(57)【要約】(i)コーンスターチ、小麦澱粉、ライ麦澱粉、オート麦澱粉、大麦澱粉、ジャガイモ澱粉、タピオカ澱粉およびエンドウ澱粉であって、それぞれが天然澱粉または化学改質澱粉であり、またはそれらの任意の混合物からなる群から選択される澱粉5から16重量%を含むキャリヤーペーストと、(ii)12から20重量%のアミロース、約1重量%の他の化合物、および87から79重量%の相補的なアミロペクチン含量を含む10から30重量%の天然米澱粉またはそのアセチル化誘導体、および90から70重量%の上記に定義した群から選択した澱粉または澱粉の混合物の混合物から構成される総澱粉含量が25から50重量%の主ペーストから構成される新規な澱粉を基剤とする接着剤ペースト組成物を開示する。Stein-Hall法による新規な接着剤ペースト組成物の製造方法並びに上記製造のための澱粉のプレミックスを開示する。接着剤ペースト組成物は優れたフィルム形成および接着特性を示し、積層段ボールの製造に特に適している。
2005522563.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリヤーペーストと主ペーストの混合物からなる澱粉を基剤とした接着剤ペースト組成物であって、
キャリヤーペーストが、コーンスターチ、小麦澱粉、ライ麦澱粉、オート麦澱粉、大麦澱粉、ジャガイモ澱粉、タピオカ澱粉およびエンドウ澱粉であって、それぞれが天然澱粉または化学改質澱粉であり、またはそれらの任意の混合物からなる群から選択される澱粉、水、およびアルカリ塩基から構成される澱粉を基剤とするペーストであり、澱粉がキャリヤーペースト中の水の総量に対して5から16重量%の濃度で存在し、アルカリ塩基が水酸化ナトリウムとして計算され且つキャリヤーペースト中の澱粉の量(乾燥物質)に対して10から25重量%の量で存在し、
主ペーストが、(i) 12から20重量%のアミロース、約1重量%の他の化合物、および相補的な87重量%から79重量%のアミロペクチンを含む天然米澱粉または乾燥澱粉含量に対して0.25から2.5重量%のアセチル基を含む天然米澱粉のアセチル化誘導体、および(ii)コーンスターチ、小麦澱粉、ライ麦澱粉、オート麦澱粉、大麦澱粉、ジャガイモ澱粉、タピオカ澱粉およびエンドウ澱粉であって、それぞれが天然澱粉または化学改質澱粉であり、またはそれらの任意の混合物からなる群から選択される澱粉、水、およびホウ酸ナトリウムの混合物から構成される澱粉を基剤とするペーストであり、天然米澱粉またはそのアセチル化誘導体が主ペーストの総澱粉含量(乾燥物質)の10から30重量%の量で存在し、主ペースト中の澱粉の総量が主ペーストの総量に対して25から50重量%であり、ホウ酸ナトリウム(無水ホウ砂として計算)が主ペーストの澱粉(乾燥物質)の量に対して0.3から3重量%の量で存在し、重量比主ペースト:キャリヤーペーストが1:1から3:1の範囲である
接着剤ペースト組成物。
【請求項２】
キャリヤーペーストおよび主ペースト中の澱粉が、米澱粉は別として、天然または架橋小麦澱粉である、請求項1に記載の接着剤ペースト組成物。
【請求項３】
キャリヤーペーストおよび主ペースト中の澱粉が、米澱粉は別として、天然または架橋コーンスターチである、請求項1に記載の接着剤ペースト組成物。
【請求項４】
米澱粉が、16から18重量%のアミロース、約1重量%の他の化合物、および相補的な83から81重量%のアミロペクチンを含む天然米澱粉またはそのアセチル化誘導体である、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の接着剤ペースト組成物。
【請求項５】
米澱粉またはアセチル化米澱粉が主ペースト中に15から25重量%の量で存在する、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の接着剤ペースト組成物。
【請求項６】
キャリヤーペースト中のアルカリ塩基が水酸化ナトリウムであり、主ペースト中のホウ酸ナトリウムがホウ砂である、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の接着剤ペースト組成物。
【請求項７】
重量比主ペースト:キャリヤーペーストが1.4:1から2:1の範囲である、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の接着剤ペースト組成物。
【請求項８】
30℃から50℃の水に、コーンスターチ、小麦澱粉、ライ麦澱粉、オート麦澱粉、大麦澱粉、ジャガイモ澱粉、タピオカ澱粉およびエンドウ澱粉であって、それぞれが天然澱粉または化学改質澱粉であり、またはそれらの任意の混合物からなる群から選択される澱粉、水、およびアルカリ塩基を、キャリヤーペースト中の水の総量に対して5から16重量%の濃度で、アルカリ塩基が水酸化ナトリウムとして計算され且つキャリヤーペースト中の澱粉の量(乾燥物質)に対して10から25重量%の量で、攪拌混合することによってキャリヤー澱粉を基剤とするペーストを調製した後、澱粉が完全にゲル化して混合物の安定な粘度が得られるまで混合物を30から50℃で剪断しながら攪拌する工程と、
室温以下の水に、12から20重量%のアミロース、約1重量%の他の化合物、および相補的な87から79重量%のアミロペクチンを含む天然米澱粉、または乾燥澱粉含量に対して0.25から2.5重量%アセチル基を含む天然米澱粉のアセチル化誘導体、およびコーンスターチ、小麦澱粉、ライ麦澱粉、オート麦澱粉、大麦澱粉、ジャガイモ澱粉、タピオカ澱粉およびエンドウ澱粉であって、それぞれが天然澱粉または化学改質澱粉であり、またはそれらの任意の混合物からなる群から選択される澱粉、水、およびホウ酸ナトリウムを攪拌下にて混合することによって主澱粉を基剤とするペーストを調製し、米澱粉またはアセチル化米澱粉は主ペーストの総澱粉含量(乾燥物質)に対して10から30重量%の量で存在し、主ペースト中の澱粉の総量は主ペーストの総量に対して25から50重量%であり、ホウ酸ナトリウム(無水ホウ砂として計算)は主ペーストの澱粉(乾燥物質)の量に対して0.3から3重量%の量であり、次いで5から10分間攪拌して均質なペーストを得る工程と、
キャリヤーペーストと主ペーストを重量比主ペースト:キャリヤーペーストが1:1から3:1の範囲で混合する
工程とを含んでなる、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の接着剤ペースト組成物の製造方法。
【請求項９】
キャリヤーペーストと主ペーストを別個に調製した後、混合する、請求項8に記載の方法。
【請求項１０】
接着剤ペースト組成物をワンポット法によって調製し、第一のキャリヤーペーストを請求項8に定義した通りに調製し、次に、水、天然米澱粉またはそのアセチル化誘導体、およびコーンスターチ、小麦澱粉、ライ麦澱粉、オート麦澱粉、大麦澱粉、ジャガイモ澱粉、タピオカ澱粉およびエンドウ澱粉であって、それぞれが天然澱粉または化学改質澱粉であるもの、またはそれらの任意の混合物からなる群から選択される澱粉、およびホウ酸ナトリウムを、上記キャリヤーペーストに攪拌下にて室温以下で、請求項8に記載した主ペーストの調製に相当する量で且つ重量比主ペースト:キャリヤーペーストが1:1から3:1の範囲で加えることによって、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の均質な澱粉を基剤とする接着剤ペースト組成物を得る、請求項8に記載の方法。
