(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
約９５％〜約５０％の澱粉、および乾量基準で約２５〜１００％の可溶性物質を含有する約５％〜約５０％の予備可溶化した乾燥セルロース抽出物、場合によって添加されるアルカリを含有しそして硼素化合物を含有していない、段ボール用接着剤を製造するための、クッキングせずに水で約１８℃〜約５２℃の温度で水和化することのできるドライブレンド組成物。
【請求項２】
予備可溶化した乾燥セルロース抽出物が約８０米国メッシュより小さい粒度を有する請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
予備可溶化した乾燥セルロース抽出物が植物繊維または穀類から由来する請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
予備可溶化した乾燥セルロース抽出物がコーン繊維、小麦繊維または大麦繊維から由来する請求項１に記載の組成物。
【請求項５】
澱粉がコーンスターチおよび大麦澱粉より成る群から選択されている請求項１に記載の組成物。
【請求項６】
予備可溶化した乾燥セルロース抽出物が乾量基準で約７０％〜約１００％の水中可溶性物質を含有する請求項１に記載の組成物。
【請求項７】
約８％〜約３０％の予備可溶化した乾燥セルロース抽出物を含有する請求項１に記載の組成物。
【請求項８】
予備可溶化した乾燥セルロース抽出物が約３％〜約１０％の湿分を含有する請求項１に記載の組成物。
【請求項９】
請求項１に記載のドライブレンド組成物、および約８０％〜約６５％の湿分総含有量とするのに十分な量の水より成る段ボール用接着剤組成物。
【請求項１０】
約７〜約１４のｐＨ値を有する請求項９に記載の組成物。
【請求項１１】
約５４℃〜約７２℃の糊化温度を有する請求項９に記載の組成物。
【請求項１２】
約９５％〜約５０％の澱粉、および乾量基準で約２５〜１００％の水中可溶性物質を含有する約５％〜約５０％の予備可溶化した乾燥セルロース抽出物を混合して、クッキングせずに水で１８℃〜５２℃の温度で水和化することのできるドライブレンド組成物を製造し、これを混入することを特徴とする、段ボール用ドライブレンド瞬間接着剤の製造方法。
【請求項１３】
約６５％〜約８０％の総湿分含有量とするのに十分な量の水を、請求項１の組成物を滑らかなペースト状物に水和化するのに十分な時間、該組成物と混合することを特徴とする、請求項１に記載の組成物の水和化する方法。
【請求項１４】
十分な時間が約５〜約１０分である請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
請求項９に記載の段ボール用接着剤組成物を使用して中しんを少なくとも１枚のライナと接合することを特徴とする、段ボールの製造方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法によって製造された段ボール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、澱粉ベースの段ボール用接着剤組成物に関する。特に、本発明では段ボール用接着剤を製造する為に水で容易に再水和化できるドライブレンド組成物に関する。この接着剤は硼素化合物を用いずに、かつアルカリを添加しないかまたは最小量しか添加せずに製造される。
【０００２】
【従来の技術】
段ボール用接着剤の調製の際に一般に使用される薬剤を減らすかまたは省略するというユーザーの要求がますます強くなっている。この市場傾向は環境保護および安全性の関係から由来している。使用することが容易でありそして長期間に渡って安定である段ボール用接着剤も要求されている。これまで、これらの性質を持つ市場で受け入れられるような段ボール用接着剤は発表されていない。
【０００３】
