JP6864665B2 - リサイクル可能な剥離基材 - Google Patents

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Description

本発明は、剥離基材(例えば、剥離紙)、自己接着ラベルの接着性表面を汚れまたは誤りによる付着から守るための剥離基材の使用、および剥離基材の製造方法に関する。
自己接着ラベルの使用は、多数の用途において非常に好まれている。つまり、例えば、医療用絆創膏、自己接着装飾用フィルム、保護フィルム、切手、小包用ラベル、広告ラベル、ビネット、または値札が、自己接着ラベルとして提供され使用されている。自己接着ラベルを製品に貼り付けることも慣用であり、それらのラベルには、例えば、メーカの注意事項、指示、または保証書がついている。ラベルを印刷可能に仕上げる可能性が、自己接着ラベルの使用範囲を追加的に拡張したため、印刷可能な自己接着ラベルは、例えば、小売業において自分で量り分ける製品に値札を付けるため、または公共旅客輸送において、例えばスーツケース用タグとして、広範囲にわたり全面的に使用される。
自己接着ラベルには、自己接着ラベルを望みの適用場所に貼り付けることを可能にする接着剤層が施されている。自己接着ラベルを使用するまで、接着剤層が、別個のリリースペーパー(Releasepapier)で通常は被覆されているため、接着剤層は汚れることがないか、または自己接着ラベルは望みの使用に先立ってすでに付着することがなくなる。別個のリリースペーパーの使用は、とりわけ、あらかじめ打ち抜きされたラベルの場合に好ましい。ロールからのエンドレスラベルでは、ラベルが、裏側の接着剤層に対して剥離性に形成されているコーティングを表側に有する場合がはるかにより好まれており、しかもそれらの取扱いの点でより実用的でもある。この場合、裏側の接着剤層が、それらの使用まで、表側で剥離性に形成されている層により被覆される。その結果、自己接着ラベルがそれら自体のリリースペーパーとして使用されるため、別個のリリースペーパーを省略できることになり、適用場所でのリリースペーパーの処分が省略される。この技術は、とりわけその場で印刷されて使用されるラベルにおいて有効であることが実証された。リリースペーパーまたは剥離層なしには、ラベルの保管はほぼ不可能であろう。
この関連では、とりわけ自己接着ラベルとして形成されている感熱記録材料が有効であることが実証された。外部熱の供給に対して発色性に反応する感熱記録材料は、何年も前から公知であり、原則的に衰えることなく愛好されているが、それは、中でも、それらの使用が、チケットおよび/または購入証明書および/または入場券を発行するビジネスマンにとって多大な利点を伴うことに起因する。色素前駆体である発色成分、および熱が供給されるとそれらの成分と反応する、色受容体(Farbakzeptor)とも呼ばれる顕色剤は、そのような感熱記録方法においては記録材料それ自体に含有されていることから、それらの機能の点でもはや定期的に点検される必要がない、トナーおよびインクカートリッジのないサーマルプリンタを多数設置することができる。
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。
ドイツ特許出願公開第602004005746号 ドイツ特許出願公開第4425737号
本発明の課題は、接着剤に対して剥離特性を有すると同時に完全または主に再生原料から製造可能であり、シリコーンの使用を省略できる剥離基材を提供することである。剥離基材が良好に再利用できるか、または生分解性である、つまり、肥料化できると追加的に望ましい。
この課題は、本発明によると、
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。
植物油とは、植物または植物部分から獲得される脂肪酸トリグリセリドと理解される。その際、油の獲得は、植物または植物部分からの油の圧搾、抽出、または精製によって通常は行われる。油の獲得は、当業者には公知である。植物種子が油抽出に利用されると、それらの種子は、油料種子と呼ばれる。種子中では、油は、種子の細胞膜およびエネルギー貯蔵である脂質の形態で現れる。油中の不飽和脂肪酸の割合に応じて、不乾性油(例えば、オリーブ油)と、半乾性油(例えば、ダイズ油またはナタネ油)と、乾性油(例えば、アマニ油またはケシ油)との間で区別される。「乾性」という用語は、ここでは、蒸発を意味するのではなく、不飽和脂肪酸の酸化および重合に起因する油の固化を意味する。本発明により使用するワックスを製造する際の出発原料としての半乾性油および乾性油の使用が好ましい。
