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【発明の名称】 多孔性構造の段ボール紙接着剤およびこれを用いた段ボール紙製造方法
【発明者】 【氏名】スーソン キム

【要約】 【課題】接着力を持つ澱粉と多孔性ゼオライトからなる段ボール紙接着剤において、土壌微生物を用いて、トウモロコシ澱粉に、ゼオライトの微細孔と連結される微細孔を形成することにより、段ボール紙ボックスの内部に保管される食品の新鮮度を維持させ且つ残留農薬成分を円滑に除去することを可能にした、多孔性構造の段ボール紙接着剤およびこれを用いた段ボール紙製造方法の提供。

【解決手段】トウモロコシ澱粉68.5〜79.5重量%、前記トウモロコシ澱粉と同一の粒径を持つゼオライト粉末20〜30重量%、並びに微生物含有黄土、苛性ソーダおよびボックス強化剤0.5〜2重量%からなる混合物に水を入れて混合してなる、多孔性構造の段ボール紙接着剤を提供する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
トウモロコシ澱粉68.5〜79.5重量%、前記トウモロコシ澱粉と同一の粒径を持つゼオライト粉末20〜30重量%、並びに微生物含有黄土、苛性ソーダおよびボックス強化剤0.5〜2重量%からなる混合物に水を入れて混合してなることを特徴とする、多孔性構造の段ボール紙接着剤。
【請求項2】
トウモロコシ澱粉68.5〜79.5重量%、前記トウモロコシ澱粉と同一の粒径を持つゼオライト粉末20〜30重量%、並びに微生物、苛性ソーダおよびボックス強化剤0.5〜2重量%からなる混合物に水を入れて混合してなることを特徴とする、多孔性構造の段ボール紙接着剤。
【請求項3】
前記ゼオライト粉末の粒径は300〜350メッシュを持つことを特徴とする、請求項1または2に記載の多孔性構造の段ボール紙接着剤。
【請求項4】
前記微生物含有黄土の粒径は300〜350メッシュを持つことを特徴とする、請求項1に記載の多孔性構造の段ボール紙接着剤。
【請求項5】
前記微生物は、バシラス属(bacillus sp.)、アシネトバクター属(acinetobacter sp.)、およびシュードモナス属(pseudomonas sp.)の中から選ばれたいずれか一つまたはこれらの組み合わせであることを特徴とする、請求項1または2に記載の多孔性構造の段ボール紙接着剤。
【請求項6】
トウモロコシ澱粉68.5〜79.5重量%と、前記トウモロコシ澱粉と同一の粒径を持つゼオライト粉末20〜30重量%と、微生物、苛性ソーダおよびボックス強化剤0.5〜2重量%との混合物に水を入れて攪拌することにより、多孔性構造の段ボール紙接着剤を製造する段階と、
段ボール紙を構成する上板紙および下板紙または段ボール用中芯紙に前記段ボール紙接着剤を塗布する段階と、
前記上板紙と前記下板紙との間に段ボール用中芯紙をラミネートし、接合ローラーで加圧して段ボール紙を製造する段階と、
前記製造された段ボール紙を温度15〜40℃範囲、湿度20〜79%範囲の微生物の生育に適した環境に保管して、前記トウモロコシ澱粉に多数の微細孔を形成する熟成段階とを含んでなることを特徴とする、多孔性構造の接着剤を用いた段ボール紙製造方法。
【請求項7】
前記段ボール紙製造段階における前記接合ローラーの温度は100℃以下であることを特徴とする、請求項6に記載の多孔性構造の接着剤を用いた段ボール紙製造方法。
【請求項8】
前記熟成段階の後、65℃以上の温度で30分以上乾燥加熱して前記微生物を滅菌する滅菌段階をさらに含むことを特徴とする、請求項6に記載の多孔性構造の接着剤を用いた段ボール紙製造方法。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、多孔性構造の段ボール紙接着剤およびこれを用いた段ボール紙製造方法に係り、特に、接着力を持つ澱粉と多孔性ゼオライトからなる段ボール紙接着剤において、澱粉に、ゼオライトの微細孔と連結される微細孔を形成することにより、段ボール紙ボックスの内部に保管される食品の新鮮度を維持させ且つ残留農薬成分を円滑に除去させることを可能にした、多孔性構造の段ボール紙接着剤およびこれを用いた段ボール紙製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、段ボール紙は、波形状に成形された段ボール用中芯紙の両側に板紙を接着剤で貼着させて緩衝性を高めたものであって、主に物品包装用ボックスの製作に広く用いられる。
