JP2023541593A - 持続可能な水活性化粘着テープ - Google Patents

Abstract

水活性化テープおよび製造方法が提供され、前記テープは、再パルプ化可能な材料と、上記再パルプ化可能な材料に貼付された水溶性材料と、前記水溶性材料に貼付された水活性化粘着剤の層とを含む。【選択図】図１

Description

本開示は、持続可能な水活性化粘着テープに関する。具体的には、前記テープは、再パルプ化可能な材料、再パルプ化可能な材料に隣接した水溶性材料、および水溶性材料に隣接した水活性化粘着剤の層を含む。

製造中またはボール箱を満たした後に、ボール箱またはボール箱の蓋に封をするための粘着テープが知られている。例えば、標準的なクラフト紙テープは、片面に水活性化粘着剤（water-activated adhesive）を含んでおり、機械によって分配することができ、この機械では、テープの縦剛性を利用してテープをロールからほどき、またテープを湿らせるコンポーネントに通過させている。このようなコンポーネントは、テープの粘着剤表面を湿らせてボール箱に付着させる準備をする水槽を備えている。製造中およびボール箱に封をする際の異なる要求を満たすための従来の試みにおいて、プラスチックフィルム、および／または通常は繊維ガラスもしくは他の再パルプ化不可能な材料からなる補強繊維を用いた多層テープは、リサイクルすることが困難であり、持続可能なものはない。

一例にて、持続可能な水活性化粘着テープが提供され、前記テープは、再パルプ化可能な材料層、前記再パルプ化可能な材料層に隣接した水溶性材料、および前記水溶性材料に隣接した水活性化粘着剤を含む。一態様にて、持続可能な水活性化粘着テープは、印刷可能である。

一態様にて、再パルプ化可能な材料は、セルロースシートである。別の一態様にて、単独でまたは上記態様のうちのいずれかと組み合わせて、セルロースシートは、クラフト紙である。

別の一態様にて、単独でまたは上記態様のうちのいずれかと組み合わせて、水溶性材料は、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）を含むフィルムを含む。別の一態様では、単独または上記態様のうちのいずれかとの組み合わせで、ＰＶＯＨは、可塑化されている。

別の一態様にて、単独でまたは上記態様のうちのいずれかと組み合わせて、水活性化粘着剤の層は、デンプン、デンプン誘導体、または水溶性熱活性化粘着剤を含む。

別の一態様にて、単独でまたは上記態様のうちのいずれかと組み合わせて、テープは、補強構造体を更に含む。別の一態様にて、単独でまたは上記態様のうちのいずれかと組み合わせて、補強構造体は、フィルム、長繊維、糸、またはリボンを含む。別の一態様では、単独でまたは上記態様のうちのいずれかと組み合わせて、補強構造体は、再パルプ化可能であるか、または再パルプ化不可能である。別の一態様にて、単独でまたは上記態様のうちのいずれかと組み合わせて、フィルム、長繊維、糸、またはリボンは、ＰＶＯＨを含む。

別の一態様にて、単独でまたは上記態様のうちのいずれかと組み合わせて、テープは、水溶性粘着剤の層と第２の層との間に配置された第３の層を更に含み、第３の層は、再パルプ化可能な材料を含む。

また別の一例にて、持続可能な水活性化粘着テープを形成する方法が提供され、前記方法は、再パルプ化可能な材料の底主要面を水溶性材料層の上主要面と接触させる工程と、水活性化粘着剤を上記水溶性材料の底主要面に接触させる工程とを含む。

一態様にて、再パルプ化可能な材料は、セルロースシートである。別の一態様にて、セルロースシートは、クラフト紙である。

一態様にて、単独でまたは上記態様のうちのいずれかと組み合わせて、水溶性材料層は、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）を含むフィルムを含む。一態様にて、単独でまたは上記態様のうちのいずれかと組み合わせて、ＰＶＯＨフィルムは、可塑化されているか、機械方向に配向されているか、または双方向に配向されているかのうちの少なくとも１つである。

一態様にて、単独でまたは上記態様のうちのいずれかと組み合わせて、水活性化粘着剤は、デンプン、デンプン誘導体、または水溶性熱活性化粘着剤を含む。

一態様にて、単独でまたは上記態様のうちのいずれかと組み合わせて、上記方法は、再パルプ化可能な材料層の底主要面と水溶性材料層との間に補強構造体を導入する工程を更に含み、補強構造体は、非水溶性のフィルム、長繊維、糸、もしくはリボン、および／または水溶性の長繊維、糸、もしくはリボンを含む。一態様にて、単独でまたは上記態様のうちのいずれかと組み合わせて、補強構造体は、ＰＶＯＨ、ポリアルキレンオキサイド、ポリ乳酸、ＰＥＴ、ガラス繊維、または麻を含む。

一態様にて、単独でまたは上記態様のうちのいずれかと組み合わせて、水溶性粘着剤の材料および再パルプ化可能な材料は、押出し積層、カレンダー仕上げ、または押出し塗工により接触している。一態様にて、単独でまたは上記態様のうちのいずれかと組み合わせて、水溶性材料は、キャストもしくはインフレーションフィルムとして構成され、上記方法は、キャストもしくはインフレーションフィルム、および／または再パルプ化可能な材料シートを活性化する工程を更に含む。

