JP6864665B2 - リサイクル可能な剥離基材 - Google Patents
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Description
リリースペーパーとしては、シリコーン含有性剥離層でコーティングされた、つまり剥離性に形成された紙を通常は使用する。自己接着ラベルの接着剤層は、リリースペーパーのシリコーン含有性剥離層に付着するものの、ラベルは、糊残りなく簡単にリリースペーパーから引き離せる(離層できる)。
ドイツ特許出願公開第602004005746号には、着色顔料、有機溶媒、「アクリル樹脂分散剤」に加えて植物由来ワックスも有する印刷用インクが記載される。
ドイツ特許出願公開第4425737号には、接着剤層に対して剥離特性を有するいわゆるリリースペーパー(剥離紙とも呼ばれる)の製造が記載され、ペーパーウェブはシリコーン層でコーティングされる。
ただし、これらのシリコーン含有性リリースペーパーは、シリコーン含有層がリサイクリングプロセスを妨害するので、紙のリサイクリングにたやすく供給することはできない。とりわけ、シリコーン含有層が非水溶性であることが問題である。シリコーンは、古紙と共に原料調製へと導入され、粘着性の不純物または汚れとして製造停滞を引き起こし、古紙から製造される紙製品において品質問題を引き起こす。ドイツでの古紙使用は、すべての種類の紙にわたり、現在70%を超えているため、より良好にリサイクルできる、シリコーン含有層に対する代案を見出すことが望ましい。これらのシリコーン含有性リリースペーパーを肥料化することも不可能であるが、なぜなら、使用されるシリコーン含有層は生分解性ではないからである。
枯渇性化石資源、例えば、石油または天然ガスの不足に関して高まる不安が、再生原料からなる材料の製造への高まり続ける関心をさらにもたらした。この関連で、例えば、その出発物質が糖から製造できる2,5−フランジカルボン酸ベースのプラスチックであるポリエチレンフラノエートの参照を指摘したい。もっとも、再生原料からなるこれまで公知の材料は、剥離特性を示さないため、これまでのところは、剥離コーティング中のシリコーンを省略することができなかった。
a)表側と表側に向き合う裏側とを有する支持基材(11)、
および
b)支持基材の表側および/または裏側に配置された剥離層(12)
を含む剥離基材(10)によって解決され、
剥離層(12)は、ポリマー結合剤と植物油ベースワックスとを含むか、またはそれらからなる。
驚くべきことに、本発明による剥離基材は剥離特性を有し、その際、完全または主に再生原料から製造可能であることが分かった。ポリマー結合剤の使用により、驚くべきことに、剥離層が支持基材からはがれないように、またはワックスが他の物体もしくはラベルに移らないように剥離層が形成される。本発明による剥離基材は、シリコーンまたはペルフルオロ化合物をまったく使用せずに製造できる。
植物油ベースワックスとは、本発明の枠内では、植物油の化学修飾によって獲得されるワックスと理解される。化学修飾とは、例えば、金属触媒、例えば、ニッケル、および水素を用いた部分水素化または完全水素化であり得、油の二重結合のすべてまたは一部が単結合へと水素化される。植物油とは異なり、ワックスは20℃において液状ではなく固体で存在する。したがって、植物油の化学修飾は、融点上昇をもたらす。
本発明によると剥離基材が好ましく、ワックスは、40℃超、好ましくは50℃超、特に好ましくは60℃超の融点を有する。
本発明によると剥離基材が好ましく、剥離層中でのワックスの質量分率は、剥離層の総質量に対して、6(好ましくは10)から98%、好ましくは20から90%、特に好ましくは50から89%である。
本発明の枠内では、支持基材としての紙の使用は決して限定されないとはいえ、紙、ここでは、特別に、良好なリサイクル性ゆえに良好な環境適合性に着目しても市場で定着した支持基材である、表面処理されていない塗工紙原紙が、本発明の主旨で好ましい。表面処理されていない塗工紙原紙とは、サイズプレスまたはコーティング装置で処理されていない塗工紙原紙と理解される。
したがって、本発明によると剥離基材が好ましく、支持基材は、紙、厚紙、またはフィルムである。