【請求項１１】
(i)12から20重量%のアミロース、約1重量%の他の化合物、および相補的な87から79重量%のアミロペクチンを含む天然米澱粉、または乾燥澱粉含量に対して0.25から2.5重量%のアセチル基を含む天然米澱粉のアセチル化誘導体と、(ii)コーンスターチ、小麦澱粉、ライ麦澱粉、オート麦澱粉、大麦澱粉、ジャガイモ澱粉、タピオカ澱粉およびエンドウ澱粉であって、それぞれが天然澱粉または化学改質澱粉であるもの、またはそれらの任意の混合物からなる群から選択される澱粉の乾燥混合物からなり、米澱粉またはそのアセチル化誘導体が総澱粉含量に対して10から30重量%の範囲の量で存在する、請求項8乃至10のいずれか一項に記載の接着剤ペースト組成物の製造方法に用いるために特に構成されたプレミックス。
【請求項１２】
積層段ボールの製造方法であって、(i)請求項1乃至7のいずれか一項に記載の澱粉を基剤とする接着剤ペースト組成物のフィルムを段ボール芯の一方の側または両側の段ボールの最上部に塗布する工程と、(ii)ライナーを、上記澱粉を基剤とする接着剤ペーストを支持する段ボール芯の最上部と圧力および熱を加えながら接触させ、ゲル化および接着剤組成物と接触している表面の初期接合を開始する工程と、(iii)熱を加えることによって段ボール芯の(複数の)ライナーへの接着を完了する工程とを含んでなる、上記方法。
【請求項１３】
請求項1乃至7のいずれか一項に記載の澱粉を基剤とする接着剤ペースト組成物のフィルムを段ボール芯の襞の最上部に4から7g/m2の範囲の量で加える、請求項12に記載の方法。
【請求項１４】
ライナーを、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の澱粉を基剤とする接着剤ペースト組成物によって段ボールのコルゲーションの最上部に接合した、積層段ボール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、澱粉を基剤とする接着剤ペースト組成物およびその中間体、それらの製造、積層段ボールの製造のための組成物の使用、および積層段ボールに関する。
【背景技術】
【０００２】
技術の背景および状況
既に長期間にわたり、様々な製品の表面は接着剤によって結合されてきた。工業的規模で接着剤によって互いに接合されている典型的表面としては、紙および厚紙表面が挙げられる。この目的には、澱粉から調製された接着剤ペースト組成物が、それらの調製が容易であること、それらの技術特性、および経済的に許容可能な価格で入手可能である理由により、広く用いられている。様々な供給源からの澱粉が、既に用いられてきている。接着剤ペースト組成物は、コーンスターチ、小麦澱粉、ジャガイモ澱粉またはタピオカ澱粉から普通に調製されている。コーンという用語は、以後は常にトウモロコシを表す。
【０００３】
様々な用途に広く用いられている特別な種類の厚紙は、片側または両側に接着ライナー(adherent liner)を有する永久段(permanent corrugation)を有する厚紙芯剤からなる積層段ボールである。ライナーは、普通はシート状の平板または紙である。芯の波形材料は芯材の上側および/または下側の段ボールの最上部に塗布される接着剤によって(複数の)接着ライナーに接合された後、これらの最上部を(複数の)ライナーと接触させ、圧力および熱を加える。
【０００４】
積層段ボールの製造には、特に接着剤が求められるが、接着剤は加工が容易でなければならず且つ積層体の製造中に波形芯とライナーの表面同士が良好な初期接着剤で速やかに接着され、最終的結合が良好な接着強度を示し且つ接着工程によって生じるライナーの変形の可能性が最小限になるようにしなければならないからである。
【０００５】
積層段ボールの製造には、主としてコーンスターチまたは小麦澱粉を基剤とする接着剤ペースト組成物が用いられるが、これらの接着剤により良好な接着強度が確保され且つ原材料が経済的に許容可能な価格で十分に入手可能だからである。
【０００６】
従来は、これらの接着剤ペースト組成物は、Stein-Hall法によって調製されている。
【０００７】
Stein-Hall法について典型的な点は、接着剤組成物が2種類の異なる部分を含むことである。この差は、下記のように、接着剤組成物がキャリヤーペースト(一次ペーストとも呼ばれる)と主ペースト(二次ペーストとも呼ばれる)であって、それらの調製が互いに著しく異なっているものから構成されているという事実から生じている。
【０００８】
キャリヤーペーストは、従来は粉末状澱粉を約30から50℃に加温した水中で混合した後、攪拌下にて通常は濃縮水溶液状の水酸化ナトリウムを所定量加えることによって調製される。混合物が安定な粘度になるまで混合物を剪断を行いながら激しい攪拌の下、約30から50℃に暫く保持し(典型的には約15から30分間)、これによりキャリヤーペーストを形成する。混合物中の澱粉の濃度は、典型的には6から16重量%であり、水酸化ナトリウム:澱粉の重量比は普通は1:10から1:4である。
【０００９】
調製工程中に、キャリヤーペースト中の澱粉は完全にゲル化する。上記ゲル化した澱粉は、澱粉1g当たり約20gまでの水を吸収/結合することができ、これはゲル化していない澱粉よりずっと多量である。ゲル化していない澱粉は、澱粉1g当たり約1gの水しか吸収/結合することができない。
【００１０】
主ペーストは、通常は粉末状の澱粉を室温以下の水に攪拌し、攪拌下にて所定量のホウ砂を混合物に加えることによって調製される。混合物を約10から30分間攪拌することによって、主ペーストが得られる。混合物中の澱粉の濃度は、約18から35重量%であり、重量比澱粉:ホウ砂は普通は50:1から100:1の範囲である。この混合物は、キャリヤーペーストと比較して澱粉がずっと多量に濃縮され、澱粉含量に対して遙かに少量のアルカリ塩基(ホウ砂)を含んでおり、ほぼ室温以下で調製されるので、主ペーストの澱粉はゲル化しない。その結果、主ペーストの澱粉は、少量の水、すなわち澱粉1g当たり約1gの水しか吸収/結合することができないゲル化していない澱粉である。
【００１１】
次に、接着剤ペースト組成物を、キャリヤーペーストを主ペーストと選択された重量比の典型的には1:1から5:1の範囲にある主ペースト:キャリヤーペーストで混合することによって得る。
【００１２】
Stein-Hall法による接着剤調製には、幾つかの変法がある。典型的には工業的規模で用いられる1変法によれば、接着剤ペースト組成物の調製は一反応装置で行い(ワンポット法)、必要量の水を入れ、これを約30から50℃まで加温し、粉末状のキャリヤーペースト用澱粉の必要量を激しく攪拌しながら加え、適当量の水酸化ナトリウム溶液を加え、剪断を行いながら約30から50℃で約15から30分間攪拌する工程を含んでいる。従って、室温以下の水を主ペーストに必要量を攪拌下にて加えた後、粉末状の主ペースト用の澱粉の必要量を加える。次に、適当量のホウ砂を加えて、混合物を約10から30分間、典型的には約15分間周囲温度で攪拌した後、所望な接着剤ペースト組成物を形成する。
