WO2021157399A1 - シュリンクラベルからのインキ層の除去方法 - Google Patents

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WO2021157399A1
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shrink
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征矢 節田
宮崎 彰
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株式会社フジシールインターナショナル
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    • Y02W30/62Plastics recycling; Rubber recycling

Definitions

  • the present disclosure relates to a method for removing an ink layer from a shrink label.
  • PET bottles polyethylene terephthalate bottles
  • plastic shrink label having an ink layer printed for displaying product information or the like may be attached to the body of a PET bottle, but the shrink label has not yet been reused. ..
  • Patent Document 1 describes a method in which a heat-shrinkable label is heat-shrinked under non-water immersion conditions and then brought into contact with low-temperature alkaline water to remove and remove the ink layer.
  • a step of preheating a shrink label provided with an ink layer a step of crushing the shrink label after the step of preheating to prepare a shrink label piece, and a step of producing a shrink label piece from the shrink label piece.
  • a method for removing an ink layer from a shrink label which comprises a step of removing the ink layer by alkali desorption, wherein the temperature of preheating is the same as the temperature of the alkali desorption or higher than the temperature of the alkali desorption. can do.
  • FIGS. 1 to (i) are diagrams illustrating an example of the flow of the method of removing the ink layer from the shrink label of the embodiment.
  • FIGS. 1 (a) to 1 (i) show an example of a flow of a method for removing an ink layer from a shrink label according to an embodiment.
  • a method of removing the ink layer from the shrink label of the embodiment will be described with reference to FIGS. 1 (a) to 1 (i).
  • the PET bottle 10 is collected in the collection box 12.
  • a shrink label 11 provided with an ink layer is attached to the body of the PET bottle 10.
  • the ink layer is a printing layer for displaying products and the like.
  • a shrink label having an alkaline water-removable ink layer on at least one surface of a heat-shrinkable shrink film can be used.
  • the shrink film include a polyester film made of polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate and the like; a styrene film made of a styrene-butadiene block copolymer and the like; an olefin film made of an olefin resin such as polyethylene and polypropylene; a vinyl chloride resin. Examples thereof include a vinyl chloride film made of. These may be foam films.
  • the shrink film may be a single layer or a laminated body having two or more layers. The color of the shrink film is not particularly limited and may be milky white or transparent, for example.
  • the heat shrinkage rate of the shrink film in at least one direction X is preferably 30% or more, more preferably 50% or more, from the viewpoint of shrinkage adhesion to various containers and the like.
  • the thickness of the shrink film can be appropriately selected in consideration of the handleability of the shrink label 11, and can be, for example, about 10 to 100 ⁇ m, preferably about 15 to 60 ⁇ m.
  • the numerical value of these shrink films is the numerical value of the shrink film used for producing the shrink label 11 before mounting on a container such as a PET bottle 10.
  • the surface of the shrink film may be subjected to surface treatment such as corona discharge treatment or an anchor coat layer may be provided, if necessary, in order to enhance the adhesiveness with the ink layer.
  • the anchor coat layer can be formed by a conventionally known anchor coat agent or the like.
  • the ink layer may be dissolved or swollen in an alkaline aqueous solution and can be detached from the base material, and can be composed of, for example, either an oil-based ink or a water-based ink.
  • an ink layer on the surface of the shrink film for example, a method of forming an ink layer on the surface of the shrink film by gravure printing, flexographic printing, screen printing, inkjet printing, or the like can be used.
  • the ink layer may be a single layer or a multi-layer ink layer.
  • the thickness of the ink layer can be appropriately selected depending on the intended use and the like, and can be, for example, about 0.1 to 100 ⁇ m.
  • the ink layer is multi-layered, the entire ink layer may be alkali-soluble, and at least in the laminated structure, the ink layer located closest to the shrink film side may be alkali-soluble.
  • the shrink label 11 is removed from the PET bottle 10 of the shrink-labeled bale 20 at the recycling factory 30, and the PET bottle 10 and the shrink label 11 are separated.
  • the object to be removed from the PET bottle 10 also includes a normal label 40 other than the shrink label 11.
  • the PET bottle 10 from which the shrink label 11 and / or the normal label 11 is separated is reused in the existing PET bottle recycling process.
  • Examples of the ordinary label 40 include a shrink label or a non-shrink label having a non-alkali water-removable ink layer.
  • the shrink label 11 and the normal label 40 are sorted to separate and collect the shrink label 11 from the normal label 40.
  • the normal label 40 separated and recovered from the shrink label 11 is reused, for example, in a thermal recycling process.
  • the shrink label 11 provided with the ink layer is preheated.
  • the method for preheating the shrink label 11 is not particularly limited as long as it can suppress the amount of shrinkage and curling of the shrink label piece in the alkali desorption described later, but the temperature of the preheating is the temperature of the alkali desorption. It is carried out so as to be higher than the same or alkali desorption temperature. From the viewpoint of efficiently removing the ink layer from the shrink label piece in the alkali desorption described later, the preheating temperature is preferably 5 ° C. or more higher than the alkali desorption temperature.
  • Examples of the method of preheating the shrink label 11 include a method of passing the shrink label 11 through the hot air tunnel 61 and a method of immersing the shrink label 11 in hot water 60 in the hot water tank 62.
  • the shrink label 11 is immersed in the hot water 60 in the hot water tank 62 rather than the method of passing the shrink label 11 through the hot air tunnel 61. It is preferable to use the method of causing.
  • the shrink label 11 removed from the PET bottle 10 is blown off by the hot air, which makes control difficult.
  • the method of immersing in warm water is easier to control the temperature than the method of using hot air.
  • the method of immersing in warm water has a smaller footprint of the device than the method of using hot air.
  • the method of immersing in warm water is less likely to cause uneven shrinkage of the shrink label 11 than the method of using hot air, and can shrink uniformly.
  • the shrink label 11 When the shrink label 11 is preheated by immersing the shrink label 11 in the hot water 60 in the hot water tank 62, for example, the shrink label 11 is immersed in warm water of about 80 ° C. to 90 ° C. for about 10 seconds to 20 seconds. It can be done by.
