JP5621536B2 - ラベル及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ラベル及びその製造方法に係り、特に、電子写真方式を用いたラベル及びその製造方法に関する。

従来、剥離シートに貼りつけたラベルに絵柄を印刷して、刃型でラベルを任意の形にカットするラベル作成方法が知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。しかしこの方法では、１種類のラベルを作成するためには、印刷用の版と刃型を作成する必要がある。また、この方法は、ラベルを大量に作成する場合には有効であるが、作成するラベルの数量が少量の場合には版と刃型の制作費用が高く、結果的にラベルの単価が高くなってしまうという問題がある。

そこで、本出願人は、先に、電子写真方式によりトナーを任意の形状に現像して、その後加熱処理してラベルを作製する方法を提案した（例えば、特許文献３参照）。この方法によると、トナー用樹脂として広く使用されているポリエステル樹脂やスチレンアクリル樹脂はもろい樹脂であるため、ラベル基材として使用するにはフィルム特性が悪くて使用できなかったが、ポリビニルアセタール樹脂を用いることにより、ある程度のフィルム強度を付与することが出来、ラベルとして使用することが可能であった。

これに対し、本発明者らは、ラベル基材として、生分解性があり、原料が石油ではなく天然素材であるため環境負荷を低減させることができるポリ乳酸樹脂を用いることを試みた。なお、従来、ポリ乳酸を用いたラベル自体はすでに知られているが、それは既存の印刷／型抜きの方法により作製されたものである（例えば、特許文献４参照）。

特開平０９−１６８９９８号公報 特開平１１−０３３９９９号公報 特開２００７−２８３７４５号公報 特開平０９−３１４４９５号公報

本発明は、以上のような事情に鑑みてなされ、フィルム強度の高いラベル及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の第１の態様は、結着樹脂として１００，０００以上の重量平均分子量を有するポリ乳酸を用い、スプレードライ法、溶解懸濁法、水溶性樹脂混練法のいずれかの方法により製造されたラベル用トナーをラベル担持用媒体にフィルム状に被着してなることを特徴とするラベルを提供する。

以上のようなラベルにおいて、前記ポリ乳酸を含むラベル用トナーのラベル担持用媒体への被着は、電子写真方式により行なうことが出来る。

前記ポリ乳酸として、１５０，０００以上の重量平均分子量を有するものを用いることが出来る。また、前記ポリ乳酸として、架橋されたポリ乳酸を用いることが出来る。この場合、架橋剤としてヒマシ油を用いることが出来る。

本発明の第２の態様は、結着樹脂として１００，０００以上の重量平均分子量を有するポリ乳酸を用い、スプレードライ法、溶解懸濁法、水溶性樹脂混練法のいずれかの方法により製造されたラベル用トナーをラベル担持用媒体に層状に形成する工程、前記層状に形成されたラベル用トナー層を熱定着してフィルム状に被着させる工程を具備することを特徴とするラベルの製造方法を提供する。

この場合、前記ラベル用トナー層のラベル担持用媒体への形成を、電子写真方式により行うことが出来る。

本発明によると、フィルム強度の高いラベル用トナーフィルムを形成することを可能とするラベル及びその製造方法が提供される。

本発明の一実施形態に係るラベル作製工程を示す図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。

図１を参照して、本発明の一実施形態に係るラベル製造プロセスについて説明する。

まず、図１（ａ）に示すような現像媒体１を準備する。現像媒体１は、例えば、剥離紙２上に粘着剤層３を形成し、その上にコート層４を形成した構成を有する。この現像媒体１に対し、電子写真方式により、順次、カラートナーが現像され、図１（ｂ）に示すように、カラートナー画像５が形成される。

この場合、カラートナーとしては、一般にカラープリンターで用いるマゼンタトナー、シアントナー、イエロートナー、及び黒トナーを用いることが出来る。

カラートナー画像５が形成された現像媒体１は、次いで、ラベル用トナー現像に供される。ラベル用トナー現像では、図１（ｃ）に示すように、カラートナー画像５を覆うラベル用トナーのベタ画像６が形成される。なお、ラベル用トナーとしては、結着樹脂として１００，０００以上の重量平均分子量を有するポリ乳酸を含むものを用いた。

