JP7655183B2 - 段ボールおよび抗菌・抗ウイルス段ボール加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、抗菌・抗ウイルス加工を施した段ボールおよびその加工方法に関する。

従来、この種の抗菌段ボールの加工方法として、例えば特許文献１に開示されているものが知られている。この特許文献１に開示されている抗菌段ボールの加工方法は、印刷処理後に抗菌剤が段ボール表面にコーティングされている。

平８－１５１０３７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の加工方法では、印刷処理後に新たに抗菌剤が段ボール表面にコーティングされる工程を設けなければならず、このような構成では、コストがかかる恐れがある。

よって、本発明の目的は、安価に細菌やウイルスの汚染を抑制するように構成した段ボールおよび抗菌・抗ウイルス段ボール加工方法を提供することにある。

本発明の一形態の段ボールは、印刷インキにより設けられた印刷インキ層と、該印刷インキ層を抗菌・抗ウイルス剤によって被覆した抗菌・抗ウイルス層を有する段ボールであって、前記段ボールは、前記印刷インキ層の印刷部位における平均塗布量が、前記抗菌・抗ウイルス層の平均塗布量より少ないことを特徴とする。

また、本発明の一形態の抗菌・抗ウイルス段ボール加工方法は、１つの印刷工程に複数の印刷装置を有する抗菌・抗ウイルス段ボール加工方法であって、 （ａ）印刷インキで前記印刷装置により段ボールの表面に印刷する工程、 （ｂ）抗菌・抗ウイルス剤を前記印刷装置により段ボールの表面に印刷を行う工程を有し、且つ、（ｂ）工程は、（ａ）工程の後に行うことを特徴とする。

なお、本明細書および特許請求の範囲において、「抗菌剤（抗菌性の薬剤）」とは、菌の増殖を抑制する機能を有する物質を指し、「抗ウイルス剤（抗ウイルス性の薬剤）」は、ウイルスを不活性化させる機能を有する物質を指し、「抗菌・抗ウイルス剤」とは、抗菌及び／又は抗ウイルス機能を有する物質を指すものとして参照される。また、本発明において、「抗菌・抗ウイルス剤を含有する層」、「抗菌・抗ウイルス層」とは、当該「抗菌・抗ウイルス剤」を、対象物の表面に直に塗布して形成された層や、対象物の印刷インキ層と当該印刷インキ層に被覆して形成された抗菌・抗ウイルス層とで構成された層を含むものとして参照される。本発明において、抗菌・抗ウイルス剤とは抗菌機能及び／又は抗ウイルス機能を有する有効成分単体を意味すると同時に、前記有効成分をビヒクル（アルカリ可溶性樹脂、エマルジョン樹脂、アルカリ成分、水、等）及び各種補助剤（分散剤、架橋剤、消泡剤、等）に添加してなる抗菌・抗ウイルス機能を有する塗料やインキを意味する。

本発明によれば、安価に細菌やウイルスによる感染を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る段ボールの製函装置を示す模式的断面図である。 図１の段ボールにおける折り畳み箱の形成の過程を説明する説明図である。 本発明の一実施形態に係る段ボールの印刷工程の模式的断面図である。 本発明の一実施形態に係る段ボールに印刷工程を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る段ボールのカットシートの模式的断面図である。 本発明に係る段ボールに印刷するインキの種類および抗菌活性値の比較の結果を示す表である。

以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。

＜本製函装置の全体構造およびその動作＞
図１は、本発明の一実施形態に係る段ボールの製函装置１００を示す模式的断面図である。本実施形態の製函装置１００は、段ボールのカットシートＳにフレキソ印刷を行う印刷装置１０と、印刷されたカットシートＳに縦方向に折り曲げるための罫線を入れる回転式クリーザおよびカットシートＳから段ボールケースの展開形状のブランクシートを形成するための溝切りなどの縦方向の切り込みを行う回転式スロッタを有するブランク形成装置２０と、抜き型で手穴やＨカット等の加工をする加工装置３０と、を備える。また、製函装置１００は、加工装置３０から供給されるブランクシートからスリーブＳ′を形成する折り畳み装置４０と、折り畳み装置４０から搬送されてきたスリーブＳ′を積み重ねる積み重ね装置５０と、を備えている。折り畳み装置４０の下流側に積み重ね装置５０が配置され、折り畳み装置４０と積み重ね装置５０との間に、スリーブＳ′を搬送する複数のコンベアが配置されている。

