JPS5923744B2 - キャリヤ−型澱粉系接着剤の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は段ボールその他の紙製品の製造に適した加熱接
着型の澱粉系接着剤の製造法に関する。

段ボール製造用澱粉系接着剤の製造法としては、ステイ
ンーホール法があり、この方法は１９３０年代に米国に
導入され、現在尚世界中の殆んどの国で使用されている
。上記接着剤は、水に懸濁させた生澱粉粒に糊化澱粉を
加えて増粘し、かくして澱粉粒の沈殿を防止したもので
ある。混合物中には苛性ソーダ及び硼砂が加えられこれ
により生澱粉粒の糊化温度の調整がなされ、また接着剤
の粘着力（タツク）及び腰（ボデイ）の改善が行なわれ
る。

ステインーホール法において、糊化澱粉部は、通常［キ
ャリヤ一部］と呼ばれ、生澱粉部とは別途に調製されて
いる。

キヤリャ一部は澱粉系接着剤に必要な粘度を与え、生澱
粉部内の生澱粉粒子を懸濁させるのみならず、段ボール
製造機の接着剤アプリケーターロールによる接着剤のピ
ツクアツプを可能とする。ほとんどの段ボール箱用プラ
ントにおいて、キヤリヤ一部はプライマリーミキサ一又
はキヤリヤーミキサ一と呼ばれる個別のタンク内で調製
される。キャリャ一部は次いでセカンダリーミキサ一又
は主混合タンク内で生澱粉スラリーと混合される。現在
ステインーホール法の下記各種の改良法が用いられてい
る。

（ａ）キヤリヤ一部を糊化及び乾燥し（予備糊化澱粉）
、次いで乾燥物質の水中への添加に先立ち、生澱粉部と
予備ブレンドする。

この方法は澱粉接着剤の唯一のタンクでの製造を可能と
するが、予備糊化澱粉の製造及び引き続くブレンド工程
が高価につき経済的でない。冷水溶解性のキヤリヤ一と
してカルボキシメチルセルロースを使用すること（米国
特許第３０１５５７２号参照）も、同様に経済的でない
。（ｂ）澱粉のキヤリヤ一部を主混合タンク内で製造す
る。

次いで冷水をキャリヤ一部に加えてこれを冷却すると共
に充分に希釈して、生澱粉部をキヤリヤ一液中に分散で
きるようにする。この方法では粘稠なキヤリヤ一液中に
生澱粉を分散させることが困難なため、高性能ミキサー
が必要となる。（ｃ）澱粉懸濁液をインラインクツカ一
（ＩｎｌｌｎｅｃＯＯｋｅｒ）を通して循環することに
より、充分量の澱粉を糊化させキヤリヤ一を形成させて
、キヤリヤ一部を調製する。

この方法では設備費が高いものとなる。（ｄ）無キャリ
ャ一法（米国特許第３３５５３０７号参照）。

この方法は１つのタンクでの調製が可能であるが、条件
を制御して糊化キヤリヤ一の形成を防止すると共に生澱
粉粒を均質に且つ部分的に膨潤させて必要な粘度を得る
ようにしなければならない。上記ステインーホール改良
法のうち後の三つの方法は、自動化するのにかなり高価
なものとなる。

多くの国では労働コストが増大し、澱粉混合法の自動化
が要請され、益々重要なものとなつてきている。本発明
の目的は、キヤリヤ一型の澱粉系接着剤の製造法を著し
く単純化することにある。

本発明は異なる糊化温度を有する少なくとも二種の澱粉
部を水と混合してスラリーを形成させる工程、及び低い
糊化温度を有する澱粉部を糊化させて、該澱粉部より高
い糊化温度を有する生澱粉部のための安定な糊化キヤリ
ヤ一を形成させる工程を含むことを特徴とするキヤリヤ
一型澱粉系接着剤の製造法に係る。

低い糊化温度を有する澱粉部の糊化は、スラリーを、該
澱粉部の糊化温度に達するまで加熱するか又はスラリー
の混合時に、該澱粉部が糊化を起すに足りる温度に加熱
した水中で、上記低い糊化温度を有する澱粉部を混合す
ることにより行なうことができる。