ところが、従来の段ボール紙で製作された包装用ボックスは、段ボール紙の緩衝性によって、ボックスに保管された物品が損傷しないようにする単純な機能に主眼点を置いて製作されたものであって、ボックスに保管された農産物、畜産物、水産物および林産物などの各種自然食品の新鮮度を長時間維持し、或いは物品から発生する刺激性のある匂いを吸着して除去することを可能にする役割は期待することが難しかった。
【0003】
さらに、現代では、農産物を栽培するとき、害虫または雑草を除去するために農薬を多量使用するので、収穫された農産物には農薬成分が残留している。このような残留農薬が人体に悪影響を与えるので、農産物をボックスに包装したときに残留農薬の毒性を自然に中和させて除去することが可能な包装用ボックスの提案が切実に要求された。
これに応えるため、近年では、1nm以下の微細孔が形成されていて吸着剤、イオン交換剤および脱水剤等として広く用いられるゼオライト(Zeolite)粉末を澱粉質糊に添加し、機能性の段ボール紙ボックスを製造する技術が提案されたことがある。
【0004】
ところが、このような従来の技術に係る機能性段ボール紙用接着剤は、図1に示すように、澱粉120の粒子に比べてゼオライト粉末110の粒径が相対的に大きいため、使用過程でゼオライト粉末110が容易に分離される。このように、接着剤から分離されたゼオライト粉末110は、人体に有害ではないが、消費者に不潔な感じを与えるという問題点があった。
【0005】
かかる問題点を解決するために、ゼオライト粉末110の粒径を澱粉の粒径と同一にする方案が提示された。ところが、これは、澱粉120がゼオライト粉末110を完全に包むことによりゼオライトの微細孔が閉鎖され、強い吸着力および陰イオン置換能力を期待することができず、これにより残留農薬の毒性を中和させて除去し或いは円滑に排出させる機能が著しく低下するという問題点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
そこで、本発明は、前述した問題点を解決するために案出されたもので、その目的とするところは、接着力を持つ澱粉と多孔性ゼオライトからなる段ボール紙接着剤において、土壌微生物を用いて、トウモロコシ澱粉に、ゼオライトの微細孔と連結される微細孔を形成することにより、段ボール紙ボックスの内部に保管される食品の新鮮度を維持させ且つ残留農薬成分を円滑に除去することを可能にした、多孔性構造の段ボール紙接着剤およびこれを用いた段ボール紙製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するために、本発明のある特徴によれば、トウモロコシ澱粉68.5〜79.5重量%、前記トウモロコシ澱粉と同一の粒径を持つゼオライト粉末20〜30重量%、並びに微生物含有黄土、苛性ソーダおよびボックス強化剤0.5〜2重量%からなる混合物に水を入れて混合してなる、多孔性構造の段ボール紙接着剤を提供する。
本発明の他の特徴によれば、トウモロコシ澱粉68.5〜79.5重量%、前記トウモロコシ澱粉と同一の粒径を持つゼオライト粉末20〜30重量%、並びに微生物、苛性ソーダおよびボックス強化剤0.5〜2重量%からなる混合物と、所定量の水とから構成される、多孔性構造の段ボール紙接着剤を提供する。
【0008】
前述した構成において、前記トウモロコシ澱粉とゼオライト粉末は300〜350メッシュを持つことが好ましい。
前記微生物は、バシラス属(bacillus sp.)、アシネトバクター属(acinetobacter sp.)、およびシュードモナス属(pseudomonas sp.)の中から選ばれたいずれか一つまたはこれらの組み合わせからなってもよい。
【0009】
前記水は、前記接着剤混合物を持ち上げたときに滴下する程度の粘性を持つように混合されることを特徴とする。
一方、本発明の別の特徴によれば、前述した多孔性構造の段ボール紙接着剤を製造する段階と、段ボール紙を構成する上板紙および下板紙または段ボール用中芯紙に前記段ボール紙接着剤を塗布する段階と、前記上板紙と前記下板紙との間に段ボール用中芯紙をラミネートし、接合ローラーで加圧して段ボール紙を製造する段階と、前記製造された段ボール紙を、接着剤に含まれている微生物の生育に適した湿度と温度で保管して、前記トウモロコシ澱粉に微細孔を形成する熟成段階とを含んでなる、多孔性構造の段ボール紙製造方法を提供する。
【0010】
前述した構成において、前記段ボール紙製造段階における前記接合ローラーの温度は100℃以下であることが好ましい。
前記熟成段階における温度は15〜40℃であり、湿度は20〜70%であることが好ましい。
また、本発明に係る多孔性構造の段ボール紙製造方法は、前記熟成段階の後、65℃以上の温度で30分以上乾燥加熱し、前記接着剤に含まれている微生物を滅菌する滅菌段階をさらに含むことができる。
【発明の効果】
【0011】
