JP4349495B2 - 抗菌機能を有する紙 - Google Patents

Description

本発明は、紙用塗料、紙製品、紙製包装容器、及び、紙製品の製造方法に関する。

我々の生活空間には、細菌やカビといった種々の微生物が存在する。これら微生物は、しばしば、食品を腐敗させ、悪臭を発生するのみならず、人体に食中毒等の悪影響を及ぼす原因にもなっている。

ところで、交通手段及び商品流通網が発達した今日、工業製品から日常用品に至る大部分の商品は、包装材で保護された形態で搬送されており、この状況は食品分野においても例外ではない。

高級和菓子やケーキといった主にテイクアウトされる菓子類、果物等の食品の包装や梱包等においては、紙製包装材が多用されている。これら食品は鮮度が要求されるため、搬送中における衛生管理に対して、特に注意を払う必要がある。このようなことから、優れた抗菌性を有する紙製包装材への要請が強まっている。

紙に抗菌性を付与する抗菌剤としては、従来、塩化ベンザルコニウム等の第４級アンモニウム塩（特許文献１参照）、フェノール、イソプロピルメチルフェノール、クロルヘキシジン誘導体（特許文献２参照）等が開示されている。

しかし、これらの抗菌剤によれば、紙に優れた抗菌性を付与できるものの、使用者の人体に対する安全性が不充分であり得る。そこで、一価の銀イオンを含むガラス抗菌剤が分散された抗菌液を紙に含浸処理する技術が開発されている（特許文献３参照）。この技術によれば、人体への悪影響が小さい一価の銀イオンを使用したので、安全性を向上でき且つ抗菌性を付与できる。

一方、抗菌剤を紙に供給する方法としては、従来、抗菌剤を紙に霧状散布する方法が一般に行われている。しかし、高価な抗菌剤のかなりの部分が周辺環境に飛散し失われるため、経済的でなく、経済性を向上するために散布量を減らすと、抗菌剤の存在量が不足し、充分な抗菌性が得られない。そこで、紙原料に抗菌剤を添加した後に製紙する方法が提案されている（特許文献４参照）。この技術によれば、使用する抗菌剤の全体が紙に含有されることとなるため、経済的に抗菌性を向上できる。
特開２００６−１４９９８９号公報 特開２０００−１９１５１１号公報 特開２００２−６９８９７号公報 特開２００５−２３２６３６号公報

しかしながら、特許文献３に示される技術においては、銀イオンの触媒作用により、樹脂が短期間の間に硬化する。このため、抗菌液の寿命が極めて短く、抗菌液を頻繁に製造し直す必要があるため、製造コストが多大なものとなる。

また、特許文献４に示される技術においては、表面に更に印刷処理等がされた場合、形成された印刷層が印字部分の表面を被覆し、抗菌効果を阻害する。これにより、充分な抗菌性が得られない場合があった。

本発明は、以上の実情に鑑みてなされたものであり、紙に抗菌性を充分に付与できる安全且つ安価な紙用塗料、充分な抗菌性を有し安全且つ安価な紙製品、紙製包装容器、及び、充分な抗菌性を有し安全な紙製品を安価に製造できる製造方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、ポリリジン又は銀ゼオライトを、他の成分と所定の組合せで併用することで、紙に抗菌性を充分に付与できることを見出し、本発明を完成するに至った。本発明は、より具体的には、以下のようなものを提供する。

（１） 紙の表面に塗布される紙用塗料であって、ポリリジンと、増粘多糖類と、を含有する紙用塗料。

（１）の発明によれば、安全な抗菌剤として認められているポリリジンを含有させたので、紙に抗菌性を安全に付与できる。また、ポリリジンは銀イオンのような硬化性を有していないので、抗菌液を頻繁に製造し直す必要性も少なく、製造コストを低減できる。更に、増粘剤を含有させたので、塗料に粘性が付与され、例えば、印刷機の印刷用ロールに濡れやすくなる。これにより、紙の表面に塗料が均一に塗布されるので、紙に抗菌性を充分に付与できる。

本明細書で言う「紙用塗料」は、抗菌性が要求されるあらゆる用途、特に人体との直接的又は間接的な接触が予想される製品に適用できる。具体的には、ダンボールや厚紙に代表される包装用紙（特に食品）、加湿器や湿度調節器に使用される保水体、衛生関連の製品（例えば、ウェットティッシュ、おしぼり）、建築関連の壁材、床材、結露防止材、農業関連の保水体、空調用又は水処理用のフィルタ、水の抗菌処理材等が挙げられる。

本明細書で言う「塗布」は、紙の表面に抗菌効果が付与される限りにおいて、その方法は特に限定されない。例えば、含浸、印刷用ロール等による転写、スプレーによる散布等であってよい。

