JP2000326428A - 耐水段ボール、耐水段ボール用浸漬液及び該浸漬液を用いた耐水段ボールの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 貼合糊として従来通り水溶性の澱粉糊を使用
し、しかもライナ表面及び中芯表面に撥水処理を施すこ
とにより、高度な耐水性を付与し、かつリサイクル性に
も優れた耐水段ボール、該耐水段ボールを製造するため
の耐水段ボール用浸漬液及び該浸漬液を用いた耐水段ボ
ールの製造方法を提供する。 【解決手段】 本発明による耐水段ボール６は、波形の
中芯１の少なくとも片面にライナ２を澱粉糊３で貼合せ
た段ボール４を設け、該段ボール４の中芯１表面及びラ
イナ２表面に耐水性塗膜５を形成する。また、耐水段ボ
ール用浸漬液は、水性樹脂エマルション及び／又はゴム
ラテックスと撥水剤エマルションと水を含んでなる乳濁
液であって、該乳濁液の粘度が１００ｃｐｓ以下に調製
されてなる。さらに、耐水段ボールの製造方法は、耐水
段ボール用浸漬液に段ボールを１０分以下の時間浸漬
し、該浸漬液から取り出した段ボールを１００〜１５０
℃にて加熱乾燥させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐水段ボール、耐
水性の段ボールを製造するための耐水段ボール用浸漬液
及び該浸漬液を用いて耐水段ボールを製造する方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】段ボールは、一般に、図３の拡大断面図
に示すように、表ライナ１０ａと裏ライナ１０ｂと波形
の中芯１１とから構成され、波形の中芯１１と表裏ライ
ナ１０ａ，１０ｂとの接触部を澱粉糊（コーンスター
チ）１２で貼合わせてある。かかる構造の段ボール１３
に耐水性を付与するために、従来は、表裏ライナ１０
ａ，１０ｂ外表面１０ａ_-1，１０ｂ_-1に撥水剤を塗布し
たりワックス塗工したり、ワックス溶融液に段ボールを
浸漬して耐水性を付与するワックス含浸が行われてい
る。また、ワックスをほとんど使用しないで、ライナ１
０ａ，１０ｂ内外表面及び中芯１１表面に撥水処理をし
たものも開発されているが、このものは、ライナ１０
ａ，１０ｂと中芯１１との貼合糊１２として従来の澱粉
糊（水溶性）に替えてメラミン剤などの架橋剤を添加し
た強耐水糊（水に溶けにくい）を使用し、中芯材として
耐水性のものを使用したものと考えられ、これにより、
ワックス含浸段ボールと同等の耐水性と、リサイクル性
を両立させている。