【００１３】
主ペーストの形成に要する量の水を室温以下で添加した結果、総混合物の温度および総混合物中の水酸化ナトリウムの濃度は、主ペーストを形成するために添加した量の澱粉は全くゲル化しないかまたは顕著でない程度、即ち典型的には1重量%未満しかゲル化せず、本明細書では本質的にゲル化しないと考えられるようなレベルまで減少する。
【００１４】
工業的規模でも用いられるもう一つの変法によれば、接着剤ペーストはイン・ライン製造法によって調製される。
【００１５】
様々な植物供給源からの澱粉のある種の組合せに基づく積層段ボールの製造のための幾つかの接着剤ペースト組成物は、特開平9-235529号公報および特開平2001-164213号公報に開示されている。
【００１６】
特開平9-235529号公報(Rengo Co Ltd)には、コーンスターチからのペーストとタピオカ澱粉からのペーストのコーンスターチ:タピオカ澱粉の固形物含量比が10:90から70:30での混合物である接着剤ペーストが記載されている。これらのペーストはそれぞれコーンスターチとタピオカ澱粉、水、水酸化ナトリウムおよびホウ酸の水溶液から個別に調製される。これらのペーストにおいて、澱粉総量に対する水総量の重量比は3.00であり、総澱粉濃度は24.7重量%であり、水酸化ナトリウム濃度(ペーストについて計算)は0.60重量%であり、ホウ砂(澱粉含量について計算)は2.00重量%である。
【００１７】
特開平2001-164213号公報(Tokan Kogyo Co Ltd)には、コーンスターチと米澱粉の混合物から調製された積層段ボール用の接着剤ペースト組成物が記載されている。Stein-Hall法に基づいている特開平2001-164213号公報に記載の製造方法によれば、キャリヤーペーストと主ペーストは別々に調製された後に、両ペーストを混合して接着剤ペースト組成物を形成する。特開平2001-164213号公報の表5には、接着剤ペースト組成物の調製であって、(i)キャリヤーペーストが重量比コーンスターチ:米澱粉が1:1であり、総澱粉含量が8.6重量%であり、重量比水総量:澱粉総量が10.4:1であり、(ii)主ペーストの重量比コーンスターチ:米澱粉が4:1であり、総澱粉含量が31.76重量%であり、重量比水総量:澱粉総量が2.13:1であるものが具体的に開示されている。様々な接着剤ペースト組成物が、キャリヤーペーストと主ペーストを様々な重量比で混合することによって得られる。
【００１８】
特開平2001-164213号公報には、更に、良好な接着特性を示す接着ペーストを得るには、米澱粉がキャリヤー澱粉ペースト並びに主澱粉ペーストに含まれていなければならず、米澱粉が接着ペースト(キャリヤーペーストと主ペーストの混合物である)に接着剤ペーストの固形物部分の5から30重量%の総濃度で含まれていなければならないことが規定されている。
【００１９】
特開平2001-164213号公報には、発明のもう一つの特徴として接着剤ペーストのゲル化の開始温度が従来の澱粉を基剤とした接着剤ペーストと比較して著しく低下していることも開示されている。その結果、初期接着が改良され、積層工程中の接着を従来の澱粉を基剤とする接着剤組成物に用いられるものより低い温度で行うことができる。特開平2001-164213号公報では、これらの特性をトウモロコシ、小麦、ジャガイモおよびタピオカからの澱粉よりゲル化の温度が低く且つ水分蒸発の速度が高いことが知られているキャリヤーペーストおよび主ペーストにおける米澱粉の存在に関連付けている。
【００２０】
特開平2001-164213号公報には、段落番号0023に、キャリヤーペーストにおける米澱粉の存在が特に重要であり、その理由は低下した接着温度で良好な初期接着力を得ることが重要な因子と考えられるからであり、一方主ペーストにおける米澱粉の降下は余り大きくはないと思われることが開示されている。
【００２１】
良好な接着特性を得るために適用しなければならない特開平2001-164213号公報による接着ペーストの量は、従来の澱粉を基剤とする接着剤組成物と比較して20%だけ、すなわち通常は約10g/m2から8g/m2まで減少させることができる。
【００２２】
更に、上記の積層工程の初期相中の温度および適用しなければならない接着剤ペーストの量の減少によって、段ボール芯を裏打ちしているボードまたは紙が余り変形しない。
【００２３】
米の品種および米澱粉の製造方法によっては、組成が著しく異なる数種類の米澱粉が生成する。しかしながら、特開平2001-164213号公報には、使用した米澱粉の種類並びに接着剤ペースト組成物の物理化学的特性およびその接着特性に対する米澱粉の種類の効果については記載されていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
様々な接着剤組成物がこれまでに開示されてきており、積層段ボールの製造のための幾つかの接着剤ペースト組成物が市販されているが、これらの組成物は、普通は、所望の特性の他にほとんどは1以上の欠点を示し、例えば、接着剤ペーストの粘度安定性が良くなく、少量で適用したときに接着力が不十分であり、良好な初期接着を選るには高温が必要であり、水含量が高く積層および接着工程中に水を蒸発させるための高エネルギー(高温および/または長時間の加熱)が必要であり、ライナーがかなり変形し、および/または積層/接着工程における製造速度が良くない。従って、産業界では既知の接着剤組成物と比較して改良した特性を示しおよび/または欠点の少ない積層段ボールの製造のための新規な接着剤組成物が引き続いて求められている。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
発明の説明
代替および/または改良接着剤組成物の探索において、本発明者らは、当該技術分野で知られている接着剤組成物と比較して予測できない改良された特性を示しおよび/または欠点が少ない積層段ボールの製造のための新規な澱粉を基剤とする接着剤ペースト組成物を見出した。これらの新規組成物は、本発明の基礎を形成する。
【００２６】
一態様では、本発明は、キャリヤーペースト(一次ペーストとも呼ばれる)と主ペースト(二次ペーストとも呼ばれる)の混合物からなる澱粉を基剤とする接着剤ペースト組成物であって、
キャリヤーペーストが、穀物澱粉、塊茎澱粉、エンドウ澱粉、またはそれらの任意の混合物、典型的にはコーン(トウモロコシ)澱粉、小麦澱粉、ライ麦澱粉、オート麦澱粉、大麦澱粉、ジャガイモ澱粉、タピオカ澱粉およびエンドウ澱粉であって、それぞれが天然澱粉または化学改質澱粉であるもの、またはそれらの任意の混合物、水およびアルカリ塩基、好ましくは水酸化ナトリウムから構成される澱粉を基剤とするペーストであり、澱粉がキャリヤーペースト中の水の総量に対して5から16重量%、好ましくは6から10重量%の濃度で含まれ、アルカリ塩基が、水酸化ナトリウム(NaOH)として計算し且つキャリヤーペースト中の澱粉の量(乾燥物質)に対して10から25重量%、好ましくは15から25重量%の量で含まれ、
