JP2018053220A - 再剥離性シート - Google Patents
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Abstract
Description
再剥離性シートは、感圧接着剤層を介して重ね合わせ面同士が再剥離可能に接着される。
本発明の一実施形態の再剥離性シートは、重ね合わせ面同士を再剥離可能に接着できる再剥離性シートであって、基材シートと、前記基材シートの少なくとも一方の面に設けられた感圧接着剤層と、前記感圧接着剤層の表面に設けられた表面層とを有し、前記感圧接着剤層が、天然ゴム系材料を含む接着剤基剤を含有し、前記表面層が、セルロースナノファイバー、キチンナノファイバー、およびキトサンナノファイバーからなる群から選択される1以上を含有する。
前記再剥離性シートは、前記表面層によって、重ね合わせ面同士の接着力を抑制することができる。
ここに示す再剥離性シート1は、基材シート11と、基材シート11の一方の面である表面11aに設けられた感圧接着剤層12と、感圧接着剤層12の表面12aに設けられた表面層13とを備える。
再剥離性シート1は、感圧接着剤層12を介して、基材シート11の重ね合わせ面同士、すなわち基材シート11の感圧接着剤層12を備えた側の表面11a同士を、再剥離可能に接着できるようになっている。
表面層13の表面13aは、基材シート11の重ね合わせ面同士を再剥離可能に接着するときの接着面となる。
再剥離性シート1は、表面層13の表面13a同士が接着されており、表面13aを剥離面として、基材シート11の重ね合わせ面(表面11a)は再剥離される。
例えば、図3に示す再剥離性シート1Aのように、感圧接着剤層12および表面層13は、基材シート11の表面11aだけではなく、その反対側の面(裏面)11bにも設けられていてよい。
前記再剥離性シートは、一の再剥離性シートが折り畳まれて、基材シートの重ね合わせ面同士が接着されてもよいし、別々の再剥離性シート同士が、これらの基材シートの重ね合わせ面で、感圧接着剤層により接着されてもよい。
前記基材シートは、例えば紙を含む材質からなる。基材シートとしては、例えば、上質紙、原紙、アート紙、コート紙、キャストコート紙、レジンコート紙、合成紙等が挙げられ、特に、上質紙が好適である。上質紙であることによって、水性エマルジョンタイプの接着剤を塗布して感圧接着剤層を形成する際、当該接着剤の形成が良好であるとともに、インクジェット印刷を行なう際のインク吸収性が良好である。
基材シートの材質は、1種のみでもよいし、2種以上でもよく、2種以上である場合、その組み合わせおよび比率は、目的に応じて任意に選択できる。基材シートは、少なくとも感圧接着剤組成物の塗工面の材質が紙であるものが好ましい。
基材シートが複数層からなる場合には、各層の合計の厚さが、上記の好ましい基材シートの厚さとなるようにするとよい。
前記感圧接着剤層は、前記基材シートの表面に、感圧接着剤層を構成する成分が配合された感圧接着剤組成物を塗工し、乾燥させることで形成できる。
感圧接着剤組成物は、疑似接着剤であれば特に限定されず、公知のものを使用できる。
感圧接着剤組成物は、接着剤基剤および接着力調節剤が配合されている。接着力調節剤は、接着剤基剤による接着力の発現を阻害して、感圧接着剤層の接着力を調節したり、接着力の高進性の抑制や耐ブロッキング性を向上させるための成分である。接着剤基剤および接着力調節剤は、感圧接着性を発現するための成分である。
前記接着剤基剤は、天然ゴム系材料を含む。前記天然ゴム系材料としては、例えば、天然ゴム、天然ゴムを変性させた変性ゴム等が挙げられる。
前記接着剤基剤は、有機溶媒を用いる有機溶媒系のもの、水を媒体とする水系のもの、紫外線等の放射線の照射で硬化する放射線硬化系のもの、加熱で硬化する加熱硬化系のもの等が挙げられる。