その後、図１（ｄ）に示すように、カラートナー画像５及びラベル用トナーのベタ画像６が熱定着され、ラベル用トナーフィルム７が形成される。

以上のようにしてラベル用トナーフィルム７が形成された現像媒体１は、室温に冷却された後、ユーザーによる使用に供される。即ち、コート層４上にカラートナー画像５及びラベル用トナーフィルム７が形成され、コート層４の裏面に粘着剤層３が形成されたラベル８は、図１（ｆ）に示すように、手作業により剥離紙２から剥離することが出来る。

ラベル用トナーフィルム７は、結着樹脂として１００，０００以上の重量平均分子量を有するポリ乳酸を含むトナーにより形成したため、そのフィルム強度は高く、その周囲の部位との間の硬度差及び強度差により、剥離紙２からの剥離を容易に行うことが可能となる。また、ラベルとしての強度を十分に備えている。また、ラベル用トナーフィルム７の形成は、電子写真方式に行っているため、任意の形状のラベルを精度よく、簡単に製造することが出来る。

以上説明したラベルの製造プロセスでは、コート層４上にカラートナー画像５を形成した後にラベル用トナーのベタ画像６を形成したが、ラベル用トナーのベタ画像６を形成した後に、カラートナー画像５を形成することも可能である。いずれの順序であっても、フィルム強度の高いラベル用トナーフィルムを得ることが出来る。

以上、電子写真プロセスを利用してカラー画像及びラベル用トナーフィルムの形成を行ったが、ソリッドインクプロセスを利用することも可能である。

ラベル用トナーの主成分として用いるポリ乳酸は、１００，０００以上の重量平均分子量を有するものである。また、１５０，０００以上の重量平均分子量を有するポリ乳酸を用いることにより、特に強度の高いラベルを得ることが出来るので好ましい。重量平均分子量が１００，０００未満のポリ乳酸を用いたのでは、十分なラベル強度を得ることが困難である。

また、ポリ乳酸としては、重合に際し、架橋剤を用いて架橋し、更に平均分子量を増加させたものであることが特に好ましい。ポリ乳酸を架橋することにより、軟化点を極端に高くすることなく、分子量を増加させることが出来るので、ラベル強度を強くすることが出来る。架橋剤としては、エチレングリコールやヒマシ油を用いることが出来、特に、ヒマシ油を用いることが好ましい。

本発明者らの知見によると、ラベル用トナーとしては、最も広く利用されている粉砕方式により得たトナーは必ずしも適切ではない。粉砕法で製造されるトナーは、樹脂を主成分とする混練物が割れやすい必要があるが、割れやすい樹脂をラベル用トナーに使用すると作成したラベルも割れやすく、ラベルとして十分な強度を付与することが出来ない場合がある。そのため、粉砕法とは異なる方法で製造されたトナーを用いることが好ましい。

そのような製造方法として、スプレードライ法、溶解懸濁法、水溶性樹脂混練法がある。スプレードライ法は、トナー成分を溶媒に溶解させて得た溶液を、噴霧乾燥してトナー粒子を得る方法であり、例えば、特開２００９−１７５６３２号公報に記載されている。また、溶解懸濁法は、樹脂を溶剤に溶解して得た溶液を水中に分散させて析出させることでトナー粒子を形成する方法であり、樹脂の割れやすさに関わらずトナーを製造することが出来るという利点がある。溶解懸濁法は、例えば、特許第３５４３５５４号公報及び特開２００９−２３００６４号に記載されている。また、水溶性樹脂混練法は、水溶性の樹脂にトナー材料を分散・混練した後、水溶性樹脂を水洗してトナーを製造する方法であり、例えば、特開２００６−１２６３５９号公報に記載されている。

