JPH0662923B2 - 段ボールの製造方法 - Google Patents

段ボールの製造方法

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JPH0662923B2
JPH0662923B2 JP59230793A JP23079384A JPH0662923B2 JP H0662923 B2 JPH0662923 B2 JP H0662923B2 JP 59230793 A JP59230793 A JP 59230793A JP 23079384 A JP23079384 A JP 23079384A JP H0662923 B2 JPH0662923 B2 JP H0662923B2
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卓司 岡谷
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    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/04—Layered products comprising a layer of synthetic resin as impregnant, bonding, or embedding substance
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J129/00—Adhesives based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal, or ketal radical; Adhesives based on hydrolysed polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J129/02—Homopolymers or copolymers of unsaturated alcohols
    • C09J129/04—Polyvinyl alcohol; Partially hydrolysed homopolymers or copolymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2666/00—Composition of polymers characterized by a further compound in the blend, being organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials, non-macromolecular organic substances, inorganic substances or characterized by their function in the composition
    • C08L2666/54—Inorganic substances

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は段ボールの省熱高速製造方法に関するものであ
り、更に詳しくは、ポリビニルアルコール及びクレー、
又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、６０〜９５℃で塗布貼合後、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の製造方法に関するものであ
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つている。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
ルフエ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。次いでダブルフエーサー部で、
シングルフエ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ヤンパスシ
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、その後クーリングパートで冷却し罫線入れ、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。このダブルフエーサー部
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つている。また、ダブルフ
エーサー部では、すでに構造体となつている片面段ボー
ルとライナー原紙との接着であるため、加圧も段構造も
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つている。
そのため、特にダブルフエーサー部での熱エネルギーの
消費が大きく大きな問題となつている。
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56-70074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、U.S.P.3,135,648
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56-70074
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
する前に固まつ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ツ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
をもつ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、貯蔵等の取り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、U.S.P.3,135,6
48に開示されたポリビニルアルコール系接着剤では、初
期接着性が不足し、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
速度で行なわれており、しかも生産性の観点よりダブル
フエーサー部での貼合直後に罫線入れ、加工並びに幅断
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
セツト性と大きな初期接着力が要求されるため、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つ
ている。現行のコルゲーターのダブルフエーサー部で、
澱粉糊が塗布されてから、罫線入れ加工並びに幅断ち、
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
れ加工、並びに幅断ち、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つ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。
