JP2010189808A - 防錆段ボールおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
銀を主成分とする電気端子用の防錆段ボールとその製造方法で、防錆効果が高く、液として安定性がある水分散液を１液で作成する。
【解決手段】
（ａ）活性炭粉末及び／又は酸化亜鉛を主成分とする金属酸化物粉末を固形分比５〜５０％、（ｂ）銅化合物を固形分比５〜５０％、（ｃ）平均粒径２０ｎｍ以上で、ｐＨ６以下で安定な合成樹脂エマルジョンを固形分比５〜５０％、これら（ａ）と（ｂ）と（ｃ）の３種を混合攪拌し、水溶性高分子と非イオン界面活性剤は配合しない水系の塗料を、段ボールの原紙部に固形分当り０．１〜２０ｇ／ｍ^２塗工する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気接続端子及び／又はその接続端子を含有する工業製品等の梱包用に使用する防錆段ボールに関するものである。
特に、銀メッキ製品等の様に、紙及び段ボール中の還元性硫黄が原因となり、発生する錆の防止に効果のある防錆段ボールに関するものである。

電気接続端子等の工業製品は、高度の導電性を必要とする箇所に、銀及び銀メッキ部品等を使用している。
銀及び銀メッキ部品は、その輸送・保管工程にて、段ボール梱包すると、紙及び段ボール中の還元性硫黄が原因となり発生する硫化水素と反応し、硫化物いわゆる錆となり、その導電性が低下し、導電性が不安定になる問題がある。

これらの問題を解決するため、段ボール原紙の表面に硫化水素の吸収剤を塗工する技術として、特許文献１がある。
特許文献１は、活性炭微粉末と金属化合物と合成樹脂等のバインダーからなる塗料を作成し、段ボール原紙の表面に塗工したものであり、活性炭微粉末は、紙及び段ボールから発生する硫化水素を吸収保持し、金属化合物は、硫化水素と早急に反応し、銀及び銀メッキ部品に硫化物いわゆる錆が発生するのを防止する。
また、塗料中のバインダーは、塗料を段ボール原紙に塗工した場合に、活性炭が原紙表面から脱着するのを防止する働きがあり、分散剤は、塗料中で活性炭を分散し、沈降等を防止するものである。

しかしながら、特許文献１においては、塗料中に配合する金属化合物に、硫酸銅を使用すると、硫酸銅は容易に水溶化するが、水溶液になると、ｐＨ４以下の強酸になるものであるため、バインダーとして使用する一般的な合成樹脂エマルジョンのエマルジョンを破壊し、沈降分離する問題があった。
ＳＢＲ（合成ゴムラテックス）等の一般的な合成樹脂エマルジョンのｐＨは、通常７〜１０の範囲であり、ｐＨ４以下の強酸の液になると、合成樹脂等が増粘・分離する問題があった。

このため、特許文献１では、バインダーの固形分当りの比率を５％以下（実施例１では２．２％）とし、分離防止等のために、非イオン性界面活性剤を１０％（実施例１では６９．４％）も配合する必要があった。
バインダーの配合比率が少ないと、塗液を紙に塗工した場合に、活性炭等の固形粉末状物を塗工層内に保持固定する力が弱くなる問題があり、特許文献１では、活性炭の固形分当りの比率は２５％以下（実施例１では１．０％）が望ましいとして、活性炭の配合比率に制限があった。

活性炭等の固形粉末状物は、紙から発生する吸収固定する役割のものであり、その量が少なすぎると、防錆段ボールを長期保管した場合に、防錆効果が低下する問題があり、５％以上は必要とされている。
そしてまた、特許文献１では、非イオン性界面活性剤を約１０％（実施例１では６９．４％）配合しているが、非イオン性界面活性剤は、一部が水溶化して細孔の細部にも進入する特性を有するため、活性炭等が硫化水素を吸収する機構である細孔に進入し、硫化水素の吸収能力を大きく低下させる問題があった。

