JP7437833B1

JP7437833B1 - 検体検査用のカラー濾紙及びその製造方法

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Publication number: JP7437833B1
Application number: JP2023156279A
Authority: JP
Inventors: 俊二二宮
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2023-09-21
Filing date: 2023-09-21
Publication date: 2024-02-26
Anticipated expiration: 2043-09-21

Abstract

【課題】一般的に流通する白色又は生成り色等の汎用濾紙を濾紙基材として、濾過機能を残存させながら、検査対象の視認に適した黒色に着色された検体検査用のカラー濾紙及びその製造方法を提供する。【解決手段】検体検査用のカラー濾紙であって、樹脂基材、カーボンブラック及び顔料の合計を100としたときに、樹脂基材79～90、カーボンブラック9.9～20、かつ染料由来の顔料0.1～1以下の比率とした条件を満たし、濾紙基材の面積100cm2あたりに塗布する塗料重さを0.4g以内とした塗料を用いて前記濾紙基材が着色され、前記塗料により着色される前記濾紙基材は、厚み100μmとしたときに、18～90ｇ/m2の重さ（塗料重さ含まず）を有するものとされている。【選択図】図１

Description

本発明は、検体検査用のカラー濾紙及びその製造方法に関する。

白色に近い薄い色からなる媒体を検査対象とする検体検査用の濾紙は、濾紙自体が黒色（暗色）であれば、濾過されて濾紙上に残存した検査対象物を視認しやすい。このため、黒色の濾紙を製造する際には、紙漉きの段階で紙原料に何らかの染色をする必要がある。

特開２０１３－６０６７８号公報

しかしながら、染色のために紙の製造段階から工程を変更するには専用の製造ラインを新たに設けなければならず、管理面やコスト面から見ても当該工程の変更は容易ではない。

また、一般的に流通する濾紙に対して着色することにより黒色の濾紙を製造する場合は、顔料系の樹脂を着色料として使用すると、着色後の濾紙表面に被膜ができてしまい濾過機能を失う。染料系の着色料を使った場合は、濾紙の性質から、着色料は濾紙の表面に止まらず染み込んで滲んだ印刷となるため、その表面においては発色が損なわれて適切な黒色に着色できない。

本発明は係る事情に鑑みてなされたものであり、一般的に流通する白色又は生成り色等の汎用濾紙を濾紙基材として、濾過機能を残存させながら、検査対象の視認に適した黒色に着色された検体検査用のカラー濾紙及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一局面に係るカラー濾紙は、検体検査用のカラー濾紙であって、樹脂基材、カーボンブラック及び顔料の合計を100としたときに、樹脂基材79～90、カーボンブラック9.9～20、かつ染料由来の顔料0.1～1以下の比率とした条件を満たし、濾紙基材の面積100cm²あたりに塗布する塗料重さを0.4g以内とした塗料を用いて前記濾紙基材が着色され、前記塗料により着色される前記濾紙基材として、厚み100μmとしたときに、18～90ｇ/m²の重さを有するものが用いられる。

本発明の一局面に係るカラー濾紙の製造方法は、検体検査用のカラー濾紙の製造方法であって、樹脂基材、カーボンブラック、及び顔料の合計を100としたときに、樹脂基材79～90、カーボンブラック9.9～20かつ染料由来の顔料0.1～１以下の比率とした条件を満たし、濾紙基材の面積100cm²あたりに塗布する塗料重さを0.4g以内とした塗料を用いて前記濾紙基材を着色し、更に、前記塗料により着色される前記濾紙基材として、厚み100μmとしたときに、18～90ｇ/m²の重さのものを用いる。

本発明によれば、一般的に流通する白色又は生成り色等の汎用濾紙を濾紙基材として簡単な工程で製造でき、濾過機能を残存させながら黒色に着色されていることで、検査対象物の視認姓に優れる。

濾紙基材に塗料を塗布する工程を示すフローチャートである。濾紙基材の表面を拡大して示した図（平面図）である。図２に示した濾紙基材の断面図である。実施形態に係る製造方法により製造したカラー濾紙と、本実施形態に係る製造方法によらずに製造したカラー濾紙とに、純水を垂らして浸透させる過程を示す図である。実施形態に係る製造方法により製造したカラー濾紙と、本実施形態に係る製造方法によらずに製造したカラー濾紙とに、純水を垂らして浸透させる過程を示す図である。実施形態に係る製造方法により製造したカラー濾紙と、本実施形態に係る製造方法によらずに製造したカラー濾紙とに、純水を垂らして浸透させる過程を示す図である。実施形態に係る製造方法により製造したカラー濾紙と、本実施形態に係る製造方法によらずに製造したカラー濾紙とに、純水を垂らして浸透させる過程を示す図である。