以下、本開示について実際にどのように実施するのかを理解し確認するために、添付の図面を参照して、限定されない実施例を含めた例を記載する。

本開示の一態様におけるテープロールの透視図である。 本開示の別の一態様におけるテープロールの透視図である。 図１のテープの切断線２－２に沿った拡大断面図であり、層の代替的な構造を示す図である。 図２のテープの切断線４－４に沿った拡大断面図であり、層の構造を示す図である。 図１のテープの拡大断面図であり、層の代替的な構造を示す図である。 図２のテープの拡大断面図であり、層の代替的な構造を示す図である。 本開示において段ボール箱に付着させるテープを示す図である。 本開示の一態様におけるフィルム／シートの積層プロセスを示す図である。 本開示の一態様におけるカレンダー押出しプロセスを示す図である。 本開示の一態様における押出し塗工を示す図である。 本開示の一態様における補強構造体を有するフィルム／シートの積層プロセスを示す図である。 本開示の一態様における補強構造体を有するカレンダー押出しプロセスを示す図である。 本開示の一態様における補強構造体を有する押出し塗工プロセスを示す図である。

これまでのところ、例えば、水活性化粘着剤を支持する層としてプラスチックフィルムを水活性化テープに加えることが試みられているが、不十分であり、持続可能なものではない。このような試みの問題は、プラスチックフィルムが水活性化粘着剤を効果的に保持できないことにある。また別の試みとして、プラスチックを付着させた後に剥離できるテープを開発するために、接着剤を用いてプラスチックフィルムを紙支持体にコールドラミネートすることが試みられているが、より多くの廃棄物が生じるものである。このように、従来の試みにおいて、梱包および配送の分野での持続可能性にとって望ましい特性はもたらされていない。

本明細書に記載の水活性化粘着テープによれば、例えば、ろ過してパルプの流れから除去しなければ紙の再パルプ化に十分に適合せず、および／または下流の再生紙作製プロセスを妨げる、ポリオレフィン系粘着剤または感圧粘着剤および繊維ガラス、またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、補強糸等を用いた従来の（および補強された）水活性化粘着構造体のいくつかまたは全ての不利益が取り除かれるか、または低減される。

本明細書にて「水活性化テープ（water activated tape）」（ＷＡＴ）は、少量の水と接触した際、すぐに溶解してしまうことに抵抗または回避する水活性化テープを含む。例えば、本開示のＷＡＴは、段ボール箱に封をするために用いられる場合、少量の水と接触した後に粘着剤として機能しなくなる傾向が低減されるであろう。本明細書にて「少量の水」は、ＷＡＴを完全に浸すのに十分ではない量の水を意図しており、例えば、降雨、および／または比較的湿度の高い環境条件に相当する。

本明細書にて「再パルプ化可能」は、材料の文脈において、実質的または完全にパルプに由来する材料を含む。一態様では、「再パルプ化可能な材料」は、実質的にまたは完全に再びパルプになることのできる材料を含む。

本明細書にて「水溶性」は、材料、長繊維、糸、またはリボンの文脈において、再パルプ化環境またはプロセスにおける材料、長繊維、糸、またはリボンの実質的または完全な溶解を含む。一態様では、本明細書にて「水溶性」は、材料、長繊維、糸、またはリボンの文脈において、約４０～１００℃の温度の水性環境における材料、長繊維、糸、またはリボンの実質的または完全な溶解を含む。別の一態様では、本明細書にて「水溶性」は、材料、長繊維、糸、またはリボンの文脈において、７．５より大きいｐＨおよび約４０～１００℃の温度の水性環境における材料、長繊維、糸、またはリボンの実質的または完全な溶解を含む。

本明細書にて「誘導体」は、材料の文脈において、材料への物理的または化学的な改変、例えば、グラフト化、共重合、ブレンド、および／または高エネルギー放射線源に曝すこと（すなわち、架橋または鎖切断）を含む。

一例にて、本明細書に記載の水活性化粘着テープは、補強糸を有するポリオレフィン粘着剤または感圧粘着剤の代替的手段を提供する。また一例にて、本明細書に記載の水活性化粘着テープは、水溶性または堆肥化可能な補強するフィルム、長繊維、糸、またはリボンを有する水活性化粘着テープを提供する。

一例にて、本明細書に記載の水活性化粘着テープは、機械方向に配向された水溶性のフィルム、長繊維、糸、またはリボンを含む。また別の一例では、本明細書に記載の水活性化粘着テープは、双方向に配向された水溶性のフィルム、長繊維、糸、またはリボンを含む。更に別の一例では、本明細書に記載の水活性化粘着テープは、水溶性の長繊維、糸、またはリボンの補強構造体、例えばそれらの交差する長繊維、糸、もしくはリボンのスクリム（scrim）またはウェブを含む。本明細書に記載の補強構造体を有する水活性化粘着テープは、従来の粘着剤／補強糸のポリオレフィン系粘着剤または感圧粘着剤の積層体テープと同等かまたはそれより優れた構造強度、ならびに引裂き開始および伝播への耐性を有する紙積層体を提供する。機械方向に配向されたまたは双方向に配向された水溶性のフィルム、長繊維、糸、またはリボンの例としては、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）、ポリアルキレンオキサイド、ポリ乳酸およびそれらの誘導体が挙げられる。

一例にて、本明細書に記載の水活性化粘着テープは、機械方向に配向されたポリビニルアルコールのフィルム、長繊維、糸、またはリボン（ＭＤ－ＰＶＯＨ）を含む。また別の一例では、本明細書に記載の水活性化粘着テープは、双方向に配向されたＰＶＯＨのフィルム、長繊維、糸、またはリボン（ＣＭＤ－ＰＶＯＨ）を含む。更に別の一例では、本明細書に記載の水活性化粘着テープは、ＰＶＯＨのフィルム、長繊維、糸、またはリボンの補強構造体、例えばそれらの交差する長繊維、糸、もしくはリボンのスクリムまたはウェブを含む。本明細書に記載の補強構造体を有する水活性化粘着テープは、従来の粘着剤／補強糸のポリオレフィン粘着剤または感圧粘着剤の積層体テープと同等かまたはそれより優れた構造強度、ならびに引裂き開始および伝播への耐性を有する紙積層体を提供する。

