JP2009057516A

JP2009057516A - 環境にやさしい段ボール用接着剤

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Publication number: JP2009057516A
Application number: JP2007227887A
Authority: JP
Inventors: Yasumi Kurosaki; 泰海黒崎
Original assignee: Oji Cornstarch Co Ltd
Current assignee: Oji Cornstarch Co Ltd
Priority date: 2007-09-03
Filing date: 2007-09-03
Publication date: 2009-03-19
Anticipated expiration: 2027-09-03
Also published as: JP5164483B2

Abstract

【課題】硼素化合物を含まなくても、又は硼素化合物が少なくても、初期接着力を高めて貼合スピードを向上し、生産性を損なわない段ボール用澱粉系接着剤を提供する。
【解決手段】澱粉、含水イノケイ酸塩鉱物及びアルカリを含有し、硼素化合物の含有量が硼砂換算量として、対澱粉０〜１．５質量％である段ボール用澱粉系接着剤；並びに前記段ボール用澱粉系接着剤で貼り合わせた段ボールシート。
【選択図】なし

Description

本発明は、段ボールの製造に用いられる澱粉系接着剤に関する。

波形に成形した中芯原紙とライナー原紙を貼り合わせるために用いる段ボール用澱粉系接着剤には、ステインホール方式（ツータンク方式）、ワンタンク方式、プレミックス方式、ノーキャリア方式等の製法がある。これら製法で調製した接着剤は、α化した又は可溶化したキャリア澱粉、未糊化澱粉のメイン澱粉、硼素化合物、メイン澱粉の糊化温度を調整するアルカリ等を主成分とした混合物からなっている。これらの調製法にはそれぞれ特色があるものの、接着剤としての接着メカニズムは各方式とも同様である。即ち、接着部に塗布された段ボール用澱粉系接着剤はライナー原紙を介して加熱されるが、その時接着剤水分の一部は原紙に吸収され、更に一部水分は蒸発して接着剤の固形分濃縮を始める。そのような過程の中にあって、澱粉は水分を吸収し、膨潤・糊化し、乾燥を経て接着がなされる。

このように段ボールの製造では、澱粉が持つ糊化機能を十分に活用して、接着（貼合）が行われてきた。

近年、エコロジーの観点から資源をリサイクル化することが社会通念化している。段ボール原紙については、従来よりリサイクルが行われているが、特に昨今、原紙への古紙の混入比率が増しており、古紙混入による原紙の紙力低下を補うため、薬品による加工度が一層進み貼合が難しくなっている。更に、段ボールの用途拡大が進み厚物強化の貼合比率も年々増えており、これも貼合を困難にしている。また、経済面からは高い生産効率が求められており、貼合スピードのアップも大きな課題となっている。しかし、従来の段ボール用澱粉系接着剤では、薬品加工度の進んだ原紙の貼合、及び厚物原紙の貼合、貼合スピードのアップは極めて困難で、これに代わる初期接着力に優れ、生産性の高い接着剤の開発が待たれている。更に詳細には、接着部に塗布された段ボール用澱粉系接着剤はライナー原紙と中芯原紙の接合部において、加熱・濃縮が始まると、硼素化合物との反応により粘着性を付与されたキャリア澱粉が初期接着力を発現し予備接着を形成する。この時、硼素化合物の大切な働きは、キャリア澱粉と反応することで接着剤に高い保水能力を付与することである。この接着剤に与えられた保水能力は、原紙への水浸透、水分蒸発を抑えて、メイン澱粉が糊化する為に必要な水分を、メイン澱粉に補給する役目を負っている。この給水機能が働くことにとって、メイン澱粉は水分を吸収でき、膨潤・糊化へと進み、更に糊化したメイン澱粉は濃縮・乾燥され強い接着力を発現し、接着を完全なものとしている。したがって、接着剤の保水能力が低いと、接着工程においてメイン澱粉の糊化に必要な水分の散失が大きく、メイン澱粉が糊化不良を起し、接着不良の原因となる。このように、硼素化合物と澱粉糊との反応から形成される硼素化合物―澱粉複合体は、初期接着力の発現、接着剤の保水性発現、強固な接着力の発現等に非常に重要な役割を負っており、硼素化合物は段ボール用澱粉系接着剤に欠くことのできない成分として使用されてきた。

