JP3494818B2 - 感熱性粘着シート - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、常温では非粘着性
であるが、加熱することにより粘着性が現れる感熱性粘
着シートに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、清涼飲料水、酒類、薬品瓶等のガ
ラス瓶などへのラベル貼着は、基材の裏面にカゼインや
デンプン等の水溶性接着剤を設けたラベルを自動ラベラ
ー等により貼着する方法、或いは上紙、粘着剤層、剥離
シートを順次積層した構成の一般的な粘着シートのラベ
ルを自動ラベラー等を使用して貼着する方法が採られて
いる。しかし、水溶性接着剤を設けたラベルは、基材の
裏面に水溶性接着剤を塗布するとラベルがカールを生
じ、ガラス瓶へ貼着後ラベルに皺や浮きが発生しラベル
不良となり美観を損なうという問題があった。一方、一
般的な構成の粘着シートのラベルは通常剥離シートを剥
離して使用しているが、剥離された剥離シートは回収さ
れて再利用され難く、ほとんどの場合廃棄処分にされて
いる。近年では省資源や環境問題等が注目され始めてお
り、剥離シートを必要としない感熱性粘着シートが注目
されてきた。

【０００３】一般的に感熱性粘着シートは、基材の片面
に感熱性粘着剤を塗布した構成であり、通常、基材の他
面に印刷などを行いラベルとして使用している。感熱性
粘着剤は、常温では非粘着性であるが、加熱装置の設け
られたラベラーやオーブン等で加熱すると活性化され粘
着性が発現する。通常、活性化温度は５０℃〜１５０℃
であり、感熱性粘着剤が粘着性を有している間にガラス
瓶等に貼着して使用される。

【０００４】感熱性粘着シートは、加熱装置の設けられ
たラベラー等で連続してガラス瓶に貼着しても、前記の
ラベル裏面に水溶性接着剤を塗布してガラス瓶に貼着す
る方法のようなラベル不良という問題はない。また、前
記の一般的な粘着シートのように剥離シートを使用しな
いためコスト的にも安く生産できるという利点があり、
省資源、環境問題の観点からも有利である。

【０００５】感熱性粘着シート用のラベラーは加熱装置
の構造により大きく３種類に分類することができる。一
つ目は感熱性粘着シートの粘着剤塗布面に１００〜５０
０℃程度の熱風を当てて感熱性粘着シートを活性化させ
る熱風加熱型ラベラーである。二つ目は感熱性粘着シー
トの粘着剤層が設けられていない側の面に１００〜２０
０℃程度に加熱した熱板を接触させて活性化させる熱板
加熱型ラベラーである。三つ目は、熱風，熱板併用型ラ
ベラーである。

【０００６】しかしながら、二つ目の熱板加熱型ラベラ
ーでラベリングを行う場合、感熱性粘着シートによって
は、熱の伝達性が悪いためか、感熱性粘着剤を活性化さ
せるための活性化時間が長くなるものがあり、高速での
ラベリングができないものがある。

【０００７】この問題を解決するために、例えば、感熱
性粘着シートに使用される感熱性粘着剤の活性化温度を
低くする方法が考えられるが、感熱性粘着シートは、巻
き取り状態や、シートを何枚か重ねた状態で保管される
ことが多く、この場合、耐ブロッキング性に劣りやすい
という問題がある。耐ブロッキング性を改善するため
に、ブロッキング防止剤として感熱性粘着剤中に無機物
を添加あるいは混合させる方法（特開平２−２８２０５
０号公報）や、感熱性粘着剤中の固体可塑剤の表面を無
機化合物やコロイド粒子で保護し、固体可塑剤の軟化を
抑制することでブロッキングを防止する方法（特開平６
−５７２２３号，特開平６−１００８４７号，特開平６
−１００８４８号公報）等が試みられているが、通常の
無機物を単純に添加するだけでは耐ブロッキング性が不
十分である。また、固体可塑剤を無機化合物やコロイド
粒子で保護すると感熱性粘着剤層全体が８０℃以上にな
らないような条件で加熱活性化させる場合、固体可塑剤
の溶融、拡散に時間がかかり、感熱性粘着剤として粘着
性が現れにくい、また感熱性粘着シートの接着機能が低
下する等の問題があり、実用上不十分である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、熱板加熱型
自動ラベラーで高速ラベリングすることが可能な感熱性
粘着シートを提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者等は感熱性粘着
シートと熱板加熱型自動ラベラーによるラベリング適性
について鋭意研究を行った。その結果、単に粘着シート
の厚さ方向の熱拡散が大きな要因になることを見出した
が、それだけでは不十分であり、粘着シート裏面と熱板
との接触状態や粘着シートの厚みが要因となることを見
出し、更に研究を重ねた結果、下記の式で定義される熱
伝達速度インデックスＴＩ値が２．０以上、好ましくは
２．５以上であれば、自動ラベラーでの高速ラベリング
が可能となることを見いだした。

