(57)【要約】【課題】アレルギー問題を引き起こさずに、原材料の将来的な問題をなくし、環境負荷を下げ、資源の有効利用可能とする品質の高い印刷用塗工シートを提供する。【解決手段】シート状基材の片面または両面に顔料と接着剤を主成分とする塗工液を塗工してなる印刷用塗工シートにおいて、該接着剤成分としてアルカリ下で加熱処理した卵白を使用してなることを特徴とする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状基材の片面または両面に顔料と接着剤を主成分とする塗工液を塗工してなる印刷用塗工シートにおいて、該接着剤成分としてアルカリ下で加熱処理した卵白を使用してなることを特徴とする印刷用塗工シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷用塗工シートに関するものであり、詳しくはアレルギー問題を引き起こさずに原材料の将来的な問題をなくし、環境負荷を下げ、資源の有効利用可能とする品質の高い印刷用塗工シートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
印刷用塗工シートは、様々な分野で用いられている。シート状基材に塗工液を塗工することによって、シートは白紙光沢、白色度、不透明度などが向上し、見た目の美しさが増すと共に、インキの着肉、トナーの定着、水性インクの吸収など、印刷適性が増す。もちろん印刷適性は各印刷方式によってそれぞれに適した塗工液配合があり、それに最適化する必要がある。
【０００３】
ところで、一般的に塗工液の接着剤として使用されるものは、スチレン−ブタジエン系、アクリル系、酢酸ビニル系などの各種共重合体ラテックス、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリエチレンオキシド、ポリアクリルアミド、ユリアまたはメラミン／ホルマリン樹脂、ポリエチレンイミン、ポリアミドポリアミン／エピクロルヒドリンなどの水溶性合成物、などの主に石油を原料とする合成系のものが大部分である。
【０００４】
天然化合物も利用されることがあるが、そのような化合物には、天然植物から精製した澱粉、ヒドロキシエチル化澱粉、酸化澱粉、エーテル化澱粉、りん酸エステル化澱粉、酵素変性澱粉やそれらをフラッシュドライして得られる冷水可溶性澱粉、デキストリン、マンナン、キトサン、アラビノガラクタン、グリコーゲン、イヌリン、ペクチン、ヒアルロン酸、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースなどの天然多糖類およびそのオリゴマーさらにはその変性体が挙げられる。さらに、カゼイン、ゼラチン、大豆蛋白、コラーゲンおよびそれらの変性体が挙げられる。
【０００５】
しかし、これらの天然化合物は、合成系のものに比べ、少量の割合でしか添加されていない（例えば、特許文献１および２参照。）。それは、多量に加えると塗工液の粘度を上昇させるためであり、その結果、塗工時の操業性を悪くする、乾燥不可を大きくする、塗工シートの品質を著しく低下させる、印刷適性を下げる、などといった悪影響があった。
【０００６】
合成系の化合物は、原料として石油を用いるため将来的な原材料の問題を抱えており、天然系の化合物に置換していくことが好ましい。しかも塗工に用いる原材料で石油系の化合物の大部分は接着剤であり、これを天然系の化合物に置換していくことは将来的に必須の課題となる。しかし、現在の技術では天然系の化合物の場合、操業性や品質を満足させることは難しかった。
【０００７】
天然系の化合物の中で卵の卵白成分は塗工層の接着剤成分として有効に機能するが（例えば特許文献３）卵白成分はアレルギー反応を引き起こす恐れがあるため、不特定多数の人が手に触れる塗工シートの場合、アレルギー問題が生じる危険性があった。
【特許文献１】特開平６−２８７８９３号公報
【特許文献２】特開２００３−１７１８９３号公報