  • the preheating temperature means the surface temperature of the shrink label 11 at the time of preheating. Therefore, when the shrink label 11 is preheated by immersing the shrink label 11 in the hot water 60 in the hot water tank 62, the temperature of the preheating can be replaced with the temperature of the hot water. Further, when the shrink label 11 is preheated by passing the shrink label 11 through the hot air tunnel 61, the temperature of the preheating can be replaced with the temperature of the hot air.
  • the shrink label 11 after preheating is crushed by a crusher 70 to prepare a shrink label piece 71.
  • the method for crushing the shrink label 11 after preheating is not particularly limited as long as the size of the shrink label piece 71 generated after the crushing is smaller than the size of the shrink label 11 after preheating.
  • the shrink label 11 after preheating can be crushed to a size (for example, several cm square) that can efficiently remove the ink layer from the shrink label piece 71 in the alkali desorption described later.
  • the ink layer is removed from the shrink label piece 71 by alkali desorption.
  • the alkali desorption can be carried out by, for example, any of the following treatments (1) and (2).
  • the treatment can be carried out by stirring the shrink label piece 71 while immersing it in the alkaline aqueous solution 80 in the hot alkaline tank 82.
  • the time required for the treatment varies depending on the stirring speed, the amount of the shrink label piece 71 dropped on the alkaline aqueous solution 80, and the like, but is about 30 seconds to 20 minutes. According to this treatment, the shrink film piece 101 and the ink coating film 103 can be efficiently separated in the alkaline aqueous solution 80.
  • the temperature of the preheating is set to be the same as the temperature of the alkali desorption or higher than the temperature of the alkali desorption.
  • the alkali desorption temperature means that it is the surface temperature of the shrink label piece 71 at the time of alkali desorption. Therefore, the temperature of the alkali desorption can be replaced with the temperature of the alkaline aqueous solution 80 in which the shrink label piece 71 is immersed.
  • the alkali desorption temperature (the temperature of the alkaline aqueous solution 80) is preferably 65 ° C. or higher.
  • the upper limit of the alkali desorption temperature is theoretically 100 ° C., more preferably the alkali desorption temperature is 85 ° C. or higher and 95 ° C. or lower, and further preferably the alkali desorption temperature is 80 ° C. or higher and 90 ° C. It is as follows.
  • the alkaline aqueous solution 80 after removing the ink layer from the shrink label piece 71 may be discarded as a waste liquid, or may be reused as the alkaline aqueous solution 80 for alkali desorption.
  • the alkaline aqueous solution 80 is not particularly limited as long as the ink layer can be removed from the shrink label piece 71 by immersing the shrink label piece 71, and is particularly limited as long as it is an alkaline aqueous solution containing an alkaline substance.
  • an aqueous solution of alkali metal hydroxide such as sodium hydroxide (NaOH) or potassium hydroxide (KOH)
  • an aqueous solution of alkali metal carbonate such as sodium carbonate (Na 2 CO 3 ), sodium hydrogen carbonate (NaHCO).
  • An aqueous solution of alkali metal hydrogen carbonate such as 3) or aqueous ammonia can be used.
  • the concentration of the alkaline substance in the alkaline aqueous solution 80 can be appropriately selected within a range that does not impair the desorption ability, operability, workability, etc. of the ink layer, and is, for example, about 0.1 to 10% by weight, preferably 0. It is about 5 to 5% by weight, more preferably about 1 to 3% by weight.
  • the temperature of the water in the water tank is not particularly limited, but it is preferably a temperature lower than the temperature of alkali desorption from the viewpoint of avoiding unintentional shrinkage of the shrink label piece 71, and from the viewpoint of energy consumption, it is about room temperature (from the viewpoint of energy consumption). It is preferably around 27 ° C.).
  • the shrink label piece 71 is gently immersed in the alkaline aqueous solution 80.
  • the adhesion between the two can be lowered while suppressing the complete separation of the ink layer from the shrink label piece 71.
  • the term "quietly immersed" means a state in which the alkaline aqueous solution 80 is not agitated or is agitated extremely gently so that complete separation between the two does not occur. Then, the shrink film piece 101 and the ink coating film 103 can be separated in water by the subsequent immersion and stirring in water.
  • the alkaline aqueous solution 80 after immersing the shrink label piece 71 may be discarded as a waste liquid, or may be reused as the alkaline aqueous solution 80 for alkali desorption.
  • the characteristics of the alkaline aqueous solution 80 change less than in the one-tank treatment, so that the alkaline aqueous solution 80 can be reused more efficiently. Examples of changes in the characteristics of the alkaline aqueous solution 80 include mixing a large amount of ink layer.
  • the shrink film piece 91 and the ink coating film 93 are separated. Specifically, for example, the shrink film piece 91 after the ink layer has been removed from the shrink label piece by the first net 90 having a relatively large opening is collected, and the second mesh having a relatively small opening is collected.
  • the ink coating film 93 which is smaller than the shrink film piece 91, is collected by the net 92.
  • the ink coating film 93 is a film in which the ink layer removed from the shrink label piece at the time of alkali desorption is finely divided.
  • the shrink film piece 91 collected by the first net 90 can be reused as a plastic raw material for manufacturing a plastic product such as pellets. Further, by mixing the shrink film piece 91 with the raw material of the new shrink label, it can be reused as a shrink label.
  • the ink coating film 93 collected by the second net 92 can be reused, for example, in a thermal recycling process.
  • the method for removing the ink layer from the shrink label of the embodiment includes a step of preheating the shrink label provided with the ink layer, a step of crushing the shrink label after the step of preheating, and a step of producing a shrink label piece.
  • the preheating temperature is the same as the alkali desorption temperature or higher than the alkali desorption temperature, including the step of removing the ink layer from the label piece by alkali desorption.
  • the method for removing the ink layer from the shrink label of the embodiment can remove the ink layer from the shrink label more efficiently than before by providing at least these configurations.
  • the shrink label is crushed into a shrink label piece prior to removing the ink layer from the shrink label by alkali desorption. This is because the ink layer can be efficiently removed from the shrink label by desorbing the alkali in a state where the shrink label is crushed into smaller shrink label pieces.
  • the shrink label attached to the PET bottle etc. was heat-shrinked once at the time of attachment, but the shrinkage ability still remains in the shrink label. Therefore, when the temperature of the alkaline aqueous solution at the time of alkali desorption is high, the shrink label piece is further heat-shrinked. On the other hand, when the temperature of the alkaline aqueous solution is low, the ink layer cannot be efficiently removed from the shrink label piece.
