JP5046072B2

JP5046072B2 - 段ボール用強耐水接着剤

Info

Publication number: JP5046072B2
Application number: JP2001128136A
Authority: JP
Inventors: 秀雄佐藤; 雄介秋貞; 昌巳尾藤
Original assignee: 株式会社Ｊ−オイルミルズ
Priority date: 2001-04-25
Filing date: 2001-04-25
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2021-04-25
Also published as: JP2002322446A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、青果物、鮮魚等の搬送用として高度な耐水性が求められる段ボール製造のための強耐水接着剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、段ボール箱の用途が拡大し、青果物、鮮魚等の搬送においても、従来の木箱に代えて段ボール箱が使われるようになっている。その際には、内容物である青果物、鮮魚自体から水分が滲出する上に、通常、これらは冷凍・冷蔵状態で搬送されることが多いため段ボールを構成する原紙及び接着層には高度な耐水性能が要求される。
【０００３】
段ボール用接着剤に耐水性を付与する方法としては、澱粉主体の接着剤に水溶性のユリア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、レゾルシノール樹脂、ケトン樹脂の如きホルムアルデヒド系の熱硬化性樹脂を添加する方法が従来から知られている。しかしながら、澱粉主体の接着剤にこれらの樹脂を添加する方法では耐水性は若干向上するものの、青果物や鮮魚等に用いられる段ボールにおいては十分な耐水性を発揮し得ていない。一方、酢酸ビニル樹脂、エチレン酢酸ビニル樹脂、アクリル系樹脂等の合成樹脂を主体とする接着剤では、常態接着力、耐水接着力の優れたものもあるが、素早いセット性を要求されるコルゲーターでの貼合速度には十分に追随できない上に、ロールへのガムアップなど作業性の面でも問題が多い。
【０００４】
こうした問題点を解決するために、接着剤として、澱粉にカルボキシル基を有するラテックスと熱硬化性樹脂と架橋剤を添加した組成物を用いる方法が提案されており（特開平１１−２６９４４４号公報）、ある程度の耐水性、初期接着性の改良効果を示している。しかし、当該接着剤で貼合した段ボールは、熱硬化性樹脂（ホルムアルデヒド系樹脂）を含むため、接着層からホルマリンが発生するという、食品包装材として致命的な欠点を有している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点を解消し、初期接着力に優れ、高度な耐水性を発揮しつつ、ホルマリンの発生がない段ボール用強耐水接着剤を提供せんとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、澱粉１００重量部に対して、スチレンブタジエンラテックスを固形分で５〜５０重量部、架橋剤を２〜２０重量部含む接着剤組成物が段ボール用強耐水接着剤として適すること、さらに該耐水接着剤において、スチレンブタジエンラテックスのＴｇが−２０〜＋１０℃で、平均粒子径が５０〜２００ｎｍであるときに、従来の耐水接着剤よりも段ボールの耐水性を大幅に向上させうることを見いだして本発明を完成させた。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を詳説する。本発明の段ボール用耐水接着剤は、通常の澱粉系段ボール用接着剤に耐水化剤として、スチレンブタジエンラテックス及び架橋剤を添加して調製される。上記澱粉としては、コーンスターチ、ワキシーコーンスターチ、ハイアミコーンスターチ、タピオカ澱粉、小麦澱粉、馬鈴薯澱粉等の未加工澱粉及びこれら澱粉をエーテル化、エステル化、架橋、酸化、酸処理、α化等既知の加工方法で処理した加工澱粉を１種単独または２種以上組み合わせて用いることができる。
【０００８】
本発明におけるスチレンブタジエンラテックスは通常この種の分野で使用されるものから選択使用できるが、とりわけＴｇが−２０〜＋１０℃で、平均粒子径が５０〜２００ｎｍの範囲に入るものが好適である。Ｔｇが−２０℃より下がると、1）接着界面で接着剤層が軟らかくなり接着強度が低下する、2）糊バットなどで接着剤の皮膜が形成されやすくなり作業性が悪化するといった問題が生じる。Ｔｇが＋１０℃より高くなると逆に接着層に均一な接着剤の皮膜が形成されにくく吸水しやすくなり耐水接着強度が低下する。また、平均粒子径が５０〜２００ｎｍのときに耐水性が向上し、２００ｎｍより大きいと耐水性が低下する。５０ｎｍより小さいものは粒子が凝集しやすく不安定なため、現実的には製造できない。耐水性向上の発現機構は定かではないが、粒子径が細かいことで、接着層でスチレンブタジエンラテックスが最密充填し、接着層への水の侵入を阻むものと考えられる。