しかし、世の中においては環境問題を無視できない状況にあり、環境汚染等を引起す有害物質について排出規制措置が取られている。硼素化合物においても例外ではなく、河川等への排出規制が取られつつある中、ＰＲＴＲ(Pollutant Release and Transfer Register)法が施行され、硼素化合物もその対象物質となった。

このような流れの中で、硼素化合物を使用しない、又は硼素化合物の使用量が少ない段ボール用澱粉系接着剤の開発が望まれている。しかし、初期接着力の発現に必須の硼素化合物を含有しない段ボール用澱粉系接着剤は、当然のことながら初期接着力を発現できず、現在使用されている貼合装置では貼合スピードの大幅な減速が避けられず、生産性が著しく低下するという大きな問題があり、貼合スピード等の経済的観念から初期接着力の改善が求められ、その実用化が待たれている。したがって、硼素化合物を含まなくても、又は硼素化合物含量が少なくても、初期接着力に優れ、生産性の高い接着剤の開発が待たれている。

一方、澱粉糊の粘度調節剤として、含水イノケイ酸塩鉱物の１種であるセピオライトを段ボール用澱粉系接着剤に使用することが知られている（非特許文献１）。すなわち、澱粉糊を循環使用する段ボール製造工程では、コルゲーターや循環系内で強い剪弾力がかかって澱粉糊の粘度が低下するが、澱粉糊にセピオライトを加えておくと、循環時間とともに剪弾力がかかって粘度が上昇し、その結果、澱粉糊の粘度が長時間一定に保持されることが報告されている。しかしながら、これは硼素化合物を使用した従来型の段ボール用澱粉系接着剤に用いる方式で、従来型澱粉系接着剤の粘度安定化を目的にしたもので、硼素化合物の不使用又は使用量低減を示唆するものではない。また、安定操業するために安定した糊付けが必要となる。粘度低下を起した澱粉糊は、そのレオロジー変化により糊付け量が下がり、生産したシートの接着強度を弱くしたり、圧縮強度を弱くしたり、「バリツキ」と呼ばれる品質上のトラブルなどを引き起すことになる。したがって、非特許文献１に記載される粘度を安定化することは、レオロジー的変化を抑えることであり、レオロジー変化に伴い生じる前記した問題点を現状に戻すことであり、初期接着力の改善と直接関係するものではない。

更に、段ボール用澱粉系接着剤における硼素化合物の不使用又は使用量低減を目的するものとして、特許文献１には、特定分子量のタンニンを含有させた段ボール用澱粉系接着剤が開示されているが、セピオライト等の含水イノケイ酸塩鉱物については何ら言及されていない。

特開２００５−３６１７５号公報地質ニュース，３８５，６−１８（１９８６）

本発明の課題は、前述したように硼素化合物を含まなくても、又は硼素化合物が少なくても、初期接着力を高めて貼合スピードを向上し、生産性を損なわない段ボール用澱粉系接着剤を提供することである。

前記課題に鑑み研究を重ねた結果、本発明者は、硼素化合物を含有しない、又は硼素化合物の含量が少ない段ボール用澱粉系接着剤に、含水イノケイ酸塩鉱物を使用することにより初期接着力を大幅に改善できることを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明の要旨は以下のとおりである。
（１）澱粉、含水イノケイ酸塩鉱物及びアルカリを含有し、硼素化合物の含有量が硼砂換算量として、対澱粉０〜１．５質量％である段ボール用澱粉系接着剤。
（２）含水イノケイ酸塩鉱物がマグネシウムの含水イノケイ酸塩鉱物である前記（１）に記載の段ボール用澱粉系接着剤。
（３）マグネシウムの含水イノケイ酸塩鉱物がセピオライト、アタパルジャイト及びパリゴルスカイトからなる群から選ばれる少なくとも１種である前記（２）に記載の段ボール用澱粉系接着剤。
（４）含水イノケイ酸塩鉱物の添加率が対澱粉０．１〜１５質量％である前記（１）〜（３）のいずれかに記載の段ボール用澱粉系接着剤。
（５）硼素化合物を含有しない前記（１）〜（４）のいずれかに記載の段ボール用澱粉系接着剤。
（６）タンニンを対澱粉０．２〜５質量％含有する前記（１）〜（５）のいずれかに記載の段ボール用澱粉系接着剤。
（７）倍水率が１．９〜４．５である前記（１）〜（６）のいずれかに記載の段ボール用澱粉系接着剤。
（８）エポキシ系樹脂を含有する前記（１）〜（７）のいずれかに記載の段ボール用澱粉系接着剤。
（９）熱硬化性樹脂、珪酸ナトリウム及びアルデヒド基を持つ化合物からなる群から選ばれる少なくとも１種を含有する前記（１）〜（７）のいずれかに記載の段ボール用澱粉系接着剤。
（１０）前記（１）〜（９）のいずれかに記載の段ボール用澱粉系接着剤で貼り合わせた段ボールシート。