以下、本発明に係るカラー濾紙及びその製造方法を説明する。本発明の一実施形態に係るカラー濾紙（以下、単にカラー濾紙という）は、濾紙基材を、樹脂基材、カーボンブラック、及び顔料からなる塗料を用いて着色したものである。樹脂基材は、本実施形態では、ポリエステルを用いる。すなわち、本実施形態に係るカラー濾紙の製造に用いる塗料は、ポリエステル、カーボンブラック、及び顔料からなる塗料である。

本実施形態に係るカラー濾紙は、一般的に流通する白色又は生成り色等の汎用濾紙を濾紙基材として、当該濾紙基材を上記塗料で着色したものである。濾紙基材の一例として、タカラバイオ社のブロッティング用濾紙が用いられる。また、上記塗料を構成する、ポリエステル、カーボンブラック、及び顔料は、これらの重量比合計を100としたときに、ポリエステル79～90、カーボンブラック9.9～20、顔料0.1～1の比率条件を満たすものとされる。

ここで、顔料は、例えば、染料（例えば、フタロシアニン）由来の顔料が用いられる。カーボンブラックは、濾紙基材を黒色に着色するために用いる。但し、カーボンブラックは、濾紙基材に対しては染み込み難く、また定着もし難い。このため、カーボンブラックを顔料と共に、ポリエステルに上記比率で混ぜ合わせた塗料を、濾紙基材に対して塗布することで、濾紙基材に対して上記塗料を定着させやすくする。但し、100cm²の面積からなる濾紙基材あたりに塗布する上記塗料の重さを0.4g以内とする。ここで、塗料重さとは、ポリエステル、カーボンブラック及び上記顔料の重量合計である。すなわち、ここでは、カラー濾紙の単位面積あたりに使用する上記塗料の重さ条件を示している。このように、濾紙基材の単位面積あたりに使用する上記塗料の重さ条件を求めるのは、濾紙基材に対する上記塗料の使用量が多過ぎると、濾紙基材を構成するパルプ繊維の繊維間を上記塗料が埋めてしまい、塗料塗布後のカラー濾紙による濾過機能が低下するためである。

また、上記カラー濾紙は、カーボンブラックにより着色しているため、カーボンブラックの使用量が多くなり過ぎると、カーボンブラックが水分を撥水してしまい濾過機能が低減する。このため、上記条件を用いて、カーボンブラックの使用量を一定範囲に抑える。

また、上記塗料として、染料由来の顔料を含めるのは、濾紙基材を構成するパルプ繊維に対して上記塗料を染み込みやすくするためである。上述のように、ポリエステルの配合により、濾紙基材を構成するパルプ繊維の表面に対する上記塗料の定着は確保できるが、ポリエステル及びカーボンブラックのみで構成される塗料の場合、パルプ繊維の表面に止まるおそれがあるため、塗料に含める顔料を染料由来とすることにより、塗料をパルプ繊維の内部に侵入しやすくする。このように上記塗料をパルプ繊維の内部に侵入しやすくすることで、パルプ繊維の表面に止まる塗料の量が多くなり過ぎて濾紙基材を構成するパルプ繊維の繊維間を塗料が埋めてしまう事態、すなわち、濾紙基材の表面に塗料が被膜を形成してしまい濾過機能が損なわれる事態を極力回避する。

更に、上記カラー濾紙には、上記塗料を塗布する濾紙基材として、厚み100μmの場合に18～90ｇ/m²の重さのものを用いる。これは、濾紙基材が有する濾過性能と、上記塗料の使用量との関係を定義する条件であり、すなわち、厚み100μmの濾紙基材100cm²あたりに使用する塗料の量を0.4gと定義することにより、黒色に着色することによる濾過時の検査対象物の視認性確保と、濾過性能の両方を確保する。

次に、濾過基材を上記塗料で着色する工程を説明する。濾紙基材に対する顔料の塗布は、オフセット印刷機による印刷が用いられる。まず、濾紙基材を記録媒体とし、上記塗料を転写及び定着させる。

次に、上記印刷により製造されたカラー濾紙の使用形態を説明する。上記カラー濾紙は、例えば、別途新開発の試薬によって一般細菌と大腸菌を蛍光染色させ、蛍光顕微鏡を用いて測点エリアの蛍光点を自動カウントする機器に使用される。この場合、濾過時の検査対象物の視認性確保には、濾紙が黒色であることが最適である。