【０００３】しかしながら、ワックス含浸段ボールは、
段ボールにワックスを含浸させるため変色が大きく商品
価値が低下し、リサイクルも困難である。また貼合糊と
して従来の澱粉糊に替えて強耐水糊を使用し、耐水性の
中芯を使用したものは、耐水性の中芯が高価なためコス
ト面で不利となり、また段ボール製造工程において通常
の中芯と耐水性の中芯を用意しなければならないなど管
理面で不利となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、貼合
糊として従来通り水溶性の澱粉糊を使用し、しかもライ
ナ表面及び中芯表面に撥水処理を施すことにより、高度
な耐水性を付与し、かつリサイクル性にも優れた耐水段
ボール、該耐水段ボールを製造するための耐水段ボール
用浸漬液及び該浸漬液を用いた耐水段ボールの製造方法
を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明者は、段ボールのリサイクル性を損なうことの
ないよう、ライナと中芯との貼合糊としては従来通り水
溶性の澱粉糊を使用した段ボールを適用対象とし、その
耐水性を向上させる方法を鋭意研究した。その結果、水
性樹脂エマルションに少量の撥水剤エマルションを添加
し、その粘度を所定値以下に調製した浸漬液を用い、短
時間で浸漬処理を終えれば、澱粉糊が溶解することな
く、ライナ表面及び中芯表面に耐水性塗膜を形成して、
ライナ及び中芯に耐水性を付与することが可能であるこ
とを見出し、本発明を完成した。即ち、本発明による耐
水段ボールは、波形の中芯の少なくとも片面にライナを
澱粉糊で貼合せた段ボールを設け、該段ボールの中芯表
面及びライナ表面に耐水性塗膜を形成してなること、を
特徴としている。また、本発明による耐水段ボール用浸
漬液は、水性樹脂エマルション及び／又はゴムラテック
スと撥水剤エマルションと水を含んでなる乳濁液であっ
て、該乳濁液の粘度が１００ｃｐｓ以下に調製されてな
ること、を特徴としている。ここで、前記水性樹脂エマ
ルション及び／又はゴムラテックスは、（メタ）アクリ
ル共重合樹脂エマルション、ＳＢＲラテックス及びＮＢ
Ｒラテックスからなる群より選ばれる１種又は２種以上
の混合物とするのが好ましい。また前記撥水剤は、パラ
フィンワックス、ステアリン酸及びステアリン酸アミド
からなる群より選択される１種又は２種以上の混合物と
するのが好ましい。さらに、本発明による耐水段ボール
の製造方法は、上記した耐水段ボール用浸漬液に段ボー
ルを１０分以下の時間浸漬し、該浸漬液から取り出した
段ボールを１００〜１５０℃にて加熱乾燥させること、
を特徴としている。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を具体
的に説明する。本発明に適用される段ボールは、例えば
図１の拡大断面図に示すように，波形の中芯１の両面
（波形の中芯１の頂部及び谷部）にライナ２，２を澱粉
糊（コーンスターチ）３で貼合わせた一般の段ボール
（両面段ボール）４である。なお、ライナ２外表面に既
に印刷が施されている段ボール４でもよい。また、箱加
工接着された段ボールでもよい。中芯材としては、従来
通り吸水性の高いものを用い、耐水性の中芯を用いる必
要はない。このように、段ボールは従来通りのものがそ
のまま適用できるので、段ボール材のコスト面、管理面
で不利になることはない。そして、この段ボール４の中
芯１表面及びライナ２，２の内外表面に水性樹脂からな
る耐水性塗膜５を形成したものが、本発明による耐水段
ボール６である（図２）。なお、澱粉糊３の外表面にも
耐水性塗膜５を形成する。段ボールには、図１に示した
両面段ボール４の他、片面段ボール、複両面段ボールな
どがあるが、いずれも適用できる。要するに、段ボール
の外表面だけでなく、段ボール内側の中芯表面やライナ
の内表面にも耐水性塗膜を形成したものが含まれる。

【０００７】かかる耐水段ボールの耐水性能は、吸水性
がＪＩＳ Ｋｏｂｂ法 ３０分で１０ｇ／ｍ² 以下であ
り、透湿度がＪＩＳ Ｋ６５４９ ４０℃９０％ＲＨ２
４ｈｒで１５０ｇ／ｍ² 以下であることが好ましい。耐
水性能がこの程度あれば、十分な耐水性を有し、しかも
貼合糊として従来通り水溶性の澱粉糊を用いているの
で、リサイクル性にも優れたものとなる。特に、吸水性
が１０ｇ／ｍ² 以下であれば、箱状に組み立てた耐水段
ボール内に水を張った状態で２４時間放置しても、十分
に耐える程度の耐水性をもつ。耐水性塗膜の膜厚は、１
０〜２０μｍ程度が好ましい。膜厚が１０μｍ未満では
十分な耐水性が得られず、一方２０μｍを越えると耐水
性は向上するが、樹脂の使用量が多くなり、また乾燥時
間も長くかかり、コスト高となる。耐水性とコストの点
から１０〜１５μｍ程度がより好ましい。

