼내어 접착제의 점도를 측정하였다.
* 접착력 : 1차 실험에서 기재한 내용과 동일한 방법으로 접착제의 접착 강도를 측정하였다.
하기 표 4에 제조예 12, 비교제조예 2 및 비교제조예 3에서 제조한 골판지용 전분계 접착제의 물성 측정 결과를 나타내었다.
접착제 구분 접착제 내 전분 종류에 따른 구성비 저장 시간별 점도(cPs) 접착력(gf)
미알파화 전분 알파화 전분 전분 함유 첨가제 제품 0시간 저장 6시간 저장
제조예 12 90 10 - 315 310 889
비교제조예 2 91 - 9 280 253 750
비교제조예 3 91 - 9 310 265 810
상기 표 4에서 보이는 바와 같이 알파화 전분을 포함하는 골판지용 전분계 접착제는 알파화 전분 대신 상업적인 첨가제(일반 전분과 용해성 고분자가 혼합된 프리믹스 형태의 제품; 공급자 : 화진 케미칼, 대한민국)를 포함하는 골판지용 전분계 접착제에 비해 보관 시간에 따른 점도 변화가 크지 않고 접착력도 우수한 것으로 나타났다. 구체적으로 제조예 12에서 제조한 골판지용 전분계 접착제는 6시간 저정하였을 때 점도 변화가 최초 점도를 기준으로 1.6% 감소한 반면, 비교제조예 2 및 비교제조예 3에서 제조한 골판지용 전분계 접착제는 각각 12.1% 및 14.6% 감소하였다.
3. 3차 실험 : 알파화 전분을 포함하는 골판지용 전분계 접착제의 현장 적용 시험 및 물성 측정
골판지 제조 전문업체인 A사 및 B사에 의뢰하여 현장 수준에서 투 탱크(two tank) 제호 방식에 의해 골판지용 전분계 접착제를 제조하고 이의 물성을 측정하였다.
(1) A사에 의한 골판지용 전분계 접착제의 제조 및 물성 측정
제조예 13.
캐리어부 반응관에 약 50℃의 물 500㎏을 채워 넣고, 여기에 일반 옥수수 전분(공급자 : 대상 주식회사, 대한민국) 55㎏을 첨가하고 교반한 후, 다시 물 18.4ℓ에 98% 순도의 수산화나트륨 9.2㎏을 용해시켜 제조한 수산화나트륨 수용액을 첨가하고 약 15분 동안 교반하여 호화액 형태의 캐리어부를 제조하였다. 메인부 반응관에 약 32℃의 물 790㎏을 채워 넣고, 여기에 제조예 1에서 제조한 알파화 전분 31.9㎏, 일반 옥수수 전분(제조사 : 대상 주식회사, 대한민국) 232.1㎏ 및 붕사 5.8㎏을 순차적으로 첨가하고 약 10분 동안 교반하여 메인부를 제조하였다. 이후, 캐리어부를 메인부가 수용된 반응관에 약 15분 동안 서서히 투입하고 약 15분 동안 교반하여 골판지용 전분계 접착제를 제조하였다.
비교제조예 4.
캐리어부 반응관에 약 50℃의 물 500㎏을 채워 넣고, 여기에 일반 옥수수 전분(공급자 : 대상 주식회사, 대한민국) 55㎏을 첨가하고 교반한 후, 다시 물 18.4ℓ에 98% 순도의 수산화나트륨 9.2㎏을 용해시켜 제조한 수산화나트륨 수용액을 첨가하고 약 15분 동안 교반하여 호화액 형태의 캐리어부를 제조하였다. 메인부 반응관에 약 32℃의 물 790㎏을 채워 넣고, 여기에 일반 옥수수 전분(제조사 : 대상 주식회사, 대한민국) 264㎏ 및 붕사 5.8㎏을 순차적으로 첨가하고 약 10분 동안 교반하여 메인부를 제조하였다. 이후, 캐리어부를 메인부가 수용된 반응관에 약 15분 동안 서서히 투입하고 약 15분 동안 교반하여 골판지용 전분계 접착제를 제조하였다.
상기 제조예 13 및 비교제조예 4에서 제조한 골판지용 전분계 접착제의 물성으로 포드 컵(Ford cup) 점도 및 접착력을 측정하였다.
* 포드 컵(Ford cup) 점도 : 1차 실험에서 기재한 내용과 동일한 방법으로 접착제의 포드 컵 점도를 측정하였다.
* 접착력 : 1차 실험에서 기재한 내용과 동일한 방법으로 접착제의 접착 강도를 측정하였다.
