JP2017077947A - ラベル剥離方法およびラベル剥離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被着体にダメージを与えることなく、且つ粘着力を高速に低下させ、被着体から剥離することができる、加熱剥離型粘着ラベルの剥離方法及び剥離装置を提供する。【解決手段】加熱剥離型粘着層を介して被着体に貼り付けた加熱剥離型粘着ラベルを、過熱水蒸気で加熱して被着体から剥離する工程を含む、加熱剥離型粘着層を有する加熱剥離型粘着ラベルの剥離方法。【選択図】図１

Description

本発明は、加熱剥離型粘着ラベルの剥離方法、及び、ラベル剥離装置に関する。
特に、本発明は、常温で強固に被着体に貼りついている加熱剥離型粘着ラベルを、加熱処理することによりその粘着力を低減させて、被着体から容易に剥離することを可能とする、物流ラベル等を剥離するのに好適に用いられる剥離方法、及びそのような剥離方法を実現するために好適に使用し得る剥離装置に関する。

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。このようなラベルの中には、それら容器を再利用するために容器の使用後に容器から剥離されるものであって、容器の回収後にラベルの剥離を容易に行なうことができるようにされているものがある。
従来採用されている容器からラベルを剥離するための手段として、被着体に貼り付けたラベルに高圧の水を吹き付けて剥がす高圧水洗浄を用いるものがある。
しかしながら、高圧水による剥離は、剥離時に大量の水を使用する必要があるばかりでなく、汚れた水の処理を行う必要があるため、ランニングコストや環境的に問題がある。

そこで、ラベル自身に剥がれやすくする細工を施すことが検討されている。たとえば、熱をかけることで粘着力がなくなり被着体から剥がれやすくする加熱剥離型粘着体を使用した、加熱剥離型粘着ラベルがある。
加熱剥離型粘着ラベルを加熱する手段としては、赤外線加熱、熱風加熱、ホットプレート加熱などが知られている。
例えば、特開平１１−３０２６１０号公報（特許文献１）には、粘着シートを構成する少なくとも１つの層に赤外線吸収性を付与することにより、赤外線加熱により熱膨張性微小球を含む熱膨張性層を速やかに膨張させて、加熱剥離型粘着シートを被着体から容易に剥離させる剥離方法が記載されている。
また、特開平１１−３０２６１４号公報（特許文献２）には、熱膨張性層に含まれる熱膨張性微小球を強磁性体で被覆されているものとすることにより、高周波誘電加熱により熱膨張性層を速やかに膨張させて、加熱剥離型粘着シートを被着体から容易に剥離させる剥離方法が記載されている。

特開平１１−３０２６１０号公報 特開平１１−３０２６１４号公報

しかしながら、これら従来の方法には、剥離に時間がかかってしまうという問題がある一方、短時間で剥離を行おうとすると、被着体側にダメージが残ってしまうという課題があった。
例えば、赤外線加熱を用いる剥離方法では、高速で剥離をしようと出力を上げると、ラベル貼り付け部分以外の被着体（例えば樹脂部分）も融解してしまう恐れがある。また、この剥離方法には、サーマル紙のような白色基材では熱効率の良い加熱ができない場合がある、という問題点もある。
また、高周波誘導加熱を用いる剥離方法には、加熱の加減が難しいという問題点がある。また、粘着層中に強磁性体のような金属材料を含有させる必要があるため、金属探知の観点から食品関係のラベルには使用できないという問題があった。

上述のような従来技術の問題点に鑑み、本発明者らは、飽和水蒸気をさらに過熱させた過熱水蒸気を加熱剥離型粘着ラベルに吹き付けることにより、被着体にダメージをほとんど与えることなく粘着力を高速に低下できることを見出し、本発明に到ったものである。
すなわち、本発明は、ランニングコストが安価で実用的であるとともに高性能な加熱剥離型粘着ラベルの剥離方法及び剥離装置を提供することを、その目的とするものである。

