JP5936905B2 - 段ボール用中芯及び段ボール用中芯の製造方法 - Google Patents
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原料パルプを抄紙して得られる中芯用基紙を備え、この基紙の少なくとも片面に紙力剤を主成分とする塗工液を塗工してなる段ボール用中芯であって、
上記紙力剤が高分岐型ポリアクリルアミドを主成分としており、
坪量が130g/m2以下、圧縮強さ(横)が184N以上、透気抵抗度が55秒以下であることを特徴とする。
原料パルプを抄紙して得られる中芯用基紙の少なくとも片面に紙力剤を主成分とする塗工液を塗工する塗工工程を有する段ボール用中芯の製造方法であって、
上記紙力剤が高分岐型ポリアクリルアミドを主成分としており、
上記塗工液の固形分濃度が5質量%以上20質量%以下であり、
上記塗工工程を、塗工液の温度を26℃以上、粘度を9mPa・s以上25mPa・s以下として行うことを特徴とする。
本発明の段ボール用中芯は、原料パルプを抄紙して得られる中芯用基紙を備え、この基紙の少なくとも片面に塗工液を塗工してなるものである。まず、本発明の特徴である塗工液について説明し、続いて他の構成要素について説明する。
上記塗工液は、紙力剤を主成分として含有している。
上記紙力剤は、高分岐型ポリアクリルアミドを主成分とする。高分岐型ポリアクリルアミドは、例えば3官能以上の架橋性ビニルモノマー及び(メタ)アクリルアミドにカチオン性ビニルモノマー及び/又はアニオン性ビニルモノマーを含むモノマー混合物を共重合することにより得ることができる。
上記塗工液は、本発明の効果に影響のない範囲内で、上記高分岐型ポリアクリルアミドの他に、例えば上記高分岐型ポリアクリルアミド以外のポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール(PVA)、澱粉、サイズ剤、pH調整剤、消泡剤、抑泡剤、浸透剤、着色染料、防腐剤、耐水化剤、蛍光消去剤等の公知の種々の添加剤を、単独で、あるいは2種以上を含有していてもよく、また別に塗工してもよい。
中芯用基紙は、通常、原料パルプ等を含むパルプスラリーを抄紙して得られる。中芯用基紙は一層構造でも良いし、多層構造でも良い。
上記原料パルプとしては、公知のものを用いることができ、古紙パルプ、バージンパルプ又はこれらの組み合わせたものを適宜用いることができる。なお、バージンパルプよりも古紙パルプを多く用いることが省資源化の観点から好ましい。
上記パルプスラリーには、上記原料パルプの他に内添紙力剤を更に添加するとよい。内添紙力剤としては、乾燥紙力剤や湿潤紙力剤があり、乾燥紙力剤としては、例えばカチオン澱粉、ポリアクリルアミド(PAM)、カルボキシメチルセルロース(CMC)等が挙げられ、湿潤紙力剤としては、例えばポリアミド・エピクロルヒドリン樹脂、尿素樹脂、酸コロイド・メラミン樹脂、熱架橋性付与PAM等が挙げられる。これらのうち、歩留りの優れるポリアクリルアミドが好ましい。
上記中芯用基紙には、上記内添紙力剤の他に、例えば滑剤、サイズ剤、填料分散剤、pH調整剤、増粘剤、流動性改良剤、消泡剤、抑泡剤、離型剤、浸透剤、着色染料、着色顔料、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、防バイ剤、耐水化剤、蛍光消去剤等の公知の種々の添加剤を、単独で、あるいは2種以上を混合して添加してもよい。
当該段ボール用中芯のJIS−P8124(1998)「紙及び板紙−坪量測定方法」に準拠して測定した坪量としては130g/m2以下であり、115g/m2以上125g/m2以下が好ましく、116.4g/m2以上123.6g/m2以下がより好ましい。当該段ボール用中芯の坪量が上記上限を超えると近年の軽量化、省資源化の要請に反することとなる。一方、当該段ボール用中芯の坪量が上記下限未満の場合、十分な圧縮強さが得られないおそれがある。