【００１０】即ち、本発明は、基材の片面に、常温では
非粘着性であるが加熱することにより粘着性が発現する
感熱性粘着剤の層を設けた感熱性粘着シートにおいて、
下記の式で定義される熱伝達速度インデックスＴＩ値が
２．０以上であることを特徴とする熱板加熱型自動ラベ
ラー用感熱性粘着シートである。 ＴＩ＝log Ｓ×α／Ｚ （単位：ｍｍ／ｓ） なお、 log Ｓ：非粘着剤塗布面のベック平滑度（JIS P-8119に
準拠する）の常用対数 α：感熱性粘着シートにおける厚さ方向の熱拡散率（ｍ
ｍ^２／ｓ） Ｚ：感熱性粘着シートの厚さ（ｍｍ）

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明は、上記式で表される熱伝
達速度インデックスＴＩ値を用いることにより、高速ラ
ベリング適性に優れた感熱性粘着シートを提供するもの
である。式中、感熱性粘着シートの熱拡散率（α）は、
ジュール加熱・交流法（THE FOURTH ASIAN THERMOPHYSI
CAL PROPERTIES CONFERENCE VOL.1 A1c1記載）により、
１ｍｍ×４ｍｍの電極を使用して粘着剤層を設けた側の
面が熱センサーと接触するように測定サンプルを挟み、
測定周波数平方根を２．５〜４．５Ｈｚ^1/2 として３０
℃における熱拡散率を測定した値である。なお、本発明
では交流法熱伝導率測定装置ＭＰ−λ３００（理学電気
株式会社製）を用いて測定した。

【００１２】本発明は、かかる熱拡散率だけで感熱性粘
着シートの高速ラベリング適性を評価するのではなく、
非粘着剤塗布面のベック平滑度（JIS P-8119に準拠す
る）の常用対数（log Ｓ）と感熱性粘着シートの厚さ
（Ｚ）を組み合わせることにより、熱板加熱型自動ラベ
ラーの加熱による感熱性粘着剤層の活性化状態を表すこ
とができるのである。

【００１３】本発明は、上記式で表される熱伝達速度イ
ンデックスＴＩ値が２．０以上、好ましくは２．５以上
である感熱性粘着シートである。因みに、ＴＩ値が２．
０未満であれば熱板加熱型自動ラベラーでの高速ラベリ
ングが不可能となる。２．５以上になると、高速ラベリ
ングを極めて安定して行うことができる。また、ＴＩ値
は感熱性粘着シートに使用する基材の材質と厚さによっ
ても値が変動するが、熱伝達速度が速く熱拡散率の大き
い基材はあまり経済的でなく、一方、基材の厚さが薄い
と感熱性粘着シートの剛度が小さくなり、高速ラベリン
グ時のラベル送り適性に劣り易くなることから、ＴＩ値
は２．５〜５．５に調整することが好ましい。

【００１４】本発明の感熱性粘着シートとは、シート状
基材の片面に感熱性粘着剤を塗布、乾燥した構成であ
る。上記のＴＩ値を満足するために、シート状基材の選
択（厚み，材質，表面平滑度等）、感熱性粘着剤の配合
や塗布量など適宜調節を行うと良い。なお、基材の厚み
としては、ラベル送り適性の面から６０μｍ以上の基材
が適している。