以下、本発明の実施例及び比較例を示し、本発明をより具体的に説明する。

各例で用いた物性値の測定方法を以下に示す。

（軟化点の測定）
測定装置としてフローテスター（ＣＦＴ−５００Ｄ：島津製作所（株）製）を用いて行う。試料１ｇを採り、昇温速度６℃／分、荷重２０ｋｇの条件で、直径１ｍｍ、長さ１ｍｍのノズルから、試料の半分が流出した温度を軟化点とする（１／２法）。

（トナー粒径の測定）
装置：マルチサイザーII（コールター（株）製）
試料：ビーカーに試料少量と精製水、界面活性剤を入れ、超音波洗浄器にて分散した。

測定：アパーチャーは１００μｍで行い、カウントは５０，０００個で行い、体積平均粒径を得た。この場合、個数粒度分布の積算曲線において積算量が全体の５０％に相当する粒子径Ｄ５０を平均粒径とした。

（分子量の測定）
重量平均分子量（Ｍｗ）は、分子量既知のポリスチレン試料によって作成した検量線を標準としてＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）にて測定される分子量である。なお、測定装置としては、ＧＰＣ（島津製作所（株）製）及び検出器Ｒｌを用いる。

（ポリ乳酸の合成）
合成例１
Ｌ-ラクチド（ピューラックジャパン（株）製）１００質量部及びステアリルアルコール０．１質量部を、窒素雰囲気下、１９０℃で攪拌した。得られた混合物にオクチル酸スズを０．０５質量部添加して、１９０℃でさらに２時間攪拌した。その後、残存するＬ−ラクチドを除去するために、１０ｍｍＨｇの減圧下で１時間攪拌を続けた。

その結果、重量平均分子量（Ｍｗ）２７２,０００のポリ乳酸（ＰＬＡ）を得た。

合成例２
ステアリルアルコールの添加量を０．１５質量部としたことを除いて、合成例１と同様の操作でポリ乳酸を重合し、重量平均分子量（Ｍｗ）１９４,０００のポリ乳酸（ＰＬＡ）を得た。

合成例３
ステアリルアルコールの添加量を０．２５質量部としたことを除いて、合成例１と同様の操作でポリ乳酸を重合し、重量平均分子量（Ｍｗ）１１５,０００のポリ乳酸（ＰＬＡ）を得た。

合成例４
ステアリルアルコールの添加量を０．４０質量部としたことを除いて、合成例１と同様の操作でポリ乳酸を重合し、重量平均分子量（Ｍｗ）５２,０００のポリ乳酸（ＰＬＡ）を得た。

合成例５
ステアリルアルコールの添加量を０．６０質量部としたことを除いて、合成例１と同様の操作でポリ乳酸を重合し、重量平均分子量（Ｍｗ）２６,０００のポリ乳酸（ＰＬＡ）を得た。

合成例６
ポリ乳酸重合時に、架橋剤としてエチレングリコールを０．４０質量部添加したことを除いて、合成例１と同様の操作でポリ乳酸を重合し、架橋ポリ乳酸（ＰＬＡ）を得た。なお、得られたポリ乳酸は溶剤に不溶であるためＧＰＣによる分子量の測定はできなかったが、その重量平均分子量（Ｍｗ）は１５０，０００を越えている。

合成例７
ポリ乳酸重合時に、架橋剤としてヒマシ油を０．４０質量部添加したことを除いて、合成例１と同様の操作でポリ乳酸を重合し、架橋ポリ乳酸（ＰＬＡ）を得た。なお、得られたポリ乳酸は溶剤に不溶であるためＧＰＣによる分子量の測定はできなかったが、その重量平均分子量（Ｍｗ）は１５０，０００を越えている。

＜トナーの製造＞
トナー製造例１
本製造例は、スプレードライ法によりトナーを製造した例である。

合成例１にて得られたポリ乳酸樹脂をテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に溶解して１３ｇ／Ｌの溶液を調製した。