【特許文献３】特開２００５−０８２９１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、アレルギー問題を引き起こさずに原材料の将来的な問題をなくし、環境負荷を下げ、資源の有効利用を可能とする品質の高い印刷用塗工シートを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、上記に鑑み鋭意研究した結果、卵の卵白成分が塗工液の接着剤成分として非常に有効に機能することを見い出し、その知見に基づいて、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明における印刷用塗工シートは、シート状基板の方面または両面に顔料と接着剤を主成分とする塗工液を塗工してなる塗工シートにおいて、該接着剤成分にアルカリ下で加熱処理した卵白を使用したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
上述したとおり、本発明の印刷用塗工シートは、原材料の将来的な問題をなくし、環境負荷を下げ、資源の有効利用を可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の印刷用塗工シートについて、詳細に説明する。
【００１３】
本発明者は、印刷用塗工シートに用いることの出来る材料に関し、鋭意研究を重ねた結果、以下のようなアルカリ下で加熱処理した卵白を使用した印刷用塗工シートを発明するに至った。
【００１４】
本発明に用いられる卵白は、卵の卵黄成分を取り除き、卵白成分のみを取り出したものである。卵白の種類は何でも良いが、鶏の卵の卵白成分を取り出したものが好ましい。ここで言う鶏とはニワトリ属に属していれば何でも良い。卵白にもその原料となる卵や精製方法などによっていろいろと種類があるが、例えば、キユーピー（株）製の乾燥卵白Ｋタイプ、乾燥卵白Ｍタイプ、乾燥卵白Ｗタイプ、乾燥卵白ＫＧタイプなどが挙げられる。ここで例示した卵白はアルカリ加熱未処理である。アルカリ加熱処理済みの市販品としてはキユーピー（株）製のエグテクノＭＱなどがある。
【００１５】
卵白を食品用途としてでなく、工業用の接着剤として用いることは心理的に抵抗を感じるが、実際には、鶏卵の需要としては卵白よりも卵黄の方が多く、卵白は相当量余っている。現在、卵白が廃棄されたりしていることはないが、備蓄量が増え続けている状態にある。この卵白過剰の状態は世界的な傾向であり、余剰量は今後も増え続けていくことが予想されている。よって、これを資源として利用することは非常に重要なことである。
【００１６】
また、卵は鶏などによって恒久的に生産し続けることができ、当然のことながら生分解性であるので、原材料としても有効で、環境不可を下げることもできる。さらに、塗工シートは主に石油系の接着剤を用いて製造されているが、これを除けば、ほとんどが天然物であり、ここに卵白を使用すれは、環境負荷はほとんどなくなり、塗工シートの環境適性及び安全性を非常に高めることができる。
【００１７】
加えて、卵白は澱粉やカゼインなどの他の天然接着剤と比較して、比較的高濃度で塗工液に添加することが可能である。このことは塗工液の濃度アップにつながるので、塗工シートの品質を良くする。また、卵白は乾燥時の熱によって変性し接着能力を発揮するため、塗工液の調液時には粘度が低く保たれ、またべたつきといった操業トラブルを起こしにくい。そのため、操業性に適した塗工液を調液することができる。
【００１８】
ところで、塗工シートは不特定多数の人の手に触れられるため、卵白アレルギーを持つ人に対し、アレルギー問題を引き起こす危険性がある。しかし、アルカリ条件下で卵白を加熱処理すると、卵白は数珠状に重合し、更にこの過程でアレルゲン部分が相当量減る。このため、アレルギー問題に対する懸念がほとんどなくなる。アルカリ条件とはｐＨ９以上が好ましく、加熱処理は７０℃以下が好ましい。用いられるアルカリ剤は特に制限されない。水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア、トリメチルアミンなどが例としてあげられる。加熱はアルカリ剤を添加した後に行う方が好ましい。過剰に加熱するとタンパク質が変性するので好ましくない。