また逆に、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
常に速いセツ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エーサー部に入る
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、接着剤の塗布貼合後、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を用いて、６
０〜９５℃で塗布貼合すれば、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、本発明の段ボールの省熱高速製造方
法を完成したものである。
本発明は、ポリビニルアルコール（以下ＰＶＡと略記す
る。）及びクレーを主成分とし、ＰＶＡとクレーとの割
合が、ＰＶＡ100重量部に対しクレーが200〜600重量部
であり、接着剤固形分濃度が25〜60重量％であり、 (a)下記の（iv）式によつて表される接着剤中のＰＶＡ
の水溶液としての濃度Ｙの範囲が、使用されるＰＶＡの
平均重合度Ｘ（ＪＩＳＫ6726による測定値）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、Ｐ：接着剤中のＰＶＡの含有量 Ｗ：接着剤中の水の含有量 をそれぞれ意味する。） (b)Ｂ型粘度計による接着剤の粘度が85℃で200〜6000セ
ンチポイズである水系接着剤を60〜95℃の温度で塗布し
て貼合する ことを特徴とする段ボールの製造方法を見出し、本発明
を完成させるに到つた。即ち本発明により初めて接着剤
を塗布貼合後、段ボールを加熱せずとも高速度でも充分
段ボールの製造が可能となつたものである。
本発明において、ＰＶＡ１００部に対しクレーの割合が
２００部以下では初期接着性（初期のセツト性及び初期
接着力）が不足し、一方６００部以上では平衡接着力が
低すぎると共に固形分濃度が高くなり、粘度が高くなり
すぎる為不適当であり、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。
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、また６０％より高いと取扱
いにくく、また平衡接着力も出にくい。
また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。更に望
ましくは６０〜９５℃の塗布時の温度に於ける接着剤の
粘度が３００〜4000センチポイズが好適である。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、逆に粘度が低すぎると平衡接着力は高くなるが初期
接着性が不足する。
本発明に於いて用いられるＰＶＡの重合度は200〜3500
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Ｐ
ＶＡ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含有量を高くすること
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２００〜3500のも
のが好適で、更に望ましくは３００〜2500のものが好適
である。
更に、接着剤を６０〜９５℃の温度で塗布した後、加熱
を必要とせずに高速で段ボールを製造するためには、Ｐ
ＶＡの重合度に対する接着剤中のＰＶＡの水溶液として
の濃度（以下ＰＶＡの濃度またはＰＶＡ濃度と略記す
る）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に於いて、ＰＶＡ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
を低くしすぎると、接着剤の粘着力が弱くなつて初期接
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、ＰＶＡ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、また余りにＰＶＡの濃度を低くしすぎると接
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Ｐ
ＶＡの含有量を少くしす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、６０〜９５℃の比較的高温度の塗布温度に
於いて、ＰＶＡの重合度に対して極く一部の特定の範囲
のＰＶＡ濃度の接着剤が、塗布後加熱を必要とせずに高
速で段ボールを製造するために必要であることが判明し
た。更に詳しく検討した結果、前記の（ｉ）、（ii）、
および（iii）式で示される特定のＸとＹの値を有する
接着剤が好適であることを見出したものである。この範
囲は第１図の斜線部によつて表される範囲である。
ＰＶＡのケン化度としては特に制限はないが、７０モル
％以上のものが適当で、更に望ましくは８０モル％以上
のものが好適である。
またアニオン変性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
ＰＶＡ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。
またこれらのＰＶＡは１種又は２種以上のものを混合し
たものを使用しても良い。
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、パイロフエライト系及びセリサイト系の１種
又は２種以上の混合物を使用出来るが、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界面活性剤の中の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。
ところで、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、それに伴つ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、従つ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、
従つて接着剤の粘度は低い方が良い。
段ボールを製造するには前にも記した如く、貼合後スリ
ツタースコアラーを通過するまでの数秒間という極めて
短時間の間に十分に接着されていることが必要である。
従つて段ボール用接着剤としては非常に優れた初期接着
性が最も要求される性能であるが、それと同時に製品と
して必要な強度を保つために大きな平衡接着力を有する
ことも必要なのである。
このため既に述べたように接着剤の粘度の設定が非常に
重要な意味を持つものであるが、かつまた塗布時の温度
に関しても、塗布時の接着剤の温度が低いとこの初期接
着性と平衡接着力の両方を同時に満足することが出来な
