JP2008273172A

JP2008273172A - 多孔性構造の段ボール紙接着剤およびこれを用いた段ボール紙製造方法

Info

Publication number: JP2008273172A
Application number: JP2007338481A
Authority: JP
Inventors: Soosung Kim; キムスーソン
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-04-26
Filing date: 2007-12-28
Publication date: 2008-11-13
Also published as: CN101294050B; EP1985678A1; EP1985678B1; US8172979B2; KR100777083B1; US20080268224A1; CN101294050A

Abstract

【課題】接着力を持つ澱粉と多孔性ゼオライトからなる段ボール紙接着剤において、土壌微生物を用いて、トウモロコシ澱粉に、ゼオライトの微細孔と連結される微細孔を形成することにより、段ボール紙ボックスの内部に保管される食品の新鮮度を維持させ且つ残留農薬成分を円滑に除去することを可能にした、多孔性構造の段ボール紙接着剤およびこれを用いた段ボール紙製造方法の提供。
【解決手段】トウモロコシ澱粉６８．５〜７９．５重量％、前記トウモロコシ澱粉と同一の粒径を持つゼオライト粉末２０〜３０重量％、並びに微生物含有黄土、苛性ソーダおよびボックス強化剤０．５〜２重量％からなる混合物に水を入れて混合してなる、多孔性構造の段ボール紙接着剤を提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は、多孔性構造の段ボール紙接着剤およびこれを用いた段ボール紙製造方法に係り、特に、接着力を持つ澱粉と多孔性ゼオライトからなる段ボール紙接着剤において、澱粉に、ゼオライトの微細孔と連結される微細孔を形成することにより、段ボール紙ボックスの内部に保管される食品の新鮮度を維持させ且つ残留農薬成分を円滑に除去させることを可能にした、多孔性構造の段ボール紙接着剤およびこれを用いた段ボール紙製造方法に関する。

一般に、段ボール紙は、波形状に成形された段ボール用中芯紙の両側に板紙を接着剤で貼着させて緩衝性を高めたものであって、主に物品包装用ボックスの製作に広く用いられる。
ところが、従来の段ボール紙で製作された包装用ボックスは、段ボール紙の緩衝性によって、ボックスに保管された物品が損傷しないようにする単純な機能に主眼点を置いて製作されたものであって、ボックスに保管された農産物、畜産物、水産物および林産物などの各種自然食品の新鮮度を長時間維持し、或いは物品から発生する刺激性のある匂いを吸着して除去することを可能にする役割は期待することが難しかった。

さらに、現代では、農産物を栽培するとき、害虫または雑草を除去するために農薬を多量使用するので、収穫された農産物には農薬成分が残留している。このような残留農薬が人体に悪影響を与えるので、農産物をボックスに包装したときに残留農薬の毒性を自然に中和させて除去することが可能な包装用ボックスの提案が切実に要求された。
これに応えるため、近年では、１ｎｍ以下の微細孔が形成されていて吸着剤、イオン交換剤および脱水剤等として広く用いられるゼオライト(Zeolite)粉末を澱粉質糊に添加し、機能性の段ボール紙ボックスを製造する技術が提案されたことがある。

ところが、このような従来の技術に係る機能性段ボール紙用接着剤は、図１に示すように、澱粉１２０の粒子に比べてゼオライト粉末１１０の粒径が相対的に大きいため、使用過程でゼオライト粉末１１０が容易に分離される。このように、接着剤から分離されたゼオライト粉末１１０は、人体に有害ではないが、消費者に不潔な感じを与えるという問題点があった。

かかる問題点を解決するために、ゼオライト粉末１１０の粒径を澱粉の粒径と同一にする方案が提示された。ところが、これは、澱粉１２０がゼオライト粉末１１０を完全に包むことによりゼオライトの微細孔が閉鎖され、強い吸着力および陰イオン置換能力を期待することができず、これにより残留農薬の毒性を中和させて除去し或いは円滑に排出させる機能が著しく低下するという問題点があった。