段ボールのカットシートＳには、図２に示すようにあらかじめ横方向に折り曲げるための罫線が入れられている。カットシートＳは、印刷装置１０による印刷工程後に、加工装置３０に搬送され、縦方向に折り曲げるための罫線、段ボールケースを形成する際ののりしろ、手穴やＨカット、などの加工が施される。カットシートＳは、加工後に、折り畳み装置４０へと搬送される。折り畳み装置４０では、カットシートＳを折り畳み、スリーブＳ′を生成する。そして、スリーブＳ′は、積み重ね装置５０に搬送され、スリーブＳ′を所定の枚数を積み重ねられる。積み重ねられた所定枚数のスリーブＳ′を１つとして市場に流通する。

＜印刷装置の構造＞
図３は、本発明の一実施形態に係る段ボールの印刷工程の模式的断面図である。図４は、本実施形態に係る段ボールに印刷工程を示す斜視図である。図５は、本発明の一実施形態に係る段ボールのカットシートの模式的断面図である。

本実施形態の印刷装置１０には、３種類の印刷インキを用いるために３台の印刷装置１０ａ、１０ｂおよび１０ｃが設けられている（図１参照）。詳細には、印刷装置１０ａおよび１０ｂは、カットシートＳに対して、速乾性および耐水性の印刷インキを使用して文字や図形など（図柄）の印刷を行う。以下、図柄印刷用の印刷インキを省略して「印刷インキ」ともいう。一方、印刷装置１０ｃは、抗菌・抗ウイルス剤を使用して、印刷装置１０ａおよび１０ｂによって印刷した上に塗布（または印刷）を行う。つまり、印刷インキにより設けられた印刷インキ層ＩａおよびＩｂを抗菌・抗ウイルス剤によって被覆した抗菌・抗ウイルス層Ｉｃで構成されている。これにより、カットシートＳに文字や図形などを印刷しつつ、抗菌・抗ウイルス剤を印刷することができる、即ち、１つの印刷工程において、カットシートＳに対して、文字や図形などを表示することと、細菌の繁殖を抑制・ウイルスを不活性化の両方を実現することができる。また、印刷インキ層を複数層とし、その上に抗菌・抗ウイルス剤を塗布してもよい。本発明において、抗菌・抗ウイルス剤とは抗菌機能及び／又は抗ウイルス機能を有する有効成分単体を意味すると同時に、前記有効成分をビヒクル（アルカリ可溶性樹脂、エマルジョン樹脂、アルカリ成分、水、等）及び各種補助剤（分散剤、架橋剤、消泡剤、等）に添加してなる抗菌・抗ウイルス機能を有する塗料やインキを意味する。本実施形態では、３つの印刷装置で印刷を行ったが、本発明では、本発明の効果を発現する限りにおいてこの数に限られない。

段ボールに使用されるフレキソインキは、着色剤、ビヒクル（表面に定着させることを目的とするもの）、添加剤等の成分から成り、ビヒクルは、樹脂及び溶剤から成る。耐水性印刷インキは、主にエマルジョン系の樹脂を使用し、重合促進剤を添加したものであり、この構成により、定着後の水に対する抵抗性が高くなっている。また、速乾性印刷インキは、蒸気圧の高い溶剤を使用し、粘性の低い樹脂の使用で濃度を高めたものであり、この構成により、乾燥負荷を低くしている。

本発明に使用される抗菌剤は、無機系抗菌剤が好ましく、例えば、本実施形態に用いられた銀または銀イオンを無機系物質に担持させたものや、また、銅や銅イオン、亜鉛や亜鉛イオン等を有効成分として含むものなどが挙げられる。

また、本発明に使用される抗ウイルス剤は、例えば、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキルグリコシド、アルキルアミンオキシド、塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム、塩化ジアルキルジメチルアンモニウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテルなどが挙げられる。