このように、本開示の水活性化粘着紙テープは、プラスチックフィルムおよび水活性化粘着剤を用いた従来の梱包テープと比較して改善されたものであり、また、プラスチックフィルム、補強材、および水活性化粘着剤を用いた従来の梱包テープと比較しても改善されたものである。図１に、再パルプ化可能な材料層１１０に貼付された水溶性材料層１２０、および水溶性材料層１２０に貼付された水活性化粘着剤１３０を有する水活性化粘着テープ２００、４００が、任意選択的な芯１１８に巻き付けられたロール５０を示す。一例にて、本明細書に記載の水活性化粘着紙テープには、芯１１８は存在しない。図２に、紙層１１０と水溶性材料層１２０との間の補強構造体、および水溶性材料層１２０に貼付された水活性化粘着剤１３０を有する水活性化粘着テープ４００が、任意選択的な芯１１８に巻き付けられたロール５０を示す。

図１および図２に示す水活性化粘着テープ２００、４００は、テープの個々の層が強調されており、層の配置を説明する目的のために提供されていると理解すべきものである。また図１および図２に示す水活性化粘着テープ２００、４００の個々の層は、テープの積層構造を修復不可能なほどに変えることなく、互いに実質的に分離できないと理解すべきものである。

図１および図３に示すように、水活性化粘着テープ２００は、第１の層と、それに貼付された第２の層とを含む。第１の層は、再パルプ化可能な材料層１１０である。第２の層は、水溶性材料層１２０である。再パルプ化可能な材料層１１０および水溶性材料層１２０の両方は、それぞれ、第１の主要（上）面、第２の主要（底）面、ならびに第１の側面および第２の側面を有するが、これらの第１の主要面および第２の主要面の各々は、テープのロール５０の長さとともに連続的に縦方向に実質的に伸びている。水活性化テープ２００では、水溶性材料層１２０の第１の主要（上）面は、再パルプ化可能な材料層１１０の第２の主要（底）面に貼付される。水溶性材料層１２０の底面に、水活性化粘着剤１３０が貼付される。一例にて、水活性化粘着剤１３０は、図示した水活性化粘着テープ２００のように、再パルプ化可能な材料層１１０ではなく水溶性材料層１２０に直接付着させる。

図２および図５に示すように、水活性化粘着テープ４００は、水溶性材料層１２０と再パルプ化可能な材料層１１０との間に挟まれた補強構造体１７０を含み、水活性化粘着剤１３０は水溶性材料層１２０の底主要面に貼付されている。一例にて、補強構造体１７０は、機械方向または双方向に配向された、フィルム、長繊維、糸、またはリボンを含む。別の一例では、補強構造体１７０は、フィルム、糸、またはリボン１４０、１５０を含む。糸またはリボン１４０、１５０は、水溶性材料層の主要面に対してクロスハッチ配置、クロスラミネート配置、または斜め配置されることができ、例えばスクリムを提供する。一例では、補強構造体１７０は、十分に多孔質なものであり、これによって溶融ラミネートプロセスにより水溶性材料層１２０を補強構造体１７０中に埋め込ませることができ、水溶性材料層１２０が水活性化粘着剤１３０を実質的に受けるように提供される。別の一例では、水活性化粘着テープ４００は、補強構造体１７０を含む水溶性材料層１２０に実質的に水活性化粘着剤１３０を付着させている。

また図４に示すように、水活性化粘着テープ３００は、代替的に、２つの紙層１１０の間に挟まれた水溶性材料層１２０と、紙層１１０の底主要面のうちの１つに付着した水活性化粘着剤１３０とを含む。再パルプ化可能な材料層１１０の上面は、水溶性材料層１２０に貼付される。水溶性材料層１２０は第１の主要（上）面と第２の主要（底）面を有し、２つの紙層１１０の間に挟まれ且つ紙層１１０の底主要面に貼付されている。２つの紙層１１０のうちの１つの底面に、水活性化粘着剤１３０が付着されている。

図６に示すように、水活性化粘着テープ５００は、水溶性材料層１２０の間に挟まれた補強構造体１７０を含み、水溶性材料層１２０は、２つの再パルプ化可能な材料層１１０の間に挟まれる。水活性化粘着剤１３０は、再パルプ化可能な材料層１１０のうちの１つの底主要面に貼付される。

本明細書にて「貼付された（affixed）」は、再パルプ化可能な材料層１１０および水溶性材料層１２０の文脈において使用される場合、以下に限定されないが、押出し塗工、押出し積層、カレンダー積層、キャスティング等を含み、形成された水活性化テープの再パルプ化可能な材料層１１０と水溶性材料層１２０とを物理的に分離すると、これら両層間の構造的関係が修復不可能なほどに変わってしまうものをいう。特に示さない限り、「貼付された」には、再パルプ化可能な材料層１１０および水溶性材料層１２０の文脈において使用される場合、部分的、連続的、または断続的な粘着剤層の使用も、再パルプ化可能な材料層１１０と水溶性材料層１２０との間のいかなる粘着剤材料の使用も含まない。