本発明方法は、例えば約５℃以上のように比較的かけは
なれた糊化温度を有する２以上の澱粉部を用いて行うの
が有利である。

しかしキャリヤ一部の糊化期間中スラリーの温度を非常
にゆつくりと上昇させる場合には、糊化温度差が２〜３
℃程度であつてもよい。水中における異なる澱粉部を適
当な濃度とすることにより、生澱粉粒を支持し且つ接着
剤アプリケーターロールによりピツクアツプし得る所望
の粘度を有する接着剤が製造でき、また生澱粉部の活性
化によつて、必要な接着強度を発揮する最終接着剤製品
を提供できる。二つの澱粉部は異なる糊化温度を有する
二種の異なる澱粉からなるのが好ましい。

しかし各澱粉部を同一タイプの澱粉で構成し、その一方
を公知の方法に従い変性して糊化温度を所望の範囲で上
昇もしくは下降させてもよい。苛性ソーダもしくは他の
適当なアルカリが澱粉の糊化を調節するのに用いられる
ことはよく知られている。

このことからスラリーに苛性ソーダ等のアルカリを添加
して、粉化温度の低い澱粉部の糊化温度を調節するのが
好ましい。苛性ソーダ等は、初期の澱粉スラリーの形成
の前、途中及び後のいずれかの時期に混合物中に添加で
きる。苛性ソーダ等を用いる場合、糊化温度の低い澱粉
部（キヤリヤ一）が糊化後に、硼砂もしくは硼酸等の緩
衝物質を混合物に添加し、混合物の粘度が適当な上昇を
示すようにすることができる。公知の澱粉製造加工法と
同様に、他の添加剤例えば脱泡剤、充填剤、湿潤剤等を
混合物に添加して、最終の澱粉製品に所望の性質を付与
することもできる。

本発明方法は、公知の方法に比し下記の利点を有してい
る。

１ 所望粘度とするためのキヤリャ一部の別途調製が不
必要であり、該キヤリャ一はその場で形成し得る。

２ 全混合工程を単一の混合タンク内で行ない得、高性
能混合機やインラインクツカ一の必要もない。

３ 異なる澱粉の予備ブレンドが不必要である。

４ 混合工程は比較的安価に自動化できる。

本発明方法により糊化澱粉キヤリヤ一部と該部中に分散
され、該部の澱粉よりも高い糊化温度を有する生澱粉部
との混合物から成るキヤリヤ一型澱粉系接着剤が得られ
る。本発明の好ましい製造方法によれば、異なる糊化温
度を有する澱粉類を混合タンク内で水中に分散させる。

分散物に苛性ソーダ水溶液を加え、混合物を次いで低い
糊化温度を有する澱粉が糊化するまでゆつくり加温して
適当な粘度を有する混合物とする。次いで硼砂及び必要
に応じて他の添加剤を添加して接着剤を得る。また必要
ならば初期混合物の調製に当り一部の水の使用を省略し
て、低い糊化温度を有するキヤリヤ一部の糊化を行なう
ことができる。

この場合糊化後に水の相当部を加え、次いで硼砂及び他
の添加剤を添加すればよい。澱粉類を分散させるに先立
つて水に苛性ソーダを溶解させてもよい。

澱粉類を分散させて後は、上記した方法と同様にすれば
よい。更に水と澱粉との混合物をまず加熱し、適当な温
度となつた後にアルカリを添加することも可能である。
糊化温度の低い澱粉と水との使用割合は、使用する澱粉
の糊化粘度及び最終接着剤の所望粘度に応じて適宜に決
定できるが、通常重量比で約１：１０〜約１：５０好ま
しくは約１！２５〜約１：３５の範囲とされ得る。

最終接着剤中に生澱粉部として残存する高い糊化温度を
有する澱粉と水との使用割合は、最終接着剤の所望の全
固形分濃度に応じて適宜に決定できるが、通常重量比で
約１：２〜約１：８、好ましくは約１：３〜約１：５の
範囲とされ得る。

