CN107531381B - 层叠膜及包装袋 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及包装用的层叠膜。本发明的一个方面的层叠膜包括：具有构成了所述层叠膜的一个最外表面的热封面的树脂基材、由非金属材料构成的被覆层、以及设置在树脂基材与被覆层之间的底层。该树脂基材具有：由烯烃系共聚物制成并且构成热封面的第1层、以及由聚丙烯制成的第2层，第1层及第2层层叠并且在双轴方向上进行了拉伸。

Description

层叠膜及包装袋
技术领域
本发明涉及包装用的层叠膜以及使用该层叠膜制造的包装袋。
背景技术
已知有将具有热封性的树脂膜用作制造包装袋所用的膜(专利文献1、2)。容纳食品等内容物的包装袋需要具有抑制大气中的氧和水蒸气透过的阻气性以防止内容物的品质变差。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第3002339号公报
专利文献2：日本专利第4120227号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，用于制造包装袋的树脂膜不一定必须总是具有高度的密封性，只要其具有适合于内容物的密封性即可。例如，相比于容易劣化的食品的包装袋用膜，用于包装不怎么劣化的糖果等的膜的密封性可以较低。另一方面，也有将使用者能够相对容易地开封等便利性作为着重点的情况。
因此，本发明的目的在于提供一种可用于有效地制造通过手指的力即可容易地开封并且具有阻气性的包装袋的层叠膜、以及使用该层叠膜制造的包装袋。
解决课题的方法
根据本发明的包装用层叠膜至少包括：具有构成了该层叠膜的一个最外表面的热封面的树脂基材、以及由非金属材料构成的被覆层。由于层叠膜的树脂基材本身具有热封性，因而可以在不将密封剂膜贴合至树脂基材或者不设置密封剂层的情况下制造包装袋。
如上所述，被覆层由非金属材料构成。通过采用非金属材料作为被覆层，从而具有容易对用过的包装袋进行焚化处理的优点。作为构成被覆层的非金属材料的具体例子，可列举出硅烷偶联剂及其水解产物中的至少一者、金属烷氧基化合物及其水解产物中的至少一者、水溶性高分子、以及无机层状化合物。包含这些成分的被覆层具有这样的优点：在具有优异的氧阻隔性的同时，与包含特定成分的底层的粘接性也良好。例如，当在树脂基材与被覆层之间设置包含有机高分子作为主成分的底层时，即使底层的组成发生变化，也可以保持良好的粘接性。因此，上述层叠膜可以减少由底层的组成变化而引起的层压强度的不均一。本文所用的“主成分”是指相对于100质量份的构成该层的组合物的总质量而占有50质量份以上的成分。作为构成底层的主成分的有机高分子的具体例子，可列举出多元醇类、有机硅烷化合物、水系聚氨酯树脂、以及多元醇类与有机硅烷化合物的反应产物等。
被覆层可以对可见光具有透明性。需要说明的是，本文所用的“对可见光具有透明性”(以下，根据情况也简称为“透明”)的意思是全光线透过率(参见JIS K 7375：2008)为60％以上。对于被覆层是否透明(全光线透过率是否为60％以上)，其可以通过(例如)在透明的膜或玻璃板上形成具有与被覆层相同的组成和厚度的层，并测定该层叠体的全光线透过率来进行确定。
根据本发明第一实施方式的包装用层叠膜包括：具有构成了该层叠膜的一个最外表面的热封面的树脂基材、由非金属材料构成的被覆层、以及设置在树脂基材与被覆层之间的底层。并且，上述树脂基材具有由烯烃系共聚物制成并且构成上述热封面的第1层、以及由在双轴方向上进行了拉伸的聚丙烯制成的第2层，并且第1层和第2层以直接接触的方式进行层叠。
