JPS6121979B2

JPS6121979B2 -

Info

Publication number: JPS6121979B2
Application number: JP19247583A
Authority: JP
Inventors: Rikio Fukushima; Hirotake Fukino; Yasumi Kurosaki; Seiichi Igarashi; Kinichi Shirakawa; Takatoshi Koyakumaru
Original assignee: OJI KOONSUTAACHI KK; RENGOO KK
Current assignee: OJI KOONSUTAACHI KK; RENGOO KK
Priority date: 1983-10-17
Filing date: 1983-10-17
Publication date: 1986-05-29
Also published as: JPS6084370A

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り、さらに詳しくいえば、段
ボール製造工程の省エネルギーをはかり、原紙貼
合の高速化、製品の高品質化をはかつた澱粉系接
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、加熱によつて水分を蒸発せ
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メイン部澱
粉の糊化に役立つているにすぎない状態である。
また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つそう著し
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方式すなわち熱を使
用しないで段ボールの波形を形成する方式および
貼合工程時に加熱を必要としない澱粉系接着剤
（米国特許第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−スコアラーを通るため接着力が
その衝撃に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。（発明の目的）本発明者らは、前述した段ボール製造用接着剤
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
の貼合性向上を図ること、ならびに優れたセツト
性を有し、じゆうぶんな貼合速度と段ボールシー
ト品質を与えるような段ボール製造用澱粉系接着
剤を得ることを目的として本発明を完成した。（発明の構成）アミロース含量が35重量％以上であつて、澱粉
濃度が30重量％でPHが12である水懸濁液の95℃に
おける粘度が50〜2000ブラベンダー・ユニツトで
ある酸処理とうもろこし澱粉のエーテル化又はエ
ステル化した加工澱粉を蒸煮したものを有効成分
とする接着剤であつて、糊液濃度が20〜50重量
％、温度85℃において50〜2000ブラベンダー・ユ
ニツトの粘度を有し、かつ常温で固化する性質を
有し、未糊化澱粉を含まないことを特徴とする段
ボール製造用コールドセツト型接着剤である。 ((デンプン)) 本発明に用いる澱粉はアミロース含量35重量％
以上の高アミロースとうもろこし澱粉が使用でき
る。高アミロースとうもろこし澱粉は、澱粉粒を構
成する直鎖状分子（アミロース）を多く含むた
め、通常のとうもろこし澱粉（アミロース含量約
25％）と比べ、極めて老化しやすく、フイルム強
度が強く、接着力が強いなどの特性を有してい
る。このような特性を有する高アミロースとうも
ろこし澱粉は、本発明の接着剤の原料として極め
て適している。 ((酸処理)) 本発明は、段ボール製造時に加熱を必要としな
い、優れたセツト性を有する澱粉系接着剤を提供
するものであるから、糊液は水の散失負担を少な
くするため高濃度であることが必要であり、かつ
段ボールの貼合面に塗布後、急速にセツト現象を
起こすことが要求される。また段ボール製造に於
いては、ダブルフエーサーでスリツタースコアラ
ーをかけるため、接着剤のセツト性が非常に重要
な役割を演ずる。したがつて、高濃度化を計りかつ糊液の流動性
を保持するために低粘度化処理した酸処理高アミ
ロースとうもろこし澱粉は、急速セツトするた
め、本発明において好適原料と考えられる。本発明において原料となる酸処理高アミロース
とうもろこし澱粉は、高アミロースとうもろこし
澱粉を塩酸、硫酸などの鉱酸あるいは蓚酸、酢酸
などの有機酸で処理して得られ、澱粉濃度30重量
％（25％苛性ソーダでPH12に調整）25℃より1.5
℃／分昇温、95℃におけるブラベンダー粘度が50
〜2000B.U.の澱粉が適する。酸処理澱粉の粘度
が2000B.U.以上になると老化が高く、流動性を
失い好ましくない。又粘度が50B.U.以下になる
と老化は低下するものの、澱粉がアミロデキスト
リン化し、白化し乾燥するともろくなり、接着強
度は弱く、耐湿性も乏しくなるという短所があ
る。 ((エステル化・エーテル化)) 前述したように、高アミロースとうもろこし澱
粉は、直鎖状分子のアミロースを多く含むため、
一般にいわれるようにその澱粉は、直鎖状分子の
再配列、すなわち老化が極めて生じやすい。この
老化は濃度、温度に依存するので、本発明のごと
き高濃度糊液の接着剤を目的に高アミロースとう
もろこし澱粉を酸処理低粘度化を計つても、老化
は大きく糊液ライフが非常に短いという短所があ
る。本発明者らは、酸処理高アミロースとうもろこ
し澱粉をエステル化あるいはエーテル化処理し、
置換基を導入することにより、酸処理高アミロー
スとうもろこし澱粉の老化を適度に抑えて、糊液
ライフが長く、オープンタイムも取れる優れたセ
ツト性を有する澱粉系接着剤を製造することがで
きることを見いだした。本発明に用いる澱粉は所定測定法で粘度が50B.
U.〜2000B.U.（B.U.はブラベンダ−ユニツトの
略）の酸処理高アミロースとうもろこし澱粉を酢
酸、プロピオン酸、酪酸、コハク酸、マレイン
酸、フタル酸等の有機酸と反応して得られるエス
テル化澱粉、リン酸エステル澱粉、あるいは、酸
処理高アミロースとうもろこし澱粉をヒドロキシ
メチル、ヒドロキシエチル、ヒドロキシプロピ
ル、カルボキシメチル、カルボキシエチル、２−
アミノエチルエーテル、第１アミンエーテル、第
３アミノアルキルエーテル、第４アンモニウムア
ルキルエーテル等のエーテル化した澱粉である。
さらに、トリメタリン酸、エピクロルヒドリン等
の架橋剤を架橋した酸処理高アミロースとうもろ
こし澱粉も使用可能である。これらの澱粉で好ま