得られたポリ乳酸ＴＨＦ溶液を窒素ガス雰囲気下でクローズドスプレードライ装置（ＴＲ１６；プリス（株）製）にて、下記の条件で噴霧した。

溶液の供給速度：4ｋｇ/ｈ
出口温度：６０℃
その結果、平均粒径がＤ５０（体積）１０．８μｍのポリ乳酸粒子が得られた。

粒子中に残留しているＴＨＦをさらに除去するために、３０ｎｍＨｇの減圧下で、室温にて１２時間乾燥した。乾燥したポリ乳酸粒子１００質量部に対し、疎水化処理したシリカ粒子ＴＧ８１０Ｇ（キャボット（株）製）０．５質量部及びＲＹ５０（日本アエロジル（株）製）３質量部をヘンシェルミキサーにて攪拌して外添し、ポリ乳酸トナーを得た。

トナー製造例２〜５
トナー製造例１と同様に、合成例２〜５にて得られたポリ乳酸を用いて、４種のポリ乳酸トナーを得た。

トナー製造例６
本製造例は、溶解懸濁法によりトナーを製造した例である。

合成例１にて得られたポリ乳酸１００質量部をクロロホルム４００質量部に溶解し、得られた溶液を８０℃にて０．５％のポリオキシエチレンアルキルエーテル水溶液に加えて高圧乳化機により乳化した。

減圧下で乳化液からクロロホルムを留去して、ポリ乳酸の懸濁液を得た。このポリ乳酸懸濁液をろ別して、再度イオン交換水を添加し、同様の操作によりポリ乳酸粒子を７回洗浄した。

得られたポリ乳酸粒子を乾燥した後、トナー製造例１と同様にしてシリカを外添し、ポリ乳酸トナーを得た。

トナー製造例７
本製造例は、水溶性樹脂混練法によりトナーを製造した例である。

合成例１で得られたポリ乳酸をポリエチレングリコール樹脂と混合し、それを２軸押出混練機にて混練した。混練機から排出された混練物をそのまま水に浸してポリエチレングリコールを水に溶解させた。その後、沈殿したポリ乳酸粒子を採取し、イオン交換水に再度分散させた。同様の洗浄作業を７回繰り返した。

洗浄したポリ乳酸粒子を目開き３２μｍのメッシュを通して粗大粒子を除去した。その後、乾燥し、トナー製造例１と同様にしてシリカを外添し、ポリ乳酸トナーを得た。

トナー製造例８
合成例６で得られたポリ乳酸を用いたことを除いて、トナー製造例７と同様にしてポリ乳酸トナーを得た。

トナー製造例９
合成例７で得られたポリ乳酸を用いたことを除いて、トナー製造例７と同様にしてポリ乳酸トナーを得た。

＜ラベル台紙の作成＞
剥離紙（ＳＨＡ７０；サンエー化研（株）製）に粘着剤としてスプレー式粘着剤５５（３Ｍ（株）製）を塗布した。粘着剤に含まれる揮発分を乾燥した後、粘着剤層表面に花王製トナー用ポリエステル樹脂（軟化点１２０℃）と酸化チタン（ＣＲ−５０；石原産業（株）製）を溶融混練して粉砕した粒子（Ｄ５０(体積)８μｍ）を塗布した後、１６０℃で粉体を溶融し、コーティングした。

＜ラベルの作成＞
実施例１
電子写真プロセスにより、カラートナー及びラベル基材となるトナー製造例１にて製造したラベル用トナーを用いて、順次、Ａ４サイズのラベル台紙上に、カラートナー画像及びラベル用トナーのべた画像を形成し、現像し、トナーが現像されたラベル台紙を２００℃でヒートプレスすることにより、カラートナー及びラベル用トナーを定着させた。

室温まで冷却した後、台紙上のポリ乳酸フィルムを剥がすことにより、画像の描画された厚さ９０μｍのポリ乳酸ラベルが得られた。また、ラベル基材となるトナーの現像量を調整することにより、５０μｍのポリ乳酸ラベルも作成した。

