JPS6036151A - 強化ダンボ−ル及びそれを用いた強化ダンボ−ル箱 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は強化ダンボール及びこれを使用して製造した強
化ダンボール箱に関する。

さ４らに詳しくは、親水性を付与したポリインシアネー
ト組成物で強化され、且つこの組成物の未硬化物と未硬
化の接着剤との反応によシ接着を強化された強化ダンボ
ール及びこれを用いた強化ダンボール箱に関する。

従来、ライナー紙または中芯紙或いはその両者の一面〜
全面あるいはこれらの一部分に強化剤を施したダンボー
ルを内装拐、雑貨などの芯に使用し、或いはこの強化ダ
ンボールで箱を組立て、重量物の包装及び運搬を行う仁
とは既に公知であり、このようにして強化処理したダン
ボールの強度はかなル向上することも知られている。父
、強化剤としては、ポリイソシアネートの単量体、オリ
ゴマー、グレポリマーなどかとくに有効であることが知
られている。

ダンボールの表面に強化剤を塗布する方法では、ダンボ
ールの製造設備とは別に強化剤処理工程を設置するため
に広い面積を必要とする。またあらかじめ強化処理した
原紙を用いてダンボールを製造する方法では原紙の吸水
性が失われ、ライナー紙と中芯紙の貼合段階で、一般に
使用されているデンプン系接着剤は接着力が不足するの
で高価な特殊接着剤を使用する必要を生ずるなどの問題
点が多かった。

さらにポリイソシアネート類をダンボール製造フィンで
塗布する試みではライナー紙と中芯紙との接着に問題が
生じるため特殊の工夫が必要とがる。

このようなダンボールの強度及び製造上の問題点を解決
するため種々検討した結果、本発明者らは後述の親水性
を付与したポリインシアネート組成物を従来業界でムく
使用中のダンボール製造ライン上で中芯紙及びライナー
紙の内表面のうちの１面又はそれ以上（以下、単に中芯
紙及び／父はライナー紙の内表面上もいうンに適用する
ことにより、又一般に使用されている安価なデンプン系
接着剤によシ接着できるだけでなく、驚くべきことにポ
リインシアネートと接着剤との反応が同時に起るため、
接着部に耐水性が付与されると同時に強度が大巾に上昇
することを見出し、本発明に到達した。

すなわち本発明は （１）中芯紙及びライナー紙の内表面のうちの１面又は
それ以上に親水性を伺与したポリイソシアネート組成物
、その溶液又はその水性剤を塗布し、未硬化の該親水性
を付与したポリインシアネート組成物と中芯紙の段頂部
に塗布した活性水素を有する未硬化の接着剤が混合した
状態で、該中芯紙の段頂部と該ライナー紙とを接着せし
めてなる強化段ボール。

（２）中芯紙及びライナー紙の内表面のうちの１而又は
それ以上に親水性を付与したポリイソシアネート組成物
、その溶液又はその水性剤を塗布し、未硬化の該親水性
を付与し１こポリインシアネート組成物と中芯紙の段頂
部に塗布した活性水素を有する未硬化の接着剤が混合し
た状態で、該中芯紙の段頂部と該ライナー紙とを接着せ
しめてなる強化段ボールを使用した強化ダンボール箱。

である。

本発明に用いられる有機ポリイソシアネートは、トリレ
ンジイソシアネート　（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジ
イソシアネー）（ＭＤＩ）、ナフタレンジイソシアネー
）（ＮＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート　（Ｈ
ＤＩ）、　バラフェニレンジインシアネート、リジンジ
インシアネート　（ＬＤＩ）、ジシクロヘキシルメタン
−４，４′−ジイソシアネート　（水素化ＭＤＩ）、　
インホロンジイソシアネー）　（ＩＰＤＩ）　、ヘキサ
メチレンジインシアネート（ＨＤ　Ｉ、、）　、　水素
化キシリレンジインシアネート（ＨＸＤＩ）などのジイ
ソシアネー）、ｍ剃トリレンジインシアネート、粗製ジ
フェニルメタンジイソシアネート〔ポリメチレンポリフ
ェニルポリイソシアネート９等公知の脂肪族、芳香族、
ポリインシアネート及びそれらの粗製物、カルボジイミ
ド変性ＭＤＩ、ＴＤＩのトリメチロールプロパン付加物
、氷炭性のビウレット構造ＨＤＩ変性物の如き公知の脂
肪族、芳香族、脂環族ポリイソシアネートの変性物等で
あシ、これらは単独または２種以上混合して用いられる
。