水溶性材料層１２０および再パルプ化可能な材料層１１０の両方は、例えば、シートもしくはフィルムとして提供され、および／または一緒になって積層体を形成する。一例にて、水活性化粘着剤１３０が貼付された紙シートは、水溶性材料層１２０に積層される。一例では、水溶性材料層１２０は、キャストまたはインフレーションフィルムである。別の一例では、水溶性材料層１２０および／または再パルプ化可能な材料層１１０は、積層体を形成する前に活性化される。水溶性材料層１２０の上主要面、または再パルプ化可能な材料層１１０の底主要面は、例えば、紙／水溶性材料層の積層体を製造する前に活性化することができる。適切な活性化プロセスとしては、コロナ放電、火炎処理、粘着剤の吹き付け塗工もしくはスポット塗工、またはカップリング剤、例えばポリアミン、アミノシラン、アミノシロキサン等の使用が挙げられる。水溶性材料層１２０または再パルプ化可能な材料層１１０のいずれかの活性化は、例えば、これら層１１０、１２０を一緒に貼付する直前に、水、ストリーム、または他の水性条件もしくは湿潤条件に短時間曝すことで行われる。

水溶性材料層１２０は、例えば、軟化状態および／または溶融状態にまで加熱され、再パルプ化可能な材料層１１０の底主要面に押出し塗工、キャスティング、またはカレンダー押出しされる。水活性化粘着剤１３０は、その後に、水溶性材料層１２０の底主要面に付着させる。

水溶性材料層１２０の再パルプ化可能な材料層１１０へのフィルム／シート接合、押出し塗工／キャスティング／カレンダー仕上げの結果、水活性化粘着テープ２００、４００では、セルロース層は、容易に剥離可能ではないかまたは容易にそこから分離されない。すなわち、一旦セルロース層が塗工されると、不可能ではないにしても、構造的な完全性の重大な損失なしに再パルプ化可能な材料層１１０を水溶性材料層１２０から分離することは容易ではなくなる。

図７に、段ボール箱を閉じる手段を示す。図中では、本明細書に記載の水活性化粘着テープ２００、３００、４００、５００を有する段ボール箱１８０が示されている。本明細書に記載の水活性化粘着テープ２００、３００、４００、５００は、分取可能なように構成されており、および／または、水活性化粘着剤は、公知の水活性化粘着テープディスペンサー装置を用いて活性化される。一例では、本明細書に記載の水活性化粘着テープは、ディスペンサー装置へのいずれの更なる改変も必要なく、公知の水活性化粘着テープディスペンサー装置を用いて分取可能なように構成されている。

図８に、本開示の水活性化粘着テープ２００を提供する例となるプロセス６００を示す。例えばシートとして供給された再パルプ化可能な材料層１１０の底主要面は、例えばシートまたはフィルム、例えばインフレーションまたはキャストしたシートまたはフィルムとして供給された水溶性材料層１２０の上主要面に貼付される。再パルプ化可能な材料層１１０の底主要面、および／または水溶性材料層１２０の上主要面は、例えば、ニップロール９９の導入前に活性化ユニット１５２により活性化される。再パルプ化可能な材料層１１０の底主要面、および／または水溶性材料層１２０の上主要面は、例えば、活性化ユニット１５２において水性組成物を用いて活性化される。水性組成物は、例えば、水および／またはアルコールである。また、他の活性化剤を用いることもできる。再パルプ化可能な材料層１１０の底主要面と水溶性材料層１２０の上主要面とが互いに固定された後、積層体は、更なる加工のためにロール形態に巻き取ってもよく、図８に示すように、連続的に加工して水溶性材料層１２０の底主要面に水活性化粘着剤１３０を塗布してもよい。水活性化粘着剤１３０は、従来の水活性化粘着剤の塗工法、例えばロールオーバーロール、リバースロール、マルチロールコーター、スロットダイ、近接ダイ、マイヤーロッド、カーテン塗工、グラビア印刷塗工、リバースグラビア印刷塗工、ナイフオーバーロール等を用いて塗布できる。図８に示すように、水溶性材料層１２０の底主要面への水活性化粘着剤１３０の塗布は、貯液槽１３２からロール塗工をし、その後、テープをロールに巻き付け、巻いたテープを水活性化テープの複数のロール中へとスリットすることを用いた例により示される。

図９に、本開示の水活性化粘着テープ２００を供する別の一例であるプロセス７００を示す。例えばシートとして供給された再パルプ化可能な材料層１１０の底主要面は、水溶性材料層１２０の上主要面に貼付され、水溶性材料層１２０は、押出し機１５５からダイ１５７を通って、水溶性材料層１２０のキャストシートまたはカレンダー仕上げシートを供するための複数のカレンダーロール１９０に供給される。再パルプ化可能な材料層１１０の底主要面、および／または水溶性材料層１２０の上主要面は、例えば、ニップロール９９の導入前に活性化される。再パルプ化可能な材料層１１０の底主要面は、例えば、水性組成物、例えば水および／またはアルコールを用いて活性化ユニット１５２により活性化される。また、他の活性化剤を用いることもでき、例えばプラズマ処理、コロナ放電、火炎処理が挙げられる。再パルプ化可能な材料層１１０の底主要面と水溶性材料層１２０の上主要面とが互いに固定された後、積層体は、更なる加工のためにロール形態に巻き取ることができ、または図９に示すように連続的に加工して、従来の水活性化粘着剤の塗工法を用いて水溶性材料層１２０の底主要面に水活性化粘着剤１３０を塗布し、その後、テープをロールに巻き付け、巻いたテープを水活性化テープの複数のロール中へとスリットすることができる。

図１０に、本開示の水活性化粘着テープ２００を供する別の一例であるプロセス８００を示す。例えばシートとして供給された再パルプ化可能な材料層１１０の底主要面は、押出し機１５５からのダイ１５７を通った水溶性材料層１２０で押出し塗工される。再パルプ化可能な材料層１１０の底主要面と水溶性材料層１２０の上主要面とが互いに貼付された後、積層体は、更なる加工のためにロール形態に巻き取ることができ、または図１０に示すように連続的に加工して、従来の水活性化粘着剤の塗工法、例えば上述の貯液槽１３２からのブレード塗工１３３を用いて水溶性材料層１２０の底主要面に水活性化粘着剤１３０を塗布し、その後、テープを巻き付け、巻いたテープを水活性化テープの複数のロール中へとスリットすることができる。