なお、本明細書において「接着剤基剤」とは、特に断りのない限り、前記天然ゴム等の固形のものを意味し、前記有機溶媒、水等の液状の媒体を含まないものとする。
前記接着剤基剤は、水系のものが好ましく、天然ゴム系水性エマルジョンタイプのものがより好ましい。水系の接着剤基剤を用いたエマルジョン等の組成物は、揮発性が低いため、塗布量の調節が容易であり、基材シートへの塗工適性がより高い。また、このような組成物は、媒体が水なので人体に無害であり、さらに引火性もなく、塗工工程や乾燥工程において、防爆設備等の特殊設備が不要である。
天然ゴムにメタクリル酸メチルをグラフト重合させて得られた変性ゴムで好ましいものとしては、例えば、天然ゴム100質量部に対して、メタクリル酸メチルを10〜40質量部グラフト重合させたものが挙げられる。
接着剤基剤(天然ゴム系材料)としては、天然ゴムとメタアクリル酸メチル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステルとを混合した天然ゴム系ラテックス、天然ゴムと保護コロイド系アクリル共重合エマルジョンとを混合した天然ゴム系ラテックスも使用可能である。
天然ゴム系材料の配合量の割合が前記範囲下限値以上であることで、シートを加圧して接着させる際の圧力が低くても十分な接着力が得られるため、接着力が大きくなり過ぎるのを防ぎ、再剥離性シートの再剥離性を良好にできる。また、感圧接着剤層に必要な接着力を確保することができるため、例えば再剥離性シートの搬送、仕分けなどの段階で重ね合わせ面が剥離するのを防ぐことができる。
ジエン系ゴム材料の配合量の割合が前記範囲下限値以上であることで、感圧接着剤層の強度を高め、耐摩耗性を向上させることができる。そのため、感圧接着剤層の一部がシール装置のロール等に付着するのを防ぐことができる。
なお、接着剤基剤における天然ゴム系材料の配合量の割合は100質量%でもよい。
前記接着力調節剤は、例えば、充填材、ワックス等であり、前記接着剤基剤との親和性が低いものが挙げられる。これらはいずれも、感圧接着剤層の接着力(感圧接着性)を調節したり、接着力の高進性の抑制や耐ブロッキング性を向上させる。
前記接着力調節剤は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよく、2種以上を併用する場合、それらの組み合わせおよび比率は、目的に応じて適宜選択すればよい。
また、前記充填材は、粒子状(微粒子)であるものが好ましい。
シリカは非晶質シリカであることが好ましい。非晶質シリカは、粒子状(微粒子)であるものが好ましい。
乾式シリカは、例えば、四塩化ケイ素を酸素・水素炎中で燃焼させる燃焼法で得られる。湿式シリカは、例えば、ケイ酸ナトリウムを無機酸で中和する沈殿法若しくはゲル法、またはアルコキシシランを加水分解するゾルゲル法等で得られる。
前記非晶質シリカは湿式シリカであることが好ましい。
なお、本明細書において、「平均粒子径」とは、特に断りのない限り、コールターカウンターを用いる方法で測定された、体積累積分布の中央値D50を意味する。
好ましい前記極性溶媒としては、例えば、水;メタノール、エタノール、2−プロパノール等のアルコール;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等の鎖状または環状ケトン;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等の鎖状または環状エーテル等が挙げられる。
前記溶媒(分散媒)は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよく、2種以上を併用する場合、それらの組み合わせ及び比率は、目的に応じて適宜選択すればよい。
溶媒(分散媒)は、水または水を含む極性溶媒であることが好ましく、水であることがより好ましい。
