JP2005517551A - ボード及びボード製品の製造方法 - Google Patents

Abstract

ボード製品の製造方法は、少なくとも２つの層、及び複数ボード製品からなる。本方法によれば、層を形成するボードウエブ（４，５，６）は、接着によって共に結合される。本発明によれば、少なくともウエブの１つは、圧縮により機械的に処理されるので、ウエブ表面において、ウエブ表面から突出する永久変形が形成され、層は、結合すべき層へ４５％を超える固体含有量で適用されるデンプン系接着剤を使用して共に接着する。高い固体含有量を有する接着剤は、追加の加熱なしに、結合すべき表面へ迅速に乾燥し結合する。接着剤は少量の水を含むか、又は全く水を含まないので、中間層のアフターベンディングや平板化は結合において生じない。

Description

本発明は、複数層紙ボードを製造するための請求項１記載の方法に関する。

本発明は、また、請求項１３記載のボード製品に関する。

紙ボードは、プリント基板として、または、種々の梱包において高程度で使用される。梱包ボードの重要な特性は、材料の強度、剛性、及び保護特性、もしテキスト又は絵が梱包の表面にプリントされるなら、プリント基板の十分に高い品質を含む。

十分に剛性となるべき紙ボードのために、それは十分な厚さで無ければならず、それゆえ、多量の繊維原料が紙ボードの製造に対して消費される。一方、プリント基板に対しておかれる要求が高くなればなるほど、要求される原料、例えば製品の十分な光沢を達成するために、より高価になる。紙ボードの剛性は、その厚さに大部分依存するので、材料の消費及び原料のコストは、ほとんど厚さと製品の質量の関数として増加する。それゆえ、紙ボードの表面が、十分に良好なプリント特性を有する強度で緻密な材料であり、低密度を有する内部部分であることは、実際に有利であろう。この理由のために、剛性要求が増加するにつれて、波形ボードはしばしば梱包の製造に対して好ましい。

波形ボードは、2つの対面、つまり、ライナーとそれらの間の波形層、溝堀りからなる積層製品である。多数層のボードにおいて、いくらかの溝つき中間層があり、中間層は、対面に対応する真っ直ぐな紙ボード層によって分離される溝の形状、溝の長さ、及び溝の高さを変えることができるが、溝は、原料ウエブの機械方向と逆に常に作られる。

たとえ波形ボードが、有利な梱包材料であるとしても、それは、幾分弱さを有する。ボードの圧縮強度は、それが、圧縮を受ける溝山又は谷であるか、同様にライナーが常に平面でないかどうかに依存して大きく変化し、それらは、例えば、接着後のわずかな収縮のために変形する可能性がある。ボードのライナー特性は、もちろん、ライナーボードの厚さ及びタイプに依存するが、一般的波形ボードは、接触プリンティング方法による処理に対して特に良く適するとは考慮されておらず、事実は、最も高い品質の梱包におけるその用途を限定する。波形ボードは、通常かなり厚い。

波形ボードの1つの欠点は、そのより複雑な製造プロセスである。３つの層からなる波形ボードは、中間層を溝堀りして、溝堀山に接着剤を適用することによって製造され、その後それは、第一ライナーに対してプレスされる。第二ライナーは、その後、別の段階において形成された２つの半完成製品へ接着される。接着は、溝堀山へのみ適用され、それゆえ、適用は、原則的にロールなどの硬表面アプリケーターでのみ実行される。このような適用方法によって、完全な結合を確実にすることは困難である。2工程の製造方法は、高価であり、向上は長く大きいサイズとなり、それゆえ、ミルにおける大きい空間を要求し、出資として高価となる。もしそれ以上の層を有するボードを製造するなら、層の数にしたがって、より多くの工程があるであろう。

従来技術と関連する問題に対する解決として、当方は、当方の以前のFI特許出願20001799号において、高剛性及び、以前のボード品質を有するより剛性に関連して材料のより低い要求を有するボードの製造を可能にする発明を開示した。本発明によれば、ボードは、少なくとも2つ、好ましくは３つ、お互いに接着した層から形成され、接着前に、中間層の材料において、乾燥状態で、材料表面から自由な形の所望のパターンに突出する永久変形が形成される。

当方のFI特許出願20001799において、当方は、当該新規ボード製品の製造方法も開示する。

本発明の目的は、当方の以前の出願で記載された発明を更に改善することである。本発明の特有の目的は、新規ボード製品の接着に適する選択を提供する。

本発明は、少なくとも2つの層からなるボード製品が、少なくとも１つのウエブを圧縮により機械的に処理することによって製造され、その結果、ウエブの表面上でそれらはウエブ表面から突出する永久変形を、共に接着すべき層へ高い固体含有量で適用されるデンプン系接着剤を使用して共に層を接着することによって、形成する。

本発明において、水系デンプン誘導体散布接着剤、溶液接着剤、及びホットメルト接着剤を使用する。接着剤は、高い個体含量と低い粘度によって特徴付けられる。

本発明によるボード製品の製造における市販の接着剤に伴う問題は、それらの室温での粘度高すぎ、これから低い分散能となってしまうことである。さらに、市販のデキストリン接着剤は、乾燥中にそれらがボードを折りたたむときに開口する硬い接着継ぎ目を形成するという問題を伴うことが証明されている。接着したシートは、切る段階でエッジで切り取られる傾向もある。

