説明

ラベル及びその製造方法

【課題】 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。
【解決手段】 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ラベル用トナーをラベル用媒体に被着してなることを特徴とするラベル。このラベルは、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ラベル用トナー層をラベル用媒体に形成する工程、前記ラベル用トナー層を熱定着する工程を具備することを特徴とするラベルの製造方法により製造される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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。
【0004】
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)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平09−168998号公報
【特許文献2】特開平11−033999号公報
【特許文献3】特開2007−283745号公報
【特許文献4】特開平09−314495号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
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。
【課題を解決するための手段】
【0007】
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含むラベル用トナーをラベル用媒体に被着してなることを特徴とするラベルを提供する。
【0008】
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。
【0009】
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。
【0010】
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含むラベル用トナー層をラベル用媒体に形成する工程、及び前記ラベル用トナー層を熱定着す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。
【0011】
この場合、前記ラベル用トナー層のラベル用媒体への形成を、電子写真方式により行うことが出来る。
【発明の効果】
【0012】
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。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】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。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
各例で用いた物性値の測定方法を以下に示す。
【0030】
(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)。
【0031】
(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。
【0032】
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。
【0033】
(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。
【0034】
(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。
【0035】
その結果、重量平均分子量(Mw)272,000のポリ乳酸(PLA)を得た。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
<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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
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。
【0051】
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。
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0055】
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。
【0056】
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。
【0057】
<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。
【0058】
<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。
【0059】
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。
【0060】
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。
【0061】
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。
【0062】
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。
【0063】
<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。
【0064】
◎: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。
【0065】
○:ラベルとして機能し得る程度のラベル強度を有する。
【0066】
△: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。
【0067】
×: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。
【0068】
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。
【表1】

【0069】
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。
【0070】
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。
【0071】
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。
【符号の説明】
【0072】
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。

【特許請求の範囲】
【請求項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含むラベル用トナーをラベル用媒体に被着してなることを特徴とするラベル。
【請求項2】
前記ポリ乳酸を含むラベル用トナーのラベル用媒体への被着は、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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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含むラベル用トナー層をラベル用媒体に形成する工程、前記ラベル用トナー層を熱定着する工程を具備することを特徴とするラベルの製造方法。
【請求項7】
前記ラベル用トナー層のラベル用媒体への形成を、電子写真方式により行うことを特徴とする請求項5に記載のラベルの製造方法。

【図1】
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【公開番号】特開2012−108300(P2012−108300A)
【公開日】平成24年6月7日(2012.6.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−256823(P2010−256823)
【出願日】平成22年11月17日(2010.11.17)
【出願人】(000104124)カシオ電子工業株式会社 (601)
【出願人】(000001443)カシオ計算機株式会社 (8,748)
【Fターム(参考)】