JP6536795B2

JP6536795B2 - 段ボール用中芯原紙及び段ボール

Info

Publication number: JP6536795B2
Application number: JP2015067746A
Authority: JP
Inventors: 加奈子井手; 野田　弘之; 弘之野田; 明彦浅見
Original assignee: 新東海製紙株式会社
Priority date: 2014-03-28
Filing date: 2015-03-27
Publication date: 2019-07-03
Anticipated expiration: 2035-03-27
Also published as: JP2015193972A

Description

本発明は、段ボールに用いる中芯原紙及びその中芯原紙を用いた段ボールに関するものである。

段ボールは、ライナーと中芯原紙を貼合機（コルゲーター）で接着して製造する。中芯原紙は、貼合機に備わる段ロールで波状に加工され、波の頂上部に澱粉糊等の接着成分を含む溶液が塗布されることで製造される。この塗布の後、中芯原紙とライナーとが積層され、熱板等によって８０℃程度まで加熱されて、接着が完了する。この接着後の段ボールは、例えば、折り目用の罫線を入れる加工や、所定の大きさに切断する加工が施される。しかしながら、中芯原紙とライナーとの接着強度が不十分であると、中芯原紙とライナーとが剥離する可能性があり、貼合速度を減速する必要が生じる。逆に、中芯原紙とライナーとの接着強度を高めることにより、その分、貼合機（コルゲーター）の速度を上げて生産量を向上させることが可能である。したがって、中芯原紙とライナーとの接着強度は、段ボールシートの生産性に大きな影響を与えることになる。また、ライナーのなかでも、熱伝導率の低い、厚物のライナーは、ライナーに熱が伝わりにくいため、高速貼合下での中芯原紙との貼合が難しいという欠点がある。ライナーの熱伝導率を高めるためにはライナーを薄くする必要があるが、ライナーを薄くすると、同時に強度が弱くなるため、単純にライナーを薄くすれば解決するという問題ではない。

またコスト低減や原料調達の都合などにより古紙配合比率を高めて製造された中芯原紙やライナーを使用する場合においては、熱伝導率が低くなる傾向にある。高速貼合下での中芯原紙とライナーの接着が難しい場合があるが、貼合速度を下げて対応すると生産性が低下する問題が残る。段ボールシートの加工に使用するコルゲーターは近年高速化が進んでおり、３００ｍ／ｍｉｎ以上の加工速度であるものも存在する。この加工適性は中芯原紙とライナーの接着強度を評価することにより、段ボールとして満足な品質であるか判断ができる。

そのため、中芯原紙とライナーの接着強度を向上させるために、さまざまな提案がなされている。例えば、特許文献１は、ライナーの吸水性を向上させ、接着成分の水溶液を効率的に吸収させる方法が提案されている。しかしながらこの方法では、中芯原紙の性能によって接着強度が大きく変わる等の問題が残るため、十分に生産性が向上できたとは言い切れない。

特開２０１４−１２９０８号公報

本発明が解決しようとする主たる課題は、熱伝導率の低いライナー（例えば、厚物のライナー）に対しても接着強度が高く、高速貼合に耐える、すなわち生産性の高い段ボール用中芯原紙を提供することにある。

上記課題を解決するためになされた発明は、
熱伝導率が０．２２２Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である段ボール用中芯原紙である。

また本発明は、前記中芯原紙とライナーからなる段ボールである。

前記段ボール用中芯原紙の熱伝導率の値ｙが０．２２２Ｗ／（ｍ・Ｋ）≦ｙ、且つ前記ライナーの熱伝導率の値ｘが０．２２１Ｗ／（ｍ・Ｋ）≦ｘ、且つｙ≧−３．９９３ｘ＋１．１３９を満足する範囲の値としたことを特徴とする段ボールである。

当該段ボール用中芯原紙においては、熱伝導率を０．２２２Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上に高めることにより、接着成分を含む溶液へ高速で熱が伝わり、当該溶液に含まれる接着成分が素早く溶融する。それにより、貼合機（コルゲーター）が高速であっても、中芯原紙とライナーの接着強度が保たれる。