本発明は、加熱剥離型粘着層を有する加熱剥離型粘着ラベルの剥離方法であって、加熱剥離型粘着層を介して被着体に貼り付けた加熱剥離型粘着ラベルを、過熱水蒸気で加熱して、被着体から剥離する工程を含むものである。
本発明において、加熱剥離型粘着ラベルを過熱水蒸気で加熱する工程が、加熱剥離型粘着ラベルに過熱水蒸気を接触させて、加熱剥離型粘着層の剥離開始温度以上の温度に加熱剥離型粘着層を加熱する工程を含むものとすることができる。
本発明では、加熱剥離型粘着層が、粘着層の内部に加熱により膨張する未膨張の熱膨張性フィラーを内包するものであるのが好ましい。
この場合、加熱剥離型粘着ラベルを過熱水蒸気で加熱する工程が、加熱剥離型粘着ラベルに過熱水蒸気を接触させて、加熱剥離型粘着層に内包される未膨張の熱膨張性フィラーを熱膨張性フィラーの膨張開始温度以上の温度に加熱する工程を含むものとすることができる。

本発明において、過熱水蒸気の温度が、加熱剥離型粘着ラベルの表面で１００℃〜５００℃であるのが好ましい。
この場合、被着体がガラス製の容器であるのがさらに好ましい。

あるいは、本発明において、過熱水蒸気の温度が、加熱剥離型粘着ラベルの表面で１００℃〜１７０℃であるものとしてもよい。
この場合、被着体がプラスチック製の容器であるのがさらに好ましい。

本発明はさらに、被着体に貼り付けた加熱剥離型粘着ラベルを被着体から剥離するためのラベル剥離装置であって、飽和水蒸気を生成するためのボイラーと、飽和水蒸気を過熱して過熱水蒸気を生成し、吹き出し口から過熱水蒸気を放出するための過熱水蒸気発生装置と、過熱水蒸気発生装置の吹き出し口に取り付けられた、過熱水蒸気を被着体に貼り付けた加熱剥離型粘着ラベルに向けるための先端ノズルとを備えるものである。

本発明によれば、加熱剥離型粘着ラベルを過熱水蒸気で加熱することにより、被着体にダメージを与えることなく、且つ粘着力を高速に低下させ、被着体から剥離することができる。
本発明で採用する過熱水蒸気での加熱が、他の加熱方式と比べて優位である理由として、過熱水蒸気の持つ優れた熱伝導性が挙げられる。本発明は、過熱水蒸気が有する特徴を巧妙に利用することにより、過熱水蒸気自体の温度が他の加熱方式の熱源に比べて低い状態でも高速に他の物質に熱を伝えることができ、且つ長時間吹き付けた場合でもラベルや被着体が過熱水蒸気自体の温度以上の温度にならないため、高速かつ低ダメージでの加熱剥離を可能としている。
このことは特に被着体がプラスチック等、熱に弱い物質の場合に優位に働くが、ガラスや金属等、耐熱性のある物質であっても、過熱水蒸気の高い熱伝導性はラベル剥離作業時間短縮等に十分利用価値がある。加熱剥離型粘着ラベルを剥離するため加熱を高速で行いたいが、被着体をある一定の温度以上にはしたくないと考える場面では、本発明はすべての被着体にとって有効である。

本発明のラベル剥離装置の一態様の概略的な模式図である。

以下、本発明を実施するための形態について説明する。

本発明のラベル剥離方法に使用できる加熱剥離型粘着ラベルとしては、粘着ラベルと被着体との粘着に加熱剥離型の粘着層を用いたものが使用できる。加熱剥離型粘着ラベルの一般的な構成は、基材の裏面に加熱剥離型粘着層を有し、該加熱剥離型粘着層を介して被着体に貼り付けるものである。加熱剥離型粘着ラベルの表面には、絵柄や文字などからなる印刷層、感熱記録層、熱転写受像層などを設けることができる。加熱剥離型粘着ラベルは、商業用、工業用の製品ラベル、商品ラベルなどのほか、シールやステッカー、シート状やテープ状などの形態のものであってもよい。

加熱剥離型粘着ラベルの基材としては、ラベルとして機能するものであれば特に限定されるものではなく、任意の物を使用することができるが、例えば紙基材や合成紙、ポリエチレンテレフタレートなどプラスチックのフィルムやシートなどの基材が挙げられる。
加熱剥離型粘着層としては、加熱により粘着力が低下するものであれば、その原理は特に制限されないが、例えば粘着層としてポリアクリルエステルの側鎖の結晶化を利用したものや、熱膨張のフィラーを粘着層に混ぜたものなどを使用することが可能である。またこれらの加熱剥離型粘着層を単独、又は２種以上組み合わせて使用することができる。