これらの問題は、デンプン誘導体の散布、溶液接着剤、又は当該デンプンを含有するホットメルト接着剤組成物を接着に対して使用することによって回避することができる。デンプン誘導体として、従来のデンプンエステル、デンプンエーテル、混合デンプンエステル/エーテル、カチオン化デンプン、及びデンプン及びデンプン誘導体のトランスグリコシル化産物を挙げることができる。

本発明によるボード製品において、それゆえ、少なくとも1つの層が、機械的に加工され、その結果、材料が永久3次元変形を有し、少なくとも2つの層が、少なくとも45％の固体含有量、及び接着剤を従来技術によってボード表面上に連続層へ散布することができるように十分低い粘度を有するデンプン誘導体を含むデンプン系接着剤と共に結合される。

より正確には、本発明による方法は、請求項１の特徴部に記載されたことにおいて特徴付けられる。

本発明によるボード製品は、請求項１３の特徴部に記載されたことによって特徴付けられた部分に対する。

かなりの利点が、本発明を通じて達成される。それゆえ、本発明によって、原料、特に繊維原料の消費に対する剛性の割合が、従来既知のボードグレードのものよりかなり良い高品質でプリント可能な梱包ボードを製造することを可能にする。ボードの特性は、変えやすく、非常に軽いボードグレードですらそれから製造することができる。製品のバルクは、その秤量に相対してその強度及び剛性があるので、高品質である。製品の剛性は、波形ボードのものよりもなお良い。他方、等しい剛性及び強度製品と比較して、本発明によるボードの製造に対して要求される繊維貯蔵がより少ない。この理由について、ボードの製造は、より経済的で、その環境負担は、従来の同様の材料ボードのものより低い。製品は、もし製品のすべての層が植物繊維材料から製造され、デンプン系接着剤が接着に使用されるなら、完全に容易にリサイクル可能である。液体又は気体バリアーが製品に要求されるなら、それらは、一般に使用される膜及び接着剤によって容易に実行可能である。この場合において、製品のリサイクル能力は、使用される膜タイプによって決定され、それゆえ、リサイクル可能性の点に関して、繊維貯蔵と共にリサイクル可能な材料を採用することが好ましい。

高い固体含有量を有する接着剤は、乾燥して、熱を加えることさえなしに、結合すべき表面へ急速に結合する。接着剤は、少量の水を含むか、全く含まないので、それらは、接着中中間層のその後の折曲がり、又は平坦化が生じない。デンプン系接着剤は、明色であり、それゆえ、それらは、接着の色が最終製品に可視可能になることなしに、低不透明ボード層を接着するのに使用される。

ボードは、単一のロールニップにおいて製造することができ、接着剤は、多くの方法、例えば、スプレー、塗布、及びプレスなどにおいて散布することができ、それゆえ、ウエブの結合、及び接着剤の塗布は簡単である。その最も有利な点で、製品が直ちに準備でき、乾燥や保存を要求せず、それは、更なる工程へ直ちに方向付けることができる。熱を使用することなしに、中間層を形成するウエブは、圧縮により機械的に加工されるので、加工装置は、非常にシンプルである。本発明は、多くのタイプの材料に適用することができ、それゆえ、与えられた時間で利用できる最も経済的な原料を使用することができる。これは、例えば、高い程度の光沢が製品に要求されないとき、この場合において、完全に白くないより経済的な弱白繊維又はリサイクル繊維の使用が可能であるという利点がある。製品の強度特性、その保護特性及び外観は、異なる接着剤の使用を通じて変化させることもできる。散布接着剤、溶液接着剤、ホットメルト接着剤は、すでに上述した。それぞれで、わずかに異なる結合プロセス及び接着結果が達成される。接着に例えば、製品の空隙を充填する発砲接着剤を使用することが可能であり、それによって、その剛性が実質的に増加する。

製品を形成する１つかいくつかの層は、ポリマー材料、又は金属ホイルとすることができ、層の１つは、所望のタイプのフィルム又はバリアー層(バリアーフィルム)を形成する材料で被膜することができる。当該ボードは、例えば、熱封止すべき製品に対して、液体梱包、又は湿気若しくはガスへの不透過若しくは弱透過性梱包に必要とされる。もちろん、ある又は同じ製品についていくつかの異なるフィルムがあるかもしれない。

本発明を、本発明の一実施態様を概略的に示す添付図面を参照してより詳細に以下に述べる。

図に示す実施態様は、3層からなる製品の製造を意図する。3層製品の製造に対して、ロール１，２，３による製造方法に導入される３つのウエブ４，５，６が必要である。ロール１，２，３から、ウエブの必要な量が巻きとかれて、ウエブは、２つのロールから形成される結合及び校正ニップ７へ案内される。ウエブは、このニップ７で結合する。中間ウエブ５において、乾燥状態でウエブ５をプレスすることによる表面パターンを、ロール８によりプレスすることによって形成する結果、永久変形がそこで形成される。乾燥ウエブによって、ここでは、貯蔵又は生産ロール２から生ずるウエブの通常の湿気含有量。すなわち、通常１０％未満、一般に３〜１２％の範囲内のウエブ供給湿気含有量を意味する。また、ウエブの加温又は加熱は、パターンの形成に使用されない。表面パターンは、例えば、ハニカム形状パターンなどの3次元パターンが最も好ましく、この場合、波形ボードにおける2次元溝パターンと対照して、繊維方向及び逆方向におけるウエブの強度は、パターンに関して、等しく良好である。ライナーウエブ4及び６は接着ロール９−１２に適用される。これらのロールのうち、ライナーウエブ４，６の外側のロール９，１０は、バックロールであり、接着がアプリケータロール１１、１２の表面によってライナーウエブ４，６の内部表面に適用される。接着剤で処理したライナーウエブ４，６は、その後、結合ニップに対して変形中間ウエブ５と共に適用され、それらは、ともに結合し、同時に、ボードの厚さは、ロールでプレスすることによって校正される。この方法において、製品の形成及びウエブの結合は、ボード厚の校正と共に、1工程で実行することができる。結合ニップ７は同時に、ウエブに対する引っ張りニップとして使用することができる。結合後、製品は、もし使用される接着剤が、これを要求するなら、必要なとき、ドライヤー13を使用して乾燥することができる。他の反応方法ですら、使用する接着剤のタイプに依存して、接着を硬化させるのに使用することができる。