  • the shrink label before the shrink label is crushed into a shrink label piece, the shrink label is preheated at a temperature equal to or higher than the alkali desorption temperature to be heat-shrinked in advance. .. Then, the shape of the shrink label can be made into a wavy shape with a small degree of curl, for example.
  • shrink label pieces obtained by crushing shrink labels with a small degree of curl also have a small degree of curl. If the shrink label is preheated after the shrink label is crushed, the shrink label piece is curled (rolled up) as a whole, which is not suitable for removing the ink layer.
  • shrink label pieces are subjected to alkali desorption at the same temperature as or lower than the preheating.
  • the ink layer can be removed while suppressing the shrinkage of the shrink label piece during alkali desorption.
  • the ink layer can be removed more efficiently than before in the present embodiment.
  • most of the shrink labels 11 removed from a container such as a PET bottle 10 have a side of 10 cm or more, and after the shrink labels 11 having such a size are heat-shrinked by preheating, they are several cm square.
  • the efficiency of removing the ink layer can be remarkably improved by crushing the ink layer to 5 cm square or less and desorbing the alkali at 65 ° C. or higher, preferably 80 ° C. or higher, more preferably 85 ° C. or higher.
  • the shrink label 11 suitable for the method of the present embodiment has a shrinkage rate measured in the radial direction (main shrinkage direction) of the container after being removed from a container such as a PET bottle 10 and immersed in a warm bath at 95 ° C. for 10 seconds.
  • a shrink label of 30% or more, preferably 40% or more, more preferably 50% or more can be mentioned.
  • the alkaline aqueous solution can come into contact with the entire surface of the label piece 71 without vigorous stirring. Therefore, the ink layer can be removed from the shrink label 11.
  • the first ink layer is 56% by weight ethyl acetate, 8% by weight isopropyl alcohol, 15% by weight -n-propyl acetate, 3% by weight nitrocellulose, 15% by weight acrylic resin, 3 It was a resin layer formed by drying an ink containing a weight% vinyl chloride-vinyl acetate copolymer.
  • the second ink layer was a resin layer obtained by drying the product name "Chorus 114 Beni KT2" (manufactured by DIC Graphics Corporation).
  • the third ink layer was a resin layer obtained by drying the product name "NT High Ramic (NF) 701 White” (manufactured by Dainichiseika Kogyo Co., Ltd.).
  • a PET bottle with a shrink label was produced by shrinking the shrink label in a state where the shrink label was attached to a tubular PET bottle having an outer diameter of 54 mm.
  • the shrinkage rate of the shrink label at this time was about 30%, and the area of the shrink label after mounting was about 70% of the area of the shrink label before mounting. Then, the shrink label was peeled off from the PET bottle.
  • the shrink label peeled off from the PET bottle was immersed in warm water at 70 ° C. for 20 seconds while gently stirring the warm water for preheating.
  • the area of the shrink label became about 50% of the area of the shrink label before preheating (the area of the shrink label after mounting).
  • the shrink label after preheating was crushed to prepare a substantially square shrink label piece having a length of 40 mm and a width of 40 mm.
  • the shrink label piece was immersed in a 1.5 wt% NaOH aqueous solution at 70 ° C. for 60 seconds while stirring the NaOH aqueous solution to remove the alkali from the shrink film.
  • Example 3 the ink layer was removed from the shrink film of the shrink label piece under the same method and conditions as in Experimental Example 1 except that the temperatures of the hot water and the aqueous NaOH solution were set to 90 ° C., respectively. The number of shrink label pieces from which was removed was confirmed. The results are shown in Table 1.
  • Example 4 the ink layer was removed from the shrink film of the shrink label piece under the same method and conditions as in Experimental Example 1 except that the temperatures of the hot water and the aqueous NaOH solution were set to 95 ° C., respectively. The number of shrink label pieces from which was removed was confirmed. The results are shown in Table 1.
  • Example 5 the ink layer was removed from the shrink film of the shrink label piece under the same method and conditions as in Experimental Example 1 except that the temperature of the hot water was set to 80 ° C. The number of shrink label pieces was confirmed. The results are shown in Table 2.
  • Example 6 the ink layer was removed from the shrink film of the shrink label piece under the same method and conditions as in Experimental Example 1 except that the temperature of the hot water was set to 90 ° C. The number of shrink label pieces was confirmed. The results are shown in Table 2.
  • Example 7 the shrink film of the shrink label piece was used as the ink layer under the same method and conditions as in Experimental Example 1 except that the temperature of the hot water was 90 ° C and the temperature of the NaOH aqueous solution was 85 ° C. The ink layer was removed, and the number of shrink label pieces from which the ink layer was removed was confirmed. The results are shown in Table 2.
  • Example 8 From the shrink film of the shrink label piece to the ink layer under the same method and conditions as in Experimental Example 1 except that the temperature of the hot water was set to 90 ° C and the temperature of the NaOH aqueous solution was set to 80 ° C. The ink layer was removed, and the number of shrink label pieces from which the ink layer was removed was confirmed. The results are shown in Table 2.
  • Example 9 In Experimental Example 9, the shrink label piece was immersed in a NaOH aqueous solution at 80 ° C. for 10 minutes without stirring, and then the shrink label piece taken out from the NaOH aqueous solution was stirred and water at 27 ° C. (room temperature). The ink layer was removed from the shrink film of the shrink label piece under the same method and the same conditions as in Example 5 except that the ink layer was immersed in the shrink label piece for 5 minutes, and the number of shrink label pieces from which the ink layer was removed was confirmed. .. The results are shown in Table 2.
  • Example 10 From the shrink film of the shrink label piece to the ink layer under the same method and conditions as in Experimental Example 1 except that the temperature of the hot water was set to 80 ° C and the temperature of the NaOH aqueous solution was set to 90 ° C. The ink layer was removed, and the number of shrink label pieces from which the ink layer was removed was confirmed. The results are shown in Table 3.
  • Example 12 From the shrink film of the shrink label piece to the ink layer under the same method and conditions as in Experimental Example 1 except that the temperature of the hot water was 90 ° C. and the temperature of the NaOH aqueous solution was 95 ° C. The ink layer was removed, and the number of shrink label pieces from which the ink layer was removed was confirmed. The results are shown in Table 3.