本発明によれば、硼素化合物を含まなくても、又は硼素化合物含量が少なくても、初期接着力を高めて貼合スピードを向上し、生産性を損なわない段ボール用澱粉系接着剤が提供され、その結果、段ボールを効率よく生産することができる。

以下、本発明を詳細に説明する。
本明細書において、「澱粉系接着剤」とは、澱粉を主体とする接着剤であって、接着剤を加熱することで澱粉の持つ吸水・膨潤・糊化の各物性を利用して接着機能を発現させ、接着剤として機能する接着剤の総称である。「段ボール用澱粉系接着剤」とは、波形に成形された中芯原紙とライナー原紙を貼り合わせるために用いられる澱粉系接着剤の総称である。

従来の段ボール用澱粉系接着剤から硼素化合物を除いた接着剤は、初期接着力の発現力がなく、片面段ボールの生産時に貼合スピードを上げると、波形に成形された中芯とライナーがテイクアップコンベアー上で“バラケテ”しまう。また、後工程のダブルフェイサーの貼合においても、接着部がカッターやスリッターの衝撃に負けて剥れを起すなど、スピードを上げて貼合できない。このような事情があるにも拘らず、環境問題の観点から硼素化合物を含有しない、又は硼素化合物の含量が少ない段ボール用澱粉系接着剤の開発が望まれている。

本発明者は、硼素化合物を含有しない、又は硼素化合物の含量が少ない段ボール用澱粉系接着剤に、含水イノケイ酸塩鉱物を主成分とする粘土鉱物を配合すると初期接着力が改善できることを突き止めた。

含水イノケイ酸塩鉱物は、Ｓｉ−Ｏの四面体の鎖状結合体を構造中に骨格として持つケイ酸塩鉱物である。したがって、含水イノケイ酸塩鉱物を主成分とする粘土鉱物は、その結晶構造中にトンネル構造を持ち、このトンネル構造に由来した様々な構造特性を持っている。その構造特性の一つに、吸着特性があり、水分や湿気に対する吸収能力に優れている。また、一方では吸収した水分や湿気を放出するという特性も併せ持っている。このような特性を本発明の硼素化合物を含有しない、又は硼素化合物の含量が少ない段ボール用澱粉系接着剤に用いることにより、接着剤の保水性・初期接着力の改善ができることを見出した。

含水イノケイ酸塩鉱物を主成分とする粘土鉱物には、含水イノケイ酸マグネシウム、含水イノケイ酸アルミニウム・マグネシウムを主成分とする粘土鉱物があり、これらは通称「セピオライト」、「アタパルジャイト」「パリゴルスカイト」とよばれ、これらの粘土鉱物が使用できる。

更に、含水イノケイ酸塩鉱物を主成分とする粘土鉱物の製造法には、乾式粉砕法と湿式粉砕法の２通りあり、本発明には、いずれの粉砕方法で製造した含水イノケイ酸塩鉱物を主成分とする粘土鉱物も使用できるが、粘土鉱物の微細繊維構造を解繊／分散させる能力が高く、含水イノケイ酸塩鉱物の機能を引き出すことができる点で、湿式粉砕法が好ましい。

本発明において、含水イノケイ酸塩鉱物の添加率は、使用澱粉量に対して、通常０．１〜１５質量％、好ましくは１〜１０質量％である。前記添加率が０．１質量％以上であれば、十分な効果が認められるが、１５質量％を超えるとその効果も頭打ちになると共に、含水イノケイ酸塩鉱物の持つ特性の１つである揺変性が強く付与されて、段ボール用接着剤の物性として好ましくなく、更に使用量の大幅な増加は経済的に不利となる。

本発明において、含水イノケイ酸塩鉱物の使用にあたっては、製糊した出来上がり糊に添加する方法、メイン部に予め添加する方法、キャリア部に予め添加しその後アルカリを添加する方法、キャリア糊が出来上がった後にキャリア糊へ添加する方法が取れる。いずれにしても作業性を考慮しどの方法を採用してもよい。

