アルカリ吸着澱粉を用いた段ボール用接着剤
【課題】澱粉に高度な加工を加えずに安価な加工方法により膨潤反応性に優れ、省熱貼合ができ、従来熱に由来していた反り、バリツキなどの品質劣化を改善でき、かつ接着剤調製時における“ママコ”の発生及び粘度上昇の問題が改善された段ボール用澱粉系接着剤を提供する。
【解決手段】澱粉を水に分散させスラリーとし、アルカリ水溶液を添加して澱粉にアルカリ成分０．２５〜１１ｇ／ｋｇ−絶乾澱粉量を吸着させた澱粉スラリー及び／又はそれを脱水、乾燥した澱粉を用いることを特徴とする段ボール用接着剤；前記段ボール用接着剤を用いて製造した段ボールシート；並びに澱粉を水に分散させスラリーとし、アルカリ水溶液を添加して澱粉にアルカリ成分０．２５〜１１ｇ／ｋｇ−絶乾澱粉量を吸着させた澱粉スラリー及び／又はそれを脱水、乾燥した澱粉を用いることを特徴とする澱粉系接着剤の製造方法。
【解決手段】澱粉を水に分散させスラリーとし、アルカリ水溶液を添加して澱粉にアルカリ成分０．２５〜１１ｇ／ｋｇ−絶乾澱粉量を吸着させた澱粉スラリー及び／又はそれを脱水、乾燥した澱粉を用いることを特徴とする段ボール用接着剤；前記段ボール用接着剤を用いて製造した段ボールシート；並びに澱粉を水に分散させスラリーとし、アルカリ水溶液を添加して澱粉にアルカリ成分０．２５〜１１ｇ／ｋｇ−絶乾澱粉量を吸着させた澱粉スラリー及び／又はそれを脱水、乾燥した澱粉を用いることを特徴とする澱粉系接着剤の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、段ボールシートの生産性、生産されたシート品質等にかかわる段ボール用接着剤に関する。更に詳しく述べれば、本発明は、貼合速度の向上と省熱貼合による生産性改善、シート反り改善等のシート品質改善に効果のある段ボール用接着剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
段ボールは、ライナー原紙と波形に成形された中芯原紙とを澱粉系接着剤を用いて貼り合わせて作り、木箱等に代わって梱包資材としてなくてはならないものになっている。段ボールの接着剤に澱粉系接着剤が使われる理由としては、安価で、入手しやすく、天然物で安全性が高いことが挙げられる。そのほかにも、澱粉が水と熱の存在によって容易に膨潤・糊化して、“のり”となり強い接着能を示すことがその理由の一つで、段ボール用接着剤の調製法であるステインホール方式の発明に負うところが非常に大きい。
【０００３】
ステインホール方式の接着剤は、アルカリ糊化させたキャリア部と澱粉を水に分散させスラリーにしたメイン部とを混合して調製されるが、キャリア部に含まれるアルカリ成分は、メイン部の澱粉（メイン澱粉）の糊化温度を調節する役割を担っている。
【０００４】
ステインホール方式（ツータンクキャリア方式）のほかに接着剤の調製法として、一つのタンクに澱粉スラリーを調製しアルカリを加えて澱粉をアルカリ糊化した後、アルカリ糊液希釈のため水を加え、希釈されたアルカリ糊液にメイン澱粉（未糊化澱粉）を加えて混合するワンタンクキャリア方式；ステインホール方式のキャリア部に相当する澱粉を予めα化（糊化）して、メイン澱粉（未糊化澱粉）と混ぜ合わせた乾燥混合物を調製し、接着剤の調製に際してはこの混合物を水に懸濁し、アルカリを加える調製法のプレミックス方式；更に水に懸濁された澱粉にアルカリを加え、澱粉をアルカリ膨潤させると共に、強い攪拌により一部膨潤澱粉を破壊してキャリア部様とし、所定粘度が得られた段階で過剰なアルカリを中和する目的で硼酸を添加し、膨潤澱粉が崩壊したキャリア部様と膨潤澱粉（メイン部：未糊化澱粉）が共存する接着剤調製法のノーキャリア方式とがある。
【０００５】
このように調製された接着剤は、波形に成形された中芯原紙段頂に塗布され、ライナー原紙を重ね合わせて原紙を介して熱が掛けられることによって、メイン澱粉（未糊化澱粉）が糊化して、水分の拡散・蒸散等の乾燥工程を経て接着がなされる。メイン澱粉として使われる澱粉は、未加工澱粉（生澱粉）が主体である。未加工澱粉は、熱を掛けたときの膨潤反応性が鈍く、初期接着力の発現に改善の余地があり、貼合速度（生産性）に与える影響が大きい。膨潤反応性を高めるためにアルカリ成分量を増やすなどの対策が採られるが、接着剤の安定性の面、製造コストの面からその量にも自ずと限界がある。一方、膨潤反応性を促進させるために貼合温度を高く設定して、熱量を補って生産性を挙げる対策も採られるが、貼合速度向上効果が認められるものの、原紙に多量の熱量が掛かり原紙の伸縮を起こしてシートの反りを誘発するほか、過乾燥による“バリツキ”といわれる接着強度の低下が見られる。また、シートの反りについては、生産現場において人力を費やして反り矯正の反転作業が行われ、問題化している。地球温暖化による二酸化炭素排出規制からも使用熱量を補強することは望ましいことではない。
【０００６】
本発明の段ボール用接着剤は、メイン澱粉にアルカリ吸着澱粉を使うものであるが、特許文献１に「アルカリ処理澱粉の製造方法」がある。この方法は、アルカリ水溶液に澱粉を分散させ、そのスラリーｐＨを１０〜１４に維持し、かつ３０〜８０℃に加熱してアルカリ処理澱粉を製造すると説明されている。詳しくは、用いられる澱粉を「水」に溶解させないで、アルカリ水溶液に分散させてスラリーとし、加熱してアルカリ処理するとある。このアルカリ処理澱粉と本発明に用いるアルカリ吸着澱粉は、その製法において異なるものである。アルカリ処理澱粉のスラリーｐＨ、加熱温度領域、更にアルカリ水溶液への澱粉分散等の手法を考慮すると、段ボール用接着剤の製法から考えると、澱粉に対するアルカリ処理がハードであるため、接着剤調製時に使うアルカリ成分でこのアルカリ処理澱粉は糊化して、メイン澱粉として使えない。
【０００７】
特許文献２に、乾式法を用いて処理したアルカリ処理澱粉をメイン澱粉として用いた段ボール用接着剤が開示されている。澱粉粉体に直接アルカリ水溶液を噴霧して、均一に薬剤を、澱粉に作用させる湿式法と異なり、澱粉表面に不均一にアルカリ成分を作用させる方法であるが、この方法ではアルカリ成分が不均一に付着した部位が“糊化”を起こすため、溶解して接着剤を調製する段階で“ママコ”を発生し易い。更に、アルカリ成分が不均一に付着した“糊化”部位は、接着剤調製時に使用するアルカリ成分の作用を受けて、その部位から膨潤・糊化が優先的に起こり、接着剤の調製時に粘度上昇を起こし使用できないなどの問題がある。
【０００８】
また、メイン澱粉の膨潤反応性を高める対応として、メイン澱粉に化工澱粉を使う方法がある。特許文献３には、酸化、酸処理、エーテル化、エステル化等の処理を付して糊化温度を下げ、膨潤反応性を高めた澱粉をメイン澱粉として使用する事例があるが、段ボール用接着剤に使われる澱粉の８０％以上は、メイン澱粉で占められることから高価な化工澱粉をメイン澱粉に使うことはコスト高となることからほとんど使用されない。生産性の改善、製品品質向上、省エネなどエコロージーの観点からも、安価な加工法で膨潤反応性の高い澱粉の開発が望まれている。
【０００９】
【特許文献１】特開平９−１９４５０１号公報
【特許文献２】特開２００３−３１３８号公報