かつた。
そこで本発明者らは接着剤の塗布温度を種々変えて検討
したところ、６０〜９５℃の温度範囲で塗布貼合すれ
ば、初期接着性と平衡接着力の両方を同時に満足し得る
ことを見い出した。
即ち、本発明に用いる接着剤を６０℃未満で塗布したの
では接着剤の粘度を高くしても初期接着性及び平衡接着
力を共に満足させることが出来ず、到底段ボールの高速
での貼合が出来なかつた。
塗布時の接着剤の温度が６０℃以上であれば初期接着性
も十分で、140m/min以上の高速でも貼合が可能で、また
同時に平衡接着力も満足し得るものが得られた。塗布時
の温度が高いほど接着性が良好であるが、一方で温度が
高くなるにしたがつ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、また接着剤表面に皮
膜が形成され易くなつて接着剤の取扱いが難しくなるた
め、上限は９５℃が限度である。結局塗布時の接着剤の
温度は６０〜９５℃が好適で、更に好ましくは７０〜９
０℃が好適である。
この理由についてははつきりしないが、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、接着部
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え
られ、それゆえに接着剤を塗布する時の温度が非常に重
要であると推察される。
また本発明に用いる接着剤の固形分濃度も大きな影響を
もつと考えられ、接着剤の保水性が高くなりすぎないか
ぎり、接着剤の固形分濃度は高い方が初期接着性は良
い。
また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、特にダブルフエーサー部で、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
下して接着に問題を生じる。
これに対して本発明の接着剤は、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、好ましくは８倍以下1.5倍以上となるため
に、このような問題は生じない。
８５℃から３０℃へ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、好ましくは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、ハ
ロイサイト系、パイロフエライト系又はセリサイト系の
１種又は２種以上の混合物を使用すれば良い。更にはま
た後述する如く水溶性硼素化合物を使用する場合におい
ては、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、好ましくは８倍以下1.5倍以
上にすることが可能である。コンゴーレツドやレゾルシ
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イラーを用い
たＰＶＡ系接着剤では、この増大割合を８倍以下、好ま
しくは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/minある
いはそれ以上の高速で運転されており、グルーマシンで
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、高剪断速度下での接着剤
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、６０〜９５℃での３×１０4sec-1の剪
断速度下のハーキユレス粘度(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３００〜3000
センチポイズの範囲にあるものが特に段ボール用接着剤
として適当であることがわかつた。
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の割合が低いほど
接着性が良いことを示している。
この点に関しては特開昭47-3336号に１０2〜１０4sec-1
の剪断速度下で擬似プラスチツク流れを示す接着剤の例
が示されているが、これは極めて特定のＰＶＡ（４％水
溶液粘度が９〜１６センチポイズ）のものに関してであ
り、しかも５０℃以下の温度領域のことである。
これに対し本発明は、重合度200〜3500の広い範囲の重
合度のＰＶＡを用いた接着剤で、85℃のＢ型粘度計によ
る粘度が300〜3000センチポイズのものについて、低剪
断速度下の粘度の平方根に対する、３×１０4sec-1の高
剪断速度下の粘度（カーキユレス粘度）がある特定の値
より低いものが段ボール用接着剤として、とりわけ優れ
ていることを見出したものである。又、前に記した如く
塗布時の温度も初期接着性に大きく影響し、５０℃以下
では高速貼合性が悪く、６０℃以上の温度で貼合するこ
とが必要である。また温度が高くなるに従つて、低剪断
速度下の粘度に対する高剪断速度下のハーキユレス粘度
が低くなるものほど接着性に優れていることを見い出し
たものである。
以上詳述したようにＰＶＡ及びクレーを主成分とする水
系接着剤でも、段ボールの省熱高速製造が可能である
が、更に水溶性硼素化合物をＰＶＡ及びクレーと併用す
ることも可能である。
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
の硼酸エステル等が用いられ、中でも硼酸が適当であ
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倍より大きくなつて取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ＰＶ
Ａに対しては少な目で良く、ＰＶＡと水溶性硼素化合物
からなる水溶液のＢ型粘度計による粘度が６０〜９５℃
の塗布温度に於いて１００〜1000センチポイズにあるこ
とが好ましい。ただし接着剤中に後述の過酸化物を添加
すると接着性が向上するが、この場合は過酸化物の添加
により粘度が低下するため、ＰＶＡと水溶性硼素化合物
からなる水溶液のＢ型粘度計による粘度が６０〜９５℃
の塗布温度に於いて150〜1500センチポイズが適当であ
る。
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、低温でゲル化し易くなつて、８５℃から３
０℃に接着剤の液温が低下した時の粘度の増大割合が８
倍以下、好ましくは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。
このような性質を有する段ボール用接着剤として、ＰＶ
Ａ及びクレー、又は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、更にポリリン酸ソーダや
ヘキサメタリン酸ソーダ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、アルギン酸ソーダ、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
キサメタリン酸ソーダ、ポリアクリル酸ソーダまたはア
