JP2016186037A - 加熱剥離型粘着シート及び該シートを備えたラベル - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な熱処理により粘着力を十分低下でき、安価で実用的な加熱剥離型粘着シートを提供する。【解決手段】基材の片面に感圧粘着層を設け、感圧粘着層上に、加熱により膨張する未膨張の熱膨張性フィラーを担持させた加熱剥離型粘着シート。【選択図】図１ａ

Description

本発明は、加熱剥離型粘着シートに関する。特に本発明は、常温では強固に被着体に貼りつき、加熱処理にて粘着力を低減した後は被着体より容易に剥離できる、物流ラベル等への適用に好適な加熱剥離型粘着シートに関する。本発明はまた、このような加熱剥離型粘着シートを備えるラベルに関する。

従来、ガラス瓶、プラスチックボトルなどの容器や、プラスチックコンテナなどの運搬用の容器には日付や内容表示、バーコードなど様々な情報を表示したラベルが使用されている。このようなラベルは、使用後に剥離され、それら容器を再利用するために、回収後の剥離を容易に行なうことのできるものがある。

実開平５−２７７８３号公報（特許文献１）には、シート状の基材に、所定の温度以上に加熱したときに発泡する発泡剤を含有させた接着剤を塗布した易剥離性ラベルが開示されている。特許文献１には、加熱処理による粘着層の発泡ないし膨張でその粘着力を低減できて被着体より簡単に剥離できるようにしたもので、基材に熱伸縮性の素材を用いることで、剥離効果を高めることができることが記載されている。

特開２００４−３２６０１６号公報（特許文献２）には、熱および水分の少なくとも何れか一方により破壊されるマイクロカプセルを含有する剥離層と、刺激応答性接着剤層とを少なくとも具備する易剥離ラベルが開示されている。

特開平９−９５６５０号公報（特許文献３）には、粘着剤含有層中に離型剤を内包するマイクロカプセルを含有し、該マイクロカプセルが加圧により破壊される再剥離性粘着シートが開示されている。特許文献３には、剥離層や粘着層に含有されたマイクロカプセルが破裂することで物理的に膜の強度を低下させ、又は内包された離型剤の効果で粘着力を下げることができること記載されている。

特開平７−７７９３９号公報（特許文献４）には、ラベル基材の裏面に膨張開始温度が５０〜１２０℃の範囲の熱膨張剤を添加した水性分散体よりなる感圧型粘着剤層を設けたことで、水性の熱溶媒中（例えば、水やアルコール、苛性ソーダ水溶液等）で容易に自己剥離する感圧型粘着ラベルが開示されている。

実開平５−２７７８３号公報 特開２００４−３２６０１６号公報 特開平９−９５６５０号公報 特開平７−７７９３９号公報

しかしながら、発泡剤や熱膨張剤を粘着層内に含有させた場合や粘着層と基材の間に導入した場合、粘着層の表面に凹凸を作ることで粘着力は低下するものの、粘着層も引きずられて変形するため、十分な粘着力の低下が見られないという問題があった。また基材や基材と粘着層の間に熱伸縮性の素材を導入した場合、ラベル製造工程が複雑化するため製造コストが高くなってしまう。

マイクロカプセルを破裂させる方法だと、破断した粘着層や離型剤が被着体側に残り、被着体を汚染することが懸念され、水性の熱溶媒中に浸漬する方法では、大きなコンテナ等に貼り付けたラベルを剥離する際には作業性が悪く、廃液等の処理についても手間とコストがかかってしまう。さらに基材に熱伸縮性フィルムを用いると、例えば、サーマル印字を行う感熱記録ラベルではサーマル印字の際にシュリンクが発生しやすくなる。

上述のような問題点を鑑み、本願発明者らは簡単な熱処理により粘着力を十分低下でき、安価で実用的な加熱剥離型粘着シート及びそれを用いたラベルを提案しようとするものである。