段ボールの製法においては、接着剤は中しんの段頂に一般に塗布される。その時に段形状の付けられていない平らな紙のライナが段ロールとプレスロールとの間を通過する時に、接着剤が塗布されている段に貼りつけられる。得られる製品は片側が波形をした中しんを有しそしてもう片側が平らなライナを有しており、いわゆる片面段ボールと称される。片面段ボールはそのまま使用してもよいしまたはその片面段ボールの段頂に接着剤を塗布しそして二枚目の平らなシートを第一のシートと同様な方法で貼り付けてもよい。これは“両面”または“ダブルバック(double-back) ”法と称される。二枚目のライナシートは接着剤に接触させた直ぐ後で加熱および（片面段ボールを製造するために使用される圧力に比較して）減少された圧力を用いて処理される。
【０００４】
キャリアー、非キャリアーおよびキャリアー非キャリアー型であってもよい澱粉ベースの接着剤が段ボールの製法で一般に使用されている。キャリアー型の接着剤の場合、澱粉（またはデキストリン）の一部が、糊化していない状態にある残りの澱粉を懸濁させる糊化相として良く知られているキャリアーを形成する。加熱および加圧の条件のもとでは、未糊化の澱粉は速やかに水和化しそして糊化して、接着剤組成物の粘度および接着性を瞬時に増加させる。非キャリアー型接着剤の場合には、全部の澱粉を粘度のために熱および苛性ソーダを用いて僅かにクッキング(cooking) するかまたは膨潤させる。最後に、キャリヤ−非キャリアー型接着剤は、キャリアーを生成してそして粘度の半分程の責任を負っている一部の澱粉を含有しておりそして残りの粘度は未クッキング澱粉を僅かに膨潤させることで得ている。
【０００５】
水溶性接着剤組成物は米国特許第２、７１６、６１３号明細書に開示されている。この接着剤は湿分の存在下に高温高圧のもとで加水分解されるリグノセルロースより成る。水溶性反応生成物は回収され、乾燥状態に濃厚化される。再水和化はメタノールとスラリーを生成しそしてそれにアンモニアを通しながら還流することによって行なわれる。この組成物も濾過しそして乾燥することができる。
【０００６】
紙用被覆組成物のためのヘミセルロース添加物は米国特許第２、７７２、９８１号明細書に開示されている。このヘミセルロースは、紙を被覆する際に接着剤成分に完全に交換することができるが、澱粉、デキストリンまたは類似物と一緒に添加するのが有利である組成物として開示されている。この特許は再水和性のドライ組成物については説明していない。
【０００７】
可溶化繊維成分を含有する段ボール用接着剤はＦｉｔｔによって米国特許第５、３５８、５５９号明細書におよびＧｉｅｓｆｅｌｄｔ等によって米国特許第５、５０３、６６８号明細書に開示されている。現場での可溶化プロセスにおいて使用されるウエット型接着剤がある。
本発明と相違して、上述の各文献には段ボール工業で使用される市場に受け入れられる性質を持つ再水和化性のドライ接着剤組成物を開示していない。
【０００８】
この明細書および請求項において、全ての部および百分率は他に規定がない限り重量／重量（ｗ／ｗ）に関するものである。
【０００９】
【発明の構成】
抽出されたヘミセルロース物質（ここでは乾量基準で約２５％〜約１００％、好ましくは約７０％〜約１００％の可溶性物質を有するアルカリ抽出された自由流動性の乾燥植物繊維を意味する）および澱粉より成るドライブレンド組成物は、水を添加するだけで、他のいかなる成分も添加することなく再水和化して段ボール用接着剤を造ることができる。ドライブレンド組成物中の抽出ヘミセルロース物質の量は一般に約５％〜約５０％、好ましくは約８％〜約３０％である。抽出されたヘミセルロース物質は接着剤のキャリアー部として機能する。穀類はヘミセルロースの重要な出所であり、特に有利な実施態様では抽出ヘミセルロース物質はトウモロコシ繊維、小麦繊維から抽出される。トウモロコシ繊維が特に有利である。
【００１０】
抽出されたヘミセルロース物質（ここで時々“抽出物”とも称する）中の可溶性物質の百分率変動はドライブレンド組成物を製造するのに必要とされる量に影響を及ぼし、可溶性成分の百分率が多いと抽出物の量の使用量を少なくすることができる。例えば、可溶性成分１００％の抽出物は可溶性成分５０％の抽出物よりも低濃度で使用することができる。抽出物が可溶性成分１００％より成ると見なせる場合には、ドライブレンド組成物中の抽出物から得ることのできる可溶性成分の百分率はドライブレンド組成物の総重量を基準として約８％〜約１５％、好ましくは約９％〜約１４％であるべきである。
【００１１】
