JPH11300862A - 段ボール用中芯原紙 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】段ボール用中芯原紙の表面滑り性を改善してコ
ルゲータでの中芯段割れを防止する。 【解決手段】Ｘ線光電子分光法で測定したＣ_C-C／Ｃ_C-O
比が０．９〜１．５の範囲にあるよう調整して滑剤を塗
布または噴霧することにより、表面滑り性を確保し、表
面の滑り性を確保し、コルゲータでの中芯段割れを防止
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、中芯原紙に滑剤を
塗布または噴霧することにより、中芯の表面滑り性を確
保し、コルゲータでの段割れを防止ししうる段ボール用
中芯原紙に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、段ボール加工機械は広幅・高速化
が顕著で、コルゲータの速度についていえば３００ｍ／
分の貼合速度を有するコルゲータが出現し、一方、製函
機も能力としては３００枚／分を有するものが一般的に
なってきている。これら広幅・高速化に伴い操業トラブ
ルとなる不良な段ボールシート、ケースの発生が問題と
なり、その原因について種々検討がなされている。不良
シートの発生については、機械の設定上によるもの、操
業技術によるもののほか、原紙によるものがある。

【０００３】不良シートの典型として、中芯が段ロール
で成形される際に段頂が切れたり、段が割れたりするこ
とがある。この段割れは極端な場合にはコルゲータの全
幅に起こり“すだれ状”になることもある。中芯は、段
繰り工程でプレヒーター、各ロール間の摩擦による張
力、段繰りに際しての曲げ応力、剪断応力等を受け、ま
た中芯の厚さ方向に一様な引張り応力、段成形の際の曲
げにより外側は引張り応力、内側は圧縮力を受け、剪断
応力も働く。

【０００４】したがって段割れの発生を防止するには、
主として、中芯の強度、特に引張り強さ、及び摩擦抵抗
が少ないこと、すなわち表面が平滑であることあるいは
表面に滑り性が確保されるに足りうる成分が存在するこ
とが必要である。

【０００５】段割れの発生を防止するために、中芯表面
に水溶性または非水溶性樹脂液と無機粉末を塗布して紙
力を増強する方法（特開昭６１−２５２３９５号公
報）、イソシアネート化合物を含浸浸透させる方法（特
開昭６２−１５２７３５号公報）、無機塩と尿素を添加
した澱粉の水性懸濁液を熱変性により低粘度化した澱粉
糊液を中芯原紙の表面に塗布して引張強度、圧縮強度を
大きくした強化中芯とする方法（特開平７−２６４９４
号公報）などが知られている。

【０００６】また、本特許出願人は、表面滑り性を改善
する方策について、ドライヤー内で滑剤を塗布すること
で滑剤が表面に残ることにより、少ない塗布量で中芯の
表面滑り性を確保し、段割れを防止する方法を特願平９
−２９３２２０号で出願した。該方法は定常状態では著
しい段割れ防止効果を発揮する段ボール用中芯原紙が得
られるが、塗布量が少ないため、乾燥条件との組合わ
せ、特に断紙等の抄造中のトラブルが発生すると乾燥条
件が大きく変動し、場合によっては、浸透が発生し滑剤
が表面に充分に存在しなくなり、必要な滑り性が確保で
きないことがある。また、表面に存在しなければならな
い滑剤の量が微量すぎて、表面での塗布量管理が困難で
あることや滑り性が品質管理対象になり、品質不良の原
因が把握しずらいなどの操業不安定時の管理方法に問題
点が生ずることがある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、塗布または
噴霧した滑剤の表面存在量をコントロールすることで、
表面滑り性を確保し、コルゲータでの中芯段割れを防止
することのできる中芯原紙を提供する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は滑剤を塗布または噴霧した中芯原紙表面の
滑剤存在量をＸ線光電子分光法で測定し管理すること
で、表面の滑り性を確保し、コルゲータでの段割れを防
止するようにした段ボール用中芯原紙である。

