JP6664667B2

JP6664667B2 - ヒートシール性帯封シート

Info

Publication number: JP6664667B2
Application number: JP2016090162A
Authority: JP
Inventors: 秀和鬼頭
Original assignee: 大福製紙株式会社
Priority date: 2016-04-28
Filing date: 2016-04-28
Publication date: 2020-03-13
Anticipated expiration: 2036-04-28
Also published as: JP2017196820A

Description

本発明は、銀行券等をヒートシールにより帯封するヒートシール性帯封シートに関する。

ヒートシール性帯封シートとしては、千円札、五千円札、一万円札等の銀行券を所定枚数積層した状態でその周囲に巻回して帯封する銀行券用途のものが知られている他、銀行券以外の紙類の帯封に使用されるものがある。

このヒートシール性帯封シートは、紙からなる基材層の一方の表面にヒートシール性接着剤層を有する２層構成とされ、テープ状に形成されたヒートシール性帯封シートがロール状に巻き取られた状態で保管、搬送等がなされる。

そして、ヒートシール性帯封シートを用いた帯封方法として、例えば１００枚を積層した銀行券を束として（図１（ａ））、その外周に基材層が表面側、接着剤層が内面側となる向きでヒートシール性帯封シートを巻き付け、周回したヒートシール性帯封シートの端部同士が重なり合った部位をヒートシール機により加熱する。

これにより、ヒートシール性帯封シートが周回され重なり合った端部において加熱溶融した接着剤層が基材層に接着して（図１（ｂ））、ヒートシール性帯封シートは銀行券を帯封した状態で固定される（特許文献１）。

特開２００２−１７８４３３号公報

このヒートシール性帯封シートは、ヒートシールにより接着剤層を溶融して対向する基材層に接着、固定するため、帯封した銀行券等の搬送時、保管時において接着剤層と基材層との接着が維持される強度、つまり封止が外れないような接着強度が求められている。そして、この接着強度をより向上するためには、接着剤層に使用する接着剤の量（含有量、接着剤層の付着量等）を増やすことで解決することが可能である。

一方、接着剤強度を向上させるために、接着剤層の接着剤の量を増加すると、ヒートシール性帯封シートの耐ブロッキング性能が低下するという問題が生じる。
すなわち、ヒートシール性帯封シートは、製造後ロール状に巻回されて保管、搬送等される。しかし、保管場所や搬送時の温度や湿度、帯封装置を用いてヒートシール性帯封シートによる銀行券等の帯封をしているときの装置内部の温度等の環境によっては接着剤層が軟化し、接している基材層に付着してしまい、使用時にスムーズに引き出せなくなるという問題が生ずる。

また、帯封装置ではヒートシール性帯封シートをローラで挟持して引き出すが、その際にヒートシール性帯封シートの基材層とローラとの摩擦により毛羽立ちが生じ、この毛羽がローラに付着して引き出しがスムーズに行かない場合や、毛羽が装置に堆積して装置自体に悪影響を与える場合もある。

そこで、本発明者は、ヒートシール性帯封シートの一方の表面を酢酸ビニル系接着剤層とし、他方の表面をポリビニルアルコール含有層とすることにより耐ブロッキング性能を低下させないでヒートシール強度及び表面強度が向上することを見出したものである。本発明は、ヒートシール強度及び表面強度が向上するとともに耐ブロッキング性能を低下させることのないヒートシール性帯封シートを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ポリビニルアルコール含有層と基材層と酢酸ビニル系接着剤層とを備えたヒートシール性帯封シートであって、同ヒートシール性帯封シートの一方の表面は酢酸ビニル系接着剤層であり、他方の表面はポリビニルアルコール含有層であることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、前記ポリビニルアルコール含有層に含有されているポリビニルアルコールは、ケン化度が９０モル％未満であることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、前記酢酸ビニル系接着剤層の接着剤は、ポリ酢酸ビニル樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂、またはアクリルーエチレン酢酸ビニル共重合樹脂の少なくとも１種を含有することを特徴とする。