本実施形態の段ボールの特徴として、印刷インキ層ＩａおよびＩｂの印刷部位における印刷インキの平均塗布量が当該印刷インキ層ＩａおよびＩｂを抗菌・抗ウイルス剤によって被覆している抗菌・抗ウイルス層Ｉｃの当該抗菌・抗ウイルス剤の平均塗布量より少ないことである。

印刷インキ塗布量は、抗菌剤および抗ウイルス剤塗布量より少なくする理由は、抗菌性・抗ウイルス性が発揮されるためには、抗菌剤および抗ウイルス剤の有効成分が表面に露出していることが必要であるが、その下の層の印刷インキの塗布量が多いと、抗菌・抗ウイルス層の有効成分が、印刷インキ層に浸透してしまうためと考えられる。

また、抗菌・抗ウイルス剤と印刷インキ塗布量比の上限は、３．０である。その理由は一定量以上の抗菌・抗ウイルス剤塗布は効果が頭打ちとなりコスト的に無駄であるばかりでなく、抗菌・抗ウイルス層の乾燥に時間が掛かることで、有効成分の沈み込みが生じ、却って抗菌・抗ウイルス効果を低下させてしまう現象が生じるからである。なお、より好ましい塗布量比の範囲は１．０～１．６である。

抗菌・抗ウイルス剤は、文字や図形などを印刷する際に用いる印刷インキよりも高価である。そのため、印刷装置１０ａおよび１０ｂは、速乾性および耐水性の印刷インキを用いることで、後工程の印刷装置１０ｃによって塗布される抗菌・抗ウイルス剤が速乾性および耐水性の印刷インキに浸透することを抑制することができる。

また、本実施形態の抗菌・抗ウイルス加工を施した段ボールケースの特徴として、印刷インキ層ＩａおよびＩｂの印刷インキのザーンカップ粘度が、当該印刷インキ層ＩａおよびＩｂを抗菌・抗ウイルス剤によって被覆している抗菌・抗ウイルス層Ｉｃの当該抗菌・抗ウイルス剤のザーンカップ粘度より低いことである。

図柄用インキ粘度は、抗菌・抗ウイルス剤粘度より低いことが好ましい理由は、抗菌・抗ウイルス機能が発揮されるためには、抗菌・抗ウイルス機能を発揮する有効成分が表面に露出していることが必要であるが、図柄用インキ粘度が高いと、基紙上に形成される図柄インキ層が厚くなるため、その上に塗布される抗菌・抗ウイルス剤が図柄インキ層に浸透し易くなる。従って、抗菌・抗ウイルス剤の粘度をより高くすることで浸透を抑えることが効果をもたらしていると考えられる。

また、粘度比の上限は、好ましくは２．０である。その理由は、インキ粘度に合わせた印刷設備において、抗菌・抗ウイルス剤の粘度を過度に高くすると、様々な操業上のトラブルが発生するためである。なお、最も好ましい粘度比の範囲は１．０～１．５である。

これにより、印刷装置１０ａおよび１０ｂの印刷インキが、カットシートＳに対して、抗菌・抗ウイルス剤よりも広がりやすく、乾きやすいため、抗菌・抗ウイルス剤の浸透を抑制することができる。

印刷装置１０は、印刷インキＩを収容するインキ収容器１１と、インキ収容器１１から通路１１ｂを介して印刷インキＩを供給するインキ供給口１１ａと、所望の印刷図形等を得るための、微小な凹状が形成されたアニロックスロール１２と、インキ供給口１１ａから供給された印刷インキＩを適量にするドクターロール１３と、印版１４ａを有する版胴１４と、版胴１４とともに狭持してカットシートＳを搬送する受けロール１５と、カットシートＳを後工程に搬送する一対の搬送ロール１６と、を備える。アニロックスロール１２及びドクターロール１３の周囲には、インキ飛散防止用のカバー１８が配置されている。そして、印刷装置１０は、アニロックスロール１２にドクターロール１３を当接させることによって、インキ供給口１１ａから供給された印刷インキＩにおいてアニロックスロール１２に付着する印刷インキＩのインキ量を調整したうえで、アニロックスロール１２から印版１４ａに転移された印刷インキＩを、版胴１４と受けロール１５との間に、搬送方向Ｔの上流側から下流側へ通紙されるカットシートＳに転写して印刷する。段ボールの印刷速度は、通常１５０～３５０枚／分である。印刷されたカットシートＳは、版胴１４及び受けロール１５の下流側に配置された一対の搬送ロール１６によって、下流側へ搬送される。