【特許文献３】特開昭５８−１４１２６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、澱粉に高度な加工を加えずに安価な加工方法により膨潤反応性に優れ、省熱貼合ができ、従来熱に由来していた反り、バリツキなどの品質劣化を改善でき、かつ接着剤調製時における“ママコ”の発生及び粘度上昇の問題が改善された段ボール用澱粉系接着剤を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、前記課題を解決するために種々検討した結果、メイン澱粉に使用する未糊化澱粉に予め、澱粉を水に分散させスラリーとし、澱粉スラリーにアルカリ水溶液を添加し、澱粉にアルカリ成分を吸着させることによって、前記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
すなわち、本発明の要旨は以下のとおりである。
（１）澱粉を水に分散させスラリーとし、アルカリ水溶液を添加して澱粉にアルカリ成分０．２５〜１１ｇ／ｋｇ−絶乾澱粉量を吸着させた澱粉スラリー及び／又はそれを脱水、乾燥した澱粉を用いることを特徴とする段ボール用接着剤。
（２）澱粉を水に分散させスラリーとし、アルカリ水溶液を添加して澱粉にアルカリ成分０．２５〜１１ｇ／ｋｇ−絶乾澱粉量を吸着させた澱粉スラリー及び／又はそれを脱水、乾燥した澱粉をメイン澱粉として用いることを特徴とする段ボール用接着剤。
（３）接着剤の調製方法がワンタンクキャリア方式、ツータンクキャリア方式、プレミックス方式又はノーキャリア方式である前記（１）又は（２）に記載の段ボール用接着剤。
（４）前記（１）〜（３）のいずれかに記載の段ボール用接着剤を用いて製造した段ボールシート。
（５）澱粉を水に分散させスラリーとし、アルカリ水溶液を添加して澱粉にアルカリ成分０．２５〜１１ｇ／ｋｇ−絶乾澱粉量を吸着させた澱粉スラリー及び／又はそれを脱水、乾燥した澱粉を用いることを特徴とする澱粉系接着剤の製造方法。
（６）澱粉を水に分散させスラリーとし、アルカリ水溶液を添加して澱粉にアルカリ成分０．２５〜１１ｇ／ｋｇ−絶乾澱粉量を吸着させた澱粉スラリー及び／又はそれを脱水、乾燥した澱粉をメイン澱粉として用いることを特徴とする澱粉系接着剤の製造方法。
（７）澱粉系接着剤が段ボール用接着剤である前記（５）又は（６）に記載の製造方法。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、段ボールシートの生産性及び品質を改善することができ、省エネによる地球温暖化防止効果も期待でき、更に、製造手段が簡単で安価な接着剤を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１５】
本発明のアルカリ吸着澱粉を用いた段ボール用接着剤は、澱粉を水に分散させスラリーとし、このスラリーにアルカリ水溶液を添加して、澱粉にアルカリ成分を吸着させた澱粉スラリー及び／又はそれを脱水、乾燥した澱粉を使用して、前述したワンタンクキャリア方式、ツータンクキャリア方式（ステインホール方式）、プレミックス方式、ノーキャリア方式等で調製する。
【００１６】
このように調製されたアルカリ吸着澱粉を用いる本発明の段ボール用接着剤は、メイン澱粉（未糊化澱粉）として未加工澱粉（生澱粉）を使用したときと比べて、膨潤反応性が敏感となり生産性を十分に上げることができるほか、これまで生産性を上げるために過剰に補ってきた熱量を減じて貼合することができる。熱量を減らして貼合できるので、これまで過剰に加えた熱量に起因する原紙の伸縮により生じる“反り”、“バリツキ”を大幅に減少させることができる。
【００１７】
本発明に使用する澱粉は、コーンスターチ、小麦澱粉、馬鈴薯澱粉、タピオカ澱粉、甘藷澱粉、米澱粉、サゴ澱粉等の生澱粉、それらをエーテル化、エステル化、カチオン化、架橋化、酸化もしくは酸処理した加工澱粉、又はこれらの澱粉の混合物を用いることができるが、本発明に使用するアルカリ吸着澱粉は、接着剤中の澱粉の８０％以上を使うメイン澱粉に使用することから、接着剤のコストアップを考えると生澱粉を使用することが好ましい。
【００１８】
アルカリ吸着澱粉は、これら澱粉を好ましくは１５〜５０重量％濃度、更に好ましくは２５〜４０重量％濃度のスラリーに調製し、好ましくは１〜２５重量％濃度、更に好ましくは３〜１５重量％濃度のアルカリ水溶液を所定量、攪拌しながらゆっくりと“糊玉”等を発生しないように注意深く澱粉スラリーに添加して、アルカリ成分を吸着させ調製される。澱粉スラリーにアルカリ水溶液を添加する際、スラリー温度を通常２５〜５０℃、好ましくは４０℃前後に保持すると、高いアルカリ吸着効率が得られる。スラリー温度が高すぎるとアルカリ水溶液を添加する間に澱粉が糊化するので好ましくない。このように調製したアルカリ吸着澱粉は、脱水し、乾燥して製造される。また、アルカリ吸着澱粉スラリーを接着剤調製時に調製し、使用することができる。
【００１９】
本発明は澱粉の結晶構造を適度に緩めて、メイン澱粉の膨潤反応性を高めて、生産性の向上を図ろうとするものである。アルカリ水溶液を添加して澱粉にアルカリ成分を吸着させると、アルカリ成分は澱粉の結晶構造の中へ浸透し、結晶構造を押し広げ、構造を形成する水素結合を緩める作用をする。結晶構造が緩みすぎた状態が糊化状態であり、糊化した状態になるとメイン澱粉としての機能が低減してしまい使えず、メイン澱粉の機能を十分に発現させるためにも適正アルカリ成分吸着量が存在する。アルカリ成分の吸着量は０．２５〜１１ｇ／ｋｇ−絶乾澱粉量が好ましい。吸着量が０．２５ｇ／ｋｇ−絶乾澱粉未満であると、メイン澱粉の膨潤反応性に効果なく、１１ｇ／ｋｇ−絶乾澱粉を超えると澱粉が糊化してしまい好ましくない。澱粉のアルカリ成分吸着量の算出は、澱粉スラリーに添加したアルカリ成分の添加量とアルカリ吸着澱粉スラリーを脱水した濾液中の未吸着アルカリ成分量とから決めることができる。例えば、脱水濾液中の未吸着アルカリ成分を中和滴定で定量する方法がある。本発明においてアルカリ水溶液のために用いられるアルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の金属の水酸化物、アンモニア等の水に溶解して水酸基を遊離するものが挙げられるが、工業的にも最も容易に、安価に入手できる水酸化ナトリウムが好ましい。
【００２０】
本発明の段ボール用接着剤を使うと、貼合適性が改善でき、高速で貼合することが可能となり生産性を大幅に改善できるほか、地球温暖化の防止の観点に立った省熱貼合も行うことができる。熱量を抑える、すなわち貼合温度を下げて貼合することで熱による原紙の伸縮により”反り”、“バリツキ”による接着強度の低下、貼合不良を大幅に減らせ、製品の品質を改善できる。
【００２１】
本発明の段ボールシートは、本発明の段ボール用接着剤を用いて製造されたものであり、波形に成形された中芯と、段ボール用接着剤によって前記中芯の片面又は両面に貼合されたライナーとを有し、前記中芯及びライナーの貼合に、前述した本発明の段ボール用接着剤が用いられていることを特徴とする。
【００２２】
本発明の段ボールシートは、段ボールシートの製造で通常使用されるコルゲーターを用いて製造することができる。すなわち、本発明の段ボールシートは、糊ロール及び糊ロールに段ボール用接着剤を付着させる手段を少なくとも有するコルゲーターを用い、波形に成形された中芯の頂縁と糊ロールとを当接させて段頂に段ボール用接着剤を塗布する工程と、中芯の、段ボール用接着剤が塗布された面側にライナーを貼り合わせる工程とを含む段ボールシートの製造方法において、前述した本発明の段ボール用接着剤を用いることにより製造することができる。
