JP4169752B2 - 茶殻配合原紙使用段ボール - Google Patents

Description

本発明は、茶殻配合原紙を使用した段ボールに関するものである。さらに詳しくは、緑茶飲料や紅茶飲料の残渣である茶殻を、原料の一部としてパルプと配合してライナーを作成し、そのライナーを、段ボールを構成するライナーの少なくとも１つに、使用している段ボールに関するものである。

従来、緑茶飲料や紅茶飲料の残渣である茶殻は、一部は堆肥化、乾燥して燃料化する等の利用が行われていが、大部分は、廃棄ゴミとして処理されており、有効利用の方法が望まれている。

産業廃棄物として棄却されている食品副産物を有効利用する技術としては、特許文献１には各種の模様を紙面に形成せしめてファンシーペーパーとして利用するもの、特許文献２には茶殻の抗菌機能を生かした各種下敷きの紙への利用がある。
しかしながら、上記の従来技術は、単一の機能紙としての限定された技術であり、２層以上の多層抄きが主体である段ボール用のライナーへの茶殻配合の技術ではなく、そのライナーを使用して、段ボールを作成する技術でもない。

また、特許文献３にはライナー原紙の最表層に模様形成体を抄き込み、模様入り段ボールが開示されているが、最表層に模様を入れることで意匠性に富むものの、ライナーおよび段ボールとして利用する時の多くの問題が残されている。

このように、従来技術は、茶殻を配合したライナーを段ボールに使用した場合に起きるところの、１）段ボールから茶殻の脱落、２）バーコード印刷での読取り不可等、３）中芯と貼合不良（貼合面に茶殻が出た部分）、４）罫割れ適性、５）美観、６）抗菌性、等の段ボールとしての必要な多岐の適性・機能性の向上に応える技術ではなかった。
特開平０６−２３５１９８号公報 特開２００４−１４３６４０号公報 特開２０００−３３６５９７号公報

本発明は、茶殻をライナーに配合した場合に起きる１）茶殻の脱落、２）バーコード印刷の読取り低下、３）中芯との接着不良、４）罫割れ等を解消し、５）美観向上、６）抗菌性付与等の茶殻配合ライナーを使用することによる多岐の適性・機能性の向上をはかるものである。

上記課題を解決するために、本発明は以下の（１）〜（２）の構成を採る。
（１）段ボールを構成するライナーのうち少なくとも１つに、表層、表下層、裏層からなる３層抄き以上の層からなるライナーを使用し、そのライナーの少なくとも１層に茶殻を配合した段ボールにおいて、
茶殻を添加配合するパルパーで同時配合するパルプと共に茶殻を混練し、１．０〜３．０ｍｍのスクリーンを通過させ、長大物を除去した後に、所定の層に茶殻を配合したことを特徴とする段ボール。

（２）茶殻を添加配合するパルパーで同時配合するパルプと共に茶殻を混練し、１．０〜３．０のスクリーンを通過させ、長大物を除去した後に、さらに１．５ｍｍ以下のスクリーンを通過させて、裏層に茶殻を配合したことを特徴とする請求項１に記載の段ボール。

本発明により、段ボールを構成するライナーの少なくとも１つに、茶殻を配合したライナーを使用することができ、その段ボールは、茶殻の有効利用と付加機能である茶殻模様の美観と抗菌性等を向上させることができるものである。

本発明が対象とする段ボールとは、緑茶、紅茶等の飲料缶、ペットボトル等段ボール、茶殻の美観を好む段ボール、カテキンによる抗菌性、防虫性、ホルマリン吸収性を好む段ボール等である。

茶殻を紙に配合する従来技術では、茶殻を配合した紙を段ボール用ライナーに使用することを想定していないことや対策が不十分のため、段ボール製造及び使用上の問題として発生するところの、１）段ボール貼合と製函の工程及び輸送、ユーザーでの工程にて、段ボールから茶殻の脱落する問題、２）飲料缶及びペットボトル用の段ボールには、通常バーコードを印刷するが、茶殻が印刷面に存在すると、バーコードの読取り不可と誤読の問題、３）中芯と貼合不良（貼合面に茶殻が出た部分）問題、４）罫割れ発生問題等に対応できないものである。