特に好ましくは粗製ジフェニルメタンジインシアネート
であシ、本発明方法の強化段ボールの製造において優れ
た性能を発揮する。

に界面活性剤を添加するか、インシアネート基の一部を
変性して得た変性ポリインシアネートであって、このよ
うに親水性を付与したポリイソシアネート組成物はポリ
イソシアネートと中芯紙及び／又はライナー紙内表面の
繊維及びデンプン系接着剤との親和性を高める。

界面活性剤としては例えば、Ｃ１□〜ＣＩ８　の脂肪酸
石けん、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ、ジオクチ
ル・スルホコハク酸ソーダ、ナフタレンスルホン酸・ホ
ルムアルデヒド縮合物、ラクリル硫酸ソーダ、リグニン
スルホン酸カルシウムなどの陰イオン界面活性剤、トリ
メチル・オクタデシルアンモニウム・クロライド、トリ
メチル・ドデシルアンモニウム・ブロマイドなどの陽イ
オン界面活性剤、ジメチル・セチルベタイン、ジヒドロ
キシエチル・ラウリルベタインなどの両性界面活性剤、
ソルビタン・モノラウレート、ソルビタン−セスキオレ
エート、ポリオヤシエチレン・ソルビタン・モノステア
レート、ポリオキシエチレン・ソルビタン・トリオレエ
ート、ポリオキシエチレン・ラウリルエーテル、ポリオ
キシエチレン・ノニルフェニルエーテルなどの非イオン
界面活性剤等である。また分子１ｋ　２００以上のポリ
エチレングリコール、キャンデリラロウ、木ロウなどの
植物ロウ、ミツロウ、ラノリン、鯨ロウなどの動物ロウ
、モンタンロウなどの鉱物ロウも使用できる。

その添加量はポリイソシアネート１００重量部（以下部
は重量部を表わす）に対し０．１〜２０部でるシ、とく
に１〜５部が好ましい。

またインシアネート基の変性剤として、とくに本発明に
好ましい化合物はポリオキシアルキレン・モノオールで
ある。

ポリオキシアルキレンモノオールは単官能アルコールを
開始剤としてこれに塩基性触媒の荘在下でエチレンオキ
サイド（以下、ＥＯともかく）又はエチレンオキサイド
およびプロピレンオキサイド（以下ｐｏともかく）をＥ
Ｏ／ＰＯ＝　１’００１０−４０／６０の重量比で加え
て付加させる公知の方法で製造される。エチレンオキサ
イドとプロピレンオキサイドの付加順序、又はこれら付
加形式（５ンダアネー１トを紙へ塗布する際浸透性が低
下するため十分な効果を発揮できない。単官能アルコー
ルの具体例としては、メチルアルコール、エチルアルコ
ール、フロビルアルコール、ブチルアルコール、アミル
アルコール、ブチルカルビノール、ネオペンチルアルコ
ール、ジエチルカルビノール、エチレンクリコール・モ
ノエチルエーテル、ジエチレングリコール−モノメチル
エーテル、プロピレンクリコール・モノブチルエーテル
などの飽和単官能アルコール、及びアリルアルコール、
クロチルアルコール、メチルビニルカルビノール、アリ
ル・カルビノール、メチルプロペニルカルビノールなど
の不飽和アルコールである。

ポリオキシアルキレンモノオールのヒドロキシル価の好
ましい範囲は２５−４００である。

本発明において有機ポリイソシアネ□−トとポリましく
、とくに好ましくは１〜５部の範囲である。

ネートの水へ分散した組成物の可使時間が短くなるため
作業が困難となる。

本発明において、有機ポリイソシアネートとボ＝ 礒ポリイソシアネートは粘度８０〜６００　ｃｐｓ／２
５℃、インシアネート含肩［２０〜３５重量％の液体で
ある。

これらの親水性を付与したポリイソシアネート組成物を
中芯紙及び／又はライナー紙の内表面に塗布する際には
、そのまま塗布することもでき、また４溶媒に溶解また
は分散させて塗布することもできる。溶媒又は分散剤と
しては各４ｉ１＋の有機溶媒のＩＬか水が使用できるが
、作業環境の面から水が最も好ましい。本発明における
水性剤とは親水性を付与したポリイソシアネート組成物
を水に分散させたもの（エマルジョン）をいう。