活性炭の細孔の構造は、図１に示すような孔径が異なる細孔の集合体構造になっており、マクロ孔１（５０ｎｍ以上）とメソ孔２（２〜５０ｎｍ）とミクロ（マイクロ）孔３（２ｎｍ以下）があり、ミクロ孔の吸収能力が最も高いとされている。
このミクロ孔の表面まで非イオン性界面活性剤が入り込み、硫化水素の吸収能力を低下させる問題があった。

また、特許文献１では、バインダーにポリビニルアルコール等の水溶性高分子を使用する例が記されている。
しかしながら、水溶性高分子は非イオン性界面活性剤と同様に、水溶化して活性炭等の細孔に進入し、細孔の特性を変化させ、硫化水素の吸収効果を大きく低下させる問題があった。

これらの問題解決の方法として、銅化合物の水溶液と活性炭とバインダーの液の２種を分けて作成し、２回に分けて塗工する従来技術があった。
この技術では、銅化合物の水溶液と活性炭とバインダーの液は別々の液になるため、凝集等の問題はなくなる。
また、バインダーに、その粒径が２０ｎｍ以上の合成樹脂エマルジョンを使用すると、エマルジョンの粒径が活性炭等のミクロ孔の孔径以上であるため、ミクロ孔の表面に侵入して、ミクロ孔の表面を変質させる問題もなくなるものであった。
このため、硫化水素の吸収能力を低下させる問題は解消したが、２回塗工を行う必要があり、塗工工程が複雑になり、塗工費用が高くなる問題があった。

特公平０５−０３６５５９号公報

本発明は、１回塗工にて、特許文献１の問題である非イオン性界面活性剤及び又は水溶性高分子を配合することで起きる硫化水素の吸収効果の大幅低下を防止するものである。

上記課題を解決するため、本発明は以下の（１）〜（３）の構成を採る。
（１）（ａ）活性炭粉末及び／又は酸化亜鉛を主成分とする金属酸化物粉末を固形分比５〜５０％、（ｂ）銅化合物を固形分比５〜５０％、（ｃ）平均粒径２０ｎｍ以上で、ｐＨ６以下で安定な合成樹脂エマルジョンを固形分比５〜５０％、これら（ａ）と（ｂ）と（ｃ）の３種を混合攪拌してえられた水系の塗料を、段ボールの原紙部に固形分当り０．１〜２０ｇ／ｍ^２塗工していることを特徴とする防錆段ボールである。
（２）銅化合物が硫酸銅水溶液であることを特徴とする（１）項に記載の防錆段ボールである。
（３）前記（ａ）と（ｂ）と（ｃ）の３種からなる水系の塗料に、非イオン性界面活性剤及び又は非イオン性高分子水溶液を配合しないことを特徴とする（１）項に記載の防錆段ボールとその製造方法である。

本発明は、塗工液は２種に分けることなく１種とし、特許文献１の問題である活性炭等の硫化水素吸収能力の低下を防止するものである。

活性炭の細孔構造モデルである。

本発明は、（ａ）と（ｂ）と（ｃ）の３種からなる水系の塗料において、活性炭、酸化亜鉛を主成分とする金属酸化物粉末の細孔に高分子水溶液が進入して、硫化水素吸収能力を低下させることを防止するため、バインダーには、平均粒径２０ｎｍ以上の合成樹脂エマルジョンを配合し、非イオン性界面活性剤と非イオン性高分子水溶液は配合しないものである。
平均粒径２０ｎｍ以上の合成樹脂は、鉛等固形粉末状物のミクロ孔より大きいため、その表面に進入して変質することはなく、硫化水素吸収能力が大きく低下することを防止できる。
そして、非イオン性界面活性剤と非イオン性高分子水溶液を配合しないため、非イオン性高分子水溶液等の進入による変質も防止できる。