【００１９】
この処理をした卵白は処理をしていない卵白に比べ、強い保水性、ゲル化能や熱可塑性など優れた特性を持つようになり、塗工シートの接着剤としてだけでなく種々の新しい機能を付加できるようになり、好ましい。アルカリ加熱処理に加えグルコースオキシターゼ等による脱糖反応を経るとメイラード反応による着色を防止できるようになるので更に好ましい。
【００２０】
卵白の配合量は特に制限されない。少量でも加えることで、本発明の目的を得ることができるが、好ましくは接着剤成分の２０質量％以上、さらに好ましくは３５質量％以上加えると良い。２０質量％未満の添加量は他の天然化合物でも可能なため、資源の有効活用の効果しか得られない。３５質量％未満では低粘度化や高濃度化といった効果が軽い程度でしか発揮されない。当然、接着剤成分のすべてが卵白成分であってもよい。
【００２１】
卵白と併用することのできる接着剤には、天然植物から精製した澱粉、ヒドロキシエチル化澱粉、酸化澱粉、エーテル化澱粉、りん酸エステル化澱粉、酵素変性澱粉やそれらをフラッシュドライして得られる冷水可溶性澱粉、デキストリン、マンナン、キトサン、アラビノガラクタン、グリコーゲン、イヌリン、ペクチン、ヒアルロン酸、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースなどの天然多糖類およびそのオリゴマーさらにはその変性体が挙げられる。さらに、カゼイン、ゼラチン、大豆蛋白、コラーゲンなどの天然タンパク質およびその変性体、ポリ乳酸、ペプチドなどの合成高分子やオリゴマーが挙げられる。加えてスチレン−ブタジエン系、アクリル系、ポリ酢酸ビニル、エチレン酢酸ビニルなどの各種共重合体ラテックス、ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリエチレンオキシド、ポリアクリルアミド、ユリアまたはメラミン／ホルマリン樹脂、ポリエチレンイミン、ポリアミドポリアミン／エピクロルヒドリンなどの水溶性合成物などが挙げられる。卵白やこれらの接着剤は、一種以上で使用することができる。この他、公知の天然、合成有機化合物を使用することは特に限定されない。
【００２２】
本発明で必要な接着剤の含有量は顔料の種類によって異なるが、塗工層の顔料の平均比重をｄ、塗工層中の接着剤含有量をＸ質量％としたとき、下記数式１で示されるＭ値が５〜３５であることが好ましい。さらに好ましくは１０〜２５であることが好ましい。
Ｍ＝Ｘ×ｄ／２．７                                              （数式１）
【００２３】
Ｍ値が５未満のときは塗工層の強度が弱くなり、塗工層が脱離するなどの印刷トラブルが生じることがある。Ｍ値が３５を超えるときは塗工時の汚れやベトツキ、印刷時の重送、紙を重ねて置いたときの貼り付きなどの問題が生じることがある。Ｍ値が１０〜２５のときはこれらの問題がさらに起こりにくくなる。
【００２４】
本発明の塗工層の塗工量は特に制限されないが、好ましくは、５ｇ／ｍ2以上塗工することによってシート状基材に有効な美観を与えることができる。さらに好ましくは１０ｇ／ｍ2以上塗工することによって、高い光沢を有した塗工シートを製造することが可能となる。しかし、４０ｇ／ｍ2を超えると塗工層の強度の問題、乾燥不可の問題、工程数の問題などが生じてくるため好ましくない。
【００２５】
本発明で規定する塗工層は多層で構成されていても良い。本発明で規定する塗工層は最上層になくても良く、何処にあっても良い。多層の中の少なくとも１層が本発明で規定される塗工層であればよい。塗工層を２層にする場合には、下塗り層は２〜２０ｇ／ｍ2であると良い。下塗り層が２ｇ／ｍ2より少ないと原紙の凹凸をうまく塞ぐことができず、下塗りとしての効果がなく、２０ｇ／ｍ2より多いと最上層を設けた際に強度の問題が生じる。ここで示した範囲の下塗り層の存在によって、最上層の塗工層の表面をよりきれいに仕上げることができる。下塗り層を設けた際の最上層の塗工量は３〜３０ｇ／ｍ2であると良い。３ｇ／ｍ2未満では最上層が下塗り層を十分に覆うことができず、３０ｇ／ｍ2を超えると強度の問題が生じる。