本発明は、基材の片面に感圧粘着層を設け、感圧粘着層上に、加熱により膨張する未膨張の熱膨張性フィラーを担持させた加熱剥離型粘着シートである。
熱膨張性フィラーは、熱可塑性高分子からなる外殻と、外殻内に膨張成分を内包した熱膨張性マイクロカプセルであるとよく、膨張成分が液状の炭化水素であるとさらによい。
未膨張の熱膨張性フィラーの膨張開始温度は、６０℃〜２６０℃であるのが好ましい。
熱膨張性フィラーは、非粘着性であるのが望ましい。
本発明の加熱剥離型粘着シートでは、未膨張の熱膨張性フィラーを担持させた感圧粘着層の加熱する前の粘着力が０．１Ｎ以上／２５ｍｍであり、熱膨張性フィラーが膨張する温度に加熱した後の粘着力が加熱前の粘着力の４分の１以下であるとよい。
本発明の加熱剥離型粘着シートでは、水中に分散させた未膨張の熱膨張性フィラーの分散液を感圧粘着層上に噴霧して、感圧粘着層上に熱膨張性フィラーを担持させることができる。
本発明では、感圧粘着層上に、未膨張の熱膨張性フィラーを０．１２〜１．００ｇ／ｍ²担持させるとよい。
本発明はまた、加熱剥離型粘着シートと、該加熱剥離型粘着シートの前記基材の、前記感圧粘着層が設けられている面とは反対の面に設けられた、絵柄や文字などからなるものであってよい印刷層、感熱記録層、熱転写受像層の少なくとも１つを備えるラベルである。
本発明の加熱剥離型粘着シートを用いたラベルは、再利用されるプラスチックコンテナに貼り付ける物流ラベルの用途に、特に好適に使用することができる。

本発明によれば、基材の片面に設けた感圧粘着層上に加熱により膨張する非粘着性の熱膨張性フィラーを担持させたことにより、通常の被着体に貼着した状態では十分な粘着力を発揮し、簡単な熱処理により非粘着性の熱膨張性フィラーが熱膨張し、感圧粘着層と被着体との間の粘着力を十分低下させることができる。

本発明の加熱剥離型粘着シートの加熱前の概略的な断面模式図である。 本発明の加熱剥離型粘着シートの加熱後の概略的な断面模式図である。 本発明の加熱剥離型粘着シート中の加熱前の熱膨張性フィラーの様子を観察した顕微鏡写真である。 本発明の加熱剥離型粘着シート中の加熱後の熱膨張性フィラーの様子を観察した顕微鏡写真である。

以下、図面を参照しつつ、本発明を実施するための形態について説明する。

図１ａは、本発明の加熱剥離型粘着シートの、加熱前の状態を示す概略的な断面模式図である。
図１ａを参照して、基材２の片面に感圧粘着層３を設け、感圧粘着層３上に、加熱により膨張する非粘着性の熱膨張性フィラー４を担持させて、加熱剥離型粘着シート１を構成している。
図１ｂは、本発明の加熱剥離型粘着シートの、加熱後の状態を示す概略的な断面模式図である。
加熱剥離型粘着シート１は、加熱剥離型粘着シート１全体に対して熱を印加するような単純な熱処理によって熱膨張性フィラー４が熱膨張し、感圧粘着層３と被着体（図示せず）との間の粘着力を、被着体から加熱剥離型粘着シート１を容易に剥離できる程度に十分低下させることができるものである。

本発明の加熱剥離型粘着シート１の基材２に使用する材料としては、加熱剥離型粘着シート１をラベルに使用し得るような機能を有するものであるのが好ましく、特に制限はないが、例えば合成紙などの紙、ポリエチレンテレフタレートなどのプラスチックのフィルムやシートなどが挙げられる。
またこれらの材料は単独で使用してもよく、２種以上を組み合わせて使用することもできる。
基材２の厚さは、１０〜１００μｍ程度とすることができる。また好ましくは５０〜８０μｍ程度を使用できる。基材が薄すぎると強度が足りず基材破れの原因となり好ましくなく、また厚すぎても剥離時の熱の伝導を妨げるため好ましくない。
基材２の、感圧粘着層３が設けられている面とは反対の面には、絵柄や文字からなるものなどの印刷層、感熱記録層、熱転写受像層（いずれも図示せず）などの追加の層を設けてよい。基材２として透明なプラスチック基材を用いる場合には、絵柄や文字などからなる印刷層を印刷する前に、基材２の上に白色等の下地層を設けても良い。また、上記追加の層の上に更に、表面コート等も形成してもよい。

本発明の加熱剥離型粘着シート１の感圧粘着層３として使用する粘着剤は、使用目的に応じて、本発明の効果を奏する範囲で粘着力や耐候性等を考慮し適宜に選択すればよい。例えば、アクリル系やウレタン系、シリコン系、ゴム系等の粘着剤が使用できる。粘着剤は、水溶性の粘着剤でも溶剤系の粘着剤でもよく、例えば水系のアクリルエマルジョンなどであってもよい。
感圧粘着層３の厚さは、５〜５０μｍ程度とすることができる。また好ましくは１０〜２０μｍ程度を使用できる。粘着層の厚さが薄すぎると十分な加熱前の粘着が得られず、厚すぎても加熱後の粘着力が十分に低下しないため好ましくない。
粘着剤の特性向上のための添加剤として、粘着付与剤や硬化剤なども適宜使用できる。