ルギン酸ソーダが好適である。添加量はクレー１００部
に対し0.01〜２部が適当で、２部以上では初期接着性が
悪くなり、0.01部以下では効果がない。
又、過ヨウ素酸ナトリウム、過ヨウ素酸、過ヨウ素酸カ
リ、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリ、過硫酸アンモン等
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
ると粘度が低くなつて取扱いが容易となり、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
れす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部以下では効果がほとんどな
い。
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、攪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その金属塩及びノニオン界面
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攪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。接着剤の調整はバツ
チ方式あるいは連続方式のどちらでも良く、ジエツトク
ツカーや調製槽で、このスラリー液に蒸気を直接吹込む
加熱方式、あるいはジヤケツトによる間接加熱方式のよ
うな任意の加熱方式により加熱溶解し、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。
尚本発明の段ボールの省熱高速製造方法に於いては、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
加熱して貼合しても、何ら差支えない。
本発明の段ボールの製造方法によれば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。
使用及び発明の効果 本発明の段ボールの製造方法は、接着剤を塗布貼合後、
加熱を必要とせずとも、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る。
また、本発明の段ボールの製造方法は、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
はこの発明を何ら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 (2)クレー Ｉ：ＵＧ−90（エンゲルハルト社製）、 平均粒径0.3ミクロン、カオリナイト系 II：ＡＳＰ−400（エンゲルハルト社製）、 平均粒径4.8ミクロン、カオリナイト系 III：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
行つた。
(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付けて塗布
し、直ちにライナー原子と貼り合せ、その後３〜10秒
間、軽度に圧締した後、強制剥離し、接着状況を肉眼に
て測定した。〔◎極めて良好、○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140m/min
のマシンで、従来のダブルフエーサー部での加熱は一切
行つていない。原紙は主として、JIS 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６０〜９５℃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ーンにて、スリ
ツタースコアラーに通し、幅断ち並びに罫線入れを行
い、更にロータリーシヤーにて流れ断ちを行つた。
(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い、
ダブルフエーサーカツター先で直ちに剥離し、スリツタ
ー部並びに罫線部の接着剥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
エーサーカツ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、片面ピンアタツチメントを用いて
測定した。
(4)粘度の測定 (a)ブルツクフイールド粘度（センチポイズ） Ｂ型粘度計、No.1〜No.4ローター、３０〜６０rpm. (b)高剪断速度下の粘度（センチポイズ） ハーキユレス高剪断粘度計（熊谷理機工業（株）
製） ボブＢ、最高回転速度8800rpm、sweep time １０秒，
なおハーキユレス粘度（η）は次式により定義する。
Ｔ：トルク（dyne・cm） Ｓ：形状係数＝0.0004 Ｎ：回転数＝７２００rpm （剪断速度３×１０4sec-1） 尚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攪拌しながら１時間加熱
して溶解し糊液を調製した。これらの糊液の初期接着性
およびコルゲーター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１〜１４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20
0〜6000センチポイズの範囲内にあり、８５℃から３０
℃へ液温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６０〜９５℃で塗布貼合した時に、接着性に
優れていることがわかる。
比較例２のように、８５℃に於ける接着剤粘度が高すぎ
ても接着性があまり良くなく、比較例６の如く、接着剤
がゲル化し易いものは低速時の貼合適性が不良であつ
た。又塗布時の温度が初期接着性や高速貼合適性に大き
く影響し、本発明例１〜１４に示したように６０℃以上
が適当で、比較例３および比較例４のように塗布温度が
６０℃未満では初期接着性や高速貼合適性が不十分であ
つた。本発明例７〜１３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１０〜１３に示されるようにアニオン性高
分子化合物、リン酸化合物又は過酸化物を添加すると更
に接着性が向上する。
本発明例１５として、ＰＶＡとして(C)の代りに(A)と
(F)とを混合し、平均重合度を(C)と同一にし、本発明例
１０と同じ配合割合で調製した接着剤は、接着剤の粘度
は本発明例１０とほぼ同じであるが、接着性は更に向上
した。
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
(III)の３２％濃度スラリー液の粘度は８００センチポ
イズであつた。
実施例２ ＰＶＡとして(D)を２５部、クレーとして(I)を72.3部、
硼酸を2.5部、アルギン酸ソーダ0.2部を水中に溶解し、
固形分濃度が27.8％である接着剤のＢ型粘度計による粘
度は、６５℃で1960センチポイズ、９０℃で８２０セン