本発明において、含水イノケイ酸塩鉱物と共にタンニンを用いることができる。タンニンには、収斂・凝集作用があり、含水イノケイ酸塩鉱物と併用することで、含水イノケイ酸塩鉱物によってもたらされる初期接着力の改善を更に向上させる効果がある。タンニンには、加水分解型タンニン及び縮合型タンニンがあり、いずれも使用できるが、収斂・凝集作用の強い縮合型タンニンが好ましい。タンニンの添加率は、好ましくは対澱粉０．２〜５質量％である。前記添加率が０．２質量％以上であれば含水イノケイ酸塩鉱物と併用効果が十分に認められるが、５質量％以上であると併用効果もさほど認められず、また酸性物質のタンニンの使用量が増えるとアルカリの消費が増して適性糊化温度を維持する目的からも使用量が大幅に増加して経済的に不利になる。

本発明の接着剤において、倍水率は、好ましくは１．９〜４．５である。倍水率が１．９未満であると含水イノケイ酸塩鉱物による初期接着力の発現はあるものの、メイン澱粉が糊化するに十分な水分が欠如して接着不良が発生しやすい。また、倍水率が４．５を超えると接着剤の固形分濃度が低下することで初期接着発現が低下する傾向にある。本明細において、「倍水率」とは、澱粉系接着剤における（全水量／全澱粉量）の質量比を意味する。

本発明に使用する澱粉は、従来段ボール用澱粉系接着剤に使われてきた澱粉が使用できる。例えば、コーンスターチ、ハイアミロースコーンスターチ、タピオカ澱粉、小麦澱粉、馬鈴薯澱粉、甘藷澱粉等、及びこれら澱粉を酸化、酸処理、エステル化、エーテル化した澱粉が使用できる。

本発明に使用するアルカリは、水酸化ナトリウム（苛性ソーダ）、水酸化カリウム等、従来段ボール用澱粉系接着剤に使われてきたものが使用できる。本発明の接着剤の苛性率は、適性糊化温度を得るために製糊条件に合わせて決めればよい。一般的には、アルカリの添加量は苛性率として、０．５〜１．２％の範囲が好ましい。

本発明に係る製糊方式は、ステインホール方式（ツータンク方式）、ワンタンク方式、プレミックス方式、ノーキャリア方式等の製法である。

本発明の段ボール用澱粉系接着剤には、硼素化合物を含有させる必要はないが、含水イノケイ酸塩鉱物の効果を更に引き出すために硼砂、硼酸、メタ硼酸ナトリウム等の硼素化合物を少量併用すると、含水イノケイ酸塩鉱物と硼素化合物の相乗効果で本発明の接着剤の性能をより一層改善できる。ＰＲＴＲ法の施行により硼素化合物の使用量を控えるようなケースが考えられる。このような場合、糊剤の接着性能が低下し生産性を大きく下げなければ段ボールの貼合ができなくなることが想定される。従来の段ボール用澱粉系接着剤において使用される硼素化合物は、硼砂換算量として対澱粉２．０質量％程度使用されてきた。当然この量を減じて使用すると初期接着力は低下すが、本発明者の机上試験では硼砂を対澱粉１．５質量％前後程度まで減ずると、明らかな初期接着力の低下が認められた。本発明に使用する硼素化合物は、硼砂換算量として、対澱粉０〜１．５質量％、好ましくは０〜０．６質量％である。

本発明では、以上説明した段ボール用澱粉系接着剤に、熱硬化性樹脂、珪酸ナトリウム及びアルデヒド基持つ化合物を単独で、又は組合せて添加することにより段ボール用澱粉系耐水接着剤を得ることができる。更にエポキシ系樹脂を本発明の段ボール用澱粉系接着剤に添加することによりホルムアルデヒドを含まない段ボール用澱粉系耐水接着剤を得ることができる。

熱硬化性樹脂としては、耐水化剤として作用するものであれば特に制限なく、例えばレゾルシノール樹脂（レゾルシノール−ホルムアルデヒド樹脂）、フェノール樹脂（フェノール−ホルムアルデヒド樹脂）、尿素樹脂（尿素−ホルムアルデヒド樹脂）、ケトン樹脂（ケトン−ホルムアルデヒド樹脂）等が挙げられる。熱硬化性樹脂の添加率は、使用澱粉量に対して、通常１〜２０質量％、好ましくは３〜１０質量％である。

