(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
雑誌古紙を３０重量％以上配合した中芯原紙に、ポリエチレンワックス、ステアリン酸亜鉛、ポリエチレンワックス乳化物、及び酸化ポリエチレン系ワックスから選ばれたワックス類の溶液又は分散液である滑剤を０．００５〜０．５重量％含み、水溶性高分子及び／又は水分散性高分子を主成分とする塗工液を、前記水溶性高分子及び／又は水分散性高分子が固型分塗布量で０．５〜１０g/m２となるようにオンマシン塗布したことを特徴とする段ボール用中芯原紙の製造方法。
【請求項２】
水溶性高分子及び／又は水分散性高分子の固型分塗布量が２〜５g/m２であることを特徴とする請求項１記載の段ボール用中芯原紙の製造方法。
【請求項３】
塗工液が滑剤を０．０１〜０．２重量％含むことを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の段ボール用中芯原紙の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は低グレード古紙（雑誌古紙）を３０重量％以上配合しても強度が優れており、またコルゲーターでの段割れを防止しうる段ボール用中芯原紙の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
段ボールケースは、作業性向上・輸送コスト削減のため、構成の見直しと軽量化が行われ、ライナーの米坪の低下に伴い、段ボールケースの強度維持のため中芯原紙については強度アップが要求されている。
【０００３】
一方、資源有効利用の観点から、原料古紙は、低グレード古紙といわれる雑誌古紙を多配合することが必要であるが、強度が低く、多配合できていない。また、段古紙についてもリサイクル使用が進んだ結果、強度は低下してきている。
【０００４】
中芯原紙は、段繰り工程でプレヒーターや、各ロール間の摩擦による張力、段繰りに際しての曲げ応力、せん断応力等を受け、また中芯原紙の厚さ方向に、段成形の際の曲げにより外側は引張り応力、内側は圧縮力を受け、せん断応力も働く。従って、段割れの発生を防止するには、主として、中芯原紙の強度特に引張り強さ、および摩擦抵抗が低いことが必要である。
【０００５】
このような状況の中で、中芯原紙に低グレード古紙を多配合しながら、軽量で強度の優れた段ボールシートを提供する技術について、十分な検討がなされていないのが現状である。言い換えると、現状では低グレード古紙を配合しても強度面で影響の少ない範囲の使用量になっている。
【０００６】
また、近年のコルゲーターの高速化に伴い、３００ｍ／ｍｉｎの貼合速度を有するコルゲーターが出現してきており、中芯原紙の段割れという現象が生産性の阻害要因となっている。
【０００７】
従って、中芯原紙では、コルゲーターで機械的に過度のストレスを受けるので、生産性向上のためには、引張り強さ等の強度を一定レベル以上に保持することが重要であり、さらに、段割れ防止のためには表面の滑り性を付与することが不可欠となる。
【０００８】
中芯原紙の強度アップ法としては、水溶性樹脂と多価金属塩の含浸塗布、アニオン系樹脂とカチオン系樹脂の含浸塗布等が知られているが、強度が優れていると同時に、表面の滑り性を改善する方策については十分検討されていない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、低グレード古紙を多配合しても強度を維持するとともに、表面滑り性を確保し、コルゲーターでの段割れを防止することのできる中芯原紙の製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は低グレード古紙を３０重量％以上配合した中芯原紙にオンマシンコーターで水溶性高分子およびまたは水分散性高分子を塗布することで強度をアップし、低グレード古紙の多配合を可能とすると同時に、塗工液に滑剤を添加塗布することにより、表面に滑剤を均一に塗布でき、中芯原紙の表面滑り性を確保して、コルゲーターでの段割れを防止し、強度の優れた段ボールシートを得られるようにするものである。