  • Experimental Examples 1 to 9 are Examples, and Experimental Examples 10 to 12 are Comparative Examples.
  • the shrink label is preheated and then the shrink label is crushed into a shrink label piece, and the ink layer from the shrink label piece is preheated with warm water.
  • Experimental Examples 1 to 9 in which the alkali was desorbed with a NaOH aqueous solution having a temperature lower than the temperature, more than in Experimental Examples 10 to 12 in which the alkali was desorbed with a NaOH aqueous solution having a temperature higher than the temperature of the preheated hot water. It was confirmed that the ink layer could be removed from the shrink label piece.

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Abstract

効率的にインキ層を除去する方法を提供する。 シュリンクラベルからのインキ層の除去方法は、インキ層を備えたシュリンクラベルを予備加熱する工程と、予備加熱する工程の後にシュリンクラベル11を破砕してシュリンクラベル片71を作製する工程と、シュリンクラベル片71からインキ層をアルカリ脱離により除去する工程とを備えている。予備加熱の温度が、アルカリ脱離の温度と同一、またはアルカリ脱離の温度よりも高い。

Description

シュリンクラベルからのインキ層の除去方法
 本開示は、シュリンクラベルからのインキ層の除去方法に関する。
 近年、たとえばポリエチレンテレフタレート製ボトル(PETボトル)等のプラスチック製品が広く利用されている。省資源的な観点や環境的な観点等から、PETボトル等のプラスチック製品を再利用することが強く求められている。
 プラスチック製品の中でも特にPETボトルの再利用は既に構築されている。しかしながら、商品情報等の表示のための印刷が施されたインキ層を備えるプラスチック製のシュリンクラベルがPETボトルの胴部に装着されることがあるが、このシュリンクラベルの再利用までは未だ至っていない。
 シュリンクラベルの再利用を阻害する要因の1つが、シュリンクラベルからインキ層を効率的に除去することができない点にある。シュリンクラベルからインキ層を効率的に除去することができない場合には、シュリンクラベルから利用価値のあるペレットを作製することができないためである。
 たとえば、特許文献1には、熱収縮性ラベルを非水浸漬条件下で加熱収縮させた後、低温のアルカリ水に接触させて、インキ層を脱離除去する方法が記載されている。
特開2001-350411号公報
 特許文献1に記載の方法でもインキ層を脱離除去することは可能であるが、近年の環境対応への高まりから、さらなる効率的なインキ層の除去方法が要望されている。
 ここで開示された実施形態によれば、インキ層を備えたシュリンクラベルを予備加熱する工程と、予備加熱する工程の後にシュリンクラベルを破砕してシュリンクラベル片を作製する工程と、シュリンクラベル片からインキ層をアルカリ脱離により除去する工程と、を含み、予備加熱の温度が、アルカリ脱離の温度と同一、またはアルカリ脱離の温度よりも高い、シュリンクラベルからのインキ層の除去方法を提供することができる。
 ここで開示された実施形態によれば、従来よりもさらに効率的にインキ層を除去する方法を提供することができる。
(a)~(i)は、実施形態のシュリンクラベルからのインキ層の除去方法のフローの一例を図解する図である。
 図1(a)~(i)に、実施形態のシュリンクラベルからのインキ層の除去方法のフローの一例を図解する図を示す。以下、図1(a)~(i)を参照して、実施形態のシュリンクラベルからのインキ層の除去方法について説明する。
 <回収工程>
 まず、図1(a)に示すように、PETボトル10が回収ボックス12にて回収される。ここで、PETボトル10の胴部には、インキ層を備えたシュリンクラベル11が装着されている。インキ層は、商品表示等のための印刷層である。
 シュリンクラベル11としては、たとえば、熱収縮性のシュリンクフィルム(基材)の少なくとも片方の表面にアルカリ水脱離性のインキ層を備えたシュリンクラベル等を用いることができる。シュリンクフィルムとしては、たとえば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等からなるポリエステルフィルム;スチレン-ブタジエンブロック共重合体等からなるスチレン系フィルム;ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂からなるオレフィン系フィルム;塩化ビニル樹脂からなる塩化ビニル系フィルムなどが挙げられる。これらは発泡フィルムであってもよい。また、シュリンクフィルムは単層であってもよく、2層以上の積層体であってもよい。シュリンクフィルムの色は特に限定されず、たとえば乳白色または透明であってもよい。
 シュリンクフィルムの少なくとも一方向X(主収縮方向)の熱収縮率は、各種容器等への収縮密着性の点から、30%以上であることが好ましく、さらに好ましくは50%以上である。シュリンクフィルムの厚さは、シュリンクラベル11の取扱性等を考慮して適宜選択することができるが、たとえば10~100μm程度、好ましくは15~60μm程度とすることができる。なお、これらのシュリンクフィルムの数値は、PETボトル10等の容器への装着前のシュリンクラベル11の作製に用いられるシュリンクフィルムの数値である。
 シュリンクフィルムの表面は、インキ層との接着性を高めるため、必要に応じてコロナ放電処理等の表面処理を施したり、アンカーコート層を設けてもよい。アンカーコート層は従来公知のアンカーコート剤等により形成することができる。