そこで、本発明は、前述した問題点を解決するために案出されたもので、その目的とするところは、接着力を持つ澱粉と多孔性ゼオライトからなる段ボール紙接着剤において、土壌微生物を用いて、トウモロコシ澱粉に、ゼオライトの微細孔と連結される微細孔を形成することにより、段ボール紙ボックスの内部に保管される食品の新鮮度を維持させ且つ残留農薬成分を円滑に除去することを可能にした、多孔性構造の段ボール紙接着剤およびこれを用いた段ボール紙製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある特徴によれば、トウモロコシ澱粉６８．５〜７９．５重量％、前記トウモロコシ澱粉と同一の粒径を持つゼオライト粉末２０〜３０重量％、並びに微生物含有黄土、苛性ソーダおよびボックス強化剤０．５〜２重量％からなる混合物に水を入れて混合してなる、多孔性構造の段ボール紙接着剤を提供する。
本発明の他の特徴によれば、トウモロコシ澱粉６８．５〜７９．５重量％、前記トウモロコシ澱粉と同一の粒径を持つゼオライト粉末２０〜３０重量％、並びに微生物、苛性ソーダおよびボックス強化剤０．５〜２重量％からなる混合物と、所定量の水とから構成される、多孔性構造の段ボール紙接着剤を提供する。

前述した構成において、前記トウモロコシ澱粉とゼオライト粉末は３００〜３５０メッシュを持つことが好ましい。
前記微生物は、バシラス属(bacillus sp.)、アシネトバクター属(acinetobacter sp.)、およびシュードモナス属(pseudomonas sp.)の中から選ばれたいずれか一つまたはこれらの組み合わせからなってもよい。

前記水は、前記接着剤混合物を持ち上げたときに滴下する程度の粘性を持つように混合されることを特徴とする。
一方、本発明の別の特徴によれば、前述した多孔性構造の段ボール紙接着剤を製造する段階と、段ボール紙を構成する上板紙および下板紙または段ボール用中芯紙に前記段ボール紙接着剤を塗布する段階と、前記上板紙と前記下板紙との間に段ボール用中芯紙をラミネートし、接合ローラーで加圧して段ボール紙を製造する段階と、前記製造された段ボール紙を、接着剤に含まれている微生物の生育に適した湿度と温度で保管して、前記トウモロコシ澱粉に微細孔を形成する熟成段階とを含んでなる、多孔性構造の段ボール紙製造方法を提供する。

前述した構成において、前記段ボール紙製造段階における前記接合ローラーの温度は１００℃以下であることが好ましい。
前記熟成段階における温度は１５〜４０℃であり、湿度は２０〜７０％であることが好ましい。
また、本発明に係る多孔性構造の段ボール紙製造方法は、前記熟成段階の後、６５℃以上の温度で３０分以上乾燥加熱し、前記接着剤に含まれている微生物を滅菌する滅菌段階をさらに含むことができる。

上述した本発明の多孔性構造の段ボール紙接着剤およびこれを用いた段ボール紙製造方法によれば、澱粉と多孔性ゼオライトからなる段ボール紙接着剤において、澱粉に、ゼオライトの微細孔と連結される多数の微細孔を形成することにより、段ボール紙ボックスの内部に保管される食品の新鮮度を維持させ且つ残留農薬成分を円滑に除去させることができる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の多孔性構造の段ボール紙接着剤およびこれを用いた段ボール紙製造方法の好適な実施の形態について詳細に説明する。
図２は本発明に係る多孔性構造の段ボール紙接着剤におけるゼオライト粉末１１０、澱粉１２０および微生物１３０の混合状態を示す概念図である。図２に示すように、本発明の多孔性構造の段ボール紙接着剤１００は、ゼオライト粉末１１０、澱粉１２０および微生物１３０が所定量の水によって混合されて構成される。

前述した構成において、前記澱粉１２０とゼオライト粉末１１０は、同一の粒径、例えば３００〜３５０メッシュ(mesh)を持つことが好ましい。ここで、メッシュは、篩目または粒子サイズを示す単位であって、タイラー標準篩(Tyler Standard Sieve)では１インチ(inch)の間に入っている目の数で示す。
一方、澱粉は、トウモロコシ、サツマイモまたは芋などから生産されるが、水に沈澱する粒という意味で名付けられたものであって、特に、トウモロコシ澱粉は、吸着力および浸透性が強くて加工食品の原料として多く用いられている。これにより、本発明の多孔性構造の段ボール紙接着剤では、このようなトウモロコシ澱粉１２０を使用することが好ましいので、その重量割合はトウモロコシ澱粉６８．５〜７９．５重量％、好ましくは７４重量％、ゼオライト粉末２０〜３０重量％、好ましくは２５重量％、並びに微生物、苛性ソードおよびボックス強化剤０．５〜２重量％、好ましくは１重量％からなる。

微生物としては、好気性および無酸素の条件においても生育条件に優れるうえ、澱粉に含まれている炭水化物の分解能にも優れる微生物を利用することが好ましい。ところが、このような微生物としては、土壌表層部の黄土（黄土１ｇの中には２億匹以上の微生物が生きている）から分離したものであって、バシラス属(bacillus sp.)、アシネトバクター属(acinetobacter sp.)、およびシュードモナス属(pseudomonas sp.)の中から選ばれたいずれか一つ、またはこれらを混合した微生物群を用いる。