親水性を付与したポリイソシアネート組成物と水との重
！混合比はｌ：９９〜７５　：　２５が好ましく、とく
に好適な混合比は１５　：　８５〜７０　：　３０であ
る。親水性を付与したポリインシアネート組成物の量が
この混合範囲よシ多いと水に分散した組成物が不安定と
なシ、またこの範囲より低い場合には中芯紙及び／又は
ライナー紙が多量の水を吸収するため乾燥に長時間を資
し、又ダンボールの成形性が悪化し甚だしい場合にｈ中
芯紙及び／又はライナー紙、ひいてはダンボール自体が
破損する。

本発明の親水性を付与したポリイソシアネート組成物を
中芯紙及び／又はライナー紙の内表面に塗布するに際し
、着色剤、充填剤、有機酸類、公知のウレタン用硬化促
進剤等を添加することもできる。

本発明の親水性を付与したポリイソシアネート組成物の
塗布量については、とくに制限はなく用途、有効性など
によシ適宜決定されるが、中芯紙及び／又はライナー紙
の内表面／　ｍ　Ｍ当り２〜５０ｆ（無水、無溶媒ベー
ス）が好ましい。また塗布液として親水性を付与したポ
リインシアネート組成物をそのま＼用いるか、溶液又は
水分散液として用いるかについては、塗布量、塗布方法
、ライン上の塗布位置等により適宜決定する。

本発明に使用する活性水素を有する接着剤として適当な
ものは、トウモロコシ、小麦などのデンプン、デキスト
リン、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロ
ース、カゼインなどの糊剤を単独または２種以上混合し
て数倍量の水と毬り、粘稠液にしたものであ石。

これらの接着剤のうちアルカリ性を有するものはポリイ
ンシアネートとの反応性が高く、そのま＼使用すること
ができ、とくにトウモロコシデンプンを使用した接着剤
が女価であり好ましい。

本発ツ」における親水性を付与したポリイソシアネート
組成物の塗布は、現在広く業界で使用されている公知の
ダンボール製造装置（いわゆるコルゲートマシンノのツ
イン上の任意の位、瞳で行うことができる。

本発明における上記塗布量Ｈ１は両面ダンボールにおい
ては中芯紙（２囲ン及びライナー紙の内表面（２面）片
面ダンボールにおいては中芯紙（２面）及びライナー紙
の内訟面（１面）のうち任意の一面以上（単に中芯紙及
び／父ねライナー紙の内表面ともいう）である。又塗布
は箱の全面６面、胴部（４面）その他、箱の用途に応じ
て任意に適用される。

両面ダンボールを例として、第１図により本発明の詳細
な説明する。片面ダンボールの場合もこれに準する。親
水性を付与したポリインシアネート組成物の塗布は　囚
中芯紙の供給ストックｌから段付はロール２に入るまで
の間、（Ｂ）ａｌｌ付はロール３を出た段付中芯紙と２
イナ一紙の供給ストック４からのライナー紙ちを接着す
るｗ：着ロール６から出てきた片面ダンボール７が次の
糊付はロール８へ入るまでの間、及び（Ｃ）段頂部に接
着剤が塗布された片面ダンボールが糊付はロール８を出
て、別のライナー紙の供給ストック９からのシイナ−峨
１０と貼シ合される接着クール１１までの間ならば、何
処で行ってもよい。即ちライン上において中芯紙が紐出
している位置ならば何処でも塗布が可能である。

塗布方法は公知の方法を任意に選択できるが、前記の塗
布位置（３）の場合はロールコート法が好ましく、の）
または（Ｃ）の場合はスプレーコート法が有利である。

本発明の夷法によシ中芯紙及び／又はライナー紙内表面
に塗布された親水性を付与したポリイソシアネート組成
物は、直ちに紙の繊維間及び繊維内に浸透し、塗布面の
親水性を付与しｉｔポリイソシアネート組成物は中芯紙
及び／父はライナー紙内表面の内部迄吸着されて分散さ
れる。この際親水性を付与したポリインシアネート組成
物の硬化反応がまだほとんどない、し余り１進″？１な
いうちに、デンプン系接着剤を塗布するか、または該接
着剤を先に塗布し、接着剤が未硬化の９ちに親水性を伺
与したポリイソシアネート組成物を塗布する。

本発明における未硬化とは硬化反応が起らないか、ない
しは若干進行しているが硬化が光子していない状態をい
う。

本発明に使用する親水性’ｔ−４’ｊ与したポリイソシ
アネート組成物は親水性を付与されているため容易に中
芯紙及び／又はライナー紙の内表面の入面から吸着され
、ここで接着剤を構成する弱アルカリ性デンプンの水酸
基とインシアネート基とが反応して中芯紙とライナー承
内衣血の接着を強面にする。