チポイズであつた。又この接着剤の３×１０4sec-1の高
剪断速度下のハーキユレス粘度は、６５℃で２５０セン
チポイズ、９０℃で１５５センチポイズで、同温度に於
けるハーキユレス粘度とＢ型粘度計の平方根との比は、
６５℃で5.6、９０℃で5.4であつた。
（第２図参照） この接着剤を用いて６５℃で貼合テストを行つたとこ
ろ、初期接着性、高速貼合適性も良好で平衡接着力も6.
0g/m2の塗布量で21.7kg/40cm2と高い数値を示した。
比較例９ ＰＶＡとして(D)を２４部、クレーとして(III)を73.6
部、硼酸を2.4部を水中に溶解し、固形分濃度が27.6％
である接着剤のＢ型粘度計による粘度は６５℃で1550セ
ンチポイズ、９０℃で３６０センチポイズであり、３×
１０4sec-1の高剪断速度下のハーキユレス粘度は、６５
℃で２８０センチポイズ、９０℃で１４５センチポイズ
であつて、同温度に於けるハーキユレス粘度とＢ型粘度
計による粘度の平方根との比は、６５℃で7.1、９０℃
で7.6であり温度の高い方が比が大きかつた。（第２図
参照）この接着剤を用いて、６５℃で貼合テストをした
ところ実施例２よりも初期接着性及び高速貼合適性に劣
つていた。
実施例３ ＰＶＡとして(C)を２４部、クレーとして(I)を73.2部、
硼酸を2.4部、ポリアクリル酸ソーダを0.1部、過硫酸ナ
トリウムを0.3部を水中に溶解し、固形分濃度が35.5％
である接着剤の粘度は９０℃に於いてＢ型粘度計による
粘度が８５０センチポイズなのに対し、３×１０4sec-1
の高剪断速度下のハーキユレス粘度は１５６センチポイ
ズで、ハーキユレス粘度とＢ型粘度計による粘度の平方
根との比は であつた。（第２図参照） この接着剤を用いて９０℃で貼合テストを実施したとこ
ろ、初期接着性が良好で高速貼合適性も140m/min以上と
良好で、平衡接着力も6.5g/m2の塗布量で21.5kg/40cm2
と優れた性能を示した。
実施例４ ＰＶＡの(B)を２４部、ＵＧ−90（平均粒径0.3ミクロ
ン）を73.3部、硼酸を2.4部、ポリアクリル酸ソーダ0.2
部を水に溶解し、固形分濃度37.0％に調製したものの粘
度は、85℃で９８０センチポイズ、３０℃で3510センチ
ポイズであつた。同様に蒸気のＵＧ−90の代りにASP-40
0（平均粒径4.8ミクロン）を使用した接着剤で、固形分
濃度42.4％に調製したものの粘度は、85℃で1000センチ
ポイズ、３０℃で4300センチポイズであつた。両者の初
期接着性を調べたところ、ASP-400を使用したものの初
期接着性も良好であつたが、ＵＧ−90を使用したものの
方が更に良好な初期接着性を示した。
又クレーの代りにホワイトカーボンを用いてみたが、初
期性性はあまり良くなかつた。
【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、それに対する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、６０〜９５℃での３×１０4sec-1におけるハ
ーキユレス粘度と、同温度におけるＢ型粘度計による粘
度との相関を示す図である。図中、Ａはハーキユレス粘
度を表わし、ＢはＢ型粘度計による粘度を表わす。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小役丸 孝俊 京都府京都市伏見区石田西ノ坪１ (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 (56)参考文献 特開 昭56−70074（ＪＰ，Ａ)

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ポリビニルアルコール及びクレーを主成分
    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、接着剤固形分濃度が25〜60重量％であり、 (a)下記の(iv)式によつて表される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Ｙの範囲が、使用さ
    れるポリビニルアルコールの平均重合度Ｘ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、Ｐ：接着剤中のポリビニルアルコールの含有
    量 Ｗ：接着剤中の水の含有量 をそれぞれ意味する。） (b)Ｂ型粘度計による接着剤の粘度が85℃で200〜6000セ
    ンチポイズである水系接着剤を60〜95℃の温度で塗布し
    て貼合する ことを特徴とする段ボールの製造方法。
  2. 【請求項２】クレーとしてはカオリナイト系、ハロイサ
    イト系、パイロフエライト系又はセリサイト系の１種又
    は２種以上の混合物で、平均粒径が２ミクロン以下のも
    のを用いる特許請求の範囲第１項に記載の段ボールの製
    造方法。
  3. 【請求項３】Ｂ型粘度計による接着剤の粘度が60〜95℃
    の塗布温度に於いて、300〜4000センチポイズである特
    許請求の範囲第１項又は第２項に記載の段ボールの製造
    方法。
  4. 【請求項４】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200〜600重量部であり、水溶性硼素化合物はポリビ
    ニルアルコール100重量部に対し15重量部以下であり、
    接着剤固形分濃度が25〜60重量％以下であり、 (a)下記の（iv）式によつて表される接着剤中のポリビ
    ニルアルコール水溶液としての濃度Ｙの範囲が、使用さ
    れるポリビニルアルコールの平均重合度Ｘ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、Ｐ：接着剤中のポリビニルアルコールの含有
    量 Ｗ：接着剤中の水の含有量 をそれぞれ意味する。） (b)Ｂ型粘度計による接着剤の粘度が85℃で200〜6000セ
    ンチポイズである水系接着剤を60〜95℃の温度で塗布し
    て貼合する ことを特徴とする段ボールの製造方法。
  5. 【請求項５】ポリビニルアルコールと水溶性硼素化合物
    からなる水溶液のＢ型粘度計による粘度が、60〜95℃の
    塗布温度に於いて100〜1500センチポイズである特許請
    求の範囲第４項に記載の段ボールの製造方法。
  6. 【請求項６】クレーとしてはカオリナイト系、ハロイサ
    イト系、パイロフエライト系又はセリサイト系の１種又
    は２種以上の混合物で、平均粒径が２ミクロン以下のも
    のを用いる特許請求の範囲第４項又は第５項に記載の段
    ボールの製造方法。
  7. 【請求項７】Ｂ型粘度計による接着剤の粘度が、60〜95
    ℃の塗布温度に於いて、300〜4000センチポイズである
    特許請求の範囲第４項、第５項又は第６項に記載の段ボ
    ールの製造方法。
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