粘着ラベル及びラベル発行装置
【課題】剥離紙を用いず、資源節約の観点から耐環境性に優れ、露出させる粘着層の位置及び面積を高精度に制御することが可能であり、そのために被着体の性質に応じて粘着力の調整が容易な粘着ラベルを提供する。
【解決手段】粘着ラベル１は、支持体３と、この支持体３の上に設置された粘着層４と、この粘着層４の上に設置された非粘着性の多孔質層５とを有する。多孔質層５は多孔質でない同じ材料と比較して熱容量が小さく、そのために低い熱エネルギーで開口するので、携帯型のラベル発行装置に好適である。
【解決手段】粘着ラベル１は、支持体３と、この支持体３の上に設置された粘着層４と、この粘着層４の上に設置された非粘着性の多孔質層５とを有する。多孔質層５は多孔質でない同じ材料と比較して熱容量が小さく、そのために低い熱エネルギーで開口するので、携帯型のラベル発行装置に好適である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保存時は被粘着性を有し、使用時に粘着性を発現させて使用する粘着ラベルに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、価格表示用ラベル、商品表示用ラベル、広告宣伝用ラベル、包装物のシール用ラベル等の用途に粘着ラベルが使用されている。粘着ラベルの記録面に記録する方式としては、インクジェット記録方式、感熱記録方式等のさまざまな方式が適用されている。従来から、粘着ラベルは、その文字等の記録面とは反対側の面に粘着層と剥離紙を積層し、使用時に剥離紙を剥離し、粘着層を露出させて押圧することにより貼り付けていた。しかし、剥離紙を剥離して使用する従来型の粘着ラベルにおいては、ラベル剥離後の剥離紙はその用途が完了し、ごみとして廃棄処分されていた。そのため、資源保護や環境等の観点から、剥離紙のゴミを出さない粘着ラベルが望まれている。
【０００３】
これを解消するため、剥離紙を用いないラベルも提案されている。即ち、ラベルの印字面とは反対の面に常温では非粘着で、加熱により粘着性が発現する感熱性粘着剤層を形成したラベルである。このラベルでは、剥離紙が不要となるため、上記従来のような環境問題やごみ発生等の問題は生じない。しかしながら、感熱性粘着剤層を形成したラベルにおいては、ラベルをロール状に巻回して保存する、或いは重ねて保存するので粘着面と印字面とが互いに接触しながら重ね合わされる。そのため、長期の保存や保存環境によっては感熱性粘着剤が僅かな粘着性を発現し、印字面と粘着面が張り付いてしまう、所謂ブロッキングが発生する課題を有していた。また、このような粘着剤を使用して粘着性を発現させる加熱手段として、例えばサーマルヘッド等の熱源を使用することが考えられる。しかし、サーマルヘッドを使用して、印字することに加えて加熱して感熱性粘着剤層に粘着性を発現させようとすると、消費電力が大きくなるという課題があった。
【０００４】
特許文献１には剥離紙を使用せず、ブロッキング等の課題を解決する粘着ラベルが記載されている。図７（特許文献１の図２）に示されるように、粘着ラベルは基材と粘着剤と樹脂フィルムが積層した積層構造を備えている。樹脂フィルムはポリエステルフィルムを使用し、厚さが１〜３μｍである。この粘着ラベルは、剥離紙や感熱性粘着剤の代わりに粘着剤の表面を樹脂フィルムで覆うことにより保管時のブロッキングを防止する。そして使用時は、樹脂フィルムに針を用いて穴を空ける、或いは、樹脂フィルムとして延伸ポリエステルフィルムを使用し、加熱方式、例えばサーマルヘッド加熱により樹脂フィルムに穴を開けてブロッキング防止機能を壊し下層の粘着剤を露出させ、粘着力を出している。
【０００５】
また、特許文献２には、基材シートの上に感圧粘着剤層を設け、この感圧粘着剤層の粘着表面を被覆するようにマイクロカプセル層で覆い、剥離紙を使用せず、ブロッキング等の課題を解決する構成が記載されている。マイクロカプセル層は、中空マイクロカプセルの単一層から構成され、例えば１００℃〜１８０℃程度の融点を有し、表面が粘着性を有しない。そのため、剥離紙を必要としない。使用時は、サーマルヘッド加熱によりこのマイクロカプセル層を破壊し、その下層の感圧粘着材層を露出させて粘着性を発現させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−７８７３３号公報
【特許文献２】特開平９−１１１２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載される粘着ラベルは、ラベルを連続発行させる際に、ラベルの粘着面である樹脂フィルムを針状の表面形状を持つローラーに接触させて通過させる。これにより、樹脂フィルムに穴を空けて粘着剤を露出させる。しかし、樹脂フィルムに穴を空ける際に針に粘着剤が付着し、ローラーを回転させると樹脂フィルムが引きずられて更に破壊される。そのために、粘着性を発現させる領域の位置や面積を高精度に制御することができない。加えて粘着剤と樹脂フィルムがローラーや装置内に散乱付着し、ラベルの通紙性を確保することが難しい。また、樹脂フィルムとして延伸ポリエステルフィルムを使用し、サーマルヘッドで加熱して樹脂フィルムに穴を空ける場合は、直接加熱部と接するポリエステルフィルムは溶融して開口しようとするが、その下層の粘着剤は開口を妨げるように働く。粘着剤は本来被着体に作用するためにあるが、この場合は上層のポリエステルフィルムに対して粘着作用が強く働き、接触している膜の変形や流動が妨げられる。そのため、開口部を必要な形状に安定して形成することが難しい。加熱の際の熱エネルギーを増加させるとポリエステルフィルムの開口形状が一層不安定となり、下層の粘着剤も加熱されて、ポリエステルフィルムが破れる、破れた切れ端が散乱するなど、実用性に乏しかった。
【０００８】