上述した本発明の多孔性構造の段ボール紙接着剤およびこれを用いた段ボール紙製造方法によれば、澱粉と多孔性ゼオライトからなる段ボール紙接着剤において、澱粉に、ゼオライトの微細孔と連結される多数の微細孔を形成することにより、段ボール紙ボックスの内部に保管される食品の新鮮度を維持させ且つ残留農薬成分を円滑に除去させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の多孔性構造の段ボール紙接着剤およびこれを用いた段ボール紙製造方法の好適な実施の形態について詳細に説明する。
図2は本発明に係る多孔性構造の段ボール紙接着剤におけるゼオライト粉末110、澱粉120および微生物130の混合状態を示す概念図である。図2に示すように、本発明の多孔性構造の段ボール紙接着剤100は、ゼオライト粉末110、澱粉120および微生物130が所定量の水によって混合されて構成される。
【0013】
前述した構成において、前記澱粉120とゼオライト粉末110は、同一の粒径、例えば300〜350メッシュ(mesh)を持つことが好ましい。ここで、メッシュは、篩目または粒子サイズを示す単位であって、タイラー標準篩(Tyler Standard Sieve)では1インチ(inch)の間に入っている目の数で示す。
一方、澱粉は、トウモロコシ、サツマイモまたは芋などから生産されるが、水に沈澱する粒という意味で名付けられたものであって、特に、トウモロコシ澱粉は、吸着力および浸透性が強くて加工食品の原料として多く用いられている。これにより、本発明の多孔性構造の段ボール紙接着剤では、このようなトウモロコシ澱粉120を使用することが好ましいので、その重量割合はトウモロコシ澱粉68.5〜79.5重量%、好ましくは74重量%、ゼオライト粉末20〜30重量%、好ましくは25重量%、並びに微生物、苛性ソードおよびボックス強化剤0.5〜2重量%、好ましくは1重量%からなる。
【0014】
微生物としては、好気性および無酸素の条件においても生育条件に優れるうえ、澱粉に含まれている炭水化物の分解能にも優れる微生物を利用することが好ましい。ところが、このような微生物としては、土壌表層部の黄土(黄土1gの中には2億匹以上の微生物が生きている)から分離したものであって、バシラス属(bacillus sp.)、アシネトバクター属(acinetobacter sp.)、およびシュードモナス属(pseudomonas sp.)の中から選ばれたいずれか一つ、またはこれらを混合した微生物群を用いる。
【0015】
前記土壌微生物は、強飯(または培養液)を入口の広い容器に仕込み、土壌表層部の黄土で覆って埋めておき、しかる後、収去して約37℃のインキュベータで24時間培養し、TB(Thioglyoclate Broth)培地(BBL製品)に、前記培養によって細菌が増殖した強飯を接種し、約37℃のインキュベータで24時間種菌培養した後、血液寒天平板培地またはマッコンキー寒天培地(MacConkey agar plate)に移し、その後37℃で18時間培養して得ることができる。
【0016】
したがって、図2に示すように、土壌から分離された微生物を培養して混合し、或いは前記土壌微生物含有の黄土を澱粉と同一またはより小さい粒子に粉砕して直接混合する。
次いで、上述した混合物を均一に配合した後、水140を適量、例えば混合物を持ち上げたときに滴下する程度の粘性を保つように加えて均一に攪拌することにより、本発明に係る多孔性構造の段ボール紙接着剤100が完成される。
【0017】
図3は本発明に係る多孔性構造の段ボール紙接着剤を用いた段ボール紙製造方法による工程を説明するための流れ図、図4は本発明に係る接着剤を用いて段ボール紙を接着する工程を示す断面図である。
図3に示すように、まず、段階S10では、前述した混合物に水を適量混ぜた後、均一に攪拌して接着剤100を製造する。段階S20では、このように製造された接着剤100を段ボール紙の上板紙200と下板紙210または段ボール用中芯紙220に均一に塗布する。次いで、段階S30では、図4に示すように、このように接着剤100が塗布された上板紙200と下板紙210との間に段ボール用中芯紙220をラミネートして接合ローラー300の間を通過させることにより、段ボール紙を接着する。この際、前記接合ローラー300は、接着剤100の接着が迅速に行われるように一定の温度で加熱するが、本発明では、前記接着剤100に含有された微生物130が死滅してしまうことを防止するために100℃以下で加熱され、前記接合ローラー300と段ボール紙の各箇所が2秒以下の短時間のみ接触するようにすることが好ましい。
【0018】
