(57)【要約】【課題】本発明の目的は、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品質の高い印刷用塗工シートを提供する事にある。【解決手段】本発明は、シート状基材上の片面あるいは両面に、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、該顔料として卵殻カルシウムを含むことを特徴とする。更に好ましくは、該卵殻カルシウムの平均粒子径が０．８μｍ以上１．５μｍ以下であることを特徴とする印刷用塗工シートに関するものである。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状基材上の片面あるいは両面に、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、該顔料として卵殻カルシウムを含むことを特徴とする印刷用塗工シート。
【請求項２】
卵殻カルシウムの平均粒子径が０．８μｍ以上１．５μｍ以下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る。詳しくは、シート状基材上の片面あるいは両面に、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、該顔料として卵殻カルシウムを含むことを特徴とす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、インキの受理性、トナーの定着、水性インクの吸収など、印刷適性が向上する。勿論、印刷適性は、各種印刷方式によってそれぞれに塗工液配合を最適化する必要がある。
【０００３】
ところで、一般的に印刷用塗工シート用塗工液の顔料としては、カオリン、重質炭酸カルシウムなどの天然採掘鉱物顔料が主として使用されているが、これらは採掘場所によっては、その形状や純度、色など各種品質の点から使用範囲が制限されることもある。最適な顔料が得られたとしても天然採掘顔料の場合、資源の枯渇の可能性はある。よって適用可能な顔料種の範囲を広げておく事は、極めて重要な課題である。
【０００４】
軽質炭酸カルシウムの様に、合成方法の制御によって、安定な品質を恒久的に供給できる種の顔料も、印刷用塗工シート用塗工液の顔料として使用されているが、これらは例えば、凝集性の高さに起因し、塗工液濃度を上げられず、印刷用塗工シートの品質低下、操業時の乾燥負荷の増大、などの問題を抱えており、全ての要求を満足するものは見出されていない。
【０００５】
近年は他にもスチレン−アクリル系やスチレン−ブタジエン系などのプラスチック顔料などが広く使用されているが、これらは石油原料系であるため、将来的な原材料の問題を抱えており、環境負荷も大きく、天然系の顔料に置換していく方が好ましいと言える。
【０００６】
つまり、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し、且つ品質の十分に高い印刷用塗工シートを提供出来る様な、印刷用塗工シート用の顔料は、これまで見出されてはいなかった。
【０００７】
卵殻カルシウムは、従来より天然のカルシウム源として活用されている。しかし各種食品のカルシウム強化剤や品質改良剤としての使用が主体（例えば、特許文献１〜３参照）で、資源の有効利用の意味でも、更なる活用の分野が求められている。
【特許文献１】特開２０００−９３１２３号公報
【特許文献２】特開平１１−３３２５１９号公報
【特許文献３】特開平９−２２００７１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、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、シート状基材上の片面あるいは両面に、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、該顔料として卵殻カルシウムを含むことを特徴とする印刷用塗工シートを発明するに至った。
【００１０】
更に好ましくは、該卵殻カルシウムの平均粒子径が０．８μｍ以上１．５μｍ以下であることを特徴とする上記の印刷用塗工シートを発明するに至った。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、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が提供される。
【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】
ここで言う卵殻カルシウムは、卵白と卵黄を除去した卵を水洗し、残りの卵白や卵殻膜を除去し、これを通気熱風乾燥し、更に粉砕機で微粉砕したものを指す。粉末状のものでも、これを水分散したスラリー状のものでも構わない。勿論この工程以外にも更なる精製工程、粒子径を調整する工程など各種工程を経たものも含まれる。