主ペーストが、(i)天然米澱粉、または乾燥澱粉含量に対して0.25から2.5重量%のアセチル基を含むそのアセチル化誘導体(以後、アセチル化米澱粉と呼ぶ)と、(ii)穀物澱粉、塊茎澱粉、エンドウ澱粉、またはそれらの任意の混合物、典型的にはコーン(トウモロコシ)澱粉、小麦澱粉、ライ麦澱粉、オート麦澱粉、大麦澱粉、ジャガイモ澱粉、タピオカ澱粉およびエンドウ澱粉であって、それぞれが天然澱粉または化学改質澱粉であるもの、またはそれらの任意の混合物、水およびホウ酸ナトリウム、典型的にはホウ砂から構成される澱粉を基剤とするペーストであり、天然米澱粉またはそのアセチル化誘導体が主ペーストの総澱粉含量(乾燥物質)の10から30重量%、好ましくは15から25重量%、典型的には15から19重量%の量で含まれ、主ペースト中の澱粉の総量が主ペーストの総量に対して25から50重量%、好ましくは35から45重量%の範囲であり、ホウ酸ナトリウム (無水ホウ砂として計算)が主ペーストの澱粉(乾燥物質)の量に対して0.3から3重量%、好ましくは0.5から2重量%の量で含まれ、
重量比主ペースト:キャリヤーペーストが1:1から3:1、好ましくは1.4:1から2:1の範囲である
【００２７】
本明細書におけるアルカリ塩基という用語は、アルカリ金属のカチオンとヒドロキシアニオンまたは弱有機酸または弱無機酸から誘導されるアニオンから構成される塩基を表す。キャリヤーペーストの調製に用いられるアルカリ塩基は、好ましくはナトリウム塩基、典型的には水酸化ナトリウムであり、これは普通は濃縮水溶液、例えば、25から50重量%の苛性ソーダ溶液の形態で用いられる。主ペーストの調製に用いられるアルカリ塩基はホウ酸ナトリウムであり、無水ホウ砂、ホウ砂五水和物、ホウ砂十水和物の形態で、およびホウ砂水溶液として用いることができる。これらの形態は、いずれも様々な等級で市販されている。ホウ酸ナトリウムも、主ペーストを形成する混合物中で水性媒質中でホウ酸を水酸化ナトリウムと反応させることによってその場で生成させることができる。
【００２８】
穀物澱粉、とりわけコーンスターチ、小麦澱粉、ライ麦澱粉、オート麦澱粉および大麦澱粉など、塊茎澱粉、とりわけジャガイモ澱粉およびタピオカ澱粉など、およびエンドウ澱粉は当該技術分野で周知であり、様々なタイプおよび等級で市販されている。典型的なタイプとしては、天然澱粉および化学改質澱粉、例えば、アセチル化澱粉(乾燥澱粉含量に対して0.25から2.5重量%のアセチル基を含む澱粉)、澱粉を100ppmから700ppmのオキシ三塩化リン(OPCl3)と反応させることによって得られる低架橋度の架橋澱粉、および両方の化学改質の組合せを示す澱粉が挙げられる。総てのこれらの澱粉およびそれらの任意の混合物は、本発明による澱粉を基剤とする接着剤ペースト組成物の調製に適する。
【００２９】
本発明による主ペーストの調製に適当な米澱粉は、12から20重量%のアミロース、約1重量%の他の化合物例えば、タンパク質、および相補的な87から79重量%のアミロペクチンを含む天然米澱粉でなければならない。本発明に適当な米澱粉のアセチル化誘導体は、上記の適当な天然米澱粉の一つに相当する組成を有するものでなければならない。好ましい天然米澱粉は、16から18重量%のアミロース、および相補的な83から81重量%のアミロペクチンを含む。最も好ましい天然米澱粉およびそのアセチル化誘導体は、約18重量%のアミロースを含む。このような天然米澱粉およびアセチル化米澱粉は、例えば、REMY INDUSTRIES n.v.,ベルギーからそれぞれRemy CBおよびRemygel 6-211として市販されている。
【００３０】
好ましい実施態様では、キャリヤーペーストを形成する澱粉、および主ペーストの主ペースト成分を形成する澱粉は、同一植物供給源および種類のものである。特に好ましいものは、天然および化学改質コーンスターチ、小麦澱粉、ライ麦澱粉、ジャガイモ澱粉およびタピオカ澱粉である。更に好ましくは、キャリヤーペーストの澱粉および主ペーストの主澱粉成分は天然コーンスターチ、架橋コーンスターチ、天然小麦澱粉または架橋小麦澱粉であり、最も好ましくは、天然または架橋小麦澱粉である。
【００３１】
本発明の澱粉を基剤とする接着剤ペースト組成物は、場合によっては極めて低濃度のアジュバント、例えば、殺生物薬および/または撥水剤であって、接着特性に影響しないが、野菜や果物の冷却保管に用いられる製品のような厚紙および積層段ボール製品の製造のための接着剤組成物に普通に用いられるものを含むことがある。
【００３２】
第二の実施態様では、本発明は、上記で定義した澱粉を基剤とする接着剤ペースト組成物の製造方法であって、Stein-Hall法に基づく方法に関する。
【００３３】
第一の変法(本明細書では変法Aと呼ぶ)によれば、澱粉を基剤とするキャリヤーペーストと澱粉を基剤とする主ペーストは別々に調製され、後で混合して本発明による澱粉を基剤とする接着剤組成物を得る。キャリヤーペーストと主ペースト、並びにそれらの混合物は、従来は例えば下記の通りに調製することができる。
【００３４】
キャリヤーペーストは、上記に定義した、好ましくは粉末状の澱粉を約30から50℃の水に混合した後、攪拌下にてアルカリ塩基を通常は水酸化ナトリウムの濃縮水溶液として加えることによって調製する。澱粉が完全にゲル化し且つ安定な粘度を有する混合物が得られるまで、高剪断を伴う攪拌を約30から50℃、好ましくは40から45℃で、普通は約15から40分間行う。混合物を攪拌して完全にゲル化する時間は、大部分が澱粉の植物供給源および種類に左右される。例えば、天然のコーンスターチは約15分間を要し、天然の米澱粉は約40℃で約30分間の攪拌を要する。
【００３５】
主ペーストは、米澱粉またはアセチル化米澱粉と、好ましくは粉末状の上記で定義した澱粉との混合物を水中で室温以下で攪拌し、攪拌下にて所要量のホウ酸ナトリウム、典型的にはホウ砂、または適当量のホウ酸および水酸化ナトリウムを混合物に添加することによって調製される。次いで、混合物を、均質なペーストが生成するまで攪拌し、これには約5から15分間かかる。澱粉の添加については、変法が可能であり、米澱粉および他の澱粉または複数の澱粉をプレミックスの形態で、並びに任意の順序で別々に添加することができる。澱粉を加えて主ペーストの混合物を形成する順序は、得られるペーストの品質および特性に本質的に全く影響しない。
【００３６】
本発明による澱粉を基剤とする接着剤ペースト組成物を次に、適当な量のキャリヤーペーストと主ペーストを混合することによって得る。典型的には、主ペーストを攪拌下にてキャリヤーペーストに加え、均質なペーストが得られるまで攪拌を継続し、これには典型的には約10から30分間かかる。
【００３７】
澱粉、および澱粉、水、アルカリ塩基およびホウ酸ナトリウムの重量比、および上記の製造方法における比主ペースト:キャリヤーペーストは、本発明による澱粉を基剤とする接着剤ペースト組成物について上記で定義したものに対応する。