植物油の可能な供給源は、アサイーオイル、藻類油、アルガン油(アルガンの木の果実由来)、アボカド油(アボカドの木のアボカドの果肉由来)、ババスオイル、綿実油(ワタ植物の種子由来)、ルリジサ油またはルリジサ種子油(ルリジサ植物の種子由来)、クプアスバター、カシュー殻油、アザミ油(「ベニバナ油」とも呼ばれる、ベニバナまたはカルタムスの種子由来)、ラッカセイ油(ラッカセイ植物の果実由来)、ヘーゼルナッツ油(ハシバミ低木のヘーゼルナッツ由来)、麻実油(食用麻の種子由来)、ジャトロファ油(Jatropha curcasの種子由来)、ホホバ油(本来は液状ワックス、ホホバ灌木の種子由来)、ツバキ油(Camellia oleifera、Camellia sinensisまたはCamellia japonicaの種子由来)、ココアバター、ヤシ油(ココヤシの樹果、ココナッツの果肉由来)、カボチャ実油(シードオイルとも呼ばれる、シュタイアーマルクのオイルパンプキンの種子由来)、アマニ油(アマの成熟アマニ由来)、アマナズナ油(アブラナ科のアマナズナの種子由来)、マカダミア油(マカダミアの木のナッツ由来)、コーン油(トウモロコシの胚芽由来)、アーモンド油(アーモンドの木のアーモンド由来)、マンゴバター(Mangifera indica由来)、あんず油(杏仁、つまり、あんずの種子の核由来)、ケシ油(ケシの粒由来)、マツヨイグサ油、オリーブ油(オリーブの木の果実であるオリーブの果肉および核由来)、パーム油(アブラヤシの果実であるヤシ果実の果肉由来)、パーム核油(アブラヤシの果実であるヤシ果実の核由来)、パパイヤ油、ピスタチオ油、ピーカンナッツ油、シソ植物(シソ、エゴマ)の種子に由来するシソ油、ナタネ油(アブラナ科のセイヨウアブラナの種子由来)、米ぬか油、ヒマシ油(トウゴマの種子由来)、ヒッポファエオイル(ヒッポファエ灌木の果実であるサジーの果肉由来)、ヒッポファエ核油(ヒッポファエ灌木の果実であるサジーの核由来)、カラシ油(黒辛子の粒由来)、ブラッククミンシード油(ブラッククミン植物の花托の種子由来)、ゴマ油(ゴマ植物の種子由来)、シアバター(シアナッツの木の種子由来)、ダイズ油(ダイズの豆由来)、ヒマワリ油(ヒマワリの種由来)、桐油、くるみ油(くるみの木のナッツの核由来)、スイカ実油、ブドウ油(ワイン植物もしくはブドウの果実(ブドウの房)の核由来)、コムギ胚芽油(コムギの胚芽由来)、および/またはシダー油(レバノンシダーの木材由来)である。この一覧は、完了と見なされるものではなく、本発明により使用されるワックスへと変換可能である植物油を獲得するための可能性を示す。
本発明によると剥離基材が好ましく、植物油ベースワックスは、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り、好ましくは、植物油ベースワックスが、ダイズ油ベースワックス、つまり、ダイズ油ワックスまたはダイズワックスである。
自身の調査は、上記で好ましいと挙げた油からなるワックスが特に良好な特性を有することを示した。これらの油から製造したワックスは、高い抵抗力を特徴とし、高い融点で製造できる。本発明により使用されるワックス、つまりパーム油ワックス、ヤシ油ワックス、ケシ油ワックス、オリーブ油ワックス、アマニ油ワックス、ダイズ油ワックス、ヒマワリ油ワックス、アザミ油ワックス、およびナタネ油ワックスは、本発明による剥離基材中で使用すると、剥離特性の著しい上昇を示す。その際、とりわけダイズ油ワックスの使用が、本発明によると好ましい。自身の調査は、ダイズ油ワックスを使用すると、剥離特性に加えて、非常に良好な機械的特性も得られ得ることを示した。ダイズ油ワックスは、無味無臭に製造できるため、食料品と接触する場合があるラベルにも使用できるという利点をさらに有する。
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。
自身の調査は、20℃を超える融点を有するワックスを使用すると、すでに非常に良好な結果が得られ得るということを示した。もっとも、驚くべきことには、40℃を超える融点を有するワックスを使用すると、機械的負荷に対する剥離基材の耐久性を高めることができることが示され得た。この耐久性は、ワックスの融点をさらに高めると、なおさらに上昇する。自身の調査は、剥離基材を6℃から30℃の間の温度において使用するべきである限り、ワックスの最適融点は、60から80℃の範囲にあることをさらに示した。剥離基材を、しかも、より高い温度において適用するべきである限り、より高温の融点を有するワックスを使用することが有意義であるかもしれない。
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。
