JPH0252945B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は二塩基酸無水物含有合成高分子・でん
粉エステルを主体としてなる接着剤、あるいはこ
れにでん粉架橋剤を添加してなる接着剤を使用す
る段ボールの製造方法に係わり、その目的とする
ところは、貼合時の熱量を大幅に節減できる段ボ
ール、特に美粧段ボールの製造方法を提供するこ
とにある。 段ボールは近年、その機能性の追求が進み、単
なる外装用包装材から内装、個装材等その用途は
拡大すると共に多様化している。 特にスーパーマーケツトの発展に伴ない段ボー
ルのデイスプレー化が進み、段ボール箱の形式の
多様化と美粧段ボールの増加となつて現われてい
る。 とりわけ美粧段ボールの生産量は大手の段ボー
ルメーカーが自社でライナーに印刷してからコル
ゲーターにかける所謂プレプリント方式を導入し
たことから急激に増加している。 プレプリント方式による美粧段ボールの製法は
ライナーに３〜４色の多色印刷を行い、その後ア
クリル係樹脂等の水性ワニスで印刷面をコーテイ
ングしたり、ワツクス等で撥水処理し、このライ
ナーと中芯を貼合して段ボールを製造する。 プレプリントされたライナーは貼合時160〜180
℃の熱盤等と接触し、その結果印刷や表面コーテ
イングが熱変化を受け、色相が変色あるいは退色
したり、表面に傷が付いたり、反りを生じたりす
るため、美粧段ボールの商品価値を低下してしま
うという問題点があつた。 一方、我が国における段ボール用接着剤はその
大部分がでん粉を主体とするものであり、所謂ス
タイン・ホール方式によつて調製した接着剤が使
用され、その他に若干、酢酸ビニル樹脂、ポリビ
ニルアルコール、スチレンブタジエンラバー、尿
素樹脂等の合成糊剤が単独またはでん粉接着剤と
併用して用いられているに過ぎない。 スタイン・ホール方式の接着剤はでん粉重量の
３〜４倍という大量の水を含んでおり、段ボール
貼合時に接着剤中のでん粉をライナーを通して間
接的に加熱することによつて糊化させ、次いでこ
の糊液の水分を加熱により蒸発させ、乾燥、固化
することによつて貼合操作を完了させるという方
式であるため、多量の熱量を必要とするものあ
る。 美粧段ボールは前記のような製造上の問題点が
あるにもかかわらず、一般に、普通段ボールを製
造する工場で、でん粉系の接着剤を用い、スタイ
ン・ホール方式によつて生産されている。 その理由は、美粧段ボールの貼合に適した少量
の熱量、すなわち、低温で貼合できる接着剤が未
だ実用化されていないこと、品質を重視して熱源
の温度を低下させると生産性が低下してしまうこ
と、現在実施されている段ボール接着剤の耐水性
付与方法は尿素樹脂等の熱硬化性樹脂からなる耐
水化剤を添加する方法であるため、貼合時の温度
が低いと耐水性接着強度の発現が低下し、十分な
耐水強度が得られないこと、等による。 近年、省エネルギー生産の進展に伴ない段ボー
ル貼合時の熱量を少くする方法として、ホツトス
ターチ方式、ジエツトセツト方式、接着剤の高濃
度化、低温糊化でん粉の使用等が試みられている
が、これらの方法は何れも十分満足し得るもので
なく、また、貼合時に熱を全く使用しないコール
ドコルゲーシヨンも実用化までには至つていな
い。 このような理由から、少量の熱量、低い温度で
段ボールが貼合でき、かつ、耐水性も付与できる
方法を開発することが段ボール業界、特に美粧段
ボールメーカーの課題となつていた。 本発明者らは、このような状況に鑑み、段ボー
ルを少量の熱量で貼合できる方法を開発するため
鋭意研究し、従来から少量の熱量で段ボールを貼