【００３８】
主ペーストはキャリヤー(一次)ペーストと比較して澱粉がずっと多く濃縮されており、澱粉含量に対して計算したアルカリ塩基がずっと少なく、しかも室温以下で調製されるので、主(二次) ペースト中の澱粉はゲル化せずまたは有意でない範囲でのみ、典型的には1重量%未満でのみゲル化する。
【００３９】
更に、接着剤ペースト組成物を形成するキャリヤーペーストと主ペーストの混合物では、主ペーストの澱粉はゲル化しないままでありまたは本質的にゲル化せず(すなわち、典型的には1重量%未満でのゲル化)、その理由はキャリヤーペーストの調製に用いられるアルカリ塩基の総てまたはほぼ総てはその工程段階で反応して、主ペーストの温度は低下して、混合物のアルカリ度は、pH値が低すぎてゲル化を起こすことができないほどの希釈効果によって減少するからである。
【００４０】
従って、特開平2001-164213号公報に記載の接着剤組成物中の米澱粉とは対照的に、本発明の接着剤ペースト組成物中の米澱粉はゲル化せずまたはせいぜい有意でない範囲、典型的には1重量%未満までゲル化するだけである。
【００４１】
澱粉または澱粉の混合物(植物供給源、澱粉の種類[天然または化学改質澱粉]および等級)、キャリヤーペーストおよび主ペーストにおける澱粉濃度、混合物中の澱粉の重量比、および澱粉とアルカリ塩基およびホウ酸ナトリウムとの重量比は、通常の知識に基づいて、とりわけ選択される澱粉または澱粉の混合物の特性、ペースト組成物の所望な粘度、接着剤組成物の粘度安定性、および澱粉の利用可能性および価格を考慮して選択することができる。
【００４２】
重量比米澱粉の選択:他の澱粉(または他の澱粉の混合物)は、当業者であれば、少数の日常的実験によって、接着剤ペースト組成物によって示される特性、例えば接着剤ペースト組成物の粘度および粘度安定性、段ボールのライナーへの初期接着の迅速性および品質、互いに完全に接着するための加熱要件、および得られる最終的接合の品質(強度)に基づいて容易になされ得る。
【００４３】
好ましい第二の変法(本明細書では変法Bと呼ばれる)によれば、本発明の澱粉を基剤とする接着剤ペースト組成物はワンポット調製法によって製造される。この点に関して、第一段階では、キャリヤーペーストは上記のように調製される。これは、澱粉または澱粉の混合物を粉末状で約30から50℃の水に攪拌下で添加し、アルカリ塩基、典型的には水酸化ナトリウムを加えた後、完全にゲル化して安定な粘度を有する澱粉の混合物が得られるまで、混合物を高剪断下で通常は約10から40分間攪拌することを含む。次いで、第二段階では、水を室温以下で第一段階で得られた混合物に攪拌下にて添加した後、米澱粉および1以上の他の選択した澱粉を攪拌下にて添加する。二次ペーストを形成する澱粉は、別個に、またはドライミックスの形態または水性ペーストの形態でよいプレミックスの形態で加えることができる。次に、ホウ酸ナトリウム、典型的にはホウ砂を、攪拌下にて添加する。ホウ酸ナトリウムは、米澱粉および/または他の澱粉または複数の澱粉の添加前または添加中に加えることもできる。得られる混合物を、典型的には約10から30分間かけて攪拌することによって均質化して、最終的接着剤組成物を得る。
【００４４】
第一段階(一次ペーストの形成)および第二段階(二次ペーストの形成)で用いた成分の重量比、および重量比二次ペースト:一次ペーストは、本発明による接着剤ペーストについて上記したものに対応する。
【００４５】
上記のワンポット製造法によって得た接着剤ペースト組成物は、2種類の異なる澱粉、すなわち第一段階から生成し、一次ペーストを形成する完全にゲル化した澱粉、および工程の第二段階から生成し、二次ペーストを形成するゲル化していない澱粉を含むことも特徴とする。
【００４６】
キャリヤーペーストと主ペーストを別個に調製した後、それらを混合して接着剤ペースト組成物を形成する方法、並びにワンポット製造法のいずれの方法も、従来技術によって行うことができる。ワンポット製造法は、普通は工業的規模で用いられる。また、半工業的または工業的規模での本発明の具体例ペーストの製造にイン・ラインミックス法を用いることもできる。
【００４７】
プレミックス、特に上記の天然米澱粉、またはアセチル化米澱粉、およびコーンスターチ、小麦澱粉、ライ麦澱粉、オート麦澱粉、大麦澱粉、ジャガイモ澱粉、タピオカ澱粉およびエンドウ澱粉であり、それぞれが天然澱粉または化学改質澱粉であるもの、またはそれらの任意の混合物からなる上記定義の群から選択され、本発明による接着剤ペースト組成物の製造のための二次ペースト(変法A並びに変法Bによる)の製造の目的で本質的に構成される中間体を構成する上記の1以上の他の澱粉の混合物から構成されるドライミックスも、本発明の一部である。
【００４８】
上記プレミックスにおいて、天然米澱粉またはアセチル化米澱粉の含量は、10から30重量%、好ましくは15から25重量%、最も好ましくは15から19重量%の範囲であることができる。このプレミックスは、乾燥成分を所望の重量比で単に混合することなどの通常の方法で調製することができる。
【００４９】
第三の態様では、本発明は、(i)本発明による澱粉を基剤とする接着剤ペースト組成物のフィルムを厚紙の一方または両方の側の段ボールの最上部に塗布する工程と、(ii)ライナーを上記の澱粉を基剤とする接着剤ペーストを支えている段ボールの最上部と圧力および熱を加えて接触させてゲル化を開始させ且つ接着剤組成物と接触している表面同士が最初に接合する工程と、(iii)初期に接合した表面に熱を加えることによって段ボールとライナーの接着を完了させることによって所望な積層段ボールを得る工程とを含む積層段ボールの製造方法に関する。
【００５０】
積層段ボールの製造は、従来技術、および圧力、熱および速度に関する通常の条件によって行うことができ、これらは当該技術分野で周知である。
【００５１】
芯とライナーを最初に接合する工程における圧力および熱は、例えば澱粉を基剤とする接着剤で被覆した波形芯の最上部をライナーと接触させるときと同時に加えることができ、または連続的に(圧力に続いて熱を)加えることができる。波形芯および/またはライナー材料を予備加熱した後、接着剤ペーストを段ボールの最上部に置き、芯とライナーとを加圧下にて互いに接触させることもできる。
【００５２】
第四の態様では、本発明は、ライナーを段ボールに上記で定義したように本発明の澱粉を基剤とする接着剤ペースト組成物によって接合した積層段ボールに関する。
【００５３】
これは、上記の方法などの常法によって製造することができる総ての種類の積層段ボールを包含する。上記の種類の積層段ボールは、(i)ライナーを有する一方または両方の側で積層されている1個の段ボール芯からなるボードと、(ii)それぞれの側で段ボールに接合し、これが次に外側でライニングされている、またはされていない1個のライナーからなるボードと、(iii)2以上の積層段ボール芯から構成され、これらが本発明の接着剤ペースト組成物によって互いに接合されている多層ボードを含んでなる。
【００５４】