【００１５】感熱性粘着剤は主に熱可塑性樹脂、可塑
剤、粘着付与剤等から構成されるものが多く、その形態
にはエマルジョンタイプ、有機溶剤タイプ、無溶剤タイ
プ等がある。また、感熱性粘着剤を加熱活性化して生じ
た粘着性が熱源を取り去った後に消失するまでの時間等
から、一般にホットメルト型粘着剤、ヒートシール型粘
着剤、ディレードタック型粘着剤等に分類されている。
感熱性粘着シートは、エマルジョンタイプのディレード
タック型粘着剤を基材の片面に塗布、乾燥したものが好
ましく用いられ、以下エマルジョンタイプのディレード
タック型粘着剤について具体的に説明するが、もちろん
本発明はこれに限定されるものではない。

【００１６】感熱性粘着剤に使用される熱可塑性樹脂の
種類としては、酢酸ビニル−エチレン−スチレン共重合
体、酢酸ビニル−エチレン共重合体、酢酸ビニル−エチ
レン−塩化ビニル共重合体、酢酸ビニル−アクリル酸エ
ステル共重合体、酢酸ビニル−エチレン−アクリル酸エ
ステル共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、（メ
タ）アクリル酸エステル共重合体、スチレン−イソプレ
ン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、アクリロ
ニトリル−ブタジエン共重合体等が挙げられる。これら
の熱可塑性樹脂は単独又は複数併用して用いられる。

【００１７】熱可塑性樹脂のガラス転移温度については
−３５℃〜８０℃の範囲であり、より好ましくは−１０
℃〜７０℃である。熱可塑性樹脂のガラス転移温度が−
３５℃未満であると常温でも粘着性を有してしまい耐ブ
ロッキング性に劣るという問題がある。また８０℃を越
えると感熱性粘着剤として基材に塗布したとき、感熱性
粘着剤塗布面の表面強度が弱くなりラベルとして使用す
るときに印刷適性が劣るという問題がある。

【００１８】感熱性粘着剤に使用される可塑剤の種類と
しては、フタル酸ジヘキシル（融点６５℃）、フタル酸
ジシクロヘキシル（融点６３〜６５℃）、フタル酸ジヒ
ドロアビエチル（融点６５℃）、イソフタル酸ジメチル
（融点６６〜６７℃）、Ｎ−シクロヘキシル−ｐ−トル
エンスルホンアミド（融点８６℃）、安息香酸スクロー
ス（融点９８℃）、二安息香酸エチレングリコール（融
点７０℃）、三安息香酸トリメチロールエタン（融点７
３℃）、四安息香酸ペンタエリトリット（融点９５
℃）、八酢酸スクロース（融点８９℃）、クエン酸トリ
シクロヘキシル（融点５７℃）等、融点が５０〜１００
℃の固体可塑剤を使用することが好ましい。融点が５０
℃未満であると耐ブロッキング性に劣り、１００℃を越
えると加熱活性化されにくいという問題がある。固体可
塑剤は、加熱活性化時に融点以上で融解し熱可塑性樹脂
を可塑化するため、感熱性粘着剤として粘着性を与える
が、粘着性の持続時間は固体可塑剤によって異なる。粘
着性を有している時間を長くする場合にはフタル酸ジシ
クロヘキシルを使用することが好ましい。また、固体可
塑剤は単独で使用しても良いし、複数を併用しても良
い。

【００１９】また、感熱性粘着剤として、熱可塑性樹脂
と可塑剤の他に、更にロジン系粘着付与剤、フェノール
樹脂系粘着付与剤、テルペン樹脂系粘着付与剤、キシレ
ン系粘着付与剤、石油樹脂系粘着付与剤等の粘着付与剤
を含有せしめて接着機能を調整してもよいし、感熱性粘
着剤層にインキ等を添加して感熱性粘着剤に着色した
り、熱膨張性微球体を含有させて接着機能を調整しても
よい。

【００２０】感熱性粘着剤の塗布量については、乾燥重
量で５〜２０ｇ／ｍ² が好ましい。より好ましくは１０
〜１５ｇ／ｍ² である。因みに塗布量が５ｇ／ｍ² 未満
であると、ラベルとして使用する際十分な接着機能が得
られずラベルとして使用できないという問題がある。一
方、２０ｇ／ｍ² を越えることは感熱性粘着剤を加熱活
性化させるのに時間がかかり、また、接着機能が飽和し
経済性に乏しい。

