JP6598578B2

JP6598578B2 - 段ボール用水性接着剤とその製造方法、および、段ボールシートとその製造方法

Info

Publication number: JP6598578B2
Application number: JP2015161075A
Authority: JP
Inventors: 功鈴木
Original assignee: Miyoshi Oil and Fat Co Ltd
Current assignee: Miyoshi Oil and Fat Co Ltd
Priority date: 2015-08-18
Filing date: 2015-08-18
Publication date: 2019-10-30
Anticipated expiration: 2035-08-18
Also published as: JP2017039815A

Description

本発明は、段ボール用水性接着剤とその製造方法、および、段ボールシートとその製造方法に関する。

従来より、段ボールシートは、波状に加工された中芯の両側に、澱粉糊やポリビニルアルコール（ＰＶＡ）等の接着剤を用いてライナーを貼合することにより製造されている。このような接着剤には、中芯とライナーの接着強度を高めるための浸透性が求められている。

そして、貼合して製造された段ボールシートは、さらに折り曲げるための罫線をつけて折り曲げるが、この折り曲げ時や箱に組立てる際、段ボールシートの表面は伸ばされることになるため、表側のライナー表面が破断する場合がある。

このようなライナーの破断は「罫線割れ」と呼ばれている。ライナーなどの板紙において生産コストの低減から、軽量化や古紙パルプの割合増加による短繊維化が進んでおり、軽量化や短繊維化による強度低下を抑制するために添加される紙力剤などに起因して紙が硬くなり罫線割れが発生しやすくなっている。

このような罫線割れを抑制する方法としては、例えば、ライナー表面にグリセリン、ポリエチレングリコールなどの保湿剤を塗布する方法（特許文献１、２）や、乳酸ナトリウムなどの吸湿剤を塗布する方法（特許文献３）が提案されている。

また、高分子系添加剤を用いる方法としては、パルプスラリーに両イオン性グラフト澱粉重合体を添加して抄紙する方法（特許文献４）や、（メタ）アクリルアミド系の両性またはカチオン性共重合体を添加して抄紙する方法（特許文献５）が提案されている。

さらに、界面活性剤を用いる方法としては、ラノリン系の非イオン性やアニオン性界面活性剤の紙表面へのスプレーあるいはパルプスラリーへ内添する方法（特許文献６）や、両性界面活性剤を塗布する方法（特許文献７）、ポリアルキレンポリアミン脂肪酸エピクロルヒドリン重縮合物などのカチオン性界面活性剤を塗布する方法（特許文献８）が提案されている。

そして、本出願人も、タンパク質類、多糖類、グアーガム誘導体、セルロース誘導体、ポリエチレンオキシド、ポリビニルアルコールおよびカルボキシビニルポリマーからなる群より選択される少なくとも１種の吸水性高分子結合剤と、多価アルコール、アミノ酸類、ベタイン類および乳酸ナトリウムからなる群より選択される少なくとも１種の保湿剤とを含有する罫線割れ防止剤を提案している（特許文献９）。

特開２００４−３４５６９６号公報特開２０１０−２６０１８１号公報特開２００７−１９７８４５号公報特開平０３−２１３５９７号公報特開平０６−１８４９８３号公報特開昭５４−１０６６１０号公報特開２００１−２６２４９６号公報特開平１１−２００２７９号公報特開２０１３−２０４１７３号公報

しかしながら、特許文献１〜８に記載されている薬剤、方法の場合、例えば、コルゲーターでの過酷な加熱状況に曝された場合や、冬場の乾燥期である低温低湿の環境下で水分率が低下する状況においては、罫線割れの発生を防止することは難しいという問題がある。また、パルプスラリーに添加して抄紙する内添法では、添加量を多くする必要があったり、イオン性によっては他の添加剤と作用し凝集してしまうなどの問題がある。ライナー表面に塗布やスプレーする外添法では、ライナーの全面に薬剤を塗布するため、多量の薬剤が必要であり、全面塗布による段ボールの強度低下の虞があったり、均一に塗布するために多量の水分を含む場合は加熱乾燥する必要があり、紙反りが発生する虞がある。また、ライナー表面に顔料、平滑剤、撥水剤などの薬品塗工層が設けられている場合には、適用するのが困難であるか、もしくは満足な結果が得られない虞がある。