本発明によれば、ヒートシール強度及び表面強度が向上するとともに耐ブロッキング性能を低下させることのないヒートシール性帯封シートを提供することができる。

（ａ）は銀行券をヒートシール性帯封シートにより封止した状態の模式図、（ｂ）は（ａ）のヒートシール部分（１点鎖線）の拡大図。本実施形態のヒートシール性帯封シートの模式図。

以下、本発明を具体化した実施形態のヒートシール性帯封シートについて説明する。このヒートシール性帯封シートは、基材層の一方の面に接着剤層を積層し、基材層の他方の面にはポリビニルアルコール（ＰＶＡ）含有層を積層した構成であり、接着剤層−基材層−ＰＶＡ含有層の３層構造となっている（図２）。

基材層には、紙（不織布を含む。以下同様）、プラスチックフィルムを使用することができる。紙は、和紙、洋紙等の紙の種類を問わず使用することができ、使用する繊維材料も植物繊維、化学繊維、又はそれらを混合した混合繊維を使用することができる。植物繊維としては、木材パルプ、非木材パルプ、古紙パルプを使用することができる。

木材パルプとしては、針葉樹パルプ、広葉樹パルプ、これらの混合パルプを、また非木材パルプとしては、麻、マニラ麻、コウゾ、三椏、雁皮等を使用することができる。さらに、使用するパルプは、漂白処理をした晒パルプ、同処理をしていない未晒パルプ、或いはそれらの中間である半晒パルプのいずれも使用することができる。特に、紙の繊維材料としては、強度の面から、針葉樹晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）、マニラ麻、またはこれらの混合パルプが好ましい。

化学繊維としては、再生繊維、半合成繊維、合成繊維のいずれを使用してもよく、具体的には、レーヨン繊維、キュプラ繊維、アセテート繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維、ビニロン繊維、ポリオレフィン繊維等をそれぞれ単独或いは適宜混合して使用することができる。

これら繊維原料は単独使用、例えば、ＮＢＫＰ１００質量％を使用してもよく、また、異なる植物繊維同士の組み合わせ、或いは異なる化学繊維同士の組み合わせ、さらには、単独又は複数の植物繊維と単独又は複数の化学繊維とを組み合わせた材料を使用することもできる。また、繊維材料の他に、紙の製造に一般に使用する填料、サイズ剤、紙力増強剤、消泡剤、剥離剤、着色剤等を単独又は組み合わせて含有させることができ、これらは一般に市販されているものを使用すればよい。

紙の坪量は、紙単独を基材として使用する場合、２０〜１００ｇ／ｍ^２の範囲であればよく、ヒートシール性帯封シートとしての強度と製造コストとのバランスをとるためには４０〜８０ｇ／ｍ^２の範囲が好ましい。紙の製造方法については特に限定なく、一般的な紙製造方法である湿式抄紙法（円網抄紙機、長網抄紙機、短網抄紙機）、乾式抄紙法（ニードルパンチ、スパンボンド、エアレイド）を用いて製造することができる。

また、基材層にはプラスチックフィルムを使用することもできる。プラスチックフィルムとしては、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ナイロン（ＰＡ）、ポリオレフィン（ＰＯ）、ポリエステル（ＰＬ）等を使用することができ、特に制限はない。また、プラスチックフィルムの形状も平坦な形状であれば、表面に孔が形成されていない無孔フィルム、表面にドット状等の孔が穿設されている有孔フィルム、線状または帯状の繊維をクロスして積層しシート状とした網状フィルムなど、その種類は限定されない。なお、好適に使用することができるプラスチックフィルムの具体例として、ＪＸＡＮＣＩ株式会社のワリフ（登録商標）がある。