【００１４】
本発明に用いられる卵殻カルシウムの種類は何ら制限されるものではないが、鶏の卵の卵殻由来のものが好ましい。ここで言う鶏とはニワトリ属に属していれば何でもよい。卵殻カルシウムにも、その原料となる卵や精製法によっていろいろな種類があるが、例えば、キユーピー株式会社製のカルホープ、卵カルシウムＮｏ．１１などが挙げられる。
【００１５】
上記の卵殻カルシウムは、多孔質構造になっていることが特徴である。勿論、卵殻カルシウムの種類によって、その程度は異なるが、一般的に重質炭酸カルシウムよりも比表面積が大きく、印刷時のインキ受理性に優れることが特徴である。
【００１６】
卵は、鶏などによって恒久的に生産し続けることが出来、よって卵殻カルシウムという素材は品質的にも経済的にも恒久的に安定して確保出来る。また、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、プラスチック顔料などを使用した場合よりも環境負荷を軽減出来る。
【００１７】
本発明に用いられる卵殻カルシウムの粒子径については何ら制限されるものではないが、平均粒子径が０．８μｍ以上１．５μｍ以下であることがより好ましい。本発明における平均粒子径の値は、ＭＩＣＲＯＴＲＡＣ  ＨＲＡ（商品名、日機装社製、レーザー式粒度分布測定計）を用いて測定したものである。平均粒子径が０．８μｍ以上であることで、シート状基材への顔料の落ち込みが少なく、塗工液によりシート状基材が十分に被覆され、シート表面の美観が向上するという利点が発現する。他にも例えばオフセット印刷の場合、顔料が適度に大きいことにより、塗工層中に形成される毛細管径が適度に大きくなり、オフセットインキ溶剤が吸収されオフセットインキがセットさせるまでの速度が緩和され、印刷インキ面がレベリングされる余裕が生じ、印刷面の美観が向上する、という利点も発現する。また、平均粒子径が１．５μｍ以下であることにより、得られる印刷用塗工シートの表面平滑性が向上し、印刷用塗工シート表面あるいは印刷面の美観が向上する。
【００１８】
本発明に用いられる卵殻カルシウムの粒子径を制御する場合、その方法は何ら制限されるものではないが、制御し易さの点で、湿式粉砕処理が好ましい。例えば、コーレスミキサー、攪拌式ディスパーサーなどの高剪断力のミキサー類で一次分散スラリーを調整し、湿式粉砕処理するのが好ましい。湿式粉砕処理方法についても何ら制限されるものではないが、サンドミル、サンドグラインダー、ダイノーミルなどの湿式媒体攪拌式粉砕機を用いるのが好ましい。これらはスラリー中の粒子を、例えばビーズのような粉砕媒体を用いて微粉砕する湿式粉砕機である。
【００１９】
本発明に用いられる卵殻カルシウムの配合量については何ら制限されるものではない。少量でも加えることで本発明の、環境負荷が小さく、また素材が品質的にも経済的にも恒久的に安定して確保出来、インキ受理性が向上することにより印刷適性が向上するという目的を得ることが出来るが、好ましくは塗工液の全顔料に対して２０質量％以上が効果が確認し易く、更に好ましくは３５質量％以上が効果が顕著である。当然、顔料が全て卵殻カルシウムであっても良い。
【００２０】
本発明において卵殻カルシウムと併用される顔料に関しては何ら制限されるものではない。例えば各種カオリン、タルク、重質炭酸カルシウム、天然シリカなどの精製した天然採掘鉱物顔料、軽質炭酸カルシウム、サチンホワイト、酸化チタン、合成シリカ、アルミナ、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。これらを単独で卵殻カルシウムと併用しても構わないし、複数種と卵殻カルシウムを併用しても構わない。勿論これら顔料の複合合成顔料等も含まれる。
【００２１】
本発明における塗工層の塗工量は何ら制限されるものではないが、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を十分に被覆し、美観が向上し、高い印刷適性を有した印刷用塗工シートを製造することが可能となる。
【００２２】
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。各塗工層の塗工量についても何ら制限されるものではない。
【００２３】
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出来る。
【００２４】
本発明において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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
その他のシート状基材としては、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。
【００２８】
塗工する前のシート状基材は、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。