【００１１】
水溶性高分子およびまたは水分散性高分子は、酸化澱粉、変性澱粉、PＶＡ、ＳＢＲ、ＭＢＲ等の溶液或いは分散液を単独または混合液として、2本ロールサイズプレス、ゲートロールコーター、ロッドメタリングコーター、バーコーター、各種ブレードコーター等通常使用されるオンマシン塗工装置を使用して、水溶性高分子およびまたは水分散性高分子を固型分塗布量で両面合計０．５〜１０ｇ／ｍ2、好ましくは２〜５ｇ／ｍ2塗布することを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、滑剤がポリエチレンワックス、ステアリン酸亜鉛、ポリエチレンワックス乳化物、および酸化ポリエチレン系ワックス類の溶液または分散液から選ばれる少なくとも１種であり、塗工液に０．００５〜０．５重量％、好ましくは０．０１〜０．２重量％添加することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
中芯原紙に雑誌古紙等低グレード古紙を３０重量％以上多配合した場合に強度が著しく低下し、強度対策が必要となる。具体的には内添紙力増強剤の添加やバインダー成分による表面処理が有効であるが、一方では紙が剛直になり伸度が損なわれることになり、貼合時の段割れを引き起こす原因になる。
【００１４】
段ボールシートにおける中芯原紙の段割れ現象に関しては、引っ張り試験による破断部分の地合との対比を観察すると、表面粗さおよび摩擦係数が大きな紙質において、紙の坪量が小さいところ（地合ムラ）から裂けることが観察された。結論的には段割れは、摩擦係数が大きな紙の坪量が部分的に小さい個所で発生すると考えられ、また摩擦係数が増加するのは抄造温度が高い夏場に古紙パルプ中の成分が白水に溶出（または分散）し、中芯原紙表面の摩擦係数を下げる成分（脂肪酸など）が減少することが原因と考えられる。
【００１５】
本発明は、中芯原紙に水溶性高分子およびまたは水分散性高分子をオンマシン塗布することにより、低グレード古紙を多配合しても強度を維持すると同時に、塗工液に滑剤を添加することにより中芯原紙の表面に滑剤を均一に塗布することにより表面滑り性を確保し、コルゲーターでの段割れ防止を達成するものである。
【００１６】
オンマシンコートは通常洋紙等で行われているように、前段乾燥後に酸化澱粉、変性澱粉、ＰＶＡ、高分子エマルジョン等の溶液或いは分散液を単独または混合液として、２本ロールサイズプレス、ゲートロールコーター、ロッドメタリングコーター、バーコーター、各種ブレードコーター等の装置を使用して固型分塗布量で両面合計０．５〜１０ｇ／ｍ2、好ましくは２〜５ｇ／ｍ2塗布し、その後後段乾燥する。
【００１７】
この塗工液の調製時に、滑剤を有効成分で溶液に対し０．００５〜０．５重量％、好ましくは０．０１〜０．２重量％添加することにより、滑剤も表面に均一に塗布され、塗布量を正確にコントロールでき、しかも低コストに加工することができる。上記下限を下回ると水溶性高分子およびまたは水分散性高分子もしくは滑剤の効果が発現せず、上限を超えても効果は飽和し、経済的に不利となる。
【００１８】
滑剤としては、ポリエチレンワックス（淡褐色液体、カチオン）、ステアリン酸亜鉛（白色液体、アニオン）、ポリエチレンワックス乳化物（黄褐色半透明、カチオン）、酸化ポリエチレン系ワックス（黄褐色液体、ノニオン）等から選ばれたワックス類で、ワックス類の名称の後に括弧内に示した性状の溶液または分散液が用いられる。
【００１９】
【実施例】
以下に実施例を示して本発明を詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、文中の組成、配合量、添加量、濃度などを示す数値は、固型分または有効成分の重量基準の数値である。また、実験の条件や測定条件などは以下の手順で行っている。
【００２０】
雑誌古紙、段古紙の処理条件