以上説明したように、本発明の段ボール用中芯原紙は、熱伝導率が高く、貼合性に優れる。従って、当該段ボール用中芯原紙によれば、熱伝導率の低いライナーを使用した場合であっても高速貼合に耐え、強度と生産性に優れる段ボールを形成することができる。

以下、本発明の段ボール用中芯原紙の実施の形態を詳説する。

本発明の段ボール用中芯原紙は、熱伝導率が０．２２２Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である。これは坪量に関係なく熱伝導率を０．２２２Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上とすることで、熱伝導率の低いライナーと貼合しても高い接着力を発現することができる。好ましくは、段ボール用中芯原紙の熱伝導率の値ｙが０．２２２Ｗ／（ｍ・Ｋ）≦ｙ、且つ前記ライナーの熱伝導率の値ｘが０．２２１Ｗ／（ｍ・Ｋ）≦ｘ、且つｙ≧−３．９９３ｘ＋１．１３９を満足する値、さらに好ましくは、段ボール用中芯原紙の熱伝導率の値が０．２２２Ｗ／（ｍ・Ｋ）≦ｙ、且つ前記ライナーの熱伝導率の値が０．２２１Ｗ／（ｍ・Ｋ）≦ｘ、且つｙ≧−３．９９３ｘ＋１．１３９を満足する範囲の値とすることで、より高い接着力と強度を兼ね備えた段ボールを形成することができる。

熱伝導率を高めるために、一般的に紙をできるだけ薄くすることが試みられるが、紙が薄くなると、同時に強度が低下する。段ボール用中芯原紙には、例えば最低でも圧縮指数（横）９０Ｎ・ｍ^２／ｇ以上、縦方向の引張強さ３．３ｋＮ／ｍ以上が求められるため、一定以上の強度を有しないと性能不足である。

そのため、例えば、パルプスラリーの叩解度（フリーネス）を２００〜５００mｌに調整することにより、紙の強度を向上させることが望ましい。

当該段ボール用中芯原紙における坪量としては、８０ｇ／ｍ^２以上１８０ｇ／ｍ^２以下であり、１００ｇ／ｍ^２以上１６０ｇ／ｍ^２以下が好ましい。

また、当該段ボール用中芯原紙における緊度としては、０．５ｇ／ｃｍ^３以上０．７ｇ／ｃｍ^３以下が好ましい。

当該段ボール用中芯原紙においては、このように厚みを少なくし、かつ、低密度とすることが好ましく、その理由は物理的に熱伝導率が向上する構造となるからである。
ただし、段ボール用中芯原紙における熱伝導率は、厚みや密度以外の要因からも影響を受けるため、この方法に限定されない。

一方、段ボール用中芯原紙の熱伝導率が０．２２２Ｗ／（ｍ・Ｋ）未満では、接着力が弱く、中芯原紙とライナーとが剥離し、貼合機の貼合速度を減速する必要が生じる。

当該段ボール用中芯原紙は、パルプを主成分とするパルプスラリーの抄紙で形成することができる。このパルプとしては、広葉樹晒クラフトパルプ、針葉樹晒クラフトパルプ、広葉樹未晒クラフトパルプ、針葉樹未晒クラフトパルプ、広葉樹亜硫酸パルプ、針葉樹亜硫酸パルプ等が挙げられる。また、木材繊維を含む主原料として、化学的に処理されたパルプ、木材以外の繊維原料であるケナフ、麻、葦等非木材繊維を主原料として化学的に処理されたパルプやチップを機械的にパルプ化したグランドパルプ、木材又はチップに化学薬品を添加しながら機械的にパルプ化したケミグランドパルプ、及びチップを柔らかくなるまで蒸解した後、レファイナー等でパルプ化したセミケミカルパルプ等のバージンパルプ及び、段ボールや新聞紙、チラシ等の古紙パルプのほか、塗工紙、非塗工紙、地券、カラー印刷された紙、白黒印刷された紙など種々の耐漂白性を有する紙を含む雑誌古紙などの古紙パルプを使用することができる。