そしてさらに、本発明では、銅化合物が硫酸銅の場合は、（ａ）と（ｂ）と（ｃ）の３種からなる水系の塗料のｐＨが６以下となるため、そのバインダーに、ｐＨ６以下でも安定な合成樹脂エマルジョンを配合するものである。
合成樹脂エマルジョンとしては、アクリル樹脂エマルジョン、スチレン・アクリル樹脂エマルジョン等を使用する。
この合成樹脂エマルジョンのｐＨは２〜５であり、酸性側である。
一般的な合成樹脂エマルジョンのｐＨは７〜１０の弱アルカリ側とは異なる。
本発明では、（ａ）の固形粉末状物には、活性炭粉末及び／又は酸化亜鉛を主成分とする金属酸化物粉末等を使用し、（ｂ）の銅化合物には、硫酸銅、硝酸銅、塩化銅等を使用するものである。

本発明の製造方法は、攪拌容器の中に水を入れ、攪拌しながら（ｂ）の銅化合物を入れ、銅化合物の水溶液とする。
この場合のｐＨは２〜５であり、一般的な合成樹脂エマルジョンであるＳＢＲ（ｐＨは７〜１０）と混合すると、エマルジョンの破壊が起き、凝集トラブル等が発生する。
このため、（ｃ）からなる合成樹脂エマルジョンには、ｐＨ２〜６でも安定なエマルジョンを使用するものである。
次に、上記の（ｂ）からなる水溶液に、（ａ）の固形粉末を攪拌しながら入れ、固形粉末の分散液を作成する。
次に、この分散液に、ｐＨ６以下でも安定な（ｃ）からなる合成樹脂エマルジョンを攪拌しながら入れ、（ａ）と（ｂ）と（ｃ）の３種からなる水系の塗料を作成する。
次に、ロッドコータ等の塗工機にて、段ボール原紙の表面に（ａ）と（ｂ）と（ｃ）の３種からなる水系の塗料を、固形分当り０．１〜２０ｇ／ｍ^２塗工して、防錆原紙を作成する。
次に、段ボール製造装置であるコルゲータにて、この防錆原紙を貼合して、防錆段ボールを作成するものである。

以下、本発明を実施例に従って説明する。
＜実施例１＞
攪拌容器に水１０６．７ｋｇを入れ攪拌する。次に、硫酸銅五水和物２３．３ｋｇを攪拌しながら入れ、硫酸銅の水溶液を作成する。
次に、この液を攪拌しながら、粉末活性炭（クラレケミカル：ＰＫ−Ｄ）４．７ｋｇと粉末状の酸化亜鉛を主成分とする金属酸化物（大和化学工業：ザオバタックＭＨ）１８．６ｋｇを入れて固形粉末の分散液を作成する。
次に、この分散液を攪拌しながら、スチレン・アクリル共重合体エマルジョン（サイデン化学：サイビノールＫ−１５０：固形分５０％、ｐＨ＝４）４６．７ｋｇを入れ、固形分３５％の水分散液を作成する。
この水分散液の固形分当りの各成分の比率は、硫酸銅五水和物＝３３．３％、活性炭＝６．７％、酸化亜鉛を主成分とする金属酸化物＝２６．７％、合成樹脂エマルジョン＝３３．３％である。
次に、この液をロッドコータにて、段ボール用ライナー原紙（王子板紙：ＯＦＫ２８０）に固形分当り１０ｇ／ｍ^２を塗工する。
次に、コルゲータにて、このライナーを貼合して、紙質構成が外側ライナー＝ＯＦＫ２８０、中芯＝坪量１６０中芯、内側ライナー＝実施例１作成ライナーの段ボールを作成する。

＜実施例２＞
固形粉末に酸化亜鉛を主成分とする金属酸化物を配合せず、粉末活性炭（クラレケミカル：ＰＫ−Ｄ）２３．３ｋｇであること。
また、段ボールの紙質構成の内側ライナーが実施例２のライナーであること以外は実施例１と同じである。

