JPH0655931B2 - 段ボ−ル製造用の接着剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は段ボール製造用の接着剤に関するものであり、
更に詳しくは、ポリビニルアルコール、クレー及び水溶
性硼素化合物を主成分とする、取扱いが容易で、接着性
が良好な水系接着剤を用いて、この接着剤を塗布後、加
熱を必要とせずに高速で製造することを特徴とする非常
に省熱効果に優れた段ボール製造用の接着剤に関するも
のである。

従来の技術 段ボールシートの製造は基本的にはライナー原紙と中芯
原紙との接着であり、その加工度合に比べると熱エネル
ギーを極めて多量に消費する工程となっている。この原
因は接着剤として加熱乾燥が起こらなければ接着が起こ
らない水系の澱粉糊を使用している所にある。

又、段ボールシートの一般的な製造方法は、まずシング
ルフェーサー部で中芯原紙を段成形すると同時に糊ロー
ルで段頂に糊を塗布し、ライナー原紙に加熱圧着して片
面段ボールを製造する。次いでダブルフェーサー部で、
シングルフェーサーで製造した片面段ボールの段頂に糊
を塗布し、約１７０℃に加熱された熱盤とキャンバスシ
ートとの間に供給して、加熱と同時にウエイトロールで
加圧することにより、塗布した澱粉糊を糊化乾燥して接
着し、引続き直ちに罫線入れ、幅断ち、流れ断ちをして
両面段ボールシートあるいは複両面段ボールシートを製
造する。このダブルフェーサー部での接着は、両面段ボ
ールの場合はライナー原紙を介して、又複両面段ボール
の場合は更にライナー原紙と片面段ボールを介して、熱
盤の熱により片面段ボールに塗布された澱粉糊を加熱し
て行なっている。また、ダブルフェーサー部では、すで
に構造体となっている片面段ボールとライナー原紙との
接着であるため、加圧も段構造を破壊しない程度の温和
なものしか行なえず、そのため熱盤からの熱の伝達も更
に効率の悪いものとなっている。特にダブルフェーサー
部での熱エネルギーの消費が大きな問題となっている。

この欠点を改善しようと近年接着を完了するのに加熱す
る必要のない接着剤を用いた段ボールの製造方法が検討
されてきた（ 特開昭 ５６−３２５７０号、特開昭５
６−７００７４号、特開昭５６−１０５９５２号）。そ
の他、従来からポリビニルアルコール系の紙用接着剤に
ついては種々検討されており、特公昭３６−２２５７９
号、特開昭 ４７−３３３６号、ＵＳＰ３，１３５，６
４８等に開示されている。

しかしながら上記の特開昭５６−３２５７０号や特開昭
５６−７００７６号に示された、いわゆる冷固化性接着
剤は接着剤を高温で塗布し、塗布された接着剤が冷却さ
れることにより増粘固化する性質を利用したものであ
る。そのため低速時には中芯原紙に塗布された接着剤が
ライナー原紙と接触する前に固まってしまい接着出来な
くなるという欠点がある。更にアミロース含量の高い澱
粉系冷固化性接着剤等の澱粉系接着剤にはセット性に優
れたものもあるが、澱粉系接着剤は一度冷却して固化し
た場合には、再度加熱を行ない、使用温度まで接着剤を
昇温しても、流動性をもった液状にはならない欠点があ
り、接着剤のパイプ搬送や塗布、貯蔵等の取扱いが非常
に困難であり、実用化されていない。

又特開昭５６−１０５９５２号に示された方法は、中芯
原紙あるいはライナー原紙の一方に接着剤を塗布し、他
方に硬化剤を塗布した後貼合し、両者を反応させて接着
させる方法であるが、これは工程が複雑になるという欠
点を有する。

又特公昭３６−２２５７９号、特開昭４７−３３３６
号、ＵＳＰ３，１３５，６４８に開示されたポリビニル
アルコール系接着剤では、初期接着姓が不足し、接着剤
を塗布後熱盤での加熱を必要としない方法では、到底高
速での段ボールの製造が出来ず、消費熱エネルギーの低
減を達成し得ない。

本発明が解決しようとする問題点 今日、段ボールの製造は一般的に毎分１００ｍ以上の高
速で行なわれており、しかも生産性の観点よりダブルフ
ェーサー部での貼合直後に罫線入れ、幅断ち、流れ断ち
を行なうため、接着の初期の段階で接着部に大きな応力
がかかる。そのため接着剤には非常に速いセット性と大
きな初期接着性が要求されるため、段ボールシート製造
用接着剤の開発は非常に難しいものとなっている。現行
のコルゲーターのダブルフェーサー部で、澱粉糊が塗布
されてから、罫線入れ、幅断ち、流れ断ちが行なわれる
までの時間は、１００ｍ／ｍｉｎ以上の高速となると４
〜１０秒の間となり、この短時間に罫線入れ、幅断ち、
流れ断ち時の応力に耐えられる所まで接着力が発揮され
ておかねばならない。この点が同じ紙用接着剤と言って
も合紙用や紙管用接着剤と大きく異なるところである。
しかも接着剤の塗布量のコントロールも、非常に大きい
剪断速度下で行なう必要があり、極めて流動性の良い接
着剤が要求されるのである。又逆に、コルゲーターの貼
合速度は、原紙替え、オーダー替え等の作業が頻繁に行
なわれるため速度の高低が激しく、低速で貼合する場合
が結構頻度高くある。