本発明では、茶殻が一般のパルプより水素結合及び繊維のからみ合いが弱いために、段ボールから茶殻が脱落する問題については、第１の対策として、ライナーを２層以上の抄合わせ紙とし、表層（印刷面層）に茶殻を配合しないものである。
表層に茶殻を配合しないことで、段ボールにした場合の茶殻の脱落はなくなるものである。
ただ、ユーザー等において、茶殻を配合したライナーであることが、表面からも観察できるようにしてほしいとの要望や、茶殻模様の要望があることから、茶殻の寸法を一般のパルプ繊維より大きくし、その表層の坪量を１５〜５０ｇ／ｍ^２にするものである。
表層の坪量を１５ｇ／ｍ^２未満まで減らすと、表層による茶殻脱落防止の効果は少なくなり、５０ｇ／ｍ^２越えて増やすと、中層に茶殻を配合していることが、表面から観察することが難しくなるためである。

中層に配合する茶殻の配合率は、対パルプ３〜２０質量％が好ましい。茶殻の配合率が３質量％を下まわると、茶殻模様の発現と抗菌効果が低下する。また、茶殻の配合率が２０質量％を上まわると、抗菌作用は良好なものの配合層の紙力の低下や茶殻がゴミに見えて美観が損なわれる。

第２の対策としては、表層に茶殻を配合するが、表層の上に、脱落防止の塗料を塗工することである。
脱落防止用塗料としては、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、澱粉、ＯＰニス等を使用し、その塗工量は０．１〜２ｇ／ｍ^２が好ましい。塗工方法は、抄紙機に設置された各種コーターまたはオフの加工機等及び、段ボール印刷機等で塗工する方法である。

茶殻の添加配合方法としては、パルプを分散するパルパー及び種箱に茶殻を直接に添加配合しても良く、ニュータイゼン（大善）等のニーダー及び一般のパルパーにて、一般のパルプと分散混合し、長大物を除去したものを脱水し、３０〜７０％水分の混合パルプとし、そのパルプをパルパー及び種箱に添加し、一般のパルプに添加配合しても良い。

本発明において、バーコード印刷の読取り不良及び誤読の対策としては、中層には茶殻を配合するが、表層に茶殻を配合せず、その表層の坪量を１５ｇ／ｍ^２以上にすることで、解消するものである。
表層坪量を１５〜５０ｇ／ｍ^２にすると、中層の茶殻模様は表面から観察でき、かつバーコードの読取り不良は解消できるものである。
しかしながら、茶殻のもつ模様美観が明確に必要なため、表層に茶殻を配合した場合や、表層に茶殻を配合しないが、表層の坪量を１５ｇ／ｍ^２未満にした場合は、茶殻の模様がバーコードの読取り不良の原因になるため、バーコード印刷箇所に白インク等のインクをバーコード印刷前に塗工し、その後にバーコードを黒インク等の別色インクで印刷するものである。
この方式で段ボール印刷すると、茶殻をライナー表層に配合しても、バーコードの読取り不良は解消できるものである。

次に、コルゲーターでの貼合工程にて、ライナーと中芯の貼合に、接着不良が発生する場合の対策については、第１の対策として、ライナーを２層以上にし、裏面（中芯との接着面）に茶殻を配合しないことで解消するものである。
茶殻は、ライナーの主原料であるパルプ繊維と吸水量及び澱粉糊の吸収量が異なり、接着不良の原因となる場合がある。
この様な場合は、裏面（中芯との接着面）に茶殻を配合しないことで解消するものである。
第２の対策としては、ライナーの裏面に茶殻を配合するが、ライナーと中芯の貼合に、接着不良を起こさない対策であるが、この場合には、茶殻を添加配合するパルパー及びニュータイゼン（大善）等のニーダーにおいて、茶殻を混練し、１．５ｍｍ以下のスクリーンを通過するまで細かくすることである。
ライナーと中芯の接着箇所の幅は、２．０ｍｍ以上であり、茶殻の寸法を１．５ｍｍスクリーン通過以下まで細かくすると、接着不良問題は解消できるものである。

本発明において、茶殻は表層から茶殻模様が観察できるようにするため、一般のパルプ繊維より大きくしている。
そしてこのため、茶殻の繊維からみ合いと水素結合は一般のパルプより弱くなり、このために起きる段ボールの罫割れと表層割れ対策については、ライナーを２層以上とし、表層（印刷面層）には茶殻を配合せず、かつ表層の坪量を１５ｇ／ｍ^２以上にすることで解消するものである。
一般的なライナーは、多層抄きであり、表層の坪量は、１５〜１００ｇ／ｍ^２である。そして、罫割れ、表層割れは、表層の特性が大きく影響するため、本発明においては、表層に茶殻を配合せずに、その坪量を１５ｇ／ｍ^２以上にすることで、一般的なライナーと同等の罫割れ特性とするものである。