特許文献９の罫線割れ防止剤は、優れた罫線割れ防止効果を有するものの、単独でライナーに塗布されることが想定されており、接着剤に配合することなどは考慮されていない。すなわち、特許文献９の罫線割れ防止剤では、罫線割れ防止剤をライナーに塗布した後、中芯とライナーとを貼合させる際に、別途、接着剤をライナー表面に塗工する必要があるため、製造工程が煩雑となり、コストアップにもなるという問題がある。

以上のように、現状では、良好な接着強度を有し、かつ、優れた罫線割れ防止性を有する段ボール用の接着剤は知られていない。

一方で、森林資源保護から我が国の段ボール原紙のリサイクル率は約９８％に達しており、古紙９０％以上のＣライナーが多く用いられているが、上記のような問題により、バージンパルプの配合量がより多いライナーを用いることによって罫線割れを防止せざるを得ない場合がある。

本発明は、以上のとおりの事情に鑑みてなされたものであり、接着強度を有し、かつ、優れた罫線割れ防止性を有する段ボール用水性接着剤とその製造方法を提供することを課題としている。また、このような接着剤によって中芯とライナーとが貼合された段ボールシートとその製造方法を提供することを課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明の段ボール用水性接着剤は、少なくとも、接着剤成分と、（Ａ）ポリエチレンオキシドと、（Ｂ）前記ポリエチレンオキシドを除く多価アルコールとが配合された段ボール用水性接着剤であって、
（Ａ）ポリエチレンオキシドと（Ｂ）多価アルコールの配合割合は、接着剤成分１００質量部に対して、（Ａ）ポリエチレンオキシド０．００１〜５．０質量部、（Ｂ）多価アルコール０．００１〜５．０質量部であり、かつ、（Ａ）ポリエチレンオキシドと（Ｂ）多価アルコールの質量比は、（Ａ）：（Ｂ）＝１：１〜１：５０であることを特徴としている。

この段ボール用水性接着剤では、接着剤成分が、糊化澱粉、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロースから選ばれる１種または２種以上であることが好ましい。

この段ボール用水性接着剤では、（Ａ）ポリエチレンオキシドの数平均分子量は、３０万〜６００万であることが好ましい。

本発明の段ボール用水性接着剤の製造方法は、少なくとも、接着剤成分と、（Ａ）ポリエチレンオキシドと、（Ｂ）前記ポリエチレンオキシドを除く多価アルコールとを混合する工程を含む段ボール用水性接着剤の製造方法であって、
前記工程における（Ａ）ポリエチレンオキシドと（Ｂ）多価アルコールの配合割合は、接着剤成分１００質量部に対して、（Ａ）ポリエチレンオキシド０．００１〜５．０質量部、（Ｂ）多価アルコール０．００１〜５．０質量部であり、かつ、（Ａ）ポリエチレンオキシドと（Ｂ）多価アルコールの質量比は、（Ａ）：（Ｂ）＝１：１〜１：５０であることを特徴としている。

この段ボール用水性接着剤の製造方法では、接着剤成分が、糊化澱粉、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロースから選ばれる１種または２種以上であることが好ましい。

この段ボール用水性接着剤の製造方法では、（Ａ）ポリエチレンオキシドの数平均分子量は、３０万〜６００万であることが好ましい。

本発明の段ボールシートは、中芯とライナーが前記段ボール用水性接着剤によって貼合されていることを特徴としている。

本発明の段ボールシートの製造方法では、前記段ボール用水性接着剤によって中芯とライナーとを貼合する工程を含むことを特徴としている。

本発明の段ボール用水性接着剤は、良好な接着強度を有し、かつ、優れた罫線割れ防止性を有している。そのため、ライナーへの罫線割れ防止剤の塗布工程と、接着剤の塗工工程とを個別に行う必要がなく、製造設備・工程が簡略化される。また、罫線割れ防止剤をライナーの全面に塗布しなくてもよいので使用量が削減できるなど、段ボールシートの製造効率を高めることができ、バージンパルプの使用量も低減でき、製造コスト、森林資源保護の観点からも有用である。

本発明の段ボール用水性接着剤の製造方法によれば、このような段ボール用水性接着剤を製造することができる。さらに、本発明の段ボールシートによれば、中芯とライナーの接着強度に優れ、罫線割れの発生が抑制される。本発明の段ボールシートの製造方法によれば、このような段ボールシートを製造することができる。