なお、カラートナーとしては、カシオ計算機（株）製Ｎ５プリンタ用トナーを使用した。また、現像機としては、Ｎ５プリンタをベースとした現像器を使用した。

実施例２〜７
ラベル用トナーとして、トナー製造例２，３，６〜９にて得られたポリ乳酸トナーを用いたことを除いて、実施例１と同様にして、厚みが９０±５μｍ、および５０±５μｍのラベルを得た。

比較例１，２
ラベル用トナーとして、トナー製造例４，５にて得られたポリ乳酸トナーを用いたことを除いて、実施例１と同様にして、厚みが９０±５μｍ、および５０±５μｍのラベルを得た。

＜ラベルの評価＞
得られたラベルの引張りに対する強度及び引裂きに対する強度から、ラベル強度を下記の基準で判定した。

◎：ラベルとして機能し得る程度を超える優れたラベル強度を有する。

○：ラベルとして機能し得る程度のラベル強度を有する。

△：ラベルとして機能し得る程度よりやや低いラベル強度を有する。

×：ラベルとして機能し得る程度よりかなり低いラベル強度を有する。

実施例１〜７及び比較例１，２により得たラベルの粉砕性、及びトナーフィルムのフィルム特性の評価結果を下記表１に示す。

上記表１から、実施例１〜７により得たラベルは、ラベル用トナーとして、いずれも１００，０００以上の重量平均分子量のポリ乳酸を用いているため、ラベルの強度はほぼ良好であった。特に、１５０，０００以上の重量平均分子量のポリ乳酸を用いている実施例１，２，４〜７に係るラベルの強度は優れていた。なお、実施例３に関しては、５０μｍの薄いラベルの場合に、ややラベル強度が劣っていた。

これに対し、比較例１及び２より得たラベルは、いずれもラベル用トナーとして、１００，０００未満の重量平均分子量のポリ乳酸を用いているため、ラベルの強度は低いものであった。

以上の結果から、ポリ乳酸を主成分とするラベルの強度は、トナーの製造方法に依らず、ポリ乳酸の分子量に依存していること、そして、重量平均分子量（Ｍｗ）が１０万以上、より好ましくは１５万以上であるとよいことがわかる。

１…現像媒体、２…剥離紙、３…粘着剤層、４…コート層、５…カラートナー画像、６…ラベル用トナーのベタ画像、７…ラベル用トナーフィルム、８…ラベル。

Claims (7)

1. 結着樹脂として１００，０００以上の重量平均分子量を有するポリ乳酸を用い、スプレードライ法、溶解懸濁法、水溶性樹脂混練法のいずれかの方法により製造されたラベル用トナーをラベル担持用媒体にフィルム状に被着してなることを特徴とするラベル。
2. 前記ポリ乳酸を含むラベル用トナーのラベル担持用媒体への被着は、電子写真方式により行なわれたことを特徴とする請求項１に記載のラベル。
3. 前記ポリ乳酸は、１５０，０００以上の重量平均分子量を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のラベル。
4. 前記ポリ乳酸は、架橋されたポリ乳酸であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のラベル。
5. 前記ポリ乳酸は、架橋剤としてヒマシ油を用いて架橋されたポリ乳酸であることを特徴とする請求項４に記載のラベル。
6. 結着樹脂として１００，０００以上の重量平均分子量を有するポリ乳酸を用い、スプレードライ法、溶解懸濁法、水溶性樹脂混練法のいずれかの方法により製造されたラベル用トナーをラベル担持用媒体に層状に形成する工程、前記層状に形成されたラベル用トナー層を熱定着してフィルム状に被着させる工程を具備することを特徴とするラベルの製造方法。
7. 前記ラベル用トナー層のラベル担持用媒体への形成を、電子写真方式により行うことを特徴とする請求項６に記載のラベルの製造方法。

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