【００２６】
本発明における印刷用塗工シートは、湿式電子写真用記録シート、乾式電子写真用記録シート、オフセット印刷用シート、凸版印刷用シート、凹版印刷用シート、孔版印刷用シート、インクジェット印刷用シート、熱転写用シートなどとして、各種印刷方式に用いることができる。
【００２７】
本発明に用いられる印刷用塗工シートの基材としては、木材パルプ、綿、麻、竹、サトウキビ、トウモロコシ、ケナフなどの植物繊維、羊毛、絹などの動物繊維、レーヨン、キュプラ、リヨセルなどのセルロース再生繊維、アセテートなどの半合成繊維、ポリアミド系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアクリロニトリル系繊維、ポリビニールアルコール系繊維、ポリプロピレン系繊維、ポリ塩化ビニリデン系繊維、ポリウレタン系繊維などの化学繊維、ガラス繊維、金属繊維、炭素繊維などの無機繊維をシート状にしたもの、またはその上に樹脂フィルム層を設けたものが使用される。
【００２８】
各繊維をシート状にする製法としては、一般的な抄紙工程、湿式法、乾式法、ケミカルボンド、サーマルボンド、スパンボンド、スパンレース、ウォータージェット、メルトブロー、ニードルパンチ、ステッチブロー、フラッシュ紡糸、トウ開維などの各工程から一つ以上が適宜選ばれる。
【００２９】
また、これらの繊維には、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、タルク、クレー、カオリン、二酸化チタン、水酸化アルミなどの各種填料、バインダー、サイズ剤、定着剤、歩留り剤、紙力増強剤などの各種配合剤を各工程、各素材に合わせて好適に配合する。さらには、これらの繊維シートの上に樹脂コート層を設ける場合もある。
【００３０】
その他の基材としては、上質紙、中質紙、色上質、書籍用紙、キャスト用紙、微塗工紙、軽量コート紙、コート紙、アート紙、中質コート紙、グラビア用紙、インディア紙、コートアイボリー、ノーコートアイボリー、アートポスト、コートポスト、ノーコートカード、特板、コートボール、トレーシングペーパー、タイプ紙、ＰＰＣ用紙、ＮＩＰ用紙、連続伝票用紙、フォーム用紙、複写紙、ノーカーボン紙、感熱紙、インクジェット用紙、熱転写用紙、合成紙、などの紙や板紙、不織布、または各種樹脂やプラスチック、金属をフィルム状に成形したものも含まれる。
【００３１】
塗工する前の基材は、必要とする密度、平滑度、透気度を得るために各種表面処理やカレンダー処理を施す場合がある。
【００３２】
本発明において、塗工層に用いられる顔料は、特に限定されるものではなく、例えば、各種カオリン、タルク、重質炭酸カルシウム（粉砕炭酸カルシウム）などの精製した天然鉱物顔料、軽質炭酸カルシウム（合成炭酸カルシウム）、炭酸カルシウムと他の親水性有機化合物との複合合成顔料、サチンホワイト、リトポン、酸化チタン、シリカ、アルミナ、水酸化アルミニウム、酸化亜鉛、炭酸マグネシウム、焼成カオリン、プラスチック顔料などが挙げられる。
【００３３】
また、塗工液に用いられる増粘剤としては、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸ソーダ、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カゼイン、ポリアクリル酸ソーダなどの水溶性高分子、ポリアクリル酸塩、スチレンマレイン酸無水共重合体などの合成重合体、珪酸塩などの無機重合体などが挙げられる。
【００３４】
また、必要に応じて、分散剤、消泡剤、耐水化剤、着色剤などの通常使用されている各種助剤、およびこれらの各種助剤をカチオン化したものが好適に用いられる。
【００３５】