【００２３】
本発明の段ボールシートは、中芯及びライナーの貼合に本発明の段ボール用接着剤を用いるものであれば特に制限はなく、片面段ボール、両面段ボール、複両面段ボール、複複両面段ボールのいずれをも包含する。
【００２４】
本発明の澱粉系接着剤の製造方法は、澱粉を水に分散させスラリーとし、アルカリ水溶液を添加して澱粉にアルカリ成分０．２５〜１１ｇ／ｋｇ−絶乾澱粉量を吸着させた澱粉スラリー及び／又はそれを脱水、乾燥した澱粉を、好ましくはメイン澱粉として、用いることを特徴とするものであり、本発明の製造方法により製造された澱粉系接着剤は、段ボール用接着剤の他、板紙等の層間用接着剤、製紙用接着剤、繊維用接着剤、壁紙用接着剤、ラベル用接着剤等にも使用できる。
【実施例】
【００２５】
以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明の範囲は、これらの実施例に限定されるものではない。以下の実施例及び比較例において、フォードカップ粘度（以下「ＦＣＶ」という。）、Ｂ型粘度、糊化温度、初期接着強度、アルカリアミロ及びアルカリ成分吸着量の測定は以下の方法で行った。
【００２６】
（ＦＣＶの測定）
ＦＣＶは、東洋テスター工業（株）製のフォードカップ（水１０秒）により測定した。
（Ｂ型粘度の測定）
Ｂ型粘度は、東京計器（株）製の回転粘度計（型式：ＢＭ型）を用いて６０ｒｐｍで測定した。
（糊化温度の測定）
糊化温度は、ブラベンダーアミログラフを用いて測定した。すなわち、試料５００ｇをブラベンダーカップに取り、カートリッジ７５０ｃｍ−ｇ、回転数１００ｒｐｍ、昇温速度１．５℃／分の条件で測定し、測定中の最低粘度から、粘度が５００ＢＵ上昇した時の温度を糊化温度とした。
【００２７】
（初期接着強度の測定）
初期接着強度は、５×８．５ｃｍの大きさに裁断した片面段ボール（原紙構成：ライナー王子ＮＲＫ−２８０／中芯北陽ＭＭ−１８０）に、ロールコーターで絶乾５ｇ／ｍ２になるように段ボール用接着剤を均一に塗布し、それをロードセルのついたピンアタッチメントにセットして、その上から５×８．５ｃｍの大きさのライナー（王子ＮＲＫ−２８０）を重ね合わせ、１３５℃に加熱した熱板（大きさ：４２．５ｃｍ２、自重：１．５ｋｇ）を乗せて５秒間圧着後、直ちにライナーと片面段ボールを剥がし、その時の剥離強度を初期接着強度とした。
【００２８】
（アルカリアミロの測定）
アルカリアミロの測定は、５００ｍｌ容のビーカーに澱粉１２５ｇ絶乾量を取り、これに蒸留水を加え全量３００ｇとする。別に蒸留水１８０ｇに２５重量％水酸化ナトリウム水溶液１０ｍｌを取りよく分散させた。先のビーカー内の澱粉スラリーを撹拌しながら、その中へ希釈した水酸化ナトリウム水溶液を加えた。ブラベンダーカップにこのスラリーを移し全内重量を５００ｇとした。これをブラベンダー粘度計にセットして、２５℃より１．５℃／分の昇温速度で４４℃まで加熱し、４４℃に到達したら５００ＢＵの粘度が発現するまでアルカリアミログラムを描かせた。その時の２５℃より２０ＢＵ粘度発現までの時間を測定してアルカリアミロとした。
【００２９】
（アルカリ成分吸着量の測定）
澱粉スラリーに水酸化ナトリウム水溶液を添加し、アルカリ成分を吸着させた後、澱粉スラリーを脱水して濾液量、澱粉量（含水量を求めておく）を測定した。濾液を５〜５０ｍｌサンプリングして、０．１Ｎ塩酸で中和して濾液中の水酸化ナトリウム量をもとめた。澱粉スラリーの添加した水酸化ナトリウム量、脱水濾液量、澱粉量をもとに吸着量を求めた。
【００３０】
実施例１
４０重量％濃度のコーンスターチスラリーを５Ｌ容のポリバケツに３ｋｇ取り、撹拌機（新東科学工業製スリーワンモーター）で撹拌しながら４０℃に保温し、このスラリーに３重量％濃度の水酸化ナトリウム水溶液２１．４ｇを滴下し、１時間攪拌した。このときのｐＨを測定したところ５．９であった。直ちに吸引濾過し、得られた脱水ケーキを熱風乾燥して、アルカリ吸着澱粉を得た。濾液中の水酸化ナトリウム量を中和滴定してアルカリ吸着を算出すると０．５４ｇ／ｋｇ−絶乾澱粉であった。このアルカリ吸着澱粉のアルカリアミロを測定したところ、１８．０分であった。そして、このアルカリ吸着澱粉を用いて、ワンタンクキャリア方式で接着剤を調製した。３Ｌ容のステンレスジョッキに３５℃の水６２４ｇを取り、径４０ｍｍのディスパー羽根を持った撹拌機（特殊機化工業（株）製Ｔ．Ｋロボミックス）で、４５００ｒｐｍの回転数で撹拌しながら、コーンスターチ６０．５ｇを分散させ、これに２５重量％濃度の水酸化ナトリウム水溶液４８ｇを添加し１５分間撹拌しキャリア糊調製後、３５℃の水９９０ｇを加え、続いてメイン澱粉としてこのアルカリ吸着澱粉４８９．５ｇを加え、更に硼砂１１．０ｇを加えて１５分間撹拌を続け、ワンタンクキャリア方式の段ボール用接着剤を調製した。調製した接着剤についてＦＣＶ、Ｂ型粘度、糊化温度、初期接着強度を測定し、その結果を表１に示した。
【００３１】
比較例１
実施例１のコーンスターチスラリーに３重量％濃度の水酸化ナトリウム水溶液を添加しないほかは実施例１と同様に操作して比較用のコーンスターチを得た。このコーンスターチスラリーのｐＨを測定したところ４．４であった。この比較用のコーンスターチのアルカリアミロを測定したところ、２２．２分であった。更に、実施例１と同様にこの比較用のコーンスターチをメイン澱粉に使ってワンタンクキャリア方式の段ボール用接着剤を調製した。そのＦＣＶ、Ｂ型粘度、糊化温度、初期接着強度を測定し、その結果を表１に示した。
【００３２】
実施例２
実施例１の３重量％濃度の水酸化ナトリウム水溶液の滴下量３４．３ｇにしてアルカリ吸着澱粉を製造した以外は、実施例１と同様に操作した。このとき得られたアルカリ吸着澱粉のアルカリ吸着量は、０．８６ｇ／ｋｇ−絶乾澱粉であった。また、水酸化ナトリウム水溶液の滴下後のｐＨを測定したところ７．１であった。更に、このアルカリ吸着澱粉のアルカリアミロの測定したところ１７．３分であった。このアルカリ吸着澱粉をメイン澱粉に用い調製したワンタンクキャリア方式の段ボール用接着剤のＦＣＶ、Ｂ型粘度、糊化温度、初期接着強度を測定し、その結果を表１に示した。
【００３３】
実施例３
実施例１の３重量％濃度の水酸化ナトリウム水溶液の滴下量４８．２ｇにしてアルカリ吸着澱粉を製造した以外は、実施例１と同様に操作した。このとき得られたアルカリ吸着澱粉のアルカリ吸着量は、１．２１ｇ／ｋｇ−絶乾澱粉であった。また、水酸化ナトリウム水溶液の滴下後のｐＨを測定したところ８．１であった。更に、このアルカリ吸着澱粉のアルカリアミロの測定したところ１６．２分であった。このアルカリ吸着澱粉をメイン澱粉に用い調製したワンタンクキャリア方式の段ボール用接着剤のＦＣＶ、Ｂ型粘度、糊化温度、初期接着強度を測定し、その結果を表１に示した。
【００３４】
実施例４
実施例１の３重量％濃度の水酸化ナトリウム水溶液の滴下量６７．８ｇにしてアルカリ吸着澱粉を製造した以外は、実施例１と同様に操作した。このとき得られたアルカリ吸着澱粉のアルカリ吸着量は、１．６９ｇ／ｋｇ−絶乾澱粉であった。また、水酸化ナトリウム水溶液の滴下後のｐＨを測定したところ８．７であった。更に、このアルカリ吸着澱粉のアルカリアミロの測定したところ１５．５分であった。このアルカリ吸着澱粉をメイン澱粉に用い調製したワンタンクキャリア方式の段ボール用接着剤のＦＣＶ、Ｂ型粘度、糊化温度、初期接着強度を測定し、その結果を表１に示した。