また、特許文献２においては、マイクロカプセルが球形状を有しているので熱源と接触したときの熱伝導性が低く、マクロカプセルを破壊するための大きな熱エネルギーを必要とする。そのため、低消費電力型のラベル発行には向かない。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の粘着ラベルは、支持体と、前記支持体の上に設置された粘着層と、前記粘着層の上に設置された非粘着性の多孔質層とを有することとした。
【００１０】
また、前記多孔質層はオリフィン系樹脂から成ることとした。
【００１１】
また、前記多孔質層は、空孔率が３０％〜８５％の範囲であることとした。
【００１２】
また、前記多孔質層の単位面積当たりの熱容量が前記粘着層の単位面積当たりの熱容量よりも小さいこととした。
【００１３】
また、前記支持体の、前記粘着層とは反対側に感熱発色層が設置されることとした。
【００１４】
また、前記多孔質層は、加熱により開口し、前記粘着層が露出することとした。
【００１５】
本発明のラベル発行装置は、支持体と、前記支持体の上に設置された粘着層と、前記粘着層の上に設置された多孔質層とを有する粘着ラベルを搬送する搬送部と、前記支持体の前記粘着層とは反対側に記録する記録手段と、前記多孔質層を加熱して開口させ、前記粘着層を露出させる加熱部とを備えるようにした。
【発明の効果】
【００１６】
本発明による粘着ラベルは、支持体と、この支持体の上に設置された粘着層と、この粘着層の上に設置された非粘着性の多孔質層とを有する。これにより、使用時に剥離紙を排出しないので剥離紙の廃棄処分の手間が省けるとともに、資源節減の観点からも耐環境性に優れている。また、多孔質層は耐ブロッキング性を有する非粘着性であることからロール状に巻き取って保管することができる。更に、多孔質層は均一材料と比較して熱遮断効果が高いので熱源に接触したときの穿孔面積の制御性および高感度化に優れ、露出させる粘着層の表面の位置及び開口形状を高精度に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第一実施形態に係る粘着ラベルの縦断面模式図である。
【図２】本発明に係る粘着ラベルが粘着性を発現する様子を表す説明図である。
【図３】本発明に係る粘着ラベルの多孔質層に形成した開口部の例を表す平面模式図である。
【図４】本発明に係る粘着ラベルの多孔質層の走査型電子顕微鏡による表面写真である。
【図５】本発明の第二実施形態に係るラベル発行装置の模式的な構成図である。
【図６】本発明のラベル発行装置により形成した開口部の写真である。
【図７】従来公知のラベル発行装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第一実施形態）
図１は、本発明の第一実施形態に係る粘着ラベル１の縦断面模式図である。粘着ラベル１は、最下面から、印字記録層２と、支持体３と、粘着層４と、多孔質層５が積層する構造を備えている。本発明の粘着ラベル１は、多孔質層５を加熱することにより開口させ粘着層４を露出させて粘着性を発現させる。一方、多孔質層５は非粘着性であり、粘着ラベル１を積み重ねる、あるいはロール状に巻き取って保管してもブロッキングが発生しない。印字記録層２には文字、図形等を印字することができる。例えば、ラベル発行装置を使用して印字記録層２に印字し、多孔質層５を局所的に加熱して開口させ、特定個所の粘着層４を露出させた粘着ラベル１を発行することができる。なお、印字記録層２を形成せず、支持体３に直接印字してもよい。
【００１９】
多孔質層５は、多孔質でなく同じ厚さの均一材料から成る層と比較して熱容量が小さい。そのために、多孔質でない同じ材料と比較して低い熱エネルギーで開口させることができる。多孔質層５は、加熱により溶融し表面張力により開口する。この場合に、多孔質層５は多孔質でない均一材料からなる層と比較して材料の密度が小さい。また、多孔質層５の表面には多数の孔が開口するので、多孔質でない均一材料と比較して多孔質層５と粘着層４との間の接触面積が減少する。そのため、多孔質層５に対してその開口を妨げる粘着層４の粘着作用も弱くなる。また、開口した多孔質層５は、溶融した多孔質材料の体積と開口面積に応じて外周部に凸部が形成される。多孔質層５は層内に中空領域が多数含まれるので、多孔質でない同じ材料と比較して熱拡散性が無く、つまり熱遮断性が高く熱が平面方向に広がり難い。そのため、加熱部Ｈが接触した領域以外の領域まで開口部は拡張しない。その結果、高い感度で粘着ラベルの粘着特性が発現でき、且つ開口部８の位置や形状を高精度に制御することができる。
【００２０】
図２は、本発明に係る粘着ラベル１が粘着性を発現する様子を表す説明図である。加熱手段としてサーマルヘッド６を使用する。図２（ａ）に示すように、粘着ラベル１の多孔質層５にサーマルヘッド６の加熱部Ｈを接触させる。すると、図２（ｂ）に示すように加熱された多孔質層５が溶融し始め、図２（ｃ）に示すように多孔質層５に開口部が形成される。これにより、開口部８が形成されると同時にその周囲に多孔質層５の表面よりも高い凸部７が形成され、下層の粘着層４が露出する。そして、図２（ｄ）に示すように、印字記録層２の下方から押圧することにより開口部８の粘着剤が被着体９に粘着する。なお、図２に示す前後において印字記録層２に印字してラベルとして利用することができる。
【００２１】
図３は、本発明に係る粘着ラベル１の多孔質層５に形成した開口部８の例を表す平面模式図である。図３（ａ）は、サーマルヘッド６を用いて多孔質層５の領域Ｒ１に９個の開口部８を整列させて形成した状態を表す。図３（ｂ）は、サーマルヘッド６を用いて多孔質層５の領域Ｒ２に１２個の開口部８を斜めに整列させて形成した状態を表す。このように、開口部８を任意の数と方向と位置に配列して任意の開口パターンを形成することができる。
【００２２】