本発明の段ボール用水性接着剤は、少なくとも、接着剤成分と、（Ａ）ポリエチレンオキシドと、（Ｂ）多価アルコールとが配合された段ボール用水性接着剤である。

本発明の段ボール用水性接着剤に使用される接着剤成分としては、紙の接着に利用される化合物であれば特に限定されないが、例えば、パルプや水への親和性に優れる親水性高分子化合物を好ましく例示することができる。このような親水性高分子化合物としては、例えば、澱粉、糊化澱粉、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、カルボキシル化澱粉、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、グルコマンナン、キサンタンガム、カラギーナン、グアーガム、ペクチン、アルギン酸ナトリウム、ポリアクリルアミドおよびポリアクリル酸ナトリウムなどのうちの１種または２種以上を例示することができる。この中でも、澱粉、糊化澱粉、ＰＶＡ、ＣＭＣが好ましく、環境への負荷が低い天然高分子を原料とし、コスト面からも利用しやすい糊化澱粉が特に好ましい。

澱粉は、地上澱粉であっても地下澱粉であってもよい。地下澱粉の例としては、タピオカ澱粉、馬鈴薯澱粉、甘藷澱粉、くず澱粉などが挙げられる。地上澱粉の例としては、小麦澱粉、コーンスターチ（例えば、ハイアミロースコーンスターチ、通常のコーンスターチおよびワキシーコーンスターチ）、米澱粉（例えば、もち米澱粉および粳米澱粉）、豆類澱粉（例えば、緑豆澱粉、エンドウ豆澱粉、小豆澱粉およびソラマメ澱粉）、アマランサス澱粉などが挙げられる。なかでも、トウモロコシ、馬鈴薯、米または小麦由来の澱粉を含む糊化澱粉であることが好ましい。

糊化澱粉は、例えば、澱粉粉末を水等の水性溶媒に分散させた澱粉スラリーを加熱する方法、前記澱粉スラリーに苛性ソーダ（水酸化ナトリウム）等の膨潤剤（澱粉糊化剤）を添加する方法により得られたものが挙げられる。

ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）としては、例えば、重合度１５００〜３５００、ケン化度７５％以上のケン化ポリビニルアルコールが好ましく、（株）クラレ製のＫＬ−３１８などが挙げられる。

カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）としては、例えば、１質量％の水溶液とした場合に５０〜２０００ｍＰａ・ｓの粘度（ＢＨ型回転粘度計、２５℃）、エーテル化度が０．６〜１．５を有するものが好ましく、カルボキシメチルセルロースにはナトリウム塩も含まれる。具体的には、ダイセルファインケム（株）製のＣＭＣダイセル１１７０などが挙げられる。

ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）は、例えば、平均分子量３０万〜６００万のものが好ましく、例えば、明成化学（株）製のアルコックスＥ−３０（数平均分子量約３０万）、アルコックスＥ−６０（数平均分子量約１００万）、アルコックスＥ−７５（数平均分子量約２００万）、アルコックスＥ−１６０（数平均分子量約３６０万）、アルコックスＥ−３００（数平均分子量約６００万）、住友精化（株）製のＰＥＯ−２（数平均分子量約５０万）、ＰＥＯ−４（数平均分子量約１３０万）、ＰＥＯ−８（数平均分子量約２００万）などが挙げられる。

多価アルコールは、分子中に水酸基（−ＯＨ）を２個以上もつ、例えばエチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−ブチレングリコール、グリセリン、ソルビトール、ソルビタン、マルチトール、マルトース、トレハロース、フラクトース、キシリトール、マルトトリオース、スレイトール、エリスリトール、グルコース、ポリグリセリン（例えばジグリセリン、ヘキサグリセリン、デカグリセリン）や、これらのアルキレンオキサイド付加物である、平均分子量が１０００以下のポリアルキレングリコール（ポリエチレングリコールなど）、グリセリンエチレンオキサイド付加物、グリセリンエチレンオキサイド付加物脂肪酸エステル、グリセリンプロピレンオキサイド付加物、トリメチロールプロパンエチレンオキサイド付加物、ソルビトールエチレンオキサイド付加物、ソルビトールエチレンオキサイド付加物脂肪酸エステルなどが挙げられる。平均分子量が１０００以下のポリエチレングリコールとしては、例えば、三洋化成工業（株）製のＰＥＧ−２００、３００、４００、６００、１０００（数字は平均分子量（水酸基価から求めた値））などが挙げられる。