合する方法として知られている接着剤の高濃度化
と微量塗布の可能性を検討した結果、段ボール用
接着剤としてでん粉に、二塩基酸無水物を含有す
る合成高分子をエステル化して得られるエステル
化でん粉、あるいは該エステル化でん粉とでん粉
架橋剤を使用することにより、従来から知られて
いるでん粉系接着剤では実現不可能に近いと考え
られていた接着剤の高濃度化と高濃度接着剤によ
る微量塗布が可能となり、もつて段ボール貼合時
の熱量の節減、換言すれば、少量の熱量で段ボー
ルの貼合が達成し得ることを見出し、本発明を完
成した。 すなわち、本発明における第１の発明は、ライ
ナーと中芯を接着剤にて貼合せしめる段ボールの
製造方法において、でん粉に、二塩基酸無水物を
含有する合成高分子をエステル化して得られるエ
ステル化でん粉を主体としてなる接着剤を使用す
ることを特徴とする段ボールの製造方法であり、
また第２の発明は、ライナーと中芯を接着剤にて
貼合せしめる段ボールの製造方法において、でん
粉に、二塩基酸無水物を含有する合成高分子をエ
ステル化して得られるエステル化でん粉、および
でん粉架橋剤を主体としてなる接着剤を使用する
ことを特徴とする段ボールの製造方法である。 本発明方法において、接着剤を調製するために
使用する主な構成成分は、でん粉、二塩基酸無水
物を含有する合成高分子、エステル化触媒、およ
びこの接着剤の耐水化剤として使用されるでん粉
架橋剤である。 でん粉は一般に段ボールの接着剤に使用されて
いるでん粉、穀粉の内から選択すればよく、コー
ンスターチ、小麦でん粉、タピオカでん粉、ハイ
アミロースコーンスターチ等の天然でん粉、コー
ンフラワー、小麦粉等の穀粉、および酸化、デキ
ストリン化、エーテル化、エステル化等の加工を
施したでん粉の使用が可能である。 二塩基酸無水物含有合成高分子とは、無水イタ
コン酸、無水グルタコン酸、無水シトラコン酸、
無水マレイン酸等の不飽和二重結合を含有する二
塩基酸無水物と、エチレン、プロピレン、ブチレ
ン、イソブチレン等のα−オレフイン、ブタジエ
ン等のジエン単量体、ビニルアセチレン等のビニ
ルアセチレン単量体、スチレン、α−メチルスチ
レン等のスチレン単量体、アクリル酸、メタクリ
ル酸、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル等
のアクリル酸、アクリル酸エステル単量体、等か
ら選ばれたビニル単量体との共重合体のことであ
る。 これらの内、二塩基酸無水物含有合成高分子と
して一般的に知られているものは、二塩基酸無水
物として無水マレイン酸を用いたα−オレフイン
樹脂、水溶性ポリブタジエン樹脂、スチレン・無
水マレイン酸樹脂等がある。でん粉と二塩基酸無
水物含有合成高分子とをエステル化するための触
媒としては塩基性化合物を使用し、エステル化時
のPHは10以上が好ましい。 塩基性化合物とは周期律表第ａ族、第ａ族
のナトリウム、カリウム、カルシウム、およびア
ンモニウムの水酸化物ならびにそのアルカリ塩類
等があげられ、これらの内から選ばれた１種また
は２種以上を使用する。 接着剤に耐水性を付与するために使用するでん
粉の架橋剤としては、エピクロルヒドリン、グリ
セリンジグリシジルエーテル等のエポキシ化合
物、尿素・ホルムアルデヒド、アセトン、ホルム
アルデヒド等のホルムアルデヒド樹脂初期縮合物
等がある。 エステル化でん粉の製造方法は前記のでん粉と
二塩基酸無水物を含有する合成高分子を水の存在
下で混合して懸濁状態とし、これにアルカリ触媒
を添加した30℃以上に加熱し、エステル化せしめ