自身の調査は、驚くべきことには、6%未満のワックス質量分率では剥離特性が著しく低下する一方で、98%を超えるワックス質量分率では確かに抜群の剥離特性が得られ得るものの、剥離層の機械的耐久性が不釣り合いに著しく低下することを示した。その際、自身の調査は、ワックス質量分率が50から89%である場合に、最適な剥離特性および機械的特性を有する、特に良好な剥離基材が得られ得ることをもたらした。
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。
本発明には、例えばポリプロピレン、ポリオレフィンからなるフィルム、およびポリオレフィンでコーティングされた紙が、そのようなプラスチックまたはプラスチックコーティング紙の環境への影響に着目すると好ましくないとはいえ、そのような実施形態が相いれない特性を有することなく、同程度に基材として可能である。
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。
ポリマー結合剤としては、製紙で慣用されるすべての結合剤が適切である。ただし、自身の調査は、結合剤の適切な選択が、剥離層の機械的特性および/または剥離基材の生分解性を著しく改善させ得ることを示した。自身の調査は、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、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、アクリルコポリマー、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と有利であり、それゆえ本発明により好ましいことを示した。
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、2%という質量分率を下回るポリマー結合剤の含有量が、剥離層の機械的耐久性が不釣り合いに著しく低下する剥離基材をもたらすことを示した。94%という質量分率を上回るポリマー結合剤の含有量においては、剥離層の機械的耐久性は確かに十分に高いものの、剥離特性が不釣り合いに著しく低下するということが示された。その際、自身の調査は、ポリマー結合剤の含有量の質量分率が50から11%である場合に、最適な剥離特性および機械的特性を有する、特に良好な剥離基材が得られ得ることをもたらした。
その際、剥離層中でのポリマー結合剤の質量分率が94から2%であり、剥離層中でのワックスの質量分率が6(好ましくは10)から98%であると、本発明により特に好ましく、剥離層中でのポリマー結合剤の質量分率が80から10%であり、剥離層中でのワックスの質量分率が80から90%であるとなおさらに好ましく、剥離層中でのポリマー結合剤の質量分率が50から11%であり、剥離層中でのワックスの質量分率が50から89%であるとなおさらに好ましい。
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。
本発明によると好ましいのは、単位面積あたりの剥離層の質量が、1.0から8g/m2の範囲、好ましくは2.0から5.5g/m2の範囲、特に好ましくは3.0から5.0g/m2の範囲にある剥離基材である。驚くべきことに、ここに記載したわずかな単位面積あたり質量を有する剥離基材は、非常に良好な剥離特性を有することが示された。確かに単位面積あたり質量を高めることにより耐久性をわずかに改善できるものの、その改善は最低限でしかないため、材料消費量の増大は、そのわずかな改善を正当化しない。1.0g/m2を下回る単位面積あたり質量では、純支持基材の耐久性が確かに同様に改善するものの、その耐久性はいくつかの適用範囲(例えば、強力に付着するラベル)にとって常には十分ではない。自身の調査は、剥離層の単位面積あたり質量が1.5から5.0g/m2の範囲にある場合に最適な特性が得られ得ることを示した。
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、示差走査熱量計(DSC)を手がかりに測定した、アニオン性結合剤のガラス転移温度が120℃以下であると、本発明により好ましい。自身の調査は、120℃を超えるガラス転移温度においては剥離層の製造が非常に困難であり、製造された剥離基材は、120℃以下のガラス転移温度を有するアニオン性結合剤を使用して製造した本発明による剥離基材ほどに良好な特性は有さないということを示した。
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。
自身の調査は、驚くべきことには、植物油ベースワックスと飽和炭化水素ベースワックスとからなる組み合わせが、特に良好な剥離特性をもたらすことを示した。飽和炭化水素と脂肪酸トリグリセリドからなるワックスとの組み合わせは、特に高い分子密度を有する層をもたらすようである。特定の理論に確定する意図はないが、高い分子密度は、飽和炭化水素が、脂肪酸トリグリセリドからなるワックスの親油性部分を埋めるということにより説明させる。この結果、脂肪酸トリグリセリドからなるワックスまたは飽和炭化水素ベースワックス単独では達成できない剥離特性が達成される。したがって、植物油ベースワックスと飽和炭化水素ベースワックスとからなる組み合わせは、特に良好な剥離特性をもたらす相乗効果を有する。