このようにすることで、前記感圧接着剤層の構造を強化でき、また、多孔質性を有するシリカの表面には前記接着剤基剤が付着し易いため、感圧接着剤層の接着力(感圧接着性)および再剥離性を容易に調節できる。
シリカの前記配合量の割合が前記下限値以上であることで、感圧接着剤層でのインクの印刷濃度をより良好な範囲に調節でき、シリカの前記配合量の割合が前記上限値以下であることで、感圧接着剤層をより安定して形成できる。
前記感圧接着剤組成物は、前記接着剤基剤の配合量100質量部に対する、シリカ以外の前記接着力調節剤(充填材)の配合量の割合は、例えば1〜60質量部とすることができる。
接着力調節剤におけるシリカの配合量の割合は100質量%でもよい。
前記感圧接着剤組成物は、接着剤基剤および接着力調節剤以外に、これらに該当しないその他の成分が配合されていてもよい。
前記その他の成分は、本発明の効果を損なわない限り特に限定されず、感圧接着剤分野で公知のものが挙げられ、好ましいものとしては、例えば、バインダー、多価金属塩、界面活性剤、密着剤、アンチブロッキング剤、安定剤、溶媒、カチオンポリマー、酸化防止剤、消泡剤、防腐剤等が挙げられる。
前記その他の成分は1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよく、2種以上を併用する場合、それらの組み合わせおよび比率は、目的に応じて適宜選択すればよい。
これらの中でも、印刷濃度の低下が少なく、耐オフセット性も良好である点から、前記バインダーはポリビニルアルコールであることが好ましい。以下、ポリビニルアルコールを「PVA」と略記することがある。
水溶性高分子の前記配合量の割合が前記下限値以上であることで、感圧接着剤層の強度を高めるとともに、シール装置のロール等に感圧接着剤層中の成分(例えばシリカ)が移行するのを抑制できる。水溶性高分子の前記配合量の割合が前記上限値以下であることで、感圧接着剤層の接着力の高進を抑制できる。
好ましい多価金属塩としては、例えば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、塩化亜鉛、硝酸カルシウム、硝酸マグネシウム、酢酸カルシウム、酢酸マグネシウム等が挙げられる。
これらの中でも、感圧接着剤層において、インクジェット印刷適性を向上させることができ、水への溶解度と安全性が高い点から、より好ましい前記多価金属塩としては、塩化カルシウム、塩化マグネシウムが挙げられる。
アンチブロッキング剤は、これらの中でも、天然ゴムとの親和性がより小さく、より高いアンチブロッキング効果を実現できることから、デンプンであることが好ましい。
感圧接着剤組成物の調製時には、上記の接着剤基剤等の固形状の各配合成分は、水や有機溶媒等の液状媒体に溶解または分散させた状態で配合することがある。本発明においては、このような固形状の各配合成分を溶解または分散させるのに用いる液状媒体も溶媒に含める。
ただし、本発明の効果がより顕著に得られる点から、前記感圧接着剤組成物は、液状媒体以外の配合成分の総量(固形状の配合成分の総量)に対する、前記接着剤基剤および接着力調節剤の総配合量の割合が、60質量%以上であることが好ましく、65質量%以上であることがより好ましく、70質量%以上であることが特に好ましい。一方、前記総配合量の割合の上限値は、特に限定されず、100質量%であってもよい。
混合方法は特に限定されず、撹拌子または撹拌翼等を回転させて混合する方法;ミキサー、三本ロール、ニーダーまたはビーズミル等を使用して混合する方法;超音波を加えて混合する方法等、公知の方法から適宜選択すればよい。そして、溶解していない成分が存在する場合には、この成分が均一に分散するまで撹拌することが好ましい。
また、配合時間も、各配合成分が劣化しない限り特に限定されず、配合成分の種類や配合時の温度に応じて適宜調節すればよいが、例えば、1分〜24時間であることが好ましい。