本発明は、加熱剥離型粘着ラベルを過熱水蒸気で加熱して被着体から剥離することを特徴とするものである。
本発明において、過熱水蒸気とは、飽和蒸気を１００℃以上に加熱したものであって、所定の圧力において飽和温度以上の蒸気温度をもつ蒸気のことを指す。過熱水蒸気の発生方法としては、特に制限はないが、例えば水をボイラーで飽和水蒸気とし、その後熱線や高周波誘導加熱により蒸気を過熱して過熱水蒸気を生成する過熱水蒸気発生装置を用いることにより、過熱水蒸気を発生させることができる。

本発明において、加熱剥離型粘着ラベルを過熱水蒸気で加熱する際、加熱剥離型粘着ラベルに過熱水蒸気を接触させることにより、加熱剥離型粘着層の剥離開始温度以上の温度に加熱剥離型粘着層を加熱するのが望ましい。

本発明の好ましい一つの実施形態として、加熱剥離型粘着層が感圧粘着層の内部に加熱により膨張する未膨張の熱膨張性フィラーを内包する加熱剥離型粘着ラベルを用いることができる。このような加熱剥離型粘着ラベルの例としては、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を用いたものがある。例えば、熱膨張成分が液状の炭化水素であり、未膨張の熱膨張性フィラーの膨張開始温度が６０℃〜２６０℃である熱膨張性マイクロカプセルを、好適に使用することができる。
加熱剥離型粘着ラベルの加熱剥離型粘着層が上記のような未膨張の熱膨張性フィラーを内包するものである場合、加熱剥離型粘着ラベルの表面に過熱水蒸気を吹き付けて、加熱剥離型粘着層の未膨張の熱膨張性フィラーの膨張開始温度以上の温度に加熱剥離型粘着層を加熱することにより、被着体からラベルを剥離することができる。

本発明の別の好ましい一つの実施形態において、被着体として、プラスチック製の容器、例えば、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を使用することができる。
このようなプラスチック製の被着体に貼り付けた加熱剥離型粘着ラベルの表面に過熱水蒸気を吹き付けて被着体から剥離する場合、過熱水蒸気の温度が、加熱剥離型粘着ラベルの表面で１００℃〜１７０℃であるようにするとよい。温度が１００℃より低すぎると加熱するエネルギーが弱くなり、剥離までに時間がかかってしまう。さらに、過熱水蒸気の特性として温度が低くなるにつれ、吹き付けた対象が水分を含んでしまう傾向があり、ラベル基材が紙の場合、基材の剛性が失われ、被着体からの剥離性が悪化する。一方、温度が高すぎると貼りつけたプラスチック製の被着体が熱に弱いため、被着体が融解する恐れがある。

本発明のさらに別の好ましい実施形態において、被着体として、ガラス製の容器、例えば、化粧品用や飲料用などのガラス容器、窓ガラスなので建材用や自動車用のガラス部材を使用することができる。
このようなガラス製の被着体に貼り付けた加熱剥離型粘着ラベルの表面に過熱水蒸気を接触させて被着体から剥離させる場合、過熱水蒸気の温度が、加熱剥離型粘着ラベルの表面で１００℃〜５００℃であるようするとよい。ガラス製品の融点は一般に６００〜７００℃であるため、プラスチック製の被着体よりも高温の過熱水蒸気を用いることができ、より短時間でラベルを剥離することができる。

次に、図面を参照して、本発明のラベル剥離装置の一態様について説明する。
図１を参照して、本発明のラベル剥離装置は、飽和水蒸気を生成するボイラー１と、ボイラー１に飽和水蒸気配管２で連結された、飽和水蒸気を過熱して過熱水蒸気を生成し、吹き出し口から過熱水蒸気を放出するための過熱水蒸気発生装置３と、過熱水蒸気発生装置３の吹き出し口に過熱水蒸気配管４で連結された先端ノズル５であって、過熱水蒸気を被着体７に貼り付けた加熱剥離型粘着ラベル６に向けるためのものを備えている。
過熱水蒸気発生装置３の吹き出し口に、屈曲性や伸縮性のある先端ノズル５を取り付けることにより、吹き付け作業の作業性を上げることができる。
先端ノズル５の形状は、加熱対象である加熱剥離型粘着ラベル６の大きさに合わせて適宜選択できる。過熱水蒸気発生装置に取り付けられた先端ノズル５から、加熱剥離型粘着ラベル６に過熱水蒸気を直接吹き付けてもよいし、被着体７に貼り付けた加熱剥離型粘着ラベル６全体を覆うようなカバー部材（図示せず）を介して、カバー部材の内部に過熱水蒸気を噴射するようにしてもよい。カバー部材で覆う方法は、加熱剥離型粘着ラベル６全体を効率よく加熱でき有効な方法である。過熱水蒸気を吹き付ける方向としては、好ましくは、加熱剥離型粘着ラベル６の正面から、もしくはある程度の角度を持って、吹き付けると効率的である。