本発明は、本発明によって、わずかな資源消費梱包用ボードを製造すること、すなわち、この目的は、本発明によるボードによって梱包に消費される原料の量を減少させることである。本ボードは、典型的に全秤量８０〜５００ｇ/ｍ²を有する積層ボックスボードである。製品の厚さは、典型的に０．５〜１．５ｍｍであり、その結果、種々のプリント方法によって容易にプリントすることができる。製造は、乾燥繊維ウエブが接着によって共に結合し、2つ又は複数層材料の組み合わせを形成するプロセルに基づく。発明は、乾燥状態において中間層ウエブの機械的加工に基づき、その結果、永久変形がそこで形成される。加工は、好ましくは、中間層ウエブの一方又は両方の側で、上部、底部又は中間層ウエブへ接着する前に直ちに行う。接着は、未変形ウエブの両方又は1つの側で連続層として塗布される。これは、更に製品の強度を増大させる。接着剤は、いずれか一方又は両方の側で変形した表面上に塗布することもできる。2つ又はそれ以上の異なる接着剤を同様の製品に使用することができる。ウエブの結合は、ボード製品の最終厚みが決定され、均一にされるニップにおいて生じる。水系接着剤でいくつかのニップは使用される。

一部のウエブは、原料ウエブ又は３０〜２００g/ｍ²の秤量を有する加工されたウエブとすることができる。使用されるウエブは、被膜され及び/又はカレンダー加工されたウエブ、種々の方法において被膜され、又はフィルムからなる組み合わせウエブとすることができる。中間層ウエブは、もし所望の強度特性がそれと共に達成されるなら、柔らかい薄紙とすることができる。1又はそれ以上のウエブをポリマー材料又は繊維ウエブの代わりの金属フィルムとすることができる。

接着前に、ライナーウエブ４，６を同様のプロセスラインにおいて、例えば、パターニングにより処理することができる。上述の例において、表面ウエブ４のパターニングは、ニップ１４におけるエンボス技術によって機械的に行われる。さらに、ウエブ又は複数のウエブを、例えば、バリヤー金属で被膜することができる。この実施例において、処理をニップ１５におけるライナーウエブの1つ上で実行される。この処理は、機能的バリヤー被膜材料、又は溶剤又は接着剤を使用して、所望の材料のフィルムをウエブ表面へ取り付けることによって実行することができる。

ここで、「バリヤー被膜」によることは、ここでは、製品が、液体、油脂、水蒸気、ガスに対する不透過性を与えられることによる処理を意味する。処理材料の塗布、又は付着は、従来技術から知られており、いくつかの適当な方法が存在する。

本発明の１つの本質的特徴は、製品強化テープ、同様に、情報加工素子、例えば、磁気テープ、共鳴同定回路を含むホイル、同定チップ、又は、ボードからなる梱包物が同定可能であるか、梱包の製造及び使用が制御可能な他のパッシブ又はアクティブデータ加工素子へ取り付けるのが容易に可能であることである。強化又は磁気テープはリール１６から結合ニップ７へ供給することができ、他のテープの追加の装置は適当な供給手段１７を使用してニップ又は接着剤で処理されたウエブの表面のいずれかへ導入することができる。

ボードの製造及び種々のボードタイプの使用に関するより詳細な情報は、FI特許出願20001799において見出すことができる。

接着剤は、全表面領域に渡り、未変形ウエブの表面、すなわち、ライナー又は中間層の表面上へ適用される。接着剤は、変形表面へも適用することができる。この方法において中間層のすべての変形点の接着、同時に乾燥時において、接着剤が製品を強化することを確実にすることができる。接着剤のタイプに依存して、接着剤は、接着剤の固体として測定される縫い目当たりの接着すべきウエブ当たりおよそ１-30、好ましくは2-15g/ｍ²の量で適用され、それゆえ、適用される量は、例えば、フィルム運搬用途用に適する。それ自身において、接着剤はいずれかの方法において適用することができ、適用方法のいくつかの例は、スプレー塗布、スクリーン塗布、プレス塗布、及びジェット塗布を含む。ホットメルト接着剤の適用温度は、典型的に９０〜２５０℃の範囲内である。接着剤は、結合ニップ７で矢印１８にしたがって直接的に適用することもできる。本質的な点は、ウエブ表面に接着剤の連続すがあるであろうので、製品は、強くなり、完全な中間層の結合が確実にされる。したがって、接着剤は、利用可能な適用装置によって十分に厚い層として適用できような粘度を有する。一般的に水性分散又は溶液接着の動的粘度の上限は、およそ５０％の固体含有量で、室温(１８〜２２℃)で、およそ１５００ｍPas、好ましくは、１２００ｍPasである。