ここで、多孔質層５として合成樹脂材料を使用することができる。多孔質層５は、空孔率が３０％〜８５％であり、平均孔径が０．０１μｍ〜１０μｍとするのが好ましい。多孔質層５の厚さは１μｍ〜３０μｍとすることができる。なお、多孔質層５の平均孔径は多孔質層５の層厚よりも小さく設定し、貫通孔が形成されないようにするのが好ましい。多孔質層５の厚さは、好ましくは３０μｍ以下とする。これにより、多孔質層５の熱容量が低減し低熱エネルギーで開口させることができる。本発明の粘着ラベル１は、開口した多孔質層５の厚さ及び凸部７により、加熱部Ｈと粘着層４が接触しない。これにより、装置で利用する際において加熱部Ｈに対して粘着ラベル１を相対移動させるときに粘着剤が加熱部Ｈに付着せず、粘着ラベル１の通紙性を確保することができる。なお、多孔質層５が加熱されて開口する温度は、多孔質層の材料特性に依存するが、概ね１００℃〜２００℃とすることができる。これにより、装置の省エネルギー化及び粘着ラベルの高感度化に対応させることができる。
【００２３】
多孔質層５として合成樹脂材料を使用しその下部の粘着層４よりも単位面積当たりの熱容量を小さく構成することができる。つまり、上層の多孔質層５の熱容量を下層の粘着層４よりも小さく構成することにより、下層の粘着層４の昇温が抑制され、粘着層４の熱による変形や変質することを防止することができる。
【００２４】
支持体３として、プラスチック材料を使用することができる。支持体３はその下面に形成する印字記録層２やその上面に形成する粘着層４を支持できるものであればよい。例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、アクリル樹脂、紙等を使用することができる。
【００２５】
粘着層４として感圧型粘着剤を用いることができる。感圧型粘着剤は、水、溶剤、熱等を使用せず、常温で小さい圧力を加えただけで接着することができる。更に、凝集力と弾性を持ち、強く接着するとともに、硬い平滑面から剥がすこともできる。具体的には、用途に応じてシリコーン系粘着剤、ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤を使用することができる。シリコーン系粘着剤は、高凝集力を持つシリコーンと高粘着力を持つシリコーンを含めることができる。ゴム系粘着剤は、天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリイソブチレン、ゴム系の材料を使用することができる。アクリル系粘着剤は、ガラス転移の低いモノマーと架橋材を利用した架橋系の材料や、ガラス転移の低いモノマーと高いモノマーを共重合化した非架橋系の材料を使用することができる。
【００２６】
多孔質層５は、延伸プロセスによる場合と、例えば基材となる材料に気化する粒子を混入、分散させ、粒子を気化し形成することができる。基材として、オリフィン系樹脂を使用することができる。オリフィン系樹脂は汎用樹脂として多用途に使用されているので多孔質層５を低コストで形成することができる。オレフィン系樹脂として、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ＰＥやＰＰを重ねた多層ポリオレフィン系、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、を使用することができる。オリフィン系樹脂は、ホモ重合体及び共重合体、多段重合体等を使用することができる。これらのホモ重合体及び共重合体、多段重合体の群から選んだポリオレフィンを単独、もしくは混合して使用することもできる。上記重合体の代表例としては、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、アイソタクティックポリプロピレン、アタクティックポリプロピレン、ポリブテン、エチレンプロピレンラバー等が挙げられる。
【００２７】
更に、ＰＳとＰＥＴの積層形であるハイブリッド、エチレン／酢酸ビニル共重合（ＥＶＡ）系、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系、植物系原料であるポリ乳酸（ＰＬＡ）系、等を使用することができる。また、低コスト化が見込めるセルロース系材料を使用することができる。多孔質層５として、加熱時に隣接する粘着層４と接触角が大きくなる材料を選定することが好ましい。また、多孔質層５を形成する際に延伸プロセスを選択する際は、一軸延伸或いは二軸延伸された材料を使用することができる。延伸フィルムを用いる場合、単一モノマーと他のモノマーを共重合化する、或いはゴムなどの異種成分をブレンドしてガラス転移点を操作し、安定化した材料を使用することができる。
【００２８】
オレフィン系の粘度平均分子量は、５万以上１２００万以下が好ましく、さらに好ましくは５万以上２００万未満、最も好ましくは１０万以上１００万未満である。粘度平均分子量が５万以上であれば、溶融成形の際のメルトテンションが大きくなり成形性が向上し、十分な絡み合いを付与し、高強度となりやすい。粘度平均分子量が１２００万以下であれば、特に厚み安定性に優れている。
【００２９】
図４は、本発明に係る粘着ラベル１に適用する多孔質層５の一例の走査型電子顕微鏡による表面の写真である。多孔質層５はオリフィン系樹脂により形成した。多孔質層５の表面に多数の孔が表出している。これらの孔の孔径は概ね２μｍ以下である。
【００３０】
印字記録層２として、加熱により発色する感熱発色層を使用することができる。例えば、ロイコ染料とロイコ染料を発色させる顕色剤を混合して感熱記録層塗布液を調整し、印字記録層２に塗布して形成することができる。また、感熱発色層に代えて、インクジェット記録装置により記録可能な記録層としても良い。
【００３１】