本発明のダンボール用ペースト状物はクッキング段階を経ずにドライブレンド組成物を単一のタンク、高−または低剪断バッチ型ミキサー、連続型ミキサー、例えばＷａｒｎｅｒ  ＆  Ｐｆｌｅｉｄｅｒｅｒの一本−または二本スクリュー式押出機、Ｂａｋｅｒ  Ｐｅｒｋｉｎｓ  ＲｏｔｏｆｅｅｄのミキサーまたはＫｅｎｉｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのスタテックミキサーで水和化することによって製造される。水和化は約５〜１０分間または組成物を滑らかなペースト状物に水和化するのに十分な時間、混合することによって完結する。従って段ボール用瞬間接着剤は硼素化合物を添加せずにおよびアルカリを添加しないかまたは最小量しか添加せずに得られる。多くの用途においては、接着剤ペースト状物に約７〜約１４のｐＨ値を与えるのに十分な量のアルカリが抽出物中に存在する場合には、アルカリを添加する必要がない。キャリアー相はアルカリで予備可溶化されるので、良好な結合（紙中への苛性アルカリの“食い込み”）およびより低いゲル化温度とするために必要なｐＨを得るのに十分なアルカリが一般に存在している。
【００１２】
【発明の実施の形態】
ドライブレンド組成物は抽出されたヘミセルロース物質および澱粉より成る。この組成物は硼素化合物（例えば硼砂および硼酸）を用いずに製造されており、使用される澱粉の種類に依存して、アルカリを添加せずにまたは最小量のアルカリ添加量で製造することができる。
【００１３】
ドライブレンド組成物中の抽出されたヘミセルロース物質の量は一般に約５％〜約５０％、好ましくは約８％〜約３０％である。しかしながらこれらの範囲は、乾量基準で約２５％〜約１００％、好ましくは約７０％〜約１００％の溶解性物質を含有する抽出物を使用することを意図しており、さらに上記の通り、ここに開示したことに基づいて当業者に明らかな通り、抽出物中の可溶性物質の百分率変動はドライブレンド組成物の製造に必要なそれの量に影響を及ぼす。可溶性成分の百分率が比較的に多い抽出物は可溶性成分の百分率が比較的に少ない抽出物よりも使用量が少なくともよい。抽出物から得られる可溶性成分の百分率はドライブレンド組成物の総重量を基準として約５％〜約５０％、好ましくは約８％〜約３０％であるべきである。予備可溶化した乾燥セルロース抽出物とここで記述する抽出されたヘミセルロース物質は約３％〜約１０％の湿分を含有しており、接着剤が水和化された時にキャリアーまたはクッキングされた(cooked)部分としての機能を有している。
【００１４】
本発明の段ボール用ペースト状物は、ドライブレンド組成物を単一のタンクにおいてまたは連続ミキサーにおいて一次クッキング段階を経ずに水和化することによってキャリアー部を形成することで製造される。水和化は、ドライブレンド組成物を約６５％〜約８０％の総湿分含有量を有する接着剤ペースト状物を生成するのに十分な量の水と混合することによって行なわれる。混合は約５〜１０分間継続するかまたは組成物が滑らかなペースト状物に水和化するのに十分な時間（長くも短くもない時間）継続する。水和化の温度は比較的に低く、一般に約１８〜５２℃（６２〜１２５°Ｆ）であり、水和化に必要とされる時間は一般に比較的高い温度では比較的に短い。従って段ボール用瞬間接着剤はアルカリを添加しないかまたは最小の添加量にて得られ、調製の際に硼素化合物を決して必要としない。
【００１５】
澱粉がコーンスターチ、例えばパールスターチ(pearl starch)である場合には，接着剤ペースト状物に約７〜約１４のｐＨを与えるのに十分な残留アルカリがセルロース抽出物中に存在する場合にはアルカリを添加する必要がない。しかしながらアルカリが必要な場合には、ドライブレンド組成物を水に添加する前または後に添加してもよい。これは、使用される澱粉の種類に依存して変化し得る糊化温度に関係している。例えば、大麦澱粉を使用する場合には、苛性アルカリを添加せずに適当な段ボール用接着剤を製造できることが判っている。従って澱粉の糊化温度が約６０〜６６℃（１４０°Ｆ〜１５０°Ｆ）の範囲にある場合には、接着剤は苛性アルカリを添加せずにまたは比較的僅かの苛性アルカリ添加量で製造できる。このことを考慮した他の方法は、それぞれｐＨに無関係に約５４℃（１３０°Ｆ）〜約７２℃（１６２°Ｆ）、好ましくは約６０℃（１４０°Ｆ）〜約６８℃（１５５°Ｆ）の範囲の接着剤の糊化温度にするのに十分な苛性アルカリを使用するものである。