基材層としては、紙とプラスチックフィルムとを積層した２層構造や、紙−プラスチックフィルム−紙といった３層構造、また４層構造以上でもよい。
接着剤層に用いる接着剤成分は酢酸ビニル系樹脂であることを要し、具体的には、ポリ酢酸ビニル樹脂（ＰＶＡｃ）、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）、アクリルーエチレン酢酸ビニル共重合樹脂（アクリルＥＶＡ）が好ましい。なお、接着剤層には接着剤成分以外に、溶剤、粘着付与剤、可塑剤、硬化剤、充填剤、増粘剤、着色剤等の各種添加剤を含有させることができる。接着剤はヒートシールにより軟化溶融し接着機能を発揮するため、融点は７０〜１００℃の範囲が好ましい。

基材層への接着剤層の付着量は、ヒートシール強度が得られる範囲であればよく、一般的には５〜２０ｇ／ｍ^２の範囲であればよい。また、基材層への接着剤層の付着方法は限定されず一般的な方法であればよく、例えば、バーコート、ロールコート、グラビアコート、ダイコート、ナイフコート、押出ラミネート、ディップコーティング等の方法を使用することができる。

ＰＶＡ含有層に含有されるＰＶＡについて、重合度は特に限定されないが重合度が低い方が扱いやすいため好ましい。また、ＰＶＡのケン化度も特に限定されず、ケン化度は９８モル％以上（完全ケン化型）、ケン化度が９８モル％〜９０モル％（中間ケン化型）、ケン化度９０モル％以下（部分ケン化型）のいずれも使用することができるが、好ましいのはケン化度９０モル％以下である。

ＰＶＡ含有層は、ＰＶＡを８０質量％以上含有すれば良く、ＰＶＡ以外の他の成分として、溶剤、粘着付与剤、可塑剤、硬化剤、充填剤、増粘剤、着色剤等の各種添加剤を含有させることができる。基材層へのＰＶＡ含有層の付着量は、特に限定されないが、付着量を多くするとＰＶＡ含有層の使用量が増える一方、これに比例した性能の向上は少ないことから、２ｇ／ｍ^２以下の範囲が好ましい。また、基材層へのＰＶＡ含有層の付着方法は限定されず、接着剤層の付着方法と同様に、例えば、バーコート、ロールコート、グラビアコート、ダイコート、ナイフコート、押出ラミネート、ディップコーティング等の方法を使用することができる。

上記実施形態のヒートシール性帯封シートを使用して銀行券等をヒートシールにより帯封する条件は、接着剤の融点により異なるがヒートシール温度が１５０〜２５０℃の範囲、特に１５０〜２００℃が好ましい。また、ヒートシール時の圧力は１〜３ｋｇ／ｃｍ^２の範囲、特に１．５〜２．５ｋｇ／ｃｍ^２が好ましい。さらに、ヒートシールの時間は温度条件等にもよるが０．５〜２秒が作業効率の点から好ましい。

次に、ヒートシール性帯封シートの具体的実施例について説明する。
ヒートシール性帯封シート（各実施例、比較例）の作成
基材層の原料として、針葉樹晒しパルプ（ＮＢＫＰ）１００質量％、サイズ剤として荒川化学工業株式会社のサイズパイン（登録商標）Ｋ−２８７を０．１質量％、サイズ補助剤として重曹０．５重量％及び星光ＰＭＣ株式会社のＲＤ−７１７０を０．５質量％使用した。これらの原料を一般的な紙の抄造方法に沿って円網抄紙機を用い坪量５５ｇ／ｍ^２の紙とし、基材層とした（各実施例、比較例共通）。

接着剤層の接着剤成分として以下の３種類を使用した。
接着剤１として、ＰＶＡｃ樹脂（サイデン化学株式会社のサイビノール（登録商標）Ｓ−３０３）１００質量％を使用した（以下「接着剤１」と表現する）。

接着剤２として、アクリル−ＥＶＡ樹脂（セメダイン株式会社のセメダイン（登録商標）ＥＭ４７３）１００質量％を使用した（以下「接着剤２」と表現する）。
接着剤３として、ＥＶＡ樹脂（中部サイデン株式会社のマルカボンド（登録商標）Ｘ１３６０Ｍ）１００質量％を使用した（以下「接着剤３」と表現する）。