前記印刷法としては、例えば、グラビア印刷法、フレキソ印刷法、ノズル式(インクジェット式)印刷法、スプレー式印刷法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法、グラビアオフセット印刷法、パッド印刷法等が挙げられる。
前記塗布法としては、例えば、スピンコーター、エアーナイフコーター、カーテンコーター、ダイコーター、ブレードコーター、ロールコーター、ゲートロールコーター、バーコーター、ロッドコーター、グラビアコーター等の各種コーターや、ワイヤーバー等を用いる方法等が挙げられる。
感圧接着剤組成物の固形分の塗工量が前記下限値以上であることで、感圧接着剤層に必要な接着力を確保することができる。そのため、例えば再剥離性シートの搬送、仕分けなどの段階で重ね合わせ面が剥離するのを防ぐことができる。
感圧接着剤組成物の固形分の塗工量が前記上限値以下であることで、感圧接着剤層の接着力の高進を抑制できる。
前記表面層は、セルロースナノファイバー、キチンナノファイバー、およびキトサンナノファイバーからなる群から選択される1以上を含有する。前記表面層は、セルロースナノファイバー、キチンナノファイバー、およびキトサンナノファイバーのうち1つを含有していてもよいし、2以上を含有していてもよい。
以下、セルロースナノファイバー、キチンナノファイバー、およびキトサンナノファイバーを「多糖類ナノファイバー」と総称することがある。
非酸化セルロースは、酸化セルロースに比べて表面電荷が少ないため、感圧接着剤層との界面においてミクロフィブリルの凝集が起こりにくい。そのため、ミクロフィブリルが十分に分散した表面層が得られる。よって、接着力の高進抑制効果の点で優れている。
解繊処理により得られた処理物が、目的とするセルロースナノファイバーであることは、処理物を原子間力顕微鏡(AFM)を用いて繊維を観察することにより確認できる。
キトサンナノファイバーは、キチン原料をアルカリ処理等により脱アセチル化した後、分散媒(例えば水等)中で解繊処理を施してキトサンナノファイバー分散液を得る方法によって製造できる。
前記その他の成分は、本発明の効果を損なわない限り特に限定されず、例えば、バインダー、界面活性剤、溶媒等が挙げられる。
前記その他の成分は1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよく、2種以上を併用する場合、それらの組み合わせおよび比率は、目的に応じて適宜選択すればよい。
前記バインダーは、前記表面層の強度を向上させるものであり、例えば水溶性高分子が例示できる。
前記溶媒としては、水等が挙げられる。
前記分散液中の多糖類ナノファイバーの固形分濃度は、5質量%以下であることが好ましく、3質量%以下であることがより好ましい。前記固形分濃度が前記範囲であると、前記分散液の分散性および透明性がより向上する。また、前記固形分濃度の下限値は特に限定されず、0質量%超であればよい。
多糖類ナノファイバー分散液の塗工量が前記下限値以上であることで、再剥離性シートの重ね合わせ面の接着力の高進を確実に抑制できる。また、多糖類ナノファイバー分散液の塗工量が前記上限値以下であることで、重ね合わせ面に必要な接着力を確保できる。
前記印刷層は、形状、色等を目的に応じて任意に選択でき、特に限定されない。例えば、印刷層は、文字のみで構成されていてもよいし、文字以外のパターンのみで構成されていてもよく、文字と文字以外のパターンとの組み合わせで構成されていてもよい。
印刷層が複数層からなる場合には、各層の合計の厚さが、上記の好ましい印刷層の厚さとなるようにするとよい。
インクジェットプリンタを用いて、再剥離性シートの表面に、黒色顔料インクを2cm×2cmのサイズでベタ印刷(単色印刷)し、0.1秒後に印刷部の表面でロールを転動させたときに、ロールに転写されるインクの濃度を転写汚れΔEとする。転写汚れΔEは、小さいほどインク吸収性が高くなる。転写汚れΔEは、例えば3.2以下が好ましい。