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。
本発明によると剥離基材が好ましく、飽和炭化水素ベースワックスは、ヘネイコサン、ドコサン、トリコサン、テトラコサン、ペンタコサン、ヘキサコサン、ヘプタコサン、オクタコサン、ノナコサン、トリアコンタン、ヘントリアコンタン、ドトリアコンタン、トリトリアコンタン、テトラトリアコンタン、ペンタトリアコンタン、ヘキサトリアコンタン、ヘプタトリアコンタン、オクタトリアコンタン、およびノナトリアコンタンからなる群から選択される、好ましくはヘキサコサン、ヘプタコサン、オクタコサン、ノナコサン、およびトリアコンタンからなる群から選択される、1つ、2つ、3つ、もしくは3つを超えるアルカンを含有するか、またはそれらのアルカンからなる。本発明によるとバリア紙が特に好ましく、飽和炭化水素ベースワックスは、オクタコサンベースのワックスである。
本発明によると特に好ましくは、バリア層中のアクリレートコポリマーが、50,000から150,000g/molの範囲、好ましくは80,000から130,000g/molの範囲、特に好ましくは90,000から100,000g/molの範囲にある平均モル質量を有するコポリマーである。その際、平均モル質量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)を用いて、テトラヒドロフラン(THF;テトラメチレンオキシド;1,4−エポキシブタン;オキサシクロペンタン)を溶媒として、ポリスチレンを標準として、およびRI検出器(屈折率検出器)による検出を用いて、測定する。
本発明によると特に好ましくは、バリア層中のアクリレートコポリマーが、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、またはすべてのモノマーを使用して製造されるコポリマーである。
アクリレートコポリマーを製造するために使用するモノマーの選択により、結果として生じるアクリレートコポリマーの特性を最適化できる。その際、自身の調査は、驚くべきことには、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−エチルへキシルエステル、メタクリル酸−2−エチルへキシルエステル、および/またはスチレンから製造されたアクリレートコポリマーが特に良好な剥離特性を有することを示した。
その際、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−エチルへキシルエステル、メタクリル酸−2−エチルへキシルエステル、およびスチレンの他に、さらなるモノマーが、アクリレートコポリマーの製造に使用されていることも可能であるか、または、コポリマーが、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、またはすべてのモノマーから製造された。
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。
本発明によると特に好ましいのは、
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。
本発明によると剥離基材が好ましく、その剥離基材は、中間層(13)を追加的に含有し、その中間層は、支持基材と剥離層との間に配置されている。自身の調査では、剥離層が支持基材上に直接に塗布されるのではなく、中間層が支持基材上にまず塗布されると、結果として生じる剥離基材の特性が特に良好であるということが示された。このことは、とりわけ、支持基材が、紙基材または厚紙基材である場合に有利である。
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。
自身の調査は、顔料が、好ましくは、5から100、好ましくは15から100、さらに好ましくは20から80というアスペクト比で板状結晶状に形成されていると、特に良好な特性が得られ得ることを示した。アスペクト比とは、他の成分と混合する前の、顔料の板状結晶の直径と厚さとの間の商である。20というアスペクト比は、板状結晶の直径が、板状結晶の厚さよりも20倍大きいということを意味する。例えば、カオリン、カオリナイト、およびタルクは、板状結晶状であるため、顔料として特に好ましい。