これらの多価アルコールは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。特にグリセリン、ソルビトール、グルコース、ポリグリセリン、平均分子量１０００以下のポリエチレングリコールなどは、高い保湿性を有し、板紙に伸縮性を付与する点で好ましい。多価アルコールは、接着剤成分およびパルプ繊維に対して優れた親和性を有する。

また、本発明の段ボール用水性接着剤では、発明の効果を損なわない範囲で、各種の添加剤を添加することができる。例えば、添加剤としては、尿素樹脂、ケトン樹脂、アニオン性アクリル系樹脂等の耐水化剤や、シリコーンオイル等の消泡剤、塩化イソチアゾロン、イソチアゾロン、ブロモニトロアルコール等の防腐剤などを例示することができる。

そして、本発明の段ボール用水性接着剤は、（Ａ）ポリエチレンオキシドと（Ｂ）多価アルコールの配合割合は、接着剤成分１００質量部に対して、（Ａ）ポリエチレンオキシド０．００１〜５．０質量部、（Ｂ）多価アルコール０．００１〜５．０質量部である。また、（Ａ）ポリエチレンオキシドと（Ｂ）多価アルコールの質量比は、（Ａ）：（Ｂ）＝１：１〜１：５０である。

（Ａ）ポリエチレンオキシドと（Ｂ）多価アルコールの配合割合および質量比がこの範囲であると、段ボール用水性接着剤は、中芯およびライナー貼合面への浸透性、接着強度が良好となるとともに、折り曲げ時や箱に組立てる際の罫線割れが確実に防止される。また、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）の平均分子量が３０万〜６００万であると、より確実に罫線割れの発生を抑制することができる。

すなわち、本発明の段ボール用水性接着剤は、強い親水性を有するＰＥＯおよび多価アルコールを所定の割合で配合することにより、接着剤成分、ＰＥＯおよび多価アルコールの親和性によって接着剤成分中に速やかに浸透して接着成分の保湿性を向上している。また、本発明の段ボール用水性接着剤は、中芯とライナーの貼り合せ時に速やかに紙に分散・浸透することで乾燥効率が向上し、保湿性を持つ上記成分を含有することで急激な乾燥による紙反りや、接着剤成分の塗布むらによる接着性不良が改善され、接着性が向上している。さらに、中芯とライナーの貼り合せ時に多価アルコールがセルロース繊維の内面に浸透し、段ボールの内面から紙に柔軟性、保水性を付与して中芯とライナーの水分を保つことで罫線割れの発生が抑制されていると考えられる。

また、本発明の段ボール用水性接着剤は、接着剤成分に、ＰＥＯおよび多価アルコールを所定の範囲内および配合比で添加することにより、接着剤成分の接着性を低下させることなく、従来の接着剤と同等の良好な接着性能を有しながら、良好な罫線割れ防止効果が実現される。

段ボール原紙のリサイクル率は高く、このようなリサイクル紙はそのパルプ組成がまちまちであり、段ボール原紙の違いでパルプ密度や表面構造等の紙物性が大きく異なることが多々ある。このことは紙面の濡れや接着剤の浸透性に大きな影響を及ぼし、段ボール原紙の貼合には“糊足”が入りづらく、初期接着強度の低下、貼合不良、貼合速度の低下、永久接着強度の低下等を招くことがあるが、本発明の段ボール用水性接着剤は、上記のように紙中への浸透が速やかに行われるため、十分な初期接着強度、永久接着強度が得られるとともに、貼合速度を上昇させることが可能となる。

また、本発明の段ボール用水性接着剤によれば、従来の方法（特許文献９）のように、ライナーへの罫線割れ防止剤の塗布工程と、接着剤の塗工工程とを個別に行う必要がないため、製造工程が簡略化され、段ボールの製造効率を高めることができる。

次に、本発明の段ボール用水性接着剤の製造方法について説明する。

本発明の段ボール用水性接着剤の製造方法は、少なくとも、接着剤成分と、（Ａ）ポリエチレンオキシドと、（Ｂ）多価アルコールとを混合する工程を含む。この工程では、例えば接着剤成分として澱粉を使用する場合、初添水、膨潤した澱粉を含有する水、膨潤していない澱粉を含有する水、及び膨潤した澱粉と膨潤していない澱粉とを含有する水の、少なくともいずれかに、（Ａ）ポリエチレンオキシドと（Ｂ）多価アルコールとを均一に分散させることができる。