【０００８】次に、本発明の耐水段ボール用浸漬液は、
加熱乾燥により塗膜を形成する樹脂成分を含む水性樹脂
エマルション及び／又はゴムラテックスと、塗膜の耐水
性を高め撥水性を付与するための撥水剤と、水を含んで
なる乳濁液である。そして、該乳濁液の粘度が１００ｃ
ｐｓ以下、好ましくは２０ｃｐｓ以下、さらに好ましく
は１０ｃｐｓ以下に調製されたものである。粘度が１０
０ｃｐｓを越えると、塗膜付着量が多くなり、乾燥時に
表面乾きが生じ、塗膜を発泡させることになる。粘度が
２０〜１００ｃｐｓ程度の場合、樹脂の種類により、ま
た１００℃程度の比較的低温で加熱乾燥させることによ
り、発泡や湯しわを生じ難くなる。粘度が２０ｃｐｓ以
下では、より発泡や湯しわを生じ難くなり、さらに１０
ｃｐｓ以下では、比較的高温（１３０〜１５０℃程度）
で加熱乾燥しても、発泡や湯しわを生じない。なお、粘
度の下限値は５ｃｐｓ以上で、粘度がこれより小さい
と、十分な塗工量を確保できず、十分な膜厚が得られな
いため、耐水性が不十分となる。

【０００９】段ボールの貼合糊として用いる澱粉糊は水
溶性であるが、トルエン、アルコール、ケトンなどの溶
剤には溶けない。このため、溶剤タイプの樹脂にて塗工
すれば、澱粉糊は溶けないので樹脂の選定は容易にな
る。しかし、溶剤を使用すると、作業環境面で問題があ
り、また紙への浸透力が強いため、蒸発乾燥して塗膜を
形成するのに、蒸発に時間を要し、表面乾きが生じて内
部の揮発成分が蒸発できず、塗膜が発泡したりして連続
膜ができず物性も落ちる。また紙内部に浸透するため、
ライナ表面の色調も変わり易い。この点、水性樹脂エマ
ルションやゴムラテックスによれば、溶剤タイプのもの
に比べ、紙への浸透力が弱く、内部に浸透することな
く、ライナ表面に塗膜を形成し易い。このため、加熱乾
燥時の発泡も生じ難く、またライナ表面の変色もし難
い。

【００１０】ここで、水性樹脂エマルション及び／又は
ゴムラテックスとしては、（メタ）アクリル共重合樹脂
エマルション、ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）ラテ
ックス及びＮＢＲ（アクリロニトリルブタジエンゴム）
ラテックスからなる群より選ばれる１種又は２種以上の
混合物とするのが好ましい。（メタ）アクリル共重合樹
脂としては、（メタ）アクリル酸エステルスチレン共重
合樹脂、（メタ）アクリル酸エステルアクリロニトリル
共重合樹脂、酢酸ビニル（メタ）アクリル酸エステル共
重合樹脂等が挙げられ、これらの１種又は２種以上の混
合物を用いることができる。また、ＳＢＲラテックスと
しては、未変性のスチレンブタジエン共重合ラテックス
の他、カルボキシル化スチレンブタジエン共重合ラテッ
クスなど変性したものでもよい。上記した水性樹脂エマ
ルション及び／又はゴムラテックスの内では、（メタ）
アクリル共重合樹脂エマルションが好ましいと考えられ
る。これは、乳化剤が耐水性に悪影響を与える可能性が
あり、（メタ）アクリル共重合樹脂は、一般に乳化剤の
量が少なくても乳化し易いからである。なお、形成され
た塗膜には、箱の折り込みにより罫線割れを起こさない
よう、靱性と伸びが必要となるが、上記した水性樹脂エ
マルションやゴムラテックスには、各種のグレードのも
のが各製造メーカーから提供されているので、これらの
特性を満たすものを適宜選択すればよい。

【００１１】本発明の浸漬液中の樹脂成分の固形分濃度
は、用いる樹脂成分により適宜選択されるが、３０〜４
０重量％の範囲とする。樹脂成分の固形分濃度が３０重
量％未満では、一般に粘度が低くなり過ぎて十分な膜厚
の塗膜を確保するのが難しい。一方、４０重量％を越え
る濃度では、一般に粘度が高くなり過ぎて浸漬液から段
ボールを引き上げた際、浸漬液の切れが悪くなり、また
加熱乾燥した際に、発泡や湯しわを生じ易くなる。浸漬
液中に含まれる水の量は、少ない方が加熱乾燥が容易
で、発泡や湯しわを生じ難くなるため、樹脂固形分濃度
が高く、かつ粘度の低いものが好ましい。