次に、粘着ラベル１の製造方法について説明する。粘着ラベル１は、粘着剤を塗布した支持体３、或いは粘着層４が形成された支持体３に多孔質層５を貼り合わせる。貼り合わせは、共押出し手法を利用することができる。粘着剤を支持体３に塗布する装置として、バーコーター、エアナイフコーター、スクイズコーター、グラビアコーター等を使用することができる。塗布の際には膜粘度、膜厚、乾燥プロセスを適切に選択する。支持体３、粘着層４及び多孔質層５の複数層を貼り合わせるので熱収縮や吸湿に基づく残留応力が働く。粘着ラベル１の寸法安定性、表面の平坦性、耐湿性、耐溶剤性、機械的強度、表面の摩擦係数、熱源と接する際の柔軟性に留意する。
【００３２】
次に、粘着力の発現について説明する。粘着ラベル１の粘着力は、粘着剤が被着体の表面に開口部８を介し、粘着剤が被着体と接触することにより発現する。ここで、開口部８から流れ出す粘着剤の単位時間当たりの体積量Ｑは、
Ｑ＝４πＰａ／（８Ｌη0）
と表される。ここで、Ｐは粘着体に印加される圧力、ａは開口部８の半径、Ｌは開口部８の距離（凸部７の多孔質層５と粘着層４との境界からの高さ。）、η0は粘着剤の粘性である。この式から、粘性η0が大きいほど、また開口部８の距離Ｌが大きいほど流れ出す粘着剤量は少なくなる。従って、多孔質層５の厚さと粘着剤の粘性を適切に選択する必要がある。なお、本発明の粘着ラベル１は、開口部８の半径ａを高精度に制御することができるので、流れ出る粘着剤量の制御性が向上し、所定の粘着力を安定して発現させることができる。
【００３３】
（第二実施形態）
図５は、本発明の第二実施形態に係るラベル発行装置１０の模式的な構成図である。ラベル発行装置１０は、粘着ラベル１を収納するロール紙収納部１２と、粘着ラベル１を切断するロール紙切断部１３と、粘着ラベル１に記録する記録部としてのラベル記録部１４と、粘着ラベル１に粘着性を発現させる粘着発現部１５を備えている。ロール紙収納部１２はロール状に巻き取った粘着ラベル１を収納する。粘着ラベル１は、印字記録層２と、支持体３と、粘着層４と、多孔質層５が積層する積層構造を備えている。ロール紙切断部１３は、搬送部としての搬送ローラー１７から送り出される粘着ラベル１をカッタ部材１６により所定の長さに切断する。ラベル記録部１４は、記録用サーマルヘッド１１により搬送ローラー１８上に載置された粘着ラベル１の印字記録層２に記録する。粘着発現部１５は、既に第一実施形態において説明したように、搬送ローラー１９上に載置された粘着ラベル１の多孔質層５を加熱部Ｈとしてのサーマルヘッド６により加熱し、その下部の粘着層４を露出させる。
【００３４】
ここで、サーマルヘッド６は、複数の発熱部を並列して構成することにより同時に複数の開口部８を並列して形成することができる。また、粘着ラベル１の搬送方向に開口部８を複数連続して形成することができる。即ち、粘着ラベル１の必要な位置に必要な数の開口部８を形成することができる。つまり、粘着ラベル１の粘着性を発現させる領域の位置や大きさを設定することができる。しかも、開口部８の大きさを高精度に制御することができるので、粘着力を安定して発現させることができる。
【００３５】
また、多孔質層５に開口部８を設ける際に、多孔質層５の厚み、あるいは開口部８外周の凸部７が介在して、サーマルヘッド６の加熱部Ｈと粘着層４の上面との間に隙間が形成される。そのため、粘着層４がサーマルヘッド６に付着することが無く、粘着ラベル１の通紙性を維持することができる。更に、本発明に係る粘着ラベル１は多孔質層５を低エネルギーで開口させて粘着性を発現できるので、携帯型のラベル発行装置１０を構成するのに好適である。
【００３６】
図６は、図５に示すラベル発行装置１０により発行した粘着ラベル１の多孔質層５の表面の写真である。粘着ラベル１は上方から下方に移動し、サーマルヘッドの複数の発熱体は左右の方向に並んでいる。領域Ｒａはサーマルヘッドの複数の発熱体を一つ置きに発熱させるとともに１ドット置きに間欠的に発熱させて形成した開口部８ａであり、領域Ｒｂはサーマルヘッドの発熱体を横方向に連続して発熱させて形成したブロック状の開口部８ｂであり、領域Ｒｃはサーマルヘッドの発熱体を時間的に連続して発熱させて形成したブロック状の開口部８ｃである。このように、必要な個所に必要な数の開口部８を形成することができるので、被着体の性質に応じて最適の粘着性を付与することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１ 粘着ラベル
２ 印字記録層
３ 支持体
４ 粘着層
５ 多孔質層
６ サーマルヘッド
７ 凸部
８ 開口部
９ 被着体
１０ ラベル発行装置
１１ 記録用サーマルヘッド
１２ ロール紙収納部
１３ ロール紙切断部
１４ ラベル記録部
１５ 粘着発現部
１６ カッタ部材
１７、１８、１９ 搬送ローラー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保存時は被粘着性を有し、使用時に粘着性を発現させて使用する粘着ラベルに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、価格表示用ラベル、商品表示用ラベル、広告宣伝用ラベル、包装物のシール用ラベル等の用途に粘着ラベルが使用されている。粘着ラベルの記録面に記録する方式としては、インクジェット記録方式、感熱記録方式等のさまざまな方式が適用されている。従来から、粘着ラベルは、その文字等の記録面とは反対側の面に粘着層と剥離紙を積層し、使用時に剥離紙を剥離し、粘着層を露出させて押圧することにより貼り付けていた。しかし、剥離紙を剥離して使用する従来型の粘着ラベルにおいては、ラベル剥離後の剥離紙はその用途が完了し、ごみとして廃棄処分されていた。そのため、資源保護や環境等の観点から、剥離紙のゴミを出さない粘着ラベルが望まれている。
【０００３】