押出し積層は、紙および水溶性繊維の底主要面に、連続する最も内側の積層を配置する。このような方法はまた、水溶性フィルムおよび水溶性繊維を一緒に押出し塗工することや、構成体を再パルプ化可能な材料層１１０に積層すること、水活性化粘着剤１３０を付着させることを含むことができる。水活性化粘着剤１３０は、連続的、半連続的、または非連続的な層として提供することができる。

水活性化粘着テープ２００は、長繊維スクリム補強層および唯一のセルロース層の必要性を低減または除去するが、他の一例では、本開示の水活性化粘着テープは、テープ製品に均一な穿刺および引裂き特性を与えるため、ならびに所定のロール直径に対してより長くなるより薄いテープを製造するため、および／または適用装置のロール交換を少なくするために、補強構造体を含む。補強構造体は、例えば、水溶性フィルムおよび水溶性の長繊維、糸、またはリボンを組み合わせて含む。

補強構造体は、例えば、持続可能な補強構造体１７０を含む。図１１に、本開示の水活性化テープ４００を製造する例となるプロセス６５０を示す。例えばシートとして供給された再パルプ化可能な材料層１１０の底主要面は、例えばシートまたはフィルム、例えばインフレーションまたはキャストフィルムとして供給された水溶性材料層１２０の上主要面に貼付され、補強構造体１７０が間に挟まれる。補強構造体１７０は、ウェブ（例えば、斜めにクロスハッチされたウェブ）として供給でき、あるいはビーム（beam）もしくはクリール（creel）により導入された機械方向に配向された繊維、長繊維、糸、もしくはリボンとして、または機械方向に直交する繊維として供給できる。

再パルプ化可能な材料層１１０の底主要面、および／または水溶性材料層１２０の上主要面は、例えば、上述のニップロール９９の導入前に活性化される。再パルプ化可能な材料層１１０の底主要面と水溶性材料層１２０の上主要面とが補強構造体１７０と一緒に互いに貼付された後、積層体は、更なる加工のためにロール形態に巻き取ってもよく、図１１に示すように連続的に加工して水溶性材料層１２０の底主要面に水活性化粘着剤１３０を塗布してもよい。一例にて、水活性化粘着剤１３０は、水溶性材料層１２０に実質的に提供される。別の一例では、水活性化粘着剤１３０は、なかでも補強ウェブの多孔度および／または水溶性材料層の厚みに応じて、補強構造体１７０および水溶性材料層１２０に提供される。水活性化粘着剤１３０は、従来の水活性化粘着剤の塗工法、例えばロールオーバーロール、リバースロール、マルチロールコーター、スロットダイ、近接ダイ、マイヤーロッド、グラビア印刷塗工、リバースグラビア印刷塗工、ナイフオーバーロール等を用いて塗布できる。図１１に示すように、水溶性材料層１２０の底主要面への水活性化粘着剤１３０の塗布には、貯液槽１３２からのロール塗工を用いることもできる。

図１２に、本開示の水活性化粘着テープ４００を供する別の一例であるプロセス７５０を示す。例えばシートとして供給された再パルプ化可能な材料層１１０の底主要面は、押出し機１５５からダイ１５７を通ってキャストシートまたはカレンダー仕上げシートを与えるカレンダーロール１９０に供給された水溶性材料層１２０の上主要面と一緒に、補強構造体１７０を挟む。再パルプ化可能な材料層１１０の底主要面、および／または水溶性材料層１２０の上主要面、例えば、上述のニップロール９９の導入前に活性化される。再パルプ化可能な材料層１１０の底主要面と水溶性材料層１２０の上主要面とが補強構造体１７０を挟むように構成された後、積層体は、更なる加工のためにロール形態に巻き取ってもよく、図１２に示すように連続的に加工して、従来の水活性化粘着剤の塗工法を用いて水溶性材料層１２０の底主要面に水活性化粘着剤１３０を塗布してもよい。

図１３に、本開示の水活性化粘着テープ４００を供する別の一例となるプロセス８５０を示す。例えばシートとして供給された再パルプ化可能な材料層１１０の底主要面は、水溶性材料層１２０の上主要面と再パルプ化可能な材料層１１０の底主要面との間に補強構造体１７０を挟むように、押出し機１５５からダイ１５７を通って押出し塗工される。別の一態様では、補強構造体は、再パルプ化可能な材料との接触前に水溶性材料と一緒に共押出しすることができる。再パルプ化可能な材料層１１０の底主要面と水溶性材料層１２０の上主要面とが、その間に補強構造体１７０を挟んで互いに貼付された後、積層体は、更なる加工のためにロール形態に巻き取ることができ、または図１３に示すように連続的に加工して、従来の水活性化粘着剤の塗工法、例えば貯液槽１３２からのブレード塗工１３３または上述したものを用いて水溶性材料層１２０の底主要面に水活性化粘着剤１３０を塗布し、その後、テープを巻き付け、巻いたテープを水活性化テープの複数のロール中へとスリットすることができる。

押出し塗工もしくは押出し積層プロセスに含まれる、または水活性化テープそれ自体のための添加剤としては、１つまたは複数のＵＶ阻害剤、酸化防止剤、顔料、フィラー、および帯電防止剤を挙げることができるが、これらに限定されない。