本発明の枠内では、ポリマー結合剤とは、重縮合により多数の分子から構築された、その中では一種または複数種の原子または原子団(いわゆる反復単位)が繰り返し互いに連なり、反復単位数が25を超える結合剤と理解される。
その際、自身の調査は、ポリマー結合剤が、1つもしくは複数のスチレン−アクリレートポリマーであるか、または結合剤がこれらを含む場合に、本発明による剥離基材が、脂肪、油、および湿度に対して特に高い耐久性を有することをもたらした。脂肪、油、および湿度に対して高まった耐久性は、剥離基材において同様に望ましく、より良好な剥離特性ももたらす。
その際、剥離層中でのポリマー結合剤の質量分率が、剥離層の総質量に対して、94から2%、好ましくは80から10%、特に好ましくは50から11%であると、本発明により好ましい。
自身の調査は、上記で好ましいと記載したポリマー結合剤の選択により、およびポリマー結合剤とワックスとの間の比率の調整により、接着強さが異なる接着剤に対する剥離特性を調整できることを示した。この結果、剥離層の、厳密に定義された、または管理された剥離特性を調整することが可能である。
自身の調査は、ポリマー結合剤が2つまたは複数のポリマー結合剤からなり、少なくとも1つの結合剤がアニオン性結合剤であると、特に有利であることを示した。その際、アニオン性結合剤とは、カチオン(例えば、金属カチオンまたはアンモニウム)によって安定化される複数の負電荷を含有する結合剤と理解される。
その際、アニオン性結合剤がコポリマーであると、本発明により好ましい。
適切なアニオン性結合剤は、例えば、部分的もしくは完全に脱プロトン化されたポリアクリル酸(もしくはそれらの、例えばアクリル酸エステルとのコポリマー)、部分的もしくは完全に脱プロトン化されたポリメタクリル酸(もしくはそれらの、例えばメタクリル酸エステルとのコポリマー)、ポリアクリル酸エステルのコポリマー(好ましくはメチルエステルもしくはエチルエステル)、ポリメタクリル酸エステルのコポリマー(好ましくはメチルエステルもしくはエチルエステル)またはポリアクリルアミド、またはそれらのコポリマーである。
アニオン性結合剤が、10%という質量分率で水に溶解または分散されている限り、その水溶液または水分散液が、好ましくは8から10の範囲にある塩基性pH値を有すると本発明により好ましい。
アニオン性結合剤のpH値を測定するためには、10%という質量分率を有する、アニオン性結合剤の水溶液または水分散液を製造することができ、pH値は慣用の手段で測定できる。
同じく好ましい本発明の一形態では、剥離層(12)が、飽和炭化水素ベースワックスを追加的に含む。
この相乗効果は、飽和炭化水素ベースワックスがオクタコサン、および/または植物油ベースワックスがダイズ油ベースワックスである場合に特に著しい。
本発明によると剥離基材が好ましく、飽和炭化水素ベースワックスは、40℃超、好ましくは50℃超、特に好ましくは60℃超の融点を有する。
本発明によると特に好ましくは、アクリレートコポリマーが統計コポリマーである。
a)表側と表側に向き合う裏側とを有する紙基材(11)、
ならびに
b)紙基材の表側および/または裏側に配置された、
i)50,000から150,000g/molの範囲にある平均モル質量を有するアクリレートコポリマー(ここで、アクリレートコポリマーは、アクリル酸メチルエステル、メタクリル酸メチルエステル、アクリル酸ブチルエステル、メタクリル酸ブチルエステル、アクリル酸−2−エチルヘキシルエステル、メタクリル酸−2−エチルへキシルエステル、およびスチレンからなる群から選択される2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、または7つのモノマーから製造された)、
および
ii)飽和炭化水素ベースワックス(ここで、飽和炭化水素ベースワックスは、好ましくはオクタコサンであるか、または飽和炭化水素ベースワックスが、好ましくはオクタコサンを含む)
および
iii)植物油ベースワックス
からなるか、またはそれらを含む剥離層(12)
を含む剥離基材(10)である。
本発明によると剥離基材が好ましく、ポリマー結合剤と飽和炭化水素ベースワックスとの間の質量比は、999:1から70:30、好ましくは99:1から80:20、特に好ましくは95:5から85:15である。
