(57)【要約】【課題】罫線割れを起こすことがなく、抄紙時における歩留まり及び濾水性に優れた段ボール原紙の製造方法を提供する。【解決手段】原料パルプスラリーを抄紙することからなる段ボール原紙の製造方法において、原料パルプスラリーを調成後抄紙前の、原料パルブスラリーを種箱からストックインレットに送る間に、カチオン澱粉及び／又は両性澱粉を原料パルプスラリーに添加する。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料パルプスラリーを抄紙することからなる段ボール原紙の製造方法であって、原料パルプスラリーを調成後抄紙前の、原料パルブスラリーを種箱からストックインレットに送る間に、カチオン澱粉及び／又は両性澱粉を原料パルプスラリーに添加することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記カチオン澱粉及び／又は両性澱粉の添加量が、パルプの乾燥質量の０．２〜４ｗｔ％である、請求項１記載の方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法により得られる段ボール原紙。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、罫線割れ防止性に優れた段ボール原紙の製造方法、及びこの方法により製造されたダンボール原紙に関する。
【０００２】
段ボールは、ライナーと呼ばれる板紙の上にコルゲーターで波状に加工された中芯と呼ばれる板紙を糊付けし、さらにその上に他のライナーを糊付けすることにより形成された３層からなる構造体である。これらの板紙として用いられる段ボール原紙は、木材化学パルプ、砕木パルプ、わらパルプ、古紙等を原料パルプとして使用し、調成工程において各種添加剤を添加後、抄紙工程において抄紙することによって製造されている。
【０００３】
このような段ボールは重量物の梱包、包装に利用されることが多く、そのため段ボール原紙の強度を高めることが求められている。ところで、段ボール原紙に限らず、一般に紙の強度を高めるためには原料パルプスラリーにポリアクリルアミド等の紙力増強剤が添加（内添という）されている。
【０００４】
このような内添紙力増強剤を用いる場合、クラフト紙のような通常の紙においてはかなりの強度向上効果が認められるが、古紙の使用割合が高い段ボール原紙の製造においては、クラフト紙に比してより多くの紙力増強剤を添加しなければ強度向上効果が得られず、段ボール原紙の製造においてはクラフト紙を製造する場合よりも多くの紙力増強剤を内添することが一般的である。
【０００５】
しかしながら、段ボール原紙の製造においてポリアクリルアミド系紙力増強剤の内添量を増加させると、得られるダンボール原紙は硬くなりすぎて加工性が損なわれ、またこの段ボール原紙を箱に組み立てる際に、表側のライナーは相当に伸ばされるため破断する、いわゆる罫線割れという現象が生ずる。
【０００６】
このような問題を解決するため、特開平８−２０９５８８号明細書には、原料パルプスラリーに両性グラフト澱粉重合体と両性アクリルアミド系重合体を所定の比率で添加し、抄紙することからなる段ボール原紙の製造方法が記載されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記の方法により得られた段ボール原紙は、段ボール箱の製造における罫線割れをある程度防ぐことができるが、コストが高く、また両性グラフト澱粉重合体と両性アクリルアミド系重合体を所定の比率で添加する必要があるため、工程が複雑になるという問題がある。一方、ポリアクリルアミド系重合体を添加することなく澱粉のみを紙力増強剤として原料パルプスラリーに添加しても、抄紙時における紙料の歩留まりとワイヤー上におけるパルプの濾水性が低下し、段ボール原紙の製造が困難になる。
【０００８】
本発明は、これらの問題を解消し、ポリアクリルアミド系重合体を添加することなく、澱粉のみを紙力増強剤として用い、罫線割れを起こすことがなく、抄紙時における歩留まり及び濾水性に優れた段ボール原紙の製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために本発明によれば、原料パルプスラリーを抄紙することからなる段ボール原紙の製造方法において、原料パルプスラリーを調成後抄紙前の、原料パルブスラリーを種箱からストックインレットに送る間に、カチオン澱粉及び／又は両性澱粉を原料パルプスラリーに添加している。
【００１０】
【発明の実施の形態】
紙は一般に、パルプ製造工程、調成工程、及び抄紙工程を経て製造されている。パルプ製造工程は、原料に機械的もしくは化学的処理を行い、パルプ（通常は水性スラリー）を得る工程であり、このパルプ原料としては、洋紙の場合は主に純粋な木材繊維が使用され、一方、段ボール原紙のような板紙の場合は古紙やわらパルプが多く使用されている。調成工程は、こうして得られた原料パルプスラリーを叩解し、薬品を配合して、最終的な紙に基本的特性を付与する工程である。抄紙工程は、調成工程から送られた原料パルプスラリーを抄紙機において抄紙する工程である。