【００３５】
実施例５
実施例１の３重量％濃度の水酸化ナトリウム水溶液の滴下量９１．０ｇにしてアルカリ吸着澱粉を製造した以外は、実施例１と同様に操作した。このとき得られたアルカリ吸着澱粉のアルカリ吸着量は、２．２７ｇ／ｋｇ−絶乾澱粉であった。また、水酸化ナトリウム水溶液の滴下後のｐＨを測定したところ９．７であった。更に、このアルカリ吸着澱粉のアルカリアミロの測定したところ１３．２分であった。このアルカリ吸着澱粉をメイン澱粉に用い調製したワンタンクキャリア方式の段ボール用接着剤のＦＣＶ、Ｂ型粘度、糊化温度、初期接着強度を測定し、その結果を表１に示した。
【００３６】
実施例６
実施例１の３重量％濃度の水酸化ナトリウム水溶液の滴下量１５３ｇにしてアルカリ吸着澱粉を製造した以外は、実施例１と同様に操作した。このとき得られたアルカリ吸着澱粉のアルカリ吸着量は、３．８２ｇ／ｋｇ−絶乾澱粉であった。また、水酸化ナトリウム水溶液の滴下後のｐＨを測定したところ１０．５であった。更に、このアルカリ吸着澱粉のアルカリアミロの測定したところ１２．２分であった。このアルカリ吸着澱粉をメイン澱粉に用い調製したワンタンクキャリア方式の段ボール用接着剤のＦＣＶ、Ｂ型粘度、糊化温度、初期接着強度を測定し、その結果を表１に示した。
【００３７】
実施例７
実施例１の３重量％濃度の水酸化ナトリウム水溶液の滴下量２３８ｇにしてアルカリ吸着澱粉を製造した以外は、実施例１と同様に操作した。このとき得られたアルカリ吸着澱粉のアルカリ吸着量は、１０．５ｇ／ｋｇ−絶乾澱粉であった。また、水酸化ナトリウム水溶液の滴下後のｐＨを測定したところ１１．１であった。更に、このアルカリ吸着澱粉のアルカリアミロの測定したところ１０．８分であった。このアルカリ吸着澱粉をメイン澱粉に用い調製したワンタンクキャリア方式の段ボール用接着剤のＦＣＶ、Ｂ型粘度、糊化温度、初期接着強度を測定し、その結果を表１に示した。
【００３８】
比較例２
実施例１の３重量％濃度の水酸化ナトリウム水溶液の滴下量４７０ｇにしてアルカリ吸着澱粉を製造した以外は、実施例１と同様に操作した。このとき得られたアルカリ吸着澱粉のアルカリ吸着量は、１３．８ｇ／ｋｇ−絶乾澱粉であった。また、水酸化ナトリウム水溶液の滴下後のｐＨを測定したところ１１．５であった。更に、このアルカリ吸着澱粉のアルカリアミロの測定したところ８．５分であった。しかし、このアルカリ吸着澱粉をメイン澱粉に用いワンタンクキャリア方式の段ボール用接着剤を調製したが、正常な接着剤が得られなかった。
【００３９】
実施例８
実施例２で製造したアルカリ吸着澱粉２０５ｇ、α澱粉（王子コーンスターチ（株）製）４０ｇ、硼砂５ｇを予め混合し、プレミックス澱粉を調製した。１Ｌ容のステンレスジョッキに３５℃の水７１６ｇをとり、撹拌しながら先に調製したプレミックス澱粉をα澱粉の“ママコ”が発生しないように注意深く分散させ、撹拌回転数を６００ｒｐｍにしてから１５重量％濃度の水酸化ナトリウム水溶液４０．２ｇを、１５分時間をかけて投入し、投入終了から１５分更に撹拌してプレミックス方式の接着剤を調製した。プレミックス方式の段ボール用接着剤のＦＣＶ、Ｂ型粘度、糊化温度、初期接着強度を測定し、その結果を表１に示した。
【００４０】
比較例３
比較例１で製造した比較用のコーンスターチを実施例８に使用したアルカリ吸着澱粉の代わりに使用した以外は、実施例８と同様にプレミックス澱粉を調製し、更にプレミックス方式の接着剤を調製し、評価した。プレミックス方式の段ボール用接着剤のＦＣＶ、Ｂ型粘度、糊化温度、初期接着強度を測定し、その結果を表１に示した。
【００４１】
実施例９
３Ｌ容ステンレスジョッキに３５℃の水１４６１ｇをとり、径７７ｍｍのタービン型翼を２枚（間隔５ｃｍ）を持った撹拌機で、６００ｒｐｍの回転数で撹拌しながら、実施例２で製造したアルカリ吸着澱粉を分散させ、これにノークロス粘度計を設置して、２５重量％濃度の水酸化ナトリウム水溶液５２ｇを１分間で滴下し、ノークロス粘度計の設定粘度５秒まで粘度発現するのを待って、設定粘度５秒に達したと同時に硼酸７．０ｇを加え、その後１５分間撹拌を続け、ノーキャリア方式の段ボール用接着剤を調製した。ノーキャリア方式の段ボール用接着剤のＦＣＶ、Ｂ型粘度、糊化温度、初期接着強度を測定し、その結果を表１に示した。
【００４２】
比較例４
実施例９で使用したアルカリ吸着澱粉の代わりに比較例１で製造した比較用のコーンスターチを用いた以外は、実施例９と同様にノーキャリア方式の段ボール用接着剤を調製し、評価した。ノーキャリア方式の段ボール用接着剤のＦＣＶ、Ｂ型粘度、糊化温度、初期接着強度を測定し、その結果を表１に示した。
【００４３】
実施例１０
実施例２で調製したワンタンクキャリア方式の接着剤を用いて、貼合温度１０５℃で接着強度評価を実施した。初期接着強度の測定結果を表２に示した。
【００４４】
比較例５
比較例１で調製したワンタンクキャリア方式の接着剤を用いて、貼合温度１０５℃で接着強度評価を実施した。初期接着強度の測定結果を表２に示した。
【００４５】
【表１】
【００４６】
表１から、本発明の段ボール用接着剤を使うと初期接着力が改善されて、生産性改善の指標となる接着指数も良好であることがわかる。
【００４７】
【表２】
【００４８】
表２は、本発明の段ボール用接着剤が、接着機能を発現するにあたり、熱に対する反応が敏感であることを示している。
【００４９】
比較例６
未加工コーンスターチ７ｋｇをレディゲミキサーに入れ、撹拌しながら２５重量％の水酸化ナトリウム水溶液を３５０ｇ（アルカリ成分として８７．５ｇ）噴霧し、噴霧後、７０℃で３０分間乾燥してアルカリ処理澱粉を得た。手で触れると粉以外に小さな粒粒が存在していた。この澱粉を実施例８のアルカリ吸着澱粉の替わり使い、実施例８と全く同様にプレミックス方式の接着剤を調製したが、調製中に“ママコ”の発生が見られ、接着剤粘度も上昇し測定不能となった。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、段ボールシートの生産性、生産されたシート品質等にかかわる段ボール用接着剤に関する。更に詳しく述べれば、本発明は、貼合速度の向上と省熱貼合による生産性改善、シート反り改善等のシート品質改善に効果のある段ボール用接着剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
段ボールは、ライナー原紙と波形に成形された中芯原紙とを澱粉系接着剤を用いて貼り合わせて作り、木箱等に代わって梱包資材としてなくてはならないものになっている。段ボールの接着剤に澱粉系接着剤が使われる理由としては、安価で、入手しやすく、天然物で安全性が高いことが挙げられる。そのほかにも、澱粉が水と熱の存在によって容易に膨潤・糊化して、“のり”となり強い接着能を示すことがその理由の一つで、段ボール用接着剤の調製法であるステインホール方式の発明に負うところが非常に大きい。
【０００３】
ステインホール方式の接着剤は、アルカリ糊化させたキャリア部と澱粉を水に分散させスラリーにしたメイン部とを混合して調製されるが、キャリア部に含まれるアルカリ成分は、メイン部の澱粉（メイン澱粉）の糊化温度を調節する役割を担っている。
【０００４】
