JP4679382B2 - 茶殻配合中芯使用段ボール - Google Patents

Description

本発明は、茶殻配合中芯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中芯紙を作成し、その中芯紙を、段ボールを構成する中芯として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、段ボールを構成する中芯紙への茶殻配合の技術ではなく、その中芯紙を使用して、段ボールを作成する技術でもない。

このように、従来技術は、茶殻を配合した中芯紙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）ライナーと貼合不良（貼合面に茶殻が出た部分）、３）抗菌性、４）消臭性、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

本発明は、茶殻を中芯紙に配合した場合に起きる１）茶殻の脱落、２）ライナーとの接着不良、３）抗菌性と消臭性付与等の茶殻配合中芯紙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）の構成をとる。

（１）段ボールを構成する中芯紙が、３層抄き以上の層からなり、その中芯の表裏両表面以外の層に茶殻を配合し、表裏両層には茶殻を配合しないこと、かつその中芯紙の表裏両表面の坪量が１５〜８０ｇ/ｍ^２であることを特徴とする段ボール。
（２）スリット幅０．５ｍｍ以下のスクリーンを通過した茶殻を使用することを特徴とする（１）項に記載の段ボール。

本発明により、段ボールを構成する中芯部分は、茶殻を配合した中芯紙からなり、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、消臭性等を向上させることができるものである。また、同時に段ボールを構成するライナーにも茶殻を配合するとこれらの効果が更に向上する。

本発明が対象とする段ボールとは、緑茶、紅茶等の飲料缶、ペットボトル等の段ボールであって、カテキンによる抗菌性、防虫性、ホルマリン吸収性を有する段ボール等である。

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中芯紙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）脱落に起因するシングルフェーサー吸引溝詰りとそれに起因する片段成形不良問題、３）ライナーと貼合不良（貼合面に茶殻が出た部分）問題、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が弱く、パルプ繊維とのからみ合いが弱いために、段ボールの中芯紙から茶殻が脱落する問題については、第１の対策として、茶殻をパルプの水分散工程であるパルパーにて粉砕し、スリット幅０．５０ｍｍ以下のスクリーンを通過するまでに小さくすることで、茶殻の体積当りの表面積を増加させ、パルプ繊維とのからみ合い部分を大きくして、中芯紙からの脱落を少なくするものである。
また、茶殻の寸法を小さくすると、中芯紙の表面に存在する茶殻の絶対量は、茶殻寸法が大きい場合より減少し、この点からも脱落量は減少する。更に抗菌性、消臭性の向上が期待できる。

更に上記の様に、茶殻を０．５０ｍｍ以下に小さくすると、ライナーとの貼合（接着）においても貼合不良が解消するものである。
つまり、段ボールのライナーと中芯紙は、澱粉糊にて約２．０ｍｍ幅で貼合されるが、茶殻が２．０ｍｍ以上であると、茶殻と澱粉糊及びパルプ繊維との接合力が弱いため、貼合（接着）不良が発生する。
この場合において、茶殻の寸法が小さく、０．５０ｍｍ以下であると、澱粉糊塗工幅（約２．０ｍｍ）にて、茶殻表面のみで貼合する部分はなくなり、ライナーと中芯紙の貼合不良はなくなるものである。

第２の対策として、中芯紙を３層以上の抄合わせ紙とし、表層（貼合面層）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に、中芯紙から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、茶殻を配合した中芯紙であることが、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、その中芯紙表層の坪量を１５〜８０ｇ／ｍ^２にするものである。
表層の坪量を１５ｇ／ｍ^２未満まで減らすことは、生産性、経済性に問題が有り、８０ｇ／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。

そして、中芯紙の表層に茶殻を配合しないことで、中芯紙の表層は従来の中芯紙と同様のパルプ配合となり、ライナーとの貼合性は同様になるものである。

中芯紙に配合する茶殻の配合率は、対パルプ３〜３０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、消臭効果が低下する。
また、茶殻の配合率が３０質量％を上まわると、抗菌効果、消臭効果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。

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）等の抗菌剤を中芯紙に内添、及び／又は塗工するものである。

そして更に、高度の消臭性を付加する場合には、アステンチＮＳ−５０（大和化学工業）等の消臭剤を、高度のホルマリン吸収性を付加する場合には、ホルムクリンＨ−１７５（大和化学工業）等のアルデヒド消臭剤を中芯紙に内添、及び／又は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＞
パルパーに水と古紙＝８５％（固形比）と茶殻＝１５％（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、スリット幅０．３０ｍｍのスクリーンを通過させ、茶柱等の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と古紙パルプと１：１に混合して、中芯紙用のパルプとし、1層抄きマシンで中芯紙（坪量＝１８０ｇ／ｍ^２）を製造した。
次に、コルゲーターにて、上記中芯紙を中芯に使用し、ライナーには王子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。

＜実施例２＞
パルパーに水と古紙＝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、スリット幅０．３０ｍｍのスクリーンを通過させ、茶柱等の長大物を除去し、中層用のパルプとした。
表側層と裏側層には、古紙パルプ１００％を入れ、表側層＝６０ｇ／ｍ^２、中層＝６０ｇ／ｍ^２、裏側層＝６０ｇ／ｍ^２の３層抄き中芯（坪量＝１８０ｇ／ｍ^２）を作成した。
次に、コルゲーターにて、上記中芯紙を中芯に使用し、ライナーには王子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。

＜実施例３＞
中芯紙抄紙時、パルパーにアモルデンＧＲ−３００（大和化学工業）とアステンチＮＳ−５０（大和化学工業）とを対パルプ比１％内添し、ホルムクリンＨ−１７５（大和化学工業）を中芯紙表面に両面で２ｇ／ｍ^２塗工すること以外は、実施例２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１８０、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。

＜比較例２＞
抄紙機にて、スリット幅０．３０ｍｍのスクリーンを通過させず長大物を除去しないこと以外は、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、表側層の坪量を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。

＜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：中芯紙を表面から見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：コルゲーターでの段ボール製造工程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）中芯紙の接着性：コルゲーターでのライナー接着性が通常の中芯紙と同等のものを◎、通常の中芯紙より劣るものを×とする。
＊５）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。
＊６）消臭性・ホルマリン吸収性：消臭性とホルマリン吸収性が非常に良いものを◎、少しはあるものを○、ほとんどないものを×とする。

本発明は、大部分が廃棄ゴミとなっている茶殻を、段ボール用の中芯紙に有効利用することができる。同時に、茶殻を中芯紙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、消臭性を段ボールに付与するものである。また、同時に段ボールに使用する表裏のライナーにも茶殻を配合するとこれらの効果は更に向上する。

Claims (2)

1. 段ボールを構成する中芯紙が、３層抄き以上の層からなり、その中芯の表裏両表面以外の層に茶殻を配合し、表裏両層には茶殻を配合しないこと、かつその中芯紙の表裏両表面の坪量が１５〜８０ｇ/ｍ^２であることを特徴とする段ボール。
2. スリット幅０．５ｍｍ以下のスクリーンを通過した茶殻を使用することを特徴とする請求項１に記載の段ボール。