これを解消するため、剥離紙を用いないラベルも提案されている。即ち、ラベルの印字面とは反対の面に常温では非粘着で、加熱により粘着性が発現する感熱性粘着剤層を形成したラベルである。このラベルでは、剥離紙が不要となるため、上記従来のような環境問題やごみ発生等の問題は生じない。しかしながら、感熱性粘着剤層を形成したラベルにおいては、ラベルをロール状に巻回して保存する、或いは重ねて保存するので粘着面と印字面とが互いに接触しながら重ね合わされる。そのため、長期の保存や保存環境によっては感熱性粘着剤が僅かな粘着性を発現し、印字面と粘着面が張り付いてしまう、所謂ブロッキングが発生する課題を有していた。また、このような粘着剤を使用して粘着性を発現させる加熱手段として、例えばサーマルヘッド等の熱源を使用することが考えられる。しかし、サーマルヘッドを使用して、印字することに加えて加熱して感熱性粘着剤層に粘着性を発現させようとすると、消費電力が大きくなるという課題があった。
【０００４】
特許文献１には剥離紙を使用せず、ブロッキング等の課題を解決する粘着ラベルが記載されている。図７（特許文献１の図２）に示されるように、粘着ラベルは基材と粘着剤と樹脂フィルムが積層した積層構造を備えている。樹脂フィルムはポリエステルフィルムを使用し、厚さが１〜３μｍである。この粘着ラベルは、剥離紙や感熱性粘着剤の代わりに粘着剤の表面を樹脂フィルムで覆うことにより保管時のブロッキングを防止する。そして使用時は、樹脂フィルムに針を用いて穴を空ける、或いは、樹脂フィルムとして延伸ポリエステルフィルムを使用し、加熱方式、例えばサーマルヘッド加熱により樹脂フィルムに穴を開けてブロッキング防止機能を壊し下層の粘着剤を露出させ、粘着力を出している。
【０００５】
また、特許文献２には、基材シートの上に感圧粘着剤層を設け、この感圧粘着剤層の粘着表面を被覆するようにマイクロカプセル層で覆い、剥離紙を使用せず、ブロッキング等の課題を解決する構成が記載されている。マイクロカプセル層は、中空マイクロカプセルの単一層から構成され、例えば１００℃〜１８０℃程度の融点を有し、表面が粘着性を有しない。そのため、剥離紙を必要としない。使用時は、サーマルヘッド加熱によりこのマイクロカプセル層を破壊し、その下層の感圧粘着材層を露出させて粘着性を発現させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−７８７３３号公報
【特許文献２】特開平９−１１１２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載される粘着ラベルは、ラベルを連続発行させる際に、ラベルの粘着面である樹脂フィルムを針状の表面形状を持つローラーに接触させて通過させる。これにより、樹脂フィルムに穴を空けて粘着剤を露出させる。しかし、樹脂フィルムに穴を空ける際に針に粘着剤が付着し、ローラーを回転させると樹脂フィルムが引きずられて更に破壊される。そのために、粘着性を発現させる領域の位置や面積を高精度に制御することができない。加えて粘着剤と樹脂フィルムがローラーや装置内に散乱付着し、ラベルの通紙性を確保することが難しい。また、樹脂フィルムとして延伸ポリエステルフィルムを使用し、サーマルヘッドで加熱して樹脂フィルムに穴を空ける場合は、直接加熱部と接するポリエステルフィルムは溶融して開口しようとするが、その下層の粘着剤は開口を妨げるように働く。粘着剤は本来被着体に作用するためにあるが、この場合は上層のポリエステルフィルムに対して粘着作用が強く働き、接触している膜の変形や流動が妨げられる。そのため、開口部を必要な形状に安定して形成することが難しい。加熱の際の熱エネルギーを増加させるとポリエステルフィルムの開口形状が一層不安定となり、下層の粘着剤も加熱されて、ポリエステルフィルムが破れる、破れた切れ端が散乱するなど、実用性に乏しかった。
【０００８】
また、特許文献２においては、マイクロカプセルが球形状を有しているので熱源と接触したときの熱伝導性が低く、マクロカプセルを破壊するための大きな熱エネルギーを必要とする。そのため、低消費電力型のラベル発行には向かない。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の粘着ラベルは、支持体と、前記支持体の上に設置された粘着層と、前記粘着層の上に設置された非粘着性の多孔質層とを有することとした。
【００１０】
また、前記多孔質層はオリフィン系樹脂から成ることとした。
【００１１】
また、前記多孔質層は、空孔率が３０％〜８５％の範囲であることとした。
【００１２】
また、前記多孔質層の単位面積当たりの熱容量が前記粘着層の単位面積当たりの熱容量よりも小さいこととした。
【００１３】
また、前記支持体の、前記粘着層とは反対側に感熱発色層が設置されることとした。
【００１４】
また、前記多孔質層は、加熱により開口し、前記粘着層が露出することとした。
【００１５】
本発明のラベル発行装置は、支持体と、前記支持体の上に設置された粘着層と、前記粘着層の上に設置された多孔質層とを有する粘着ラベルを搬送する搬送部と、前記支持体の前記粘着層とは反対側に記録する記録手段と、前記多孔質層を加熱して開口させ、前記粘着層を露出させる加熱部とを備えるようにした。
【発明の効果】
【００１６】
本発明による粘着ラベルは、支持体と、この支持体の上に設置された粘着層と、この粘着層の上に設置された非粘着性の多孔質層とを有する。これにより、使用時に剥離紙を排出しないので剥離紙の廃棄処分の手間が省けるとともに、資源節減の観点からも耐環境性に優れている。また、多孔質層は耐ブロッキング性を有する非粘着性であることからロール状に巻き取って保管することができる。更に、多孔質層は均一材料と比較して熱遮断効果が高いので熱源に接触したときの穿孔面積の制御性および高感度化に優れ、露出させる粘着層の表面の位置及び開口形状を高精度に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第一実施形態に係る粘着ラベルの縦断面模式図である。
【図２】本発明に係る粘着ラベルが粘着性を発現する様子を表す説明図である。
【図３】本発明に係る粘着ラベルの多孔質層に形成した開口部の例を表す平面模式図である。