【００１６】
本発明の澱粉成分は、沢山の植物の球根、茎または実から通例の方法によって得ることができ、約５％〜約１５％、殆ど一般には約８％〜約１２％の湿分含有量を有している。有利な澱粉はコーンおよび大麦から製造されるものであるが、他の澱粉、例えば小麦、タピオカ、馬鈴薯およびこれらの類似物から製造される他の澱粉も適している。種々の出所からの澱粉の混合物も使用することができる。澱粉は変性されていても、変性された澱粉と未変性澱粉との組み合わせでもよい。デキストリンそれ自身も使用できるが、未変性のおよび／または変性澱粉と組み合わせても使用できる。低い糊化温度が有利であり、大麦澱粉がこの理由で有利な未変性澱粉である。しかしながら比較的に高い糊化温度を有するコーン澱粉は、経済性が最も重要と考えられる場合に有利である。
【００１７】
抽出された本発明のヘミセルロース物質はアルカリ抽出剤で植物繊維を処理することによって製造される。あらゆる強塩基を使用することができるが、有利な塩基はアルカリ金属水酸化物であり、中でも水酸化カルシウム、水酸化カリウムまたは水酸化ナトリウムが最も有利であり、これらをここでは一般にアルカリと称する。ヘミセルロースが豊富であるあらゆる植物繊維を使用することができる。有利な原料は、コーン外皮、殻および胚芽を含めたコーン繊維、小麦繊維および大麦繊維である。適する植物物質を選択する時に考慮すべき最も重要な性質は可溶性成分の百分率であり、可溶性成分は１００％ヘミセルロースを有してはいない。僅かな量の可溶性タンパク質、他の可溶性セルロース、若干の澱粉およびこれらの類似物の存在は、それが約５０を超えない限り有害ではなく、約３０％またはそれ以下、特に５％またはそれ以下であるのが好ましい。不溶性成分が多過ぎる場合には、これらは希釈剤として作用し、結合強度が低下される。従って不溶性成分は植物物質の約７５％を超えるべきでなく、好ましくは植物性物質の約３０％を超えるべきでない。
【００１８】
ヘミセルロースは沢山の生きた植物中に存在する天然ポリマーであり、本発明に従って使用するために色々な原料から誘導できる。その名称は植物組織中のセルロースと近い関係にあることから導き出されており、かつてはセルロース合成のための前駆体と考えられていた。このものは、機械的剪断力による破壊およびそれによる粘度の低下を阻止する比較的に強い物質である。このものは澱粉との完全な相容性がある。ヘミセルロースは、分子量の低下および粘度の増加を望む場合には部分的に加水分解することができる。
【００１９】
ヘミセルロースがアラバノ−キシラン(arabano-xylan) およびグルクロン酸(glucuronic acid) の様な追加的側鎖を持つ５員環キシラン（ペントサン類）構造を基礎としている。この骨格構造はセルロースに見られる結合に類似したβ−１，４−結合である。その分子構造は澱粉およびセルロースと相違しているけれども、それらの類似点は結合させるのに利用できる沢山の官能性水酸基である。ヘミセルロースの構造は著しく変更することができるが、一般的な構造を以下に掲載する：
【００２０】
【化１】
0004435884.tif 000002
【００２１】
トウモロコシ粒の外皮は、ヘミセルロース含有量が多く、ヘミセルロースがそれから容易に抽出できそして多量に入手できるので、ヘミセルロースの特に良い原料である。ヘミセルロースの最も大きい潜在的な、汚染されていない（即ち、段ボールの製法にとって有害でない）原料の一つは、コーンの湿式粉砕工業によって製造されるコーン繊維である。コーン繊維の有利な種類は、ｔｈｅ  Ｃｏｒｎ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  Ｕｎｉｔ  ｏｆ  ＣＰＣ  ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＩｎｃ．，Ｐ．Ｏ．Ｂｏｘ  ８０００、Ｅｎｇｌｅｗｏｏｄ  Ｃｌｉｆｆｓ，Ｎｅｗ  Ｊｅｒｓｅｙ  ０７６３２  ＵＳＡによってＰＥＥＲＬＥＳＳ(R) ｃｏｒｎ  ｆｉｂｅｒの商品名で市販される食用コーン繊維である。