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、中間層が結合剤を含有し、その結合剤が、好ましくは、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、フィルム形成性アクリルコポリマー、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。
本発明による剥離基材のさらなる一形態では、支持基材の両側に剥離層がコーティングされていてもよく、両方ともの剥離層が、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り、その際、剥離層に関して上記した形態を有し得ると、本発明により好ましい。
本発明によると剥離基材が好ましく、その剥離基材は、剥離層と支持基材との間に配置された感熱記録層(14)を追加的に有する。感熱記録層は、少なくとも1つの色素前駆体と、この少なくとも1つの色素前駆体と反応性の少なくとも1つの顕色剤とを含有する。この際、感熱記録層が、支持基材上に配置された中間層と、剥離層との間に配置されていると特に好ましい。
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。
Figure 0006864665
感熱記録層を製造するための代案的なコーティング組成物は、例えば、次の成分
− 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)
Figure 0006864665
(I)
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
Figure 0006864665
(A)
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)。
乳酸単位を含む顕色剤を有するこれらの感熱記録層は、再生原料から生み出せることが示された。これらの感熱記録層と本発明により使用される剥離層との組み合わせは、剥離層を含む、完全または主に再生原料から生み出すことができる上にリサイクル可能または肥料化可能でもあり得る感熱記録材料をもたらす。したがって、この組み合わせは、剥離層を含む、これまで従来技術で公知のすべての感熱紙よりも明らかに環境適合性である。
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。
つまり、例えば、感熱機能性(Thermofunktionalitat)を可能にするために、感熱記録層は、プレコート上で実現される。次の層として、任意選択で、「トップコート」とも呼ばれ得る、例えば、顔料含有保護コートとして形成された保護層を形成させるための塗工剤を塗布してもよい。この層は、層状複合材の機械的耐久性を改善させるために役立つ。しかしながら、好ましくは、感熱記録層上に直接に剥離層を塗布することができる。その代わりに、剥離層を、保護層上に塗布することもできる。支持基材の、剥離層の向かい側には、頻繁に接着剤含有塗工剤が塗布される。接着剤含有塗工剤に先立ち、同じく塗工剤を、プレコートまたは裏側コートとして、支持基材上に塗布してもよい。裏側コートとしての塗工剤の塗布は、支持基材の裏側にさらなる塗工剤を塗布することなしに行うことも可能である。次いで、このようにコーティングされた基材は、例えば、スーパーの野菜売り場にある、サーマルプリンタが統合または接続されたはかりで使用できるような接着ラベルの製造に利用される。
顔料含有保護コートの例は、次の表から読み取れる。
Figure 0006864665

本発明のもう1つの態様は、自己接着ラベルの接着性表面を汚れもしくは誤りによる付着から守るためまたは転写基材としての、本発明による剥離基材の使用に関する。
剥離基材の剥離層がISO5627に準拠して測定された、100から1200sの範囲にあるBekk平滑度を有すると、本発明により好ましい。その際、ISO5627とは異なり、剥離基材の両側ではなく、剥離基材の剥離層上のみでBekk平滑度を測定する。
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。
本発明のもう1つの態様は、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。
ワックス粒子の平均粒径が600から1100nmの範囲、好ましくは700から1000nmの範囲にあると、本発明により好ましい。ワックス粒子の粒径は、レーザー回折式粒径解析により測定できる。自身の調査は、ポリマー結合剤とワックス粒子との間の良好な混合が起こることから、この範囲の粒子は、非常に良好な剥離特性および機械的特性を有する剥離層をもたらすことを示した。