하기 표 5에 제조예 13 및 비교제조예 4에서 제조한 골판지용 전분계 접착제의 물성 측정 결과를 나타내었다.
접착제 구분 접착제 내 전분 종류에 따른 구성비 포드 컵 점도(초) 접착력(gf)
미알파화 전분 알파화 전분
제조예 13 90 10 63 687
비교제조예 4 100 - 63 569
상기 표 5에서 보이는 바와 같이 현장 수준의 테스트에서도 알파화 전분을 포함하는 골판지용 전분계 접착제의 접착력이 더 우수하였다.
(2) B사에 의한 골판지용 전분계 접착제의 제조 및 물성 측정
제조예 14.
캐리어부 반응관에 약 50℃의 물 440㎏을 채워 넣고, 여기에 저점도 산 처리 전분(제조사 : 대상 주식회사, 대한민국) 44㎏을 첨가하고 교반한 후, 다시 물 15ℓ에 98% 순도의 수산화나트륨 7.2㎏을 용해시켜 제조한 수산화나트륨 수용액을 첨가하고 약 15분 동안 교반하여 호화액 형태의 캐리어부를 제조하였다. 메인부 반응관에 약 40℃의 물 575㎏을 채워 넣고, 여기에 제조예 1에서 제조한 알파화 전분 24㎏, 일반 옥수수 전분(제조사 : 대상 주식회사, 대한민국) 172㎏ 및 붕사 5.2㎏을 순차적으로 첨가하고 약 10분 동안 교반하여 메인부를 제조하였다. 이후, 캐리어부를 메인부가 수용된 반응관에 약 15분 동안 서서히 투입하고 약 15분 동안 교반하여 골판지용 전분계 접착제를 제조하였다.
제조예 15.
캐리어부 반응관에 약 50℃의 물 440㎏을 채워 넣고, 여기에 저점도 산 처리 전분(제조사 : 대상 주식회사, 대한민국) 44㎏을 첨가하고 교반한 후, 다시 물 15ℓ에 98% 순도의 수산화나트륨 7.2㎏을 용해시켜 제조한 수산화나트륨 수용액을 첨가하고 약 15분 동안 교반하여 호화액 형태의 캐리어부를 제조하였다. 메인부 반응관에 약 40℃의 물 575㎏을 채워 넣고, 여기에 제조예 1에서 제조한 알파화 전분 24㎏, 일반 옥수수 전분(제조사 : 대상 주식회사, 대한민국) 172㎏, 붕사 5.2㎏ 및 액상의 요소포르말린 수지(ures formaldehyde resin; 공급자 : 화진 케미칼, 대한민국) 3.6㎏를 순차적으로 첨가하고 약 10분 동안 교반하여 메인부를 제조하였다. 이후, 캐리어부를 메인부가 수용된 반응관에 약 15분 동안 서서히 투입하고 약 15분 동안 교반하여 골판지용 전분계 접착제를 제조하였다.
비교제조예 5.
캐리어부 반응관에 약 50℃의 물 440㎏을 채워 넣고, 여기에 저점도 산 처리 전분(제조사 : 대상 주식회사, 대한민국) 44㎏을 첨가하고 교반한 후, 다시 물 15ℓ에 98% 순도의 수산화나트륨 7.2㎏을 용해시켜 제조한 수산화나트륨 수용액을 첨가하고 약 15분 동안 교반하여 호화액 형태의 캐리어부를 제조하였다. 메인부 반응관에 약 40℃의 물 575㎏을 채워 넣고, 여기에 전분계 접착제용 첨가제 조성물로 일반 전분과 용해성 고분자가 혼합된 프리믹스 형태의 제품(제품명 : 강력분말; 공급자 : 화진 케미칼, 대한민국) 24㎏, 일반 옥수수 전분(제조사 : 대상 주식회사, 대한민국) 172㎏, 붕사 5.2㎏ 및 액상의 요소포르말린 수지(ures formaldehyde resin; 공급자 : 화진 케미칼, 대한민국) 3.6㎏를 순차적으로 첨가하고 약 10분 동안 교반하여 메인부를 제조하였다. 이후, 캐리어부를 메인부가 수용된 반응관에 약 15분 동안 서서히 투입하고 약 15분 동안 교반하여 골판지용 전분계 접착제를 제조하였다.
상기 제조예 14, 제조예 15 및 비교제조예 5에서 제조한 골판지용 전분계 접착제의 물성으로 포드 컵(Ford cup) 점도 및 접착력을 측정하였다.