アルデヒド基を持つ化合物としては、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、グルタルアルデヒド等が使用できる。アルデヒド基を持つ化合物の添加率は、使用澱粉量に対し、通常０．１〜５質量％、好ましくは０．３〜２質量％である。

珪酸ナトリウムは、Ｓｉ０_２／Ｎａ_２Ｏモル比０．５〜４の珪酸ナトリウムが使用できる。珪酸ナトリウムの添加率は、使用澱粉量に対し、通常０．５〜２０質量％、好ましくは２〜１０質量％である。

エポキシ系樹脂としては、ポリアミドエピクロロヒドリン、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル等のエポキシ系化合物が使用できる。エポキシ系樹脂の添加率は、使用澱粉量に対して、通常１〜２０質量％、好ましくは３〜１０質量％である。

本発明の段ボールは、本発明の澱粉系接着剤を用いて製造されるものであり、波形に成形された中芯と、澱粉系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、前述した本発明の澱粉系接着剤が用いられていることを特徴とする。

本発明の段ボールは、段ボール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。即ち、本発明の段ボールは、糊ロール及び糊ロールに澱粉系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頂縁に澱粉系接着剤を塗布する工程と、中芯の、澱粉系接着剤が塗布された両面にライナーを貼り合わせる工程と、を含む段ボールの製造方法において、前述した本発明の澱粉系接着剤を用いることにより製造することができる。

本発明の段ボールは、中芯及びライナーの貼合に本発明の澱粉系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も包含する。

以下、実施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。また、実施例中の「部」及び「％」は質量基準を表すものとする。

（比較例１）
３Ｌ容のステンレスジョッキに４０℃の温水８２５部を取り、特殊機化工業（株）製ホモジナイザー「ロボミックス」で撹拌（４５００ｒｐｍ）し、その中へコーンスターチ（王子コーンスターチ（株）製）を１０８部加え、分散溶解後２５％水酸化ナトリウム５２部を添加し１０分間撹拌した。この後、４０℃の温水９３６部を加え、引き続きコーンスターチ（王子コーンスターチ（株）製）４９２部を加え、１０分間撹拌して、硼素化合物を含有しない段ボール用澱粉系接着剤を製造した。得られた接着剤の粘度、初期接着力、常態接着強度、保水度、糊化温度を測定した。

粘度は、フォードカップ粘度（ＦＣＶ）及びＢ型粘度を測定した。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、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。初期接着力は、以下のようにして測定した。５０ｍｍ×８５ｍｍの大きさの片面段ボール（原紙構成：王子板紙ＮＲＫ２８０／北陽強化ＭＭ１８０）に絶乾５ｇ／ｍ^２−片面の前記段ボール用澱粉系接着剤を糊ロールで塗布した。これをロードセルに細工したアタッチメントにセットし、５０ｍｍ×８５ｍｍの大きさに裁断したライナー（原紙：王子板紙ＮＲＫ２８０）を重ね、更にその上から１３０℃の熱源を持った１ｋｇ／４２．５ｃｍ^２のヒーターで５秒間加熱し、加熱後直ちに接着層を剥離しその剥離強度を測定した。常態接着強度の測定は、初期接着力測定の場合と同様に、片面段ボールに接着剤を塗布し、予め１８０℃に加熱したホットプレート上にライナー原紙を置くと同時に片面段ボールを重ね１ｋｇ／４２．５ｃｍ^２の荷重を５秒間かけ、そのサンプルを２３℃、相対湿度５０％の状態に２４時間放置した後、リングクラッシュテスター（日本ＴＭＣ（株）製）でその強度を測定した。保水度は、ＫＡＬＴＥＣＳＣＩＥＮＴＩＦＩＣＩＮＣ．製の保水度計を用いて測定した。糊化温度は、ブラベンダーアミログラム法により測定した。それぞれの結果を表１、表２に示す。