当該段ボール用中芯の製造方法は、原料パルプを抄紙して得られる中芯用基紙の少なくとも片面に紙力剤を塗工する塗工工程を有する。当該段ボール用中芯は、一般に製紙に用いられるシステムで製造することができ、具体的には、例えばワイヤーパート、プレスパート、プレドライヤーパート、コーターパート、カレンダーパート、リールパートを含む製紙システム等を用いることができる。また、これ以外にも抄紙機とコーターパートとを分離したオフマシンコーターからなる製紙システムを用いても良く、抄紙機とソフトカレンダーを分離したオフマシンカレンダーからなる製紙システムを用いても良い。
当該段ボール用中芯を用いて段ボールを製造する方法は特に限定されず、例えばシングルフェーサーで当該段ボール用中芯を波状に形成(段繰り加工)し、この中芯の一方段頂部に貼合用の接着剤を塗布した後、ライナーと貼り合せて片面段ボールを作成し、次に、この片面段ボールシートの中芯の他方段頂部にグルーマシンで貼合用の接着剤を塗布してダブルフェーサーに送り、ヒーティングパートで中芯の他方段頂部側にライナーを貼りあわせ、熱板等で加熱した後、クーリングパートで冷却することにより段ボールを得ることができる。
JIS−P8124(1998)に記載の「紙及び板紙−坪量測定方法」に準拠して測定した。
JIS−P8117(2009)の「紙及び板紙−透気度及び透気抵抗度試験方法(中間領域)−ガーレー法」に準拠してガーレー試験機を用いて測定した。
JIS−P8126(2005)に記載の「紙及び板紙−圧縮強さ試験方法−リングクラッシュ法」に準拠して段ボール用中芯の横方向について測定した。なお、試験片としては、幅12.7mm、長さ152.4mmのものを用いた。
動的液体浸透性測定装置として、Emtec社製の「SURFACE AND SIZING TESTER(EST−12)」を使用し、信号強度が最大値を示すピーク出現時間を測定した。試験液として温度23℃の蒸留水を用い、超音波周波数2MHzにて測定した。なお、ピーク出現時間が遅い程、液体浸透性(吸水性)が低いことを意味する。
動的液体浸透性測定装置として、Emtec社製の「SURFACE AND SIZING TESTER(EST−12)」を使用して得られる浸透特性曲線における1秒後の信号強度を、ピーク時の信号強度を100%として相対的にあらわした。測定条件は上記ピーク出現時間の測定条件と同様である。
紙力剤の粘度は、デジタル式B型粘度計(東機産業社製、型番:TVB−10M)を用い、固形分濃度12.5%、ローター回転数60rpm、30℃にて測定した。また、塗工液の粘度は、塗工温度で、デジタル式B型粘度計(東機産業社製、型番:TVB−10M)を用い、ローター回転数60rpmにて測定した。
ゲートロールコーターのインナーロールとアウターロール間における塗工液の跳ね上がり(ボイリング)の程度及びゲートロール周辺のミスト発生量を目視評価し、以下の評価基準に従い、塗工機での操業性を評価した。
(評価基準)
◎:極めて良好
○:良好
△:やや劣る
×:劣る
段ボール用中芯の両面に、ライナーとして大王製紙株式会社製のJEK(坪量:210g/m2)を、貼合速度170m/分、及び250m/分の条件で貼りあわせてA段シングルフルートを作製し評価に供した。具体的には、得られた段ボールシートのライナーと中芯との接着力をJIS−Z0402「段ボール接着力試験方法」により測定し、以下の基準に従い評価した。なお、コルゲーターは、ダイオーエンジニアリング株式会社製「アグナティGO−14QRC(設計貼合速度250m/分)」を使用し、試験はシングルフェーサー及びダブルフェーサー側について、それぞれ10個の試験片について行い、平均値を求めた。
(評価基準)
◎:接着力が270N以上である。
○:接着力が250N以上270N未満である。
△:接着力が230N以上250N未満である。
×:接着力が230N未満である。
[実施例1]