そのためコルゲーター用の接着剤としては、高速時の非
常に速いセット性及び大きい初期接着力と、逆に低速時
には接着剤が塗布されてからダブルフェーサー部に入る
まで時間がかかるので、オープンタイムが非常に長いこ
とが必要であり、この二律背反する要求性能を満足する
と共に、接着剤の塗布後、加熱を必要としない段ボール
の省熱高速製造方法は未だ開発されていない。

問題を解決する為の手段 本発明者らはこのような現状に鑑み、鋭意検討の結果、
ある特定のポリビニルアルコール系接着剤が段ボール製
造用として非常に優れた接着性を示すことを見出し、又
この接着剤を用いて塗布すれば、その後加熱を必要とせ
ず、しかも低速から高速の条件下で段ボールの製造が可
能なことを見出し、本発明を完成したものである。

即ち本発明はポリビニルアルコール（以下ＰＶＡと略記
する）、クレー及び水溶性硼素化合物を主成分とし、Ｐ
ＶＡとクレーとの割合が、ＰＶＡ１００部（重量基準、
以下同じ）に対しクレーが２００〜６００部であり、水
溶性硼素化合物はＰＶＡ１００部に対し０．１〜１５部
であり、接着剤固形分濃度が２５〜６０％（重量基準、
以下同じ）である水系接着剤に於て、 （イ）接着剤中のＰＶＡの水溶液としての濃度範囲が、
使用されるＰＶＡの平均重合度に応じて下記の（ｉ）、
（ii）及び（iii）式を満足する領域内にあり、 Ｙ≧−０．００１４Ｘ＋ ９．４ （ｉ） Ｙ≦−０．００６１Ｘ＋２６．３ （ii） ２００≦ Ｘ ≦３５００ （iii） ここで Ｙ＝１００×Ｐ／（Ｐ＋Ｗ） （重量％） Ｐ：接着剤中のポリビニルアルコール含有量 Ｗ：接着剤中の水の含有量 Ｘ：ポリビニルアルコールの平均重合度 （ロ）Ｂ型粘度計による接着剤の粘度が、８５℃で２０
０〜６０００センチポイズで、８５℃から３０℃へ接着
剤の温度が低下した時の粘度の増大割合が８倍以下、
１．５倍以上であり、 （ハ）ポリビニルアルコールが、けん化度７２〜１００
モル％のポリビニルアルコール(a) １０〜９０重量部
と、けん化度が(a)よりも２〜３０モル％低いポリビニ
ルアルコール(b)９０〜１０重量部とからなる ことを特徴とする段ボール製造用の接着剤であって、こ
の接着剤を用いれば、接着剤を塗布後、段ボールを加熱
せずとも高速でも充分段ボールの製造が可能となったも
のである。

本発明において、ＰＶＡ１００部に対しクレーの割合が
２００部未満では初期接着性が不足し、一方６００部を
越えると平衡接着力が低過ぎると共に固形分濃度が高く
なり粘度が高くなり過ぎるため不適当であり、そのため
結局２００〜６００部が適当で、更に好ましくは２００
〜４５０部が適当である。

水溶性硼素化合物としては硼酸、硼砂などの硼酸塩及び
グリセリンやエチレングリコールなどの多価アルコール
の硼酸エステルが適当である。使用量はＰＶＡ１００部
に対し１５部以下が適当である。下限については特に制
限はないが０．１部以上が望ましい。使用量が多いほど
接着剤の粘着性が増し初期接着性が良くなるが、低温で
ゲル化し易くなり、８５℃から３０℃に接着剤の温度が
低下した時の粘度の増大割合が８倍より大きくなって取
り扱いにくく、好ましくない。更に好ましくは、重合度
の低いＰＶＡに対しては水溶性硼素化合物の使用量を比
較的多くし、逆に重合度の高いＰＶＡに対しては少な目
でよい。このような水溶性硼素化合物を比較的多く使用
する場合は、接着剤のＰＨに注意しなければならない。
即ち、接着剤がアルカリ性であるとＰＶＡと水溶性硼素
化合物との結合が進み、低温でゲル替し易くなって、８
５℃から３０℃に接着剤の温度が低下した時の粘度の増
大割合が８倍以下１．５倍以上にならず、接着剤の取扱
いが容易でなく、又接着性も良くない。このため接着剤
のＰＨは中性から酸性領域が良く、好ましくは６以下が
望ましい。