また最終接着剤における上記低い糊化温度を有する澱粉
部と、それよりも高い糊化温度を有する澱粉部との重量
比は、約１：１０〜約１：４の範囲とするのが好ましい
。更に之等２種の澱粉部の合計と水との重量比は、約１
：２〜約１：４の範囲内にあるのが望ましく、約１：３
の前後であることがより好ましい。苛性ソーダ等のアル
カリ及び硼砂等の緩衝物質の使用量は、最終的に生澱粉
部となる澱粉及び最終接着剤中の該生澱粉のための所望
のゲル化温度に応じて適宜に決定できる。

之等の最適使用量は、使用される澱粉の種類や製造条件
を考慮して、常法に従い決定すればよく、詳述する迄も
なく、当業者にとつて自明の所である。以下本発明の実
施例を掲げる。

実施例 １ 実験室規模におけるこの態様では、タピオカ澱粉３５０
７及びコーンスターチ３０００７を水９１中に分散させ
る。

２０％Ｗ／Ｖ苛性ソーダ水溶液５００ＴｆＬ１を上記澱
粉分散液中に攪拌下除々に添加する。

混合物を次いでタピオカ澱粉が糊化するまでゆつくり加
温する。上記糊化は混合物の屈折率変化により測定され
、この段階における混合物の温度は３８℃である。硼砂
（Ｈ２ＯｌＯモル）５５７を混合物に加え、更に１０分
間攪拌して硼砂を溶解させ、接着剤を得る。得られた接
着剤の粘度は５２秒（ステインーホールカツプ）であり
、ゲル化温度は６３℃であつた。

実施例 ２ 苛性ソーダ１００ｙを水９％ｌに溶解させ且つコーンス
ターチとタピオカ澱粉とを薄い苛性ソーダ水溶液に分散
させる以外は、実施例１と同様にして接着剤を得る。

上記添加の順序の相異によつても上記したタピオカ澱粉
の糊化温度及び最終接着剤特性はほとんど変化しなかつ
た。実施例 ３ 工業的小規模におけるこの態様ではミキサー内で苛性ソ
ーダ７Ｋｇを水９２５１に添加し、混合物を２０〜゛２
５℃に加温して１．１％苛性ソーダ水溶液を得る。

市販級コーンスターチ３００ｋ９及び次いで小麦澱粉４
５ｋｇを上記苛性ソーダ分散液に添加し、混合物を激し
く混合する。混合物を約３２゜Ｃに加温後同温度に約１
０分間保持する。硼砂（１０水和物）約６１＜ｇを含む
水溶液を加え、混合物を更に１０分間攪拌する。上記に
より得られる接着剤は、通常の操業条件下における二層
板の製造に必要な粘度及びゲル化温度特性を有していた
。

実施例 ４ 工業的スケールにおけるこの態様では市販級コーンスタ
ーチ７２５ｋ９及び市販級タピオカ澱粉９０ｋｇを、混
合タンク内で水約１９１０１に加え、混合物をかきまぜ
ながら約２８℃に加温する。

苛性ソーダ１４ｋ９を水に溶解し、この苛性ソーダ水溶
液を攪拌を続けながら上記混合物に加える。混合物を次
いで該混合物の粘度が約２８秒（ステインーホールカツ
プ）になるまでゆつくり加温する。硼酸３ｋｇを含む溶
液及び珪酸ソーダ溶液２１を上記混合物に加えて苛性ソ
ーダの活性を実質的に中和する。得られる接着剤は工業
用二層板製造プラントで充分実用できた。上記各実施例
は、段ボール及びその他の紙用澱粉系接着剤の製造につ
き評価されるように、上記した各接着剤は、個々のプラ
ントや個々の紙に応じて適宜に変化させることができる
。