【００１２】また、撥水剤としては、パラフィンワック
ス、ステアリン酸及びステアリン酸アミドからなる群よ
り選択される１種又は２種以上の混合物とするのが好ま
しい。浸漬液中の撥水剤の固形分濃度は、１．５〜５重
量％の範囲とする。撥水剤の固形分濃度が１．５重量％
未満では、撥水剤添加による耐水性向上及び撥水性付与
の効果が小さく、一方、５重量％を越える濃度では、古
紙リサイクル工程でスクリーンの目詰まりを起こし易
く、撥水剤の除去作業が困難となってリサイクル性に悪
影響を及ぼす。

【００１３】次に、本発明による耐水段ボールの製造方
法は、上記した耐水段ボール用浸漬液に段ボールを１０
分以下、好ましくは３分以下の時間浸漬処理し、該浸漬
液から取り出した段ボールを１〜２分程度静置して段ボ
ールに付着した余分な浸漬液を切り、次いで、１００〜
１５０℃にて加熱乾燥させる。これにより、上述のよう
に、段ボール４の中芯１表面及びライナ２，２の内外表
面に耐水性塗膜５が形成された耐水段ボール６を得る。
浸漬液での処理時間が１０分を越えると、浸漬液中に含
まれる多量の水により、水溶性の澱粉糊が溶けて、ライ
ナと中芯との接着力が低下し、段ボールの強度が低下し
てしまう。加熱温度が１００℃未満では、乾燥時間が長
くかかり過ぎて生産性が悪くなり、一方、１５０℃を越
えると、塗膜の表面乾きにより発泡や湯しわを起こし易
くなる。加熱時間は加熱温度や使用する水性樹脂エマル
ションの種類等により適宜調整するが、１０〜４０分程
度である。なお、浸漬液に浸漬する段ボールは、平板の
状態のものでも、箱状に組み立てる前の裁断した状態の
ものでも、箱状に組み立てたものでもよい。浸漬後の余
分な浸漬液を切るのに、エアーを吹きつけて行うように
してもよい。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に具体的に説
明するが、これらは例示であり、本発明の範囲を限定す
るものではない。

【００１５】アクリル共重合樹脂エマルションとして、
高圧ガス工業株式会社製 商品名「ＷＰ４５」（不揮発
分重量５０％）を用い、撥水剤として、中京油脂株式会
社製のワックスエマルション 商品名「Ｂ４６０」（不
揮発分重量５０％）を用い、表１の配合割合にて浸漬液
を調製した。その浸漬液中の樹脂固形分濃度（重量
％）、撥水剤固形分濃度（重量％）、その浸漬液の粘度
を表１に示す。このように調製した浸漬液に段ボールを
１５秒間浸漬処理した後、１〜２分静置して段ボールに
付着した余分な浸漬液を切り、１３０℃で２０分乾燥し
て段ボールに塗膜を形成させた。この処理後の段ボール
の透湿度、吸水性等を測定した結果を表１に示す。な
お、透湿度の測定は、ＪＩＳ Ｋ６５４９（革の透湿度
試験方法）に準拠し、温度４０℃，相対湿度９０％，２
４時間の条件で測定した。また、吸水性は、ＪＩＳ Ｐ
８１４０（紙及び板紙の吸水度試験方法（コップ法））
に準拠し、試験片と水との接触時間３０分の条件で試験
した。

【００１６】

【表１】

【００１７】表１の結果から分かるように、浸漬液とし
て樹脂エマルションに撥水剤を少量添加したもの（符号
５）を用いた場合、撥水剤を添加しない浸漬液（符号
４）に比べ、透湿度性，吸水性ともに飛躍的に向上し、
いずれも良好であることが分かる。ただし、水分量が多
くなりすぎると（符号６）透湿度性，吸水性ともに不良
となる。表１に示した値から推定して、樹脂固形分濃度
は３０〜４０％程度、撥水剤固形分濃度は、１．５〜５
％程度が好ましいと考えられる。なお、上記表に示した
例で、粘度が１００ｃｐｓ（符号２）、２０ｃｐｓ（符
号３）のものでは、加熱乾燥（１３０℃）により、発泡
や湯しわを生じてしまうが、製造メーカーから提供され
ている水性樹脂エマルションやゴムラテックスには、発
泡し易いものし難いものなど種々あるので、樹脂の種類
を変えたり、加熱温度を低くすれば、このような問題を
解決することも可能であると考えられる。