アニロックスロール１２は、円筒形状でセラミックス又はクロムメッキが被覆されたロール体であって、ドクターロール１３と平行に配置された状態で、回転可能に支持されている。また、アニロックスロール１２は、駆動モータ（不図示）によって連結され、印刷時に回転することができる。アニロックスロール１２の外周面には、印刷インキＩを収容するために凹部として微小なセルが均一に配列、形成されている。アニロックスロール１２およびドクターロール１３は、印刷インキＩの供給を受けると共に、印刷インキＩの量を調整して、アニロックスロール１２を矢印Ａ方向に回転させながら版胴１４へ印刷インキＩを転写する。アニロックスロール１２とドクターロール１３の一方の端部には、インキ受Ｉｒが設けられており、インキ受Ｉｒに余分な印刷インキＩが留まるようになる。インキ受Ｉｒとインキ収容器１１とは、通路１１ｃを介して接続されており、インキ受Ｉｒに溜まった印刷インキＩは、通路１１ｃを介してインキ収容器１１へ戻される。このように、アニロックスロール１２は、ドクターロール１３と共に印刷インキＩの量を適量にして版胴１４へ転写することができる。

ドクターロール１３は、円筒状ゴム部材が積層されたロール体であって、回転可能に支持されている。円筒状ゴム部材の外周面は、平滑面に形成されている。また、ドクターロール１３は、駆動モータ（不図示）に連結され、印刷時には回転することができる。ドクターロール１３の外径は、アニロックスロール１２の外径と略同一に形成されている。

版胴１４は、円筒形状であり、その周部に印刷用の印版１４ａが固定された筒状体であり、アニロックスロール１２の下方に平行に配設されている。版胴１４は、アニロックスロール１２と印版１４ａとが当接状態で、回転可能に支持されている。また、版胴１４は、駆動モータ（不図示）に連結され、矢印Ｂ方向に回転することができる。版胴１４は、回転しながらアニロックスロール１２から版胴１４の印版１４ａに印刷インキＩが転移される。版胴１４の外径は、アニロックスロール１２の外径より大きく形成されている。版胴１４は、受けロール１５と対になるように構成され、版胴１４および受けロール１５との間に、搬送方向ＴにカットシートＳが搬送され、通過することで、カットシートＳ上に印刷として印刷インキＩが転写される。そして、印刷されたカットシートＳは、一対の搬送ロール１６によって、後工程に搬送される。

印刷装置１０のうち印刷装置１０ａおよび１０ｂの印刷工程については、上記にて説明した通りであり、印刷装置１０ｃの印刷工程については、印刷インキＩを抗菌・抗ウイルス剤に置き換えれば、印刷装置１０ａおよび１０ｂの印刷工程と同様であり、上記にて説明した通りである。

なお、本実施形態では、上記にて説明した構成のフレキソ印刷装置でカットシートＳに対して印刷を行っているが、これに限られることなく、上記以外の構成のフレキソ印刷装置でカットシートＳに対して印刷を行ってもよい。また、本発明の効果を発現する限りにおいて他の印刷方法（グラビア印刷、インクジェット印刷、オフセット印刷、等）も許容されうる。

＜印刷インキの選定＞
以下、本発明を実施例と比較例により、より詳しく説明するが、本発明はこれらによって何ら限定されるものではない。本実施形態では、印刷装置１０ａおよび１０ｂで図柄をカットシートＳに印刷を行い、印刷装置１０ｃで抗菌・抗ウイルス剤によってカットシートＳに印刷を行う方法で、本実験を行った。