【００２２】
本発明の有利な実施形態は、水で水和化して、実質的に約９５％〜約５０％の澱粉、および乾量基準で約２５％〜１００％の可溶性物質を含有する約５％〜約５０％の予備可溶化した乾燥セルロース抽出物より成り、かつ硼素化合物を含有していない、段ボール用接着剤（以下、ここでは接着剤ペースト状物とも称する）を得ることのできるドライブレンド組成物である。予備可溶化した乾燥セルロース抽出物は若干の残留アルカリを含有しており、接着剤ペースト状物において約７〜約１４のｐＨかまたは約５４℃〜７２℃（１３０°Ｆ〜１６２°Ｆ）、好ましくは約６０℃〜６８℃（１４０°Ｆ〜１５５°Ｆ）の接着剤の糊化（ここでは“ゲル”とも言う）温度を与えるのに十分な量の残留アルカリが存在する場合には、ペースト状物を製造する時にアルカリを添加する必要がない。澱粉は一般に約８％〜約１２％の湿分含有量を有しそして予備可溶化した乾燥セルロース抽出物は約３％〜約１０％の湿分含有量を有している。
【００２３】
上述の有利なドライブレンド組成物を再水和化して接着剤ペーストを製造する場合には、約６５％〜約８０％の総湿分含有量をもたらすのに十分な水をドライブレンドと混合する。
最も有利な実施形態においては、米国特許５，６３３，０３２号明細書(greenshields 等) に記載されている方法の副生成物を使用する。この米国特許に開示された内容をここに記載したものとする。ＣＰＣ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｃ．，  Ｅｎｇｌｅｗｏｏｄ  Ｃｌｉｆｆｓ，  ＮＪ  ０７６３２  ＵＳＡから入手できＺ−ＳＯＬという名称のこの副生成物は次の様に製造することができる：
１．乾式粉砕し精製されたコーン繊維ーを１０％重量／容量の溶液状態に懸濁させる。精製されたコーン繊維またはふすまは、コーンの外皮に由来するＶｅｔｔｅｒ−プレスケー
キ状物からの９０％の総食用繊維（ＴＤＦ）または９０％のＴＤＦの乾式粉砕した繊維である。
２．水酸化カリウム（ＫＯＨ）が、懸濁され精製されたコーン繊維に添加して１．５％ｗ／ｖの濃度としそして８０℃（１７６°Ｆ）に２．５時間維持してコーン繊維中の不溶性
物質、主として不溶性セルロースからヘミセルロース（および残留するあらゆる澱粉および幾種類位かのタンパク質）を抽出する。
３．水、繊維およびＫＯＨの溶液を同じ容量の８０℃の水で希釈しそして濾過する。濾過媒体としてチーズクロス(Cheesecloth) を使用することができる。
４．濾液は可溶性Ｚ−ＳＯＬを含有しており、もし中和する必要がある場合には塩化水素酸（ＨＣｌ）で中和してもよい。次いでＺ−ＳＯＬをアルコールを用いて沈殿させる。こ  の物質を噴霧乾燥するかまたは炉で乾燥してもよい。
５．乾燥した物質を適当な粒度に粉砕しそして本発明に従って澱粉と乾燥混合して本発明のドライブレンド組成物を製造する。
【００２４】
ドライブレンド組成物からの段ボール用ペースト状物の製造は全く簡単である。第一の重要事項はこの物質を水和化するのに必要とされる時間である。塊が最初に生じ、そしてそれが消失するまでに数分かかる。上で説明した通り、温度を雰囲気より幾分か上昇させることがドライブレンド組成物の再水和化を容易にし得る。
【００２５】
予備可溶化された乾燥セルロース抽出物の最も有利な実施態様の他に、Ｚ−ＳＯＬと同じ純度を有していない他の有利な種々の実施態様も本発明に従って使用してもよい。
低い総食物繊維（“ＴＤＦ”）Ｖｅｔｔｅｒ−プレス繊維状物およびアルカリ処理したスペント胚芽（ｓｐｅｎｔ  ｇｅｒｍ）は単一段階法で処理して、ヘミセルロースおよび幾種類かの可溶性澱粉および可溶性タンパク質を含めた約２５〜５０％の可溶性成分を含有する予備可溶化したドライ物質を製造することができる。我々の実験では、アルカリ処理したＶｅｔｔｅｒ−プレス繊維状物は２０〜３５％の濃度でドライブレンド組成物に使用し、一方アルカリ処理したスペント胚芽はドライブレンド組成物に１８〜２８％の濃度で使用する。一方、約１００％の可溶性成分を含有するＺ−ＳＯＬは８％〜１２％の範囲で有利に使用することができる。この実験は、予備可溶化したドライコーン繊維の有利な濃度範囲が約８％〜３０％であることを明らかにした。８％より低い場合、粘度に安定性を与えるかまたは僅かな時間の後にペースト状から分離するのを防止するのに十分なキャリアーが供給されない。低い溶解性の予備可溶化ファイバーが約３０％より多くては、不溶性物質が発生し、結合の品質に害を及ぼす。