次に残シのインシアネート基は中芯紙及び／又はライナ
ー紙の内表面を構成するセルローズの水酸基と反応して
繊維と強固に結合し、さらに中芯紙及び／又はライナー
紙の内表面に含まれる水分及び空気中の水分と徐々に反
応して樹脂化し繊維間に強固な橋かけ作用を行なり。

従って、その効果は、公知の強化剤に比べ少量の塗布に
よってもダンボールの圧縮強度が著るしく増加すると同
時にライナー紙と中芯紙の接着強度も向上し、耐水接着
性も付与され、従来公知の方法では考えられない効果が
生ずる。

その結果、従来公知の強化処理法のように、乾燥または
硬化など特別な設備を全く使用せずに、通常使用される
デンプン系接着剤を使用しても何ら支障なくダンボール
が製造できる。このようにして中芯紙及び／又はライナ
ー紙の内表面に親水性を付与したポリイソシアネート組
成物を塗布して製造したダンボールは、製造直後でも接
着剤と十分反応しておシ、接着面が剥離するようなこと
はないが、その他の部分に塗布した親水性を付与したポ
リインシアネート組成物は未だほとんど反応しておらず
樹脂化していない。

従って製造直後のダンボールは未だ強Ｋが発現されず、
むしろ未塗布のものより硬度が若干劣る場合もある。従
ってケイ線を入れたり、切断する作業が容易にでき、製
函作業に何ら支障がないことが本発明の大きな特徴であ
る。

未反応インシアネート基は、中芯紙及び／又はライナー
紙の内表面を構成するセルロースの水酸基、中芯紙及び
／又はライナー紙の内表面に含まれる水分、および大気
中の湿気と徐々に反応し、ウレア及びウレタン結合が進
み樹脂化ｆる。親水性を付与したポリイソシアネート組
成物が完全に強度を発現するには通常、３日〜７日を要
する。

繊維との親和性をｎ１した親水性ポリイソシアネ−ＩＡ
［ｉ放物によシ中芯紙及び／又はライナー紙の内表面を
物理的・化学的に強化したため、製造されたダンボール
は充分な腰の強さを有し、完全硬化後においても、もろ
さは全くない。従ってダンボール箱の組立作業の際も、
従来のダンボールと同様に取扱うことができる。

以下に実施例を皐けて本発明を具体的に説明する。

代表例としてダンボール製造ラインにおけるＩ（２２０
（ライナー紙）　Ｘ　５ＣＰ１２５　（中芯紙）×に２
２０　（ライナー紙）の原紙構成をもった両面ダンボー
ル（Ａフルート）の製造法について述べる。

接着剤としては下記の組成を有するデンプン糊を用いた
。

水　ｉｏｏ　部 トウモロコシデンプン　３０　１ ホ　ウ　砂　０．５１ ５０％苛性ソーダ水溶液　２．５〃 参考例１ 触媒として水酸化カリウム４．４５部を使用し、ジエチ
レングリコール・モノメチルエーテル２１９部にエチレ
ンオキサイド１０５２部、およびプロピレンオキサイド
２１１．４部を付加重合し、ヒドロ中シル価６７のポリ
オキシアルキレンモノオールを得た。

このモノオール２．５部を粗製ジフェニルメタン・ジイ
ソシアネート（三井日曹ウレタン社製、ＭＤＩ−ＣＲ２
００）１００部と混合し、窒素気流中で８０℃、２時間
加熱した後、冷＃Ｊしてインシアネート含有量２９％、
粘度２１５　ｃｐｓ／　２５℃の親水性を付与した鰻ポ
リイソシアネート組成物を得た。

参考例２ 粗製ジフェニルメタンジインシアイード１００部にドデ
シルベンゼンスルホン酸ナトリウムのペースト５部を冷
加し、水５０部とよく混合し水中に分散させ水性剤とし
た。

実施例１ 参考例１でイ￥た親水性を付与したボ！ｊ　□＋　７シ
アネ一ト５部を水５部とよく混合し水に分散せしめて水
性剤を作った。

この水性剤をロールコータ−によｐ中芯紙（５ＣＰ１２
５　）の−面に１ｍ”当［１２１Ｆ（ｆｉ水性を付与し
たポリイソシアネートとしては６２）＠布し、１５０℃
のプレヒーターロールを通過させた後、段成形（段付は
後の中芯紙の親水性を（＝Ｊ与ｔまたポリイソシアネー
ト組成物ＵＭ葉は９１部ｍすを行い、デンプン糊を用い
て２枚のライナー紙（Ｋ　２２０　）と接着し、両面ダ
ンボールを作った。