【００２９】
本発明において用いられる接着剤としては何ら制限されるものではなく、例えば、通常のデンプン、酸化デンプン、リン酸エステル化デンプン、酵素変性デンプンやそれらをフレッシュドライして得られる冷水可溶性デンプンなどのデンプン類、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、ワックス、カゼイン、大豆蛋白、卵白などの天然物およびこれらをカチオン化したものなどが挙げられる。これを単独で用いても構わないし、これらのうち複数種を併用することは何ら制限されるものではない。
【００３０】
本発明において用いられる塗工液には、一般的に塗工シートを製造する上で用いられるものは全て配合して構わない。例えば、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、珪酸塩などが挙げられる。その他、必要に応じて、分散剤、ｐＨ調整剤、潤滑剤、消泡剤、耐水化剤、界面活性剤、抑泡剤、離型剤、発泡剤、浸透剤、着色染料、蛍光増白剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、防バイ剤などの各種助剤、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。必要に応じて他の成分を配合して構わない。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
実施例
以下に、本発明の実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３４】
各実施例、比較例における印刷用塗工シートの物性評価は以下の方法で行った。
＜評価方法＞
１）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、インキ受理性、搬送性などを総合的に評価した。ただし本発明においては、◎と○を発明の対象とした。
◎：適性が非常に高い。
○：適性が高い。
△：適性がある。
×：適性が低い。
【００３５】
２）顔料素材の供給安定性
塗工用顔料が原料素材として品質的にも経済的にも恒久的に安定して供給されるか評価した。ただし本発明においては、◎と○を発明の対象とした。
◎：塗工液を構成する顔料系が、品質的にも経済的にも非常に変動を受け難い。
○：塗工液を構成する顔料系が、品質的にも経済的にも比較的変動を受け難い。
△：塗工液を構成する顔料系が、品質的あるいは経済的に、若干変動を受け易い。
×：塗工液を構成する顔料系が、品質的あるいは経済的に、変動を受け易い。
【００３６】
３）環境適性
塗工液の顔料の環境適性を評価した。ただし本発明においては、◎と○を発明の対象とした。
◎：塗工液の顔料の環境負荷が非常に小さい。
○：塗工液の顔料の環境負荷が大きくない。
△：塗工液の顔料の環境負荷が大きい。
【００３７】
シート状基材は以下のような配合で調製し、坪量８９ｇ／ｍ2の塗工用シート基材を抄造した。ここでの質量部は、全パルプ固形分１００質量部に対する各材料の固形分質量比率である。これにサイズプレスで片面当たり０．３０ｇ／ｍ2の市販酸化デンプンを付着させ、塗工用シート基材とした。
＜シート状基材配合＞
ＬＢＫＰ（濾水度４４０ｍｌｃｓｆ）                          ７０質量部
ＮＢＫＰ（濾水度４９０ｍｌｃｓｆ）                          ３０質量部
＜内添薬品＞
軽質炭酸カルシウム（原紙中灰分で表示）                    ６．０質量部
市販カチオン化デンプン                                    １．０質量部
市販カチオン系ポリアクリルアミド歩留り向上剤          ０．０３０質量部
【００３８】
上記のようにして製造した塗工用シート基材に、各実施例、各比較例のようにして調製した塗工液を、ブレードコーターによって塗工速度７００ｍ／ｍｉｎ、片面当たりの塗工量８．０ｇ／ｍ2、両面同時塗工の条件で塗工し、乾燥した。得られた塗工シートを、スーパーカレンダー仕上げ装置を用いてカレンダー処理を施し、印刷用塗工シートを製造した。
【実施例１】
【００３９】
実施例１の塗工液は以下のようにして調製した。卵殻カルシウム（キユーピー株式会社製カルホープ）に市販ポリアクリル酸系分散剤（アロンＴ−４０）を卵殻カルシウム固形分１００質量部に対して固形分質量比率で０．１０質量部添加し、固形分質量濃度が７０質量％になるように、水で分散し、卵殻カルシウムスラリーを得た。分散はコーレスミキサー（６４００ｒｐｍ、周速２５ｍ／ｓ）で行い、この時の卵殻カルシウムの平均粒子径は４．８２μｍであった。この卵殻カルシウムスラリーと市販湿式重質炭酸カルシウムスラリー（カービタル９０）を固形分比率２５：７５になるように混合し、水を加え固形分濃度の調整をし、固形分濃度７０質量％の顔料スラリーを得た。この顔料スラリー全顔料固形分１００質量部に対して、接着剤として市販スチレン−ブタジエン共重合ラテックスを固形分１０質量部、市販リン酸エステル化デンプン固形分４．０質量部添加し、さらに市販ステアリン酸カルシウムを固形分０．５０質量部添加し、水酸化ナトリウムでｐＨ９．６に調整し、塗工液を得た。得られた塗工液を調整水で固形分濃度５５質量％にした。この時得られた各評価結果を表１に示す。