（実施例１）
３Ｌ容のステンレスジョッキに４０℃の温水８２５部を取り、特殊機化工業（株）製ホモジナイザー「ロボミックス」で撹拌（４５００ｒｐｍ）し、その中へコーンスターチ（王子コーンスターチ（株）製）を１０８部加え、更にセピオライト（楠本化成（株）製、ＰＡＮＧＥＬ−ＡＤ）６部（対全澱粉１％に相当）を加え、分散溶解後２５％水酸化ナトリウム５２部を添加し１０分間撹拌した。この後、４０℃の温水９３６部を加え、引き続きコーンスターチ（王子コーンスターチ（株）製）４９２部を加え、１０分間撹拌して、硼素化合物を含有しない段ボール用澱粉系接着剤を製造した。得られた接着剤の粘度、初期接着力、常態接着強度、保水度、糊化温度を測定した。それぞれの結果を表１に示す。

（実施例２）
実施例１のセピオライトの部数を１８部（対全澱粉３％に相当）に変えた以外は、実施例１と同様の手順で硼素化合物を含まない段ボール用澱粉系接着剤を調製し、同様に測定を行った。その結果を表１に示す。

（実施例３）
実施例１のセピオライトの部数を３０部（対全澱粉５％に相当）に変えた以外は、実施例１と同様の手順で硼素化合物を含まない段ボール用澱粉系接着剤を調製し、同様に測定を行った。その結果を表１に示す。

（実施例４）
実施例１のセピオライトの部数を４２部（対全澱粉７％に相当）に変えた以外は、実施例１と同様の手順で硼素化合物を含まない段ボール用澱粉系接着剤を調製し、同様に測定を行った。その結果を表１に示す。

（実施例５）
実施例１のセピオライトをＰＡＮＧＥＬ−ＦＦ（楠本化成（株）製）に変え、添加部数を５４部（対全澱粉９％に相当）に変えた以外は、実施例１と同様の手順で硼素化合物を含まない段ボール用澱粉系接着剤を調製し、同様に測定を行った。その結果を表１に示す。

（実施例６）
実施例１のセピオライトをＰＡＮＳＩＬ−４００（楠本化成（株）製）に変え、添加部数を６６部（対全澱粉１１％に相当）に変えた以外は、実施例１と同様の手順で硼素化合物を含まない段ボール用澱粉系接着剤を調製し、同様に測定を行った。その結果を表１に示す。

（実施例７）
３Ｌ容のステンレスジョッキに４０℃の温水８３８部を取り、特殊機化工業（株）製ホモジナイザー「ロボミックス」で撹拌（４５００ｒｐｍ）し、その中へコーンスターチ（王子コーンスターチ（株）製）を１２０部加え、更にセピオライト（楠本化成（株）製、ＰＡＮＧＥＬ−ＡＤ）４２部（対全澱粉７％に相当）を加え、分散溶解後２５％水酸化ナトリウム５９部を添加し１０分間撹拌した。この後、４０℃の温水１２１８部を加え、引き続きコーンスターチ（王子コーンスターチ（株）製）４８０部を加え、１０分間撹拌して、硼素化合物を含有しない段ボール用澱粉系接着剤を製造した。得られた接着剤の粘度、初期接着力、常態接着強度、保水度、糊化温度を測定した。それぞれの結果を表１に示す。

（実施例８）
３Ｌ容のステンレスジョッキに４０℃の温水６８５部を取り、特殊機化工業（株）製ホモジナイザー「ロボミックス」で撹拌（４５００ｒｐｍ）し、その中へコーンスターチ（王子コーンスターチ（株）製）を５４部加え、更にセピオライト（楠本化成（株）製、ＰＡＮＧＥＬ−ＡＤ）１２部（対全澱粉２％に相当）を加え、分散溶解後２５％水酸化ナトリウム４６部を添加し１０分間撹拌した。この後、４０℃の温水７８０部を加え、引き続きコーンスターチ（王子コーンスターチ（株）製）５４６部を加え、１０分間撹拌して、硼素化合物を含有しない段ボール用澱粉系接着剤を製造した。得られた接着剤の粘度、初期接着力、常態接着強度、保水度、糊化温度を測定した。それぞれの結果を表１に示す。

（実施例９）
３Ｌ容のステンレスジョッキに４０℃の温水８１１部を取り、特殊機化工業（株）製ホモジナイザー「ロボミックス」で撹拌（４５００ｒｐｍ）し、その中へコーンスターチ（王子コーンスターチ（株）製）を１１７部加え、更にセピオライト（楠本化成（株）製、ＰＡＮＧＥＬ−ＡＤ）１８部（対全澱粉３％に相当）を加え、更に縮合型タンニン（川村通商（株）、Ｃｏｌａｔａｎ−ＣＦ）６部（対全澱粉１％に相当）を加え、分散溶解後２５％水酸化ナトリウム７０部を添加し１０分間撹拌した。この後、４０℃の温水９３６部を加え、引き続きコーンスターチ（王子コーンスターチ（株）製）４８３部を加え、１０分間撹拌して、硼素化合物を含有しない段ボール用澱粉系接着剤を製造した。得られた接着剤の粘度、初期接着力、常態接着強度、保水度、糊化温度を測定した。それぞれの結果を表２に示す。