 インキ層は、アルカリ水溶液に溶解または膨潤して、基材より脱離可能であればよく、たとえば油性インキまたは水性インキのいずれかにより構成することができる。
 シュリンクフィルムの表面上へのインキ層の形成方法としては、たとえば、グラビア印刷、フレキソ印刷、スクリーン印刷、またはインクジェット印刷等によって、シュリンクフィルムの表面上にインキ層を形成する方法を用いることができる。インキ層は、単層であってもよく、多層であってもよい。インキ層の厚さは用途等により適宜選択することができ、たとえば0.1~100μm程度とすることができる。またインキ層が多層である場合、インキ層全体がアルカリ可溶性であってもよく、少なくともその積層構造において、最もシュリンクフィルム側に位置するインキ層がアルカリ可溶性であればよい。
 <圧縮工程>
 次に、図1(b)に示すように、回収されたPETボトル10をシュリンクラベル11が装着された状態で圧縮することによって、シュリンクラベル付きベール20とする。
 <集積工程>
 次に、図1(c)に示すように、シュリンクラベル付きベール20は、リサイクル工場30に送られて集積される。
 <分離工程>
 次に、図1(d)に示すように、リサイクル工場30にて、シュリンクラベル付きベール20のPETボトル10からシュリンクラベル11が取り外されて、PETボトル10とシュリンクラベル11とに分離される。PETボトル10から除去される対象には、シュリンクラベル11以外の通常のラベル40も含まれる。シュリンクラベル11および/または通常のラベル11が分離されたPETボトル10は、既存のPETボトルのリサイクル工程で再利用される。通常のラベル40としては、たとえば、非アルカリ水脱離性のインキ層を備えるシュリンクラベルまたは非シュリンクラベルを挙げることができる。
 <ソーティング工程>
 次に、図1(e)に示すように、シュリンクラベル11と通常のラベル40とをソーティングすることによって、通常のラベル40からシュリンクラベル11を分別して回収する。シュリンクラベル11から分離して回収された通常のラベル40は、たとえばサーマルリサイクル工程で再利用される。
 <予備加熱工程>
 次に、図1(f)に示すように、インキ層を備えたシュリンクラベル11を予備加熱する。シュリンクラベル11を予備加熱する方法は、後述するアルカリ脱離において、シュリンクラベル片が収縮してカールする量を抑制できる方法であれば特に限定されないが、予備加熱の温度がアルカリ脱離の温度と同一またはアルカリ脱離の温度よりも高くなるようにして行われる。後述するアルカリ脱離において、シュリンクラベル片からインキ層を効率的に除去する観点からは、予備加熱の温度は、アルカリ脱離の温度よりも5℃以上高いことが好ましい。
 シュリンクラベル11を予備加熱する方法としては、たとえば、熱風トンネル61にシュリンクラベル11を通過させる方法、または温水槽62中の温水60にシュリンクラベル11を浸漬させる方法が挙げられる。
 ただし、以下の1)~4)の観点からは、シュリンクラベル11を予備加熱する方法として、熱風トンネル61にシュリンクラベル11を通過させる方法よりも温水槽62中の温水60にシュリンクラベル11を浸漬させる方法を用いることが好ましい。
 1)熱風を用いた場合には、PETボトル10から取り外されたシュリンクラベル11が熱風で飛ばされて制御が困難となる。
 2)温水に浸漬させる方法は、熱風を用いる方法よりも温度制御が容易である。
 3)温水に浸漬させる方法は、熱風を用いる方法よりも装置のフットプリントが小さい。
 4)温水に浸漬させる方法は、熱風を用いる方法よりもシュリンクラベル11の収縮ムラが生じにくく、均一に収縮可能である。
 温水槽62中の温水60にシュリンクラベル11を浸漬させることによってシュリンクラベル11を予備加熱する場合には、たとえば、80℃~90℃程度の温水にシュリンクラベル11を10秒~20秒程度浸漬させることにより行なうことができる。
 予備加熱の温度は、予備加熱時のシュリンクラベル11の表面温度であることを意味する。したがって、温水槽62中の温水60にシュリンクラベル11を浸漬させることによってシュリンクラベル11を予備加熱する場合には、予備加熱の温度は、温水の温度に置き換えることができる。また、熱風トンネル61にシュリンクラベル11を通過させることによりシュリンクラベル11を予備加熱する場合には、予備加熱の温度は、熱風の温度に置き換えることができる。
 <破砕工程>
 次に、図1(g)に示すように、予備加熱後のシュリンクラベル11を破砕機70により破砕してシュリンクラベル片71を作製する。予備加熱後のシュリンクラベル11を破砕する方法は、当該破砕後により生成するシュリンクラベル片71の大きさが予備加熱後のシュリンクラベル11の大きさよりも小さくなる方法であれば特に限定されない。たとえば、予備加熱後のシュリンクラベル11は、後述するアルカリ脱離において、シュリンクラベル片71からインキ層を効率的に除去することができる程度の大きさ(たとえば数cm角)に破砕され得る。
 <アルカリ脱離工程>
 次に、図1(h)に示すように、シュリンクラベル片71からインキ層をアルカリ脱離により除去する。アルカリ脱離は、たとえば、以下(1)または(2)のいずれかの処理により行うことができる。
 (1)1槽処理
 当該処理は、熱アルカリ槽82中のアルカリ水溶液80にシュリンクラベル片71を浸漬させながら攪拌することにより行なうことができる。処理に要する時間は、攪拌速度、アルカリ水溶液80に対するシュリンクラベル片71の投下量などにより異なるが、30秒~20分程度である。当該処理によれば、アルカリ水溶液80中において、シュリンクフィルム片101とインキ塗膜103とを効率的に分離することができる。
 上述のように、本実施形態においては、予備加熱の温度は、アルカリ脱離の温度と同一またはアルカリ脱離の温度よりも高く設定される。アルカリ脱離の温度は、アルカリ脱離時のシュリンクラベル片71の表面温度であることを意味する。したがって、アルカリ脱離の温度は、シュリンクラベル片71が浸漬させられるアルカリ水溶液80の温度に置き換えることができる。アルカリ脱離において、シュリンクラベル片71からインキ層を効率的に除去する観点からは、アルカリ脱離の温度(アルカリ水溶液80の温度)は65℃以上であることが好ましい。なお、アルカリ脱離の温度の上限は理論上は100℃であり、より好ましくはアルカリ脱離の温度は85℃以上95℃以下であり、さらに好ましくはアルカリ脱離の温度は80℃以上90℃以下である。