そして、この工程における（Ａ）ポリエチレンオキシドと（Ｂ）多価アルコールの配合割合は、糊化澱粉１００質量部に対して、（Ａ）ポリエチレンオキシド０．００１〜５．０質量部、（Ｂ）多価アルコール０．００１〜５．０質量部であり、かつ、（Ａ）ポリエチレンオキシドと（Ｂ）多価アルコールの質量比は、（Ａ）：（Ｂ）＝１：１〜１：５０である。

この製造方法では、従来の製造法として知られているステインホール方式やノーキャリア方式を利用して製造することができる。スタインホール方式は、過剰な苛性ソーダで糊化させたキャリア部と呼ばれるアルカリ糊化した澱粉糊液と、メイン部と呼ばれる未糊化澱粉の懸濁液を混合して所定粘度の糊を製造する方法で、ノーキャリア方式は、全量の澱粉を苛性ソーダで徐々に膨潤させ、所定の粘度が発現した時点でホウ酸を加えて苛性ソーダを中和し、増粘を停止させることにより所定粘度の糊を製造する方法である。

また、本発明の段ボール用水性接着剤の製造方法では、その他に、水中の澱粉を膨潤させる工程、膨潤した澱粉を含有する水に澱粉を分散させる工程などが含まれていてよい。また、膨潤した澱粉を含有する水に澱粉を分散させる工程は、例えば澱粉を直接投入して分散させる工程であってもよいし、澱粉を水中に分散させこれを投入することで分散させる工程であってもよい。

本発明における水性接着剤の製造方法の一実施形態としては、例えば水に澱粉と膨潤剤とを投入して膨潤した澱粉を含む膨潤液を生成し、これに膨潤していない澱粉と（Ａ）ポリエチレンオキシドと（Ｂ）多価アルコールを投入する製造方法を例示することができる。澱粉と（Ａ）ポリエチレンオキシドと（Ｂ）多価アルコールは、一括投入しても良く、または分割投入してもよい。

膨潤剤としては、澱粉を水中で膨潤させるものであれば特に限定されない。このような膨潤剤としては、ジメチルスルホキシド、液体アンモニア、アルカリ溶液、ロダン酸ナトリウム溶液等の、水素結合を破壊するものが挙げられる。特に、水酸化ナトリウムや水酸化カリウム、水酸化カルシウム等のアルカリを膨潤剤として使用すると、水性接着剤のアルカリ度を高めることができ、水性接着剤を紙面に塗布したときに紙に水分が移りやすく、塗布後速やかに接着力を発現させることができるため好ましい。

次に、本発明の段ボールシートおよび段ボールシートの製造方法について説明する。

本発明の段ボールシートは、中芯とライナーが本発明の段ボール用水性接着剤によって接着されて貼合されている。中芯とライナーは、木材からパルプ化工程を経て得たパルプやリサイクル古紙から作った古紙パルプを用い、紙料調成工程、抄紙工程、必要に応じて塗工・加工工程（乾燥）を通り、さらに仕上工程を経て製造されたものを使用することができる。

段ボール用水性接着剤は、例えば、ライナーの貼合面もしくは中芯の頂縁部分に有効成分量換算で０．１〜６．０ｇ／ｍ^２、好ましくは０．５〜４．０ｇ／ｍ^２の割合で塗布することができる。段ボール用水性接着剤の塗布量がこの範囲であると、ライナーの貼合面と中芯の接着強度が良好となり、罫線割れが確実に防止される。一方、塗布量が６．０ｇ／ｍ^２を超える場合は、接着性が強くなり過ぎ、ライナーの反りおよび過剰な保湿による紙力強度の低下が発生する虞がある。また、塗布量が０．１ｇ／ｍ^２未満の場合、十分な接着性が得られない可能性がある。

また、段ボール用水溶性接着剤を中芯またはライナーに塗布する方法は特に限定されず、従来知られた方法を採用することができる。具体的には、例えば、段ボール用水性接着剤をダンボール製造時に付与するには、貼合工程のコルゲーターに設置された糊付装置を用いることができる。すなわち、糊ロール及び糊ロールに水性接着剤を付着させる手段を少なくとも有するコルゲーターを用い、波形状に成形された中芯の頂縁と糊ロールとを当接させて頂縁に水性接着剤を塗布し、水性接着剤が塗布された中芯の面側にライナーを貼り合わせることができる。