接着剤の固形分濃度は２５〜６０％が適当で、２５％よ
り低いと初期接着性が悪く、又６０％より高いと取り扱
いにくく、又平衡接着力も出にくい。

本発明に於て用いられるＰＶＡの重合度は２００〜３５
００のものが適当であり、重合度が２００未満では平衡
接着力が極端に低くなり、又３５００よりも大きい重合
度ではＰＶＡ自体の粘度が急激に高くなり、初期接着性
を満足させるためには、接着剤中のＰＶＡ含有量を高く
する事が出来ず、結果的には段ボールに対する平衡接着
力が低くなる。結局ＰＶＡの重合度としては２００〜３
５００のものが適当で、更に望ましくは３００〜２５０
０のものが好適である。

更に、接着剤の接着性に対しＰＶＡの重合度に対する接
着剤中のＰＶＡの濃度が極めて重要であることが判明し
た。即ち、ＰＶＡの重合度２００〜３５００に於て、Ｐ
ＶＡ重合度の比較的低いものは使用出来るＰＶＡの濃度
の範囲は大きい。しかし余りにＰＶＡの濃度を高くする
と接着剤の保水性が著しく高くなり、初期接着性が悪く
なる。又ＰＶＡの濃度を低くし過ぎると、接着剤の粘着
力が弱くなって初期接着性が悪くなると共に平衡接着力
も低くなるため問題であり、結局段ボールの品質を保つ
ためにはＰＶＡの含有量を比較的多目にする必要がある
のである。一方、ＰＶＡ重合度の比較的高いものは、Ｐ
ＶＡ自体の粘度が高く、ＰＶＡの濃度を高くすると接着
剤の粘度が極端に高くなると共に、保水性が高くなり初
期接着性が悪くなる。そのためＰＶＡの濃度を比較的低
くする必要があるが、又余りにＰＶＡの濃度を低くし過
ぎると接着剤の粘着力が不足して、やはり初期接着性が
悪くなる。ＰＶＡ重合度の比較的高いものは、使用出来
る接着剤中のＰＶＡの濃度範囲は小さく、又傾向的には
ＰＶＡの濃度を低重合度のＰＶＡのものより低くして粘
度を下げ、クレーを多目にして接着剤の固形分濃度をあ
る程度高くする必要があるが、クレーを多くして接着剤
中のＰＶＡの含有量を少なくし過ぎると平衡接着力が低
くなりすぎるのは当然である。

このように、ＰＶＡの重合度に対してごく一部の特定の
範囲のＰＶＡ濃度の接着剤が優れた接着性を示すことが
判明した。更に詳しく検討した結果、下記の(ｉ)、(ii)
及び(iii)式で示されるＰＶＡの濃度範囲の接着剤が好
適であることが判明した。

Ｙ≧−０．００１４Ｘ＋ ９．４ （ｉ） Ｙ≦−０．００６１Ｘ＋２６．３ （ii） ２００≦ Ｘ ≦３５００ （iii） ここで Ｙ＝１００×Ｐ／（Ｐ＋Ｗ） （重量％） Ｐ：接着剤中のポリビニルアルコール含有量 Ｗ：接着剤中の水の含有量 Ｘ：ポリビニルアルコールの平均重合度 （粘度平均重合度 ＪＩＳ Ｋ６７２６） 即ち、第１図に於て斜線の部分が好適に使用される範囲
である。

これらのＰＶＡのけん化度としては７０モル％以上、望
ましく８０モル％以上のものが接着性に優れることを見
出した、このことは先に出願した通りである（特開昭５
９−２３０７９３号）。しかし、このけん化度について
も種々の検討をした結果、同じけん化度であっても１種
のＰＶＡを用いた場合よりも、けん化度の異なる２種以
上のＰＶＡをある特定の割合で混合使用したものの方が
更に接着性に優れることを見出し、本発明を完成したも
のである。即ち、７２〜１００モル％のＰＶＡ(a)１０
〜９０部と、けん化度が(a)よりも２〜３０モル％低い
ＰＶＡ(b)９０〜１０部とを併用したものの接着性が同
じけん化度である単一のＰＶＡ（初めからそのけん化度
になるようにけん化条件を設定して製造したＰＶＡ）を
用いたときよりも更に良好であることを見出した。接着
性が良好な理由ははっきりとしないが、低けん化度ＰＶ
Ａの紙層中への浸透し易さと、高けん化度ＰＶＡの粘着
力とが接着性に寄与し、初期接着性及び平衡接着力が共
に向上したものと思われる。ただし、けん化度が高くか
つ重合度も高いＰＶＡが多いものは粘度が高くそれ故あ
まり接着剤の濃度を高く出来ず、又けん化度が低くかつ
重合度も低いＰＶＡが多いものは粘着力が特に低いこと
に注意しなければならない。これらのＰＶＡ混合物の平
均けん化度としては７０モル％以上が適当で、更に望ま
しくは８０モル％以上が適当である。けん化度の差が２
モル％未満では単一のＰＶＡと変わらず、差が３０モル
％を越えるものは粘着力が低下しかえって接着性が良く
ないのである。