本発明の一形態では、剥離層(12)が着色剤、とりわけ有機(場合によっては、合成)着色剤または無機着色剤(または着色顔料)を含まない。とりわけ剥離層は、本発明により好ましくは、カーボンブラックを顔料として含有しない。とりわけ本発明による剥離層(12)は、ドイツ特許出願公開第602004005746号の段落[0060]から[0063]で記載された、そこでは顔料または染料と呼ばれる着色剤を含まない。
本発明によると剥離基材が好ましく、その剥離層(12)は支持基材の表側および/または裏側に全面的に配置されている。本発明の枠内では、全面的とは、面積の99%を超えるコーティングと理解される。本発明によると剥離基材が好ましく、その剥離層(12)は有機溶媒を含有せず、とりわけアルコール(例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、n−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、またはsec−ブチルアルコール)、ケトン、エステル、エーテル、脂肪族溶媒、芳香族溶媒を含有しない。これらの溶媒は、剥離コート(Releasestrich)から製造された剥離層中において完全には除去できず、製造された剥離層中で微量にとどまる。
その際、中間層(13)が顔料を含有すると、本発明により好ましい。
剥離基材は、顔料が、有機顔料、無機顔料、または有機顔料と無機顔料とからなる混合物であると、本発明により好ましい。
剥離基材は、顔料が、か焼カオリン、カオリン、カオリナイト、ケイ酸マグネシウム水和物、酸化ケイ素、ベントナイト、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、およびベーマイトからなる一覧から選択される無機顔料であると、本発明により好ましい。
剥離基材は、中間層中の顔料の質量分率が、中間層の総質量に対して、5から60%、好ましくは15から40%、特に好ましくは20から40%であると、本発明により好ましい。
剥離基材は、結合剤が、1つまたは複数のアクリレートコポリマーおよび/またはスチレン−アクリレートポリマーを含むか、またはそれらからなると、本発明により好ましい。
本発明による剥離基材の一形態では、支持基材の裏側、つまり剥離層が配置されていない方の支持基材の側で、支持基材に裏側層がコーティングされていてもよい。この裏側層は、さらに上記の中間層と同じ形態を有してもよい。
本発明による剥離基材のさらなる一形態では、支持基材が、裏側層同様に中間層を有してもよく、これらの層は、さらに上記の中間層と同じ形態を有する。
驚くべきことに、本発明により使用される剥離層は、高い透明性から十分な透明性までを有するため、剥離層の下側に存在する感熱記録層に印刷された印刷イメージが読取り可能であるということが示された。
感熱記録層の組成に関する例は、次の表から読み取れる。
− 1つまたは複数の色素前駆体、および
− 1つまたは複数の顕色剤を含んでもよく、その1つの顕色剤または複数の顕色剤の少なくとも1つが、顕色剤中に
a)少なくとも1つの、式(I)の(直鎖状)構造単位(以下では、乳酸単位とも理解され呼ばれる)
を含有し(式中、nは、1から10、好ましくは1から6の整数である)、
b)互いに独立に、1つ、2つ、または複数の末端電子受容性基を含有する(ここで、電子受容性基の少なくとも1つは、乳酸、および/または式(I)の構造単位を含むポリ乳酸に由来するカルボキシル基(−COOH)ではない)化合物であり、1つの顕色剤または複数の顕色剤の少なくとも1つが、式(A)の化合物
ではないという条件付きである(式中、Xは、O、SまたはNHを意味し、R1およびR2は、互いに独立に、水素原子、C1−C6アルキル基、C3−C6シクロアルキル基、またはC2−C6アルケニル基を意味し、R3およびR4が、互いに独立に、水素原子、C1−C6アルキル基、C1−C6アルコキシ基、またはハロゲン基を意味し、aおよびbが、それぞれ整数を意味し、a≧0、b≧0および(a+b)≧1という条件を満たす)。