接着剤は、製品の特性に影響を及ぼすためにも使用することができ、例えば、ESD遮へい(電場の放電が制御された)も、接着に関連して実行することもできる。一般的に、導電性ポリマーがアルカリ状態に耐えられないので、このような遮へいは重要である。もし接着が泡として適用されるなら、製品の空隙が充填され、特にその圧縮強度において増加する。

使用可能な接着剤を引用できる例は、上述のデンプン系散布、溶液接着剤、及びホットメルト接着剤を含む。それらで処理した製品は、リサイクルし易いので、デンプン系接着剤はそのこと自体なお有利である。それらは生分解可能である。高い固体含有量を有するように調整することができる本発明において使用されることが、接着剤の本質的なことである。本発明によれば、共に結合すべきボード層へ適用される接着剤の固体含有量は、少なくとも４５重量％(４５〜１００重量％)であり、４５〜８５重量％の散布及び溶液接着剤固体含有量が、目的とされる。ホットメルト接着剤において、固体の割合は、１００重量％までとすることができる。接着剤は、それらのｐHが７未満であるとき安定である。

高い固体含有量によって、接着ボード製品の乾燥に要求される加熱エネルギーの量を減少させることが可能である。目的は、所望の強度が接着して直ちに達成されることである。高い固体含有量で、ホットメルト接着の場合のように追加の加熱は接着剤適用後必要とされない。非常に望ましいとき、ウエブは、接着剤の適用前に予め加熱することができる。

中間層５のパターニングは、ウエブをプレスすることによって乾燥ウエブ上で行われるので、永久変形がウエブ上に形成される。未破壊のまま残存することはウエブ表面に有利であり、それによって最高の強度が達成される。もし湿ったウエブが使用されたなら、ウエブは、乾燥エネルギーのコスト増加及び効率的な乾燥装置を必要とする乾燥を要求するので、ウエブのパターニングは、乾燥状態において実行され、加えて、乾燥中に湿気繊維ウエブが、かなり縮小するので、ウエブの乾燥中に、その変形が、パターニング及びウエブ容量へ影響するであろう。この同じ理由のために、接着剤における水の量はできる限り低いほうがかなり好ましい。

本発明による接着剤によって、接着された多層繊維製品の典型的なアフターベンディングは、省略することができる。

固体含有量によって、水が接着剤組成物から蒸発した後の接着剤組成物に残存する物質の量が意味される。固体として、実際の結合剤を構成するバイオポリマー、すなわち、デンプン誘導体の場合、可能なその可塑剤、及び散布助剤、及び添加剤、例えば、保護コロイド、架橋剤、界面活性剤、ワックスなどを予想することができる。

種々の接着剤選択がより以下に詳細に調査されるであろう。

上述に既に着目したように、本発明によるボード製品の製造において、他の製品の製造から既知のデキストリン接着剤と伴う問題は、接着剤の高い粘度の結果である弱い拡散性である。問題は、適用されるべき接着剤の量が少ないとき、特に強調される。本発明において使用される接着剤は、高い固体含有量組成物、散布、溶液又はホットメルト接着剤へ配合されるデンプン誘導体である。

デンプン系散布は、参照によりこの出願にその内容を組み込むFI特許公報１０５５６６号に記載されている。前記特許は、調整することが可能な方法、多とえば、最小限の水の使用でのデンプン誘導体の散布を開示する。この方法によれば、デンプン誘導体又は同様のバイオポリマー、前記バイオポリマーの可塑剤、散布助剤及び水からなる混合物が最初に形成され、混合物は加熱され、ペースト状組成物を生成し、その後、最小限の水で希釈され、安定な散布を生産する。

散布のデンプン系成分は、デンプンエステル、デンプンエーテル、混合デンプンエステル/エーテル、グラフトデンプン、天然デンプンから調整されたもの、加水分解デンプン、酸化デンプン、架橋デンプン、又はゲル化デンプンとすることができる。その一部のデンプンは、０〜１００％のアミロース濃度及び１００〜０％のアミロペクチン濃度を有するいずれかの天然デンプンを基礎とすることができる。それゆえ、デンプンは、大麦、ポテト、小麦、オートムギ、エンドウ豆、コーン、タピオカ、サゴ、ライス、又は同様の塊茎、又は穀類から誘導することができる。

特に、デンプン誘導体は、酸化、加水分解、架橋、カチオン化、グラフト化、エーテル化又はエステル化によって前記天然のデンプンから調整される製品に基づくことができる。

デンプン及び1又はそれ以上の脂肪族C_２−２４カルボン酸から形成されたエステルから誘導されたデンプン系成分を使用することが好ましいことが判明した。このようなエステレのカルボン酸成分は、この場合において、より低いアルカン（alkanic）酸、例えば、酢酸、プロピオン酸、又は酪酸、又はそれらの混合物から誘導されることができる。しかしながら、カルボン酸成分は、天然の飽和又は未飽和脂肪酸からも誘導することができる。これらの例は、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、及びこれらの混合物を含む。エステルは、長鎖及び短鎖カルボン酸成分の両方からなることもできる。1つの例は、アセテート及びステアレートの混合エステルである。既知の方法において、エステルの形成用に、酸とともに、対応する無水酸、及び酸クロライド、他の同様な反応性酸誘導体を使用することも可能である。