本発明の接着剤組成物は、段ボール以外の他の表面と平板または紙表面を互いに接合するのに用いることもできることが理解される。当業者であれば、2、3の日常的試験によって本発明の接着剤組成物が他の選択した表面を適性に接合するのに適しているかどうかを容易に決定することができる。
【００５５】
特開平2001-164213号公報とは対照的に、本発明の接着剤組成物は接着剤組成物の主ペースト成分に米澱粉のみを含み、従って、上記米澱粉はゲル化しないか、または本質的にゲル化しない点に留意すべきである。
【発明の効果】
【００５６】
この特徴により、特開平2001-164213号公報の組成物と比較してより簡単で一層経済的な製造法のような様々な利点が得られる。天然の米澱粉は、コーン、小麦、ジャガイモまたはタピオカ澱粉と比較して完全にゲル化するのにより長時間を要することが知られている。実際に、天然米澱粉をそのゲル化形態に転換するには、キャリヤーペーストの調製のための条件下で約30分間の攪拌が必要である。更に、天然米澱粉は、コーン、小麦、ジャガイモまたはタピオカ澱粉より高価である。従って、本発明による接着剤ペースト用のキャリヤーペーストの調製には米澱粉が用いられていないので、これは、特開平2001-164213号公報による接着剤組成物の製造と比較してキャリヤーペーストの工業的規模での生産についてかなりの時間節約になり、また原料費並びに製造費の節約などの費用節約となる。
【００５７】
本発明を、下記の例によって説明する。本明細書における組成は、特に断らない限り、重量%で示す。
【実施例１】
【００５８】
例1
Stein-Hall法(上記の変法B)により、本発明の接着剤ペースト組成物を、下記の特徴を有する実験室規模で調製した。
キャリヤーペーストを天然コーンスターチを基剤として調製し、第一相(ワンポット製造法の第一工程)における混合物の温度を40℃に制限して、二次ペーストを形成する目的で加えた澱粉の第二工程におけるゲル化(および同時に起こる接着剤ペーストの望ましくない粘度増加)を回避した。
接着剤ペーストの組成および製造:
第一工程:
水:                      344g(40℃まで加温)
天然コーンスターチ:      32g
水酸化ナトリウム*:       6.01g(100%乾燥物質のNaOH)
(*50重量%の12.02g水溶液として撹拌下にて一度に添加)
高剪断下で10分間攪拌。
第二工程:
第一工程で得た混合物に、
水:                      663g(室温)
澱粉の乾燥プレミックス:  308g
(*プレミックス:80重量%の天然コーンスターチと、16から18重量%アミロースと83から81重量%アミロペクチン(Remy CB)(Remy Industries n.v., ベルギーの商標名)を含む20重量%の天然米澱粉であって、最終的接着剤(乾燥物質)の17.2重量%の米澱粉含量に対応するものから構成される
ホウ砂十水和物:          4.29g
を加え、10分間攪拌する。
重量比主ペースト:キャリヤーペーストは、2.5:1である。
【００５９】
得られる接着剤ペースト組成物は、極めて良好な構造と極めて良好なフィルム形成特性を示す。構造は、天然コーンスターチのみから調製した匹敵する接着剤ペーストより短い。このような短い構造は有利であり、その理由は接着剤ペーストを段ボールの最上部に特に高速度で塗布するときに接着剤ペーストの跳ねを防止するからである。接着剤ペーストは滑らかなフィルムを形成し、これにより、接合を行う表面により接着剤ペーストが良好に受け取られるようになる。このペーストは良好な水保持も示し、これは接合を行う表面の表面だけの接着を防止するのに望ましい。その上、接着剤ペーストは、高接着速度と組み合わせて良好な接着特性(高接着力)を示す。
【００６０】
接着速度は、下記のように標準化した手続きによって実験室規模で決定した。
規格通りのコピー用紙(80g/m2)のストリップ(40x150mm)を調製して、スペーサーを用いて厚みが約200μmの接着剤フィルムを紙ストリップに塗布し、
ストリップを平らな断熱表面上に置かれている同一品質の全頁に置き(接着剤面は下)、別の同一の紙で被覆して(加熱装置への接着を防止し)、
80℃の加熱装置(平らな電気加熱した金属表面、熱電対で制御)を、設定期間中最上部の紙に手でプレスし、
加熱装置を外した直後に、(標準)剥離試験を行う。接着剤がまだ結合していないときには、加熱時間を長くして試験を繰り返す(加熱時間は1または2秒ずつ増加)。接着剤が結合しているときには、加熱時間を短くして試験を繰り返す(加熱時間は1または2秒ずつ減少)。この方法で、加熱時間をより長く又はより短くすることによって、臨界加熱時間、すなわち完全な接着を行うのに要する最小加熱時間(従って、臨界結合時間とも呼ばれる)を決定する。臨界加熱時間は典型的には数秒であり、工業的設備で加えられた加熱時間に対応する。
【００６１】
この標準化下手続きの典型的精度は1から2秒であり、総時間によって変化する(3秒を下回る結合時間に対しては1秒、3秒を上回る結合時間に対しては2秒)。
【００６２】
例1で上記したのと同じ手続きにより、一次および二次澱粉ペーストの様々な組合せからなる数種類の接着剤ペースト組成物を調製し、それらの臨界加熱時間を決定した。結果を下表1に示す。
【００６３】
【表１】
2005522563.tif 000003
【００６４】
これらの接着試験の結果は、本発明による接着剤ペースト組成物は、高接着速度と組み合わせて強力な接着力を示し、これらの特性の組合せは技術的および経済的に興味深いものであることを明らかに示している。
【実施例２】
【００６５】
例2
例1に上記したのと同じ手続きにより、一次および二次接着剤ペースト組成物の様々な組成からなる幾つかの接着剤ペースト組成物を実験室規模で調製し、その増粘速度を決定した。
【００６６】
澱粉を基剤とする接着剤組成物を加熱すると、その粘度は二次ペーストのゲル化していない澱粉粒子の膨潤の結果として増加し、接着剤ペースト組成物の粘度の増加は急激に上昇する。従って、増粘速度として表した接着剤組成物の粘度の増加速度は互いの接着(結合)工程の開始の良好な指標である。増粘速度の値が高くなれば、接着工程は一層良好になる。
【００６７】
増粘速度の測定は、新たに調製した接着剤ペースト組成物で下記のようにして行う。
膨潤試験を行って、接着剤組成物の最小粘度の温度(膨潤が起こらない温度である)を決定する。この温度が50℃を下回るときには、水酸化ナトリウムの添加量を若干低下し、最小粘度に対する50℃の温度に達するまで試験を繰り返し行う。同様に、最小粘度での温度が50℃を上回るときには、水酸化ナトリウムの添加量を若干増加させ、最小粘度に対する50℃の温度に達するまで試験を繰り返し行う。この手続きの目的は、総ての試験組成物を同一の膨潤温度に標準化することである。