【００１１】
この調成工程のうち薬品を配合する工程、及び調成工程後にパルプスラリーを抄紙工程に送る工程、すなわちアプローチ工程を図１に示す。叩解されたパルプは、まずミキシングチェスト１に送られ、ここで数種類のパルプが混合され、さらに各種薬品類、例えば填料、顔料、サイズ剤、硫酸バンド、紙力増強剤等が混合される。こうして混合された叩解パルプ、薬品、ブローク（抄紙工程で回収された原料）からなるパルプスラリー（完成紙料）はマシンチェスト２に一時ためられる。場合によってはこのマシンチェストに薬品が添加され、ポンプによって種箱（紙料ボックス）３に送られる。種箱３から出た時点において完成紙料は紙料濃度が約３％に調整されており、ピット４にためられた、抄紙機のワイヤーの下から流れ落ちた水、すなわち白水と一緒になって一次ファンポンプ５に入る。この時点で完成紙料中の紙料濃度は約１％となり、クリーナー６に送られる。クリーナー６では遠心力によって重量異物が除去され、次に完成紙料は二次ファンポンプ７によってスクリーン８に送られる。このスクリーン８では微細な異物が除去され、最後にストックインレット９に送られる。このストックインレット９から抄紙機のワイヤー上に紙料が噴出され、抄紙が行われる。
【００１２】
従来の方法では、ミキシングチェスト１又はマシンチェスト２において、原料パルプスラリーに内添剤が添加されており、紙力増強剤であるポリアクリルアミド系重合体もミキシングチェスト１又はマシンチェスト２において添加されていた。これに対して、本願発明の方法では、調成工程においてポリアクリルアミド系重合体を添加することなく、抄紙工程の直前において両性澱粉又はカチオン澱粉を添加することにより段ボール原紙を製造しており、このような方法により製造した段ボール原紙は、ポリアクリルアミド系重合体の含有量が少なく、罫線割れを起こすことがない。
【００１３】
すなわち、本願発明の方法は、原料パルプスラリーを抄紙することからなる段ボール原紙の製造方法において、原料パルプスラリーを調成後抄紙前の、原料パルブスラリーを種箱からストックインレットに送る間、すなわち図１において一次ポンプ５の入口からストックインレット９の入口の間に、カチオン澱粉及び／又は両性澱粉を原料パルプスラリーに添加している。
【００１４】
本発明の方法において用いられる原料パルプスラリーは、一般に段ボール原紙の製造に用いられるものであればよく、特に制限はない。
【００１５】
カチオン澱粉は、通常の澱粉原料、例えばトウモロコシ、小麦、バレイショ、タピオカ等を原料とする澱粉分子中にカチオン基を有するものである。カチオン基としては、第１級アミノ基、第２級アミノ基、第３級アミノ基、第４級アンモニウム基、スルホニウム基、ホスホニウム基等から選ばれる。このカチオン澱粉は上記の澱粉を水性分散液中において上記カチオン基を含むカチオン化剤と反応させる湿式法により、又は澱粉粉体を粉体のままカチオン化剤と混合し、反応させる乾式法により得られる。このカチオン化剤としては、ジエチルアミノエチルクロライド、３−クロロ−２−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライド、２，３−エポキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライドを単独でもしくは２種以上組み合わせて用いることができる。このカチオン澱粉において、澱粉分子中におけるカチオン基の導入割合、すなわち置換度は澱粉分子のグルコース単位の数に対して導入された置換基の数によって定義され、本発明におけるカチオン澱粉におけるカチオン基の置換度は０．０１〜０．０８であることが好ましい。このようなカチオン澱粉の具体例としては、ＣＡＴＯ３０４、ＣＡＴＯ３０８等が例示される。
【００１６】
両性澱粉は、上記カチオン澱粉にさらにアニオン基を導入したものである。アニオン基としては、リン酸基、スルホン酸基、カルボキシル基等から選ばれ、上記カチオン澱粉をアニオン化剤により、上記カチオン化と同様にして処理することにより両性澱粉が得られる。アニオン化剤としては、オルトリン酸、ピロリン酸、トリポリリン酸、ヘキサメタリン酸等のリン酸類のアルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩を用いることができる。両性澱粉におけるアニオン基の置換度はカチオン基の１モルに対し、リン酸基のモルとして、０．１２〜０．５５であることが好ましい。このような両性澱粉の具体例としては、ＣＡＴＯ３２１０等が例示される。
【００１７】