次に、前記再剥離性シートの製造方法について説明する。
前記再剥離性シートは、感圧接着剤層形成工程と、表面層形成工程と、印刷層形成工程と、重ね合わせ工程と、接着工程とを有する製造方法で製造できる。
感圧接着剤層形成工程は、基材シートの表面に感圧接着剤層を形成する工程である。
表面層形成工程は、感圧接着剤層の表面に表面層を形成する工程である。
印刷層形成工程は、表面層の表面に印刷層を形成する工程である。
重ね合わせ工程は、前記感圧接着剤層が形成された前記基材シートを、前記重ね合わせ面同士が対向するように重ね合わせる工程である。
接着工程は、前記重ね合わせ面同士を再剥離可能に接着する工程である。
表面層形成工程は、先に説明したように、多糖類ナノファイバー分散液(例えばセルロースナノファイバー分散液)を感圧接着剤層の表面に塗工し、乾燥させることで、表面層を形成する方法により行えばよい。
印刷層形成工程は、先に説明したように、印刷法を適用して印刷層を形成する方法により行えばよい。
接着工程は、前記重ね合わせた基材シートを一対の加圧体によって挟み込んで厚さ方向に加圧して、前記重ね合わせ面同士を接着する方法により行えばよい。
感圧接着剤層において水溶性高分子等のバインダーの配合量を多くすることによってシリカの定着性を高めればシリカの移行は軽減できるが、その場合、特に高温・高湿環境下において感圧接着剤層の接着力が高進し、重ね合わせ面が再剥離しにくくなることがあった。
接着力の高進は、水溶性高分子等のバインダーが基材シートに時間経過とともに徐々に浸み込むことによって、感圧接着剤層の表面において接着剤基剤(天然ゴム等)が表出しやすくなることが原因となっていると推測できる。
多糖類ナノファイバーを含む表面層によって接着力の高進を抑制できるのは、表面層にミクロフィブリルにより網目状の微細構造が形成されることから、前述のバインダーの基材シートへの浸み込みが起きた場合でも、接着剤基剤(天然ゴム等)の表出を抑制できるためであると推測できる。
また、表面層は、ミクロフィブリルにより網目状の微細構造を有することから、感圧接着剤層の全面を完全に覆う層とは異なり、接着力を過度に低下させることがない。よって、感圧接着剤層による適当な接着力を維持しつつ、接着力の高進抑制が可能となる。
また、表面層は多糖類ナノファイバーを含むため、紙と同様に繊維が絡み合った構造を有することから、インクの受容性にも優れている。よって、印字適性の点で好適な再剥離性シートが得られる。
このように構成された三つ折りハガキ21は、折り線3a、3bにおいてZ型に折り込んで、各区画の重ね合わせ面の感圧接着剤層6同士を対接させ、ドライシーラー(シール装置)で圧力を加えることにより、感圧接着剤層6を介して各区画の重ね合わせ面同士が再剥離可能に接着される。
なお、再剥離性シートの折り曲げ方は、Z字状の三つ折りに限らず、二つ折り等、他の折り曲げ方でもよく、特に限定されない。
加圧時の圧力は、前記ロール面間の間隔を変えることで調節でき、シートの厚さによって適宜選択すればよい。
<再剥離性シートの製造>
(感圧接着剤組成物の製造)
天然ゴムラテックス(39.5質量%)、スチレンブタジエンラテックス(SBR)(3.6質量%)、非晶質シリカ(東ソー・シリカ社製「E200」)(36.0質量%)、シラノール変性ポリビニルアルコール(クラレ社製、PVA25−98R)(9.1質量%)、スターチ(デンプン)(5.6質量%)、安定剤(ポリオキシエチレンオレイルエーテル硫酸ナトリウム)(1.5質量%)、多価金属塩(塩化カルシウム)(3.6質量%)、酸化防止剤(0.5質量%)、消泡剤(0.4質量%)、防腐剤(0.2質量%)を含む感圧接着剤組成物を製造した。