部分けん化ＰＶＡとしては通常のメタノール溶液中でけ
ん化したものが使用可能であるが、酢酸メチルやその他
の溶媒中、又はメタノールと他の溶媒との混合溶媒中で
けん化したＰＶＡも使用可能である。（尚けん化度の測
定はＪＩＳ Ｋ７６２６による） ＰＶＡ重合度としては、２００〜３５００、望ましくは
３００〜２５００のものが適当であることは前にも述べ
たが、この重合度に関しても、重合度の異なる２種以上
のＰＶＡを混合使用した方が１種のＰＶＡ（初めからそ
の重合度になるように重合、けん化して製造したＰＶ
Ａ）を使用した場合よりも接着性が良好である。即ち、
ＰＶＡ重合度については重合度２００〜８００望ましく
は３００〜６００のＰＶＡ１０〜９０部と、重合度１１
００〜３５００、望ましくは１７００〜２５００のＰＶ
Ａ９０〜１０部からなるものの方が、同じ重合度のＰＶ
Ａであっても１種のＰＶＡを使用した場合よりも、粘度
はほぼ同じであるにもかかわらず接着性が良好である。

２００〜８００の重合度のＰＶＡも、１１００〜３５０
０の重合度のＰＶＡも、全体のＰＶＡ１００部に対し１
０部未満では１種のＰＶＡを用いた場合とあまり変わら
ない。この理由についてははっきりしないが、１種のＰ
ＶＡよりも重合度の異なる２種以上のＰＶＡを混合した
ＰＶＡの方が重合度分布が広く、即ち平均重合度は同じ
であっても、２種以上のＰＶＡを混合したものは、より
低重合度のＰＶＡと、より高重合度のＰＶＡが存在する
ことになり、重合度の低いＰＶＡは接着剤糊液の紙層中
への浸透を良くし、又クレーの分散性を良くして接着性
の向上に寄与し、一方、より重合度の高いＰＶＡは初期
接着性に大きな影響を与える接着性を高めるのに寄与し
ているものと思われる。

又アニオン変性ＰＶＡ、カチオン変性ＰＶＡ、アクリル
アミド変性ＰＶＡ、ラクトン変性ＰＶＡ、その他共重合
により変性した種々の変性ＰＶＡや、アセタール変性Ｐ
ＶＡ等のＰＶＡを後変性したＰＶＡ、又はその他の方法
により変性したＰＶＡを併用しても良い。

本発明に於けるクレーとしてはカオリナイト系、ハロイ
サイト系、パイロフィライト系及びセリサイト系の１種
又は２種以上のものを使用出来るが、粒径としては平均
粒径が２ミクロン以下の微粒子のものの方が接着性が良
好である。ただし水を加えてスラリーにした時に増粘す
るものは取扱いにくく、又接着剤の固形分濃度もあまり
高く出来ず初期接着性もあまり良くない。クレー単独、
又は後述するアニオン性高分子化合物及びその金属塩、
水ガラス、リン酸化合物の金属塩又はノニオン活面活性
剤の中の１種又は２種以上のものを併用した場合のＢ型
粘度計によるスラリー粘度が、２５〜４０％の水系分散
液で１０００センチポイズ（２５℃）以下のものが良
い。

又接着剤の粘度も接着性に大きく影響し、８５℃に於け
るＢ型粘度計による粘度が２００〜６０００センチポイ
ズ、望ましくは３００〜３０００センチポイズが適当で
ある。接着剤を中芯原紙の段頂に塗布後ライナー原紙と
貼り合わせた時の接着機構を考えてみると、初期接着性
に対しては接着剤中の水分が中芯原紙やライナー原紙に
吸収されることにより、接着剤の固形分濃度が増大し、
それに伴って粘着性が増大することが本発明に用いる接
着剤の初期接着性に最も寄与しているものと思われる
が、接着剤の粘度も大きく影響しているものと考えら
れ、従って接着剤の粘度は高い方が良い。一方平衡接着
力に関しては、接着剤が中芯原紙やライナー原紙の紙層
中にある程度の深さまで浸透することが必要と思われ接
着剤の粘度は低い方が良い。即ち、粘度の高い方が初期
接着性は良好であるが、平衡接着力が不足し、逆に粘度
が低過ぎると平衡接着力は高くなるが初期接着性が不足
する。結局８５℃に於けるＢ型粘度計による粘土が２０
０〜６０００センチポイズ、望ましくは３００〜３００
０センチポイズが適当である。