本発明の加熱剥離型粘着シート１の熱膨張性フィラー４としては、加熱により体積が膨張し、感圧粘着層３と被着体表面との接触面積を低下できるものであれば、特に限定はされない。
熱膨張性フィラー４は、感圧粘着層３として使用する粘着剤に比べて粘着性が低いものであるのが望ましく、非粘着性であるのがさらに望ましい。
熱膨張性フィラー４としては、熱膨張マイクロカプセルを好適に使用することができる。これは、液状の低沸点炭化水素などの液状ガスを、ポリ塩化ビニリデンやアクリルニトリル系ポリマーなどの熱可塑性高分子の外殻内に内包したものであって、平均粒径が例えば５〜５０μｍであり、未膨張の状態から加熱により例えば５０〜１００倍程度まで体積膨張するものである。市販されている熱膨張マイクロカプセルとしては、松本油脂製薬（株）製の商品名「マツモトマイクロスフェアー」、日本フィライト社製の商品名「エクスパンセルマイクロスフェアー」などが使用可能である。

熱膨張性フィラー４の熱膨張開始温度は、使用目的に応じて適宜選択してよいが、６０℃〜２６０℃のものが好ましい。熱膨張開始温度が６０℃より低い温度だと、乾燥条件や保管条件の制約が大きくなる可能性がある。逆に、２６０℃以上など高すぎる場合、熱処理を簡単に行うことができなくなるおそれがある。熱膨張性フィラー４の熱膨張開始温度が６０℃〜１００℃であるのがより好ましい。

本発明の加熱剥離型粘着シート１は、未膨張の熱膨張性フィラー４を担持させた感圧粘着層３の加熱する前の粘着力が０．１Ｎ以上／２５ｍｍであるとよく、熱膨張性フィラーが膨張する温度に加熱した後の粘着力が加熱前の粘着力の４分の１以下であるとよい。粘着力がこの範囲であれば、加熱剥離型粘着シート１を被着体に貼着した状態では十分な粘着力を発揮する一方、簡単な熱処理を施すことにより熱膨張性フィラーを熱膨張させ、感圧粘着層３と被着体との間の粘着力を十分に低下させることが容易に達成できる。

感圧粘着層３上に熱膨張性フィラー４を担持させる方法としては、例えば、感圧粘着層３上に、水１００ｇに対して、未膨張の熱膨張性フィラー４を１〜１０ｇ分散させた分散液を、スプレーコート等の方法で噴霧する方法を好適に採用し得る。

感圧粘着層３上に担持される未膨張の熱膨張性フィラー４の総重量は、好ましくは０．０７〜１．００ｇ/ｍ²程度、より好ましくは０．１２〜１．００ｇ／ｍ²程度である。感圧粘着層３上に担持される未膨張の熱膨張性フィラー４の量が少なすぎると、熱膨張性フィラー４の膨張後でも感圧粘着層３と被着体表面の接触面積を有効に低下できないおそれがあり、逆に量が多すぎると、熱膨張前の段階で被着体に対する加熱剥離型粘着シート１の十分な粘着力が得られない可能性がある。

本発明の加熱剥離型粘着シート１を用いて、加熱剥離型粘着シート１の基材２の、感圧粘着層３が設けられている面とは反対の面に絵柄や文字などからなるものであってよい印刷層、感熱記録層、熱転写受像層の少なくとも１つを設けることにより、ラベルを構成することができる。
本発明の加熱剥離型粘着シート１を用いたラベルは、再利用されるプラスチックコンテナに貼り付ける物流ラベルの用途に、特に好適に使用することができる。

以下に実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

（実施例１）
水系粘着剤（トーヨーケム製の商品名「オリバインBPW-6166」）を、膜厚３８μmのポリエチレンテレフタレートフィルム（帝人デュポンフィルム（株）製の商品名「テイジンピューレックスA31」）上に、ギャップ１００μmのアプリケーターを使用して塗布し、１２０℃の恒温槽で３分間乾燥させた後常温に戻し、厚み２８μｍの感圧粘着層を形成した片面感圧粘着層付フィルムを得た。