【０００９】また本発明は、滑剤がポリエチレンワック
ス、ステアリン酸亜鉛、ポリエチレンワックス乳化物、
酸化ポリエチレン系ワックスから選ばれたワックス類の
溶液または分散液であることを特徴とする段ボール用中
芯原紙である。

【００１０】

【作用】表面滑り性の確保のためには、滑剤塗布量より
もむしろ表面の存在量を管理することが重要であるた
め、滑りに関係する表面部分の分析に適したＸ線光電子
分光法により表面の滑剤存在量を測定することによりコ
ルゲータでの中芯段割れを防止するための品質管理が確
実になる。

【００１１】

【発明の実施の形態】段ボールシートにおける中芯段割
れ現象を分析するに当たり、引張試験による破断部分の
地合との対応を観察すると、表面粗さ及び摩擦係数が大
きな紙質において、紙の坪量が小さいところ（地合ム
ラ）からさけることが観察された。結論的には、段割れ
は、摩擦係数が大きな紙の坪量が部分的に小さい個所で
発生すると考えられ、また、摩擦係数が増加するのは、
抄造温度が高い夏場に古紙パルプ中の成分が白水中に溶
出（または分散）し、中芯原紙表面の摩擦係数を下げる
成分（脂肪酸など）が減少することが原因と考えられ
る。

【００１２】本発明は、ワックスまたは脂肪酸塩などの
滑剤の表面存在量を、Ｘ線光電子分光法による測定で管
理し、コルゲータでの段割れ防止を達成するものであ
る。

【００１３】段ボール用中芯原紙表面のＸ線光電子分光
法により測定したＣ１ｓピークのＣ−Ｃ結合成分に対す
るＣ−Ｏ結合成分のピーク強度比（Ｃ_C-C／Ｃ_C-O）を
０．９〜１．５に調整することで段割れが起きない中芯
原紙を得ることができる。

【００１４】Ｘ線光電子分光法は、元素にＸ線を照射し
元素から放出された特有の自由電子の運動エネルギーを
定量及び定性的に測定する方法である。また、測定原理
の特性上、紙表面下約１０ｎｍ程度の表面の構成元素を
測定する方法であり、中芯の厚さ方向すべてを測定する
ものではない（「表面分析図鑑」日本表面科学会編、学
会出版センター、第１２４〜１２５頁Ｘ線光電子分光分
析法参照）。Ｘ線光電子分光法で中芯表面のＣ１ｓピー
クを測定し、Ｃ１ｓピークの滑剤の炭素鎖に由来するＣ
−Ｃ結合成分（Ｃ_C-C）のピークとセルロース繊維に由
来するＣ−Ｏ結合成分（Ｃ_C-O）のピーク強度比（Ｃ_C-C
／Ｃ_C-O）を算出することで、中芯表面の滑剤存在量の
指標とすることができる。

【００１５】ピーク強度比（Ｃ_C-C／Ｃ_C-O）が０．９未
満では表面滑剤量が充分ではなく、段割れが発生しやす
くなり実用に耐えない。一方、該ピーク比が大きくなる
と表面滑剤量が多いことになる。ピーク比が１．５を越
えると、中芯原紙巻取り内部での滑りやライナーとの接
着に使用する糊はじきなどの操業上のトラブルが生じ
る。そのため実用上問題がある。

【００１６】上記比率、あるいは段割れ防止効果は、滑
剤塗布量に影響を受けるが、これのみによって決定され
るものではない。重要なのは中芯表面をＸ線光電子分光
法により測定したＣ_C-C／Ｃ_C-O比が０．９〜１．５とす
ることである。

【００１７】滑剤としては、ポリエチレンワックス（淡
褐色液体、カチオン）、ステアリン酸亜鉛（白色液体、
アニオン）、酸化ポリエチレン系ワックス（黄褐色液
体、ノニオン）などから選ばれたワックス類で、ワック
ス類の名称の後に括弧内に示した性状の溶液または分散
液が用いられる。