该层叠膜所具备的树脂基材具有由烯烃系共聚物制成并且构成热封面的第1层、以及由聚丙烯制成的第2层，第1层及第2层层叠并在双轴方向上进行了拉伸。例如，存在有这样的情况：根据包装袋的形态，通过剥去包装袋的被热封的部分(密封部分)以使包装袋开封。根据该层叠膜，通过调整第1层的强度或厚度从而可以制造用手指的力即可容易地开封的包装袋。如果希望对该层叠膜赋予遮光性，则可以在被覆层的外侧进一步设置油墨层，或者可以采用白色的聚丙烯作为构成树脂基材的第2层的树脂。需要说明的是，当采用白色的聚丙烯层作为树脂基材的第2层并且采用透明的被覆层时，则会有这样的优点：设置在被覆层外侧的油墨层易于生动地显色，以及易于制造良好外观的包装袋。需要说明的是，整个层叠膜也可以是透明的。
根据本发明第二实施方式的包装用层叠膜包括：具有构成该层叠膜的一个最外表面的热封面并且根据埃尔门多夫撕裂法的撕裂强度为10至100mN的树脂基材、由非金属材料构成的被覆层、以及根据埃尔门多夫撕裂法的撕裂强度为10至100mN的基材，其中树脂基材、被覆层以及基材依次进行层叠，并且所述层叠膜的根据埃尔门多夫撕裂法的撕裂强度为20至200mN。
主要控制该层叠膜的撕裂性的树脂基材和基材分别具有预定的撕裂强度。因此，层叠膜的撕裂强度足够小(根据埃尔门多夫撕裂法的撕裂强度为20至200mN)。因此，使用这种层叠膜制造的包装袋通过手指的力即可容易地开封。需要说明的是，除非另有说明，否则本文所用的“撕裂强度”表示根据埃尔门多夫撕裂法进行测定而得的强度，其值可以依照JIS K-7128进行测定。
作为根据第二实施方式的层叠膜的树脂基材，可以使用具有由共聚物制成并且构成热封面的第1层、以及由在双轴方向上进行了拉伸的聚丙烯(OPP)制成的第2层，并且第1层和第2层以直接接触的方式进行层叠而得的膜。根据容纳于包装袋中的内容物或包装袋的使用感等，从而设定第1层和第2层需要满足的条件，基于此即可确定共聚物及聚丙烯(OPP)的物性。例如，也存在有这样的情况：根据包装袋的形态，不是通过撕裂层叠膜以使包装袋开封，而是通过剥去热封部分(密封部分)以使包装袋开封。在这种情况下，通过调整第1层的强度或厚度，可以使密封强度在0.5至20.0N/15mm的范围内。如上所述，只要基材的撕裂强度的范围为10至100mN，基材的材质就不受限制，作为具体例子，可列举出双轴拉伸聚丙烯膜(OPP膜)、纸等。
本发明的另一方面提供了通过贴合膜而形成的包装袋，其中所述膜包括上述的层叠膜。这种包装袋通过手指的力即可容易地开封，并且具有阻气性。
发明的效果
根据本发明，其提供了一种可用于有效地制造用手指的力即可容易地开封并且具有阻气性的包装袋的层叠膜、以及使用该层叠膜制造的包装袋。
附图简要说明
[图1]图1为示出了根据第一实施方式的层叠膜的示意性截面图。
[图2]图2为示出了包装袋的一个实施方式的示意性截面图。
[图3]图3为示出了根据第一实施方式的层叠膜的变形例的示意性截面图。
[图4]图4为示出了根据第一实施方式的层叠膜的变形例的示意性截面图。
[图5]图5为示出了根据第二实施方式的层叠膜的示意性截面图。
[图6]图6为示出了根据第二实施方式的层叠膜的变形例的示意性截面图。
[图7]图7为示出了根据第二实施方式的层叠膜的变形例的示意性截面图。
具体实施方式
在下文中，视情况而参照附图来说明本发明的实施方式。需要说明的是，在各附图中，对相同或相当的要素赋予相同的符号，并省略重复的说明。
<第一实施方式>
图1为第一实施方式的层叠膜的示意性截面图。层叠膜100具有膜状的树脂基材10；以及在树脂基材10的一个面上从树脂基材10一侧依次层叠的底层20及被覆层30。整个层叠膜100可以是透明的。