なお、リサイクル性の点からは、古紙パルプを用いることが好ましい。全パルプに対する古紙パルプの使用量として、５０質量％以上が好ましく、８０質量％以上がより好ましい。

また、上記パルプに加えて、レーヨン繊維、アクリル繊維、ポリアミド繊維、その他の合成繊維、ガラス繊維、炭素繊維等が紙層の成分として用いられていてもよい。

（当該段ボール用中芯原紙の製造方法）
当該段ボール用中芯原紙は、上述のように原料パルプスラリーを抄紙することによって得ることができる。当該段ボール用中芯原紙は、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。

上述の原料パルプスラリーには、公知の添加剤を内添することができる。公知の添加剤としては、例えば、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール系高分子、尿素／ホルマリン樹脂、メラミン／ホルマリン樹脂、澱粉等の紙力増強剤や、硫酸バンド等の定着剤、ポリアクリルアミド、アクリルアミド／アミノメチルアクリルアミドの共重合物の塩、カチオン化澱粉、ポリエチレンイミン、ポリエチレンオキサイド、アクリルアミド／アクリル酸ナトリウム共重合物等の歩留り向上剤、ポリアミド、ポリアミン、エピクロルヒドリン等の耐水化剤、消泡剤、タルク等の填料、染料、スライムコントロール剤、抗菌剤、紫外線防止剤、防滑剤、滑剤、耐油剤、撥油剤、耐光・耐候性付与剤等を例示することができる。以上のほか、添加剤としてサイズ剤を添加することもできる

（当該ライナーの製造方法）
当該段ライナーは、上述のように原料パルプスラリーを抄紙することによって得ることができる。当該ライナーは、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。原料となる繊維及び添加剤には、段ボール用中芯原紙と同様のものが使用できる。

（当該段ボール用中芯原紙を用いた段ボールの製造方法）
当該段ボール用中芯原紙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で当該段ボール用中芯原紙を波状に形成（段繰り加工）し、この中芯原紙の一方段頂部に貼合用の接着剤（接着剤溶液）を塗布した後、当該段ボール用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原紙の他方段頂部にグルーマシンで貼合用の接着剤（接着剤溶液）を塗布してダブルフェーサに送り、ヒーティングパートで中芯原紙の他方段頂部側に当該段ボール用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。

貼合用の接着剤としては、例えば澱粉等が挙げられ、具体的には、水、糊化澱粉（α化澱粉）、未糊化澱粉（β澱粉）、アルカリ化合物、硼素化合物等で構成される。主成分となる未糊化澱粉（β澱粉）としては、例えばとうもろこし澱粉、小麦澱粉、じゃがいも澱粉、タピオカ澱粉等の各種生澱粉やリン酸エステル化澱粉、アミノ化澱粉等のカチオン基で澱粉を化学修飾したカチオン化澱粉、酸で加水分解させ分子量を調整した酸化澱粉、α−アミラーゼで加水分解し分子量を調整した酵素変性澱粉等の化学変性された各種加工澱粉等を用いることができる。また、糊化澱粉（α化澱粉）としては、例えば酸加水分解澱粉、カチオン化澱粉、酵素変性澱粉等の加工澱粉やハイアミロース澱粉等が挙げられる。また、耐水性を要求される耐水性段ボールには、例えばアクリル、ＳＢＲ等の合成樹脂や澱粉と合成樹脂を混合した接着剤を用いることができる。

本発明において、中芯原紙と貼合するライナーは、特に制限はなく公知のものが使用できる。ライナーの熱伝導率はが低くても、本発明の中芯原紙と良好に接着することができる。

以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。また特に記載のない場合については抄造した紙はＪＩＳＰ−８１１１に準じて処理を行なった後、テストに供した。