このような方法を採用することにより、接着貼合部においては、有効成分が中芯およびライナー貼合面へ浸透して、十分な接着性を有するとともに、ライナー表面に折り曲げ時の曲げ応力を吸収することができる罫線割れ防止効果が実現する。また、従来の段ボールの製造方法のように、罫線割れ防止剤を塗工する工程が必要ないため、低コストで効果的に罫線割れを防止できる。さらにライナーの全面に薬剤を塗布しなくてもよいため、使用量が削減できるとともに、段ボール強度の低下リスクも軽減できる。

本発明の段ボールシートの製造方法では、その他、従来行われている各種の工程を含むことができる。

本発明の段ボール用水性接着剤とその製造方法、および、段ボールシートとその製造方法は以上の実施形態に限定されることはない。

以下、実施例および比較例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

＜１＞材料
実施例および比較例で用いた接着剤成分、（Ａ）ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）および（Ｂ）多価アルコールを以下に示す。以下、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）を「Ａ成分」、多価アルコールを「Ｂ成分」と記載する。

（１）接着剤成分
糊化澱粉の材料（澱粉）：コーンスターチ（ＮＯＮ−ＧＭＯ）、日本コーンスターチ（株）製
ＰＶＡ：ポリビニルアルコール、重合度１８００、ケン化度８５〜９０％、ＫＬ−３１８、（株）クラレ製
ＣＭＣ：カルボキシメチルセルロール、エーテル化度０．６〜０．８、ＣＭＣダイセル１１７０、ダイセルファインケム（株）製
（２）Ａ成分
Ａ成分１：ＰＥＯ（平均分子量３０万：アルコックスＥ−３０、明成化学（株）製）
Ａ成分２：ＰＥＯ（平均分子量３６０万：アルコックスＥ−１６０、明成化学（株）製）
Ａ成分３：ＰＥＯ（平均分子量６００万：アルコックスＥ−３００、明成化学（株）製）
Ａ成分４：ＰＥＯ（平均分子量１７０万〜２２０万：ＰＥＯ−８、住友精化（株）製）
（３）Ｂ成分
Ｂ成分１：グリセリン（精製グリセリン、ミヨシ油脂（株）製）
Ｂ成分２：ポリエチレングリコール（平均分子量４００、ＰＥＧ−４００、三洋化成工業（株）製）
Ｂ成分３：ソルビトール（ソルビトール花王、花王（株）製）
Ｂ成分４：グリセリンエチレンオキサイド付加物カプリル・カプリン酸エステル（ユニグリＭＣ−２０８、日油（株）製）
Ｂ成分５：ソルビトールエチレンオキサイド付加物ラウリン酸エステル（レオドールＴＷＬ−１０６、花王（株）製）
（４）その他の化合物
エタノール（無水エタノール、日本合成アルコール（株）製）

＜２＞段ボール用水性接着剤の調製
接着剤成分、Ａ成分およびＢ成分を、表１および表２に示す質量比で混合して、段ボール用水性接着剤１〜５８を調製した。

段ボール用水性接着剤１〜２５の調製は、先ず水３６０ｇを３６〜４０℃まで加熱し、これに澱粉３３ｇを投入し、３分間攪拌した後に水酸化ナトリウム５ｇを投入し、１５分間攪拌した後に水３８０ｇを投入し、その後３６〜４０℃まで加熱し、水酸化ナトリウムによって膨潤した澱粉（糊化澱粉）を含む膨潤液を得た。次に、澱粉を含有する膨潤液とは別に、適量の水に、Ａ成分を少量ずつ投入し、投入終了後、室温で１２０分間撹拌して溶解させた。次いで、Ｂ成分を投入して均一に溶解するまで撹拌し、この溶液を膨潤液に投入し、表１に示す所定濃度の段ボール用水性接着剤１〜２５を得た。

段ボール用水性接着剤２６〜２８の調製は、先ず水９９０ｇにポリビニルアルコール（ＰＶＡＫＬ−３１８）を１０ｇ投入し、常温で１時間攪拌し、固形分濃度１％のＰＶＡ水溶液を得た。次に、ＰＶＡ水溶液とは別に、適量の水にＡ成分を少量ずつ投入し、投入終了後、室温で１２０分間撹拌して溶解させた。次いで、Ｂ成分を投入して均一に溶解するまで撹拌し、この溶液をＰＶＡ水溶液と混合し、表１に示す所定濃度の段ボール用水性接着剤２６〜２８を得た。