【００２１】感熱性粘着剤を基材上に塗布する方法とし
ては、ハケ塗り、スプレー塗布、スクリーン印刷、グラ
ビア印刷、オフセット印刷、活版印刷、マイヤーバーコ
ーター、キスロールコーター、リップコーター、ダイレ
クトロールコーター、オフセットロールコーター、グラ
ビアロールコーター、リバースロールコーター、ロッド
コーター、ブレードコーター、エアーナイフコーター等
の各種塗布装置によって行われる。なお、乾燥は塗布を
行う上記の装置に組み合わせた従来の方法で行うことが
できる。

【００２２】本発明の感熱性粘着シートに使用される基
材の材質としては、紙類、合成紙、フィルム類、金属フ
ォイル類、不織布、織布等、さらにこれらを適宜積層し
たシートが挙げられるが、熱板加熱型高速ラベラーで使
用する場合には耐熱性に優れた基材が好ましい。勿論こ
れらの基材の表面に、感熱記録層、感圧記録層、熱転写
受像層、インクジェット記録層、顔料塗被層等の各種層
が設けられていても構わない。一方、感熱性粘着剤が塗
布される面には、強度を補強したり、感熱性粘着剤が基
材の中へ浸透し粘着機能が低下するのを防ぐためのバリ
アー層を設けてもよい。ラベルとして使用する場合は、
印刷適性等が必要とされる。特に、清涼飲料水、酒類、
薬品瓶等のような液体の入ったガラス瓶に貼着するラベ
ルとして使用する場合は、耐水性に優れた基材を使用す
る事が好ましい。

【００２３】

【実施例】以下に実施例を示して本発明をより具体的に
説明するが、もちろんこれらに限定されるものではな
い。なお、実施例における「重量部」は特に指定しない
限り「固体重量部」のことを示す。

【００２４】実施例１ 〔感熱性粘着シートの作成方法〕熱可塑性樹脂としてガ
ラス転移温度が２０℃のエチレン−塩化ビニル共重合体
（商品名「スミエリート１２１０」，住友化学工業株式
会社製）２５重量部と、固体可塑剤としてフタル酸ジシ
クロヘキシル（融点６４．７℃，大阪有機化学工業株式
会社製）の水分散液７５重量部からなる固形分濃度５０
％の感熱性粘着剤エマルジョンを調製した。これを米坪
８４．９ｇ／ｍ² の印刷用紙（商品名「ダルトン」，新
王子製紙株式会社製，ベック平滑度４３０ｓ／１０ｃ
ｃ）の片面にリバースロールコーターを用いて、乾燥重
量で１５ｇ／ｍ² となるように塗布、乾燥し感熱性粘着
シートを得た。なお、この感熱性粘着シートの熱拡散率
は０．０７５ｍｍ² ／ｓ、厚さは８９μｍであった。

【００２５】実施例２ 基材に、米坪１０４．７ｇ／ｍ² の印刷用紙（商品名
「ＯＫスーパーアート」，米子加工製紙株式会社製，ベ
ック平滑度１６５０ｓ／１０ｃｃ）を使用した以外は、
実施例１と同様にして感熱性粘着シートを得た。なお、
この感熱性粘着シートの熱拡散率は０．０７８ｍｍ² ／
ｓ、厚さは９８μｍであった。

【００２６】実施例３ 基材に、米坪７９．１ｇ／ｍ² の印刷用紙（商品名「Ｏ
Ｋトップコート」，新王子製紙株式会社製，ベック平滑
度１２００ｓ／１０ｃｃ）を使用した以外は、実施例１
と同様にして感熱性粘着シートを得た。なお、この感熱
性粘着シートの熱拡散率は０．０７０ｍｍ² ／ｓ、厚さ
は８１μｍであった。

【００２７】実施例４ 基材に、米坪１０５．０ｇ／ｍ² のポリエステルフィル
ム（商品名「コスモシャインＡ４１００」，東洋紡績株
式会社，ベック平滑度９００ｓ／１０ｃｃ）を使用した
以外は、実施例１と同様にして感熱性粘着シートを得
た。なお、この感熱性粘着シートの熱拡散率は０．１３
８ｍｍ² ／ｓ、厚さは７５μｍであった。

【００２８】実施例５ 基材に、米坪１４０．０ｇ／ｍ² のポリエステルフィル
ム（商品名「コスモシャインＡ４１００」，東洋紡績株
式会社，ベック平滑度８００ｓ／１０ｃｃ）を使用した
以外は、実施例１と同様にして感熱性粘着シートを得
た。なお、この感熱性粘着シートの熱拡散率は０．１４
６ｍｍ² ／ｓ、厚さは１００μｍであった。