【０００９】
本発明の段ボール用強耐水接着剤においては、澱粉１００重量部に対してスチレンブタジエンラテックスを固形分で５〜５０重量部配合する。５重量部より少ないと十分な耐水強度が得られず、５０重量部より多くても耐水強度に著しい向上は見られず、逆に初期接着性が低下する上にコストが増大し経済的でない。
本発明に用いるスチレンブタジエンラテックスは原材料及び製造方法には特に制限はなく、Ｔｇが−２０〜＋１０℃で、平均粒子径が５０〜２００ｎｍの範囲に入るものであれば良い。ラテックスの固形分（濃度）は特に限定されないが、５０％前後のものが通常用いられる。
【００１０】
本発明の段ボール用強耐水接着剤においては、澱粉1００重量部に対して架橋剤を２〜２０重量部配合する。２重量部より少ないと架橋効果が少なく、耐水性が低下する。また、２０重量部より多くしても耐水強度に著しい向上が見られないばかりか、糊液が増粘してしまい実用的でない。
本発明に用いる架橋剤としては、ポリアミドポリアミン・エピクロロヒドリン樹脂、グリセロールポリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル等のエポキシ化合物、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、カルボジイミド変性ジフェニルイソシアネート等のポリイソシアネート、アジリジン化合物、オキサゾリン化合物、炭酸アンモニウムジルコニウム等があり、これらは単独で又は２種以上を組み合わせて使用できる。
【００１１】
本発明の段ボール用強耐水接着剤は、ホルムアルデヒド系樹脂を全く含有しないため、該接着剤で貼合した段ボールからはホルマリンが発生することが無く、青果物や鮮魚等の食品包装材として安全である。
なお、本発明の段ボール用強耐水接着剤は、耐水ライナー、耐水中芯と組み合わせて貼合する際に、特にその効果を発揮する。すなわち、従来の段ボール用耐水接着剤では貼り合わせができなかったような接着面の撥水度が高い原紙構成でも、スチレンブタジエンラテックスの粘着性により、接着性をあまり損なうことなく貼合することができる。例えば中芯両面の撥水度（ＪＩＳＰ８１３７）をＲ４〜Ｒ８にして耐水ライナーと接着した場合、従来の段ボール用耐水接着剤では、接着不良で初期接着力、常態接着力、耐水接着力ともに低下するが、本発明の接着剤で貼合すれば、初期接着力はやや低下するものの、貼り合わせ後は実用的な強度が得られ、また中芯が吸水しにくくなったことにより更に耐水強度が向上する。
【００１２】
【実施例】
以下に本発明の実施例を示すが、発明の主旨はもとよりこれに限定されるものではない。
【００１３】
実施例１
４０℃の温水５８５ｇにコーンスターチ２４０ｇを懸濁させ、これに、１５％水酸化ナトリウム水溶液４４．６ｇをペリスタポンプで１５分かけて添加し、その後硼酸３．２ｇを加え、ノーキャリアー方式の澱粉接着剤を得た。これに、スチレンブタジエンラテックス（以下ＳＢＲと表記）ＨＲ-Ｓ０１（（株）ホーネンコーポレーション製；固形分５１％、Ｔｇ−５℃、平均粒子径１３０ｎｍ）１５０ｇ、架橋剤ＨＲ−ＳＡ−６０（（株）ホーネンコーポレーション製；ポリアミドポリアミン・エピクロロヒドリン樹脂）２４ｇを順次添加し、強耐水接着剤を調製した。
【００１４】
得られた接着剤を、坪量２００ｇ／ｍ²、撥水度（ＪＩＳＰ８１３７）Ｒ０の耐水中芯を貼合した片面段ボールの段頂に着糊量が固形分として１０ｇ／ｍ²になるように塗布し、そこへ耐水ライナーＳＫ２８０ｇを貼り合わせて、熱板温度１６０℃、熱板接触時間５秒の条件で熱圧着した。貼合後の段ボールシートは温度２３℃、湿度５０％の部屋で２４時間放置し、ＪＩＳ−Ｚ−０４０２に基づいて常態接着力、耐水接着力（試験片を２０℃の水に１時間浸漬後の接着力）を測定した。初期接着力は上記において５秒間熱圧着した貼合直後の試験片の接着力をＪＩＳ−Ｚ−０４０２に準じて評価した。また、接着剤のホルマリン臭の有無も評価した。評価結果を表１に示した。
【００１５】
実施例２
ＳＢＲをＨＲ-Ｓ０２（（株）ホーネンコーポレーション製；固形分４８％、Ｔｇ−１０℃、平均粒子径１８０ｎｍ）にした以外は実施例１と同様にして製糊し、接着強度等を評価した。評価結果を表１に示した。
【００１６】
実施例３
６０℃の温水１７３ｇにキャリヤー澱粉ＴＲ−１０（（株）ホーネンコーポレーション製）２７ｇを懸濁させ、これに水酸化ナトリウム５．８ｇを添加し、この温度で１５分間攪拌を続けてキャリヤー部糊液を得た。一方、３５℃の温水４５０ｇに硼砂４．４ｇとコーンスターチ２１３ｇを添加、よく攪拌し、メイン部を調製した。このメイン部に前述のキャリヤー部糊液を徐々に添加し、スタインホール方式の澱粉接着剤を得た。これに耐水化剤として実施例１に記載のＳＢＲと架橋剤を実施例１と同量添加し、強耐水接着剤を得た。得られた接着剤の接着強度等を実施例１と同様に評価した。評価結果を表１に示す。
【００１７】
【表１】