次いで、段階S40では、このように製造された段ボール紙を所定の雰囲気、例えば15〜40℃の温度および20〜70%の湿度の下で所定の時間、例えば24時間以上放置して、接着剤に含有された微生物の生育を可能にする。すなわち、前記段ボール紙製造(S30)段階を経た接着剤100は、完全には乾かず、粘っこい程度の粘性を維持する。したがって、適切な温度と湿度が維持されると、接着剤100内に生存する微生物またはその胞子が活性化され、澱粉を用いて代謝作用を行う。そして、このような微生物の代謝作用によって、ゼオライト粒子を包んでいるトウモロコシ澱粉に、貫通孔または部分的崩壊による溝を含む微細孔を形成することにより、ゼオライトの微細孔を外部と連通させる。このように外気と連結された微細孔は、植物から発生するエチレンまたは揮発性農薬成分をゼオライトが吸収し得るようにする通路になる。
【0019】
そして、一定の時間後には乾燥状態を維持して前記接着剤100を完全に乾燥させることにより、微生物の生育条件が備えられて微生物が繁殖し続ける場合にトウモロコシ澱粉への過度な微細孔の形成により接着力が低下することを防止する。一般に、このような乾燥過程を経て段ボール紙製造工程が完了する。
一方、微生物の過度な繁殖のおそれがある場合には、必要に応じて、前記熟成段階S40の後、製造された段ボール紙を所定の雰囲気、例えば65℃以上の温度で30分以上乾燥加熱して微生物を滅菌させる滅菌段階(S50)をさらに含んでもよい。さらに、前記微生物滅菌方法では、紫外線などの別の手段を用いることも可能である。
【0020】
図5は本発明に係る多孔性構造の段ボール紙接着剤において、微生物によって、澱粉に、ゼオライトと連結される微細孔が形成された様子を示す概念図である。図面では、説明の便宜上、澱粉が円形をするように示したが、実際ではゼオライト粒子を包んでいる層状である。
図5に示すように、本発明の多孔性構造の段ボール紙接着剤100では、微生物によって、トウモロコシ澱粉120に、ゼオライト粉末110の微細孔112と連結される微細孔122が多数形成されている。図面では、前記トウモロコシ澱粉120に形成された微細孔122を円形として示したが、実際では非常に不規則な形態をなす3次元の構造を持つ。したがって、このような3次元構造の微細孔122と接するゼオライト粉末110の微細孔112は、外気と比較的容易に連通することができる。このような微細孔112、122によって、ボックスの内部から発生するエチレンまたは揮発性残留農薬成分が吸着される。
【0021】
また、本発明の多孔性構造の段ボール紙接着剤は、前述した実施例と同様に、段ボール紙を製造するのに適用されるうえ、図6に示すように、包装用ボックス400の内面に塗布することにより、同一の効果を得ることができる。したがって、本発明は、前述した実施例に限定されず、本発明の技術思想が許容される範囲内で様々に変形できる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】従来の技術に係る段ボール紙接着剤におけるゼオライトおよび澱粉の混合状態を示す概念図である。
【図2】本発明に係る多孔性構造の段ボール紙接着剤におけるゼオライト、澱粉および微生物の混合状態を示す概念図である。
【図3】本発明に係る多孔性構造の段ボール紙接着剤を用いた段ボール紙製造方法による工程を説明するための流れ図である。
【図4】本発明に係る多孔性構造の段ボール紙接着剤を用いて段ボール紙を接着する工程を示す断面図である。
【図5】本発明に係る多孔性構造の段ボール紙接着剤において、微生物によって、澱粉に、ゼオライトと連結される微細孔が形成された様子を示す概念図である。
【図6】本発明に係る多孔性構造の段ボール紙接着剤が塗布された包装用ボックスを示す斜視図である。
【符号の説明】
【0023】
100 多孔性接着剤
110 ゼオライト粉末
112 微細孔
120 トウモロコシ澱粉
122 微細孔
130 微生物
140 水
200 上板紙
210 下板紙
220 段ボール用中芯紙
300 接合ローラー
400 包装用ボックス
【出願人】 【識別番号】508003376
【氏名又は名称】スーソン キム
【氏名又は名称原語表記】Soosung KIM
【住所又は居所原語表記】101−808,Ilshinkunyoung APT., 509, Mangwon−Dong, Mapo−gu, Seoul, 121−230, KOREA
【出願日】 平成19年12月28日(2007.12.28)
【代理人】 【識別番号】100090022
【弁理士】
【氏名又は名称】長門 侃二


【公開番号】 特開2008−273172(P2008−273172A)
【公開日】 平成20年11月13日(2008.11.13)
【出願番号】 特願2007−338481(P2007−338481)