前記土壌微生物は、強飯（または培養液）を入口の広い容器に仕込み、土壌表層部の黄土で覆って埋めておき、しかる後、収去して約３７℃のインキュベータで２４時間培養し、ＴＢ(Thioglyoclate Broth)培地（ＢＢＬ製品）に、前記培養によって細菌が増殖した強飯を接種し、約３７℃のインキュベータで２４時間種菌培養した後、血液寒天平板培地またはマッコンキー寒天培地(MacConkey agar plate)に移し、その後３７℃で１８時間培養して得ることができる。

したがって、図２に示すように、土壌から分離された微生物を培養して混合し、或いは前記土壌微生物含有の黄土を澱粉と同一またはより小さい粒子に粉砕して直接混合する。
次いで、上述した混合物を均一に配合した後、水１４０を適量、例えば混合物を持ち上げたときに滴下する程度の粘性を保つように加えて均一に攪拌することにより、本発明に係る多孔性構造の段ボール紙接着剤１００が完成される。

図３は本発明に係る多孔性構造の段ボール紙接着剤を用いた段ボール紙製造方法による工程を説明するための流れ図、図４は本発明に係る接着剤を用いて段ボール紙を接着する工程を示す断面図である。
図３に示すように、まず、段階Ｓ１０では、前述した混合物に水を適量混ぜた後、均一に攪拌して接着剤１００を製造する。段階Ｓ２０では、このように製造された接着剤１００を段ボール紙の上板紙２００と下板紙２１０または段ボール用中芯紙２２０に均一に塗布する。次いで、段階Ｓ３０では、図４に示すように、このように接着剤１００が塗布された上板紙２００と下板紙２１０との間に段ボール用中芯紙２２０をラミネートして接合ローラー３００の間を通過させることにより、段ボール紙を接着する。この際、前記接合ローラー３００は、接着剤１００の接着が迅速に行われるように一定の温度で加熱するが、本発明では、前記接着剤１００に含有された微生物１３０が死滅してしまうことを防止するために１００℃以下で加熱され、前記接合ローラー３００と段ボール紙の各箇所が２秒以下の短時間のみ接触するようにすることが好ましい。

次いで、段階Ｓ４０では、このように製造された段ボール紙を所定の雰囲気、例えば１５〜４０℃の温度および２０〜７０％の湿度の下で所定の時間、例えば２４時間以上放置して、接着剤に含有された微生物の生育を可能にする。すなわち、前記段ボール紙製造（Ｓ３０）段階を経た接着剤１００は、完全には乾かず、粘っこい程度の粘性を維持する。したがって、適切な温度と湿度が維持されると、接着剤１００内に生存する微生物またはその胞子が活性化され、澱粉を用いて代謝作用を行う。そして、このような微生物の代謝作用によって、ゼオライト粒子を包んでいるトウモロコシ澱粉に、貫通孔または部分的崩壊による溝を含む微細孔を形成することにより、ゼオライトの微細孔を外部と連通させる。このように外気と連結された微細孔は、植物から発生するエチレンまたは揮発性農薬成分をゼオライトが吸収し得るようにする通路になる。

そして、一定の時間後には乾燥状態を維持して前記接着剤１００を完全に乾燥させることにより、微生物の生育条件が備えられて微生物が繁殖し続ける場合にトウモロコシ澱粉への過度な微細孔の形成により接着力が低下することを防止する。一般に、このような乾燥過程を経て段ボール紙製造工程が完了する。
一方、微生物の過度な繁殖のおそれがある場合には、必要に応じて、前記熟成段階Ｓ４０の後、製造された段ボール紙を所定の雰囲気、例えば６５℃以上の温度で３０分以上乾燥加熱して微生物を滅菌させる滅菌段階（Ｓ５０）をさらに含んでもよい。さらに、前記微生物滅菌方法では、紫外線などの別の手段を用いることも可能である。

図５は本発明に係る多孔性構造の段ボール紙接着剤において、微生物によって、澱粉に、ゼオライトと連結される微細孔が形成された様子を示す概念図である。図面では、説明の便宜上、澱粉が円形をするように示したが、実際ではゼオライト粒子を包んでいる層状である。
図５に示すように、本発明の多孔性構造の段ボール紙接着剤１００では、微生物によって、トウモロコシ澱粉１２０に、ゼオライト粉末１１０の微細孔１１２と連結される微細孔１２２が多数形成されている。図面では、前記トウモロコシ澱粉１２０に形成された微細孔１２２を円形として示したが、実際では非常に不規則な形態をなす３次元の構造を持つ。したがって、このような３次元構造の微細孔１２２と接するゼオライト粉末１１０の微細孔１１２は、外気と比較的容易に連通することができる。このような微細孔１１２、１２２によって、ボックスの内部から発生するエチレンまたは揮発性残留農薬成分が吸着される。