段ボール用水性接着剤２９〜３１の調製は、先ず水９９０ｇにカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣダイセル１１７０）を１０ｇ投入し、７０℃で１時間攪拌し、固形分濃度１％のＣＭＣ水溶液を得た。次に、接着剤成分の水溶液とは別に、適量の水にＡ成分を少量ずつ投入し、投入終了後、室温で１２０分間撹拌して溶解させた。次いで、Ｂ成分を投入して均一に溶解するまで撹拌し、この溶液をＣＭＣ水溶液と混合し、表１に示す所定濃度の段ボール用水性接着剤２９〜３１を得た。

段ボール用水性接着剤３２、３３の調製は、先ず水４００ｇを３６〜４０℃まで加熱し、これに澱粉２１ｇを投入し、３分間攪拌した後に水酸化ナトリウム５ｇを投入し、１５分間攪拌した膨潤液を作成した。また水５００ｇとポリビニルアルコール（ＰＶＡＫＬ−３１８）、もしくはカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣダイセル１１７０）を９ｇ投入し、常温で１時間攪拌してＰＶＡ水溶液、もしくはＣＭＣ水溶液を得た。膨潤液とＰＶＡもしくはＣＭＣ水溶液を混合し、その後３６〜４０℃まで加熱して１５分攪拌し、２種類の接着剤成分の水溶液を得た。次に、接着剤成分の水溶液とは別に、適量の水にＡ成分を少量ずつ投入し、投入終了後、室温で１２０分間撹拌して溶解させた。次いで、Ｂ成分を投入して均一に溶解するまで撹拌し、この溶液を２種類の接着剤成分の水溶液と混合し、表１に示す所定濃度の段ボール用水性接着剤３２、３３を得た。

表１に示した段ボール用水性接着剤１〜３３は、Ａ成分とＢ成分の配合割合は、接着剤成分１００質量部に対して、Ａ成分０．００１〜５．０質量部、Ｂ成分０．００１〜５．０質量部であり、かつ、Ａ成分とＢ成分の質量比は、Ａ成分：Ｂ成分＝１：１〜１：５０である。

表２に示した段ボール用水性接着剤３４〜５８の調製も、表１に示した段ボール用水性接着剤と同様、接着剤成分の水溶液に表２に示した質量比となるようＡ成分、Ｂ成分、その他の化合物を混合することにより行った。表２に示した段ボール用水性接着剤３４〜５８は、Ａ成分、Ｂ成分のいずれか、または、両方を含んでいないか、その配合割合、質量比が前記範囲の範囲外のものである。

＜３＞試験片の作製
（１）サンプル紙として、古紙パルプを主体とする坪量２５０ｇ／ｍ²の段ボール用Ｃライナーを用いた。

まず、このサンプル紙を５０×１００ｍｍ角に裁断して、乾燥機に静置して１０５℃で３時間乾燥した。乾燥後、吸湿する前にデシケーターに入れて冷却し、冷却後、絶乾質量を測定した。次いで、得られたサンプル紙を、２５℃、４０％の恒温恒湿環境下で１２時間以上保管した後、塗布試験用の試験片（試験片１〜３３、比較試験片１〜２５）を得た。

次いで、得られた試験片の片面に、表１および表２に示す段ボール用水性接着剤１〜５８を、Ｎｏ．８バーコータを用いて０．５ｇ／ｍ^２（有効成分換算）となるように塗布した。

＜４＞評価方法
（１）罫線割れ長さ率
試験片の片面に段ボール用水性接着剤を０．５ｇ／ｍ^２（有効成分換算）となるように塗布後、回転式ドラムドライヤーを用いて８０℃で９０秒間乾燥した。過酷な乾燥状態を想定して各試験片の含有水分率が４％および５％となるように、各試験片に環境中の水分を吸湿させ、各試験片の罫線割れ長さ率Ａ（含有水分率４％）、罫線割れ長さ率Ｂ（含有水分率５％）を求めた。

罫線割れ長さ率は、試験片の含有水分率算出後、試験片を素早くステンレス板に乗せ、塗布面が内側になるように、繊維の配向方向に対して直角方向に、一定の荷重を負荷して折り曲げた。折り目の外側を目視で観察し、ひび割れの長さを定規で測定し、下記式を用いて試験片の折り目全体の長さに対する百分率を、罫線割れ長さ率として算出した。罫線割れ長さ率は、値が小さいほど、罫線割れの発生が少ないことを示す。