従来の製紙方法においても、内添剤としてこれらのカチオン澱粉及び／又は両性澱粉が用いられていたが、これらの澱粉はミキシングチェスト又はマシンチェストにおいて原料パルプスラリーに添加されており、またポリアクリルアミド系重合体を同時に添加しなければ、抄紙時における紙料の十分な歩留まり及び濾水性が得られなかった。本発明においては、これらのカチオン澱粉及び／又は両性澱粉は、抄紙工程の直前におけるアプローチ工程において、一次ポンプ５の入口からストックインレット９の入口の間、好ましくはスクリーン８の出口からストックインレット９の入口の間において添加する。この時点においてカチオン澱粉及び／又は両性澱粉を添加することにより、ポリアクリルアミド系重合体を原料パルプスラリーに添加することなく、抄紙時において紙料の十分な歩留まり及び濾水性を達成することができ、かつ得られるダンボール原紙の罫線割れの発生を抑制することができる。このカチオン澱粉及び／又は両性澱粉の添加量は、好ましくはパルプの乾燥質量の０．２〜４ｗｔ％、より好ましくは０．５〜２ｗｔ％である。
【００１８】
本発明の方法においては、段ボール原紙の罫線割れの発生の原因となるポリアクリルアミド系重合体以外の内添剤、例えば炭酸カルシウム等の填料、硫酸バンド、サイズ剤、顔料等を必要に応じて、ミキシングチェスト又はマシンチェストにおいて添加してもよい。
【００１９】
こうして得られる本発明の段ボール原紙は、その調成工程においてポリアクリルアミド系重合体を添加していないため、従来の方法により製造される段ボール原紙に較べてポリアクリルアミド系重合体の含有量が低く、罫線割れの発生が抑制される。
【００２０】
【実施例】
実施例１
パルプとしてＬＢＫＰ（広葉樹晒しクラフトパルプ）を用い、これに填料としてＣａＣＯ３（ＴＰ−１２１、奥多摩工業株式会社製商品名）を、パルプ：填料の質量比が９７：３となるよう添加し、両者の混合スラリーの濃度が０．５ｗｔ％となるように原料パルプスラリーを調製した。この原料パルプスラリーを図１に示すマシンチェスト２に入れ、硫酸バンド（日本軽金属株式会社製）を２ｗｔ％添加し、図１に示す添加位置Ｃにおいて、スクリーン８から出てきた原料パルプスラリーに両性澱粉（ＣＡＴＯ３２１０、Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｓｔａｒｃｈ　ａｎｄ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｏｍｐａｎｙ製商品名）を澱粉質量を基準として０．５ｗｔ％加えた。
【００２１】
こうして得た原料パルプスラリーについて、歩留まり及び濾水度を測定した。歩留まりは、ブリットジャーテスターを用い、初期攪拌速度６００ｒｐｍ、４分４０秒後１，０００ｒｐｍ、ワイヤー２００メッシュで、攪拌開始から５分５秒後の濾水を採取し、この濾水中の固形分を測定することにより、トータル歩留まり及び灰分歩留まり求めた。濾水度は、カナダ標準濾水度試験機を用い、側管から流出した濾水量を測定することにより求めた。
【００２２】
実施例２
両性澱粉としてＣＡＴＯ３２１０に代えてＯｐｔＢＯＮＤ３９２０（Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｓｔａｒｃｈ　ａｎｄ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｏｍｐａｎｙ製商品名）を用いることを除き、実施例１と同様にして原料パルプスラリーを調製し、歩留まり及び濾水度を求めた。
【００２３】
実施例３
両性澱粉に代えてカチオン澱粉（ＣＡＴＯ３０４、Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｓｔａｒｃｈ　ａｎｄ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｏｍｐａｎｙ製商品名）を用い、このカチオン澱粉をスクリーン８の入口、すなわちに図１に示す添加位置Ｂにおいて原料パルプスラリーに添加することを除き、実施例１と同様にして原料パルプスラリーを調製し、歩留まり及び濾水度を求めた。
【００２４】
比較例１
パルプとしてＬＢＫＰ（広葉樹晒しクラフトパルプ）を用い、これに填料としてＣａＣＯ３（ＴＰ−１２１、奥多摩工業株式会社製商品名）を、パルプ：填料の質量比が９７：３となるよう添加し、両者の混合スラリーの濃度が０．５ｗｔ％となるように原料パルプスラリーを調製した。この原料パルプスラリーを図１に示すマシンチェスト２に入れ、硫酸バンド（日本軽金属株式会社製）を２ｗｔ％添加し、さらに図１に示す添加位置Ａにおいて、この原料パルプスラリーに共重合ポリアクリルアミド（ＲＢ２２０、ハリマ化成社製商品名）を澱粉質量を基準として０．５ｗｔ％加えた。次いで、実施例１と同様にして歩留まり及び濾水度を求めた。
【００２５】
比較例２
共重合ポリアクリルアミドに代えて両性澱粉（ＣＡＴＯ３２１０）を用いることを除き、比較例１と同様にして原料パルプスラリーを調製し、歩留まり及び濾水度を求めた。