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。
方法の本発明による一形態では、支持基材として、コーティングされた支持基材、好ましくは紙基材を使用するか、または支持基材の片側にコートを塗布してからコートの乾燥を行うため、剥離コートが塗布される前に中間層が結果として生じる。したがって、本発明による方法は、好ましくは、次のステップ
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。
次のステップ
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。
次のステップ
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。
本発明による方法が好ましく、使用される剥離コートは、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。
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。
図1は、支持基材11(例えば、紙またはフィルム)と剥離層12とからなる剥離基材10を示す。支持基材11は、表側と表側に向き合う裏側とを有し、支持基材11の表側には、ポリマー結合剤と植物油ベースワックスとからなる剥離層12が配置されている。 図2は、支持基材11(例えば、紙またはフィルム)と、中間層13と剥離層12とからなる剥離基材10を示す。支持基材11は、表側と表側に向き合う裏側とを有し、支持基材11の表側には、中間層13が配置されている。他方、中間層13上には、ポリマー結合剤と植物油ベースワックスとからなる剥離層12が配置されている。好ましくは、中間層13が、顔料および結合剤を含有する。 図3は、支持基材11(例えば、紙またはフィルム)と2つの剥離層12とからなる剥離基材10を示す。支持基材11は、表側と表側に向き合う裏側とを有し、支持基材11の表側同様に裏側にも、それぞれ1つの、ポリマー結合剤と植物油ベースワックスとからなる剥離層12が配置されている。 図4は、支持基材11(例えば、紙またはフィルム)と、2つの中間層13と2つの剥離層12とからなる剥離基材10を示す。支持基材11は、表側と表側に向き合う裏側とを有し、支持基材11の表側同様に裏側にも、それぞれ1つの中間層13が配置されている。他方、中間層13の各々の上には、それぞれ1つの、ポリマー結合剤と植物油ベースワックスとからなる剥離層12が配置されている。好ましくは、中間層が、顔料および結合剤を含有する。 図5は、支持基材11(例えば、紙またはフィルム)と、2つの中間層13と剥離層12とからなる剥離基材10を示す。支持基材11は、表側と表側に向き合う裏側とを有し、支持基材11の表側同様に裏側にも、それぞれ1つの中間層13が配置されている。他方、中間層13の片側には、ポリマー結合剤と植物油ベースワックスとからなる剥離層12が配置されている。好ましくは、中間層が、顔料および結合剤を含有する。 図6は、支持基材11(例えば、紙またはフィルム)と、2つの中間層13および13’と、感熱記録層14と剥離層12とからなる、熱転写特性を有する剥離基材10を示す。支持基材11は、表側と表側に向き合う裏側とを有し、支持基材11の表側同様に裏側にも、それぞれ1つの中間層13および13’が配置されている。代案的な一形態では、中間層13’を省略するか、またはその層を接着剤層で置き換えることができる。表側の中間層13上には、感熱記録層14が配置されており、他方その上には、ポリマー結合剤と植物油ベースワックスとからなる剥離層12が配置されている。好ましくは、中間層13および13’が、顔料および結合剤を含有する。感熱記録層14は、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。 図7は、支持基材11(例えば、紙またはフィルム)と、2つの中間層13および13’と、感熱記録層14と、剥離層12と接着剤層15とからなる、熱転写特性を有する剥離基材10を示す。支持基材11は、表側と表側に向き合う裏側とを有し、支持基材11の表側同様に裏側にも、それぞれ1つの中間層13および13’が配置されている。代案的な一形態では、中間層13’を省略することができるため、接着剤層15が、直接に支持基材11上に載っていることになる。表側の中間層13上には、感熱記録層14が配置されており、他方その上には、ポリマー結合剤と植物油ベースワックスとからなる剥離層12が配置されている。好ましくは、中間層13および13’が、顔料および結合剤を含有する。感熱記録層14は、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。