【図４】本発明に係る粘着ラベルの多孔質層の走査型電子顕微鏡による表面写真である。
【図５】本発明の第二実施形態に係るラベル発行装置の模式的な構成図である。
【図６】本発明のラベル発行装置により形成した開口部の写真である。
【図７】従来公知のラベル発行装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第一実施形態）
図１は、本発明の第一実施形態に係る粘着ラベル１の縦断面模式図である。粘着ラベル１は、最下面から、印字記録層２と、支持体３と、粘着層４と、多孔質層５が積層する構造を備えている。本発明の粘着ラベル１は、多孔質層５を加熱することにより開口させ粘着層４を露出させて粘着性を発現させる。一方、多孔質層５は非粘着性であり、粘着ラベル１を積み重ねる、あるいはロール状に巻き取って保管してもブロッキングが発生しない。印字記録層２には文字、図形等を印字することができる。例えば、ラベル発行装置を使用して印字記録層２に印字し、多孔質層５を局所的に加熱して開口させ、特定個所の粘着層４を露出させた粘着ラベル１を発行することができる。なお、印字記録層２を形成せず、支持体３に直接印字してもよい。
【００１９】
多孔質層５は、多孔質でなく同じ厚さの均一材料から成る層と比較して熱容量が小さい。そのために、多孔質でない同じ材料と比較して低い熱エネルギーで開口させることができる。多孔質層５は、加熱により溶融し表面張力により開口する。この場合に、多孔質層５は多孔質でない均一材料からなる層と比較して材料の密度が小さい。また、多孔質層５の表面には多数の孔が開口するので、多孔質でない均一材料と比較して多孔質層５と粘着層４との間の接触面積が減少する。そのため、多孔質層５に対してその開口を妨げる粘着層４の粘着作用も弱くなる。また、開口した多孔質層５は、溶融した多孔質材料の体積と開口面積に応じて外周部に凸部が形成される。多孔質層５は層内に中空領域が多数含まれるので、多孔質でない同じ材料と比較して熱拡散性が無く、つまり熱遮断性が高く熱が平面方向に広がり難い。そのため、加熱部Ｈが接触した領域以外の領域まで開口部は拡張しない。その結果、高い感度で粘着ラベルの粘着特性が発現でき、且つ開口部８の位置や形状を高精度に制御することができる。
【００２０】
図２は、本発明に係る粘着ラベル１が粘着性を発現する様子を表す説明図である。加熱手段としてサーマルヘッド６を使用する。図２（ａ）に示すように、粘着ラベル１の多孔質層５にサーマルヘッド６の加熱部Ｈを接触させる。すると、図２（ｂ）に示すように加熱された多孔質層５が溶融し始め、図２（ｃ）に示すように多孔質層５に開口部が形成される。これにより、開口部８が形成されると同時にその周囲に多孔質層５の表面よりも高い凸部７が形成され、下層の粘着層４が露出する。そして、図２（ｄ）に示すように、印字記録層２の下方から押圧することにより開口部８の粘着剤が被着体９に粘着する。なお、図２に示す前後において印字記録層２に印字してラベルとして利用することができる。
【００２１】
図３は、本発明に係る粘着ラベル１の多孔質層５に形成した開口部８の例を表す平面模式図である。図３（ａ）は、サーマルヘッド６を用いて多孔質層５の領域Ｒ１に９個の開口部８を整列させて形成した状態を表す。図３（ｂ）は、サーマルヘッド６を用いて多孔質層５の領域Ｒ２に１２個の開口部８を斜めに整列させて形成した状態を表す。このように、開口部８を任意の数と方向と位置に配列して任意の開口パターンを形成することができる。
【００２２】
ここで、多孔質層５として合成樹脂材料を使用することができる。多孔質層５は、空孔率が３０％〜８５％であり、平均孔径が０．０１μｍ〜１０μｍとするのが好ましい。多孔質層５の厚さは１μｍ〜３０μｍとすることができる。なお、多孔質層５の平均孔径は多孔質層５の層厚よりも小さく設定し、貫通孔が形成されないようにするのが好ましい。多孔質層５の厚さは、好ましくは３０μｍ以下とする。これにより、多孔質層５の熱容量が低減し低熱エネルギーで開口させることができる。本発明の粘着ラベル１は、開口した多孔質層５の厚さ及び凸部７により、加熱部Ｈと粘着層４が接触しない。これにより、装置で利用する際において加熱部Ｈに対して粘着ラベル１を相対移動させるときに粘着剤が加熱部Ｈに付着せず、粘着ラベル１の通紙性を確保することができる。なお、多孔質層５が加熱されて開口する温度は、多孔質層の材料特性に依存するが、概ね１００℃〜２００℃とすることができる。これにより、装置の省エネルギー化及び粘着ラベルの高感度化に対応させることができる。
【００２３】
多孔質層５として合成樹脂材料を使用しその下部の粘着層４よりも単位面積当たりの熱容量を小さく構成することができる。つまり、上層の多孔質層５の熱容量を下層の粘着層４よりも小さく構成することにより、下層の粘着層４の昇温が抑制され、粘着層４の熱による変形や変質することを防止することができる。
【００２４】
支持体３として、プラスチック材料を使用することができる。支持体３はその下面に形成する印字記録層２やその上面に形成する粘着層４を支持できるものであればよい。例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、アクリル樹脂、紙等を使用することができる。
【００２５】
粘着層４として感圧型粘着剤を用いることができる。感圧型粘着剤は、水、溶剤、熱等を使用せず、常温で小さい圧力を加えただけで接着することができる。更に、凝集力と弾性を持ち、強く接着するとともに、硬い平滑面から剥がすこともできる。具体的には、用途に応じてシリコーン系粘着剤、ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤を使用することができる。シリコーン系粘着剤は、高凝集力を持つシリコーンと高粘着力を持つシリコーンを含めることができる。ゴム系粘着剤は、天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリイソブチレン、ゴム系の材料を使用することができる。アクリル系粘着剤は、ガラス転移の低いモノマーと架橋材を利用した架橋系の材料や、ガラス転移の低いモノマーと高いモノマーを共重合化した非架橋系の材料を使用することができる。