再パルプ化可能な材料層１１０は、任意の種の再パルプ化可能な材料、例えばセルロース材料でもよい。別の一例では、再パルプ化可能な材料層１１０は、印刷可能である。本明細書にて、印刷可能には、フレキソ印刷、水系または溶剤系印刷、インクジェット印刷、導電印刷または静電印刷、および熱印刷法または熱転写印刷法が含まれる。セルロース材料は、例えば、紙、例えばクレープ紙、非クレープ紙、または剥離紙が挙げられるが、これらに限定されない。一例では、再パルプ化可能な材料層１１０は、クラフト紙である。別の一例では、Ｃｒｅｐｅｄ ＮＢＳＫ（Ｎｏｒｔｈｅｒｎ Ｂｌｅａｃｈｅｄ Ｓｏｆｔｗｏｏｄ Ｋｒａｆｔ）紙ウェブが用いられる。一例では、２０～５７ｌｂのクラフト紙が用いられる。再パルプ化可能な材料層１１０は、例えば、疎水性コーティングにより処理される。疎水性コーティングは、例えば、梱包または配送テープが受ける降雨および他の予想される環境条件に曝されることによる変化および劣化に耐えるような、約１０～２０の炭素鎖長の水素添加トリグリセリド、ラッカー、合成ワックスまたは天然ワックス等によるものが挙げられる。

水溶性材料層１２０は、段ボール箱に封をするテープとして機能するのに十分な引張り特性および引裂き特性を有する、任意選択的な水溶性重合体フィルムの単層または多層とすることができる。一例では、持続可能な水活性化粘着テープを形成する際の本開示の実施において、有用な適切なＰＶＯＨ重合体フィルムは、１２～１８％の結晶化度を有し、７０％以上加水分解されている。別の一例では、適切なＰＶＯＨ重合体は、３０～５０％の結晶化度を有し、８０％以上、９０％以上、または９９％以上加水分解されている。一例では、本開示の水溶性フィルムは、市販製品、例えば７３％加水分解されたＰＶＯＨであるＫｕｒａｒａｙ Ｐｏｖａｌ ５０５（数平均分子量２８，０００）、８８％加水分解されたＰＶＯＨであるＫｕｒａｒａｙ Ｐｏｖａｌ ２０５、Ｎｉｐｐｏｎ Ｇｏｈｓｅｉ ＧＬ０５である９８％加水分解されたＰＶＯＨ、Ｎｉｐｐｏｎ Ｇｏｈｓｅｉ Ｎ－３００であるＰｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ／Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ Ａｌｃｏｈｏｌ Ｔｅｒｐｏｌｙｍｅｒ、およびＥＸＣＥＶＡＬ（日本のＫｕｒａｒａｙ ＬＴＤ）のうちのいずれか１つまたは複数でもよい。

水活性化粘着剤１３０は、乾燥でまたは溶液として、例えば吹き付け塗工または静電塗工により塗布された連続的または非連続的なフィルムとして上記テープに提供することもできる。水活性化粘着剤１３０は、箱またはボール箱に封をするテープ（梱包テープともいう）に適切な、任意の従来の水活性化粘着剤またはこれから開発される粘着剤でもよい。一例にて、水活性化粘着剤１３０は、デンプンまたはデンプン誘導体でもよい。デンプン、デンプン誘導体または熱可塑性デンプンは、例えば、トウモロコシ、ソルガム、小麦、サゴ、タピオカ、豆類、大麦、米、および／またはジャガイモに由来する。デンプンまたはデンプン誘導体は、例えば、トウモロコシ、もちトウモロコシ（waxy maize）、小麦、ジャガイモ、タピオカ、またはそれらの混合物を含む。

別の一例では、水活性化粘着剤１３０は、デンプン誘導体である。デンプン誘導体の例としては、ポリアクリレート（例えば、ポリエチルアクリレート、ポリプロピルアクリレート）、ポリメタクリレート（例えば、ポリエチルメタクリレートまたはポリプロピルメタクリレート）、ポリアクリル酸、アクリル酸、アクリルアミド、アクリロニトリル、アクリル酸の共重合体（例えば、エチレン／アクリル酸共重合体、エチレン／ブチレン／アクリル酸共重合体、ブチレンアクリル酸共重合体）、メタクリル酸共重合体（例えば、エチレン／メタクリル酸共重合体、ポリエチレン／酢酸ビニル）およびそれらの混合物と組み合わせたかまたは反応したデンプンが挙げられるが、これらに限定されない。

別の一例では、水活性化粘着剤１３０は、ポリエチレンビニルアルコール、ポリアクリレート（例えば、ポリエチルアクリレート、ポリプロピルアクリレート）、ポリメタクリレート（例えば、ポリエチルメタクリレートまたはポリプロピルメタクリレート）、ポリアクリル酸、アクリル酸の共重合体（例えば、エチレン／アクリル酸共重合体、エチレン／ブチレン／アクリル酸共重合体、ブチレンアクリル酸共重合体）、メタクリル酸共重合体（例えば、エチレン／メタクリル酸共重合体、ポリエチレン／酢酸ビニル）およびそれらの混合物を少なくともベースとする、温水に可溶性の熱活性化粘着剤である。

水活性化粘着剤１３０は、溶剤キャスティングフィルム、無溶剤フィルム、または溶融フィルムとして、あるいは押出し、ロール、ナイフ、ロッドもしくはブレード塗工の任意の様式、カーテン塗工または任意の適切な塗布方法のいずれかを用いたコーティング層として、再パルプ化可能な材料層１１０または水溶性材料層１２０に付着させることができる。水活性化粘着剤１３０は、例えば、約０．１ｍｉｌ～約２．５ｍｉｌの厚みで存在する。水活性化粘着剤１３０は、例えば、感圧粘着剤（ＰＳＡ）を実質的にまたは完全に除外する。

