JPS62223391A - 紙、板紙、段ボ−ル用強化剤及び強化剤で加工した紙、板紙、段ボ−ル - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は紙、板紙、段ボール用強化剤及び強化剤で加工
した紙、板紙、段ポールに関する。

（従来の技術） 従来から紙及び板紙の紙力増強剤殊に圧縮強度向上剤と
し【は、ポリアミド系、でんぷん系、ポリアクリルアミ
ド系、尿素樹脂系、メラミン叫脂系、フェノール樹脂系
等を紙及び板紙に内添もしくは表面に塗布することが知
られている。

しかしながら、これらの圧縮強度向上剤を使用すると１
紙及び板紙の用途によっては、その後の接着剤による接
着がしに（いこと、圧縮強度の向上忙も限界がある等の
欠点があった。

また近年珪酸ソーダ等の珪酸アルカリ金属塩を１段ボー
ルのう・イナー、中芯に塗布または含浸して段ボールの
圧縮強度を向上する提案が見られ、例えば特開昭５７−
６６９４７号には。

珪酸ソーダ等の珪酸アルカリ金属塩を段ボールの中しん
原紙の少なくとも片面に塗布もしくは含浸して、中しん
原紙の圧縮強度の向上をはかる段ポールの製造法が、更
に特開昭５９−１３０３９８号には水ガラスと高分子エ
マルジョンまたはラテックスとを配合してなる紙の剛度
（圧縮強度及びワレ防止）向上用組成物が開示されてい
る。

しかし珪酸ソーダ等の珪酸アルカリ金属塩は。

紙の表面に塗布又は含浸した場合、その粘着性のため段
ボール製造工程で強化剤塗布後の加熱ロールとの接着ト
ラブル或いは製紙工程で強化剤塗工後巻取った紙でブロ
ッキングが発生するという問題があり、前記の珪酸ソー
ダに高分子エマルジョンまたはラテックスを配合しても
、ロール付着或いはブロッキングなどのトラブルは解決
できないのである。

この問題の解決のため本発明者は、特願昭５９−１９４
０１０号、同６０−８８９５７号で珪酸アルカリ金属塩
にアニオン系硫酸エステル塩型界面活性剤を添加してな
る紙、板紙及び段ボール用強化剤を提案した。

一方、珪酸アルカリ金属塩で加工した紙、板紙１段ボー
ルは、通常の雰囲気（標準状態）においては加工しない
ものより大幅に強度が向上しているが、高湿雰囲気下（
高湿状態）Ｋ曝されると強度が低下し、強化剤の効果が
殆んどな（なってしまうという欠点があった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は珪酸アルカリ金属塩の前記のような欠点を解消
するためになされたものである。

即ち、本発明の紙、板紙１段ポール強化剤は、珪酸アル
カリ金属塩に硼酸、硼酸塩、硼砂を添加して珪酸アルカ
リ金属塩の吸湿性を改良するもので、この強化剤を紙、
板紙、段ボールに塗布または含浸することＫより、高湿
下でも強度低下が少ない強化剤で加工した紙、板紙、段
ボールを提供することを目的とする。

また本発明は前記の珪酸アルカリ金属塩の他の欠点であ
る粘着性によるロール付着或いはブロッキングなどのト
ラブルを同時に解決するために、珪酸アルカリ金属塩に
アニオン系硫酸エステル塩型界面活性剤を併用すること
は一１有効である。

なお前記従来技術において開示した特開昭５７−６６９
４７号公報の詳細な説明には、珪酸アルカリ金属塩水溶
液に併用混合する酸として反応速度が遅い硼酸が例示さ
れ、酸の併用により中芯の圧縮強度、防水性の向上効果
があるとの記載がある。

しかしながら、本発明者は珪酸アルカリ金属塩に硼酸、
硼酸塩、硼砂を添加して１紙に塗布する方法について種
々検討を行なった結果、通常では硼酸等を添加すると直
ぐゲル化するが、このゲル化物を一定時間強く攪拌する
ことにより再溶解することを見出し、紙、板紙、段ボー
ル用強化剤として塗布、含浸等の表面加工ができるに至
ったのである。

（問題点を解決する手段） 本発明は珪酸アルカリ金属塩の前記のような問題点を解
決するためになされたもので、珪酸アルカリ金属塩水溶
液に硼酸、硼酸塩、硼砂を添加し、一旦ゲル化し、その
ゲル化物を一定時間攪拌することにより再溶解させ硼珪
酸アルカリの水溶液に変質させたものが、吸湿性を改善
するとの知見を得て本発明を完成するに至った。