【実施例２】
【００４０】
実施例１において、卵殻カルシウムスラリーと市販湿式重質炭酸カルシウムスラリーの固形分比率を４０：６０に変更した以外は全て実施例１と同様に行った。この時得られた各評価結果を表１に示す。
【実施例３】
【００４１】
実施例１において、顔料スラリーを卵殻カルシウムスラリーのみ固形分１００質量部に変更した以外は全て実施例１と同様に行った。この時得られた各評価結果を表１に示す。
【実施例４】
【００４２】
実施例１において、卵殻カルシウムスラリーと市販湿式重質炭酸カルシウムスラリーの固形分比率を１５：８５に変更した以外は全て実施例１と同様に行った。この時得られた各評価結果を表１に示す。
【実施例５】
【００４３】
市販１級カオリン（ウルトラホワイト９０）に市販ポリアクリル酸系分散剤（アロンＴ−４０）を１級カオリン固形分１００質量部に対して固形分質量比率で０．１０質量部添加し、固形分質量濃度が７２質量％になるように、水で分散し、１級カオリンスラリーを得た。実施例１において、市販湿式重質炭酸カルシウムスラリーを、この１級カオリンスラリーに変更した以外は全て実施例１と同様に行った。この時得られた各評価結果を表１に示す。
【実施例６】
【００４４】
市販軽質炭酸カルシウム（ＴＰ−１２１）に市販ポリアクリル酸系分散剤（アロンＴ−４０）を軽質炭酸カルシウム固形分１００質量部に対して固形分質量比率で０．５０質量部添加し、固形分質量濃度が６０質量％になるように、水で分散し、軽質炭酸カルシウムスラリーを得た。実施例１において、市販湿式重質炭酸カルシウムスラリーを、この軽質炭酸カルシウムスラリーに変更した以外は全て実施例１と同様に行った。この時得られた各評価結果を表１に示す。
【実施例７】
【００４５】
実施例１において、顔料スラリーを、卵殻カルシウムスラリーと市販湿式重質炭酸カルシウムスラリーと市販密実粒子型プラスチック顔料（日本ゼオン株式会社製Ｖ１００４）の混合スラリーで、固形分比率を２５：６５：１０に変更した以外は全て実施例１と同様に行った。この時得られた各評価結果を表１に示す。
【実施例８】
【００４６】
実施例１において、得られた卵殻カルシウムスラリーを、直径０．７ｍｍのガラスビーズを粉砕媒体として、８０％の充填率でボールミルにより湿式粉砕処理を行い、粉砕処理卵殻カルシウムスラリーの平均粒子径が１．３１μｍになるように処理時間を調整した。実施例１において、卵殻カルシウムスラリーを、この粉砕処理卵殻カルシウムに変更した以外は全て実施例１と同様に行った。この時得られた各評価結果を表１に示す。
【実施例９】
【００４７】
実施例８において、粉砕処理卵殻カルシウムスラリーの平均粒子径が０．７６μｍになるように処理時間を調整した以外は全て実施例８と同様に行った。この時得られた各評価結果を表１に示す。
【００４８】
（比較例１）
実施例１において、顔料スラリーを市販湿式重質炭酸カルシウムスラリーのみ固形分１００質量部に変更した以外は全て実施例１と同様に行った。この時得られた各評価結果を表１に示す。
【００４９】
（比較例２）
実施例１において、顔料スラリーを、市販湿式重質炭酸カルシウムスラリーと市販密実粒子型プラスチック顔料（日本ゼオン株式会社製Ｖ１００４）の混合スラリーで、固形分比率を９０：１０に変更した以外は全て実施例１と同様に行った。この時得られた各評価結果を表１に示す。
【００５０】
（比較例３）
実施例１において、顔料スラリーを市販密実粒子型プラスチック顔料（日本ゼオン株式会社製Ｖ１００４）のみ固形分１００質量部に変更し、得られた塗工液を調整水で固形分濃度４０質量％にした以外は全て実施例１と同様に行った。この時得られた各評価結果を表１に示す。
【００５１】
実施例１〜８、比較例１〜３の条件と、得られた評価結果を表１に示す。
【００５２】
【表１】
2007262639.tif 000002
【００５３】
表１の結果から明らかな様に、シート状基材上の片面あるいは両面に、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、該顔料として卵殻カルシウムを含むことを特徴とする事により、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が提供される。更に好ましくは、該卵殻カルシウムの平均粒子径が０．８μｍ以上１．５μｍ以下であることを特徴とする事により、更に高い品質の上記印刷用塗工シートが提供される。