なお、本実施例における各測定値は、以下の方法にて測定した値である。

[熱伝導率測定方法]
熱伝導率は京都電子工業製ＧＴＭ−Ｔ３を使用して測定した。方法は熱線プローブ法である。シリコーンゴム（熱伝導率０．２３８Ｗ／（ｍ・Ｋ））の板上に段ボール用中芯原紙を６枚重積層し（約１．００ｍｍの厚さ）、プローブをシート面に当て、熱伝導率を測定した。

[段ボール加工方法]
コルゲーター（三菱重工業株式会社製の段ボールシート製造機）を使用し、特種東海製紙製ＴＰＫ（坪量２８０ｇ／ｍ^２熱伝導率０．２３３Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下、シートＸとする)、市販品１（坪量２１０ｇ／ｍ^２熱伝導率０．２３２Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下、シートＹとする）および市販品２(坪量２８０ｇ／ｍ^２熱伝導率０．２３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下、シートＺとする)をライナー原紙として使用し、中芯原紙Ａ（熱伝導率０．２５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）)、中芯原紙Ｂ（熱伝導率０．２２５Ｗ／（ｍ・Ｋ）)、中芯原紙Ｃ（熱伝導率０．２２２Ｗ／（ｍ・Ｋ）) 、中芯原紙Ｄ（熱伝導率０．２２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）)、中芯原紙Ｅ（熱伝導率０．２０１Ｗ／（ｍ・Ｋ）)を段ボール用中芯原紙として、それぞれ澱粉糊を接着剤としてコルゲート加工を（速度３５０ｍ／ｍｉｎ）行い、段ボールを作成した。

[段ボール加工適性評価方法]
段ボールの接着力試験（ＪＩＳＺ０４０２）にて接着度合いを確認した。シングルフェーサ側の接着力が３２０Ｎ以上のものを○、接着力が２７０〜３２０Ｎのものを△、２７０Ｎ以下のものを×とした。
また、目視で確認した際に明らかに端部の剥がれのあるものは全て×とした。

＜実施例１＞
パルプ原料に硫酸バンド及びサイズ剤を添加し、長網抄紙機で抄紙して熱伝導率０．２３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）の中芯原紙Ａを製造した。さらに、この中芯原紙ＡとシートＸを用いて段ボールを製造し、各種評価を行った。詳細は、表１に示す通りである。

段ボール用中芯原紙の原材料は以下の通り。

（パルプ原料）
段ボール古紙パルプ８０％とクラフト古紙パルプ２０％とを配合したものを使用した。

（硫酸バンド）
朝日化学工業社製の液体硫酸バンド（固形分２８％）を使用した。

（澱粉糊）
日本澱粉社製のローコンスを使用した。
塗工量（表側３．２ｇ／ｍ²、裏側５．０ｇ／ｍ²）、濃度（表側３．２％、裏側３．０％）。

＜実施例２〜９及び比較例１〜６＞
中芯原紙の熱伝導率および貼合するライナーを表１に示すように替えたこと以外は、実施例１と同様にして各段ボール中芯原紙を得た。

各実施例および比較例の段ボール加工適正評価の結果を表１に示した。

表１の結果、実施例１乃至９から、熱伝導率が０．２２２Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であれば、熱伝導率の低いライナーと貼合しても段ボールの加工適正で良好な結果が得られた。

中芯原紙の熱伝導率が０．２２２Ｗ／（ｍ・Ｋ）よりも低い比較例１乃至６については接着部分が剥がれやすく、×判定となった。

本発明の段ボール用中芯原紙は、段ボールの加工機の高速化、およびライナーの多様化に対応できることにより、生産効率を高めるために有用である。

Claims

熱伝導率が０．２２２Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である段ボール用中芯原紙（但し、水酸化アルミニウム粉末を含まない）。
請求項１に記載の段ボール用中芯原紙とライナーからなる段ボール。
前記段ボール用中芯原紙の熱伝導率の値ｙが０．２２２Ｗ／（ｍ・Ｋ）≦ｙ、且つ前記ライナーの熱伝導率の値ｘが０．２２１Ｗ／（ｍ・Ｋ）≦ｘ、且つｙ≧−３．９９３ｘ＋１．１３９を満足する範囲の値とした、請求項２に記載の段ボール。