る。 エステル化反応は、でん粉が未糊化状態のまま
で行う懸濁液反応、でん粉が糊化した状態で行う
溶液反応のいずれでもよいが、エステル化の効率
を高めるには、低温よりも高温で反応が行う方
が、また、でん粉粒が懸濁状態よりも糊化した状
態で反応を行う方がより好ましく、反応も均一に
なる。 段ボール接着剤の調製は、このエステル化でん
粉を用い、スタイン・ホール方式あるいはコール
ドセツト方式等、従来から知られている段ボール
接着剤の調製法に基づいて実施する。 例えば、本発明のエステル化でん粉をスタイ
ン・ホール方式におけるキヤリヤー部として使用
する場合、全でん粉量の10〜20重量％程度のエス
テル化でん粉に必要に応じて苛性ソーダを添加
し、または苛性ソーダと加熱蒸気により完全に糊
化させ、このキヤリヤー部を、残りのでん粉を水
に分散させたメイン部に混合することによつて調
製する。 また、本発明のエステル化でん粉をスタイン・
ホール方式におけるメイン部として利用すること
もできる。 本発明の段ボールの製造方法における特長は、 (1) 使用する接着剤が速乾性であり、かつ、高濃
度化してるため、少量の熱量で段ボールが貼合
できる。例えば、現行の段ボールの製造方法に
おける貼合に必要な熱量は、通常、160〜180℃
であるが、本発明方法によれば段ロール90〜
120℃、プレヒーター60〜100℃、熱盤第１群90
〜120℃、２〜３群室温〜60℃であり、段ボー
ル貼合時の熱量が大幅に節減されることがわか
る。 従つて、美粧段ボールの貼合においては印刷
や表面コーテイングの熱劣化による変色や退色
あるいは傷や反りの発生を防止することができ
る一方、普通段ボールの貼合においては熱量の
節約となり、熱量により制約が解消されるた
め、生産性が向上する。 (2) 糊液はチキソトロピー性が少なく、機械的に
安定しているため微量接着剤の薄膜塗布が可能
となり、ゆえに高濃度化に伴なう着糊量の増加
がないため、接着剤のコストアツプにつながら
ない。 (3) 接着剤のフイルム強度が強く、少量の塗布量
で十分必要な強度が得られ、また、紙の水分や
材質が変化しても安定した接着強度が得られ
る。 そのため、シートの反りやウオツシユボード
が少ない。 (4) 耐水性の付与が容易である。 (5) 故紙回収に問題がなく無公害である。 (6) 接着剤はでん粉をベースとしているため安価
であり、原料の安定供給が可能である。 等があげられる。 次に実施例および対照例をあげて本発明をさら
に説明する。 実施例 １ コーンスターチ35Kgおよび二塩基酸無水物を含
有する合成高分子としてα−オレフイン無水マレ
イン酸樹脂（〓クラレ製、イソバン−06）20Kgを
水250中に添加し、これにエステル化触媒とし
て水酸化ナトリウム６Kgおよび水酸化カルシウム
６Kgを加えた後、撹拌を続けながら80℃まで昇温
せしめた。 80℃到達後30分間反応を行わしめ、しかる後、
これに20℃の冷却水360を添加し、冷却後、未
糊化の普通コーンスターチ270Kgと硼砂6.3Kgを添
加し、さらに30分間撹拌を続けて接着剤を調製し
た。 得られた接着剤の粘度は35秒（全段連カツプ）
であつた。 この接着剤を使用し、通常の段ボールの貼合方
法に従い、段ロール、プレヒーター、熱盤等の熱
源の表面温度を120℃にして美粧段ボールを製造
した。 対照例 １ 60℃の温水300に硼砂１Kg、キヤリヤー用で
ん粉（豊年製油〓製、HS−800）39Kgを懸濁さ
せ、これに苛性ソーダ5.6Kgを添加し、20分間撹
拌してキヤリヤー部でん粉糊液を調製した。 一方、前もつて別のメインタンクで35℃の水