【００２６】
本発明の理論は、良好な強い結合をもたらすのに有益である成分が不溶性物質中に存在し得ることである。多分、未だ付着しているある量のヘミセルロースを含有する残留セルロースは、紙の空隙を橋掛する“粘着性”の小立方体または小板状物として存在する。
【００２７】
【実施例】
実施例１
８８％の市販（Ｃ．Ｂ．）のパールスターチおよび１２％のＺ−ＳＯＬより成るドライブレンド組成物を次の通り実験室で製造する：
再水和化:
0004435884.tif 000003
【００２８】
分析
0004435884.tif 000004
安定性:
製造されたペースト状物を３８℃のウオーターバス中に直接的に入れ、羽根型攪拌機を使用して５分間攪拌しそして２５分攪拌停止する３０分の攪拌サイクルを数回行なう。
【００２９】
0004435884.tif 000005
実施例２：
パイロットプラント試験を the Institute of Paper Science and Technology (IPST) 、アトランタ、GAにおいてＣ型段付け（flut) ロールを備えた１４インチのラングストン（Langston) 片面用コルゲーターを用いて行なう。この機械を４２ポンドのクラフト紙ライナまたは３５ポンドの高性能ライナを使用して商業的速度で走行させ、両方の場合とも２６ポンドの中しんと貼り合わせる。８８％の市販（Ｃ．Ｂ．）のパールスターチおよび１２％のＺ−ＳＯＬより成るドライブレンド組成物を、ツインシェル−ドライブレンダー(twin shell dry blender)に各成分を添加しそして１０分、２５回転／分、４０ポンドを混合する。このドライブレンド組成物を再水和化してペースト状物とする。
【００３０】
コルゲーターは、中しんを加熱されたライナに加圧下に接触させる直前に、加熱された段付中しんの段頂にこのペースト状物を塗布し、段ボールの製造工程で最初の貼合わせ物を製造する。ペースト状物は、一定速度のパドル型羽根付攪拌機備えた４０ガロンの混合機を使用して製造する。約１０ガロンのペースト状物を製造する。製造されたペースト状物を断熱された２０ガロン貯蔵タンクに移す。この貯蔵タンクから片面段ボール製造機にペースト状物を小型羽根式ポンプで循環する。
【００３１】
調製物および結果を表１に総括掲載する。キャリアー相中に１２％［ｗ／ｗ（市販品総重量）］のＺ−ＳＯＬを含有する組成物は通例のあらゆる澱粉ペースト状調製物に類似する特徴を示す。８％のＺ−ＳＯＬペースト状物はかなり良好に使用できるが、キャリアー相中の固体が不十分であるために、攪拌せずに数分で硬化した後に液相を迅速に発生させる。１５％のＺ−ＳＯＬを用いての実験では高粘度の完成ペースト状物が得られる。このＺ−ＳＯＬ水準では、完成したペースト状物の粘度は使用できない水準に増加する。従ってＺ−ＳＯＬ水準は約１５％より小さくあるべきである。
【００３２】
ペースト状物Ｑ４（表１）は硼素化合物を含有しておらず、アルカリペーストも含有していない。このペーストは３３％の市販（Ｃ．Ｂ．）の総固形分調製物状態のＺ−ＳＯＬ予備混合物を用いて製造した。この調製物のＣ．Ｂ．総固形分含有量（百分率）は通例の標準状態のものよりも多い。市販の段ボール用ペーストは２０〜３０％の（Ｃ．Ｂ．）総固形物の範囲である。３３％の市販（Ｃ．Ｂ．）固形分含有量は、市場で製造され懸濁できる（変性または未変性）キャリアー澱粉よりも一般に固形分含有量が多い。この比較的に高い百分率のＣ．Ｂ．固形分含有量は予備可溶化された植物繊維から製造されるキャリアー相を用いて得ることができる。高い百分率のＣ．Ｂ．固形分含有量は、蒸発されるべき水の量を少なくすることでコルゲーターに必要とされる熱が僅かとなるので、重要である。水の蒸発に必要とされる熱量が少なくなるので、より多い熱量を澱粉の糊化に使用することが可能となり、このことが通常の糊化温度よりも高い温度で製造されるペースト状物を使用することを可能とする。この場合に、コーンスターチ／予備可溶化された植物繊維を用いて製造され、かつアルカリが添加されていないペースト状物は、６８〜７０℃（１５５〜１５８°Ｆ）の範囲の糊化温度を有している。これはコーンスターチだけの７１〜７４℃（１６０〜１６５°Ｆ）の糊化温度に匹敵しており、本発明の予備可溶化セルロース抽出物キャリアーがゲル温度を引き下げる原因となっている。