本明細書に記載のポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）は、部分的または完全に加水分解でき、ＰＶＯＨは、ポリ酢酸ビニルの加水分解またはけん化により通常調製された合成樹脂である。本開示の実施において、完全におよび部分的に加水分解したＰＶＯＨ（ビニルアルコール－酢酸ビニル共重合体ともいう）の両方を用いることができる。

本開示を実施するのに適した水溶性フィルムの典型的な代表例として、ＰＶＯＨまたはＰＶＯＨ誘導体のフィルム（まとめて「ＰＶＯＨフィルム」）が挙げられる。ＰＶＯＨフィルムは、例えば、溶融押出しおよび溶液キャスティング法により製造される。典型的には、両方のプロセスにおいて、結晶性の高いＰＶＯＨは、可塑剤と混合されて最終的な水活性化粘着性可溶性フィルムの結晶化度の全体量を低減する。

一例にて、フィルム内の大きな結晶領域を低減するのにＰＶＯＨフィルムへの高分子量の可塑剤の組み込み、および／または小さい結晶領域を低減するのに低分子量の可塑剤の組み込みが用いられる。可塑剤系は、多価アルコール、ワックス、炭化水素油、鉱油、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、グリセリン、マンニトール、ペンタエリスリトール、トリメチルプロパン、デンプン、キトサン、エリスリトール、ポリエチレンアミン、エタノールアミン、およびイオン性重合体を含む従来の可塑剤のうちの１つであっても組み合わせであってもよい。更なる成分を加工のためにＰＶＯＨに添加でき、例えば、核形成剤、凝固防止剤、増摩剤、フィラー、例えば、炭酸カルシウム、有機塩および無機塩等が挙げられる。

ＰＶＯＨ誘導体としては、例えば、ＰＶＯＨブレンドまたはＰＶＯＨ共重合体が挙げられる。ＰＶＯＨブレンドまたはＰＶＯＨ共重合体は、例えば、少なくとも約５０ｗｔ．％、５５ｗｔ．％、６０ｗｔ．％、６５ｗｔ．％、７０ｗｔ．％、７５ｗｔ．％、８０ｗｔ．％、８５ｗｔ．％、もしくは９０ｗｔ．％、および／または約６０ｗｔ．％、７０ｗｔ．％、８０ｗｔ．％、９０ｗｔ．％、９５ｗｔ．％、もしくは９９ｗｔ．％までのＰＶＯＨを含むことができる。ＰＶＯＨのブレンドは、異なる粘度、異なる平均分子量、異なる酢酸ビニル含有量、および／または示差走査熱量測定（ＤＳＣ）で測定した異なる結晶化度のＰＶＯＨ重合体を含むことができる。ＰＶＯＨブレンドは、他の水溶性材料、例えば、ポリビニルピロリドン、ポリアルキレンオキサイド、アクリルアミド、アクリル酸、セルロース、セルロースエーテル、セルロースエステル、セルロースアミド、ポリ酢酸ビニル、ポリカルボン酸および塩、ポリアミノ酸またはペプチド、ポリアミド、ポリアクリルアミド、マレイン酸／アクリル酸の共重合体、デンプンおよびゼラチンを含む多糖、キサンタンおよびカラガム（carragum）のような天然ガム、ポリアクリレートおよび水溶性アクリレート共重合体、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース塩（例えば、カルボキシメチルセルロースナトリウム、カルボキシメチルセルロースカルシウム）、デキストリン、エチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース（ＥＨＥＣ）、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）、ヒドロキシエチルメチルセルロース（ＨＥＭＣ）、ヒドロキシプロピルセルロース（ＨＰＣ）、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）、マルトデキストリン、メチルセルロース（ＭＣ）、ポリメタクリレート、およびＰＶＯＨの共重合体、ならびにこれらの混合物を含むことができる。

ＰＶＯＨの共重合体は、ビニルエステル、典型的には酢酸ビニルと、別のモノマーとの共重合体の加水分解により得られた重合体を含む。ＰＶＯＨの共重合体は、例えば、１つもしくは複数のカルボン酸モノマー単位、または１つもしくは複数のアニオン性モノマー単位、例えばアクリルアミドメチルプロパンスルホン酸（例えば、ＡＭＰＳコモノマー、例えば２－アクリルアミド－１－メチルプロパンスルホン酸、２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸、２－メチルアクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸）、そのアルカリ金属塩（例えば、ナトリウム塩）、およびこれらの組み合わせを含む。ＰＶＯＨと上述のＰＶＯＨの共重合体とのブレンドを用いることができる。

一例にて、ＥＸＣＥＶＡＬと同様に機能する９８～９９．９％加水分解されたポリ酢酸ビニルから製造された上述のＰＶＯＨ重合体または共重合体の押出しフィルムを用いることができる。このような押出しフィルムは、例えば８０℃よりもむしろ、６０℃で水への溶解を示すものである。ＰＶＯＨは、必要に応じて、溶融押出しによりそれから適切なフィルムが製造される熱可塑性ペレットにすることができる。一例では、押出し可能なペレットを作製するのに用いられるＰＶＯＨには、０．５％未満の酢酸ナトリウムが存在し、および／または上記押出し可能なペレットは、フィルム形成前に２％未満の水分レベルにまで乾燥される。

一例にて、本明細書に記載の水活性化テープには、補強構造体１７０が用いられる。補強構造体１７０は、不溶性および／または再パルプ化不可能な、フィルム、長繊維、糸、またはリボン１４０、１５０を含むことができる。不溶性および／または再パルプ化不可能な、フィルム、長繊維、糸、またはリボンとしては、例えば、ガラス、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、麻等が挙げられる。