ＰＶＡ含有層のＰＶＡとしてケン化度の異なる以下の３種類を使用した。
部分ケン化型のＰＶＡとして、日本酢ビ・ポバール株式会社のＪポバール（登録商標）ＪＰ−０５（ケン化度８７．０〜８９．０モル％）１００質量％を使用した（以下、「ＪＰ」と表現する）。

中間ケン化型のＰＶＡとして、日本酢ビ・ポバール株式会社のＪポバール（登録商標）ＪＴ−０５（ケン化度９３．５〜９４．５モル％）１００質量％を使用した（以下、「ＪＴ」と表現する）。

完全ケン化型のＰＶＡとして、日本酢ビ・ポバール株式会社のＪポバール（登録商標）ＪＦ−０５（ケン化度９８．０〜９９．０モル％）１００質量％を使用した（以下、「ＪＦ」と表現する）。

以上の内容に基づいて、基材層の一方の面に接着剤（接着剤１、接着剤２、接着剤３）をバーコートによって積層して接着剤層を形成した。また基材層の他方の面にＰＶＡ（ＪＰ、ＪＴ、ＪＦ）をバーコートによって積層してＰＶＡ含有層とし、ＰＶＡ含有層−基材層−接着剤層の３層構成からなる各実施例のヒートシール性帯封シートを作成した（表１）。

このうち、ＰＶＡ含有層はＰＶＡの種類と付着量を異ならせた複数の実施例を作成した。具体的には、表１のＰＶＡ（ＪＰ、ＪＴ、ＪＦ）の横に付着量を括弧書きで記入している。また、各実施例において接着剤層（接着剤１、接着剤２、接着剤３）の付着量は１０ｇ／ｍ^２で統一した。

基材層の一方の面に実施例と同様の手法により接着剤（接着剤１、接着剤２、接着剤３）を積層して接着剤層を形成し、基材層の他方の面は何も形成せず、基材層を表面とする基材層−接着剤層の２層構成からなる比較例１〜３のヒートシール性帯封シートを作成した（表２）。各比較例の接着剤の付着量は実施例と同様である。

基材層の一方の面にＰＶＡ（ＪＰ１０ｇ／ｍ^２）をバーコートにより積層してこれを接着剤層とし、基材層の他方の面は何も形成せず、基材層を表面とする基材層−接着剤層の２層構成からなるヒートシール性帯封シートを作成し、比較例４とした（表３）。

また、基材層の一方の面にＰＶＡ（ＪＰ１０ｇ／ｍ^２）をバーコートにより積層して接着剤層とし、基材の他方の面にはＰＶＡ（ＪＰを１、２、４ｇ／ｍ^２）をそれぞれ実施例と同様の手法にて積層してＰＶＡ含有層とし、ＰＶＡ含有層−基材層−接着剤層の３層構成からなる３種のヒートシール性帯封シートを作成し、比較例５〜７とした（表３）。

上記比較例４の基材の一方の面に積層した接着剤層をＰＶＡからポリエチレン（１５ｇ／ｍ^２）のラミネートによる積層に変更した以外は同様とした基材層−接着剤層の２層構成からなるヒートシール性帯封シートを作成し、比較例８とした（表３）。

また、比較例５〜７の基材の一方の面に積層した接着剤層をＰＶＡからポリエチレン（１５ｇ／ｍ^２）のラミネートによる積層に変更した以外は同様としたＰＶＡ含有層−基材層−接着剤層の３層構成からなる３種のヒートシール性帯封シートを作成し、比較例９〜１１とした（表３）。

試験片の作成
各実施例、比較例のヒートシール性帯封シートを幅方向（基材層の長手方向に直交する方向）に１５ｍｍ、縦方向（基材層の長手方向に沿う方向）に１００ｍｍの短冊状に切断して試験片を作成し、以下の試験を各実施例、比較例の試験片について行った。

ヒートシール強度試験
２枚の試験片を、接着剤層を下向きとした同じ向きに重ねて下側の試験片のＰＶＡ含有層が上側の試験片の接着剤層に接する状態とする。２層構成の比較例１〜４、８も接着剤層を下向きとして、下側の試験片の基材層が上側の試験片の接着剤層に接する状態とした。