【００２６】
多孔質層５は、延伸プロセスによる場合と、例えば基材となる材料に気化する粒子を混入、分散させ、粒子を気化し形成することができる。基材として、オリフィン系樹脂を使用することができる。オリフィン系樹脂は汎用樹脂として多用途に使用されているので多孔質層５を低コストで形成することができる。オレフィン系樹脂として、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ＰＥやＰＰを重ねた多層ポリオレフィン系、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、を使用することができる。オリフィン系樹脂は、ホモ重合体及び共重合体、多段重合体等を使用することができる。これらのホモ重合体及び共重合体、多段重合体の群から選んだポリオレフィンを単独、もしくは混合して使用することもできる。上記重合体の代表例としては、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、アイソタクティックポリプロピレン、アタクティックポリプロピレン、ポリブテン、エチレンプロピレンラバー等が挙げられる。
【００２７】
更に、ＰＳとＰＥＴの積層形であるハイブリッド、エチレン／酢酸ビニル共重合（ＥＶＡ）系、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系、植物系原料であるポリ乳酸（ＰＬＡ）系、等を使用することができる。また、低コスト化が見込めるセルロース系材料を使用することができる。多孔質層５として、加熱時に隣接する粘着層４と接触角が大きくなる材料を選定することが好ましい。また、多孔質層５を形成する際に延伸プロセスを選択する際は、一軸延伸或いは二軸延伸された材料を使用することができる。延伸フィルムを用いる場合、単一モノマーと他のモノマーを共重合化する、或いはゴムなどの異種成分をブレンドしてガラス転移点を操作し、安定化した材料を使用することができる。
【００２８】
オレフィン系の粘度平均分子量は、５万以上１２００万以下が好ましく、さらに好ましくは５万以上２００万未満、最も好ましくは１０万以上１００万未満である。粘度平均分子量が５万以上であれば、溶融成形の際のメルトテンションが大きくなり成形性が向上し、十分な絡み合いを付与し、高強度となりやすい。粘度平均分子量が１２００万以下であれば、特に厚み安定性に優れている。
【００２９】
図４は、本発明に係る粘着ラベル１に適用する多孔質層５の一例の走査型電子顕微鏡による表面の写真である。多孔質層５はオリフィン系樹脂により形成した。多孔質層５の表面に多数の孔が表出している。これらの孔の孔径は概ね２μｍ以下である。
【００３０】
印字記録層２として、加熱により発色する感熱発色層を使用することができる。例えば、ロイコ染料とロイコ染料を発色させる顕色剤を混合して感熱記録層塗布液を調整し、印字記録層２に塗布して形成することができる。また、感熱発色層に代えて、インクジェット記録装置により記録可能な記録層としても良い。
【００３１】
次に、粘着ラベル１の製造方法について説明する。粘着ラベル１は、粘着剤を塗布した支持体３、或いは粘着層４が形成された支持体３に多孔質層５を貼り合わせる。貼り合わせは、共押出し手法を利用することができる。粘着剤を支持体３に塗布する装置として、バーコーター、エアナイフコーター、スクイズコーター、グラビアコーター等を使用することができる。塗布の際には膜粘度、膜厚、乾燥プロセスを適切に選択する。支持体３、粘着層４及び多孔質層５の複数層を貼り合わせるので熱収縮や吸湿に基づく残留応力が働く。粘着ラベル１の寸法安定性、表面の平坦性、耐湿性、耐溶剤性、機械的強度、表面の摩擦係数、熱源と接する際の柔軟性に留意する。
【００３２】
次に、粘着力の発現について説明する。粘着ラベル１の粘着力は、粘着剤が被着体の表面に開口部８を介し、粘着剤が被着体と接触することにより発現する。ここで、開口部８から流れ出す粘着剤の単位時間当たりの体積量Ｑは、
Ｑ＝４πＰａ／（８Ｌη0）
と表される。ここで、Ｐは粘着体に印加される圧力、ａは開口部８の半径、Ｌは開口部８の距離（凸部７の多孔質層５と粘着層４との境界からの高さ。）、η0は粘着剤の粘性である。この式から、粘性η0が大きいほど、また開口部８の距離Ｌが大きいほど流れ出す粘着剤量は少なくなる。従って、多孔質層５の厚さと粘着剤の粘性を適切に選択する必要がある。なお、本発明の粘着ラベル１は、開口部８の半径ａを高精度に制御することができるので、流れ出る粘着剤量の制御性が向上し、所定の粘着力を安定して発現させることができる。
【００３３】
（第二実施形態）
図５は、本発明の第二実施形態に係るラベル発行装置１０の模式的な構成図である。ラベル発行装置１０は、粘着ラベル１を収納するロール紙収納部１２と、粘着ラベル１を切断するロール紙切断部１３と、粘着ラベル１に記録する記録部としてのラベル記録部１４と、粘着ラベル１に粘着性を発現させる粘着発現部１５を備えている。ロール紙収納部１２はロール状に巻き取った粘着ラベル１を収納する。粘着ラベル１は、印字記録層２と、支持体３と、粘着層４と、多孔質層５が積層する積層構造を備えている。ロール紙切断部１３は、搬送部としての搬送ローラー１７から送り出される粘着ラベル１をカッタ部材１６により所定の長さに切断する。ラベル記録部１４は、記録用サーマルヘッド１１により搬送ローラー１８上に載置された粘着ラベル１の印字記録層２に記録する。粘着発現部１５は、既に第一実施形態において説明したように、搬送ローラー１９上に載置された粘着ラベル１の多孔質層５を加熱部Ｈとしてのサーマルヘッド６により加熱し、その下部の粘着層４を露出させる。