２４時間室温に放置した後、製函を行った。これをさら
に７日間室温に放置した後、ダンボール箱を組立てた。

このダンボール箱を２０℃、６５％ＲＨで２４時間放置
した後、物性を測定した結果、第１表、実施例１の通シ
になった。

実施例２ 未処理の中芯紙とライナー紙からなる片面ダンボールの
段頂部にデンプン糊を塗布した。中芯側に参考例２で得
た親水性を付与したポリイソシアネート組成物の水分散
液を片面ダンボールＸｍ！当り３０ｆ（無水ペースとし
て、２０１）をスプレー塗布した後、ライナー紙を接着
し両面ダンボールを作った。

この両面ダンボールを実施例１と同様に処理した後、物
性を測定したに果は第１表、実施例２に示す通シになっ
た。

実施例３ 参考例１で得た親水性を付与したポリインシアネートを
中芯紙／ｍ１当Ｄ　２０　ｒ　（段付中芯紙では３０ｊ
Ｐ／ｍ’）ロールコータ−で塗布した以外は実施例１と
全く同様の方法によシ両面ダンボールを得た。

この両面ダンボールを実施例１と同様に処理した後、物
性を測定した結果は第１表、実施例３に示す通シとなっ
た。

また７日間室温に放置したダンボールを、室温で２４時
間水中に浸漬した結果では、中芯紙の親水性を付与した
ポリイソシアネート組成物を塗布した面とライナー紙と
の接着は保持されておシ、中芯紙のフルート形状も変化
は認められなかった。

比較例１ 実施例１において、中芯紙に親水性を付与したポリイン
シアネート組成物の水分散液を塗布せずに両面ダンボー
ルを作った。

この両面ダンボールを実施例１と同様に処理した後、物
性を測定した結果は第１表、比較例１に示す通シになっ
た。

このダンボールを７日間室温に放置した後、室温で１時
間水中に浸漬したところ、ライナー紙と中芯紙が水中で
分離し、フルートの形状も崩れてし筐った。

実施例４ 親水性を付与したポリインシアネート組成物の水性剤塗
布個所を中芯紙の代シにライナー紙（Ｋ２２０）（第１
図の供給ストック４と接着ロール６の中間で塗布）とし
たほか実施例１と全く同様に施工して強化ダンボール箱
を組立てた。

この強化ダンボール箱を実施例１と同様にして物性を測
定した結果は第２表、実施例４の通シになった。

実施例５ 親水性を付与したポリインシアネート組成物の水性剤塗
布個所を実施例１と同じく中芯紙とし、更にライナー紙
（Ｋ２２０）にも同じ親水性を付与したポリイソシアネ
ート組成物の水性剤を塗布した（第１図のライナー紙供
給ストック４と接着ロール６との中間で塗布）。その他
は実施例１と全く同様に施工して強化ダンボール箱を組
立てた。

この強化ダンボール箱’ｋｌ施例１と同様にして物性を
測定した結果は第２表実施例５の通シになった。

第１表及び第２表に示すごとく、本発明の方法によるダ
ンボール及びタ゛ンボール箱の強度が著るしく増強され
ることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する両面ダンボールの製造ライン
を示す。 第１図において、ｌは中芯紙の供給ストック、２は段付
はロール、３は糊付はロール、４はライナー紙の供給ス
トック、５はライナー紙、６は接着ロール、７は片面段
ボール、８は糊付はロール、９は別のライナー紙供給ス
トック、１０はライナー紙、１１は片面ダンボールとラ
イナー紙とを接着させる接着ロールを示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）中芯紙及びライナー紙の内表面のうちの１面又は
   それ以上に親水性を付与したポリイソシアネート組成物
   、その溶液又はその水性剤を塗布し、未硬化の該親水性
   を付与したポリイソシアネート組成物と中芯紙の段頂部
   に塗布した活性水素を有する未硬化の接着剤が混合した
   状態で、該中芯紙の段頂部と該ライナー紙とを接着せし
   めてなる強化段ボール。
2. （２）中芯紙及びライナー紙の内表面のうちの１面又は
   それ以上に親水性を付与したポリイソシアネート組成物
   、その溶液又はその水性剤を塗布し、未硬化の該親水性
   を付与したポリインシアネート組成物と中芯紙の段頂部
   に塗布した活性水素を有する未硬化の接着剤が混合した
   状態で、該中芯紙の段頂部と該ライナー紙とを接着せし
   めてなる強化段ボールを使用した強化ダンボール箱。