树脂基材10具有构成层叠膜100的一个最外表面(图1中的下表面)的热封面10s。也就是说，树脂基材10本身具有热封性。因此，可以在不将密封剂膜贴合至树脂基材10或者不设置密封剂层的情况下制造包装袋。如图1所示，树脂基材10具有构成热封面10s的第1层10a、以及由在双轴方向上进行了拉伸的聚丙烯构成的第2层10b，树脂基材10具有第1层10a和第2层10b以直接接触的方式进行层叠而得的多层结构。
树脂基材10的根据埃尔门多夫撕裂法的撕裂强度优选为10至100mN，更优选为20至60mN。若树脂基材10的撕裂强度为10mN以上，则易于抑制层叠膜100在不期望时发生裂开，另一方面，若为100mN以下，则使用层叠膜100制造的包装袋的撕裂扩展性良好，在开封时获得爽快感。需要说明的是，除非另有说明，否则本发明中的“撕裂强度”表示根据埃尔门多夫撕裂法进行测定而得的强度，其值可以依照JIS K-7128进行测定。
第1层10a用于赋予树脂基材10以热封性。构成第1层10a的树脂的熔点(例如)为60至140℃，也可以为80至120℃。依据JIS K 7121：2012所示的方法，使用差示扫描量热计并在温度范围为30℃至180℃、升温速度为10℃/分的条件下进行测定，从而可以算出树脂的熔点(熔融温度)。第1层10a的厚度优选为0.5至5μm。通过调整第1层10a的厚度，从而可以将由第1层10a所引起的热封强度设定在适当的范围内。若第1层10a的厚度为0.5μm以上，则易于发挥热封效果，另一方面，若为5μm以下，则可以充分地抑制对树脂基材10的机械特性的影响。
构成第1层10a的树脂材料是烯烃系共聚物(copolymer)，特别是考虑到与由聚丙烯构成的第2层的密合性，优选为丙烯共聚物。也就是说，作为这样的树脂材料，可列举出：作为主要单体的丙烯等烯烃与不同于主要单体的少量共聚单体进行无规共聚而形成均质相的无规共聚物；或者，作为主要单体的丙烯等烯烃与上述共聚单体进行嵌段共聚或以橡胶状进行聚合从而形成非均质相的嵌段共聚物等。作为其具体例子，例如可列举出(丙烯-1-丁烯)-(丙烯-1-丁烯)共聚物、(丙烯-1-丁烯)-(丙烯-乙烯-1-丁烯)共聚物、(丙烯-乙烯-1-丁烯)-(丙烯-1-丁烯)共聚物、(丙烯-乙烯-1-丁烯)-(丙烯-乙烯-1-丁烯)共聚物、(丙烯-1-己烯)-(丙烯-1-己烯)共聚物等，优选为(丙烯-1-丁烯)-(丙烯-1-丁烯)共聚物、(丙烯-1-己烯)-(丙烯-1-己烯)共聚物。需要说明的是，当将丙烯共聚物以外的烯烃共聚物用于第1层10a时，可以设置由丙烯共聚物构成的层作为提高与第2层10b之间的密合性的中间层。
第2层10b由聚丙烯构成。第2层10b的根据埃尔门多夫撕裂法的撕裂强度优选为10至100mN，更优选为20至60mN。当第2层10b由双轴拉伸膜构成时，上述撕裂强度优选在纵向(MD)和横向(TD)上均在上述范围内。第2层10b的厚度没有特别的限制，例如可以是2至200μm，可以是10至100μm，可以是15至50μm。该厚度可以根据用途或所需特性进行调整。
通过(例如)挤出层压法、共挤出法、吹胀法等公知的树脂层叠法，在将第1层10a和第2层10b层叠之后，再同时或依次进行在纵向(MD)上及横向(TD)上的拉伸步骤，从而可以得到树脂基材10。
需要说明的是，树脂基材10只要具有构成层叠膜100的一个最外表面的热封面10s并且撕裂强度在上述范围内即可，树脂基材10可以通过将两种以上的上述树脂膜组合而构成，也可以通过将多层同种的上述树脂膜层叠而构成。此外，可以在第2层10b与底层20之间进一步设置具有热封性的第3层(未图示)。作为构成第3层的树脂，可列举出与构成第1层的树脂相同的树脂。与第1层10a一样，第3层也可以具有0.5至5μm的厚度。