又接着剤の物性としてこの接着剤の温度が室温近くまで
低下した時にゲル化するようでは、パイプ搬送や貯蔵時
等の接着剤の取扱いが容易でないばかりか、低速貼合時
には、特にダブルフェーサー部で、片段に塗布された接
着剤のオープンタイムが長くなるため、塗布された接着
剤の温度が低下し、被着体のライナー原紙と接触する前
に接着剤がゲル化もしくは著しく増粘し、接着力が低下
して接着に問題が生じる。

これに対し、接着剤の液温が８５℃から３０℃まで低下
した時の接着剤の粘度の増大割合が８倍以下１．５倍以
上であれば、このような問題は生じない。８５℃から３
０℃への接着剤の液温が低下した時の粘度の増大割合を
８倍以下１．５倍以上にするためには、クレーとして前
記のカオリナイト系、パイロフィライト系、ハロイサイ
ト系又はセリサイト系の１種又は２種以上のものを使用
すれば良い。又水溶性硼素化合物を使用する場合は、前
記の特定のクレーを用いて、かつ中性から酸性領域で使
用する等のある特定の条件下で使用すれば、粘度の増大
割合を８倍以下１．５倍以上にすることが可能である。
コンゴーレッドやレゾルシノール等のゲル化剤を比較的
多く使用したり、比較的多くの量の水溶性硼素化合物と
アルカリ性フィラーを用いたＰＶＡ系接着剤では、この
増粘割合を８倍以下１．５倍以上には抑えられないので
ある。

更に近年、コルゲートマシンの貼合速度は１００ｍ／ｍ
ｉｎあるいはそれ以上の高速で運転されており、グレー
マシンでの塗布量のコントロールは１０⁴sec^-1以上のか
なり高い剪断速度下で行なわれており、高剪断速度下の
接着剤の流動特性が接着性に大きく影響しているものと
考えられ検討した結果、３×１０⁴sec^-1の剪断速度下の
ハーキュレス粘度(A)と同一温度に於けるＢ型粘度計に
よる粘度(B)とが、下記の(iv)式の関係にあり、 かつ、８５℃でのＢ型粘度計による粘度が３００〜３０
００センチポイズの範囲にあるものが特に段ボール製造
用の接着剤として適当であることがわかった。

の下限については特に制限はないが、通常１以上であ
る。この関係を第２図に示した。このことは低剪断速度
下の粘度に対する高剪断速度下の粘度が低いほど接着性
が良いことを示している。

このような性質を有する段ボール製造用の接着剤とし
て、ＰＶＡ、クレー及び水溶性硼素化合物からなる接着
剤でも良いが、更にポリリン酸ナトリウムやヘキサメタ
リン酸ナトリウム等のリン酸化合物の金属塩や水ガラス
等のクレーの分散剤、ポリアクリル酸及びその塩、アル
ギン酸ナトリウム、イソブテン−無水マレイン酸共重合
物等のアニオン性高分子化合物とその金属塩、高級アル
コールのエチレンオキサイド付加物、エチレンオキサイ
ドとプロピレンオキサイドとの共重合物等のノニオン界
面活性剤又はグァーガムを併用すると流動性がより一層
改良され、更に接着性が向上する。上記の流動性改良剤
の中でもヘキサメタリン酸ナトリウム、ポリアクリル酸
ナトリウム又はアルギン酸ナトリウムが好適である。添
加量はクレー１００部に対し０．０１〜２部が適当で、
２部を越えると初期接着性が悪くなり、０．０１部未満
では効果がない。

又、過ヨウ素酸ナトリウム、過ヨウ素酸、過ヨウ素酸カ
リウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸ア
ンモニュウム等の過酸化物を添加することも、接着性を
改良するのに効果的である。中でも過ヨウ素酸、過ヨウ
素酸ナトリウム、過硫酸ナトリウムが好適である。過酸
化物を添加すると粘度が低くなって取扱いが容易にな
り、又接着剤の粘着性も向上し初期接着性が良くなる。
ただしあまり入れ過ぎると粘度が低くなりすぎ、逆に初
期接着性が悪くなるので、添加量としてはＰＶＡ１００
部に対し０．０１〜１０部が適当である。０．０１部未
満では効果がほとんどない。

又、サッカロース、コロイダルシリカ、炭酸カウシウ
ム、カーボンブラック、ホワイトカーボン又は無水シリ
カを添加しても粘着性が増し接着性が向上する。添加量
はクレー１００部に対し０．１〜２０部が適当で、更に
望ましくは０．５〜１５部である。０．１部未満では効
果がなく、２０部を越えると流動性が悪くなり使えな
い。ホワイトカーボン又は炭酸カルシウムも大量に使用
すると接着性が良くないが、クレーに少量添加した場合
は接着性を向上させる効果がある。