裏側に配置された中間層13’上には、接着剤層15が配置されている。この剥離基材は、長いウェブの形態で製造可能であり、続いて、接着剤層15が剥離層12上に載り、必要に応じて糊残りなく引き離せるように巻き付けることができる。 図8は、熱転写特性を有する剥離基材10を示す。描写される剥離基材は、図7に描写される剥離基材とは、感熱記録層14と剥離層12との間に保護層16(トップコート)が存在することで異なる。保護層としては、保護層として慣用であり従来技術で公知の保護層を使用できる。 図9は、支持基材11(例えば、紙またはフィルム)と、2つの中間層13および13’と、感熱記録層14と、追加の中間層17と、剥離層12とからなる、熱転写特性を有する剥離基材10を示す。支持基材11は、表側と表側に向き合う裏側とを有し、支持基材11の表側同様に裏側にも、それぞれ1つの中間層13および13’が配置されている。代案的な一形態では、中間層13’を省略するか、その層を接着剤層で置き換えるか、またはその層を接着剤層でコーティングすることができる。表側の中間層13上には、感熱記録層14が配置されており、他方その上には、追加の中間層17が配置されている。その際、中間層17は、中間層13と同じ形態を有し得る。中間層17上には、ポリマー結合剤と植物油ベースワックスとからなる剥離層12が配置されている。好ましくは、中間層17、13および13’が、顔料および結合剤を含有する。感熱記録層14は、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。
(例1)
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。
カーテンコーターにより、水、アクリルアセテートコポリマーの水性分散液(固体含有量33%、プレコート中での質量分率0.03%(炉乾燥);Sterocoll BL)、アクリルコポリマーの水性分散液(固体含有量40%、プレコート中での質量分率1.27%(炉乾燥);市販名:Sterocoll FS)、スチレン−アクリレートコポリマーの水性分散液(固体含有量50%、プレコート中での質量分率70.5%(炉乾燥);市販名:Sterocoll FS)およびカオリン(固体含有量70%、プレコート中での質量分率28.2%(炉乾燥);市販名:Capim NP)を含むプレコートを、紙の表側に、3.5g/m2という塗布重量で塗布し、続いてそのプレコートをIR(赤外線照射)および風乾により乾燥させると、中間層が結果として生じた。
カーテンコーターにより、水、植物油ベースワックス(固体含有量30%、プレコート中での質量分率82%(炉乾燥);市販名:SWX 155)、ポリアクリレート分散液(固体含有量48%、プレコート中での質量分率16.4%(炉乾燥);市販名:Tecryl PB 16/3)、および非イオン性界面活性剤の混合物(固体含有量100%、プレコート中での質量分率1.6%(炉乾燥);市販名:Metolat 700)を含む剥離コートを、中間層上に、4g/m2という塗布重量で塗布し、続いてその剥離コートをIR(赤外線照射)および風乾により乾燥させると、剥離層が結果として生じた。
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)

  1. 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)。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。
  8. 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。
  9. 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。
  10. 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。
  11. 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。
  12. 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。
  13. 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。
  14. 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。
  15. 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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