脂肪酸エステルの調整を、例えば、この分野における以下の文献：Wolff, I. A., Olds, D. W. and Hilbert, G.E., The acylation of Corn Starch, Amylose and Amylopectin, J. Amer. Chem. Soc. 73(1952)346-349 and Gros, A. T. and Feuge, R. O., Properties of Fatty Acid Esters of Amylose, J. Amer. Oil Chemists’ Soc 39(1962)19-24. に記載されたように実行することができる。

特に有利な接着剤は、デンプンアセテートから得られる。これらは、触媒の存在下、デンプンを無水酢酸と反応させることによって調整することができる。使用される触媒は、例えば、５０％水酸化ナトリウムである。この分野における文献に開示された他のアセテート調整方法でさえ、デンプンアセテートの調整に適当である。異なる程度の置換のデンプンアセテートは、無水酢酸の量、触媒として使用する塩基の量、及び反応時間を変化させることによって調整することができる。

好ましい実施態様によれば、デンプン成分は、０．５〜３、好ましくは、１．５〜３、及び最も好ましくは２〜３の置換度を有するエステル化デンプン、最も好ましくはデンプンアセテートである。例えば、酵素的に、加水分解されたオオムギデンプンをデンプンエステルの調整用に使用される。

別の好ましい実施態様によれば、デンプン成分は、ヒドロキシアルキル化デンプン又はそのエステルである。この場合、ヒドロキシプロピルデンプンは、最大１．４、好ましくは最大１のモル置換度を有し、ヒドロキシプロピルデンプンエステルは、最大１．４、好ましくは最大１、特に好ましくは０．１〜０．８でのモル置換度を有し、最小２、好ましくは、２．５〜３の置換度が特に好ましい。

一般に、好ましいと考えられるデンプンエステル散布は、１００重量部のデンプンエステル、５〜５０重量部の保護コロイド、１０〜２００重量部の柔軟剤、０．１〜１０重量部の界面活性剤、及びおよそ１２０〜２７０重量部の水を含み、水の量は、散布の固体含有量が少なくとも４５重量％、すなわち、水の量が、全体で他の成分のものより最大で等しいかわずかに高いように選択される。

特に好ましい実施態様において、散布剤は、
１００重量部のデンプンエステル、５〜５０重量部の保護コロイド、及び１０〜２００重量部の柔軟剤を、０．０１〜１０重量部の界面活性剤で混合した７０〜１２０重量部の水と混合し、デンプンエステル混合物を得て、
最初の混合後、混合物の温度を、４０〜９０℃へ上昇させて、混合を、白いペースト状組成物が得られるまで続け、
５０〜１５０重量部の水を前記組成物へ加える一方、組成物の温度を室温へ落とすことによって、調製される。

調製後、散布剤は、所望により、それを安定化させるために、それ自体既知の方法で均質化される。均質化は、例えば、圧力ホモジネーターによって行うことができる。均質化によって、粒子サイズは、５０〜１００％減少させることができ、それによって、散布の安定性がさらに改善される。本発明の散布剤は、数週間、1月でさえ安定である。

本発明の１つの好ましい実施態様によれば、接着技術の成功は、固体含有量、例えば、４５〜５０％の散布配合物の粘度が、５００〜１２００ｍPas/１８〜２２℃であることを前提とする。この場合において、接着剤は、本発明において記載した方法によって、湿った状態下で、乾燥接着剤の５〜６gの投与量に相当する１０〜１２g/ｍ²を適用することができる。接着接合は、直ちにホールド(１００％繊維引き裂け)する一方、ボードは、なお大部分である。水がボードを離れた後、接着接合のホールディングが増加し、ボードの剛性が増加する。

デンプン誘導体の散布に加えて、溶液接着、ホットメルト接着を接着として使用することができる。「溶液接着」によって、この事例において、デンプン誘導体が室温で組成物(即ち、本質的に水)の媒体に溶解される接着剤を意味する。本発明の用途に使用できる溶液接着剤のために、組成物の粘度を、４５重量％を超える固体含有量で利用可能な技術によって適用することができるように、接着剤の適用温度で非常に低くしなければならない。

上述の誘導体に加えて、デンプン又はデンプン誘導体のトランスグリコシル化産物を散布と溶液接着剤の両方においてデンプン系成分として使用することができる。

「トランスグリコシル化」の語は、天然のデンプン、又はデンプン誘導体、例えば、デンプンエステルなどを種々のアルコール、例えば、メタノール、ブタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、及びグリセロールと、酸性条件下、反応させることによって得られる物質に対して使用される。形成された産物は、アルキルグルコシド、又はヒドロキシアルキルグルコシド化合物とも呼ぶことができる。

トランスグリコシル化によってデンプンから調製されたグリセロール−O-1−グルコピラノシルエステルは、フィンランドの技術リサーチセンター(VTT)の名で平行適用によるプロセスによって調製することができる。例えば、グリセロールの１−、２−１、２−、１，３及び１，２，３−O-1-グリコピラノシルエステルからなる混合物を得る。

トランスグリコシル化産物の低分子量は、その粘度を上昇させることなしに、組成物の固体濃度を上昇させ、その良好な接着特性は、接着剤に良好な密着性を与える。ホールドした接着接合を加熱することなしに得られる。トランスグリコシル化産物の水溶液の粘度は、ある場合において８０％の濃度まで、かなり増加しないであろう。