 シュリンクラベル片71からインキ層を除去した後のアルカリ水溶液80は廃液として廃棄処理されてもよく、アルカリ脱離用のアルカリ水溶液80として再利用されてもよい。
 アルカリ水溶液80としては、シュリンクラベル片71を浸漬させることにより、シュリンクラベル片71からインキ層を除去することが可能であれば特に限定されず、アルカリ性物質を含有するアルカリ性の水溶液であれば特に限定されず、たとえば、水酸化ナトリウム(NaOH)または水酸化カリウム(KOH)等のアルカリ金属水酸化物の水溶液、炭酸ナトリウム(Na2CO3)等のアルカリ金属炭酸塩の水溶液、炭酸水素ナトリウム(NaHCO3)等のアルカリ金属炭酸水素塩の水溶液、またはアンモニア水等を用いることができる。
 アルカリ水溶液80中のアルカリ性物質の濃度は、インキ層の脱離能、操作性、または作業性等を損なわない範囲で適宜選択することができ、たとえば0.1~10重量%程度、好ましくは0.5~5重量%、さらに好ましくは1~3重量%程度である。
 (2)2槽処理
 当該処理は、熱アルカリ槽82中のアルカリ水溶液80にシュリンクラベル片71を30秒~20分程度浸漬させた後、熱アルカリ槽82からシュリンクラベル片71を取り出し、取り出したシュリンクラベル片71を、水槽(不図示)中の水に浸漬させながら攪拌することにより行うことができる。アルカリ水溶液80の好ましい温度(アルカリ脱離の温度)、種類は、上述の(1)1槽処理に用いられるアルカリ水溶液80と同様である。水槽中の水の温度は特に制限されないが、意図しないシュリンクラベル片71の収縮を避ける観点から、アルカリ脱離の温度よりも低い温度であることが好ましく、使用エネルギーの観点からは、室温程度(27℃前後)であることが好ましい。
 当該処理によれば、アルカリ水溶液80中に、シュリンクラベル片71が静かに浸漬される。これにより、アルカリ水溶液80中において、シュリンクラベル片71からのインキ層の完全な分離を抑制しつつ、両者の密着性を低下させることができる。なお静かに浸漬されるとは、アルカリ水溶液80が攪拌されない、または上記両者の完全な分離が起こらないような、極めて緩やかに攪拌される状態を意味する。そして、続く水中への浸漬および攪拌により、水中において、シュリンクフィルム片101とインキ塗膜103とを分離することができる。
 シュリンクラベル片71を浸漬した後のアルカリ水溶液80は廃液として廃棄処理されてもよく、アルカリ脱離用のアルカリ水溶液80として再利用されてもよい。2槽処理の場合、1槽処理と比してアルカリ水溶液80の特性の変化が少ないため、より効率的にアルカリ水溶液80を再利用することができる。なおアルカリ水溶液80の特性の変化としては、たとえばインキ層の多量の混入などが挙げられる。
 <分離工程>
 次に、図1(i)に示すように、シュリンクフィルム片91とインキ塗膜93とを分離する。具体的には、たとえば、相対的に大きな開口を有する第1の網90でシュリンクラベル片からインキ層が除去された後のシュリンクフィルム片91を捕集し、相対的に小さな開口を有する第2の網92でシュリンクフィルム片91よりも小さいインキ塗膜93を捕集する。インキ塗膜93は、アルカリ脱離時にシュリンクラベル片から除去されたインキ層が細かく分断した膜である。
 その後、第1の網90で捕集されたシュリンクフィルム片91は、たとえばペレット等のプラスチック製品の製造用のプラスチック原料として再利用することができる。また、新しいシュリンクラベルの原料にシュリンクフィルム片91を混ぜ込むことによって、シュリンクラベルとして再利用することもできる。一方、第2の網92で捕集されたインキ塗膜93は、たとえばサーマルリサイクル工程で再利用することができる。
 実施形態のシュリンクラベルからのインキ層の除去方法は、インキ層を備えたシュリンクラベルを予備加熱する工程と、予備加熱する工程の後にシュリンクラベルを破砕してシュリンクラベル片を作製する工程と、シュリンクラベル片からインキ層をアルカリ脱離により除去する工程とを含み、予備加熱の温度が、アルカリ脱離の温度と同一、またはアルカリ脱離の温度よりも高くなっている。
 実施形態のシュリンクラベルからのインキ層の除去方法は、少なくともこれらの構成を備えることによって、従来よりもさらに効率的にシュリンクラベルからインキ層を除去することができる。
 すなわち、本実施形態においては、アルカリ脱離によりシュリンクラベルからインキ層を除去するに先立ってシュリンクラベルは破砕されてシュリンクラベル片とされる。これは、シュリンクラベルを破砕して、より小さなシュリンクラベル片とした状態でアルカリ脱離することによって、シュリンクラベルからインキ層を効率的に除去することができるためである。
 しかしながら、予備加熱をしていないシュリンクラベルを破砕して作製されたシュリンクラベル片をアルカリ水溶液に浸漬させた場合には、アルカリ水溶液中でシュリンクラベル片が、くるくると巻きついてカールしながら収縮する。カールした小片であるシュリンクラベル片からインキ層を除去するのは非常に難しい。
 PETボトル等に装着されたシュリンクラベルは装着時に一度熱収縮されているが、収縮能力は未だシュリンクラベルに残っている。そのため、アルカリ脱離時のアルカリ水溶液の温度が高い場合にはシュリンクラベル片がさらに熱収縮してしまう。一方、アルカリ水溶液の温度が低い場合には、シュリンクラベル片からインキ層を効率的に除去することができない。
 そこで、本実施形態においては、シュリンクラベルを破砕してシュリンクラベル片とする前に、アルカリ脱離の温度と同一またはそれよりも高い温度でシュリンクラベルの予備加熱を行なって予め熱収縮させておく。すると、シュリンクラベルの形状を、たとえば、カールの程度の小さい、波打ったような形状とすることができる。
 そして、予備加熱で予め熱収縮させておいたシュリンクラベルを破砕してシュリンクラベル片とする。カールの程度の小さいシュリンクラベルを破砕して得られるシュリンクラベル片もカールの程度が小さいものとなる。なお、シュリンクラベルを破砕した後にシュリンクラベルの予備加熱を行なった場合には、シュリンクラベル片が全体的にカール(巻き込んだ形)してしまい、インキ層の除去には不適となる。
 その後、このようなシュリンクラベル片について、予備加熱と同一またはそれよりも低い温度でアルカリ脱離を行なう。これにより、アルカリ脱離時のアルカリ水溶液の温度が高い場合でも、アルカリ脱離時におけるシュリンクラベル片の収縮を抑制した状態でインキ層を除去することができる。