また、本発明の多孔性構造の段ボール紙接着剤は、前述した実施例と同様に、段ボール紙を製造するのに適用されるうえ、図６に示すように、包装用ボックス４００の内面に塗布することにより、同一の効果を得ることができる。したがって、本発明は、前述した実施例に限定されず、本発明の技術思想が許容される範囲内で様々に変形できる。

従来の技術に係る段ボール紙接着剤におけるゼオライトおよび澱粉の混合状態を示す概念図である。本発明に係る多孔性構造の段ボール紙接着剤におけるゼオライト、澱粉および微生物の混合状態を示す概念図である。本発明に係る多孔性構造の段ボール紙接着剤を用いた段ボール紙製造方法による工程を説明するための流れ図である。本発明に係る多孔性構造の段ボール紙接着剤を用いて段ボール紙を接着する工程を示す断面図である。本発明に係る多孔性構造の段ボール紙接着剤において、微生物によって、澱粉に、ゼオライトと連結される微細孔が形成された様子を示す概念図である。本発明に係る多孔性構造の段ボール紙接着剤が塗布された包装用ボックスを示す斜視図である。

符号の説明

１００多孔性接着剤
１１０ゼオライト粉末
１１２微細孔
１２０トウモロコシ澱粉
１２２微細孔
１３０微生物
１４０水
２００上板紙
２１０下板紙
２２０段ボール用中芯紙
３００接合ローラー
４００包装用ボックス

Claims

トウモロコシ澱粉６８．５〜７９．５重量％、前記トウモロコシ澱粉と同一の粒径を持つゼオライト粉末２０〜３０重量％、並びに微生物含有黄土、苛性ソーダおよびボックス強化剤０．５〜２重量％からなる混合物に水を入れて混合してなることを特徴とする、多孔性構造の段ボール紙接着剤。
トウモロコシ澱粉６８．５〜７９．５重量％、前記トウモロコシ澱粉と同一の粒径を持つゼオライト粉末２０〜３０重量％、並びに微生物、苛性ソーダおよびボックス強化剤０．５〜２重量％からなる混合物に水を入れて混合してなることを特徴とする、多孔性構造の段ボール紙接着剤。
前記ゼオライト粉末の粒径は３００〜３５０メッシュを持つことを特徴とする、請求項１または２に記載の多孔性構造の段ボール紙接着剤。
前記微生物含有黄土の粒径は３００〜３５０メッシュを持つことを特徴とする、請求項１に記載の多孔性構造の段ボール紙接着剤。
前記微生物は、バシラス属(bacillus sp.)、アシネトバクター属(acinetobacter sp.)、およびシュードモナス属(pseudomonas sp.)の中から選ばれたいずれか一つまたはこれらの組み合わせであることを特徴とする、請求項１または２に記載の多孔性構造の段ボール紙接着剤。
トウモロコシ澱粉６８．５〜７９．５重量％と、前記トウモロコシ澱粉と同一の粒径を持つゼオライト粉末２０〜３０重量％と、微生物、苛性ソーダおよびボックス強化剤０．５〜２重量％との混合物に水を入れて攪拌することにより、多孔性構造の段ボール紙接着剤を製造する段階と、
段ボール紙を構成する上板紙および下板紙または段ボール用中芯紙に前記段ボール紙接着剤を塗布する段階と、
前記上板紙と前記下板紙との間に段ボール用中芯紙をラミネートし、接合ローラーで加圧して段ボール紙を製造する段階と、
前記製造された段ボール紙を温度１５〜４０℃範囲、湿度２０〜７９％範囲の微生物の生育に適した環境に保管して、前記トウモロコシ澱粉に多数の微細孔を形成する熟成段階とを含んでなることを特徴とする、多孔性構造の接着剤を用いた段ボール紙製造方法。
前記段ボール紙製造段階における前記接合ローラーの温度は１００℃以下であることを特徴とする、請求項６に記載の多孔性構造の接着剤を用いた段ボール紙製造方法。
前記熟成段階の後、６５℃以上の温度で３０分以上乾燥加熱して前記微生物を滅菌する滅菌段階をさらに含むことを特徴とする、請求項６に記載の多孔性構造の接着剤を用いた段ボール紙製造方法。