本発明の一形態では、ロールに巻かれた、一方の側には剥離層を有し他方の側には接着層を有する紙基材が、そのコーティングされた基材を簡単な様式で繰り出せるように、剥離層を、他方の側に配置された接着剤含有層(15)との関連で使用できる。
顔料含有保護コートの例は、次の表から読み取れる。
本発明のもう1つの態様は、自己接着チケット、自己接着購入証明書、自己接着ラベル、または自己接着入場券としての、本発明による剥離基材の使用である。
(i)支持基材を製造または準備するステップ、
(ii)ワックスエマルジョンを含む剥離コートを製造または準備するステップであって、ワックスは、植物油ベースワックスであるステップ、
(iii)支持基材の片側に剥離コートを塗布し、次いで剥離コートを乾燥させることにより、剥離層が結果として生じるステップ
を含む、剥離基材、好ましくは本発明による剥離基材の製造方法に関する。
その際、ワックスエマルジョンが、油中ワックスエマルジョンであり、ワックスエマルジョンが、好ましくはワックスエマルジョンを安定化させるために適切な、アニオン性ポリマー結合剤を追加的に含有すると、本発明により好ましい。
その際、製造または準備された剥離コートが、ワックスエマルジョンに加えて(さらなる)1つのポリマー結合剤を含有すると、本発明により好ましい。
ワックスエマルジョンが塩基性であり、好ましくは8から10の範囲のpH値を有すると、本発明により好ましい。
植物油ベースワックスがダイズワックスであると、本発明により好ましい。
剥離コートの乾燥が、ワックスの融点を上回る温度において(例えば、40、60、80または100℃において)行われると、および/または別個のステップで、(場合によっては乾燥させた)剥離コートを含有する支持基材を、ワックスの融点を超えて(例えば、40、60、80または100℃へと)加熱すると、本発明により好ましい。
a)顔料および結合剤を含むコートを製造または準備するステップ、
b)製造または準備したコートを紙基材の片側に塗布し、次いでそのコートを乾燥させることにより、中間層が結果として生じるステップ
を追加的に含み、ステップa)およびb)を、好ましくは、ステップi)とii)との間で行う。
c)少なくとも1つの色素前駆体と、熱を供給するとその色素前駆体と反応する顕色剤とを含む感熱コートを製造または準備するステップ、
d)製造または準備した感熱コートを紙基材の片側に塗布し、次いでそのコートを乾燥させることにより、感熱記録層が結果として生じるステップ
を追加的に有する、本発明による方法が好ましく、ステップc)およびd)を、好ましくは、ステップi)とii)との間で行い、特に好ましくはステップa)およびb)の後に行い、感熱コートを、好ましくは中間層上に塗布する。
e)接着剤を製造または準備するステップ、
f)紙基材の裏側(または剥離層に面していない側)に、製造または準備した接着剤を塗布するステップ
を追加的に有する、本発明による方法が好ましく、ステップe)およびf)を、好ましくは、ステップiii)の後に行う。
本発明のもう1つの態様は、本発明による方法によって製造された剥離基材に関する。
本発明のもう1つの態様は、コーティングを製造するため、好ましくは支持体上で剥離層を製造するための、植物油ベースワックスの使用に関する。特に好ましくは、その支持体が、紙、厚紙、またはボール紙である。
本発明の枠内では、前記で好ましいとされた態様の複数が、好ましくは同時に実現され、とりわけ好ましいのは、添付の請求項からもたらされる、そのような態様および該当する特徴の組み合わせである。
さらなる実施形態は、図においてより詳細に説明される例示的実施形態、および例を手がかりにもたらされる。
図1から図4は、本発明による剥離基材の可能な層構成物を示す。
本発明による剥離基材の製造:
支持基材として、短繊維原料(100%短繊維セルロース)からなる紙を、50°SRの粉砕度により、紙の総質量に対して1%という質量分率のタルカムパウダーを増量剤として添加して、抄紙機において、ペースト状に(in der Masse)樹脂サイズ剤が施された、33.3g/m2という単位面積あたりの質量のペーパーウェブを製造した。製造した支持基材を、100kN/mの線荷重および100℃の温度においてカレンダ加工した。