図６は、本発明に係る段ボールのカットシートＳに印刷する印刷インキの種類および抗菌活性値の比較の結果を示す表である。印刷順序や印刷インキの種類をそれぞれ変えたときの抗菌活性値を測定した結果である。すなわち、図６の表には、印刷順序、印刷装置１０ａおよび１０ｂに用いる印刷インキの種類（通常、速乾性、耐水性）、抗菌・抗ウイルス剤と印刷用インキの塗布量の比（以下、インキ塗布量の比ともいう）、抗菌・抗ウイルス剤と印刷用インキの粘度（＃４ ザーンカップ粘度）の比（以下、インキ粘度の比ともいう）をそれぞれ示し、抗菌活性値（ＪＩＳ Ｚ ２８０１に準拠）が２以上であれば抗菌・抗ウイルス効果があるものとして、それぞれ評価している。なお、本実施例の抗菌・抗ウイルス剤は、抗菌・抗ウイルス機能を有する物質として銀イオンを無機物質に担持させたものをビヒクル（アルカリ可溶性樹脂、エマルジョン樹脂、アルカリ成分、水、等）及び各種補助剤（分散剤、架橋剤、消泡剤、等）に添加して、抗菌・抗ウイルス機能を有する塗料としたものを抗菌・抗ウイルス剤とする。該抗菌・抗ウイルス剤の粘度は＃4ザーンカップ粘度１０～１３秒に調整する。

実施例１では、印刷インキ１および印刷インキ２で印刷を行った後に、抗菌・抗ウイルス剤で印刷を行った。印刷インキ１および印刷インキ２の種類は通常であり、ワッサースーパーZ（大阪印刷インキ製造(株)）を使用した。また、インキ塗布量の比は、１．２であり、インキ粘度の比は、１．２であった。そして、抗菌活性値は、３であった。この結果から、印刷インキ１および印刷インキ２が乾燥する前に抗菌・抗ウイルス剤が印刷インキに浸透したため、抗菌・抗ウイルス効果が多少あるものと認められた。

実施例２では、印刷インキ１および印刷インキ２で印刷を行った後に、抗菌・抗ウイルス剤で印刷を行った。印刷インキ１および印刷インキ２の種類は速乾性のある印刷インキであり、ワッサースーパーZ SS（大阪印刷インキ製造（株））を使用した。また、インキ塗布量の比は、１．２であり、インキ粘度の比は、１．２であった。そして、抗菌活性値は、４であった。この結果から、抗菌・抗ウイルス剤が印刷インキ１および印刷インキ２に浸透しなかったため、抗菌・抗ウイルス効果があるものと認められた。

実施例３では、印刷インキ１および印刷インキ２で印刷を行った後に、抗菌・抗ウイルス剤で印刷を行った。印刷インキ１および印刷インキ２の種類は耐水性の印刷インキであり、ワッサースーパーZ R（大阪印刷インキ製造（株））を使用した。また、インキ塗布量の比は、１．２であり、インキ粘度の比は、１．２であった。そして、抗菌活性値は、４であった。この結果から、抗菌・抗ウイルス剤が印刷インキ１および印刷インキ２に浸透しなかったため、抗菌・抗ウイルス効果があるものと認められた。

実施例４は、印刷インキ１および印刷インキ２で印刷を行った後に、抗菌・抗ウイルス剤で印刷を行った。印刷インキ１および印刷インキ２の種類は速乾性の印刷インキであり、ワッサースーパーZ SS（大阪印刷インキ製造(株)）を使用した。また、インキ塗布量の比は、１．２であり、インキ粘度の比は、０．８であった。そして、抗菌活性値は、３であった。この結果から、印刷インキ１および印刷インキ２の粘度を多少下げたことで、抗菌・抗ウイルス剤が印刷インキ１および印刷インキ２に浸透したため、抗菌・抗ウイルス効果が多少あるものと認められた。

実施例５では、印刷インキ１および印刷インキ２で印刷を行った後に、抗菌・抗ウイルス剤で印刷を行った。印刷インキ１および印刷インキ２の種類は速乾性の印刷インキであり、ワッサースーパーZ SS（大阪印刷インキ製造(株)）を使用した。また、インキ塗布量の比は、１．５であり、インキ粘度の比は、１．２であった。そして、抗菌活性値は、５であった。この結果から、抗菌・抗ウイルス剤が印刷インキ１および印刷インキ２に浸透しなかったため、抗菌・抗ウイルス効果があるものと認められた。