（実施例１０）
実施例９の縮合型タンニンの部数を１８部（対全澱粉３％に相当）に変えた以外は、実施例９と同様の手順で硼素化合物を含まない段ボール用澱粉系接着剤を調製し、同様に測定を行った。その結果を表２に示す。

（実施例１１）
３Ｌ容のステンレスジョッキに４０℃の温水８１１部を取り、特殊機化工業（株）製ホモジナイザー「ロボミックス」で撹拌（４５００ｒｐｍ）し、その中へコーンスターチ（王子コーンスターチ（株）製）を１１７部加え、更にセピオライト（楠本化成（株）製、ＰＡＮＧＥＬ−ＡＤ）１８部（対全澱粉３％に相当）を加え、分散溶解後２５％水酸化ナトリウム７０部を添加し１０分間撹拌した。この後、４０℃の温水９３６部を加え、引き続きコーンスターチ（王子コーンスターチ（株）製）４８３部を加え、その後硼砂６部（対全澱粉１％に相当）を加えて、１０分間撹拌して、硼素化合物の含量の少ない段ボール用澱粉系接着剤を製造した。得られた接着剤の粘度、初期接着力、常態接着強度、保水度、糊化温度を測定した。それぞれの結果を表２に示す。

（実施例１２）
実施例１１の硼砂の部数を３部（対全澱粉０．５％に相当）に変えた以外は、実施例１１と同様の手順で硼素化合物の含量の少ない段ボール用澱粉系接着剤を調製し、同様に測定を行った。その結果を表２に示す。

（実施例１３）
実施例８の段ボール用澱粉系接着剤に耐水化剤Ａ（ケトン樹脂（熱硬化性樹脂）、王子コーンスターチ（株）製）３０部（対澱粉５％相当）及び耐水化剤Ｂ（フェノール樹脂（熱硬化性樹脂）、王子コーンスターチ（株）製）３０部（対澱粉５％相当）を添加して、硼素化合物を含有しない段ボール用澱粉系耐水接着剤を製造した。この耐水接着剤を５０ｍｍ×８５ｍｍの大きさの耐水用片面段ボール（原紙構成：王子板紙ＳＫ２８０／サンパワードライ２００）に絶乾１０ｇ／ｍ^２−片面塗布し、これを１８５℃に加熱したホットプレート上に５０ｍｍ×８５ｍｍの大きさの王子板紙ＳＫ２８０の耐水ライナー原紙を置くと同時に重ね、１ｋｇ／４２．５ｃｍ^２の荷重を５秒間かけて、耐水接着強度測定サンプルを作成した。そのサンプルを温度２３℃、相対湿度５０％の状態に２４時間放置し、６０分間浸水後の耐水接着強度を測定した。その結果を表３に示す。

（実施例１４）
実施例１３の耐水化剤Ａ、耐水化剤Ｂの代わりに、耐水化剤Ｆ（ケトン樹脂（熱硬化性樹脂）、王子コーンスターチ（株）製）３０部（対澱粉５％相当）を使用した以外は、実施例１３と同様の手順で硼素化合物を含有しない段ボール用澱粉系耐水接着剤を製造した。その耐水接着剤の耐水接着強度を測定した。その結果を表３に示す。

（実施例１５）
実施例１３の耐水化剤Ａ、耐水化剤Ｂの代わりに、ＷＳ−４０２０（星光ＰＭＣ（株）製、ポリアミドエピクロロヒドリン樹脂）３０部（対澱粉５％相当）を使用した以外は、実施例１３と同様の手順で硼素化合物を含有しない段ボール用澱粉系耐水接着剤を製造した。その耐水接着剤の耐水接着強度を測定した。その結果を表３に示す。