【００２９】実施例６ 基材に、米坪４９．０ｇ／ｍ² の合成紙（商品名「ユポ
ＳＧＵ６０」，王子油化合成紙株式会社，ベック平滑度
１４００ｓ／１０ｃｃ）を使用し、裏面（光沢面）に感
熱性粘着剤塗布面とした以外は、実施例１と同様にして
感熱性粘着シートを得た。なお、この感熱性粘着シート
の熱拡散率は０．０５５ｍｍ² ／ｓ、厚さは６０μｍで
あった。

【００３０】比較例１ 基材に、米坪１２７．９ｇ／ｍ² の印刷用紙（商品名
「ＯＫスーパーアート」，米子加工製紙株式会社製，ベ
ック平滑度７３０ｓ／１０ｃｃ）を使用した以外は、実
施例１と同様にして感熱性粘着シートを得た。なお、こ
の感熱性粘着シートの熱拡散率は０．０８１ｍｍ² ／
ｓ、厚さは１２４μｍであった。

【００３１】比較例２ 基材に、米坪８１．４ｇ／ｍ² の印刷用紙（商品名「ニ
ューエイジ」，新王子製紙株式会社製，ベック平滑度９
０ｓ／１０ｃｃ）を使用した以外は、実施例１と同様に
して感熱性粘着シートを得た。なお、この感熱性粘着シ
ートの熱拡散率は０．０８４ｍｍ² ／ｓ、厚さは１０１
μｍであった。

【００３２】「評価」得られた感熱性粘着シートについ
て、高速ラベリング適性を以下の項目について評価し、
その結果を表１に示した。

【００３３】〔ラベル貼着性〕感熱性粘着シートを、熱
板加熱型ラベラー「ＨＡＰＡ４２１」，ＨＡＰＡ社（ス
イス）製を使用して、加熱温度１４０℃、ラベリング速
度３００本／分でガラス瓶に高速ラベリングし、ラベル
のガラス瓶への貼着状況を評価した。 ○：貼着不良がほとんどなく、ラベリング適性が良好で
ある。 △：一部貼着不良が発生し、実用上問題がある。 ×：貼着不良が多く、実用できない。

【００３４】〔ラベル接着性〕貼着したラベルを手で剥
がし、その接着強度からラベルの感熱性粘着剤が十分に
活性化されていたかどうかを評価した。 ◎：接着強度が非常に強く、粘着剤は完全に活性化して
いる。 ○：粘着剤の活性化はやや不完全であるが、実用上全く
問題ない。 ×：粘着剤の活性化が不十分なため、ラベルを手で簡単
に剥がすことができる。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【発明の効果】表１の結果から明らかなように、本発明
の感熱性粘着シートは、高速ラベリング適性に優れたも
のである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石川 陽子 栃木県宇都宮市平出工業団地27番地の２ 新王子製紙株式会社 宇都宮研究セン ター内 (72)発明者 鈴木 賢治 栃木県宇都宮市平出工業団地27番地の２ 新王子製紙株式会社 宇都宮研究セン ター内 (56)参考文献 特開 平７−258614（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−109444（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C09J 7/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基材の片面に、常温では非粘着性であるが
   加熱することにより粘着性が発現する感熱性粘着剤の層
   を設けた感熱性粘着シートにおいて、下記の式で定義さ
   れる熱伝達速度インデックスＴＩ値が２．０以上である
   ことを特徴とする熱板加熱型自動ラベラー用感熱性粘着
   シート。 ＴＩ＝log Ｓ×α／Ｚ （単位：ｍｍ／ｓ） なお、 log Ｓ：非粘着剤塗布面のベック平滑度（JIS P-8119に
   準拠する）の常用対数 α：感熱性粘着シートにおける厚さ方向の熱拡散率（ｍ
   ｍ^２／ｓ） Ｚ：感熱性粘着シートの厚さ（ｍｍ）
2. 【請求項２】請求項１記載の熱伝達速度インデックスＴ
   Ｉ値が２．５〜５．５である熱板加熱型自動ラベラー用
   感熱性粘着シート。