 以上の理由により、本実施形態においては、従来よりもさらに効率的にインキ層を除去することができると考えられる。
 特に、一般的にはPETボトル10等の容器から取り外されたシュリンクラベル11の多くは一辺が10cm以上あり、このような大きさのシュリンクラベル11を予備加熱により熱収縮させた後に、数cm角、好ましくは5cm角以下に破砕して、65℃以上、好ましくは80℃以上、より好ましくは85℃以上でアルカリ脱離させることで、インキ層を除去する効率を顕著に向上させることができる。
 本実施形態の方法に適したシュリンクラベル11としては、PETボトル10等の容器から取り外して95℃の温浴中に10秒間浸漬した後に、容器の径方向(主収縮方向)に測定した収縮率が30%以上、好ましくは40%以上、より好ましくは50%以上であるシュリンクラベルを挙げることができる。
 また、アルカリ性の水溶液の激しい攪拌は危険を伴うが、本実施形態によれば、カールの程度が小さいため、激しい攪拌を伴わずとも、アルカリ性水溶液がラベル片71の表面全体に接触することができ、もってシュリンクラベル11からのインキ層の除去が可能となる。
 <実験例1>
 まず、厚さ50μmのPET系シュリンクフィルム(三菱ケミカル株式会社製ヒシペット(登録商標)LX-18S)の原反を用いて、厚さ50μm×高さ(幅)15cm×円周24cmの筒状のシュリンクフィルムを準備した。該筒状のシュリンクフィルムの表面上に、第1インキ層、第2インキ層、第3インキ層をこの順に積層したシュリンクラベルを作成した。第1インキ層はアルカリ可溶性のインキ層であり、第2インキ層および第3インキ層は非アルカリ可溶性のインキ層であり、各インキ層の厚さは約2μmであった。
 具体的には、第1インキ層は、56重量%の酢酸エチル、8重量%のイソプロピルアルコール、15重量%の酢酸-n-プロピル、3重量%のニトロセルロース、15重量%のアクリル樹脂、3重量%の塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体が配合されたインキが乾燥してなる樹脂層であった。第2インキ層は、製品名「コーラス114紅KT2」(DICグラフィックス株式会社製)が乾燥してなる樹脂層であった。第3インキ層は、製品名「NTハイラミック(NF)701白」(大日精化工業株式会社製)が乾燥してなる樹脂層であった。
次に、シュリンクラベルを外径54mmの筒状のPETボトルに装着させた状態でシュリンクラベルを収縮させることにより、シュリンクラベル付きPETボトルが作製された。このときのシュリンクラベルの収縮率は30%程度であり、装着後のシュリンクラベルの面積は、装着前のシュリンクラベルの面積の70%程度であった。そして、当該シュリンクラベルをPETボトルから剥がした。
 次に、温水を緩く攪拌しながらPETボトルから剥がしたシュリンクラベルを70℃の温水中に20秒間浸漬させて予備加熱を行なった。これにより、シュリンクラベルの面積(長さ×幅)は予備加熱前のシュリンクラベルの面積(装着後のシュリンクラベルの面積)の50%程度となった。
 次に、予備加熱後のシュリンクラベルを破砕して、長さ40mm×幅40mmの略正方形状のシュリンクラベル片を作製した。
 その後、シュリンクラベル片を70℃の1.5重量%NaOH水溶液中に60秒間、NaOH水溶液を攪拌しながら浸漬させることによりシュリンクフィルムからインキ層のアルカリ脱離を行なった。
 上記の工程を10枚のシュリンクラベル片について行ない、シュリンクフィルムからインキ層が除去されたシュリンクラベル片の枚数を確認した。その結果を表1に示す。
 表1に示すように、実験例1においては、アルカリ脱離後にシュリンクフィルムの表面上にインキ層が残存していたシュリンクラベル片の枚数は10枚中0枚であった。
 <実験例2>
 実験例2においては、温水およびNaOH水溶液の温度をそれぞれ80℃にしたこと以外は実験例1と同一の方法および同一の条件で、シュリンクラベル片のシュリンクフィルムからインキ層の除去を行ない、インキ層が除去されたシュリンクラベル片の枚数を確認した。その結果を表1に示す。
表1に示すように、実験例1においては、アルカリ脱離後にシュリンクフィルムの表面上にインキ層が残存していたシュリンクラベル片の枚数は10枚中0枚であった。
 <実験例3>
 実験例3においては、温水およびNaOH水溶液の温度をそれぞれ90℃にしたこと以外は実験例1と同一の方法および同一の条件で、シュリンクラベル片のシュリンクフィルムからインキ層の除去を行ない、インキ層が除去されたシュリンクラベル片の枚数を確認した。その結果を表1に示す。
 表1に示すように、実験例3においては、アルカリ脱離後にシュリンクフィルムの表面上にインキ層が残存していたシュリンクラベル片の枚数は10枚中1枚であった。
 <実験例4>
 実験例4においては、温水およびNaOH水溶液の温度をそれぞれ95℃にしたこと以外は実験例1と同一の方法および同一の条件で、シュリンクラベル片のシュリンクフィルムからインキ層の除去を行ない、インキ層が除去されたシュリンクラベル片の枚数を確認した。その結果を表1に示す。
 表1に示すように、実験例4においては、アルカリ脱離後にシュリンクフィルムの表面上にインキ層が残存していたシュリンクラベル片の枚数は10枚中1枚であった。
 <実験例5>
 実験例5においては、温水の温度を80℃にしたこと以外は実験例1と同一の方法および同一の条件で、シュリンクラベル片のシュリンクフィルムからインキ層の除去を行ない、インキ層が除去されたシュリンクラベル片の枚数を確認した。その結果を表2に示す。
 表2に示すように、実験例5においては、アルカリ脱離後にシュリンクフィルムの表面上にインキ層が残存していたシュリンクラベル片の枚数は10枚中0枚であった。
 <実験例6>
 実験例6においては、温水の温度を90℃にしたこと以外は実験例1と同一の方法および同一の条件で、シュリンクラベル片のシュリンクフィルムからインキ層の除去を行ない、インキ層が除去されたシュリンクラベル片の枚数を確認した。その結果を表2に示す。
 表2に示すように、実験例6においては、アルカリ脱離後にシュリンクフィルムの表面上にインキ層が残存していたシュリンクラベル片の枚数は10枚中0枚であった。
 <実験例7>
 実験例7においては、温水の温度を90℃にするとともにNaOH水溶液の温度を85℃にしたこと以外は実験例1と同一の方法および同一の条件で、シュリンクラベル片のシュリンクフィルムからインキ層の除去を行ない、インキ層が除去されたシュリンクラベル片の枚数を確認した。その結果を表2に示す。