* 포드 컵(Ford cup) 점도 : 1차 실험에서 기재한 내용과 동일한 방법으로 접착제의 포드 컵 점도를 측정하였다.
* 접착력 : 1차 실험에서 기재한 내용과 동일한 방법으로 접착제의 접착 강도를 측정하였다.
하기 표 6에 제조예 14, 제조예 15 및 비교제조예 5에서 제조한 골판지용 전분계 접착제의 물성 측정 결과를 나타내었다.
접착제 구분 접착제 내 전분 종류에 따른 구성비 포드 컵 점도(초) 접착력(gf)
미알파화 일반전분 저점도화 전분 알파화 전분 전분 함유 첨가제 제품
제조예 14 71.7 18.3 10 - 42 567
제조예 15 71.7 18.3 10 - 42 543
비교제조예 5 71.5 18.3 - 10 42 550
또한, 제조예 14, 제조예 15 및 비교제조예 5에서 제조한 골판지용 전분계 접착제에 대하여 제조한 직후부터 1시간 간격으로 포드 컵(Ford cup) 점도를 측정하여 점도 안정성을 평가하였다. 하기 표 7에 보관 시간의 경과에 따른 접착제의 포드 컵(Ford cup) 점도 변화를 나타내었다. 또한, 도 3은 제조예 14, 제조예 15 및 비교제조예 5에서 제조한 골판지용 전분계 접착제의 보관 시간별 점도 변화를 나타낸 그래프이다.
접착제 구분 제조예 14 제조예 15 비교제조예 5
접착제 제조 후 경과 시간에 따른 포드 컵 점도(초) 1시간 경과 48 41 45
2시간 경과 45 40 34
3시간 경과 42 40 28
4시간 경과 40 42 41
5시간 경과 47 42 38
6시간 경과 46 45 37
상기 표 6에서 보이는 바와 같이 제조예 14, 제조예 15 및 비교제조예 5에서 제조한 골판지용 전분계 접착제 사이의 접착력 차이는 크지 않았으나, 표 7 및 도 3에서 보이는 바와 같이 비교제조예 5에서 제조한 골판지용 전분계 접착제는 보관 시간별 점도 편차가 커서 점도 안정성이 상대적으로 떨어지는 것으로 나타났다.
이상에서와 같이 본 발명을 상기의 실시예를 통해 설명하였지만 본 발명이 반드시 여기에만 한정되는 것은 아니며 본 발명의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 본 발명에 첨부된 특허청구의 범위에 속하는 모든 실시 형태를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (25)

  1. 물, 미알파화 전분, 알파화 전분, 알칼리 물질 및 붕소 함유 화합물을 포함하는 조성물로서,
    상기 미알파화 전분 대 알파화 전분의 중량비는 99:1 내지 60:40이고,
    상기 미알파화 전분은 저점도화 과정을 거치지 않은 전분과 저점도화 전분으로 구성되는 것을 특징으로 하는 골판지용 전분계 접착제.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 알파화 전분은 25℃의 물에 대한 용해도가 25~50%인 것을 특징으로 하는 골판지용 전분계 접착제.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 알파화 전분은 전분 호화액을 드럼드라이어로 건조시켜 제조한 것을 특징으로 하는 골판지용 전분계 접착제.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 알칼리 물질은 수산화나트륨인 것을 특징으로 하는 골판지용 전분계 접착제.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 붕소 함유 화합물은 붕사인 것을 특징으로 하는 골판지용 전분계 접착제.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물은 물 100 중량부 당 미알파화 전분 10~40 중량부, 알파화 전분 0.1~15 중량부, 알칼리 물질 0.1~2 중량부 및 붕소 함유 화합물 0.1~1 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 골판지용 전분계 접착제.
  7. 삭제
  8. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저점도화 과정을 거치지 않은 전분은 옥수수 전분, 찰옥수수 전분, 타피오카 전분, 감자 전분, 고구마 전분 및 밀 전분으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 일반전분 또는 옥수수 전분, 찰옥수수 전분, 타피오카 전분, 감자 전분, 고구마 전분 및 밀 전분으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 전분이 에스테르화, 에테르화 또는 그라프트화된 변성 전분인 것을 특징으로 하는 골판지용 전분계 접착제.
  9. 삭제
  10. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저점도화 전분은 옥수수 전분, 찰옥수수 전분, 타피오카 전분, 감자 전분, 고구마 전분 및 밀 전분으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 전분의 산화전분, 산처리 전분, 덱스트린 또는 효소처리 전분인 것을 특징으로 하는 골판지용 전분계 접착제.