本発明において、塗工層を塗工する方法は、特に限定されるものではなく、サイズプレス、ゲートロール、シムサイザーなどの各種フィルムトランスファーコーター、エアーナイフコーター、ロッドコーター、ブレードコーター、ダイレクトファウンテンコーター、スプレーコーター、キャストコーターなどの各方式を適宜使用する。
【００３６】
さらに、一連の操業で、塗工、乾燥された塗工シートは要求される、密度、平滑度、透気度、外観を得るために、必要に応じてカレンダー処理などの各種仕上げ処理が施される。
【実施例】
【００３７】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、実施例に限定されるものでない。なお、実施例中の「％」および「部」は特に断りのない限り、それぞれ「質量％」および「質量部」を示す。
【００３８】
（実施例１〜１２）および（比較例１〜６）
＜原紙配合＞
ＬＢＫＰ（濾水度３３０〜４４０ｍｌｃｓｆ）                              ７０部
ＮＢＫＰ（濾水度３９０〜４９０ｍｌｃｓｆ）                              ３０部
【００３９】
＜内添薬品＞
軽質炭酸カルシウム（＊原紙中灰分で表示）                                ＊８部
市販カチオン化澱粉                                                    １．０部
市販カチオン系ポリアクリルアミド歩留まり向上剤                      ０．０３部
【００４０】
上記の配合にてパルプスラリーを調整し、長網抄紙機を用いて坪量７０ｇ／ｍ2の原紙を抄造し、内部結合強度を調節するために、パルプ濾水度を上記の範囲で変化させ、さらにウェットパートのプレス圧も適宜調節しながら、オンラインにより澱粉をサイズプレスして後、乾燥し、さらにソフトカレンダー仕上げ装置を用い、剛性ロールとして外径５００ｍｍのチルドロール、弾性ロールとして外径５００ｍｍの樹脂ロールにより、線圧１８０ｋｇ／ｃｍ、温度８０℃にてカレンダリング処理を施し、塗工用原紙を得た。
【００４１】
＜塗工液の配合＞
接着剤の配合量以外は以下のとおりである。なお、接着剤の配合量は表１に記載した。なお、表中の澱粉は市販リン酸エステル化澱粉、カゼインは市販カゼイン、卵白はエグテクノＭＱ（キユーピー製）、ＰＶＡは市販ポリビニルアルコール（重合度１１００、完全ケン化タイプ）ＳＢＲラテックスはスチレンブタジエン系ラテックスバインダー（平均粒子径１００ｎｍ、ゲル含有量４０％、Ｔｇ５℃）を使用した。
市販一級カオリンクレー                                                  ５０部
市販重質炭酸カルシウム                                                  ５０部
市販ポリアクリル酸系分散剤                                            ０．１部
市販カルボキシメチルセルロース系増粘剤（ＣＭＣ）                      ０．１部
水酸化ナトリウムによりｐＨ９．６に調製
【００４２】
【表１】
2006348394.tif 000002
【００４３】
上記の配合の塗工液を塗工用原紙に対して、ブレード方式の塗工装置を用い、塗工液を片面１５ｇ／ｍ2の塗工量となるように塗工し、乾燥して塗工紙を得た。
【００４４】
得られた塗工紙に対し、スーパーカレンダー仕上げ装置を用いて線圧２００Ｋｇ／ｃｍでカレンダー処理を施し、印刷用塗工シートを製造した。
【００４５】
（実施例１３）
塗工装置をエアナイフコーターとした以外は実施例１と同様にして製造した。
【００４６】
（実施例１４）
塗工装置をロッドコーターとした以外は実施例１と同様にして製造した。
【００４７】
（実施例１５）
塗工装置をフィルムプレスコーターとした以外は実施例１と同様にして製造した。
【００４８】
（実施例１６）
塗工装置をカーテンコーターとした以外は実施例１と同様にして製造した。
【００４９】
（実施例１７）