膨潤試験を、レオメーター(Physica DSR 4000, Anton Paar)で、プレート-プレート形態、50mm直径および1mm間隔で行う。加熱要素(Peltier加熱要素)によって、加熱速度を1℃/8秒の速度に設定した(1℃/2秒まで加熱速度を高めた場合も試験したが、実質的に同等の結果であり、精度は低下した)。粘度は、回転粘度(1000/秒の高剪断を用いて、熱移動を速めるようにした)により加熱工程(35から65℃)中観察した。
粘度および温度測定から、増粘速度を1℃の温度増加当たり粘度増加率として計算し、これは増粘速度の良好な指標であると考えられる。具体的な接着剤ペースト組成物に対するこれらのパラメーターの展開を、図1に示されるように、増粘レオグラムでグラフに表すことができる。これらのデーターから、最大増粘速度を誘導することができ、これは接着工程が起こる速度の良好な指標である。最大増粘速度値が高くなると、互いの接着が一層速やかになり、一層速やかに接着が起こると、積層段ボールの工業的規模での製造が一層良好になる。
【００６８】
様々な接着剤ペースト組成物について得られた最大増粘速度を、下記の表2に示す。
【００６９】
【表２】
2005522563.tif 000004
【００７０】
表2に示される結果は、本発明による接着剤組成物に特徴的な特定の天然米澱粉を含まない二次澱粉ペーストから調製した接着剤ペースト組成物と比較して本発明の接着剤ペースト組成物の最大増粘速度が予想外に高いことを明らかに示している。
【実施例３】
【００７１】
例3
下記の特徴を有する本発明による接着剤ペースト組成物をStein-Hall法(上記変法B)により工業的規模で調製した。
接着剤ペーストの組成および製造:
工程1:
水:                      850kg(30℃まで加温)
澱粉:                    60kg架橋小麦澱粉* (Mylbond 210; Amylum, ベルギーの商標名)
* 積層段ボール用の接着剤ペーストに普通に用いられる標準品質の架橋小麦澱粉
アルカリ塩基: 33kg水酸化ナトリウム, 29重量%(攪拌下にて速やかに添加)、高剪断下にて15分間攪拌
工程2:  第一工程で得た混合物に、攪拌下にて
水:                      950kgを約20℃で、
490kg小麦澱粉 Mylbond 210(Amylum, ベルギーの商標名)、および16から18重量%アミロースおよび83から81重量%アミロペクチン(REMY CB)(Remy Industries, ベルギーの商標名)を含む100kg天然米澱粉から構成される澱粉のドライミックスであって、最終接着剤(乾燥物質)に対して15.38重量%の米澱粉含量に相当するもの
ホウ砂十水和物:          4.2kg
を加えて、15分間攪拌する。
【００７２】
接着剤ペーストの特徴:
重量比主ペースト:キャリヤーペースト:    1.64:1
澱粉:                              総ペーストに対して26.1重量%
粘度:                              32℃で46秒Bauer
【００７３】
得られた接着剤ペーストは、
高速度での積層段ボールの製造の目的での接着剤の塗布中に接着剤の跳ねを有意に減少する極めて短い接着剤構造を示す。例えば、Mylbond 210 (商品名)のような天然小麦澱粉から調製した接着剤より既に短い接着剤構造を示す架橋小麦澱粉のみから調製した接着剤ペーストと比較して、本発明の接着剤ペーストは更に短い接着剤構造を示す。これにより、厚みが少ない一層均質な接着剤フィルムを従来の接着剤ペーストより高速度で塗布でき、
粘度安定性に優れ、ペーストを容易に処理することができ、塗布した接着剤ペーストの量のかなりの変動を防止することができ、段ボールの最上部に接着剤ペーストの薄く且つ均質なフィルムを高速度で塗布することができ、
水保持性に優れ、これは澱粉を良好に水和し、次いで関係した表面同士の良好な初期接着(いわゆる、未処理接着剤(green bond))を生じるのに必要であり、
接着剤アプリケーターロール上に極めて滑らかな接着剤フィルムを形成することができるフィルム形成特性に優れている
などの有意な改良が得られる。
【実施例４】
【００７４】
例4
例3で得た接着剤ペーストを用いて、ライナー用の軽質紙(light paper)(ライナー紙重量:  それぞれ140から120g/m2および110g/m2)を用いて段ボール設備の二重裏打ち材部分で試験的に積層段ボールを作製した。試験運転中に、接着剤フィルムの厚みは0.22mmから0.16mmを超えて0.12mmまで次第に減少した。次いで、0.12mmのフィルム厚みで、製造速度を250m/分から280m/分(装置で許容される最大速度)まで漸増し、加熱を水蒸気圧8バールから6.5バールへ減少した。パラメーターを、波状芯とライナーの初期および完全接着剤についての剥離試験によって得た指示に基づいて最適化した。
【００７５】
得られた結果は、
最小限の量の接着剤ペーストフィルムを適用したときであっても表面同士の接合が優れており、小麦澱粉のみから調製した接着剤ペーストと比較して一層強力な初期接着力(未処理接着剤)を示し、
加熱工程中の接着剤の硬化に優れており、従来の接着剤ペースト組成物より高速度で積層段ボールを製造することおよびこれを一層低加熱速度で(加熱部分に加えた水蒸気圧を低くして)製造することができ、
接着剤ペーストのフィルム形成性に優れ、均質な接着剤フィルムおよび最小限の量の接着剤ペーストを塗布することができ、これによりまた既知の接着剤組成物と比較してライナーの変形が大幅に減少し、従って、印刷性とライナー上での印刷の品質が向上し、
剥離試験によって示されるように、最高の要求条件(できるだけ薄い接着剤フィルム、積層段ボールの最高製造速度、互いの接着を開始し且つ完了するための最低加熱)で調製した積層段ボール(二重裏打ち)の品質に優れている
ことを示している。
【実施例５】
【００７６】
例5
例3に準じて調製した接着剤ペースト組成物を用いて、重質紙ライナーを用いる積層段ボールの製造について工業的規模で試験運転を行った。185g/m2から400g/m2のライナーを用いた。接着剤ペーストの初期粘度は、31℃で53秒Bauerであった。試験運転中に、(塗布した接着剤ペーストの量に直接リンクした)接着剤フィルムの厚みは、次第に減少した。その後、製造速度を185m/分から200m/分まで漸増し、加熱を水蒸気圧8バールから6.5バールまで減少した。これら総ての条件下で、完全な接着が得られた。
【００７７】
得られた結果は、優れた品質の積層段ボールを本発明の接着剤ペーストを用いて調製することができ、且つこれは従来の澱粉を基剤とした接着剤組成物を用いて作製した積層段ボールと少なくとも同一の生産速度で調製することができることを示していた。
【００７８】
これらの結果は、更に、本発明の接着剤ペーストにより芯とライナーの優れた初期接着が確保されることを示していた。その上、段ボールとライナーを良好に接合するのに必要な接着剤フィルムの厚みを、従来の澱粉を基剤とする接着剤組成物と比較して本発明の接着剤ペーストでは予想外に大幅に減少させることができた。試験運転は、実際に、400g/m2のクラフトライナーを用いると、本発明の接着剤の0.12mmの厚みのフィルムが、従来の澱粉基剤とする接着剤組成物の0.20mmのフィルムと少なくとも同様な良好な接着結果を提供することを示唆し、これは約40%の減少を表している。