次に、本発明の付加機能である茶殻模様による段ボール美観の向上については、茶殻そのものの効果であり、あまり小さくすると茶殻模様がなくなるので、１．０〜３．０ｍｍのスクリーンを通過する程度の寸法とする。

また、抗菌性、消臭性、ホルマリン吸収性等については、茶殻の主成分であるカテキンの効果であり、茶殻をパルプに配合することで、その効果は発現する。
茶殻配合による抗菌効果については、表１に示す。
更に、高度の抗菌性を付与する場合には、アモルデンＧＲ−３００（大和化学工業）等の抗菌剤をライナーに内添、及びライナーに塗工するものである。

以下、本発明を実施例に従って説明する。なお、特に断りのない限り、「％」は「質量％」を示す。

＜実施例１＞
パルパーに水と白古紙＝８０％（固形比）と茶殻＝２０％（固形比）を入れ、パルパーを撹拌し、混合分散液を作成した。
次に、２．５ｍｍのスクリーンを通過させ、長大物を除去した後に、脱水乾燥し、５０％水分の混合パルプＡを作成した。
次に、抄紙機において、上記混合パルプＡを表層用のパルパーに入れ、白古紙パルプと１：１に混合して、表層用のパルプとした。
表層の下の層（表下層）には、白古紙パルプ、そして、その下の層（裏下層）には段古紙と雑誌古紙のパルプ、裏層には段古紙と雑誌古紙のパルプを入れ、表層＝５０ｇ／ｍ^２、表下層＝５０ｇ／ｍ^２、裏下層＝６０ｇ／ｍ^２、裏層＝６０ｇ／ｍ^２の４層抄とし、ライナー坪量＝２２０ｇ／ｍ^２のライナーを作成した。
なお、このライナー抄造時、表層の表面にＰＶＡ液を固形分当り＝１ｇ／ｍ^２塗工する。
次に、コルゲーターにて、上記ライナーをダブルフェーサー（ＤＦ）側（表側）に使用し、中芯には王子中芯２００、シングルフェーサー（ＳＦ）側（裏側）には王子ＯＦＫ２２０ライナーを使用し、Ａフルートの段ボールシートを作成した。
次に、上記シートを段ボール用製函印刷機で、バーコード印刷箇所に白インクで印刷し、次の印刷ロールで、黒インクでバーコード印刷し、段ボールケースを作成した。

＜実施例２＞
パルパーに水と白古紙＝８０％（固形比）と茶殻＝２０％（固形比）を入れ、パルパーを撹拌し、混合分散液を作成した。
次に、２．５ｍｍのスクリーンを通過させ、長大物を除去した後に、脱水乾燥し、５０％水分の混合パルプＡを作成した。
次に、抄紙機において、上記混合パルプを表下層用のパルパーに入れ、白古紙パルプと１：１に混合して、表下層用のパルプとした。
表層には、白古紙パルプ、そして、裏下層には段古紙と雑誌古紙のパルプ、裏層には段古紙と雑誌古紙のパルプを入れ、表層＝２５ｇ／ｍ^２、表下層＝６０ｇ／ｍ^２、裏下層＝６５ｇ／ｍ^２、裏層＝７０ｇ／ｍ^２の４層抄きとし、ライナー坪量＝２２０ｇ／ｍ^２のライナーを作成した。
次に、コルゲーターにて、上記ライナーをＤＦ側（表側）に使用し、中芯には王子中芯２００、ＳＦ側（裏側）には王子ＯＦＫ２２０ライナーを使用し、Ａフルートの段ボールシートを作成した。
次に、上記シートを段ボール用製函印刷機で、印刷製函し、黒インクのバーコード印刷段ボールケースを作成した。