トランスグリコシル化産物(これは、天然デンプン及びデンプン誘導体の両方から形成される産物を意味する)から、それらを軟化剤で可塑化することによってホットメルト接着剤を調製することも可能である。有利な溶液接着は、好ましくは、1.5を超える十分高い置換度を有するデンプンアセテートから得られる。より高いかより低いアルカン酸及びデンプン、及びデンプンエステル、デンプンの混合エステル、たとえば、ヒドロキシプロピルデンプンなどによって形成される水可溶性混合エステルを使用することも可能である。トランスグリコシル化反応の条件及び反応時間、試薬の量を変えることによって、接着の特性(粘度、密着性、融点、加水分解性)を修正することを可能とする産物の分子量、及びアセチル含量へ影響を与えることも可能である。

良好な接着結果は、例えば、２つの異なる分子量の２つのデンプンアセテートトランスグリコシル化産物を混合したときに得られ、１つは剛性及びその他は密着性を与える。同様の構造を有する2つの産物の混合は、問題が接着剤の濁度として見られ、接着結果に悪い影響を有する成分間の和合性の問題がないであろうという利点も提供する。特に有利な接着結果は、デンプン及びグリセロールから調製したトランスグリコシル化産物を使用することによっても達成される。ホットメルト接着剤において、一般に分子量、５,０００〜２５０,０００、好ましくはおよそ１０,０００〜１００,０００を有するトランスグリコシル化産物が使用される。

トランスグリコシル化産物を既知の接着剤と混合する例として、参照は、冷水可溶デンプン（DL-20）及びｔｇ産物(２５０TGG1)を混合することによって、６０％を超えるまでの固体含有量、及びデキストリン接着剤のものよりほとんど５０％低い粘度を有する接着剤を調製することが可能であるという事実がなられている。前記デンプン産物は優れた接着剤であるが、本発明による実施態様における製品の使用は、その水溶液の高い粘度によって制限される。

各々、デキストリン及び２５０TGG1を１：１の割合で混合したとき、市販のデキストリン接着剤の粘度は、９６％まで落ちる。このテストは、デンプン及び多価アルコールのトランスグリコシル産物が、それ自体良く知られたデキストリン接着剤を修飾して使用することができることも示した。

デンプンアセテートトランスグリコシル化産物の構造及び生分解性などのその特性に関して、アセテート基のC6炭素での安定性/分解性は、反応を制御することによって影響を与えることができる。C６炭素でのアセテート基は、酵素的生分解性を低くする。

ホットメルト接着剤で一般的に使用される添加物を使用することができるが、良好な接着剤は、他のものですら達成される。

本発明において使用されるホットメルト接着剤は、１つの工程においてデンプンアセテートから調製することができ、デンプンアセテートのトランスグリコシル化反応は、まずエチレングリコールによって実行され、いずれの過剰なエチレングリコールを蒸発によって除去し、所望量の軟化剤を加えて、混合する。形成されたポリマーの等級は、産物のアセチル化度によって影響を与えることができる。重合方法に依存して、製品は、異なる融点及びガラス転移温度を有する。低融点の産物を、ホットメルト接着剤などのように、余分な軟化剤なしに使用することができる。より高い融点の産物は、軟化剤を要求する。

ホットメルト接着剤は、デンプンアセテート、及び同様のデンプン誘導体から、例えば、EP出願公開０ ６０３ ７６８A1に記載された方法において、直接的に調製することもできる。しかしながら、上述した生産物は、より良好な結果を算出する。より低い融点産物に対して相対的に低い分子量を有する誘導体を使用することによって、ホットメルト接着剤を簡単に溶解し、調整することができ、使用することはできるが、押し出しは要求されない。

ホットメルト接着剤において使用されるグルコースポリマーは、１無水グルコース単位当たり、グルコースポリマーが少なくとも１、好ましくは２〜３、エステル置換、例えばアセチル基などを含むことを特徴とする。加えて、無水グルコース単位に結合したＰＣＬ又はＰＬＡポリマーが存在することができる。

１つの好ましいホットメルト配合物によれば、デンプン系ホットメルト接着剤の粘度は、１００ｒｐｍのすり速度で測定された１２００ｍＰａｓ/１５０℃及び１６１０ｍＰａｓ/１２５℃である。

最も近い対応する市販のポリオレフィン−系ホットメルト接着剤について測定された粘度は、４７００ｍＰａｓ/１５０℃、すり速度は１００ｒｐｍである。

本発明によれば、デンプンアセテート及び多価アルコールのトランスグリコシル化産物の使用によって、９０〜１８０℃の広範な温度範囲内で、優れた適用可能性のホットメルト接着剤を調製することが可能である。

以下の非制限的実施例は、本発明を説明するであろう。

散布接着剤
散布接着剤は、特許ＦＩ１０５５６６号の実施例１による方法によって、２５０リットルDrais反応器において調製された。３５．００ｋｇのヒドロキシプロピルデンプンアセテート(COHPOLC6LL100, Batch 5C23, 固体含有量９７．１％)、２．６３ｋｇのMowiol 40-88、２６．２５kgのトリアセチン、及び２４．４９ｋｇの水を反応器へ供給する。混合物を３０分間、20℃で攪拌し、反応混合物を均質化した。その後、混合物を30分間の過程で９５〜１００℃へ加熱し、その温度を3時間維持する。８．７５ｋｇの水を反応混合物へ加える一方、温度を７０℃へ下げる。添加をおよそ1時間の過程で実行する。