完成した剥離基材(リリースペーパー)は、通常の接着ラベルに対して際立って良好な剥離特性を示し、接着力の強い接着ラベルも良好に引き離すことができた。鋭角のラベルを素早く引き離しても、剥離層が支持基材からはがれなかった。
剥離基材は肥料化できるということがさらに示された。
Claims (15)
- a)表側と表側に向き合う裏側とを有する支持基材(11)、ここで支持基材は、紙、ボール紙または厚紙である、
ならびに
b)支持基材の表側および/または裏側に配置された剥離層(12)
を含む、剥離基材(10)であって、
剥離層が、ポリマー結合剤と植物油ベースワックスとを含むか、またはそれらからなることを特徴とし、ここで植物油が部分水素化または完全水素化されている、剥離基材(10)。 - 植物油ベースワックスが、パーム油、ヤシ油、ケシ油、オリーブ油、アマニ油、ダイズ油、ヒマワリ油、アザミ油、およびナタネ油を含む一覧から選択される油をベースとするワックスである、請求項1に記載の剥離基材。
- 植物油ベースワックスがダイズ油ベースワックスである、請求項1に記載の剥離基材。
- 剥離層中でのワックスの質量分率が、剥離層の総質量に対して、6から98%、好ましくは10から98%、特に好ましくは20から90%、さらに好ましくは50から89%である、請求項1、2または3に記載の剥離基材。
- 剥離層中でのワックスの質量分率が、剥離層の総質量に対して50から78%である、請求項1から4までのいずれか1項に記載の剥離基材。
- ワックスが、40℃、好ましくは50℃、特に好ましくは60℃を超える融点を有する、請求項1から5までのいずれか1項に記載の剥離基材。
- ポリマー結合剤が、デンプン、ポリビニルアルコール、カルボキシル基修飾ポリビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコールコポリマー、ポリビニルアルコールとエチレン−ビニルアルコールコポリマーとからなる組み合わせ、エチレン−酢酸ビニルコポリマー、シラノール基修飾ポリビニルアルコール、ジアセトン修飾ポリビニルアルコール、アクリレートコポリマー、修飾ポリエチレングリコール、非修飾ポリエチレングリコール、α−イソデシル−ω−ヒドロキシ−ポリ(オキシ−1,2−エタンジイル)、スチレン−ブタジエンラテックス、スチレン−アクリレートポリマー、およびこれらの混合物からなる群から選択される架橋または非架橋結合剤である、請求項1から6までのいずれか1項に記載の剥離基材。
- ポリマー結合剤が、1つまたは複数のスチレン−アクリレートポリマーを含むか、またはそれらからなる、請求項1から7までのいずれか1項に記載の剥離基材。
- 剥離層中でのポリマー結合剤の質量分率が、剥離層の総質量に対して94から2%、好ましくは80から10%である、請求項1から8までのいずれか1項に記載の剥離基材。
- 剥離層中でのポリマー結合剤の質量分率が、剥離層の総質量に対して50から11%である、請求項1から9までのいずれか1項に記載の剥離基材。
- 剥離基材が、中間層(13、13’)を追加的に含有し、その中間層が紙基材と剥離層との間に配置されている、請求項1から10までのいずれか1項に記載の剥離基材。
- 剥離基材が、色素前駆体と、熱を供給するとその色素前駆体と反応する顕色剤とを含有する感熱記録層(14)を追加的に含有する、請求項1から11までのいずれか1項に記載の剥離基材。
- 剥離層(12)が、飽和炭化水素ベースワックスを追加的に含む、請求項1から12までのいずれか1項に記載の剥離基材。
- 自己接着チケット、自己接着購入証明書、自己接着ラベル、または自己接着入場券としての、請求項1から13までのいずれか1項に記載の剥離基材の使用。
- 次のステップ
(i)支持基材を製造または準備するステップ、
(ii)ワックスエマルジョンを含む剥離コートを製造または準備するステップであって、ワックスは、植物油ベースワックスであるステップ、
(iii)支持基材の片側に剥離コートを塗布し、次いで剥離コートを乾燥させることにより、剥離層が結果として生じるステップ
を含む、剥離基材、好ましくは請求項1から13までのいずれか1項に記載の剥離基材の製造方法。
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