460に未糊化の普通コーンスターチ161Kg、硼砂
3.7Kgを添加して懸濁液（メイン部）を調製した。 このメイン部にキヤリヤー部糊液を添加し、20
分間撹拌を続けて段ボール用接着剤を調製した。 この接着剤を用い、通常の段ボールの貼合方法
に従い、熱源の温度175℃にて美粧段ボールを製
造した。 これらの実施例および対照例によつて製造した
美粧段ボールにおける、紙構成、熱源の温度、貼
合速度、接着強度、着糊量等を次表に示す。

【表】 ※ ダブル側ライナー美粧印刷あり
以上の結果より、本発明方法によれば美
粧段ボール貼合時の熱量を大幅に節
減できることがわかる。
実施例 ２ スチレン100Kgおよび無水マレイン酸100Kgをベ
ンゼン800Kgに溶解し、アゾビスイソブチロニト
リル（AIBN）10Kgおよびｎ−ドデシルメルカプ
タン0.5Kgを添加、撹拌しながら昇温し、70℃で
６時間反応せしめ、反応後脱溶剤してスチレン・
無水マレイン酸樹脂を合成した。 ハイアミロースコーンスターチ40Kgおよび二塩
基酸無水物を含有する合成高分子として前記のス
チレン・無水マレイン酸樹脂15Kgを水250中に
添加し、これにエステル化触媒として水酸化ナト
リウム６Kgおよび水酸化マグネシウム６Kgを加え
た後、撹拌を続けながら80℃まで昇温せしめた。 80℃達温後30分間反応を行わしめ、しかる後、
これに20℃の冷却水360を添加し、冷却後、未
糊化の普通コーンスターチ270Kgと硼砂6.3Kgを添
加し、さらに30分間撹拌を続けた後、グリセリン
ジグリシジルエーテル（でん粉架橋剤）を10Kg添
加して接着剤を調製した。 得られた接着剤の粘度は36秒（全段連カツプ）
であつた。 この接着剤を使用し、通常の段ボールの貼合方
法に従い、段ロール、プレヒーター、熱板等の熱
源の表面温度を120℃にして耐水段ボールを製造
した。 対照例 ２ 60℃の温水300に耐水段ボール接着剤のキヤ
リー部用でん粉（豊年製油〓、HR−160）45Kg
と硼砂0.5Kgを添加し、これに水酸化ナトリウム
5.7Kgを添加し、20分間撹拌してキヤリー部糊液
とした。一方、前もつて別のメインタンクで30℃
の水370に硼砂３Kg、耐水段ボール接着剤メイ
ン部用でん粉（豊年製油〓製、HR−202）205
Kg、変性尿素樹脂性水化剤（豊年製油〓製、HR
−930）15Kgを添加してメイン部をを調製した。 このメイン部にキヤリー部糊液を添加して耐水
段ボール接着剤を調製した。 この接着剤を用い、通常の段ボールの貼合方法
に従い、熱源の温度175℃にて耐水段ボールを製
造した。これらの実施例および対照例によつて製
造した耐水段ボールにおける紙構成、熱源の温
度、貼合速度、接着強度、着糊量等を次表に示
す。

【表】 以上の結果より、本発明方法によれば耐水段ボ
ール貼合時の熱量を大幅に節減できることがわか
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ライナーと中芯を接着剤にて貼合せしめる段
   ボールの製造方法において、でん粉に、二塩基酸
   無水物を含有する合成高分子をエステル化して得
   られるエステル化でん粉を主体としてなる接着剤
   を使用することを特徴とする段ボールの製造方
   法。 ２ ライナーと中芯を接着剤にて貼合せしめる段
   ボールの製造方法において、でん粉に、二塩基酸
   無水物を含有する合成高分子をエステル化して得
   られるエステル化でん粉、およびでん粉架橋剤を
   主体としてなる接着剤を使用することを特徴とす
   る段ボールの製造方法。