（比較例２）
３Ｌ容のステンレスジョッキに４０℃の温水６８５部を取り、特殊機化工業（株）製ホモジナイザー「ロボミックス」で撹拌（４５００ｒｐｍ）し、その中へコーンスターチ（王子コーンスターチ（株）製）を４２部加え、分散溶解後２５％水酸化ナトリウム４６部を添加し１０分間撹拌した。この後、４０℃の温水７８０部を加え、引き続きコーンスターチ（王子コーンスターチ（株）製）５５８部を加え、更に硼砂１０部を添加し、引続き耐水化剤Ａ（ケトン樹脂３０部（対澱粉５％相当）、耐水化剤Ｂ（フェノール樹脂（熱硬化性樹脂）、王子コーンスターチ（株）製）３０部（対澱粉５％相当）を添加し、１０分間撹拌して、硼素化合物を含む段ボール用澱粉系耐水接着剤を製造した。その耐水接着剤の耐水接着強度を測定した。その結果を表３に示す。

表１から明らかなように、硼素化合物を含まない段ボール用澱粉系接着剤に含水イノケイ酸鉱物を加えて得られる段ボール用接着剤は、保水度の改善が見られ、初期接着性を大幅に改善する。したがって、含水イノケイ酸塩鉱物は従来の段ボール用澱粉系接着剤に使用されてきた硼砂や硼酸等の硼素化合物の代替を可能にするものである。

表２から明らかなように、含水イノケイ酸塩鉱物を含む段ボール用澱粉系接着剤に、硼砂又はタンニンを配合することにより併用効果が見られ、保水性、初期接着性の改善が認められる。

表３から明らかなように、含水イノケイ酸塩鉱物を含む段ボール用澱粉系接着剤に、熱硬化性樹脂の耐水化剤Ａ、耐水化剤Ｂ、耐水化剤Ｆ、エポキシ樹脂のＷＳ−４０２０を配合することにより耐水性を付与することができる。

（実施例１６）
製糊装置に４０℃の温水５００ｋｇを入れ、コーンスターチ（王子コーンスターチ（株）製）７３ｋｇを投入し、更にセピオライト（楠本化成（株）製ＰＡＮＧＥＬ−ＡＤ）２３ｋｇを加え撹拌後、２５％水酸化ナトリウム水溶液６８ｋｇを投入した後、１０分撹拌した。その後、４０℃の水８００ｋｇを加え、コーンスターチ（王子コーンスターチ（株）製）４３０ｋｇを投入して１０分撹拌後、硼素化合物を含有しない段ボール用澱粉系接着剤を製造した。この接着剤を用いて紙幅１８００ｍｍのコルゲーター（三菱重工）で、表ライナー（坪量２２０ｇ）、中芯（坪量１２０ｇ）、裏ライナー（坪量２２０ｇ）の貼り合わせを行い両面段ボールシートを製造したところ、生産性は従来の接着剤と同等で、貼り合わせをしたシートも品質に問題はなかった。

本発明によれば、段ボールを効率よく生産することができる。

Claims

澱粉、含水イノケイ酸塩鉱物及びアルカリを含有し、硼素化合物の含有量が硼砂換算量として、対澱粉０〜１．５質量％である段ボール用澱粉系接着剤。
含水イノケイ酸塩鉱物がマグネシウムの含水イノケイ酸塩鉱物である請求項１記載の段ボール用澱粉系接着剤。
マグネシウムの含水イノケイ酸塩鉱物がセピオライト、アタパルジャイト及びパリゴルスカイトからなる群から選ばれる少なくとも１種である請求項２記載の段ボール用澱粉系接着剤。
含水イノケイ酸塩鉱物の添加率が対澱粉０．１〜１５質量％である請求項１〜３のいずれか１項に記載の段ボール用澱粉系接着剤。
硼素化合物を含有しない請求項１〜４のいずれか１項に記載の段ボール用澱粉系接着剤。
タンニンを対澱粉０．２〜５質量％含有する請求項１〜５のいずれか１項に記載の段ボール用澱粉系接着剤。
倍水率が１．９〜４．５である請求項１〜６のいずれか１項に記載の段ボール用澱粉系接着剤。
エポキシ系樹脂を含有する請求項１〜７のいずれか１項に記載の段ボール用澱粉系接着剤。
熱硬化性樹脂、珪酸ナトリウム及びアルデヒド基を持つ化合物からなる群から選ばれる少なくとも１種を含有する請求項１〜７のいずれか１項に記載の段ボール用澱粉系接着剤。
請求項１〜９のいずれか１項に記載の段ボール用澱粉系接着剤で貼り合わせた段ボールシート。