(57)【要約】【課題】シート基材上に空隙構造を形成させた塗工層を設けて嵩高性を図った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主として顔料と接着剤からなる塗工層を設けた印刷用塗工シートにおいて、該塗工層成分に卵白を含有し、該卵白を泡立てて形成させた空隙構造を有することを特徴とする印刷用塗工シート。好ましくは密度が０．５〜１．２ｇ／ｃｍ3であ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主として顔料と接着剤からなる塗工層を設けた印刷用塗工シートにおいて、該塗工層成分に卵白を含有し、該卵白を泡立てて形成させた空隙構造を有することを特徴とする印刷用塗工シート。
【請求項２】
密度が０．５〜１．２ｇ／ｃｍ3であることを特徴とする請求項１記載の印刷用塗工シート。
【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、さらに詳しくは空隙構造を形成させた塗工層をシート基材上に設けて嵩高性を得ることのできる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】
近年、この印刷用塗工シートは環境資源、物流の面から軽量化の傾向にある。限りある森林資源から製造される製紙用パルプの有効活用のため、石油資源の節約のため、また、輸送、郵送のコストを下げる上でも印刷用塗工シートの軽量化は非常に重要な課題である。さらに、最近は漫画や写真集などでは比較的少ないページ数で厚みのある本が好まれている。これに伴って印刷用塗工シートの軽量化は従来以上に必要とされている。
【０００４】
シート用基材の嵩高化の方法として、先ず基材の元となる材料の選択が挙げられる。基材の嵩高の手法は種々あるが、繊維状基材が、絡み合いによって隙間を多く持つため、効果的である。中でもパルプは水素結合によって絡み合いを制御できるので特に好んで用いられる。一般的に製紙用パルプには木材パルプが使用されている。その中でも、化学処理によって非セルロース成分を多量に除去した化学パルプが用いられることが多い。化学パルプの場合、繊維が剛直なために、未叩解で抄紙を行うと繊維間接触面積が小さくなり、嵩高な紙が形成される。そのため、一般的に嵩高効果を得るには軽叩解パルプが使用される。また、機械的な処理だけを行って製造される機械パルプは、化学パルプより繊維が剛直なため、嵩高効果を得るには有利である（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
また、機械的な面からは、抄造時におけるプレス線圧の軽減や、カレンダー処理をソフトにするなどの手段によって嵩高効果を得ることができる（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
さらに近年では、嵩高剤の添加によって紙の嵩を出す手段も行われている。嵩高剤には、親水基と疎水基を持つ化合物である界面活性剤がよく用いられる（例えば、特許文献３参照。）。これらの技術は嵩高な非塗工印刷用シートを製造する上では非常に有効な技術であった。
【０００７】
一方、印刷用塗工シートの嵩高化は現在まで難しいとされる技術である。嵩高原紙に塗工層を設けても嵩高な印刷用塗工シートは得られない。なぜなら、通常、塗工層密度は２．５ｇ／ｃｍ3程度であり、それに対して原紙の密度は０．７ｇ／ｃｍ3前後である。つまり、原紙を嵩高にしたとしても塗工液の密度が原紙密度よりかなり大きいので、印刷用塗工シートとして嵩高は十分に発揮されない。特に高光沢のグロス紙はカレンダーで潰されるため、原紙を嵩高としても意味がほとんどない。
【０００８】
密度が大きい原因は無機顔料を使用するためである。有機顔料を代替として使用することで密度を１．０ｇ／ｃｍ3以下とするとは可能であるが、コストが嵩んでしまう。そのため、現在までの技術では嵩高な印刷用塗工シートを経済的に得ることは難しかった。
【特許文献１】特開平５−９８５９３号公報
【特許文献２】特開２０００−３４５４９３号公報
【特許文献３】特開２００２−２９４５９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、シート基材上に空隙構造を形成させた塗工層を設けて嵩高性を図った印刷用塗工シートを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上記に鑑み鋭意研究した結果、本発明の印刷用塗工シートを発明するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明の印刷用塗工シートは、シート状基材の片面または両面に主として顔料と接着剤からなる塗工層を設けた印刷用塗工シートにおいて、該塗工層成分に卵白を含有し、該卵白を泡立てて形成させた空隙構造を有することを特徴とするものである。
【００１２】
上記発明において、印刷用塗工シートにおける密度が０．５〜１．２ｇ／ｃｍ3であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の印刷用塗工シートは、卵白を用いることで空隙構造を形成させた塗工層をシート状基材に設けることで嵩高性を有する印刷用塗工シートを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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。
【００１５】
経済的な材料を使用しつつ嵩高な塗工層を得るためには、空隙構造を形成させた該塗工層とすることが好ましい方法である。ここで、空隙構造を形成させた塗工層とは、該塗工層を断面からみた場合、恰もレンコンの断面を想像すればよい。そして、塗工層に空隙構造を形成させるには、塗工液の段階で泡を大量に含有させ、その泡が壊れないようにシート基材に塗工することである。塗工液に対して大量に泡を含有させるには発泡材料を使用する必要がある。