ステインホール方式（ツータンクキャリア方式）のほかに接着剤の調製法として、一つのタンクに澱粉スラリーを調製しアルカリを加えて澱粉をアルカリ糊化した後、アルカリ糊液希釈のため水を加え、希釈されたアルカリ糊液にメイン澱粉（未糊化澱粉）を加えて混合するワンタンクキャリア方式；ステインホール方式のキャリア部に相当する澱粉を予めα化（糊化）して、メイン澱粉（未糊化澱粉）と混ぜ合わせた乾燥混合物を調製し、接着剤の調製に際してはこの混合物を水に懸濁し、アルカリを加える調製法のプレミックス方式；更に水に懸濁された澱粉にアルカリを加え、澱粉をアルカリ膨潤させると共に、強い攪拌により一部膨潤澱粉を破壊してキャリア部様とし、所定粘度が得られた段階で過剰なアルカリを中和する目的で硼酸を添加し、膨潤澱粉が崩壊したキャリア部様と膨潤澱粉（メイン部：未糊化澱粉）が共存する接着剤調製法のノーキャリア方式とがある。
【０００５】
このように調製された接着剤は、波形に成形された中芯原紙段頂に塗布され、ライナー原紙を重ね合わせて原紙を介して熱が掛けられることによって、メイン澱粉（未糊化澱粉）が糊化して、水分の拡散・蒸散等の乾燥工程を経て接着がなされる。メイン澱粉として使われる澱粉は、未加工澱粉（生澱粉）が主体である。未加工澱粉は、熱を掛けたときの膨潤反応性が鈍く、初期接着力の発現に改善の余地があり、貼合速度（生産性）に与える影響が大きい。膨潤反応性を高めるためにアルカリ成分量を増やすなどの対策が採られるが、接着剤の安定性の面、製造コストの面からその量にも自ずと限界がある。一方、膨潤反応性を促進させるために貼合温度を高く設定して、熱量を補って生産性を挙げる対策も採られるが、貼合速度向上効果が認められるものの、原紙に多量の熱量が掛かり原紙の伸縮を起こしてシートの反りを誘発するほか、過乾燥による“バリツキ”といわれる接着強度の低下が見られる。また、シートの反りについては、生産現場において人力を費やして反り矯正の反転作業が行われ、問題化している。地球温暖化による二酸化炭素排出規制からも使用熱量を補強することは望ましいことではない。
【０００６】
本発明の段ボール用接着剤は、メイン澱粉にアルカリ吸着澱粉を使うものであるが、特許文献１に「アルカリ処理澱粉の製造方法」がある。この方法は、アルカリ水溶液に澱粉を分散させ、そのスラリーｐＨを１０〜１４に維持し、かつ３０〜８０℃に加熱してアルカリ処理澱粉を製造すると説明されている。詳しくは、用いられる澱粉を「水」に溶解させないで、アルカリ水溶液に分散させてスラリーとし、加熱してアルカリ処理するとある。このアルカリ処理澱粉と本発明に用いるアルカリ吸着澱粉は、その製法において異なるものである。アルカリ処理澱粉のスラリーｐＨ、加熱温度領域、更にアルカリ水溶液への澱粉分散等の手法を考慮すると、段ボール用接着剤の製法から考えると、澱粉に対するアルカリ処理がハードであるため、接着剤調製時に使うアルカリ成分でこのアルカリ処理澱粉は糊化して、メイン澱粉として使えない。
【０００７】
特許文献２に、乾式法を用いて処理したアルカリ処理澱粉をメイン澱粉として用いた段ボール用接着剤が開示されている。澱粉粉体に直接アルカリ水溶液を噴霧して、均一に薬剤を、澱粉に作用させる湿式法と異なり、澱粉表面に不均一にアルカリ成分を作用させる方法であるが、この方法ではアルカリ成分が不均一に付着した部位が“糊化”を起こすため、溶解して接着剤を調製する段階で“ママコ”を発生し易い。更に、アルカリ成分が不均一に付着した“糊化”部位は、接着剤調製時に使用するアルカリ成分の作用を受けて、その部位から膨潤・糊化が優先的に起こり、接着剤の調製時に粘度上昇を起こし使用できないなどの問題がある。
【０００８】
また、メイン澱粉の膨潤反応性を高める対応として、メイン澱粉に化工澱粉を使う方法がある。特許文献３には、酸化、酸処理、エーテル化、エステル化等の処理を付して糊化温度を下げ、膨潤反応性を高めた澱粉をメイン澱粉として使用する事例があるが、段ボール用接着剤に使われる澱粉の８０％以上は、メイン澱粉で占められることから高価な化工澱粉をメイン澱粉に使うことはコスト高となることからほとんど使用されない。生産性の改善、製品品質向上、省エネなどエコロージーの観点からも、安価な加工法で膨潤反応性の高い澱粉の開発が望まれている。
【０００９】
【特許文献１】特開平９−１９４５０１号公報
【特許文献２】特開２００３−３１３８号公報
【特許文献３】特開昭５８−１４１２６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、澱粉に高度な加工を加えずに安価な加工方法により膨潤反応性に優れ、省熱貼合ができ、従来熱に由来していた反り、バリツキなどの品質劣化を改善でき、かつ接着剤調製時における“ママコ”の発生及び粘度上昇の問題が改善された段ボール用澱粉系接着剤を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、前記課題を解決するために種々検討した結果、メイン澱粉に使用する未糊化澱粉に予め、澱粉を水に分散させスラリーとし、澱粉スラリーにアルカリ水溶液を添加し、澱粉にアルカリ成分を吸着させることによって、前記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
すなわち、本発明の要旨は以下のとおりである。
（１）澱粉を水に分散させスラリーとし、アルカリ水溶液を添加して澱粉にアルカリ成分０．２５〜１１ｇ／ｋｇ−絶乾澱粉量を吸着させた澱粉スラリー及び／又はそれを脱水、乾燥した澱粉を用いることを特徴とする段ボール用接着剤。
（２）澱粉を水に分散させスラリーとし、アルカリ水溶液を添加して澱粉にアルカリ成分０．２５〜１１ｇ／ｋｇ−絶乾澱粉量を吸着させた澱粉スラリー及び／又はそれを脱水、乾燥した澱粉をメイン澱粉として用いることを特徴とする段ボール用接着剤。
（３）接着剤の調製方法がワンタンクキャリア方式、ツータンクキャリア方式、プレミックス方式又はノーキャリア方式である前記（１）又は（２）に記載の段ボール用接着剤。
（４）前記（１）〜（３）のいずれかに記載の段ボール用接着剤を用いて製造した段ボールシート。
（５）澱粉を水に分散させスラリーとし、アルカリ水溶液を添加して澱粉にアルカリ成分０．２５〜１１ｇ／ｋｇ−絶乾澱粉量を吸着させた澱粉スラリー及び／又はそれを脱水、乾燥した澱粉を用いることを特徴とする澱粉系接着剤の製造方法。
（６）澱粉を水に分散させスラリーとし、アルカリ水溶液を添加して澱粉にアルカリ成分０．２５〜１１ｇ／ｋｇ−絶乾澱粉量を吸着させた澱粉スラリー及び／又はそれを脱水、乾燥した澱粉をメイン澱粉として用いることを特徴とする澱粉系接着剤の製造方法。
（７）澱粉系接着剤が段ボール用接着剤である前記（５）又は（６）に記載の製造方法。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、段ボールシートの生産性及び品質を改善することができ、省エネによる地球温暖化防止効果も期待でき、更に、製造手段が簡単で安価な接着剤を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１５】
本発明のアルカリ吸着澱粉を用いた段ボール用接着剤は、澱粉を水に分散させスラリーとし、このスラリーにアルカリ水溶液を添加して、澱粉にアルカリ成分を吸着させた澱粉スラリー及び／又はそれを脱水、乾燥した澱粉を使用して、前述したワンタンクキャリア方式、ツータンクキャリア方式（ステインホール方式）、プレミックス方式、ノーキャリア方式等で調製する。