【００２６】
比較例３
共重合ポリアクリルアミドに代えて両性澱粉（ＯｐｔｉＢＯＮＤ３９２０）を用いることを除き、比較例１と同様にして原料パルプスラリーを調製し、歩留まり及び濾水度を求めた。
【００２７】
比較例４
共重合ポリアクリルアミドに代えてカチオン澱粉（ＣＡＴＯ３０４）を用いることを除き、比較例１と同様にして原料パルプスラリーを調製し、歩留まり及び濾水度を求めた。
【００２８】
以上の結果を以下の表１に示す。
【表１】
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【００２９】
実施例４
パルプとしてダンボール古紙及び雑古紙からのパルプを用い、スラリーの濃度が０．５ｗｔ％となるように原料パルプスラリーを調製した。この原料パルプスラリーを図１に示すマシンチェスト２に入れ、硫酸バンド（日本軽金属株式会社製）を１．５ｗｔ％添加し、図１に示す添加位置Ｃにおいて、スクリーン８から出てきた原料パルプスラリーに両性澱粉（ＣＡＴＯ３２１０）を澱粉質量を基準として０．５ｗｔ％加えた。次いで、実施例１と同様にして歩留まり及び濾水度を求めた。
【００３０】
実施例５
両性澱粉としてＣＡＴＯ３２１０に代えてＯｐｔＢＯＮＤ３９２０を用いることを除き、実施例４と同様にして原料パルプスラリーを調製し、歩留まり及び濾水度を求めた。
【００３１】
実施例６
両性澱粉に代えてカチオン澱粉（ＣＡＴＯ３０４）を用い、このカチオン澱粉をスクリーン８の入口、すなわちに図１に示す添加位置Ｂにおいて原料パルプスラリーに添加することを除き、実施例４と同様にして原料パルプスラリーを調製し、歩留まり及び濾水度を求めた。
【００３２】
比較例５
ダンボール古紙及び雑古紙からのパルプを用い、スラリーの濃度が０．５ｗｔ％となるように原料パルプスラリーを調製した。この原料パルプスラリーを図１に示すマシンチェスト２に入れ、硫酸バンド（日本軽金属株式会社製）を１．５ｗｔ％添加し、さらに図１に示す添加位置Ａにおいて、この原料パルプスラリーにホフマンポリアクリルアミド（ＥＸ１１０、ハリマ化成社製商品名）を澱粉質量を基準として２ｗｔ％加えた。次いで、実施例１と同様にして歩留まり及び濾水度を求めた。
【００３３】
比較例６
両性澱粉に代えてホフマンポリアクリルアミドを２ｗｔ％添加することを除き、実施例４と同様にして原料パルプスラリーを調製し、歩留まり及び濾水度を求めた。
【００３４】
比較例７
ホフマンポリアクリルアミドに代えて両性澱粉（ＣＡＴＯ３２１０）を０．５ｗｔ％添加することを除き、比較例５と同様にして原料パルプスラリーを調製し、歩留まり及び濾水度を求めた。
【００３５】
比較例８
ホフマンポリアクリルアミドに代えて両性澱粉（ＯｐｔｉＢＯＮＤ３９２０）を０．５ｗｔ％添加することを除き、比較例５と同様にして原料パルプスラリーを調製し、歩留まり及び濾水度を求めた。
【００３６】
比較例９
ホフマンポリアクリルアミドに代えてカチオン澱粉（ＣＡＴＯ３０４）を０．５ｗｔ％添加することを除き、比較例５と同様にして原料パルプスラリーを調製し、歩留まり及び濾水度を求めた。
【００３７】
以上の結果を以下の表２に示す。
【表２】
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【００３８】
以上のように、カチオン澱粉及び／又は両性澱粉を抄紙工程の直前に添加することにより、これらの澱粉又は従来の紙力増強剤であるポリアクリルアミドを調成工程において添加した場合に較べ、高い歩留まりと濾水度を達成することができた。また、実施例において調製した原料パルプスラリーから形成した原紙は罫線割れを示すことがなかった。なお、表１において実施例３の結果は比較例２及び３の結果よりも一見劣っているようにみられるが、実施例３はカチオン澱粉を用いており、比較例２及び３は両性澱粉を用いているため、単純には比較できない。同様に、表２において、実施例６はカチオン澱粉を用いており、比較例６はアクリルアミドを用いているため単純には比較できない。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、カチオン澱粉及び／又は両性澱粉を抄紙工程の直前に添加することにより、高い歩留まりと濾水度を達成することができ、抄紙工程を効率的に行うことができる。さらに、この方法により製造したダンボール原紙は罫線割れを示すことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法の工程を示す図である。
【符号の説明】
１…ミキシングチェスト
２…マシンチェスト
３…種箱
４…ピット
５…一次ファンポンプ
６…クリーナー
７…二次ファンポンプ
８…ストックインレット
【図１】
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