段ボール古紙パルプ60重量%と、雑誌古紙パルプ40重量%を混合した後、ダブルディスクリファイナーでJIS−P8121(1995)「パルプのろ水度試験方法」に準拠して測定したフリーネスが360mlCSFになるまで叩解し、原料パルプスラリーを調製した。この原料パルプスラリーに、内添紙力剤(両性PAM、品番:TDS232、星光PMC株式会社製)をパルプ固形分あたり固形分で6kg/トン添加し、オントップフォーマーにて単層の湿紙を形成し、その後、湿紙を搾水し、プレドライヤーで乾燥させた。次いで、表1に記載のとおり紙力剤(高分岐型PAM、品番:T−ST132、星光PMC株式会社製)を片面あたり固形分換算で1.5g/m2となるように段ボール用中芯基紙の両面にゲートロールコーターにて塗工し、乾燥させて、実施例1の段ボール用中芯を得た。実施例1の段ボール用中芯の坪量は120g/m2であった。なお紙力剤(高分岐型PAM、品番:T−ST132、星光PMC株式会社製)の固形分濃度12.5%、ローター回転数60rpm、30℃での粘度は15mPa・sであり、質量平均分子量は40万であった。
紙力剤の種類、性状、濃度、塗工温度、塗工粘度、塗工量を表1に示すように変更したこと以外は上記実施例1と同様の操作を行い、実施例2〜6及び比較例1〜4の段ボール用中芯を得た。なお、比較例4では紙力剤を塗工しなかった。また、紙力剤を塗工せず坪量を160g/m2とした以外は上記実施例1と同様の操作を行い参考例の段ボール用中芯を得た。ただし、実施例2〜5、比較例4では塗工量の変更にあわせて中芯基紙の坪量を変更して表1に示す坪量の段ボール用中芯を得た。なお、比較例1〜3の紙力剤としては以下の薬品を用いた。
(比較例1)
直鎖状PAM、品番:ハリコートG35、ハリマ化成株式会社製
分子鎖の形状が直鎖状であり、固形分濃度12.5%、温度30℃での粘度は90mPa・sだった。
(比較例2)
網目状PAM、品番:ハリコートGA25、ハリマ化成株式会社製
分子鎖の形状が網目状であり、固形分濃度12.5%、温度30℃での粘度は100mPa・sだった。
(比較例3)
酸化澱粉、品番:MS#3800、日本食品化工株式会社製
固形分濃度18%、温度50℃での粘度は82mPa・sだった。
得られた各段ボール用中芯について、上記方法にて坪量、圧縮強さ(横)、透気抵抗度(ガーレー法)、動的浸透性試験(ピーク出現時間、1秒後の信号強度)、及び段ボールに加工した場合の接着性についてそれぞれ評価した。結果を表1に示す。
Claims (3)
- 原料パルプを抄紙して得られる単層の中芯用基紙を備え、この基紙の少なくとも片面に紙力剤を主成分とする塗工液を塗工してなる段ボール用中芯であって、
上記紙力剤が高分岐型ポリアクリルアミドを主成分としており、
上記高分岐型ポリアクリルアミドの塗工量が片面あたり固形分換算で0.5g/m 2 以上2.5g/m 2 以下であり、
上記基紙が、内添紙力剤として両性ポリアクリルアミドを含有し、
上記両性ポリアクリルアミドの含有量が、2kg/パルプt以上10kg/パルプt以下であり、
上記高分岐型ポリアクリルアミドが、3官能以上のビニルモノマー及び(メタ)アクリルアミドをモノマーとする共重合体であり、
坪量が130g/m2以下、圧縮強さ(横)が184N以上、透気抵抗度が55秒以下であることを特徴とする段ボール用中芯。 - 上記高分岐型ポリアクリルアミドの固形分濃度12.5質量%、且つ温度30℃における水溶液の粘度が9mPa・s以上25mPa・s以下である請求項1に記載の段ボール用中芯。
- 原料パルプを抄紙して得られる単層の中芯用基紙の少なくとも片面に紙力剤を主成分とする塗工液を塗工する塗工工程を有する段ボール用中芯の製造方法であって、
上記紙力剤が高分岐型ポリアクリルアミドを主成分としており、
上記塗工液の固形分濃度が5質量%以上20質量%以下であり、
上記塗工工程を、塗工液の温度を26℃以上、粘度を9mPa・s以上25mPa・s以下として行い、
上記高分岐型ポリアクリルアミドの塗工量が片面あたり固形分換算で0.5g/m 2 以上2.5g/m 2 以下であり、
上記基紙が、内添紙力剤として両性ポリアクリルアミドを含有し、
上記両性ポリアクリルアミドの含有量が、2kg/パルプt以上10kg/パルプt以下であり、
上記高分岐型ポリアクリルアミドが、3官能以上のビニルモノマー及び(メタ)アクリルアミドをモノマーとする共重合体であることを特徴とする段ボール用中芯の製造方法。
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