次に、熱膨張性フィラー（日本フィライト社製の商品名「エクスパンセル(031)DU-40」）３gを水９７gに分散させた分散液を準備し、霧吹きで片面感圧粘着層付フィルムの感圧粘着層上に熱膨張性フィラーを０．１４ｇ／ｍ²吹きかけ、６０℃の恒温槽で５分間乾燥させた後常温に戻し、加熱剥離型粘着シートを得た。

片面感圧粘着層付フィルムと、加熱剥離型粘着シートを２５mm幅にカットし、ポリプロピレン板に押し付けて貼り付け（ゴムローラー使用）、評価用試験片を作製した。評価用試験片に工業用ドライヤーを用いて１８０℃の熱風を１分間あて加熱した。
加熱剥離型粘着シートの加熱前後の熱膨張性フィラーの様子を、光学顕微鏡（Carl Zeiss社製）で観察した。加熱前の様子を図２に、加熱後の様子を図３に示す。

（実施例２）
熱膨張性フィラー５gを水９５gに分散させた分散液を準備し、感圧粘着層上に熱膨張性フィラーを０．４１ｇ／ｍ²吹きかけた点を除き、実施例１と同様に加熱剥離型粘着シートを得た。

実施例１及び実施例２で得られた加熱剥離型粘着シートの加熱前後の粘着力を、剥離強度として測定した。
具体的には、加熱剥離型粘着シートを２５mm幅にカットし、重さ２ｋｇの圧着ローラー（ゴムローラー）でポリプロピレン板に押し付けて貼り付けて作製した試験片を、貼り付け直後に毎分３００ｍｍの速度で１８０°剥離した際の剥離強度を、加熱前の粘着力として測定した。また、同様の試験片に工業用ドライヤーを用いて１８０℃の熱風を１分間あて加熱し、常温に戻し、同様の剥離強度を測定して、加熱後の粘着力として評価した。
また、比較例として、実施例１において得られた片面感圧粘着層付フィルム（感圧粘着層上に熱膨張性フィラーを担持させていないもの）について、同様に、加熱前後の粘着力を測定した。
測定装置は、SIMADZU社製剥離強度試験機（SM-500N-168）を使用した。
結果を表１に示す。

結果から、本発明による加熱剥離型粘着シートは、加熱前は十分な粘着力を維持されている一方、加熱によって剥離強度試験機では測定できないほど粘着力が低下していることが確認された。
また、図２、図３から、加熱によって熱膨張性フィラーが膨張していることが確認でき、このことが粘着力を低下させていると考えられる。

１ 加熱剥離型粘着シート
２ 基材
３ 感圧粘着層
４ 熱膨張性フィラー

Claims (9)

1. 基材の片面に感圧粘着層を設け、該感圧粘着層上に、加熱により膨張する未膨張の熱膨張性フィラーを担持させたことを特徴とする、加熱剥離型粘着シート。
2. 前記熱膨張性フィラーが、熱可塑性高分子からなる外殻と、該外殻内に膨張成分を内包した熱膨張性マイクロカプセルであることを特徴とする、請求項１に記載の加熱剥離型粘着シート。
3. 前記膨張成分が液状の炭化水素であることを特徴とする、請求項２に記載の加熱剥離型粘着シート。
4. 未膨張の前記熱膨張性フィラーの膨張開始温度が６０℃〜２６０℃であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の加熱剥離型粘着シート。
5. 前記熱膨張性フィラーが非粘着性であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の加熱剥離型粘着シート。
6. 未膨張の前記熱膨張性フィラーを担持させた前記感圧粘着層の加熱する前の粘着力が０．１Ｎ以上／２５ｍｍであり、前記熱膨張性フィラーが膨張する温度に加熱した後の該感圧粘着層の粘着力が加熱前の粘着力の４分の１以下であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の加熱剥離型粘着シート。
7. 水中に分散させた未膨張の前記熱膨張性フィラーの分散液を前記感圧粘着層上に噴霧して、前記感圧粘着層上に前記熱膨張性フィラーを担持させたことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の加熱剥離型粘着シート。
8. 前記感圧粘着層上に、未膨張の前記熱膨張性フィラーを０．１２〜１．００ｇ／ｍ²担持させたことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の加熱剥離型粘着シート。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載されている加熱剥離型粘着シートと、該加熱剥離型粘着シートの前記基材の、前記感圧粘着層が設けられている面とは反対の面に設けられた、印刷層、感熱記録層、熱転写受像層の少なくとも１つとを備えることを特徴とする、ラベル。