【００１６】
発泡材料には、界面活性剤、合成樹脂、合成プラスチック、天然高分子、高粘度化合物など各種材料が挙げられる。これらの中で、一般的に用いられる塗工液に大量に泡を含有させることができるものは数少ないが、界面活性剤が通常有力候補となる。しかし、界面活性剤では泡の安定性が悪く、塗工時に泡が壊れやすいという欠点がある。また、泡の安定機構についても界面活性剤の二分子膜形成能によることから、他の材料によって大きく左右されてしまう。一方、天然高分子の中でグアガムなどの増粘性多糖類でも、発泡させることは可能であるが、粘度が非常に上昇しやすく、また、泡の安定性も他の材料に左右されやすい。
【００１７】
そこで、本発明においては、動物性の卵白に着目したのである。卵白の泡立ち性は、卵白を構成する蛋白質により示される。卵白以外にも起泡性を示す材料は多いが、卵白ほど発泡性の高いものは少ない。また、洗剤などに代表される界面活性剤とは異なり、卵白は、蛋白質変性により泡を安定させるために泡沫安定性が高い。そのために、泡立てた卵白を塗工液中に導入した場合には、シート基材上に塗工した際にも消泡することなく、泡が塗工層の空隙として残る。さらに、一度蛋白変性により泡を安定化させた後は、各種材料を加えても、消泡することがないため、塗工液を発泡以外の品質に振り分けることができ、塗工層に各種機能を持たせることができる。
【００１８】
さらに都合の良いことには、卵白は接着剤として機能することから接着剤成分の減量化を図ることができるという長所がある。また、多量に加えても塗工液粘度が上昇せず、操業性に悪影響を及ぼさない。このように、卵白を使用して嵩高さ、すなわち低密度の塗工層を得ることができ、非常に効果的な素材として活用できる。さらに、塗工層の低密度化の度合いについては、卵白の泡立て方法、ｐＨ調整、添加剤などにより、適宜調整することが可能であり、通常よりも最大１／５程度まで密度を下げることができる。
【００１９】
塗工液に卵白を適用する場合、まず最初に卵白のみを泡立てる必要がある。この時、ｐＨを等電点付近、または強酸、強アルカリゾーンに持っていくことで、タンパク質変性を促進し、泡を安定化させることができる。また、界面活性剤や澱粉はそれ自身のみでは安定な泡を形成できないが、卵白に添加することで、卵白の起泡性を良化させ、さらに泡の安定性を向上させることができる。泡が安定化した後は各種材料を加えることができる。各種材料とは、分散剤、顔料、接着剤、潤滑剤、増粘剤、各種助剤などを指す。一度泡が安定化すると液濃度を低くしても消泡しないので、液濃度も様々に変化させることができる。なお、いくら安定と言っても、ある程度は消泡するために、非常識な取り扱い方は好ましくない。また、調液後３時間以上放置することは好ましくない。このような場合は、泡を消さないように泡立て続ける必要がある。
【００２０】
卵白を発泡させる方法としては、空気を巻き込む方式の攪拌機やキッチンエイドのような形式の泡立て器などが適宜使用できる。また、空気を送り込みながら攪拌機を用いて攪拌すると効率的である。卵白は、空気と接した面から変性していくために、素早く微細な泡になるように泡立てる工夫が必要である。さもないと泡が大きくなり、塗工後に泡の後が残ってしまう。エンボス加工のような効果をねらわない限り、泡は５００μｍ以下に抑えた方がよく、好ましくは１００μｍ以下、さらに好ましくは１０μｍ以下である。
【００２１】
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等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タイプ等が挙げられる。
【００２２】
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人もいるかと思うが、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。また、鶏卵白は無精卵を使用することが圧倒的多数であり、命にならないものを加工しているという点で、ゼラチンなどよりも心理的抵抗の低い材料であるといえる。
【００２３】
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および安全性を非常に高めることができる。
【００２４】
卵白の塗工液への配合量は特に制限されない。発泡させることができれば、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。好ましくは塗工層の５質量％以上、さらに好ましくは１５質量％以上加えると良い。もちろん、目的にかなえば、すべてが卵白だけであっても良い。この場合、塗工層が非常に空隙構造化しやすい。印刷用塗工シートとして用いる場合は、特殊な印刷方法に用いるのでなければ、この上に上塗り層を設ける必要がある。
【００２５】
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出来る。更に１０ｇ／ｍ2〜４０ｇ／ｍ2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り、塗工層の強度の問題、乾燥負荷の問題、工程数の問題などにおいても好ましい。
【００２６】
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一層が本発明で規定される塗工層であればよい。塗工層を二層にする場合には、下塗り層は２〜２０ｇ／ｍ2であると良い。下塗り層が２ｇ／ｍ2〜２０ｇ／ｍ2であれば、原紙の凹凸をうまく塞ぐことができ、下塗りとしての効果が高く、最上層を設けた際の強度が高い。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。この範囲ならば、最上層が下塗り層を十分に覆うことができ、その強度は高い。
【００２７】