＜比較例１＞
合成樹脂エマルジョンに、ＳＢＲ（日本ゼオン：ＳＩＸ３：ｐＨ＝９）を使用して、水分散液を作成したが、分散液分離のため、段ボールは作成できず。

＜比較例２＞
合成樹脂エマルジョンの代わりに、水溶液高分子であるＰＶＡ（クラレ：ＰＶＡ１０５）を使用する。
ＰＶＡ水溶液の濃度を１０％として、活性炭分散液を作成すること以外は実施例２と同じである。

＜比較例３＞
防錆ライナーを使用せず。
紙質構成が外側ライナー＝ＯＦＫ２８０、中芯＝坪量１６０中芯、内側ライナー＝ＯＦＫ２８０の段ボールを作成する。

＜結果＞
実施例および比較例の結果を表１に示す。

＊１）分散液特性：分散液が安定して作成できるものを○、分離等が起き、安定して作成できないものを×とする。
＊２）硫化水素の吸収性：下記記載の＜硫化水素ガスの除去性能評価試験＞にて、評価を行なった。
＜硫化水素ガスの除去性能評価試験＞
水分散液塗工原紙を６．５ｃｍ角に３枚断裁し、テドラーバック（プラスチックフィルム）に入れる。
次に、テドラーバックに１００ｐｐｍ濃度の硫化水素ガスを３リットル入れる。
各時間放置後の硫化水素ガスの濃度を測定する。

＊３）防錆効果：下記記載の<防錆効果試験＞にて、錆の発生がないものを○、空気に曝された部分の一部が僅かに変色しているものを△、空気に曝された部分が黒く変色しているものを×とする。
＜防錆効果試験＞
内径５０＊５０＊５０ｍｍの段ボールケースを作成する。
実施例１と２、比較例２と３のライナーを作成し、塗工面を内側にして、上記段ボールケースに入れる。
塗工ライナー内部に５０＊５０＊５ｍｍサイズの発泡スチロールを入れる。
錆発生がない銀線（０．５ｍｍ径＊２５ｍｍ長さ）と銀板（２０＊１０＊０．３ｍｍ）を発泡スチロールに一部を突き刺し、大部分が空気中に曝される様にする。
段ボールに蓋を閉める。
蓋を閉めた段ボールを恒温槽内に入れ、７０℃に昇温し、１０日間放置する。
恒温槽から段ボールを取り出し、室温に戻した後に段ボールを開け、銀線と銀板の錆状態を確認する。

本発明は、電気接続端子及び／又はその接続端子を含有する工業製品等の梱包用に使用する防錆段ボールに利用できる。
特に、銀及び銀メッキ部品等の包装に使用する硫化水素吸収型の防錆板紙及び防錆段ボールとして利用できる。

１：マクロ孔
２：メソ孔
３：ミクロ孔（マイクロ孔）

Claims (3)

1. （ａ）活性炭粉末及び／又は酸化亜鉛を主成分とする金属酸化物粉末を固形分比５〜５０％、（ｂ）銅化合物を固形分比５〜５０％、（ｃ）平均粒径２０ｎｍ以上で、ｐＨ６以下で安定な合成樹脂エマルジョンを固形分比５〜５０％、これら（ａ）と（ｂ）と（ｃ）の３種を混合攪拌してえられた水系の塗料を、段ボールの原紙部に固形分当り０．１〜２０ｇ／ｍ^２塗工していることを特徴とする防錆段ボール。
2. 銅化合物が硫酸銅水溶液であることを特徴とする請求項１に記載の防錆段ボール。
3. 前記（ａ）と（ｂ）と（ｃ）の３種からなる水系の塗料に、非イオン性界面活性剤及び又は非イオン性高分子水溶液を配合しないことを特徴とする請求項１に記載の防錆段ボールとその製造方法。

Images