モリマシナリー社製のセルロースナノファイバー(固形分濃度5質量%、繊維幅30〜200nm、比表面積150m2/g)を水で10倍希釈し、撹拌羽根を有する撹拌機を用いて十分に撹拌し、固形分濃度0.5質量%のセルロースナノファイバー分散液を得た。なお、セルロースナノファイバーを「CNF」と略記することがある。
基材シート(日本製紙社製の耐水紙(坪量約110g/m2))の表面に、感圧接着剤組成物をエアナイフコーターで固形分の塗工量6.0g/mとなるように塗工し、150℃で乾燥させ、感圧接着剤層を形成した。
感圧接着剤層の表面に、セルロースナノファイバー分散液をワイヤーバーコーターで固形分の塗工量が1.0g/m2となるように塗工し、形成した塗膜を105℃で1分間乾燥させて、セルロースナノファイバーからなる表面層を形成し、図3に示すものと同様の再剥離性シートを得た。
再剥離性シートを、23℃、相対湿度50%の環境下に置いて12時間調湿した後、表面層同士が接触するようにこの再剥離性シートをZ字状に三つ折りして試験片とし、この試験片をロールシーラー(シール装置)で加圧し、シートの重ね合わせ面同士を接着した。
ロールシーラーのロールギャップ(ロール面間の間隔)は、基材シート幅を6インチ(152.4mm)に換算して、初期接着力が2〜3Nとなることを想定して設定した。ロールギャップは280μmとした。
ロールシーラーから排出された試験片を、高温・高湿環境(温度40℃、湿度90%)で保管した。試験片を、翌日以降に前記環境から取り出し、温度23℃、湿度50%の環境下で30分間の調湿を行った。二組の重ね合わせ面のうち、一方においてシート同士を剥離させ、残った他方の重ね合わせ面について、JIS K6854(接着剤の剥離接着強さ試験方法)に準じて、剥離試験機(島津製作所社製「オートグラフAGSH」)を用いてT型剥離を行い、このときの接着力を測定した。測定数は3とし、それらの平均値を算出した。
翌日の高進率は、330%未満で○(良)、330%以上で×(不可)と評価した。
結果を表1および図6に示す。
表面層の形成にあたり、セルロースナノファイバー分散液の固形分の塗工量を2.0g/m2としたこと以外は実施例1と同様にして再剥離性シートを製造した。
得られた再剥離性シートについて、実施例1に準じて評価を行った。ロールシーラーのロールギャップは250μmとした。結果を表1および図6に示す。
感圧接着剤層の表面に、セルロースナノファイバーからなる表面層に代えて、PVAからなる表面層を形成したこと以外は実施例1と同様にして再剥離性シートを製造した。
得られた再剥離性シートについて、実施例1に準じて評価を行った。ロールシーラーのロールギャップは300μmとした。結果を表1に示す。
表面層を形成しないこと以外は実施例1と同様にして再剥離性シートを製造した。
得られた再剥離性シートについて、実施例1に準じて評価を行った。ロールシーラーのロールギャップは300μmとした。結果を表1および図6に示す。
実施例1,2では、それぞれ3つの接着力の測定値による高進率はいずれも330%未満であり、安定的な接着力の高進抑制効果が確認された。
また、表1に示すように、他の材料(PVA)からなる表面層を有する比較例1では、接着力の高進抑制の効果の点で実施例1,2に大きく劣る結果となった。
Claims (1)
- 重ね合わせ面同士を再剥離可能に接着できる再剥離性シートであって、
基材シートと、前記基材シートの少なくとも一方の面に設けられた感圧接着剤層と、前記感圧接着剤層の表面に設けられた表面層とを有し、
前記感圧接着剤層が、天然ゴム系材料を含む接着剤基剤を含有し、
前記表面層が、セルロースナノファイバー、キチンナノファイバー、およびキトサンナノファイバーからなる群から選択される1以上を含有する、再剥離性シート。
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