＜実施例３＞
パルパーに水と白古紙＝８０％（固形比）と茶殻＝２０％（固形比）を入れ、パルパーを撹拌し、混合分散液を作成した。
次に、２．５ｍｍのスクリーンを通過させ、長大物を除去した後に、脱水乾燥し、５０％水分の混合パルプＡを作成した。
また、上記混合分散液を１．０ｍｍのスクリーンを通過させ、長大物を除去した後に、脱水乾燥し、５０％水分の混合パルプＢを作成した。
次に、抄紙機において、上記混合パルプＡを表下層用のパルパーに入れ、白古紙パルプと１：１に混合して、表下層用のパルプとし、裏下層用と裏用のパルパーには、混合パルプＢと段古紙と雑誌古紙とを１：１：１に混合して、裏下用および裏用のパルプとした。
表層には、白古紙パルプを入れ、表層＝２５ｇ／ｍ^２、表下層＝６０ｇ／ｍ^２、裏下層＝６５ｇ／ｍ^２、裏層＝７０ｇ／ｍ^２の４層抄きとし、ライナー坪量＝２２０ｇ／ｍ^２のライナーを作成した。
次に、コルゲーターにて、上記ライナーをＤＦ側（表側）に使用し、中芯には王子中芯２００、ＳＦ側（裏側）には王子ＯＦＫ２２０ライナーを使用し、Ａフルートの段ボールシートを作成した。
次に、上記シートを段ボール用製函印刷機で、印刷製函し、黒インクのバーコード印刷段ボールケースを作成した。

＜実施例４＞
ライナー抄紙時、表層表面にＰＶＡ液塗工する場合に、アモルデンＧＲ−３００（大和化学工業）をＰＶＡ液に混合し、アモルデンＧＲ−３００を２ｇ／ｍ^２塗工すること以外は、実施例１と同様に段ボールケースを作成した。

＜比較例１＞
コルゲーターにて、ＤＦ側（表側）に王子ＯＦＫ２２０ライナー、中芯には王子中芯２００、ＳＦ側（裏側）には王子ＯＦＫ２２０ライナーを使用し、Ａフルートの段ボールシートを作成した。
次に、上記シートを段ボール用製函印刷機で、印刷製函し、黒インクのバーコード印刷段ボールケースを作成した。

＜比較例２＞
抄紙機にて、表層の表面にＰＶＡ液を塗工しないこと以外は、実施例１と同様に実施して、段ボールケースを得た。

＜比較例３＞
抄紙機での、表層の坪量を１０ｇ／ｍ^２とすること以外は、実施例２と同様に実施して段ボールケースを得た。

＜比較例４＞
抄紙機での、表層の坪量を６０ｇ／ｍ^２とすること以外は、実施例２と同様に実施して段ボールケースを得た。

＜結果＞
実施例および比較例の結果を表１に示す。

＊１）茶殻の有効利用：茶殻をライナーに有効利用できているものを◎、できていないものを×とする。
＊２）茶殻模様の発現：段ボールにした場合に、茶殻の模様が容易に分かるものを◎、容易には分からないが、詳細に観察すると分かるものを△、分からないものを×とする。
＊３）茶殻の脱落：流通工程等で茶殻の脱落の可能性がないものを◎、脱落の可能性があるものを△、脱落の可能性が高いものを×とする。
＊４）バーコードの判読：バーコードの判読が容易なものを◎、判読不可の可能性があるものを△、判読不可の可能性が高いのもを×とする。
＊５）中芯との接着性：接着性が通常のライナーと同等のものを◎、通常のライナーより劣るものを×とする。
＊６）罫割れ特性：罫割れ特性が通常のライナーと同等のものを◎、通常のライナーより少し劣る可能性があるものを○、通常のライナーより劣るものを×とする。
＊７）抗菌性：ＪＩＳ Ｌ １９０２定量試験にて、大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ ＮＢＲＣ ３３０１）とブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ａｕｒｅｕｓ ＮＢＲＣ １２７３２）の両方に抗菌防臭効果があるものを◎、片方にあるものを○、両方ともないものを×とする。

本発明は、大部分が廃棄ゴミとなっている茶殻を、段ボール用のライナーに有効利用することができる。同時に、茶殻をライナーに配合する場合に起きる問題を解消し、かつ茶殻の有する模様美観と抗菌性を段ボールに付与するものである。

Claims (2)

1. 段ボールを構成するライナーのうち少なくとも１つに、表層、表下層、裏層からなる３層抄き以上の層からなるライナーを使用し、そのライナーの少なくとも１層に茶殻を配合した段ボールにおいて、
   茶殻を添加配合するパルパーで同時配合するパルプと共に茶殻を混練し、１．０〜３．０ｍｍのスクリーンを通過させ、長大物を除去した後に、所定の層に茶殻を配合したことを特徴とする段ボール。
2. 茶殻を添加配合するパルパーで同時配合するパルプと共に茶殻を混練し、１．０〜３．０のスクリーンを通過させ、長大物を除去した後に、さらに１．５ｍｍ以下のスクリーンを通過させて、裏層に茶殻を配合したことを特徴とする請求項１に記載の段ボール。