本実施形態に示したカラー濾紙は、濾紙基材に、一般的に使用されているブロッティング用濾紙を用い、当該濾紙に、上記ポリエステル、カーボンブラック、及び顔料を上記条件で配合した塗料を塗布することで製造するため、既に黒色に着色された繊維により製造された濾紙と比較して、製造工程が簡単になり、容易に製造することができる。その上、濾紙基材が有する濾過機能を残存させながら黒色に色でき、濾過時の検査対象物の視認性を確保することができる。繊維自体を黒色に着色して黒色の濾紙を製造するためには、染色のために紙の製造段階から工程を変更して専用の製造ラインを新たに設けなければならず、管理面やコスト面からみて当該工程の変更は容易ではないが、上記実施形態に係るカラー濾紙の場合、製造工程が簡単であり、繊維自体を黒色に着色して黒色の濾紙を製造する場合よりも容易に製造することができる。

ここで、濾紙基材に対する上述の塗料塗布について説明する。図１は、濾紙基材に塗料を塗布する工程を示すフローチャートである。

まず、濾紙基材として、印刷に用いるオフセット印刷機に、一般的に流通する白色又は生成り色等の汎用濾紙（例えば、タカラバイオ社のブロッティング用濾紙）であって、厚み100μmの場合に18～90ｇ/m²の重さのものを、塗料が塗布される記録媒体としてセットする（Ｓ１）。

更に、ポリエステル、カーボンブラック、及び顔料を、これらの重量比合計を100としたときに、ポリエステル79～90、カーボンブラック9.9～20、顔料0.1～1の比率条件を満たすように配合して塗料を生成する（Ｓ２）。

続いて、生成した塗料を、記録媒体への印刷用塗料として、オフセット印刷機に供給する（Ｓ３）。このオフセット印刷機では、例えば版胴に上記塗料を供給し、版胴から塗料をブランケット胴に転写して、さらに上記記録媒体としての濾紙基材に塗料を転写させるが、濾紙基材に転写される塗料の量を、濾紙基材の面積100cm²あたりに塗布する塗料重さを0.4g以内とする条件を満たすように設定する（Ｓ４）。

このとき、このように塗料を記録媒体に転写させる前に、ブランケット胴に対向する位置に設けられてブランケット胴との間に記録媒体をニップする圧胴による圧が加えられる。ここで、この際に加える圧としては、例えば、新聞紙印刷等の通常印刷の場合の圧を用いる。但し、当該通常印刷の圧よりも、予め定められた割合だけ小さくした圧、例えば、通常印刷時の圧を、予め定められた圧として10％～40％低減した圧を用いることが好ましい。ここでは、圧胴による圧を通常印刷時の圧よりも予め定められた割合だけ低減された圧に設定する（Ｓ５）。

上記のように、圧胴による圧を設定した後、版胴に上記塗料を供給し、版胴から塗料をブランケット胴に転写して、さらに上記記録媒体に塗料を転写させる（Ｓ６）。

このようなオフセット印刷機を用いた印刷により、上記濾紙基材に対する上記配合からなる塗料の塗布を完了させる。

次に、濾紙基材と上記塗料の関係について説明する。図２は、濾紙基材の表面を拡大して示した図（平面図）である。図３は、図２に示した濾紙基材の断面図である。

図２に示すように、濾紙基材には、その表面を上方から視認すると、表面は平滑ではなく凹凸があり、凸分の隙間には、濾過機能に貢献する、孔の空いた部分が多く存在する。このように、濾紙基材は、多孔性で且つ平面性に乏しい。このため、濾紙基材の表面に対してその上面から塗料を塗布したとき、単位面積当たりで塗布する塗料が適量よりも少ない場合には、上記圧により塗料を濾紙基材の表面に均一に押しなべても、上記孔の全てに塗料が入り込まず、当該入り込まない孔部分は、着色されない領域となる。また、単位面積当たりで塗布する塗料が適量よりも多い場合には、上記孔の多くに塗料が入り込むため、その場合には、上記孔の多くが塗料により埋められ、濾過機能を低減させるおそれがある。

ここで、本実施形態では、上述した適切な配合からなる塗料を単位面積当たり適量で濾紙基材の表面に塗布することにより、上記圧により塗料を濾紙基材の表面に均一に押しなべたときに、塗料が入り込まない上記孔部分を、所望の濾過機能が維持される適度な数で残すようにする。このとき、当該孔部分には塗料が存在しないことになるが、上述したように、上記塗料は、ポリエステルの配合により、濾紙基材を構成するパルプ繊維の表面に対する上記塗料の定着を確保しつつ、染料由来の顔料を含めることで塗料をパルプ繊維の内部に侵入させるため、パルプ繊維の表面に対する着色効果を確保することができる。

従って、塗料を塗布した濾紙基材の表面、すなわち、カラー濾紙の表面は、図２に示す方向から見た上面視で黒色に着色されていながらも、図３に示す方向からみた断面視では、上記孔部分に塗料が完全に入り込んでおらず、濾過機能を保持する孔としての機能を損なわない。