また、（１）の発明によれば、食品添加物として一般に認められている増粘多糖類を増粘剤に含有させたので、安全性をより向上できる。

（２） 酢酸を更に含有し、ポリリジンがアルコールに溶解された（１）記載の紙用塗料。

ポリリジンの溶媒として水等を使用すると、その乾燥性の低さに起因して塗布後の乾燥時間が長期化し、紙が反り返りやすくなる。そこで、乾燥性を向上できる点で、エタノール等の低沸点アルコールが好ましい。しかし、増粘剤、とりわけ増粘多糖類（例えば、グルコース分子が３分子以上脱水縮合されたもの）は、水には可溶である一方、アルコールに対する溶解性が極めて低い。このため、溶媒として水を使用せざるを得ず、紙の反り返り等が問題であった。

そこで、（２）の発明によれば、酢酸を更に含有させたので、増粘剤、とりわけ増粘多糖類の、アルコールに対する溶解性が向上する。これにより、ポリリジンの溶媒としてアルコール、好ましくは、エタノール等の低沸点アルコールを使用できるから、乾燥性が向上し、紙の反り返り等を抑制できる。

また、酢酸自体も抗菌作用を有するため、安全性をより向上できる。

なお、「低沸点アルコール」としては、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブタノール等が挙げられる。

（３） 酢酸は、ポリリジンを構成するリジン１単位に対して、１〜２当量含有される（２）記載の紙用塗料。

酢酸の添加量が小さすぎると、ポリリジンとアルコールとの相溶性が充分には向上しない場合がある一方、大きすぎても、相溶性が飽和するため経済的でない。
そこで、（３）の発明によれば、酢酸をリジン１単位に対して１〜２当量含有させたので、紙の反り返り等を安価且つ充分に抑制できる。

具体的には、上述した範囲の量の酢酸を添加することにより、ポリリジン水溶液１００質量部に対してエタノール１０〜３０質量部を加えた場合でも、増粘多糖類の沈殿は観察されず、乾燥性に優れた紙用塗料を提供できる。

（４） （１）から（３）いずれか記載の紙用塗料が紙の表面に塗布された紙製品。

（４）の発明によれば、（１）から（３）いずれか記載の紙用塗料を表面に塗布したので、充分な抗菌性を有し安全且つ安価な紙製品を提供できる。この紙製品は、抗菌性が必要とされる種々の分野に応用できる。

（５） （４）記載の紙製品で形成された紙製包装容器。

（６） 食品の包装に用いられる（５）記載の紙製包装容器。

（５）の発明によれば、（４）記載の紙製品を使用したので、充分な抗菌性を有し安全且つ安価な紙製包装容器を提供できる。この紙製包装容器は、抗菌性が必要とされる種々の製品の包装に使用できる。とりわけ、食品に要求される高度な衛生環境を提供することができる。

（７） 紙製品の製造方法であって、（１）から（３）いずれか記載の紙用塗料を紙表面に塗布する塗布手順と、前記紙用塗料を硬化させる硬化手順と、を備える製造方法。

（７）の発明によれば、紙用塗料として（１）から（３）いずれか記載の紙用塗料を採用したので、塗布手順において、紙の表面に安全且つ安価な塗料が均一に塗布される。よって、硬化手順を経ることで、抗菌性が充分に付与された安全且つ安価な紙製品を製造できる。

なお、紙用塗料の硬化は、熱風乾燥、活性エネルギー線照射といった従来公知の種々の方法で行われてよい。このうち、活性エネルギー線（例えば、遠赤外線）照射は、熱による紙製品の損傷を抑制できる点で好ましい。

（８） 前記塗布手順は、紙表面に印刷処理を行う印刷手順の後に行われる（７）記載の製造方法。

紙用塗料を塗布した後に印刷処理を行う場合、形成された印刷層が印字部分の表面を被覆し、抗菌効果を阻害する。これにより、充分な抗菌性が得られないことが懸念される。
そこで、（８）の発明によれば、塗布手順を印刷手順の後に設けたので、印字部分を含む全表面に紙用塗料が塗布される。よって、抗菌性をより向上できる。

印刷手順は、文字、模様、色彩を印字するものである。印字内容としては、例えば、包装される内容物の情報が挙げられ、具体的には、包装される食品の絵柄、商品名、生産地、流通者等が挙げられる。

（９） 前記塗布手順は、平らな表面を有し且つこの表面に前記紙用塗料が付着された印刷用ロールに、前記紙表面を接触させる手順である（７）又は（８）記載の製造方法。

（９）の発明によれば、印刷用ロールに接触された紙表面に、ロール表面に付着した紙用塗料が転写される。このように、紙用塗料が無駄なく使用されるため、経済的である。

また、平らな表面に紙用塗料を付着したので、ロールに接触された全表面に紙用塗料が転写される。よって、抗菌性をより向上できる。

ここで、「平らな表面」とは、印刷用の凹凸の形成が行われていない表面を指す。また、「接触」の方式は、特に限定されないが、例えば、印刷用ロールに圧着されながら紙を通す方式であってよい。