【００１８】
比較例１
ＳＢＲを添加しないことと、架橋剤をＨＲ−ＳＡ−１（（株）ホーネンコーポレーション製；ケトン樹脂＋ポリアミドポリアミン・エピクロロヒドリン樹脂）１８ｇとした以外は実施例１と同様にして製糊して接着強度等を評価した。評価結果を表１に示す。本例では、ＳＢＲを使用しないため耐水接着力に劣る。
【００１９】
比較例２
実施例３の架橋剤をＨＲ−ＳＡ−１（（株）ホーネンコーポレーション製；ケトン樹脂＋カチオン化ポリアミド樹脂）２４ｇにした以外は実施例３と同様に製糊し、評価した。すなわち、比較例1及び２は澱粉以外の構成をＳＢＲ＋熱硬化性樹脂＋架橋剤にした。評価結果を表１に示す。
比較例１及び２ではホルマリンを生じる熱硬化性樹脂を使用しているためホルマリン臭がある。ただし、比較例２については、ホルマリン臭を除いては、他の接着力ほぼ良好である。
【００２０】
比較例３
ＳＢＲをＰＫ―０１（（株）ホーネンコーポレーション製；固形分４８％、Ｔｇ２０℃、平均粒子径２００ｎｍ）にした以外は実施例１と同様に製糊し、評価した。評価結果を表２に示す。
比較例４
ＳＢＲをＰＫ―０２（（株）ホーネンコーポレーション製；固形分５２％、Ｔｇ−３０℃、平均粒子径１５０ｎｍ）にした以外は実施例１と同様に製糊し、評価した。評価結果を表２に示す。
比較例５
ＳＢＲをＰＫ―０３（（株）ホーネンコーポレーション製；固形分５０％、Ｔｇ−５℃、平均粒子径２２０ｎｍ）にした以外は実施例１と同様に製糊し、評価した。評価結果を表２に示す。
【００２１】
【表２】

【００２２】
実施例４
架橋剤の量を２４ｇから１６ｇに減らした以外は実施例１と同様にし製糊し、評価した。評価結果を表２に示す。
実施例５
ＳＢＲの量を１５０ｇから１００ｇに減らした以外は実施例１と同様に製糊し、評価した。評価結果を表２に示す。
【００２３】
実施例６
実施例１の接着剤を用いて、撥水度Ｒ６の耐水中芯（坪量２００ｇ／ｍ²）を貼合した片面段ボールに耐水ライナーＳＫ２８０ｇを実施例１と同様にして貼り合わせて、接着強度等を評価した。評価結果を表３に示す。
比較例６
比較例１の接着剤を用いて、撥水度Ｒ６の耐水中芯（坪量２００ｇ／ｍ²）を貼合した片面段ボールに耐水ライナーＳＫ２８０ｇを実施例１と同様にして貼り合わせて、接着強度等を評価した。評価結果を表３に示す。
【００２４】
【表３】

【００２５】
【発明の効果】
本発明による段ボール用強耐水接着剤は、ホルマリン臭が全く無く、非常に高度な耐水性があるので、青果物、鮮魚等に用いられるような食品包装用の段ボール用接着剤として好適である。

Claims

澱粉１００重量部に対して、Ｔｇが−１０〜−５℃で、平均粒子径が５０〜２００ｎｍであるスチレンブタジエンラテックスを固形分で５〜５０重量部、架橋剤を２〜２０重量部含み、ホルムアルデヒド系熱硬化性樹脂を含まないことを特徴とする初期接着力の優れた段ボール用強耐水接着剤。