本発明の構成は、珪酸アルカリ金属塩に硼酸。

硼酸塩、硼砂を含む紙、板紙、段ボール用強化剤及び前
記強化剤で加工した紙、板紙、段ボールである。

本発明に用いられる珪酸アルカリ金属塩としては、例え
ば珪酸ソーダ、珪酸カリウム、珪酸リチウムなどがあげ
られる。

珪酸アルカリ金属塩は、固型分濃度として１０〜４０４
Ｋして用い、本強化剤戊分中、７０〜９９重量係用いる
ことが好ましい。

また本発明に用いる硼酸、硼酸塩、硼砂としては１例え
ば硼酸、硼酸カリウム、硼酸アンモニウム、硼砂などが
あげられる。硼酸、硼酸塩。

硼砂は１本強化剤成分中１〜２０重量係添加することｈ
−好ましい。添加量を１〜２０重ｆｋ係としたのは、　
１１ｆＬｌ１４未溝では防湿効果は僅かで。

２０重ｉ％を越えて使用しても防湿効果の向上が期待で
きないことＫよる。

珪酸アルカリ金属塩の代表的な例である珪酸ソーダの水
溶液に硼酸を添加すると、下式の様になり、難溶性の二
酸化珪素の化合物を生じ。

ゲル化する、 ３　Ｎａ、Ｏ・ｎｓ　ｉ　０２　＋　２　Ｈ３ＢＯ３＋
ボ、０−＋　２　Ｎａ６ＢＯ３＋　３　ｎ魯ｓｉｏ、　
６ｘ’Ｈ，Ｏ＋ｘ’Ｈ１０本発明は、このゲル化物を一
定時間攪拌することにより、再溶解し硼珪酸ソーダにし
たものである。硼珪酸ソーダは、ナトリウムと非架橋酸
素がイオン化し水溶化するものである。

この様にして製造した硼珪酸ソーダの吸湿特性は硼酸添
加量増加に従って、高湿状態における吸湿量が低下する
。つまり原紙に強化加工した場合、強化剤中に硼酸、硼
酸塩、硼砂を添加することにより強化剤加工紙の高湿状
態における圧縮強度を大巾に改善させたものである。

本発明者等は先願において、珪酸アルカリ金属塩に添加
して安定性があり、しかも前記粘着トラブルを起さない
薬品について検討の結果。

界面活性剤に着目し、珪酸アルカリ金属塩との溶解性、
安定性、紙への浸透性１紙の圧縮強度特性等から見て、
特にアニオン系硫酸エステル塩型界面活性剤が珪酸アル
カリ金属塩の補助剤として最も好ましい結果が得られる
ことを提案した。

アニオン系以外のたとえばノニオン系は濃厚珪酸ソーダ
水溶液に添加した場合、大部分は不溶であり、一部溶解
するものもあるが、その浸透性は弱く、珪酸アルカリ金
属塩水溶液の物性の改良には使用できない。

カチオン系は濃厚珪酸アルカリ金属塩水溶液中では安定
性が悪（、使用に適さない。

両性系は疎水基にアニオンとカチオンが両方結合してい
るため、大部分のものが濃厚珪酸ソーダ水溶液に完全に
は溶解しない。また一部には溶解するものもあるが、浸
透効果が低く本発明には用いられない。

これに対し、アニオン系は強アルカリ下でも界面活性剤
としての効果を発揮するものが多（。

珪酸ソーダと安定して共存するものが多いので。

本発明の強化剤に添加するものとして好適である。

アニオン系界面活性剤には、カルボン酸塩型（Ｒ−Ｃｏ
ｏ−）、硫酸エステル塩型（Ｒ−０−８Ｏ３−）　、　
スルホｙ酸塩型（Ｒ−ＳＯ，−）、リン酸エステル塩温
等があるが１本発明では硫酸エステル塩盤が最も適して
おり、かつアルキル基■の炭素数６〜１８の場合が、珪
酸アルカリ金属塩に対する溶解性、安定性１紙及び板紙
に対する浸透性、圧縮強度向上効果等の点から最良の結
果が得られる。本発明においてアニオン系硫酸エステル
型界面活性剤の強化剤に対する添加量は０．１〜１５重
量係、好ましくは２〜１０重量係含有させることができ
る。

本発明の強化剤の紙、板紙、段ポールに対する塗布又は
含浸量は２〜２０　ｆ／♀が好ましい。

本発明の紙、板紙１段ボール用強化剤を塗布又は含浸す
る原紙としては、通常市販されている紙、板紙（段ボー
ル原紙を含む）で塗布、含浸加工が可能なものであれば
すべて使用できる。

本発明の強化剤の加工は紙、板紙１段ボール原紙の抄紙
機のサイズプレスなどのほか、オフコーター或いは段ボ
ール製造用のコルゲータのオンマシンで段ボール原紙の
ライナー及ヒ／又は中芯に塗布又は含浸することにより
行うことができる。

紙、板紙に本発明の強化剤を加工したものは、各種の箱
、たるなどの容器、日用品１文具、玩具、室内装飾品、
自動車等の内装材、簡易家具、楽器のケース、かばんな
ど紙、板紙、段ボール原紙の厚さ、これら紙の組合せに
より広汎な用途に用いることができる、 （実施例） （１）　　珪酸アルカリ金属塩に対する硼酸、硼酸塩、
硼砂による吸湿性改良効果 ２号珪酸ソーダ水溶液に対し、硼酸、硼酸塩。