塗工層値をキャストコーターとした以外は実施例１と同様にして製造した。
【００５０】
（比較例７）
卵白を乾燥卵白Ｋタイプ（キユーピー製）とした以外は実施例１と同様にして製造した。
【００５１】
実施例１〜１７および比較例１〜７により得られた印刷用塗工シートについて、下記の評価方法により評価し、その結果を表２に示した。
【００５２】
＜環境適性＞
主に石油を原材料とし化学合成した接着剤ではなく、植物など天然物を原材料とし、明らかに生分解性のある天然系の接着剤の全接着剤成分に対する質量％濃度の含有量に従い、以下の基準で評価した。生分解性があっても石油由来で製造している物は評価の対象としなかった。
◎：３５質量％以上であり、環境に対する効果が高い。
○：２０質量％以上であり、環境に対する効果がある。
△：２０質量％未満であるが、環境に対する効果が多少なりともある。
×：含有しない。
【００５３】
＜塗工適性＞
先に述べた配合で調液した各塗液をブレードコーターで塗工したときに、サンプルを製造できる条件に従い、塗工適性を官能的に評価した。
◎：塗工適性が高い。
○：塗工適性が良い。
△：塗工適性がある。
×：塗工適性が悪い。
【００５４】
＜塗層強度＞
作製した塗工紙をＴＶ２０のオフセットインキを用いてＲＩ印刷試験機で２回印刷し、剥け具合を目視で判断し、下記の基準で４段階評価した。
◎：塗工層がほとんど剥離しない。
○：塗工層が全体の５％未満の面積部分で剥離する。
△：塗工層が全体の５〜１０％の面積部分で剥離する。
×：塗工層が全体の１０％を超えた面積部分で剥離する。
【００５５】
＜印刷適性＞
ローランドオフセット印刷機で４色印刷し、白紙面感、印刷面感、インキ着肉、搬送性などを総合的に評価した。
◎：適性が非常に高い。
○：適性が高い。
△：適性がある。
×：適性が低い。
【００５６】
【表２】
2006348394.tif 000003
【００５７】
実施例１と比較例７により得られた印刷用塗工シートについて、（株）森永生科学研究所製、アレルゲン測定キットを使用し厚生労働省の通知「アレルギー物質を含む食品の検査法」（食発第１１０６００１号）に準じアレルゲンを測定した。結果を表３に示した。
【００５８】
【表３】
2006348394.tif 000004
【００５９】
上記表１、２より、実施例１〜１２に示すとおり、卵白を接着剤成分として含有することで、環境適性を満たしながら、塗工適性、塗層強度、印刷適性を持った印刷用塗工シートを得ることができる。一方、比較例１〜６に示すとおり、他の材料を用いたのでは環境適性を持たなかったり、塗工適性がなかったり、塗層強度が弱かったりすることがある。実施例１と比較例１を比較するとわかるとおり、卵白は性能の高いＳＢＲラテックスを品質をそのままで置換することができ、かつ環境適性を加えることができる。一方、比較例２〜３のように他の天然物では塗工適性が得られない。比較例４のとおりＰＶＡでは生分解性があっても石油由来であるので、環境適性を持たない。実施例２〜７のとおり本発明の接着剤含有量はＭ値で５〜３５が好ましく、１０〜２５であるとさらに良い。実施例８〜１１のとおり、卵白の配合量は２０質量％以上が良く、３５質量％以上であるとさらに良い。実施例１２と比較例５、６を比較するとわかるように卵白は他の天然接着成分よりも接着能力が高い。また、実施例１と１３〜１７を比較するとわかるように、本発明は塗工方式によらず有効である。以上の結果からわかるように、卵白を塗工層の接着剤として使用することによって、高い効果を得ることができる。実施例１と比較例７を比べると分かるとおり、アルカリ処理下で加熱処理していない卵白でも環境適性、塗工適性、塗層強度、印刷適性は好ましい結果を得られるが、アレルゲン含有量が多くなる。塗工シートは食品ではないが、この含有量は食品では表示義務が生じる量であるのに対し、実施例１では食品でも表示義務が生じない程度の含有量である。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
様々な印刷領域において、印刷用塗工シートとして用いることができる。