補強構造体１７０は、別の一例にて、水溶性および／または再パルプ化可能な、フィルム、糸、またはリボン１４０、１５０を含む。水溶性および／または再パルプ化可能な、糸またはリボンとしては、例えば、セルロース繊維、麻、または水溶性重合体、例えばポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）、ポリアルキレンオキサイド、ポリ乳酸等が挙げられる。補強構造体１７０の糸またはリボン１４０、１５０は、例えば、ＰＶＯＨまたはＰＶＯＨ共重合体を含む水溶性重合体のフィルム、長繊維、糸、またはリボンである。

本明細書に記載の水活性化粘着テープ２００、３００、４００、５００の構造の結果として、本明細書に記載のテープは、紙リサイクルおよび再パルプ化プロセスを通して段ボール箱に残存することができ、再パルプ化の操作プロセスまたは下流の新たな製紙プロセスにおいて悪影響があったとしても極めて少ないものであった。本明細書に記載の水活性化粘着テープは、伝統的な水活性化粘着ボール箱密封テープの物理的および構造的特質、例えば、印刷される能力、不正開封の跡がすぐに分かる「接合部」を段ボール箱に形成する能力、すなわち、一旦水活性化粘着剤の糊が活性化され、続いて段ボール箱に付けると、国際安全輸送協会（ＩＳＴＡ）の３Ａ落下試験を通過する能力を有しており、ファイバーボックス協会（ＦＢＡ）の再パルプ化試験法により測定した場合、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも９０％、または少なくとも９５～９９％（重量による）再パルプ化可能であった。また、本明細書に記載の水活性化テープの重量の少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも９０％、または少なくとも９５～９９％は、リサイクル、例えば再生紙の作製に利用可能である。

本開示の特定の実施形態によって特定の構成要素の組み合わせが示されたが、他の種々の組み合わせもまた本開示の教示から逸脱することなく提供され得る。本開示は、本明細書および図面に示した特定の例となる実施形態に限定されるものと解釈されるべきではなく、示した種々の実施形態および態様のうちの構成要素の組み合わせもまた包含できる。

Claims (20)

1. 再パルプ化可能な材料層と、
   前記再パルプ化可能な材料層に隣接して貼付された水溶性材料層と、
   前記水溶性材料層に隣接して貼付された水活性化粘着剤と
   を含む、持続可能な水活性化粘着テープ。
2. 前記再パルプ化可能な材料層が、セルロースシートである、請求項１に記載の持続可能な水活性化粘着テープ。
3. 前記再パルプ化可能な材料層が、クラフト紙シートである、請求項１に記載の持続可能な水活性化粘着テープ。
4. 前記水溶性材料層が、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）を含むフィルムを含む、請求項１に記載の持続可能な水活性化粘着テープ。
5. 前記ＰＶＯＨを含むフィルムが、可塑化されているか、機械方向に配向されているか、または双方向に配向されているかのうちの少なくとも１つである、請求項４に記載の持続可能な水活性化粘着テープ。
6. 前記水活性化粘着剤の層が、デンプン、デンプン誘導体、または熱活性化粘着剤を含む、請求項１に記載の持続可能な水活性化粘着テープ。
7. フィルム、長繊維、糸、またはリボンを含む補強構造体を更に含む、請求項１に記載の持続可能な水活性化粘着テープ。
8. 前記補強構造体が、ＰＶＯＨ、ポリアルキレンオキサイド、ポリ乳酸、ガラス繊維、または麻を含むフィルム、長繊維、糸、またはリボンを含む、請求項７に記載の持続可能な水活性化粘着テープ。
9. 前記水溶性粘着剤の層と前記水溶性材料層との間に配置された補強構造体を更に含む、請求項１～８のいずれか１項に記載の持続可能な水活性化粘着テープ。
10. 請求項１～９のいずれか１項に記載の持続可能な水活性化粘着テープを含む、段ボール箱。
11. 持続可能な水活性化粘着テープを形成する方法であって、
    再パルプ化可能な材料の底主要面を水溶性材料の上主要面と接触させる工程と
    水活性化粘着剤を前記水溶性材料の底主要面に接触させる工程と
    を含む、方法。
12. 前記再パルプ化可能な材料が、紙シートである、請求項１１に記載の方法。
13. 前記紙シートが、クラフト紙である、請求項１２に記載の方法。
14. 前記水溶性材料が、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）を含むフィルムを含む、請求項１１に記載の方法。
15. 前記ＰＶＯＨが、可塑化されている、請求項１４に記載の方法。
16. 前記水活性化粘着剤が、デンプン、デンプン誘導体、または熱活性化粘着剤を含む、請求項１５に記載の方法。
17. 前記再パルプ化可能な材料の底主要面と前記水溶性材料との間に補強構造体を導入する工程を更に含み、前記補強構造体が、単独または組み合わせで、不溶性の堆肥化可能かつ持続可能なフィルム、長繊維、糸、またはリボン、および水溶性のフィルム、長繊維、糸、またはリボンを含む、請求項１１に記載の方法。
18. 前記補強構造体が、ＰＶＯＨ、ポリアルキレンオキサイド、ポリ乳酸、ガラス繊維、または麻を含む、請求項１７に記載の方法。
19. 前記再パルプ化可能な材料および前記水溶性材料が、押出し積層、カレンダー仕上げ、または押出し塗工により接触している、請求項１１～１８のいずれか１項に記載の方法。
20. 前記水溶性材料が、キャストもしくはインフレーションフィルムとして構成され、前記方法が、前記キャストもしくはインフレーションフィルム、および／または前記再パルプ化可能な材料を、水性組成物、プラズマまたは火炎処理により活性化する工程を更に含む、請求項１１～１８のいずれか１項に記載の方法。