 表2に示すように、実験例7においては、アルカリ脱離後にシュリンクフィルムの表面上にインキ層が残存していたシュリンクラベル片の枚数は10枚中0枚であった。
 <実験例8>
 実験例8においては、温水の温度を90℃にするとともにNaOH水溶液の温度を80℃にしたこと以外は実験例1と同一の方法および同一の条件で、シュリンクラベル片のシュリンクフィルムからインキ層の除去を行ない、インキ層が除去されたシュリンクラベル片の枚数を確認した。その結果を表2に示す。
 表2に示すように、実験例8においては、アルカリ脱離後にシュリンクフィルムの表面上にインキ層が残存していたシュリンクラベル片の枚数は10枚中0枚であった。
 <実験例9>
 実験例9においては、シュリンクラベル片を、攪拌することなく、80℃のNaOH水溶液に10分間浸漬させた後、NaOH水溶液から取り出したシュリンクラベル片を、攪拌しながら、27℃(室温)の水に5分間浸漬させた以外は、実施例5と同一の方法および同一の条件で、シュリンクラベル片のシュリンクフィルムからインキ層の除去を行ない、インキ層が除去されたシュリンクラベル片の枚数を確認した。その結果を表2に示す。
 表2に示すように、実験例9においては、アルカリ脱離後にシュリンクフィルムの表面上にインキ層が残存していたシュリンクラベル片の枚数は10枚中0枚であった。
 <実験例10>
 実験例10においては、温水の温度を80℃にするとともにNaOH水溶液の温度を90℃にしたこと以外は実験例1と同一の方法および同一の条件で、シュリンクラベル片のシュリンクフィルムからインキ層の除去を行ない、インキ層が除去されたシュリンクラベル片の枚数を確認した。その結果を表3に示す。
 表3に示すように、実験例10においては、アルカリ脱離後にシュリンクフィルムの表面上にインキ層が残存していたシュリンクラベル片の枚数は10枚中8枚であった。
 <実験例11>
 実験例11においては、温水の温度を80℃にするとともにNaOH水溶液の温度を95℃にしたこと以外は実験例1と同一の方法および同一の条件で、シュリンクラベル片のシュリンクフィルムからインキ層の除去を行ない、インキ層が除去されたシュリンクラベル片の枚数を確認した。その結果を表3に示す。
 表3に示すように、実験例11においては、アルカリ脱離後にシュリンクフィルムの表面上にインキ層が残存していたシュリンクラベル片の枚数は10枚中5枚であった。
 <実験例12>
 実験例12においては、温水の温度を90℃にするとともにNaOH水溶液の温度を95℃にしたこと以外は実験例1と同一の方法および同一の条件で、シュリンクラベル片のシュリンクフィルムからインキ層の除去を行ない、インキ層が除去されたシュリンクラベル片の枚数を確認した。その結果を表3に示す。
 表3に示すように、実験例12においては、アルカリ脱離後にシュリンクフィルムの表面上にインキ層が残存していたシュリンクラベル片の枚数は10枚中4枚であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 
 表1~3において、実験例1~9は実施例であり、実験例10~12は比較例である。実験例1~9と実験例10~12との比較から明らかなように、シュリンクラベルを予備加熱した後にシュリンクラベルを破砕してシュリンクラベル片とし、シュリンクラベル片からインキ層を予備加熱の温水の温度以下の温度のNaOH水溶液でアルカリ脱離した実験例1~9においては、予備加熱の温水の温度よりも高い温度のNaOH水溶液でアルカリ脱離した実験例10~12と比べて、より多くのシュリンクラベル片からインキ層を除去できることが確認された。
 また、実験例1~4と実験例5~9との比較から明らかなように、予備加熱の温水の温度未満の温度でNaOH水溶液でアルカリ脱離した実験例5~9においては、予備加熱の温水の温度と同一の温度のNaOH水溶液でアルカリ脱離した実験例1~4と比べて、より多くのシュリンクラベル片からインキ層を除去できることが確認された。
 また、実施例である実験例1~8においては、NaOH水溶液にシュリンクラベル片を浸漬させてからシュリンクラベル片からインキ層が除去されるまでの時間は60秒程度であったため、5~30分間浸漬させる必要がある特許文献1と比べて格段に効率的にインキ層を除去できることも確認された。また実施例である実験例9においては、NaOH水溶液中に残留するインキ塗膜が極めて少なかったため、NaOH水溶液の再利用が容易であることも確認された。
 以上のように実施形態および実施例について説明を行なったが、上述の実施形態および実施例の各構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。
 今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
 10 PETボトル、11 シュリンクラベル、12 回収ボックス、20 シュリンクラベル付きベール、30 リサイクル工場、40 通常のラベル、60 温水、61 熱風トンネル、62 温水槽、70 破砕機、71 シュリンクラベル片、80 アルカリ水溶液、82 熱アルカリ槽、90 第1の網、91 シュリンクフィルム片、92 第2の網、93 インキ塗膜。

Claims (4)

  1.  インキ層を備えたシュリンクラベルを予備加熱する工程と、
     前記予備加熱する工程の後に前記シュリンクラベルを破砕してシュリンクラベル片を作製する工程と、
     前記シュリンクラベル片から前記インキ層をアルカリ脱離により除去する工程と、を含み、
     前記予備加熱の温度が、前記アルカリ脱離の温度と同一、または前記アルカリ脱離の温度よりも高い、シュリンクラベルからのインキ層の除去方法。
  2.  前記アルカリ脱離の温度は、65℃以上である、請求項1に記載のシュリンクラベルからのインキ層の除去方法。
  3.  前記予備加熱する工程は、前記シュリンクラベルを温水に浸漬させる工程を含む、請求項1または請求項2に記載のシュリンクラベルからのインキ層の除去方法。
  4.  前記予備加熱の温度は、前記アルカリ脱離の温度よりも5℃以上高い、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のシュリンクラベルからのインキ層の除去方法。
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