過熱水蒸気の吹き付け方法としては、被着体７に貼り付けた加熱剥離型粘着ラベル６に直接過熱水蒸気を吹き付ければよいが、過熱水蒸気発生装置の吹き出し口からなるべく近い距離で吹き付けた方が、熱損失がなく効率的である。
過熱水蒸気の吐出圧力は、高いほど加熱対象物である加熱剥離型粘着ラベル６に素早く熱を伝えることができ、加熱剥離型粘着ラベル６を被着体７から剥離するまでの時間が短縮できるため好ましい。ボイラー１等から供給する飽和水蒸気量は、高速剥離する観点から、２ｋｇ／ｈ以上であるのが好ましく、さらに好ましくは１０ｋｇ／ｈ以上である。過熱水蒸気発生装置３の吹き出し口から被着体７に貼り付けた加熱剥離型粘着ラベル６に向ける過熱水蒸気の供給量も、これと同じか、これよりも多いのが望ましい。過熱水蒸気の供給量が多い場合、過熱水蒸気発生装置３の吹き出し口の径を大きくしても、吐出圧力を安定に保つことができる。

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。

７５μｍの上質紙を基材として、この上に１５μｍのアクリル系粘着層を設けた粘着紙を準備した。次に、水系アクリルエマルジョン粘着剤に、膨張開始温度が７５℃〜９０℃の熱膨張性フィラーを、固形分重量比率で５：１で混合した加熱剥離型粘着剤を用いて、粘着紙の粘着層側に、厚み５０μｍの加熱剥離型粘着層を塗布形成した。これにより、剥離開始温度が９０±５℃の加熱剥離型粘着ラベルを得た。
ここで、本実施例の膨張開始温度とは、ホットプレート上に熱膨張性フィラーを配置し、ホットプレートの温度を上げながら加熱し、観察したとき、熱膨張性フィラーの膨張の開始が確認された温度をいう。
また、本実施例の剥離開始温度とは、ホットプレートに加熱剥離型粘着ラベルを貼り付け、ホットプレートの温度を上げながら加熱したとき、加熱剥離型粘着ラベルがホットプレートから剥離することが確認された温度をいう。
なお、サンプル表面の温度の測定は、熱電対を用いて、サンプル表面から１ｍｍ浮かせた位置で測定を行った。

次に、この加熱剥離型粘着ラベルを２ｃｍ角に切り、被着体としてポリプロピレン板（ＰＰ板）に貼り付けて、評価サンプルを作製した。なお後述の実施例３では、被着体にＰＰ板ではなく、ガラス板を用いて評価サンプルを作成した。

（参考例１）
飽和水蒸気装置（ケルヒャー製SC4.001C）を用い、評価サンプルの表面の温度が９０℃となるように飽和水蒸気を吹き付けた。０．３５MPaの蒸気吐出圧力で、３０秒間吹き付け、吹き付け終了後、ＰＰ板から剥離しているか、ＰＰ板に見た目の変質が見られるかを観察した。
剥離状態について剥離は観察されず、加熱剥離型粘着ラベルが被着体に強固に貼りついていることが確認された。なお、加熱後の被着体状態に変化はなかった。

（実施例１）
過熱水蒸気発生装置（新熱工業（株）製ASH45）を用い、評価サンプル表面の温度が１４０℃となるように、過熱水蒸気を吹き付けた。吹き出し口は直径１０ｍｍの円形配管を用い、１０ｋｇ/ｈの蒸気量で評価サンプルの正面側から５秒間吹き付けた。吹き付け終了後、ＰＰ板から剥離しているか、ＰＰ板に見た目の変質が見られるかを観察した。

（実施例２）
評価サンプルの表面の温度が１７０℃となるように過熱水蒸気を吹き付けたことを除き、実施例１と同様に評価を行った。

（実施例３）
被着体としてＰＰ板に代えてガラス板を使用し、評価サンプルの表面の温度が５００℃となるように過熱水蒸気を吹き付けたたことを除き、実施例１と同様に評価を行った。