硼砂を第１表に示した添加量（重量係）で加えて濃縮、
乾燥した固型物を、２０℃、６５１■の恒湿条件下で２
０日間調湿後、乾燥固形物の吸湿量を測定した。

結果を第１表に示す。

ｗＩＪ１表 上表のように珪酸ソーダに硼酸、硼酸塩、硼砂を添加す
ることにより吸湿量が少な（なることがわかる。

硼酸、硼酸塩、硼砂の添加量を増加させると吸湿量は減
るが、添加率が２０重ｉｌｌを越えると吸湿量の増加は
鈍る。

（２物性比較 第２表に示す薬品配合で本発明の強化剤と従来の強化剤
を調製し、強化剤の物性比較を行なった。

ＩＥＺ表 本発明の強化剤（実施例１．２）は、界面活性剤を添加
しない他の強化剤に比べて、粘度は変らないが１表面張
力が低（，０級ライナー坪量１７０　ｆ、智に塗布して
、裏面から表面までの通過する紙層内部への浸透性が著
しく改善される。この浸透性の良さが強化剤の大部分を
原紙内部に浸透させて、原紙表面での強化剤の粘着性を
少なくしているものと考えられる。

（３）強化剤加工紙の圧縮強度 段ボール原紙のライナーと中芯を貼合する段ボール製造
用コルゲータにおいて、貼合速度１５０　ｍ／９でライ
ナー裏面に実施例１〜４．比較例の強化剤を固型分８ｔ
／ｗ？になるよう塗布して、中芯紙との貼合テストを行
なった。

強化剤を塗布したライナーの圧縮強度を標準状態と高湿
状態で測定した結果を第３表に示す。

第６表 注、標準状態は２０℃、６５４ＲＨに４８時間調湿した
もの 高湿状態は３０℃、９０％ＲＨに４８時間調湿したもの 第３表゛から明らかな通り１本発明の強化剤で加工した
段ボール原紙ライナーは、比較例の珪酸ソーダのみの強
化剤に比べて高湿状態での圧縮強度が高く、吸湿による
圧縮強度低下が改良される。

（４）　　段ポール製造における接着トラブル比較前記
本発明の強化剤（実施例１〜４）と珪酸ソーダのみの従
来の強化剤（比較例）を段ボール製造用コルゲータで、
坪量１７０　？／？ｒ？の０級ライナーの裏面にそれぞ
れｚ　ｓ　ｔ／ｉ　（固型分）ロールコータ−で塗布し
１通過ロールとの接着トラブルを比較した。

その結果、界面活性剤を用いない実施例３゜４と比較例
は、貼合スピード３０ｍ５で加熱ロールとの接着トラブ
ルが発生したが、本発明の実ｍ例１．２はいずれもコル
ゲータの最高貼合スピード２００１ｒＬＡ−でも接着ト
ラブルは発生しなかった。

しかし本発明の実施例３．４は接着トラブルに難がある
ものの、前記の高湿下の圧縮強度が向上するので操業ト
ラブルさえ抑えれば、段ボールとしてすぐれた物性を備
えたものである。

（発明の効果） 以上述べたよ５に１本発明は従来高湿下の使用で圧縮強
度低下の問題があった紙、板紙１段ボール用強化剤とし
ての珪酸アルカリ金属塩に。

硼酸、硼酸塩、硼砂を含有させて高湿条件での圧縮強度
低下の問題を解決したものである。また珪酸アルカリ金
属塩に前記硼酸、硼酸塩、硼砂のほか、アニオン系硫酸
エステル塩型界面活性剤を併用することにより、抄紙機
、オフコーター、コルゲータ等における珪酸アルカリ金
属塩のロールへの接着トラブルを同時に解決できる効果
がある。

本発明の紙、板紙１段ポール用強化剤及び強化剤を加工
した紙、板紙、段ボールは１通常の使用条件下での圧縮
強度が強いことはもちろん。

高湿条件下の使用においても、従来の強ｒヒ剤加工紙よ
り、はるかにすぐれた圧縮強度を有するので、従来から
使用されている紙器、包装容器の分野のほか１日用品、
家具、室内装飾品、自動車の内装材、楽器ケースなど広
い分野の用途に使用できるという大きな効果を奏する。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）珪酸アルカリ金属塩に硼酸、硼酸塩、硼砂を珪酸
   アルカリ金属塩に対し、１〜２０重量％含む紙、板紙、
   段ボール用強化剤。
2. （２）珪酸アルカリ金属塩に硼酸、硼酸塩、硼砂を珪酸
   アルカリ金属塩に対し１〜２０重量％含む強化剤で加工
   した紙、板紙、段ボール。