【００１８】

【実施例】下記の滑剤を噴霧塗布後、熱風乾燥して製造
した中芯（古紙７０重量％配合、１６０ｇ／ｍ²）を貼
合テストした結果を表１に示す。

【００１９】実施例１ 滑剤：ポリエチレンワックス（４０重量％乳化分散液を
０．５重量％に希釈して使用）塗布量：固形分で０．２
ｇ／ｍ²とした。

【００２０】実施例２ 滑剤：ステアリン酸亜鉛（２１．５重量％乳化分散液を
０．５重量％に希釈して使用）塗布量：固形分で０．２
ｇ／ｍ²とした。

【００２１】実施例３ 実施例１の塗布量を固形分で０．１ｇ／ｍ²に変更した
他は実施例１と同様に処理した。

【００２２】実施例４ 実施例２の塗布量を固形分で０．０１ｇ／ｍ²に変更
し、滑剤塗布直後に熱風乾燥機の温度を上げて強乾燥し
た他は実施例２と同様に処理した。

【００２３】比較例１ 滑剤塗布なし。

【００２４】比較例２ 実施例４で強乾燥工程がない他は実施例４と同様に処理
した。

【００２５】測定方法 炭素電子１ＳのピークおよびそのＣ−Ｃ結合成分、Ｃ−
Ｏ結合成分のピークは、日本電子製ＪＰＳ−８０にてＸ
線源の加速電圧１０ｋＶ、エミッション電流１０ｍＡの
条件下（真空度２×１０^-6Ｐａ、結合エネルギーの測定
範囲２８０〜２９５ｅＶ）にて直径６ｍｍのサンプル表
面を測定した。得られたピークのＣ−Ｃ成分およびＣ−
Ｏ成分の高さを求め、ピーク強度比（Ｃ_C-C／Ｃ_C-O）を
算出した。

【００２６】

【表１】 Ａ：段割れ発生なし Ｂ：段割れ多少発生 Ｃ：段割れなし

【００２７】滑剤を塗布し表面のＣ_C-C／Ｃ_C-Oが０．９
以上の実施例１〜４はいずれも段割れは発生せず、貼合
時のシートの接着性については問題はでなかった。ま
た、静摩擦係数も小さかった。実施例４は滑剤塗布量が
極微量であるが、塗布直後の強乾燥により滑剤が紙層内
に浸透せず表面に充分存在しているため、滑り性が確保
でき、段割れが発生しないと考えられる。

【００２８】一方、滑剤未塗布の比較例１および滑剤を
極微量塗布した直後に強乾燥を行わなかった比較例２は
Ｃ_C-C／Ｃ_C-Oが０．９未満で段割れが発生し、静摩擦係
数も大きかった。

【００２９】

【発明の効果】本発明は、滑剤を塗布または噴霧した中
芯原紙表面の滑剤存在量をＸ線光電子分光法で測定し管
理することで、表面の滑り性を確保し、コルゲータでの
段割れを防止する。特に、Ｘ線光電子分光法で測定した
Ｃ_C-C／Ｃ_C-O比が０．９〜１．５の範囲にあるよう調整
することにより、表面滑り性を確保できる。これによ
り、特に夏場に古紙パルプ中の脂肪酸などの摩擦係数を
下げる成分の減少を補うことができる。

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【手続補正書】

【提出日】平成１０年４月２８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２６】

【表１】 Ａ：段割れ発生なし Ｂ：段割れ多少発生 Ｃ：段割れ発生

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 義彦 佐賀県佐賀郡久保田町大字久保田１ 王子 製紙株式会社佐賀工場内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】滑剤を塗布または噴霧し、表面のＸ線光電
   子分光法で測定したＣ１ｓピークのＣ−Ｃ結合成分に対
   するＣ−Ｏ結合成分のピーク強度比（Ｃ_C-C／Ｃ_{C -O}）を
   ０．９〜１．５の範囲にすることを特徴とする段ボール
   用中芯原紙。
2. 【請求項２】該滑剤が、ポリエチレンワックス、ステア
   リン酸亜鉛、ポリエチレンワックス乳化物、酸化ポリエ
   チレン系ワックスから選ばれたワックス類の溶液または
   分散液であることを特徴とする請求項１に記載の段ボー
   ル用中芯原紙。