【００１６】
このように調製されたアルカリ吸着澱粉を用いる本発明の段ボール用接着剤は、メイン澱粉（未糊化澱粉）として未加工澱粉（生澱粉）を使用したときと比べて、膨潤反応性が敏感となり生産性を十分に上げることができるほか、これまで生産性を上げるために過剰に補ってきた熱量を減じて貼合することができる。熱量を減らして貼合できるので、これまで過剰に加えた熱量に起因する原紙の伸縮により生じる“反り”、“バリツキ”を大幅に減少させることができる。
【００１７】
本発明に使用する澱粉は、コーンスターチ、小麦澱粉、馬鈴薯澱粉、タピオカ澱粉、甘藷澱粉、米澱粉、サゴ澱粉等の生澱粉、それらをエーテル化、エステル化、カチオン化、架橋化、酸化もしくは酸処理した加工澱粉、又はこれらの澱粉の混合物を用いることができるが、本発明に使用するアルカリ吸着澱粉は、接着剤中の澱粉の８０％以上を使うメイン澱粉に使用することから、接着剤のコストアップを考えると生澱粉を使用することが好ましい。
【００１８】
アルカリ吸着澱粉は、これら澱粉を好ましくは１５〜５０重量％濃度、更に好ましくは２５〜４０重量％濃度のスラリーに調製し、好ましくは１〜２５重量％濃度、更に好ましくは３〜１５重量％濃度のアルカリ水溶液を所定量、攪拌しながらゆっくりと“糊玉”等を発生しないように注意深く澱粉スラリーに添加して、アルカリ成分を吸着させ調製される。澱粉スラリーにアルカリ水溶液を添加する際、スラリー温度を通常２５〜５０℃、好ましくは４０℃前後に保持すると、高いアルカリ吸着効率が得られる。スラリー温度が高すぎるとアルカリ水溶液を添加する間に澱粉が糊化するので好ましくない。このように調製したアルカリ吸着澱粉は、脱水し、乾燥して製造される。また、アルカリ吸着澱粉スラリーを接着剤調製時に調製し、使用することができる。
【００１９】
本発明は澱粉の結晶構造を適度に緩めて、メイン澱粉の膨潤反応性を高めて、生産性の向上を図ろうとするものである。アルカリ水溶液を添加して澱粉にアルカリ成分を吸着させると、アルカリ成分は澱粉の結晶構造の中へ浸透し、結晶構造を押し広げ、構造を形成する水素結合を緩める作用をする。結晶構造が緩みすぎた状態が糊化状態であり、糊化した状態になるとメイン澱粉としての機能が低減してしまい使えず、メイン澱粉の機能を十分に発現させるためにも適正アルカリ成分吸着量が存在する。アルカリ成分の吸着量は０．２５〜１１ｇ／ｋｇ−絶乾澱粉量が好ましい。吸着量が０．２５ｇ／ｋｇ−絶乾澱粉未満であると、メイン澱粉の膨潤反応性に効果なく、１１ｇ／ｋｇ−絶乾澱粉を超えると澱粉が糊化してしまい好ましくない。澱粉のアルカリ成分吸着量の算出は、澱粉スラリーに添加したアルカリ成分の添加量とアルカリ吸着澱粉スラリーを脱水した濾液中の未吸着アルカリ成分量とから決めることができる。例えば、脱水濾液中の未吸着アルカリ成分を中和滴定で定量する方法がある。本発明においてアルカリ水溶液のために用いられるアルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の金属の水酸化物、アンモニア等の水に溶解して水酸基を遊離するものが挙げられるが、工業的にも最も容易に、安価に入手できる水酸化ナトリウムが好ましい。
【００２０】
本発明の段ボール用接着剤を使うと、貼合適性が改善でき、高速で貼合することが可能となり生産性を大幅に改善できるほか、地球温暖化の防止の観点に立った省熱貼合も行うことができる。熱量を抑える、すなわち貼合温度を下げて貼合することで熱による原紙の伸縮により”反り”、“バリツキ”による接着強度の低下、貼合不良を大幅に減らせ、製品の品質を改善できる。
【００２１】
本発明の段ボールシートは、本発明の段ボール用接着剤を用いて製造されたものであり、波形に成形された中芯と、段ボール用接着剤によって前記中芯の片面又は両面に貼合されたライナーとを有し、前記中芯及びライナーの貼合に、前述した本発明の段ボール用接着剤が用いられていることを特徴とする。
【００２２】
本発明の段ボールシートは、段ボールシートの製造で通常使用されるコルゲーターを用いて製造することができる。すなわち、本発明の段ボールシートは、糊ロール及び糊ロールに段ボール用接着剤を付着させる手段を少なくとも有するコルゲーターを用い、波形に成形された中芯の頂縁と糊ロールとを当接させて段頂に段ボール用接着剤を塗布する工程と、中芯の、段ボール用接着剤が塗布された面側にライナーを貼り合わせる工程とを含む段ボールシートの製造方法において、前述した本発明の段ボール用接着剤を用いることにより製造することができる。
【００２３】
本発明の段ボールシートは、中芯及びライナーの貼合に本発明の段ボール用接着剤を用いるものであれば特に制限はなく、片面段ボール、両面段ボール、複両面段ボール、複複両面段ボールのいずれをも包含する。
【００２４】
本発明の澱粉系接着剤の製造方法は、澱粉を水に分散させスラリーとし、アルカリ水溶液を添加して澱粉にアルカリ成分０．２５〜１１ｇ／ｋｇ−絶乾澱粉量を吸着させた澱粉スラリー及び／又はそれを脱水、乾燥した澱粉を、好ましくはメイン澱粉として、用いることを特徴とするものであり、本発明の製造方法により製造された澱粉系接着剤は、段ボール用接着剤の他、板紙等の層間用接着剤、製紙用接着剤、繊維用接着剤、壁紙用接着剤、ラベル用接着剤等にも使用できる。
【実施例】
【００２５】
以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明の範囲は、これらの実施例に限定されるものではない。以下の実施例及び比較例において、フォードカップ粘度（以下「ＦＣＶ」という。）、Ｂ型粘度、糊化温度、初期接着強度、アルカリアミロ及びアルカリ成分吸着量の測定は以下の方法で行った。
【００２６】
（ＦＣＶの測定）
ＦＣＶは、東洋テスター工業（株）製のフォードカップ（水１０秒）により測定した。
（Ｂ型粘度の測定）
Ｂ型粘度は、東京計器（株）製の回転粘度計（型式：ＢＭ型）を用いて６０ｒｐｍで測定した。
（糊化温度の測定）
糊化温度は、ブラベンダーアミログラフを用いて測定した。すなわち、試料５００ｇをブラベンダーカップに取り、カートリッジ７５０ｃｍ−ｇ、回転数１００ｒｐｍ、昇温速度１．５℃／分の条件で測定し、測定中の最低粘度から、粘度が５００ＢＵ上昇した時の温度を糊化温度とした。
【００２７】
（初期接着強度の測定）
初期接着強度は、５×８．５ｃｍの大きさに裁断した片面段ボール（原紙構成：ライナー王子ＮＲＫ−２８０／中芯北陽ＭＭ−１８０）に、ロールコーターで絶乾５ｇ／ｍ２になるように段ボール用接着剤を均一に塗布し、それをロードセルのついたピンアタッチメントにセットして、その上から５×８．５ｃｍの大きさのライナー（王子ＮＲＫ−２８０）を重ね合わせ、１３５℃に加熱した熱板（大きさ：４２．５ｃｍ２、自重：１．５ｋｇ）を乗せて５秒間圧着後、直ちにライナーと片面段ボールを剥がし、その時の剥離強度を初期接着強度とした。
【００２８】
（アルカリアミロの測定）