これらの接着剤は段ボール用途の他に、合紙、紙管、製
袋等の紙用接着剤としても使用可能である。これらの用
途は段ボールほど短時間で接着させる必要はないが、そ
れでも近年貼合速度が段々速くなるにしたがい初期接着
性の向上が求められており、この点本発明の接着剤は非
常に有効である。

これらの接着剤の調製方法としては、まずＰＶＡ、クレ
ー、水溶性硼素化合物あるいはその他の添加物を予め混
合したものを、撹拌しながら水中に投入するか、又はリ
ン酸化合物の金属塩や水ガラス等のクレーの分散剤、ア
ニオン性高分子化合物及び／又はその金属塩及び／又は
ノニオン界面活性剤等の添加剤、クレー、ＰＶＡ、水溶
性硼素化合物あるいはその他の添加物を逐次撹拌しなが
ら水中に投入してスラリー液を調製しても良い。接着剤
の調製はバッチ方式あるいは連続方式のどちらでも良
く、ジェットクッカーや調製槽で、このスラリー液に蒸
気を直接吹き込む加熱方式、あるいはジャケットによる
間接加熱方式のような任意の加熱方式によって加熱溶解
し調製すれば良い。過酸化物を添加する場合には、添加
時期としては、加熱溶解する前、あるいは加熱後の高温
時のいずれでも良いが、好ましくは加熱する直前のスラ
リー液に添加するのが効率的である。

このような接着剤を塗布して段ボールを製造するに際
し、塗布時の接着剤の温度としては特に制限はないが、
室温から９５℃の範囲が適当で、望ましくは６０〜９５
℃、更に望ましくは７０〜９０℃が適当である。本発明
に用いる接着剤の主たる初期接着機構としては、接着剤
中の水分が中芯原紙やライナー原紙にすみやかに移行
し、接着剤の接着剤固形分濃度が増大して接着剤の粘着
力が急激に高まるためと考えられる。接着剤の温度を高
くすると接着剤中の水の表面張力が低下し、極めて容易
に接着剤中の水分が中芯原紙やライナー原紙に移行して
いくためと考れられるため、塗布時の接着剤の温度が高
いほど接着性が良好であるが、一方で温度が高くなるに
したがって接着剤中の水分の蒸発が激しくなり、濃度の
コントロールが難しく、又接着剤表面に皮膜が形成され
易くなって接着剤の取扱いが難しくなるため、高温での
運転が難しくなるので注意を要する。

尚本発明の接着剤を用いて段ボールを製造する場合に
は、ライナー原紙あるいは片段を予熱しても、あるいは
熱盤を加熱しても貼合しても、何等差し支えない。

本発明の接着剤を用いて段ボールを製造すれば１００ｍ
／ｍｉｎ以上の高速貼合が可能であり、更には１２０ｍ
／ｍｉｎ以上の高速でも、更に必要に応じて１４０ｍ／
ｍｉｎ以上の極めて高速でも貼合が可能である。

作用及び発明の効果 本発明の接着剤は、取扱いが容易で、非常に初期接着性
に優れ、平衡接着力も充分で段ボール製造用の接着剤と
して非常に有用なものであり、この接着剤を塗布後、加
熱を必要とせずに、低速から高速までの広い範囲で、容
易に段ボールを製造し得るという格段の効果を有し、非
常に優れた省熱効果を有するものであり、又段ボールシ
ートの反りの低減にも大きな効果を有するものである。

以下にテーブルテスト並びにコルゲーターでの実施例を
あげて本発明を更に具体的に説明するが、下記の実施例
はこの発明を何等制限するものではない。

イ．使用したＰＶＡ及びクレーの明細は次の通りであ
る。

（１）ＰＶＡ Ａ：重合度 ５５０，けん化度 ９８．６モル％（クラ
レポバール ＰＶＡ−１０５） Ｂ：重合度１７５０，けん化度 ９８．５モル％（クラ
レポバール ＰＶＡ−１１７） Ｃ：重合度１７５０，けん化度 ８８．５モル％（クラ
レポバール ＰＶＡ−２１７） Ｄ：重合度２４５０，けん化度 ９８．５モル％（クラ
レポバール ＰＶＡ−１２４） Ｅ：重合度 ５５０，けん化度 ８８．４モル％（クラ
レポバール ＰＶＡ−２０５） Ｆ：重合度２４５０，けん化度 ９５．２モル％（クラ
レポバール ＰＶＡ−６２４） Ｇ：重合度１７５０，けん化度 ９６．１モル％（クラ
レポバール ＰＶＡ−ＣＳＴ） Ｈ：重合度１３００，けん化度 ９３．６モル％（クラ
レポバール ＰＶＡ−６１３） Ｉ：重合度２４５０，けん化度 ８８．２モル％（クラ
レポバール ＰＶＡ−２２４） Ｊ：重合度３３００，けん化度 ８８．３モル％ （２） クレー Ｉ：ＵＧ−９０（エンゲルハルド社製） 平均粒径０．３ミクロン、カオリナイト系 II：金谷クレーＮＳＦ（金谷工業製） 粒径２ミクロン以下が９９％、ハロイサイト系 ロ．初期接着性の評価、高速貼合適性あるいは低速貼合
適性の評価、平衡接着力、粘度の測定は次の方法により
行なった。