雑誌古紙：雑誌古紙からなる濃度３〜４％のパルプスラリーをスクリーンにて精選後、ダブルディスクレファイナーでカナダ標準濾水度（ＪＩＳ−Ｐ−８１２１に準ずる、以下同じ）が３２０±２０ｍｌとなるよう叩解する。
段古紙：段ボール古紙からなる濃度３〜４％のパルプスラリーをスクリーンにて精選後、ダブルディスクレファイナーでカナダ標準濾水度が４００±２０ｍｌとなるよう叩解する。
これら２つの原料をマシン前ミキサーにて、後述の配合比で配合する。
【００２１】
中芯原紙の抄造条件
抄紙機の形式：長網、ハイドリック型ヘッドボックス（住友重機シムフローＴ）。
ワイヤー幅：３６８０ｍｍ。
抄速：５００ｍ／ｍｉｎ。
オンマシン塗工機：２本ロールサイズプレス。
枠先水分：８．０±０．５％となるように乾燥条件を設定。
【００２２】
サイズプレス塗工液の製造手順、濃度など澱粉（王子エースＡ、王子コーンスターチ社製）を溶解タンクにて２５％スラリーに調整し、クッカーにて蒸気により９５℃まで昇温した後９０℃以上で３０分保持し澱粉を糊化させる。この時点での最終澱粉濃度は２０％である。これをストレージタンクへ移し温度６５〜７５℃に保持しながら、ラインミキサーにて濃度５〜７％になるよう温水と混合しサイズプレス塗工液を調整する。また、中芯原紙の表面滑り性を確保するための滑剤（主成分ポリエチレン、メイカテックスＨＰ−７０、明成化学工業社製）は、ラインミキサーで澱粉量、温水量により所定量添加される。
【００２３】
評価項目の測定方法は以下に準ずる。
試験用紙の前処理（調湿条件）：ＪＩＳ−Ｐ−８１１１
坪量：ＪＩＳ−Ｐ−８１２４
厚さ：ＪＩＳ−Ｐ−８１１８
密度：ＪＩＳ−Ｐ−８１１８
比破裂：ＪＩＳ−Ｐ−８１３１
裂断長：ＪＩＳ−Ｐ−８１１３
比圧縮：ＪＩＳ−Ｐ−８１２６
滑り角度：ＪＩＳ−Ｐ−８１４７
動摩擦係数：ＪＩＳ−Ｐ−８１４７
フラットクラッシュ：ＪＩＳ−Ｚ−０４０１
エンドクラッシュ：ＪＩＳ−Ｚ−０４０１
【００２４】
貼合シートの作り方
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【００２５】
参考例１〜５
表１に示す原料パルプ配合で雑誌古紙の増量による中芯原紙の紙質変化を評価した。中芯原紙１２０ｇ／ｍ2において、雑誌古紙を増配していくと、強度は低下していき、特に３０％以上配合すると、原紙の裂断長が著しく低下した。また、貼合後の段ボールシートもフラットクラッシュがブランクよりも低下した。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
参考例６、実施例１〜２、比較例１〜２
表２に示す原料パルプ配合、サイズプレス塗工条件で中芯原紙を作成し、紙質評価と平行して貼合時の段割れについても目視評価した。雑誌古紙を３０、５０％配合した中芯原紙１２０ｇ／ｍ2において、サイズプレス液にポリエチレンを０．０５重量％添加し、王子エースＡを２．５ｇ／ｍ2塗布した結果、原紙の強度、特に裂断長はブランクよりも向上し、摩擦係数もブランクと同レベルが得られた。この中芯原紙を用いて貼合した結果、雑誌古紙を５０％配合しても段割れは発生せず、貼合後の段ボールシートのフラットクラッシュは、通常品質的に問題がないとみなしている雑誌古紙１０％配合（参考例６）よりも大幅に向上した。
【００２８】
【表２】
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【００２９】
【発明の効果】
本発明は、中芯原紙に水溶性高分子およびまたは水分散性高分子をオンマシン塗工を行うことにより、低グレード古紙の３０重量％以上の高配合を可能とし、さらに塗工液中に滑剤を添加することにより、滑剤の表面処理効果のため、中芯原紙の表面滑り性を確保して、コルゲーターでの段割れを防止し、結果として強度の優れた段ボールシートを得られるようにするものである。特に、水溶性高分子およびまたは水分散性高分子を固型分塗布量で両面合計０．５〜１０ｇ／ｍ2塗布する際に、その溶液中に滑剤を０．００５〜０．５重量％添加することにより、表面滑り性を確保しながら、低グレード古紙の増配ができる効果を有する。