アルカリアミロの測定は、５００ｍｌ容のビーカーに澱粉１２５ｇ絶乾量を取り、これに蒸留水を加え全量３００ｇとする。別に蒸留水１８０ｇに２５重量％水酸化ナトリウム水溶液１０ｍｌを取りよく分散させた。先のビーカー内の澱粉スラリーを撹拌しながら、その中へ希釈した水酸化ナトリウム水溶液を加えた。ブラベンダーカップにこのスラリーを移し全内重量を５００ｇとした。これをブラベンダー粘度計にセットして、２５℃より１．５℃／分の昇温速度で４４℃まで加熱し、４４℃に到達したら５００ＢＵの粘度が発現するまでアルカリアミログラムを描かせた。その時の２５℃より２０ＢＵ粘度発現までの時間を測定してアルカリアミロとした。
【００２９】
（アルカリ成分吸着量の測定）
澱粉スラリーに水酸化ナトリウム水溶液を添加し、アルカリ成分を吸着させた後、澱粉スラリーを脱水して濾液量、澱粉量（含水量を求めておく）を測定した。濾液を５〜５０ｍｌサンプリングして、０．１Ｎ塩酸で中和して濾液中の水酸化ナトリウム量をもとめた。澱粉スラリーの添加した水酸化ナトリウム量、脱水濾液量、澱粉量をもとに吸着量を求めた。
【００３０】
実施例１
４０重量％濃度のコーンスターチスラリーを５Ｌ容のポリバケツに３ｋｇ取り、撹拌機（新東科学工業製スリーワンモーター）で撹拌しながら４０℃に保温し、このスラリーに３重量％濃度の水酸化ナトリウム水溶液２１．４ｇを滴下し、１時間攪拌した。このときのｐＨを測定したところ５．９であった。直ちに吸引濾過し、得られた脱水ケーキを熱風乾燥して、アルカリ吸着澱粉を得た。濾液中の水酸化ナトリウム量を中和滴定してアルカリ吸着を算出すると０．５４ｇ／ｋｇ−絶乾澱粉であった。このアルカリ吸着澱粉のアルカリアミロを測定したところ、１８．０分であった。そして、このアルカリ吸着澱粉を用いて、ワンタンクキャリア方式で接着剤を調製した。３Ｌ容のステンレスジョッキに３５℃の水６２４ｇを取り、径４０ｍｍのディスパー羽根を持った撹拌機（特殊機化工業（株）製Ｔ．Ｋロボミックス）で、４５００ｒｐｍの回転数で撹拌しながら、コーンスターチ６０．５ｇを分散させ、これに２５重量％濃度の水酸化ナトリウム水溶液４８ｇを添加し１５分間撹拌しキャリア糊調製後、３５℃の水９９０ｇを加え、続いてメイン澱粉としてこのアルカリ吸着澱粉４８９．５ｇを加え、更に硼砂１１．０ｇを加えて１５分間撹拌を続け、ワンタンクキャリア方式の段ボール用接着剤を調製した。調製した接着剤についてＦＣＶ、Ｂ型粘度、糊化温度、初期接着強度を測定し、その結果を表１に示した。
【００３１】
比較例１
実施例１のコーンスターチスラリーに３重量％濃度の水酸化ナトリウム水溶液を添加しないほかは実施例１と同様に操作して比較用のコーンスターチを得た。このコーンスターチスラリーのｐＨを測定したところ４．４であった。この比較用のコーンスターチのアルカリアミロを測定したところ、２２．２分であった。更に、実施例１と同様にこの比較用のコーンスターチをメイン澱粉に使ってワンタンクキャリア方式の段ボール用接着剤を調製した。そのＦＣＶ、Ｂ型粘度、糊化温度、初期接着強度を測定し、その結果を表１に示した。
【００３２】
実施例２
実施例１の３重量％濃度の水酸化ナトリウム水溶液の滴下量３４．３ｇにしてアルカリ吸着澱粉を製造した以外は、実施例１と同様に操作した。このとき得られたアルカリ吸着澱粉のアルカリ吸着量は、０．８６ｇ／ｋｇ−絶乾澱粉であった。また、水酸化ナトリウム水溶液の滴下後のｐＨを測定したところ７．１であった。更に、このアルカリ吸着澱粉のアルカリアミロの測定したところ１７．３分であった。このアルカリ吸着澱粉をメイン澱粉に用い調製したワンタンクキャリア方式の段ボール用接着剤のＦＣＶ、Ｂ型粘度、糊化温度、初期接着強度を測定し、その結果を表１に示した。
【００３３】
実施例３
実施例１の３重量％濃度の水酸化ナトリウム水溶液の滴下量４８．２ｇにしてアルカリ吸着澱粉を製造した以外は、実施例１と同様に操作した。このとき得られたアルカリ吸着澱粉のアルカリ吸着量は、１．２１ｇ／ｋｇ−絶乾澱粉であった。また、水酸化ナトリウム水溶液の滴下後のｐＨを測定したところ８．１であった。更に、このアルカリ吸着澱粉のアルカリアミロの測定したところ１６．２分であった。このアルカリ吸着澱粉をメイン澱粉に用い調製したワンタンクキャリア方式の段ボール用接着剤のＦＣＶ、Ｂ型粘度、糊化温度、初期接着強度を測定し、その結果を表１に示した。
【００３４】
実施例４
実施例１の３重量％濃度の水酸化ナトリウム水溶液の滴下量６７．８ｇにしてアルカリ吸着澱粉を製造した以外は、実施例１と同様に操作した。このとき得られたアルカリ吸着澱粉のアルカリ吸着量は、１．６９ｇ／ｋｇ−絶乾澱粉であった。また、水酸化ナトリウム水溶液の滴下後のｐＨを測定したところ８．７であった。更に、このアルカリ吸着澱粉のアルカリアミロの測定したところ１５．５分であった。このアルカリ吸着澱粉をメイン澱粉に用い調製したワンタンクキャリア方式の段ボール用接着剤のＦＣＶ、Ｂ型粘度、糊化温度、初期接着強度を測定し、その結果を表１に示した。
【００３５】
実施例５
実施例１の３重量％濃度の水酸化ナトリウム水溶液の滴下量９１．０ｇにしてアルカリ吸着澱粉を製造した以外は、実施例１と同様に操作した。このとき得られたアルカリ吸着澱粉のアルカリ吸着量は、２．２７ｇ／ｋｇ−絶乾澱粉であった。また、水酸化ナトリウム水溶液の滴下後のｐＨを測定したところ９．７であった。更に、このアルカリ吸着澱粉のアルカリアミロの測定したところ１３．２分であった。このアルカリ吸着澱粉をメイン澱粉に用い調製したワンタンクキャリア方式の段ボール用接着剤のＦＣＶ、Ｂ型粘度、糊化温度、初期接着強度を測定し、その結果を表１に示した。
【００３６】
実施例６
実施例１の３重量％濃度の水酸化ナトリウム水溶液の滴下量１５３ｇにしてアルカリ吸着澱粉を製造した以外は、実施例１と同様に操作した。このとき得られたアルカリ吸着澱粉のアルカリ吸着量は、３．８２ｇ／ｋｇ−絶乾澱粉であった。また、水酸化ナトリウム水溶液の滴下後のｐＨを測定したところ１０．５であった。更に、このアルカリ吸着澱粉のアルカリアミロの測定したところ１２．２分であった。このアルカリ吸着澱粉をメイン澱粉に用い調製したワンタンクキャリア方式の段ボール用接着剤のＦＣＶ、Ｂ型粘度、糊化温度、初期接着強度を測定し、その結果を表１に示した。
【００３７】
実施例７
実施例１の３重量％濃度の水酸化ナトリウム水溶液の滴下量２３８ｇにしてアルカリ吸着澱粉を製造した以外は、実施例１と同様に操作した。このとき得られたアルカリ吸着澱粉のアルカリ吸着量は、１０．５ｇ／ｋｇ−絶乾澱粉であった。また、水酸化ナトリウム水溶液の滴下後のｐＨを測定したところ１１．１であった。更に、このアルカリ吸着澱粉のアルカリアミロの測定したところ１０．８分であった。このアルカリ吸着澱粉をメイン澱粉に用い調製したワンタンクキャリア方式の段ボール用接着剤のＦＣＶ、Ｂ型粘度、糊化温度、初期接着強度を測定し、その結果を表１に示した。
【００３８】
比較例２
実施例１の３重量％濃度の水酸化ナトリウム水溶液の滴下量４７０ｇにしてアルカリ吸着澱粉を製造した以外は、実施例１と同様に操作した。このとき得られたアルカリ吸着澱粉のアルカリ吸着量は、１３．８ｇ／ｋｇ−絶乾澱粉であった。また、水酸化ナトリウム水溶液の滴下後のｐＨを測定したところ１１．５であった。更に、このアルカリ吸着澱粉のアルカリアミロの測定したところ８．５分であった。しかし、このアルカリ吸着澱粉をメイン澱粉に用いワンタンクキャリア方式の段ボール用接着剤を調製したが、正常な接着剤が得られなかった。
【００３９】
実施例８