【００３３】
従って本発明の一つとの実施の形態は、ここに記述した乾燥した予備可溶化セルロース抽出物で実質的に構成されるかまたは該抽出物より成るキャリアーを製造するための乾燥組成物である。この乾燥組成物は再水和化されそして上述の通り接着剤ペースト状物を製造する時にキャリアーに成る。
ペースト状物Ｑ４は３５ポンドの高性能ライナおよび２６ポンドの中しんを使用してＩＰＳＴ  １４インチ  Ｌａｎｇｓｔｏｎの片面段ボール製造装置で試験する（表２）。このペーストは硬化後に液相を生じない。
【００３４】
表１、Ｔ１の最後のペースト状物はＺ−ＳＯＬ／大麦澱粉−ドライブレンドから製造した。硼砂を含まず、苛性アルカリも添加されていないこのペースト状物は上記装置に非常に良好に適用できる。このペースト状物を、非常に迅速に水和化し、そしてドライブレンドを水と混合した後１５分の間に上記装置に適用する。糊化温度を６６℃（１５０°Ｆ）と測定される。
【００３５】
大麦澱粉をパールスターチの代りに用いた場合には、糊化温度は約７４°（１６５°Ｆ）から約６６°（１５０°Ｆ）に低下する。大麦澱粉のための糊化温度はコーンスターチのためよりも約５〜１５℃低いので、通例の固形分含有量では苛性アルカリ接着剤を製造することができない。大麦澱粉の糊化温度と同様の糊化温度を有する他の澱粉および変性澱粉も同様な機能が予想される。
【００３６】
0004435884.tif 000006
表２は各バッチのペースト状物を使用したパイロットプラント段ボール製造の結果を示している。各実験番号は、予備混合物コード番号、低い紙温度で行なう高性能ライナでの実験（”ＨＰＬ”）または高い紙温度で行なう高性能ライナでの実験（”ＨＰＨ”）、および接着ロール間隙: １インチの１０００分の幾つを用いて次の様に表示する：
0004435884.tif 000007
各実験のサンプルを３００フィート／分（ｆｐｍ）、５００ｆｐｍおよび７００ｆｐｍ（または完全に層剥離する前に更に早い速度で）で採取する。エッジ損傷、平坦部の損傷、片面ドライ・ピン接着（singleface dry pin adhesion)および繊維抜け率(%）をＴＡＰＰＩ試験法［The technical Association of Pulp and Paper Industry、Inc.(TAPPI: パルプおよび紙工業の技術協会) 試験は接合強度、エッジ損傷および平坦部損傷のためのドライ・ピン接着を含んでいる。この試験法の詳細な説明は、TAPPI 試験法1989で発行されており、TAPPI, One Dunwoody Park, Atlanta, GA 30241 米国から入手できる。] を使用して各サンプルについて試験する。全ての数字は慣用のキャリアー澱粉接着剤についてのこの機械での結果と同等かまたはより良好である。Ｑ１のエッジ損傷結果は以前の実験からのエッジ損傷結果の全てよりも優れている。
【００３７】
グリーン結合(green bond)測定を、段ボール製造用ロールの送り出し側の食い込み部（nip)から６インチのところに、片面ライナの端にそれと交差する様に置かれた二つのクサビを有する装置を挟み込むことによって行なう。クサビはライナと接触せず、中しんの外側端に上向きの力が生じる間にライナから剥離し始める原因となる。層剥離は機械速度が増加する時に中心の向かって内部に進行する。強いグリーン結合は中しんの外側端方向に非常に僅かの剥離を生ぜしめる。機械速度を早めるとグリーン結合が弱まり、ライナからの中しんの剥離が片面ウエッブの中心方向に内に向かって進行する。
【００３８】