上記した澱粉部の使用量を変化させれば、初期のキャリ
ャータイプの澱粉系接着剤の粘度や該接着剤中の生澱粉
の量を変えることができる。同様に上記した添加剤のひ
とつまたはそれ以上を澱粉に添加して、実際の使用時に
要求される異なる性能を付与することができる。かくし
て単純な澱粉製品は、所望により添加された苛性ソーダ
及び硼砂と共に糊化澱粉キャリャ一部中に分散した生澱
粉部のみから成るが、工業用の澱粉製品は、充填剤、脱
泡剤、湿潤剤等の他の添加剤を含むものであつてもよい
。澱粉中に上記の如き添加剤が含まれるか否かに拘らず
、本発明により製造される澱粉製品は、製造困難性や、
公知の澱粉製品の製造に付随するコスト増加を伴うこと
なく、キヤリヤ一型又は無キヤリヤ一型の澱粉製品の有
するすべての利点を保有する。上記した本発明方法の実
施に当り、低い糊化温度を有する澱粉部は、小麦澱粉、
タピオカ澱粉及び甘藷澱粉から成る群から選択され、ま
た高い糊化温度を有する澱粉部は、コーンスターチ、タ
ピオカ澱粉及び小麦澱粉から成る群から選択され得る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 異なる糊化温度を有する少なくとも二種の澱粉部を
   水と混合してスラリーを形成させる工程、及び低い糊化
   温度を有する澱粉部を糊化させて、該澱粉部より高い糊
   化温度を有する生澱粉部のための安定な糊化キャリヤー
   を形成させる工程を含むことを特徴とするキャリヤー型
   澱粉系接着剤の製造法。 ２ 低い糊化温度を有する澱粉部の糊化が、スラリーを
   該澱粉部の糊化温度に達するまで加熱することにより行
   なわれる特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３ 低い糊化温度を有する澱粉部の糊化が、スラリーの
   混合時に、該低い糊化温度を有する澱粉部が糊化を起す
   に足りる温度に加熱した水と該澱粉部とを混合すること
   により行なわれる特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ４ スラリー形成の前、途中又は後に、更にアルカリを
   添加して澱粉部の糊化温度を調整する工程、及び低い糊
   化温度を有する澱粉部の糊化後にスラリーに緩衝物質を
   添加する工程を含む特許請求の範囲第１〜３項のいずれ
   かに記載の方法。 ５ アルカリが苛性ソーダで且つ緩衝物質が硼砂又は硼
   酸である特許請求の範囲第４項に記載の方法。 ６ 澱粉部が、低い糊化温度を有する澱粉の小部分と、
   それより高い糊化温度を有する澱粉の大部分とから成り
   、且つ両者の糊化温度の差が少なくとも２℃である特許
   請求の範囲第１〜５項のいずれかに記載の方法。 ７ 糊化温度の差が少なくとも５℃である特許請求の範
   囲第６項に記載の方法。 ８ 澱粉部を混合タンク内で水に分散させ、該分散液に
   苛性ソーダ溶液を添加し、低い糊化温度を有する澱粉が
   糊化するまで混合物をゆつくり加温して所望粘度の混合
   物を得、該混合物に硼砂を加えて混合し該硼砂を分散さ
   せる特許請求の範囲第７項に記載の方法。 ９ 低い糊化温度を有する澱粉部と、それよりも高い糊
   化温度を有する澱粉部との重量比が約１：１０〜約１：
   ４である特許請求の範囲第１〜８項のいずれかに記載の
   方法。 １０ 低い糊化温度を有する澱粉部と水との重量比が約
   １：１０〜約１：５０であり且つより高い糊化温度を有
   する澱粉部と水との重量比が約１：２〜約１：８である
   特許請求の範囲第９項に記載の方法。 １１ 低い糊化温度を有する澱粉部が、小麦澱粉、タピ
   オカ澱粉及び甘藷澱粉から成る群から選択され、より高
   い糊化温度を有する澱粉部が、コーンスターチ、タピオ
   カ澱粉及び小麦澱粉から成る群から選択される特許請求
   の範囲第１〜１０項のいずれかに記載の方法。 １２ 澱粉部と水との重量比が約１：２〜約１：４であ
   る特許請求の範囲第１１項に記載の方法。 １３ 澱粉部と水との重量比が約１：３前後である特許
   請求の範囲第１２項に記載の方法。