（比較例１）
過熱水蒸気発生装置に使用しているボイラーのみを用い、評価サンプルの表面の温度が９０℃となるように飽和水蒸気を吹き付けた。吹き出し口は直径１０ｍｍの円形配管を用い、１０ｋｇ/ｈの蒸気量で評価サンプルの正面側から５秒間吹き付けた。吹き付け終了後、ＰＰ板から剥離しているか、ＰＰ板に見た目の変質が見られるかを観察した。

（比較例２）
赤外線ヒーター（（株）ハイベック製HYM-8A）を用い、評価サンプルの表面の温度が１５０℃となるように評価用サンプルの正面側から９０秒間赤外線加熱を行った。加熱終了後、ＰＰ板から剥離しているか、ＰＰ板に見た目の変質が見られるかを観察した。

参考例、実施例及び比較例において得られた結果を、表１に示す。

実施例１、２はいずれも、参考例１で確認されたように被着体に強固に貼りついている加熱剥離型粘着ラベルについて、過熱水蒸気による加熱で被着体にダメージを与えることなく、且つ粘着力を高速に低下させることにより、加熱剥離型粘着ラベルを被着体から剥離することができた。
また実施例３では、被着体にポリプロピレンよりも耐熱性のあるガラスを用いたことにより、被着体のダメージを気にすることなく過熱水蒸気の温度を上げることができ、高速に剥離することができた。
一方、飽和水蒸気を用いた比較例１では、被着体にダメージをほとんど与えることはなかったものの、加熱剥離型粘着ラベルを被着体から剥離することができなかった。また、赤外線ヒーターを用いた比較例２では、加熱剥離型粘着ラベルが被着体から剥離する前に、被着体の表面が変質してしまった。

１ ボイラー
２ 飽和水蒸気配管
３ 過熱水蒸気発生装置
４ 過熱水蒸気配管
５ 先端ノズル
６ 加熱剥離型粘着ラベル
７ 被着体

Claims (9)

1. 加熱剥離型粘着層を有する加熱剥離型粘着ラベルの剥離方法であって、該加熱剥離型粘着層を介して被着体に貼り付けた加熱剥離型粘着ラベルを、過熱水蒸気で加熱して、被着体から剥離する工程を含むことを特徴とする、ラベル剥離方法。
2. 前記加熱剥離型粘着ラベルを過熱水蒸気で加熱する工程が、前記加熱剥離型粘着ラベルに過熱水蒸気を接触させて、前記加熱剥離型粘着層の剥離開始温度以上の温度に前記加熱剥離型粘着層を加熱する工程を含むことを特徴とする、請求項１に記載のラベル剥離方法。
3. 前記加熱剥離型粘着層が、粘着層の内部に加熱により膨張する未膨張の熱膨張性フィラーを内包することを特徴とする、請求項１又は２に記載のラベル剥離方法。
4. 前記加熱剥離型粘着ラベルを過熱水蒸気で加熱する工程が、前記加熱剥離型粘着ラベルに過熱水蒸気を接触させて、前記加熱剥離型粘着層に内包される未膨張の前記熱膨張性フィラーを該熱膨張性フィラーの膨張開始温度以上の温度に加熱する工程を含むことを特徴とする、請求項３に記載のラベル剥離方法。
5. 前記過熱水蒸気の温度が、前記加熱剥離型粘着ラベルの表面で100℃〜500℃であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のラベル剥離方法。
6. 前記被着体がガラス製の容器であることを特徴とする、請求項５に記載のラベル剥離方法。
7. 前記過熱水蒸気の温度が、前記加熱剥離型粘着ラベルの表面で100℃〜170℃であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のラベル剥離方法。
8. 前記被着体がプラスチック製の容器であることを特徴とする、請求項７に記載のラベル剥離方法。
9. 被着体に貼り付けた加熱剥離型粘着ラベルを被着体から剥離するためのラベル剥離装置であって、飽和水蒸気を生成するためのボイラーと、該飽和水蒸気を過熱して過熱水蒸気を生成し、吹き出し口から該過熱水蒸気を放出するための過熱水蒸気発生装置と、該過熱水蒸気発生装置の前記吹き出し口に取り付けられた、前記過熱水蒸気を前記被着体に貼り付けた加熱剥離型粘着ラベルに向けるための先端ノズルとを備えることを特徴とする、前記ラベル剥離装置。

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