しいのは、濃度20〜50重量％、温度85℃における
糊液粘度が50〜2000B.U.好ましくは100〜1000B.
U.置換度が0.01〜0.7のエステル化・エーテル化
澱粉である。置換度が0.01以下である場合、置換
基導入数が少なく老化抑制に十分でない。又0.7
以上になると高置換となり直鎖分子のからみあい
を阻止するためと思われるが老化を抑えすぎ、セ
ツト性が悪くなるという現象が生じる。 ((接着剤の調製)) 本発明の澱粉系接着剤の調製方法は、上記の酸
処理高アミロースとうもろこし澱粉のエステル化
あるいはエーテル化した澱粉を水に分散させ、澱
粉濃度20〜50重量％の懸濁液を任意の加熱方法、
例えば、ジエツトクツカーのような蒸気吹き込み
による直接加熱方式、高圧クツカーのようなジヤ
ケツトによる間接加熱方式により糊炊きを行い、
澱粉濃度20〜50重量％、温度85℃における粘度が
50B.U.〜2000B.U.好ましくは100〜1000B.U.の高
温、高濃度の糊液を調製する。本発明においては、必要に応じて、澱粉の持つ
粘着物性を更に強固なものにするため、苛性ソー
ダのごときアルカリを加えてPH調整してもよい。
けれどもPHを11.0以上にするとアルカリによる劣
化を招く作用があり、注意を要する。さらに硼
砂、硼酸のごとき、ゲル化促進剤を併用すること
もできる。また、糊コスト低減のため、クレイ、
ベントナイト、炭酸カルシウムなどのフイラーも
添加することができる。 ((接着剤の濃度および粘度)) 本発明の澱粉系接着剤中の澱粉濃度は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
を省いて接着するものであるから、水の散失、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くた
め、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
果がなく澱粉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。しかし濃度が50重量％を越え
て高くなると、粘度に上限がある以上、澱粉を更
に低分子化しなければならないため、乾燥すると
もろくなり、接着強度は弱く、耐湿性も乏しくな
る欠点がある。以上のように、この発明の接着剤の澱粉濃度
は、必要に応じて20〜50重量％に調整する。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、酸処理、エーテ
ルエステル化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。（接着剤の使用方法）この接着剤は、所定の温度を保持させた接着剤
を段ボールの貼合面に塗布し、自然冷却および糊
液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、この冷却および濃縮により澱
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℃〜95℃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
性に影響し、貼合速度・セツト性は、原紙水分を
低く目に抑え、本発明の接着剤を用いると相乗効
果が現われ、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）本発明をいつそう理解しやすくするために以下
に実施例および対照例を示し、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酸処理高アミロースとうもろこし澱粉（澱粉濃
度30重量％（PH12に調整）1.5℃／分昇温95℃に
おけるブラベンダー粘度220B.U.）450Kgを25℃
の水680に分散させ、３％苛性ソーダでPH8.0に
調整しながら無水酢酸190Kgを加え、１時間撹拌
を続け、その後塩酸でPH5.0に中和した後、脱
水、水洗、乾燥して置換度（DS）0.4の酢酸澱粉
を得た。この酢酸澱粉を水に分散させ、澱粉濃度
35重量％の懸濁液を調製し、この懸濁液を間接加
熱連続糊化装置にて140℃で糊炊きを行ない、全
固形分35重量％の接着剤を得た。この接着剤の粘
度は温度85℃においてブラベンダー粘度が250B.
U.であつた。使用例１この接着剤を使用して、蒸気を全く通さない実
際のダブルフエーサーで片面段ボール（Ｂ−220
×SCP125）とライナー（Ｂ−220）を貼り合わ
せ、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。実施例２実施例１の酸処理高アミロースとうもろこし澱
粉を水に分散させ、38重量％の懸濁液を調製す
る。この懸濁液に対澱粉４％の塩化ナトリウムお
よび対澱粉0.85％の苛性ソーダ（３％水溶液で）
を添加、さらに対澱粉12％のプロピレンオキシド
を加え、反応温度45℃にて密閉反応容器で５時間
反応し、濃塩酸でPH6.0に中和後、水洗、脱水、
乾燥して置換度0.25のヒドロキシプロピル澱粉を
得た。このヒドロキシプロピル澱粉を実施例１と
同様に間接加熱連続糊化装置で糊炊きを行い25％
苛性ソーダーでPH8.5に調整し、全固形分35重量
％、温度85℃においてブラベンダー粘度240B.U.
の接着剤を得た。使用例２使用例１と同様に熱を全く通さないダブルフエ
ーサーで両面段ボールを製造したところ、130
ｍ／分の速度で貼合できた。対照例１実施例１の酸処理高アミロースとうもろこし澱
粉を間接加熱連続糊化装置で糊炊きを行い25％苛
性ソーダでPH8.8に調整し、全固形分35重量％、
温度85℃においてブラベンダー粘度280B.U.の接
着剤を得た。この接着剤を使用して、使用例１と
同様にダブルフエーサーにて両面段ボールを製造
したが、糊液はゲル化して貼合できなかつた。こ
れらの結果を表−１に示す。対照例２高アミロースとうもろこし澱粉（アミロース含
量70％）450Kgを40℃の温水650に溶解し、濃度
３％の苛性ソーダ水溶液でPH11.0に調整しながら
有効塩素13％の次亜塩素酸ソーダ135を添加
し、40℃で４時間撹拌を続け、その後塩酸でPHを
5.0に中和した後、水洗、脱水、乾燥して酸化高
アミロースとうもろこし澱粉を得た。この酸化高アミロースとうもろこし澱粉を実施
例１と同様に間接加熱連続糊化装置で糊炊きを行
い、PH8.0、固形分34重量％、ブラベンダー粘度
210B.U.の接着剤を得た。この接着剤を使用例１
と同様にダブルフエーサーで両面段ボールを製造
した。90ｍ／分の速度で貼合でき、これ以上速度
を上げるとカツター先で剥離が生じた。これらの
結果を表−１に示す。