【００１８】段ボールを水及び表１の符号５に示した浸
漬液に、浸漬時間を変えて浸漬処理し、乾燥してライナ
と中芯との接着状況を観察した結果を表２に示す。

【００１９】

【表２】

【００２０】表２の結果から分かるように、浸漬液が水
のみの場合、浸漬時間が１分以内であれば、その後乾燥
しても強度的に問題はないが、それ以上になると強度的
に問題となる。一方、樹脂液に浸漬した場合、液中の水
分は６０％程度含有するが、樹脂の粘性効果のためか、
１０分程度の浸漬時間では、接着強度には影響がほとん
どない。樹脂エマルションには、水は含まれるが樹脂が
水に分散された状態にあり、粘性もあり、水のみの場合
に比べ、セルロース繊維への吸着が遅れるためと考えら
れる。また、加熱乾燥の際、水の放出も容易になる。し
かし、長時間（６０分）浸漬すると、段ボールの紙の内
部に樹脂液が浸透して変色し、水分の除去ができなくな
り、段ボールの剛性もでない。これは、紙の繊維は親水
性であり、一旦水が吸着すると水を飛ばすのに相当のエ
ネルギーが必要になるためと考えられる。これらのこと
から、浸漬液での浸漬時間は１０分以内が好ましく、処
理工程の点から３分以下がより好ましい。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の耐水段ボ
ールによれば、ライナと中芯との貼合糊として従来通り
澱粉糊を使用し、ライナ表面及び中芯表面に撥水処理が
施されてなるので、リサイクル性に優れ、かつ高度な耐
水性を有する。また、本発明の耐水段ボール用浸漬液及
び該浸漬液を用いた耐水段ボールの製造方法によれば、
貼合糊として従来通り澱粉糊を使用し、しかもライナ表
面及び中芯表面に撥水処理を施すことにより、高度な耐
水性を付与し、かつリサイクル性にも優れた耐水段ボー
ルを得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に適用される段ボールの構造を示す拡大
断面図。

【図２】本発明の耐水段ボールの構造を示す拡大断面
図。

【図３】従来例による段ボールの構造を示す拡大断面
図。

【符号の説明】

１ 中芯 ２ ライナ ３ 貼合糊（澱粉糊） ４ 段ボール ５ 耐水性塗膜 ６ 耐水段ボール

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】波形の中芯の少なくとも片面にライナを澱
   粉糊で貼合せた段ボールを設け、該段ボールの中芯表面
   及びライナ表面に耐水性塗膜を形成してなることを特徴
   とする耐水段ボール。
2. 【請求項２】水性樹脂エマルション及び／又はゴムラテ
   ックスと撥水剤エマルションと水を含んでなる乳濁液で
   あって、該乳濁液の粘度が１００ｃｐｓ以下に調製され
   てなることを特徴とする耐水段ボール用浸漬液。
3. 【請求項３】前記水性樹脂エマルション及び／又はゴム
   ラテックスは、（メタ）アクリル共重合樹脂エマルショ
   ン、ＳＢＲラテックス及びＮＢＲラテックスからなる群
   より選ばれる１種又は２種以上の混合物である請求項２
   に記載の耐水段ボール用浸漬液。
4. 【請求項４】前記撥水剤は、パラフィンワックス、ステ
   アリン酸及びステアリン酸アミドからなる群より選択さ
   れる１種又は２種以上の混合物である請求項２又は３に
   記載の耐水段ボール用浸漬液。
5. 【請求項５】請求項２〜４のいずれか１項に記載の耐水
   段ボール用浸漬液に段ボールを１０分以下の時間浸漬
   し、該浸漬液から取り出した段ボールを１００〜１５０
   ℃にて加熱乾燥させることを特徴とする耐水段ボールの
   製造方法。