  11. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저점도화 과정을 거치지 않은 전분 대 저점도화 전분의 중량비는 99:1 내지 65:35인 것을 특징으로 하는 골판지용 전분계 접착제.
  12. 반응기에 물, 미알파화 전분 및 알칼리 물질을 첨가하고 교반하여 호화액 형태의 캐리어부를 형성하는 단계; 및
    상기 캐리어부가 수용된 반응기에 물, 미알파화 전분, 알파화 전분 및 붕소함유 화합물을 첨가하고 교반하여 최종 조성물을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 최종 조성물 내에서 미알파화 전분 대 알파화 전분의 중량비는 99:1 내지 60:40이고,
    상기 최종 조성물 내에서 미알파화 전분은 저점도화 과정을 거치지 않은 전분과 저점도화 전분으로 구성되는 것을 특징으로 하는 골판지용 전분계 접착제의 제조방법.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 알파화 전분은 25℃의 물에 대한 용해도가 25~50%인 것을 특징으로 하는 골판지용 전분계 접착제의 제조방법.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 알파화 전분은 전분 호화액을 드럼드라이어로 건조시켜 제조한 것을 특징으로 하는 골판지용 전분계 접착제의 제조방법.
  15. 캐리어부용 반응기에 물, 미알파화 전분 및 알칼리 물질을 첨가하고 교반하여 호화액 형태의 캐리어부를 형성하는 단계;
    메인부용 반응기에 물, 미알파화 전분, 알파화 전분 및 붕소함유 화합물을 첨가하고 교반하여 메인부를 형성하는 단계; 및
    상기 캐리어부와 메인부를 혼합하여 최종 조성물을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 최종 조성물 내에서 미알파화 전분 대 알파화 전분의 중량비는 99:1 내지 60:40이고,
    상기 최종 조성물 내에서 미알파화 전분은 저점도화 과정을 거치지 않은 전분과 저점도화 전분으로 구성되는 것을 특징으로 하는 골판지용 전분계 접착제의 제조방법.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 알파화 전분은 25℃의 물에 대한 용해도가 25~50%인 것을 특징으로 하는 골판지용 전분계 접착제의 제조방법.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 알파화 전분은 전분 호화액을 드럼드라이어로 건조시켜 제조한 것을 특징으로 하는 골판지용 전분계 접착제의 제조방법.
  18. 제 12항 내지 제 17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 최종 조성물은 물 100 중량부 당 미알파화 전분 10~40 중량부, 알파화 전분 0.1~15 중량부, 알칼리 물질 0.1~2 중량부 및 붕소 함유 화합물 0.1~1 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 골판지용 전분계 접착제의 제조방법.
  19. 제 12항 내지 제 17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 알칼리 물질은 수산화나트륨인 것을 특징으로 하는 골판지용 전분계 접착제의 제조방법.
  20. 제 12항 내지 제 17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 붕소 함유 화합물은 붕사인 것을 특징으로 하는 골판지용 전분계 접착제의 제조방법.
  21. 제 12항 내지 제 17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저점도화 과정을 거치지 않은 전분은 옥수수 전분, 찰옥수수 전분, 타피오카 전분, 감자 전분, 고구마 전분 및 밀 전분으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 일반전분 또는 옥수수 전분, 찰옥수수 전분, 타피오카 전분, 감자 전분, 고구마 전분 및 밀 전분으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 전분이 에스테르화, 에테르화 또는 그라프트화된 변성 전분인 것을 특징으로 하는 골판지용 전분계 접착제의 제조방법..
  22. 제 12항 내지 제 17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저점도화 전분은 옥수수 전분, 찰옥수수 전분, 타피오카 전분, 감자 전분, 고구마 전분 및 밀 전분으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 전분의 산화전분, 산처리 전분, 덱스트린 또는 효소처리 전분인 것을 특징으로 하는 골판지용 전분계 접착제의 제조방법..
  23. 제 15항 내지 제 17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캐리어부를 구성하는 미알파화 전분은 저점도화 전분이고, 상기 메인부를 구성하는 미알파화 전분은 저점도화 과정을 거치지 않은 전분인 것을 특징으로 하는 골판지용 전분계 접착제의 제조방법.
  24. 삭제
  25. 제 12항 내지 제 17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 최종 조성물 내에서 저점도화 과정을 거치지 않은 전분 대 저점도화 전분의 중량비는 99:1 내지 65:35인 것을 특징으로 하는 골판지용 전분계 접착제의 제조방법.
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