ホット希釈後、混合物をさらなる時間攪拌し、反応混合物を冷却し、５０〜６０℃とし、８．７５ｋｇの水を約1時間の過程で加える。その結果、散布の固体含有量は、およそ６０％である。

混合物を、＜４０℃へ冷却し、散布剤をその最終濃度へ徐々に９．８８kgの水を加えることによって希釈する。散布剤の固体含有量は、およぞ５５％であり、そのブルックフィールド粘度は、20℃で1825ｃPである。

散布剤を水で希釈することができる。５０．６％の固体含有量を有する散布剤の粘度は、上述したものと同様の条件で測定された６５０ｃPである。

実施例２A
ホットメルト接着剤
一般に、ホットメルト接着剤は、デンプンアセテート及びエチレングリコールのトランスグリコシル化産物(この産物の調製は、フィンランドの技術リサーチセンター(Technical Research Centre of Finland, VTT)の「Undet tarkkelysjohdannaiset ja menetelma niiden valmistamisekse」(Novel starch derivatives and a method for their preparation) と題する特許出願の実施例９により詳細に記載される)を柔軟剤と混合し、混合物を１３０〜１４０℃で、溶融物が完全に透明になるまで溶解することによって調製された。VTTの特許出願は、２００２年2月１５日に出願された。表１は、接着剤特性がFI特許出願２０００１７９９のボード製品の調製において調査された種々のホットメルト接着剤配合物を記載する。

実施例２B
1つのバッチプロセスにおけるホットメルト接着剤の調製
デンプンアセテート(C6N100EP、バッチ５C48―49、34.1kg)を反応器へ導入し、攪拌を(攪拌/均質化装置85rpm/1500rpm)開始した。９３％硫酸の６９％と混合したエチレングリコール(32.2kg)を加えた。反応混合物を30分間攪拌し、その後真空を開始し、反応器を１１０〜１２０℃へ加熱し、反応混合物の温度を1時間維持した。その後、反応混合物に存在する硫酸を炭酸カルシウムで中和し、過剰なエチレングリコールを真空で蒸発させた。エチレングリコールが蒸発したとき、真空ポンプの電源を切り、26kgのクエン酸トリエチルを溶融混合物へ加え、滑らかな溶解物へ１１０〜１２０℃で混合した。

試験は、ホットメルト接着剤の製造は、トランスグリコシル化反応の継続を可能とすることを示した。

実施例２C
デンプンアセテートポリマーを含有するホットメルト接着剤
表1に記載されたホットメルト接着剤、配合物は、実施例２Aと同様の方法によって調製した。

^１デンプンアセテートを特許FI １０７３８６によって調製した。
^２アミロースリッチデンプンから調製したデンプンアセテート（HYLON VII）
^３アミロースリッチデンプンから調製したヒドロキシプロピル化デンプンアセテート（HYLON VII）
^４デンプンアセテートをポテトデンプンから調製した。DS_Acet 2.8

ホットメルトを、変形した７０g/ｍ²クラフト紙が直ちに又は2，3秒後結合した１１０g/ｍ²のライナーへ適用した。接着結果は１００％繊維引裂けであった。試験３の接着剤は、2つの他の接着剤より長い開放時間を有する。

実施例２D
１つのバッチプロセスにおけるデンプンアセテートポリマー含有ホットメルト接着剤組成物の調製
天然ポテトデンプンアセテートのトランスグリコシル化は、実施例２Bに記載されたプロセスを使用して行った。炭酸カルシウムによる硫酸触媒の中和後、最初のポテトデンプントリアセテートの量から計算された1.6重量部のクエン酸トリエチルを溶解混合物へ加えた。過剰なエチレングリコールを６０〜８０℃で真空下蒸発させた。エチレングリコールを蒸発させたとき、真空ポンプの電源を切り、最初のポテトデンプンアセテートの量から計算した(実施例２Cにおけるものと同様の)1重量部のヒドロキシプロピルデンプンアセテートを溶融混合物へ加えた。混合を均質な高い粘性の溶融物になるまで１１０〜１２０℃で継続した。接着剤は、優れた粘着性を有し、それゆえ１００ミクロンフィルム又はそれ未満でさえ引き伸ばされることができる。

実施例３
溶液接着剤
高固体含有量溶液接着剤組成物は、表２に示された割合において、フィンランドのテクニカルリサーチセンター（VTT）の「Undet tarkkelyspohjaiset Liimat」（新規デンプン系接着剤）と題する特許出願の実施例４によって、酵素的に加水分解したデンプンのヒドロキシプロピル誘導体(COHPOL DL 20)をトランスグリコシル化産物(polyol, 250TGG1-02)と混合することにより調製された。VTTの特許出願は、2002年2月15日に出願された。

多価アルコールの使用によって、接着剤組成物の水含有量を低くすることができ、他方、必要なときに、接着剤の粘度をより低くする。

５７％溶液接着剤の連続層を、変形70g/ｍ²クラフト紙が直ちに結合する１１０ｇ/ｍ²ライナーへ適用した。接着結果は、１００％の繊維引裂けであった。

実施例４
FI特許出願20001799に記載された3層ボードに対して測定された(DIN 53121による)横剛性は、同じ秤量335g/ｍ²でのE溝つきボードのものに相当するレベルである80mNmであり、前記秤量での折りたたまれたボードのものより１７５％高い。前記ボードは、上部及び底部で１１０g/ｍ²のクラフトライナー及び中間で７０g/ｍ²のクラフト紙からなる。層をノズルを使用して、底部及び上部へ適用されたデンプン系ホットメルト接着剤と結合した。実施例において使用した接着剤は、デンプンアセテートから製造した。接着剤は、中間層又は積層されるべきウエブの両方へも適用することができる。接着剤の適用後、積層されるべきウエブは、１つ又はいくつかの別々の積層ニップのいずれかで結合する。