（１）テーブルテストによる初期接着性の評価方法。

所定の温度にコントロールした接着剤中で、所定の温度
にコントロールしたアプリケーターロールを回転させド
クターブレードでロール上の接着剤量をコントロールし
た後、片段の段頂部をローラー上に軽く押しつけて塗布
し、直ちにライナー原紙と貼り合わせ、その後３〜１０
秒間、軽度に圧縮した後、強制剥離し、接着状況を肉眼
にて測定した。［※極めて優れている、◎優れている、
○良好、△普通、×不良、××極めて不良］ なお使用した片段とライナー原紙は、ＪＩＳ Ｂ級、坪
量 ２２０ｇ／m²のライナー原紙と、ＪＩＳ Ｂ級坪量
１２５ｇ／m²の中芯原紙からなるものを用いた。

（２） コルゲーターでの評価 使用したコルゲーターは、１６００ｍｍ幅、最高速度１
４０ｍ／ｍｉｎのマシンで、従来とダブルフェーサー部
での加熱は一切行なっていない。原紙は主として、ＪＩ
Ｓ Ｂ級の坪量２２０ｇ／m²のライナー原紙と、ＪＩＳ
Ｂ級の坪量１２５ｇ／m²の中芯原紙とを使用した。

加熱調製した本接着剤を室温〜９５℃の塗布温度に保温
したグルーマシンに供給し、片段の段頂にアプリケータ
ーロールにて転移塗布し、片段とライナー原紙とを貼合
した後、連続してコルゲーターオンマシンにて、スリッ
タースコアラーに通し、幅断ち並びに罫線入れを行な
い、更にカッターにて流れ断ちを行なった。

（ａ）コルゲーターによる高速貼合適性の評価。

貼合速度を次第に上げて段ボールシートの製造を行な
い、ダブルフェーサーカッター先で直ちに剥離し、スリ
ッター部並びに罫線部の接着剥がれを生じていない最高
貼合速度を貼合可能最高速度として評価した。

（ｂ）コルゲーターによる低速貼合適性の評価。

２５ｍ／ｍｉｎの最低速度でコルゲーターを運転し、ダ
ブルフェーサーカッター先で接着の良否を判定した。

（３） 平衡接着力の測定方法 ＪＩＳ Ｚ−０４０２に準じて、片面ピンアタッチメン
トを用いて測定した。

（４） 粘度の測定 （ａ） ブルックフィールド粘度 （センチポイズ） Ｂ型粘度計、No.１〜No.４ ローター３０〜６０ ｒｐ
ｍ． （ｂ） 高剪断速度下の粘度（センチポイズ） ハーキュレス高剪断粘度計 （熊谷理機工業(株)製） ボブＢ、最高回転速度 ８８００ｒｐｍ、ｓｗｅｅｐ
ｔｉｍｅ １０秒、 なおハーキュレス粘度（η）は次式により定義する。

η＝９５５×Ｔ×Ｓ／Ｎ（センチポイズ） Ｔ：トルク（dyne cm） Ｓ：形状係数＝０．０００４ Ｎ：回転数＝７２００ rpm （剪断速度 ３×１０⁴sec^-1） なお実施例中の部および％はいずれも重量基準である。

実施例１ 表−１に示した組成の接着剤を撹拌しながら
約１時間加熱して溶解し湖液を調製した。これらの湖液
の初期接着性及びコルゲータでの貼合テストの結果を表
−２に示した。尚貼合テストにはＡフルートを用い、塗
布量は片面のみの固形分接着剤量を示す。

本発明例１〜１２に示したように、ＰＶＡ重合度に対す
るＰＶＡの濃度が第１図の斜線の範囲内にあり、固形分
濃度が２５〜６０％、８５℃に於ける接着剤の粘度が２
００〜６０００センチポイズの範囲内にあり、８５℃か
ら３０℃への接着剤の温度が低下した時の粘度の増大割
合が８倍以下である接着剤を塗布貼合した時に、接着性
に優れていることがわかる。

比較例１や比較例２のように接着剤の粘度が低過ぎて
も、又は逆に高過ぎても接着性があまり良くない。

本発明例２と比較例３、あるいは本発明例６と比較例４
に示したように、同じけん化度であっても、けん化度の
異なる２種以上のＰＶＡを混合使用したものの方が接着
性が良好である。