【表】実施例３実施例２のヒドロキシプロピル澱粉を用い、澱
粉23重量部、クレー22重量部、水55重量部、硼砂
0.46重量部組成の懸濁液を実施例１と同様に糊炊
きを行ない、30％苛性ソーダ水溶液でPHを9.9に
調整し、全固形分約45重量％、ブラベンダー粘度
620B.U.の接着剤を得た。使用例３この接着剤を用い、使用例１と同様に熱を全く
通さないダブルフエーサーで両面段ボールを製造
したところ、135ｍ／分の速度で貼合できた。実施例４実施例２のヒドロキシプロピル澱粉の濃度33重
量％の懸濁液を調製し、それに対澱粉２重量％の
硼砂を添加し、実施例１と同様に糊炊きを行い、
25重量％の苛性ソーダ水溶液でPHを10.0に調整し
て全固形分約31重量％、85℃におけるブラベンダ
ー粘度340B.U.の接着剤を得た。使用例４この接着剤を用いて実施例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。

【表】（発明の効果）本発明澱粉系接着剤は、加熱操作を省いて貼合
ができ、貼合速度も実用可能な速度が得られ、接
着強度も十分なものであつた。更に無加熱および
糊液の高固形分化により、熱および水に起因する
反りの問題もなく、高品質の段ボールシートを製
造することができる。

Claims

【特許請求の範囲】１アミロース含量が35重量％以上であつて、澱
粉濃度が30重量％でPHが12である水懸濁液の95℃
における粘度が50〜2000ブラベンダー・ユニツト
である酸処理とうもろこし澱粉のエーテル化又は
エステル化した加工澱粉を蒸煮したものを有効成
分とする接着剤であつて糊液濃度が20〜50重量
％、温度85℃において50〜2000ブラベンダー・ユ
ニツトの粘度を有し、かつ常温で固化する性質を
有し、未糊化澱粉を含まないことを特徴とする段
ボール製造用コールドセツト型接着剤。２エステル化またはエーテル化の置換度が0.01
〜0.7である特許請求の範囲第１項記載の接着
剤。