実施例２で製造したアルカリ吸着澱粉２０５ｇ、α澱粉（王子コーンスターチ（株）製）４０ｇ、硼砂５ｇを予め混合し、プレミックス澱粉を調製した。１Ｌ容のステンレスジョッキに３５℃の水７１６ｇをとり、撹拌しながら先に調製したプレミックス澱粉をα澱粉の“ママコ”が発生しないように注意深く分散させ、撹拌回転数を６００ｒｐｍにしてから１５重量％濃度の水酸化ナトリウム水溶液４０．２ｇを、１５分時間をかけて投入し、投入終了から１５分更に撹拌してプレミックス方式の接着剤を調製した。プレミックス方式の段ボール用接着剤のＦＣＶ、Ｂ型粘度、糊化温度、初期接着強度を測定し、その結果を表１に示した。
【００４０】
比較例３
比較例１で製造した比較用のコーンスターチを実施例８に使用したアルカリ吸着澱粉の代わりに使用した以外は、実施例８と同様にプレミックス澱粉を調製し、更にプレミックス方式の接着剤を調製し、評価した。プレミックス方式の段ボール用接着剤のＦＣＶ、Ｂ型粘度、糊化温度、初期接着強度を測定し、その結果を表１に示した。
【００４１】
実施例９
３Ｌ容ステンレスジョッキに３５℃の水１４６１ｇをとり、径７７ｍｍのタービン型翼を２枚（間隔５ｃｍ）を持った撹拌機で、６００ｒｐｍの回転数で撹拌しながら、実施例２で製造したアルカリ吸着澱粉を分散させ、これにノークロス粘度計を設置して、２５重量％濃度の水酸化ナトリウム水溶液５２ｇを１分間で滴下し、ノークロス粘度計の設定粘度５秒まで粘度発現するのを待って、設定粘度５秒に達したと同時に硼酸７．０ｇを加え、その後１５分間撹拌を続け、ノーキャリア方式の段ボール用接着剤を調製した。ノーキャリア方式の段ボール用接着剤のＦＣＶ、Ｂ型粘度、糊化温度、初期接着強度を測定し、その結果を表１に示した。
【００４２】
比較例４
実施例９で使用したアルカリ吸着澱粉の代わりに比較例１で製造した比較用のコーンスターチを用いた以外は、実施例９と同様にノーキャリア方式の段ボール用接着剤を調製し、評価した。ノーキャリア方式の段ボール用接着剤のＦＣＶ、Ｂ型粘度、糊化温度、初期接着強度を測定し、その結果を表１に示した。
【００４３】
実施例１０
実施例２で調製したワンタンクキャリア方式の接着剤を用いて、貼合温度１０５℃で接着強度評価を実施した。初期接着強度の測定結果を表２に示した。
【００４４】
比較例５
比較例１で調製したワンタンクキャリア方式の接着剤を用いて、貼合温度１０５℃で接着強度評価を実施した。初期接着強度の測定結果を表２に示した。
【００４５】
【表１】
【００４６】
表１から、本発明の段ボール用接着剤を使うと初期接着力が改善されて、生産性改善の指標となる接着指数も良好であることがわかる。
【００４７】
【表２】
【００４８】
表２は、本発明の段ボール用接着剤が、接着機能を発現するにあたり、熱に対する反応が敏感であることを示している。
【００４９】
比較例６
未加工コーンスターチ７ｋｇをレディゲミキサーに入れ、撹拌しながら２５重量％の水酸化ナトリウム水溶液を３５０ｇ（アルカリ成分として８７．５ｇ）噴霧し、噴霧後、７０℃で３０分間乾燥してアルカリ処理澱粉を得た。手で触れると粉以外に小さな粒粒が存在していた。この澱粉を実施例８のアルカリ吸着澱粉の替わり使い、実施例８と全く同様にプレミックス方式の接着剤を調製したが、調製中に“ママコ”の発生が見られ、接着剤粘度も上昇し測定不能となった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
澱粉を水に分散させスラリーとし、アルカリ水溶液を添加して澱粉にアルカリ成分０．２５〜１１ｇ／ｋｇ−絶乾澱粉量を吸着させた澱粉スラリー及び／又はそれを脱水、乾燥した澱粉を用いることを特徴とする段ボール用接着剤。
【請求項２】
澱粉を水に分散させスラリーとし、アルカリ水溶液を添加して澱粉にアルカリ成分０．２５〜１１ｇ／ｋｇ−絶乾澱粉量を吸着させた澱粉スラリー及び／又はそれを脱水、乾燥した澱粉をメイン澱粉として用いることを特徴とする段ボール用接着剤。
【請求項３】
接着剤の調製方法がワンタンクキャリア方式、ツータンクキャリア方式、プレミックス方式又はノーキャリア方式である請求項１又は２記載の段ボール用接着剤。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の段ボール用接着剤を用いて製造した段ボールシート。
【請求項５】
澱粉を水に分散させスラリーとし、アルカリ水溶液を添加して澱粉にアルカリ成分０．２５〜１１ｇ／ｋｇ−絶乾澱粉量を吸着させた澱粉スラリー及び／又はそれを脱水、乾燥した澱粉を用いることを特徴とする澱粉系接着剤の製造方法。
【請求項６】
澱粉を水に分散させスラリーとし、アルカリ水溶液を添加して澱粉にアルカリ成分０．２５〜１１ｇ／ｋｇ−絶乾澱粉量を吸着させた澱粉スラリー及び／又はそれを脱水、乾燥した澱粉をメイン澱粉として用いることを特徴とする澱粉系接着剤の製造方法。
【請求項７】
澱粉系接着剤が段ボール用接着剤である請求項５又は６記載の製造方法。
【請求項１】
澱粉を水に分散させスラリーとし、アルカリ水溶液を添加して澱粉にアルカリ成分０．２５〜１１ｇ／ｋｇ−絶乾澱粉量を吸着させた澱粉スラリー及び／又はそれを脱水、乾燥した澱粉を用いることを特徴とする段ボール用接着剤。
【請求項２】
澱粉を水に分散させスラリーとし、アルカリ水溶液を添加して澱粉にアルカリ成分０．２５〜１１ｇ／ｋｇ−絶乾澱粉量を吸着させた澱粉スラリー及び／又はそれを脱水、乾燥した澱粉をメイン澱粉として用いることを特徴とする段ボール用接着剤。
【請求項３】
接着剤の調製方法がワンタンクキャリア方式、ツータンクキャリア方式、プレミックス方式又はノーキャリア方式である請求項１又は２記載の段ボール用接着剤。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の段ボール用接着剤を用いて製造した段ボールシート。
【請求項５】
澱粉を水に分散させスラリーとし、アルカリ水溶液を添加して澱粉にアルカリ成分０．２５〜１１ｇ／ｋｇ−絶乾澱粉量を吸着させた澱粉スラリー及び／又はそれを脱水、乾燥した澱粉を用いることを特徴とする澱粉系接着剤の製造方法。
【請求項６】
澱粉を水に分散させスラリーとし、アルカリ水溶液を添加して澱粉にアルカリ成分０．２５〜１１ｇ／ｋｇ−絶乾澱粉量を吸着させた澱粉スラリー及び／又はそれを脱水、乾燥した澱粉をメイン澱粉として用いることを特徴とする澱粉系接着剤の製造方法。
【請求項７】
澱粉系接着剤が段ボール用接着剤である請求項５又は６記載の製造方法。
【公開番号】特開２００７−２８４５６２（Ｐ２００７−２８４５６２Ａ）
【公開日】平成１９年１１月１日（２００７．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１１３４３１（Ｐ２００６−１１３４３１）
【出願日】平成１８年４月１７日（２００６．４．１７）
【出願人】（０００１２２２４３）王子コーンスターチ株式会社 (17)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月１日（２００７．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月１７日（２００６．４．１７）
【出願人】（０００１２２２４３）王子コーンスターチ株式会社 (17)
【Ｆターム（参考）】
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