この状態で２枚の試験片が重なっている部分のうち、幅１５ｍｍ（試験片の幅全体）×長さ１０ｍｍの範囲をヒートシールした。使用したヒートシール機は株式会社東洋精機製作所の熱傾斜試験機（ＴＹＰＥＨＧ−１００）で、ヒートシール条件は２００℃×２ｋｇ／ｃｍ^２×１秒とした。

ヒートシール後にＴ型剥離試験（ＪＩＳＫ６８５４−３）を行い、その剥離強度（Ｎ／１５ｍｍ）をヒートシール強度を示す数値とした。表４、５の数値は、各実施例、比較例について同試験を各５回行った値の平均値である。

耐ブロッキング性能試験
上記したヒートシール強度試験の温度条件を６０℃とした以外は、試験片の作成、ヒートシール及び剥離試験の条件はヒートシール強度試験を同じにした試験を行い、その剥離強度（Ｎ／１５ｍｍ）を耐ブロッキング性能を示す数値とした。表４、５の数値は、各実施例、比較例について同試験を各５回行った値の平均値である。

耐ブロッキング性能試験における剥離強度が０．０Ｎ／１５ｍｍとは、２枚の試験片は全く接着されていないことを意味する。また、０．１Ｎ／１５ｍｍとは、重なっている試験片のうち上方の試験片を指で触れば、同試験片はほぼ抵抗なく下方の試験片から剥離する程度の数値であり、実用において耐ブロッキング性能の低下は全く問題とならない。

表面強度試験
２枚の試験片についてＰＶＡ含有層同士を対向させて板紙の耐摩耗強さ試験（ＪＩＳＰ８１３６）を行い、毛羽立ちが発生するまでの摺動回数（往復で１回）を測定した。２層構成の比較例１〜４、８については基材層同士を対向させて同様の試験を行った。表４、５の数値は、各実施例、比較例について同試験を各５回行った値の平均値である。なお、本試験において１０００回（往復）摺動させても毛羽立ちが生じないものについては、実用上毛羽立ちは問題にならないと判断して測定回数は１０００回を上限とした。

上記各試験、特に表４、表５から以下の効果を確認することができた。

（１）基材層の一方の面に酢酸ビニル系接着剤層を積層し、基材層の他方の面にはポリビニルアルコール（ＰＶＡ）含有層を積層した構成からなる各実施例のヒートシール性帯封シートは、ヒートシール強度及び表面強度が向上しつつ、耐ブロッキング性能の低下が生じない。

これに対して、各比較例のヒートシール性帯封シートでは、ヒートシール強度が実施例に比して低く、またＰＶＡ含有層がなく基材層が表面にある比較例では、表面強度が劣る。

（２）ＰＶＡ含有層のＰＶＡはケン化度が異なるいずれもヒートシール強度及び表面強度が向上しつつ、耐ブロッキング性能を低下させないが、９０モル％未満（部分ケン化型）が特にヒートシール強度に優れている。

なお、本明細書の記載から以下の技術思想も得られる。
・ＰＶＡ含有層の付着量を２ｇ／ｍ^２以下とすること。
・基材層を紙、またはプラスチックフィルム、或いは紙とプラスチックを積層したものとすること。

Claims

ポリビニルアルコール含有層と基材層と酢酸ビニル系接着剤層とを備えたヒートシール性帯封シートであって、同ヒートシール性帯封シートの一方の表面は酢酸ビニル系接着剤層であり、他方の表面はポリビニルアルコール含有層であることを特徴とするヒートシール性帯封シート。
前記ポリビニルアルコール含有層に含有されているポリビニルアルコールは、ケン化度が９０モル％未満であることを特徴とする請求項１に記載のヒートシール性帯封シート。
前記酢酸ビニル系接着剤層の接着剤は、ポリ酢酸ビニル樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂、またはアクリルーエチレン酢酸ビニル共重合樹脂の少なくとも１種を含有することを特徴とする請求項１又は２に記載のヒートシール性帯封シート。