（２）接着力（層間強度（kN/m²））
試験片を２枚用意し、１枚の試験片の片面（裏面）に段ボール用水性接着剤を０．５ｇ／ｍ^２（有効成分換算）となるように塗布後、速やかにもう１枚の薬剤を塗布していないライナー原紙の片面（裏面）と貼り合せ、回転式ドラムドライヤーを用いて１０５℃で６０秒間乾燥した。これを温度２３℃、湿度５０％の温湿度条件下で２４時間調湿した。接着力は、上記試験片の調湿後、２．５ｃｍ四方の大きさに切り取り、「ＪＡＰＡＮＴＡＰＰＩＮｏ．１８−１紙及び板紙―内部結合強さ試験方法―第1部：Z軸方向引張試験法」に準拠して測定した。

結果を表３および表４に示す。表３では、表１に示した段ボール用水性接着剤１〜３３を実施例１〜３３として示している。表４では、表２に示した段ボール用水性接着剤３４〜５８を比較例１〜２５として示している。

＜５＞結果
表３に示したように、実施例１〜３３では、中芯とライナーとを貼合するのに十分な接着強度を有するとともに、罫線割れ長さ率Ａ、Ｂが低く抑えられており、優れた罫線割れ防止性を有していることが確認された。

一方、比較例１〜２５では、接着力はあるものの、実施例１〜３３と比較して罫線割れ長さ率Ａ、Ｂが高く、罫線割れ防止性が十分ではないことが確認された。

以上のとおり、段ボール用水性接着剤は、Ａ成分とＢ成分の配合割合が、接着剤成分１００質量部に対して、Ａ成分０．００１〜５．０質量部、Ｂ成分０．００１〜５．０質量部であり、かつ、Ａ成分とＢ成分の質量比は、Ａ成分：Ｂ成分＝１：１〜１：５０であると、良好な接着強度を有し、かつ、優れた罫線割れ防止性が実現されることが確認された。

従って、本発明の段ボール用水性接着剤は、段ボール用のライナーと中芯の貼合において、ライナー及び中芯へ浸透し十分な接着性を有するとともに、段ボール用紙の罫線割れ防止性にも優れていることが示された。

Claims

少なくとも、接着剤成分と、（Ａ）ポリエチレンオキシドと、（Ｂ）前記ポリエチレンオキシドを除く多価アルコールとが配合された段ボール用水性接着剤であって、
（Ａ）ポリエチレンオキシドと（Ｂ）多価アルコールの配合割合は、接着剤成分１００質量部に対して、（Ａ）ポリエチレンオキシド０．００１〜５．０質量部、（Ｂ）多価アルコール０．００１〜５．０質量部であり、かつ、（Ａ）ポリエチレンオキシドと（Ｂ）多価アルコールの質量比は、（Ａ）：（Ｂ）＝１：１〜１：５０であることを特徴とする段ボール用水性接着剤。
前記接着剤成分が、糊化澱粉、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロースから選ばれる１種または２種以上であることを特徴とする請求項１の段ボール用水性接着剤。
（Ａ）ポリエチレンオキシドの数平均分子量は、３０万〜６００万であることを特徴とする請求項１または２の段ボール用水性接着剤。
少なくとも、接着剤成分と、（Ａ）ポリエチレンオキシドと、（Ｂ）前記ポリエチレンオキシドを除く多価アルコールとを混合する工程を含む段ボール用水性接着剤の製造方法であって、
前記工程における（Ａ）ポリエチレンオキシドと（Ｂ）多価アルコールの配合割合は、接着剤成分１００質量部に対して、（Ａ）ポリエチレンオキシド０．００１〜５．０質量部、（Ｂ）多価アルコール０．００１〜５．０質量部であり、かつ、（Ａ）ポリエチレンオキシドと（Ｂ）多価アルコールの質量比は、（Ａ）：（Ｂ）＝１：１〜１：５０であることを特徴とする段ボール用水性接着剤の製造方法。
前記接着剤成分が、糊化澱粉、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロースから選ばれる１種または２種以上であることを特徴とする請求項４の段ボール用水性接着剤の製造方法。
（Ａ）ポリエチレンオキシドの数平均分子量は、３０万〜６００万であることを特徴とする請求項４または５の段ボール用水性接着剤の製造方法。
中芯とライナーが請求項１から３のいずれかの段ボール用水性接着剤によって貼合されていることを特徴とする段ボールシート。
請求項１から３のいずれかの段ボール用水性接着剤によって中芯とライナーとを貼合する工程を含むことを特徴とする段ボールシートの製造方法。