（１０） 前記硬化手順は、７０〜１２０℃の熱風中で行われる（７）から（９）いずれか記載の製造方法。

（１０）の発明によれば、硬化方式として最も広く使用されている熱風乾燥を採用したので、製造ラインの新設、変更の必要がなく、経済的である。

ただし、熱風温度は、低すぎると硬化が不充分となる一方、高すぎると紙に損傷を与えるおそれがある。そこで、（１０）の発明によれば、７０〜１２０℃の熱風中で硬化を行うので、紙に与える損傷を抑制でき且つ充分に硬化できる。

（１１） 前記硬化手順は、５〜６０秒間行われる（１０）記載の製造方法。

熱風中での処理時間は、短すぎると硬化が不充分となる一方、長すぎると紙に損傷を与えるおそれがある。そこで、（１１）の発明によれば、熱風中での処理時間を５〜６０秒間としたので、紙に与える損傷を抑制でき且つ充分に硬化できる。

本発明によれば、紙に抗菌性を充分に付与できる安全且つ安価な紙用塗料、充分な抗菌性を有し安全且つ安価な紙製品、紙製包装容器、及び、充分な抗菌性を有し安全な紙製品を安価に製造できる製造方法を提供できる。

＜実施例１＞
まず、蒸留水に増粘多糖類である粉末ゼラチンを加えて得た３質量％ゼラチン水溶液１１質量部に、２５質量％ポリリジン水溶液を３質量部加えた。この液を室温にて３０分間撹拌した後、粘性調整剤である８質量％ポリビニルアルコール水溶液を３質量部加えた。その後、３０分間撹拌することで、紙用塗料を得た。

次に、グラビア印刷機の印刷面の平らな印刷用ロールを使用し、この表面に紙用塗料を１５ｇ／ｍ^２の割合で塗布した（塗布手順）。このロールに紙表面を通すことで、紙用塗料を紙表面に転写した後、１２０℃で３秒間、続いて７秒間送風乾燥させる（硬化手順）ことで、紙製品を得た。

＜実施例２＞
ゼラチン水溶液１１質量部に、酢酸を０．３７５質量部加えた点を除き、実施例１と同様の手順で、紙製品を得た。なお、この条件では、リジン１単位に対して１．０７当量の酢酸が添加されたことになる。

＜実施例３＞
ゼラチン水溶液１０質量部にエタノール１質量部を添加し混合した後に、酢酸を添加したことを除き、実施例２と同様の手順で、紙製品を得た。

［評価］
実施例１〜３で得られた紙製品について、「ＪＩＳ Ｚ２８０１」に基づき、抗菌性の評価を行った。具体的には、まず、実施例１〜３の紙製品及び無処理の紙の各々を湿熱滅菌（１２１℃、１５分間）した後、各紙（４ｃｍ×４ｃｍ）の片面に、所定量の黄色ブドウ球菌又は大腸菌を接種した。続いて、３５℃にて２４時間保持した後、各紙上の菌数を測定した。この結果を、表１に示す。

表１に示されるように、無処理の紙では、初期菌数に比べ保持後の菌数が増えていたが、実施例１〜３で得られた紙製品では、初期菌数に比べ保持後の菌数が大幅に減少していた。具体的には、実施例１、３の紙製品では黄色ブドウ球菌が消滅し、大腸菌数が激減した。また、実施例２の紙製品では、黄色ブドウ球菌及び大腸菌がいずれも消滅していた。このように、本発明の実施例の紙製品は特に優れた抗菌性を有していることが確認された。

Claims (11)

1. 紙の表面に塗布される紙用塗料であって、ポリリジンと、増粘多糖類と、を含有する紙用塗料。
2. 酢酸を更に含有し、ポリリジンがアルコールに溶解された請求項１記載の紙用塗料。
3. 酢酸は、ポリリジンを構成するリジン１単位に対して、１〜２当量含有される請求項２記載の紙用塗料。
4. 請求項１から３いずれか記載の紙用塗料が紙の表面に塗布された紙製品。
5. 請求項４記載の紙製品で形成された紙製包装容器。
6. 食品の包装に用いられる請求項５記載の紙製包装容器。
7. 紙製品の製造方法であって、
   請求項１から３いずれか記載の紙用塗料を紙表面に塗布する塗布手順と、
   前記紙用塗料を硬化させる硬化手順と、を備える製造方法。
8. 前記塗布手順は、紙表面に印刷処理を行う印刷手順の後に行われる請求項７記載の製造方法。
9. 前記塗布手順は、平らな表面を有し且つこの表面に前記紙用塗料が付着された印刷用ロールに、前記紙表面を接触させる手順である請求項７又は８記載の製造方法。
10. 前記硬化手順は、７０〜１２０℃の熱風中で行われる請求項７から９いずれか記載の製造方法。
11. 前記硬化手順は、５〜６０秒間行われる請求項１０記載の製造方法。