比較例１では、抗菌・抗ウイルス剤で印刷を行った後に、印刷インキ１および印刷インキ２で印刷を行った。印刷インキ１および印刷インキ２の種類は通常であり、ワッサースーパーZ（大阪印刷インキ製造(株)）を使用した。また、インキ塗布量の比は、１．２であり、インキ粘度の比は、１．２であった。そして、抗菌活性値は、１であった。この結果から、抗菌・抗ウイルス剤が印刷インキ１および印刷インキ２よりも上位にあるため、抗菌・抗ウイルス効果が認められなかった。

比較例２では、印刷インキ１および印刷インキ２で印刷を行った後に、抗菌・抗ウイルス剤で印刷を行った。印刷インキ１および印刷インキ２の種類は通常であり、ワッサースーパーZ（大阪印刷インキ製造(株)）を使用した。また、インキ塗布量の比は、０．５であり、インキ粘度の比は、１．２であった。そして、抗菌活性値は、１であった。この結果から、抗菌・抗ウイルス剤が印刷インキ１および印刷インキ２よりも上位にあるため、抗菌・抗ウイルス効果が認められなかった。

比較例３では、印刷インキ１および印刷インキ２で印刷を行った後に、抗菌・抗ウイルス剤で印刷を行った。印刷インキ１および印刷インキ２の種類は通常であり、ワッサースーパーZ（大阪印刷インキ製造(株)）を使用した。また、インキ塗布量の比は、１．２であり、インキ粘度の比は、０．５であった。そして、抗菌活性値は、１であった。この結果から、抗菌・抗ウイルス剤が印刷インキ１および印刷インキ２よりも上位にあるため、抗菌・抗ウイルス効果が認められなかった。

このように、印刷インキ１および印刷インキ２で印刷を行った後に、抗菌・抗ウイルス剤で印刷を行い、速乾性または耐水性の印刷インキを用いることによって、抗菌・抗ウイルス剤が当該印刷インキに浸透することなく、抗菌・抗ウイルス効果を得ることができる。

以上、本発明の内容を表現するために、図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態の説明を行った。ただし、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本願明細書に記載された事項に基づいて当業者が自明な変更形態や改良形態を包含するものである。

１０ａ 印刷装置
１０ｂ 印刷装置
１０ｃ 印刷装置
Ｉａ 印刷インキ層
Ｉｂ 印刷インキ層
Ｉｃ 抗菌・抗ウイルス層

Claims (5)

1. 印刷インキにより設けられた印刷インキ層と、該印刷インキ層を抗菌・抗ウイルス剤によって被覆した抗菌・抗ウイルス層を有する段ボールであって、
   前記段ボールは、前記印刷インキ層の印刷部位における平均塗布量が、前記抗菌・抗ウイルス層の平均塗布量より少なく、
   前記印刷インキのザーンカップ粘度が、前記抗菌・抗ウイルス剤のザーンカップ粘度より低いことを特徴とする段ボール。
2. 前記印刷インキは、速乾性印刷インキであることを特徴とする請求項１に記載の段ボール。
3. 前記印刷インキは、耐水性印刷インキであることを特徴とする請求項１または２に記載の段ボール。
4. 1つの印刷工程に複数の印刷装置を有する抗菌・抗ウイルス段ボール加工方法であって、
   (a)印刷インキで前記印刷装置により段ボールの表面に印刷する工程、
   (b)抗菌・抗ウイルス剤を前記印刷装置により段ボールの表面に印刷を行う工程を有し、且つ、(b)工程は、(a)工程の後に行い、
   前記(a)工程で用いられる印刷インキのザーンカップ粘度が、前記(b)工程で用いられる抗菌・抗ウイルス剤のザーンカップ粘度より低いことを特徴とする抗菌・抗ウイルス段ボール加工方法。
5. 前記(a)工程における印刷インキの平均塗布量が、前記(b)工程における抗菌・抗ウイルス剤の平均塗布量より少ないことを特徴とする請求項４に記載の抗菌・抗ウイルス段ボール加工方法。

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