【実施例６】
【００７９】
例6
例3に準じて調製した接着剤ペースト組成物を用いて、二重裏打ちした積層微小段ボールの製造の試験運転を行った。
【００８０】
初期接着剤ペースト粘度は、36℃で45秒Bauerであった。接着剤アプリケーターロール上の接着剤ペーストのフィルム形成特性は、極めて良好であった。これにより、接着を行う表面上で均質なフィルムの塗布を妨げる小さなゲル化した粒子の塊のない均質なフィルムを形成することができた。本発明の接着剤ペーストは全体として従来の接着剤ペーストより少ない量の澱粉を含んでいるが、その接着特性は接着剤フィルム厚みが0.08mmであっても優れているが、既知の澱粉を基剤とする接着剤組成物では、通常は約0.16mmのフィルム厚みが必要である。更に、上記の良好な結果は、従来の接着剤と比較して加熱部分(最終加熱工程)の温度が低くても(低い水蒸気圧)得られ、これによりライナーの変形が少なく、従って、積層段ボールの品質が向上する。本発明の接着剤組成物は、段ボールとライナーの完全な接着が得られ、加熱時の接着時間はコーンスターチのみを基剤とする接着剤組成物については約6秒であるのと比較して1から2秒であった。
【００８１】
例および行った試験からの結果として、本発明の接着剤ペースト組成物は優れたフィルム形成特性を示す。それらの極めて短い構造を有し、跳ねを防止し、互いに接合しようとする表面上に接着剤ペーストの均質で薄いフィルムを高速度で塗布することができ、また最終生成物の優れた品質を確保する。接着剤組成物は、良好な粘度安定性も示す。この安定性は接着剤塗布における望ましくないバラツキを回避し、これは接着剤ペーストの均質且つ薄いフィルムの高速度での塗布にも好ましい。接着剤組成物は、更に極めて良好な水保持性を示し、これによりペーストの過剰の水が紙または板にはいるのを防止することにより、水を接着段階における澱粉の膨潤に利用可能に保持し、これにより究極的に接着した最終生成物の品質を向上させる。
【００８２】
本発明の接着剤ペースト組成物は、更に、優れた接着性特性を示し、紙と板表面を迅速且つ高接着力で互いに接合することができ、従って、工業的に興味深い方法で高品質の積層段ボールを製造することができる。従来の澱粉を基剤とする接着剤組成物と比較して、本発明の接着剤組成物は、約2%の低乾燥物質含量であっても増加した接着速度を示し、紙と段ボールの優れた接着性を確保することによって、積層段ボールを一層高速生産することができる。
【００８３】
本発明の接着剤ペースト組成物の良好なフィルム形成特性と良好な接着特性を組み合わせることによって、従来の澱粉を基剤とする接着剤ペーストと比較してかなり減少した厚みの接着剤フィルムであっても関係した表面同士を迅速且つ良好に接着することができる。本発明の接着剤組成物により、既知の澱粉を基剤とする接着剤ペーストと比較してフィルム厚みが30から50%減少しても、様々な品質の紙と段ボールとの優れた接着が確保される。
【００８４】
この望ましい特性の組合せによって、既知の澱粉を基剤とする接着剤組成物の通常量で得られるのと少なくとも同じ接着力を得るのに必要な接着剤ペーストの量が予想外なほど有意に減少し、すなわち従来の澱粉を基剤とする接着剤ペーストが普通は8から10g/m2であったのに対して本発明の接着剤ペースト組成物は4から7g/m2となる。段ボールと(複数の)ライナーの優れた接合を得るのに要する本発明の接着剤ペースト組成物の量の減少は、従来の澱粉を基剤とする接着剤ペースト組成物の要した接着剤ペーストの量と比較して30から50%以上であり、典型的40から50%である。その上、上記の減少は、積層段ボールの製造の非品質および速度に悪影響を与えることなく実現することができる。
【００８５】
特開平2001-164213号公報によるコーンスターチと米澱粉から構成される接着剤ペースト組成物は、コーンスターチのみから作製した従来の接着剤組成物に比較して20%の接着剤ペーストの必要量を減少することができるが、本発明の接着剤ペースト組成物は従来の澱粉を基剤とする接着剤と比較して30から50%を減少することができ、これは特開平2001-164213号公報に記載の組成物によって可能な量より50から150%高い減少である。
【００８６】
更に、良好な接着力を得るのに要する本発明の接着剤ペーストの量の有意な減少、および本発明の接着剤ペースト組成物の総澱粉含量は従来の澱粉を基剤とする接着剤ペースト組成物より普通は低いという事実により、既知の澱粉を基剤とする接着剤ペースト組成物と比較して様々な利点が得られる。段ボールとライナーの優れた接着を得るのに要した接着剤ペーストの量が減少することから得られる特定の利点は、接着を行う表面に加える水の量も少ないことである。従って、接着を行うのに要する熱も少なく、これによりエネルギーがかなり節約される。上記の接着を行う表面に加える水の量が減少することのもう一つの利点は、たわみおよび板の変形のような変形など水の吸収によって生じるライナーの芯、特に紙または板材料の変形が著しく減少することである。これにより、接着した最終生成物の品質が向上し、これによりまた接着した製品の印刷性が向上し、印刷の品質が向上する。
【００８７】
これから得られるもう一つの利点としては、積層段ボールが高品質を確保しながら、積層段ボールの製造速度を、従来の澱粉を基剤とする接着剤ペースト組成物による積層段ボールの製造と比較して著しく増加させることができることである。
【００８８】
更に、上記の利点により、接着剤ペーストおよびその製造の経費、芯材料と(複数の)ライナーを互いに接着するのに要する加熱の経費、従って、積層段ボールの製造の全経費が有意に減少する。
【００８９】
本発明の接着剤ペースト組成物の更にもう一つの利点としては、毒性および生物分解性に乏しい成分が含まれず、澱粉の興味深い経費で十分に利用可能であることが挙げられる。
【００９０】
更にもう一つの利点としては、生成物の切替および段ボール製造装置での生成物品質の切替の際に、段ボール廃棄物の生成が少ないことである。これは、米澱粉を含む本発明の接着剤ペースト組成物の優れたフィルム形成および接着性能によって得られ、既知の接着剤ペースト組成物と比較して、これらの性能は切替の間の乾燥機の冷却に余り依存しない。段ボール廃棄物の節減は約1から2%の有意な量である。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】例1の手続きに従って調製し、天然小麦澱粉から構成される一次ペーストと、82%天然小麦澱粉および18%天然米澱粉(18%アミロース)から構成され重量比二次ペースト:一次ペーストが2.5:1である二次ペーストからなる典型的な接着剤ペースト組成物の増粘レオグラム。
【図１】
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【国際調査報告】
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