【００３４】
ここで、サーマルヘッド６は、複数の発熱部を並列して構成することにより同時に複数の開口部８を並列して形成することができる。また、粘着ラベル１の搬送方向に開口部８を複数連続して形成することができる。即ち、粘着ラベル１の必要な位置に必要な数の開口部８を形成することができる。つまり、粘着ラベル１の粘着性を発現させる領域の位置や大きさを設定することができる。しかも、開口部８の大きさを高精度に制御することができるので、粘着力を安定して発現させることができる。
【００３５】
また、多孔質層５に開口部８を設ける際に、多孔質層５の厚み、あるいは開口部８外周の凸部７が介在して、サーマルヘッド６の加熱部Ｈと粘着層４の上面との間に隙間が形成される。そのため、粘着層４がサーマルヘッド６に付着することが無く、粘着ラベル１の通紙性を維持することができる。更に、本発明に係る粘着ラベル１は多孔質層５を低エネルギーで開口させて粘着性を発現できるので、携帯型のラベル発行装置１０を構成するのに好適である。
【００３６】
図６は、図５に示すラベル発行装置１０により発行した粘着ラベル１の多孔質層５の表面の写真である。粘着ラベル１は上方から下方に移動し、サーマルヘッドの複数の発熱体は左右の方向に並んでいる。領域Ｒａはサーマルヘッドの複数の発熱体を一つ置きに発熱させるとともに１ドット置きに間欠的に発熱させて形成した開口部８ａであり、領域Ｒｂはサーマルヘッドの発熱体を横方向に連続して発熱させて形成したブロック状の開口部８ｂであり、領域Ｒｃはサーマルヘッドの発熱体を時間的に連続して発熱させて形成したブロック状の開口部８ｃである。このように、必要な個所に必要な数の開口部８を形成することができるので、被着体の性質に応じて最適の粘着性を付与することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１ 粘着ラベル
２ 印字記録層
３ 支持体
４ 粘着層
５ 多孔質層
６ サーマルヘッド
７ 凸部
８ 開口部
９ 被着体
１０ ラベル発行装置
１１ 記録用サーマルヘッド
１２ ロール紙収納部
１３ ロール紙切断部
１４ ラベル記録部
１５ 粘着発現部
１６ カッタ部材
１７、１８、１９ 搬送ローラー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体と、前記支持体の上に設置された粘着層と、前記粘着層の上に設置された非粘着性の多孔質層とを有する粘着ラベル。
【請求項２】
前記多孔質層はオリフィン系樹脂から成る請求項１に記載の粘着ラベル。
【請求項３】
前記多孔質層は、空孔率が３０％〜８５％の範囲である請求項１又は２に記載の粘着ラベル。
【請求項４】
前記多孔質層の単位面積当たりの熱容量が前記粘着層の単位面積当たりの熱容量よりも小さい請求項１〜３のいずれか一項に記載の粘着ラベル。
【請求項５】
前記支持体の、前記粘着層とは反対側に感熱発色層が設置されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の粘着ラベル。
【請求項６】
前記多孔質層は、加熱により開口し、前記粘着層が露出する請求項１〜５のいずれか一項に記載の粘着ラベル。
【請求項７】
支持体と、前記支持体の上に設置された粘着層と、前記粘着層の上に設置された多孔質層とを有する粘着ラベルを搬送する搬送部と、
前記支持体の前記粘着層とは反対側に記録する記録部と、
前記多孔質層を加熱して開口させ、前記粘着層を露出させる加熱部と、を備えるラベル発行装置。
【請求項１】
支持体と、前記支持体の上に設置された粘着層と、前記粘着層の上に設置された非粘着性の多孔質層とを有する粘着ラベル。
【請求項２】
前記多孔質層はオリフィン系樹脂から成る請求項１に記載の粘着ラベル。
【請求項３】
前記多孔質層は、空孔率が３０％〜８５％の範囲である請求項１又は２に記載の粘着ラベル。
【請求項４】
前記多孔質層の単位面積当たりの熱容量が前記粘着層の単位面積当たりの熱容量よりも小さい請求項１〜３のいずれか一項に記載の粘着ラベル。
【請求項５】
前記支持体の、前記粘着層とは反対側に感熱発色層が設置されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の粘着ラベル。
【請求項６】
前記多孔質層は、加熱により開口し、前記粘着層が露出する請求項１〜５のいずれか一項に記載の粘着ラベル。
【請求項７】
支持体と、前記支持体の上に設置された粘着層と、前記粘着層の上に設置された多孔質層とを有する粘着ラベルを搬送する搬送部と、
前記支持体の前記粘着層とは反対側に記録する記録部と、
前記多孔質層を加熱して開口させ、前記粘着層を露出させる加熱部と、を備えるラベル発行装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図５】
【図７】
【図４】
【図６】
【図２】
【図３】
【図５】
【図７】
【図４】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１８９８２３（Ｐ２０１２−１８９８２３Ａ）
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５３４６３（Ｐ２０１１−５３４６３）
【出願日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【出願人】（０００００２３２５）セイコーインスツル株式会社 (3,629)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【出願人】（０００００２３２５）セイコーインスツル株式会社 (3,629)
【Ｆターム（参考）】
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