本発明例３〜１２に示すようにけん化度及びＰＶＡの重
合度の異なる２種以上のＰＶＡを併用したものの接着性
が更に良好であった。

本発明例１〜１２で示したように、ＰＶＡ−硼酸水溶液
の塗布温度に於ける粘度が１００〜１５００センチポイ
ズの範囲内にあるものの接着性が良好である。

又、本発明例７〜１２に示されるようにアニオン性高分
子化合物、過酸化物、コロイダルシリカ（スノーテック
ス Ｃ、日産化学(株)製）、ホワイトカーボン（シルト
ン Ｒ−２、水沢化学(株)製）、カーボンブラック（＃
４４、三菱化成(株)製）又はグァーガム（メイプロガム
ＳＮ−２０三晶(株)製）を添加すると更に接着性が向
上する。

尚クレー（Ｉ）の４０％濃度スラリー液の２５℃に於け
るＢ型粘度計による粘度は１０センチポイズで、又クレ
ー（II）の３２％濃度スラリー液の粘度は８００センチ
ポイズであった。

実施例 ２ 実施例１の本発明例６の組成の接着剤を実施例１と同じ
方法で調製し、前と同様にＡフルートを用いて、接着剤
の塗布時の温度を４０℃、６０℃又は８５℃と変えて貼
合テストを行なった。

結果を表−３に示すが、塗布時の温度が高いほど接着性
が良好である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明において使用されるＰＶＡの重合度
と、それにたいするＰＶＡ濃度との相関を示す図であ
る。図中、ＸはＰＶＡ重合度を表わし、ＹはＰＶＡ濃度
を表わす。 第２図は、３×１０⁴sec^-1の剪断速度におけるハーキュ
レス粘度と、同一温度におけるＢ型粘度計による粘度と
の相関を示す図である。図中、Ａはハーキュレス粘度を
表わし、ＢはＢ型粘度計による粘度をあらわす。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡谷 卓司 岡山県倉敷市酒津1621番地 株式会社クラ レ内 (72)発明者 高野 紘治 岡山県倉敷市酒津1621番地 株式会社クラ レ内 (72)発明者 大西 弘之 大阪府大阪市北区梅田１丁目12番39号 株 式会社クラレ内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリビニルアルコール、クレー及び水溶性
   硼素化合物を主成分とし、ポリビニルアルコールとクレ
   ーとの割合が、ポリビニルアルコール１００重量部に対
   し、クレーが２００〜６００重量部であり、水溶性硼素
   化合物がポリビニルアルコール１００重量部に対し０．
   １〜１５重量部であって、接着剤固形分濃度が２５〜６
   ０重量％である水系接着剤に於て、 （イ）接着剤中のポリビニルアルコールの水溶液として
   の濃度範囲が、使用されるポリビニルアルコールの平均
   重合度に応じて下記の （ｉ）、（ii）及び（iii）式を満足する領域内にあ
   り、 Ｙ≧−０．００１４Ｘ＋ ９．４ （ｉ） Ｙ≦−０．００６１Ｘ＋２６．３ （ii） ２００≦ Ｘ ≦３５００ （iii） ここで Ｙ＝１００×Ｐ／（Ｐ＋Ｗ） （重量％） Ｐ：接着剤中のポリビニルアルコール含有量 Ｗ：接着剤中の水の含有量 Ｘ：ポリビニルアルコールの平均重合度 （ロ）Ｂ型粘度計による接着剤の粘度が、８５℃で２０
   ０〜６０００センチポイズで、８５℃から３０℃への接
   着剤の温度が低下した時の粘度の増大割合が８倍以下、
   １．５倍以上であり、 （ハ）ポリビニルアルコールが、けん化度７２〜１００
   モル％のポリビニルアルコール(a) １０〜９０重量部
   と、けん化度が(a)よりも２〜３０モル％低いポリビニ
   ルアルコール(b)９０〜１０重量部とからなる ことを特徴とする段ボール製造用の接着剤。
2. 【請求項２】ポリビニルアルコールが、重合度２００〜
   ８００の低重合度ポリビニルアルコール１０〜９０重量
   部と、重合度１１００〜３５００の高重合度ポリビニル
   アルコール９０〜１０重量部とからなる特許請求の範囲
   第１項記載の段ボール製造用の接着剤。
3. 【請求項３】３×１０⁴sec^-1の剪断速度下のハーキュレ
   ス粘度(Ａ)と同一温度に於けるＢ型粘度計による粘度
   (Ｂ)とが、下記の(iv)式の関係にあり かつ、８５℃でのＢ型粘度計による粘度が３００〜３０
   ００センチポイズの範囲にある特許請求の範囲第１項又
   は第２項記載の段ボール製造用の接着剤。