７０ｍNｍの横剛性（DIN 53121）は、FI特許出願２０００１７９９によってデンプン散布接着３層ボードを達成した。これは、対応するE溝ボードの剛性と同じレベルであり、折りたたまれたボードのものより２７０％高い。これにおいて、接着層は、上部で１１５g/ｍ²のクラフトライナー、中間及び底部で７０g/ｍ²クラフト紙であり、全秤量は２９０g/ｍ²であった。実際のウエブへの適用前いずれの過剰な接着剤も擦り取り、ロール適用による底部及び上部の両方の適用前に、接着剤を適用した。接着剤は、中間ウエブ又は積層されるべき両方のウエブへ適用することもできる。接着剤の適用後、積層すべきウエブを１つ又はいくつかの別の積層ニップのいずれかに結合させた。積層ニップ後、生成物を別々の乾燥ユニットで乾燥しなかったが、乾燥を行うことも可能である。デンプン散布接着剤の固体含有量は、５１％であった。

実施例６
実施例は、固体含有量の関数としてグリセロール−O−１−グルコピラノシル（２５０ TGG-1）の水溶液の粘度を調べ、それから調製された接着剤粘度は、７５０rpmのせん断速度で固体含有量の関数として比較する。
２５０TGGグリセロールグルコースエーテル
DL２０修飾デンプン

３層からなる製品の製造工程を示す図である。

Claims (16)

1. 当該方法によれば、層を形成するボードウエブが、接着によって共に結合し、少なくとも１つのウエブが、圧力によって機械的に処理される結果、ウエブ表面から突き出る永久変形がウエブ表面上に形成される少なくとも２つの層からなるボード製品の製造方法であって、
   層が、適用される層に対して４５％以上の固体含量で適用されるデンプン誘導体を含むデンプン系接着剤を使用することによって、層が共に結合することを特徴とする製造方法。
2. 接着剤の固体含量が５０〜８５重量％であることを特徴とする請求項1記載の方法。
3. 使用されるデンプン系接着剤は、デンプン誘導体を含む散布又は溶液であることを特徴とする請求項２記載の方法。
4. 接着剤の固体含量が８５重量％以上であり、使用される接着剤が、ホットメルト接着剤であることを特徴とする請求項1記載の方法。
5. 接着剤が、第二接着剤と共に同じ製品に使用されることを特徴とする請求項１〜4項のいずれかに記載の方法。
6. 第二接着剤が、別のタイプの接着剤からなることを特徴とする請求項５項記載の方法。
7. 先行するいずれか1項に記載の方法であって、使用されるデンプン系接着剤は、デンプンエステル、デンプンエーテル、デンプン混合エステル/エーテル、及び/又はグラフトデンプン、又は天然デンプン、加水分解デンプン、酸化デンプン、架橋デンプン、ゲル化デンプン、又はヒドロキシアルキル化デンプン、又はそのエステルから調整される同様のデンプン成分を含む組成物であることを特徴とする方法。
8. 使用されるデンプン系接着剤が、デンプン又はデンプン誘導体のトランスグリコシル化産物を含む組成物であることを特徴とする請求項１〜６項のいずれか1項に記載の方法。
9. 先行するいずれか1項に記載の方法であって、接着剤を、製品の保護特性を改善するために全表面の領域に渡って、変形ウエブに対して生じた未変形ウエブのそれらの表面へ適用することを特徴とする方法。
10. 接着剤が、変形表面へ同時に適用されることを特徴とする請求項１〜９項のいずれか1項に記載の方法。
11. 先行するいずれか1項に記載の方法であって、接着剤の適用後、ボード製品のウエブが共にプレスされて、それらの厚みが標準かされる１又はいくつかの結合ニップにおいてウエブを結合することを特徴とする方法。
12. 少なくとも3つのウエブが、結合ニップで共に同時に結合することを特徴とする請求項１１記載の方法。
13. 互いに糊で結合された少なくとも2つの層、平面である少なくとも1つの層、及び材料が3次元永久変形を有するように機械的にプロセスされる少なくとも1つの層からなるボード製品であって、少なくとも2つの層が、デンプン誘導体を含むデンプン系接着剤によって共に結合することを特徴とするボード製品。
14. デンプン誘導体が、デンプンエステル、デンプンエーテル、デンプン混合エステル/エーテル、及び/又はグラフトデンプン、又は天然デンプン、加水分解デンプン、酸化デンプン、架橋デンプン、ゲル化デンプン、又はヒドロキシアルキル化デンプン、又はそのエステルから調整される同様のデンプン成分、又はデンプンのトランスグリコシル化産物、若しくはデンプン誘導体であることを特徴とする請求項１３記載のボード製品。
15. 少なくとも1つの平面層において、機械的修正層を伴う表面が、その全領域に渡って接着剤で処理されることを特徴とする請求項１３又は14記載のボード製品。
16. 製品が、3つの層からなり、変形層が平面層の間であることを特徴とする請求項１５記載のボード製品。

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