グリーン結合強度を表すために使用される測定法はBatelka, J.J., Tappi J. 75 (10):94 (1992), The Institute of Paper Science & Technology, Atlanta, GA から判る。この測定は誘導時間だけを使用する。これは、ライナの中心に中しんの少なくとも幾つかをホールドするのに十分なグリーン結合を生じるのに必要な時間である。例えば代表的な誘導時間は８０ミリ秒である。換言すれば、中しんがクサビを通過した時にライナに中しんの幾らかを固定するのに十分なグリーン結合を設定するために、紙が食い込み部（nip)を離れた時から少なくとも８０ミリ秒かかる。誘導時間は式（１）を用いて算出される。
【００３９】
（１）  時間（ｍｓ）＝［６in./機械速度×12] ×60×1000
パールキャリアー澱粉ペースト状物の誘導時間は５０ミリ秒（ｍｓ）である。発明者のキャリアー澱粉ペーストは６０〜８０ｍｓである。最短誘導時間は型に結合するのに必要な最短時間である。
0004435884.tif 000008
（２）ニップから６インチの所で挿入されたクサビを持つＩＳＰＴ  １４”Ｌａｎｇｓｔｏｎ- シングルフェサー。
【００４０】
0004435884.tif 000009
0004435884.tif 000010
0004435884.tif 000011
実施例３
Ｚ−ＳＯＬを使用して製造されたＱシリーズのペースト状物全てが２４および４８時間に渡って良好な粘度安定性を示した。表３はその結果を示してる。各ペースト状物を加熱していない容器中に夜通し放置する。温度および粘度を測定し、次いでペースト状物をウオーターバス中で１００°Ｆ（３８℃）に加熱しそして粘度を再度測定する。冷やしたペースト状物の粘度は製造したてのペースト状物の粘度以上に増加する。しかしながらこの冷却ペースト状物の粘度は、澱粉キャリアーペースト状物について予想された様な２４および４８時間の間の粘度増加を示さない。２４時間および４８時間再加熱したペースト状物の粘度は驚くべきことに、製造した最初のペースト状物の粘度に近い。これも澱粉キャリアーペースト状物について予期出来なかったことである。
【００４１】
0004435884.tif 000012
実施例４
更に表４に、Ｑ４がどの程度剪断安定性があるかを示す。実験の最後にこのペースト状物について剪断試験を行なう。高剪断ミキサー中でほぼ２０分後に、ペースト状物は１５のスタイホール秒だけ粘度が下がる。もっと多い降下が予想された。
0004435884.tif 000013
（１）４”ダイアヘッド(dia head)、３馬力、３５００回転/ 分
実施例５
Ｚ−ＳＯＬよりも可溶化繊維中において低い予備可溶化セルロース抽出物を試験する。この材料は、Ｚ−ＳＯＬに比較してパールスターチを懸濁させるのに十分な量の可溶性物質を与えるのに多量に使用しなければならない。
【００４２】
表５は二種類のペースト状物についての結果を示している。
最初の調製物のＲ１はアルカリで予備処理したＶｅｔｔｅｒ- プレスファイバーから製造される乾燥した予備可溶化セルロース抽出物で製造されている。このペースト状物は３５％の予備可溶化した乾燥セルロース抽出物と６５％のコーンスターチとの予備混合物で製造する。硫酸をペースト状物に添加して、加工後に抽出物中に残留する若干の苛性アルカリを中和するが、結果はこれが必要ないことを示している。硼砂を含有せず、かつアルカリが添加されていないこの物質（ｐＨ中性）を用いて製造した段ボールの品質は、３５％の濃度が苛性アルカリを添加してないコーン澱粉組成物で使用できる最高量であることを示している。
【００４３】
第二の調製物Ｓ１にはＶｅｔｔｅｒ- プレスケーキ状物として同様に処理したスペントフレーク(spent flake) を使用する。このペースト状物は２８％の乾燥した予備可溶化セルロース抽出物と７２％のコーンスターチとの予備混合物を用いて製造されている。このペーストを、Ｖｅｔｔｅｒ- プレスケーキ状物を中和したのと同じ理由で中性のｐＨに調整する。このペースト状物を紙に一緒に塗布するが、結果は２８％の濃度が中性の（アルカリを添加していない）ペースト状物においてこの物質の上限であることが判る。［ペースト状物（ペースト状物Ｓ８）にアルカリを添加することは、結合品質を向上させるが、アルカリが製造されたペースト状物の粘度を増加させるので、置換(%) する場合には省く必要がある。］
0004435884.tif 000014
0004435884.tif 000015