本発明による印刷用塗工シートの密度は０．５〜１．２ｇ／ｃｍ3であることを特徴とする。ここで示した範囲の密度ならば、卵白塗工液の泡沫安定性が高く、空隙の多い塗工層が得られ、塗工層強度も高い。さらに、印刷適性の面でも優れている。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
塗工液に用いられる卵白以外の接着剤としては、天然植物から精製した澱紛、ヒドロキシエチル化澱粉、酸化澱紛、エーテル化澱紛、りん酸エステル化澱粉、酵素変性澱紛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。
【００３６】
さらに、ガゼイン、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。
【００３７】
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あげれれる。これら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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【実施例】
【００４３】
（実施例１）〜（実施例１７）および（比較例１）〜（比較例６）
【００４４】
＜原紙＞
ＬＢＫＰ（フリーネス（ＣＳＦ）＝４２０ｍｌ）１００部のパルプスラリーに、填料として軽質炭酸カルシウム（商品名：ＴＰ１２１、奥多摩工業製）を固形分質量比で１０部、硫酸バンドを０．６部、アルキルケテンダイマー（商品名：サイズパインＫ９０３、荒川化学製）を０．０５部、両性でんぷん（商品名：Ｃａｔｏ３２１０、日本ＮＳＣ製）を０．８部添加し、このスラリーをオントップ抄紙機を用いて抄紙し、得られた湿紙に、酸化澱粉（商品名：ＭＳ−３８００、日本食品加工製）の液濃度６％のサイズプレス液を、塗工量が乾燥質量で２．０ｇ／ｍ2となるようにサイズプレス装置で塗工し、乾燥させ、得られた紙に、マシンカレンダーによりベック平滑度が４０秒になるように平滑処理を施し、坪量が７０ｇ／ｍ2の原紙１を得た。
【００４５】
塗工液調製の手段は次の通りである。先ず、卵白を水、または水および界面活性剤・澱粉と混合後に調理用撹拌装置で、泡が５００μｍ以下になるよう泡立てることで、微細で安定な発泡卵白を調製した。そこに、顔料や各種助剤を添加し、均一に撹拌することで卵白塗工液を得た。
【００４６】
卵白、活性剤および澱粉の配合量以外は以下のとおりである。卵白の配合量は表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、界面活性剤は硫酸エステル系陰イオン性界面活性剤、卵白は乾燥卵白Ｋタイプ（キユーピー（株）製）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
水酸化ナトリウムによりｐＨ１０に調製
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
（実施例１３）
実施例１における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。
【００５０】
（実施例１４）
実施例１における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。
【００５１】
（実施例１５）
実施例１における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。
【００５２】
（実施例１６）
実施例１における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。
【００５３】
（実施例１７）
実施例１における塗工装置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。
【００５４】
実施例１〜１７および比較例１〜６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１に示した。
【００５５】
＜泡沫安定性＞
塗工液の段階で泡を大量かつ安定に含有することが可能かを、塗工液をガラスビーカーに入れ、経時変化を目視で判断し、下記の基準で４段階評価した。
◎：泡沫安定性が高い（１２時間以上安定）。
○：泡沫安定性が良い（３時間以上安定）。
△：泡沫安定性がある（１時間以上安定）。
×：泡沫安定性が悪い（１時間以内に消泡）。
【００５６】
＜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。
【００５７】
＜塗層強度＞
作成した塗工紙を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。
【００５８】
＜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。
【００５９】
＜印刷用シートの密度＞
密度は、ＪＩＳ  Ｐ８１１８に準拠して測定した。
【００６０】
【表１】
2005163213.tif 000002
【００６１】
上記表１より、実施例１〜１７に示すとおり、泡立てた卵白を含有することで、空隙構造を有しながら、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。特に密度０．５〜１．２ｇ／ｃｍ3のものは良好である。一方、比較例１〜６に示すとおり、他の材料を用いたのでは空隙構造を持たなかったり、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。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、泡立てた卵白を使用することによって、シート状に空隙構造を形成させ、嵩高性を持たせることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
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。