また、濾紙基材に塗布する塗料は、上述した、ポリエステル、カーボンブラック、及び顔料は、これらの重量比合計を100としたときに、ポリエステル79～90、カーボンブラック9.9～20、顔料0.1～1の比率条件の範囲内で、カーボンブラックの配合値を極力小さくすることで、検体検査時に検査対象を写真撮影する際における撮影表面の反射をより低減することが可能である。このため、本実施形態に係るカラー濾紙によれば、アンチグレアカバーガラス等を使用せずとも直接検査対象の表面を容易に撮影することができる。

なお、本発明は上記実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。また、図１乃至図３を用いて上記実施形態により示した構成及び処理は、本発明の一実施形態に過ぎず、本発明を当該構成及び処理に限定する趣旨ではない。

次に、上述した比率条件からなる塗料を用いて本実施形態に係る製造方法により製造したカラー濾紙と、上述した比率条件を満たさず本実施形態に係る製造方法によらずに製造したカラー濾紙とに、純水を浸透させる場合の比較を説明する。

本実施形態に係る製造方法により製造したカラー濾紙ＣＲ１には、塗料として、ポリエステル、カーボンブラック、及び顔料を、これらの重量比合計を100としたときに、ポリエステル84、カーボンブラック15、顔料1の比率条件として生成した塗料を用いている。そして、濾紙基材には、厚み100μmとしたときに18～90ｇ/m²の重さを有するものを用いている。

一方、本実施形態に係る製造方法によらずに製造したカラー濾紙ＣＲ２は、塗料として、ポリエステル、カーボンブラック、及び顔料を、これらの重量比合計を100としたときに、ポリエステル69、カーボンブラック30、顔料1の比率条件として生成した塗料を用いている。そして、濾紙基材には、厚み100μmとしたときに18～90ｇ/m²の重さを有するものを用いている。

図４～図７に、カラー濾紙ＣＲ１及びカラー濾紙ＣＲ２に純水を垂らして浸透させる過程を示す。図４～図７には、各図において左側にカラー濾紙ＣＲ１を示し、右側にカラー濾紙ＣＲ２を示している。

図４に示すように、本実施形態に係る製造方法によらずに製造したカラー濾紙ＣＲ２に水滴を点下し、当該点下の13秒後に、本実施形態に係る製造方法によりに製造したカラー濾紙ＣＲ１に水滴を点下する。

続いて、図５に、カラー濾紙ＣＲ２に水滴を点下した時点から14秒後（図４に示した状態から1秒後）における、カラー濾紙ＣＲ１及びカラー濾紙ＣＲ２の状態を示す。

図６に、カラー濾紙ＣＲ２に水滴を点下した時点から15秒後（図４に示した状態から2秒後）における、カラー濾紙ＣＲ１及びカラー濾紙ＣＲ２の状態を示す。

図７に、カラー濾紙ＣＲ２に水滴を点下した時点から16秒後（図４に示した状態から3秒後）における、カラー濾紙ＣＲ１及びカラー濾紙ＣＲ２の状態を示す。

このように図４～図７に示すように、本実施形態に係る製造方法により製造したカラー濾紙ＣＲ１には、本実施形態に係る製造方法によらずに製造したカラー濾紙ＣＲ２よりも13秒遅れて水滴が点下されているにも拘わらず、カラー濾紙ＣＲ１の方が、カラー濾紙ＣＲ２よりも水滴が早く浸透する。

ＣＲ１カラー濾紙

Claims

検体検査用のカラー濾紙であって、
樹脂基材、カーボンブラック及び顔料の合計を100としたときに、樹脂基材79～90、カーボンブラック9.9～20、かつ染料由来の顔料0.1～1以下の比率とした条件を満たし、濾紙基材の面積100cm²あたりに塗布する塗料重さを0.4g以内とした塗料を用いて前記濾紙基材が着色され、
前記塗料により着色される前記濾紙基材として、厚み100μmとしたときに、18～90ｇ/m²の重さを有するものが用いられる、カラー濾紙。
前記樹脂基材は、ポリエステル樹脂基材である請求項１に記載のカラー濾紙。
検体検査用のカラー濾紙の製造方法であって、
樹脂基材、カーボンブラック、及び顔料の合計を100としたときに、樹脂基材79～90、カーボンブラック9.9～20かつ染料由来の顔料0.1～１以下の比率とした条件を満たし、
濾紙基材の面積100cm²あたりに塗布する塗料重さを0.4g以内とした塗料を用いて前記濾紙基材を着色し、
更に、前記塗料により着色される前記濾紙基材として、厚み100μmとしたときに、18～90ｇ/m²の重さのものを用いる、検体検査用のカラー濾紙の製造方法。