树脂基材10的厚度没有特别的限制，例如为3至200μm，可以为10至100μm，可以为15至50μm。该厚度可以根据用途或所需特性进行调整。为了能够通过用双手抓住包装袋的密封部的周围并将其撕开从而使包装袋开封，将密封部的强度(密封强度)设定在0.5至4.0N/15mm的范围内即可。密封强度可以通过使用热梯度试验机并在0.2MPa的加压压力、1秒的加压时间的条件下进行测定而得到。
树脂基材10可以含有选自填料、抗静电剂、增塑剂、润滑剂以及抗氧化剂等中的至少一种添加剂。对于树脂基材10的表面，也可以进行选自化学品处理、溶剂处理、电晕处理、等离子体处理以及臭氧处理中的至少一种处理。
底层20设置在树脂基材10与被覆层30之间。通过设置底层20，从而可以提高树脂基材10与被覆层30之间的密合性，并且可以提高层叠膜100的层压强度。底层20是含有有机高分子作为主成分的层，有时也被称为底漆层。
底层20中的有机高分子的含量(例如)可以为70质量％以上，也可以为80质量％以上。作为有机高分子，可列举出在高分子末端具有两个以上羟基的多元醇类、诸如硅烷偶联剂或其水解产物之类的有机硅烷化合物、由上述多元醇类与异氰酸酯化合物的双液反应而得的反应产物(水系聚氨酯树脂)、以及上述多元醇类与硅烷偶联剂的反应产物等。可以单独使用这些物质中的一种，也可以组合使用2种以上。
作为多元醇类，例如可列举出选自丙烯酸多元醇、聚乙烯醇缩醛、聚苯乙烯多元醇以及聚氨酯多元醇等中的至少一种。丙烯酸多元醇可以通过使丙烯酸衍生物单体聚合而得到，也可以通过使丙烯酸衍生物单体与其他单体共聚而得到。作为丙烯酸衍生物单体，可列举出甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯以及甲基丙烯酸羟丁酯等。作为与丙烯酸衍生物单体共聚的单体，可列举出苯乙烯等。
作为硅烷偶联剂，可列举出(例如)乙烯基三甲氧基硅烷、γ-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷、缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、以及γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷等。有机硅烷化合物可以是这些硅烷偶联剂的水解产物。有机硅烷化合物可以单独地含有上述硅烷偶联剂及其水解产物中的一种，也可以含有两种以上的组合。当底层20含有硅烷偶联剂或其水解产物时，它们可以与被覆层30中所含的那些相同，也可以不同。
通过与多元醇反应而生成的氨基甲酸酯键，异氰酸酯化合物具有提高树脂基材10与被覆层30之间的密合性的作用。也就是说，异氰酸酯化合物作为交联剂或固化剂而发挥作用。作为异氰酸酯化合物，可列举出(例如)芳香族系的甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、脂肪族系的二甲苯二异氰酸酯(XDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HMDI)、以及异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)等单体、这些单体的聚合物、以及这些单体的衍生物。可以单独使用这些异氰酸酯化合物中的一种，也可以组合使用2种以上。
底层20也可以包含选自聚乙烯亚胺及其衍生物、聚烯烃系乳液、聚酰亚胺、三聚氰胺、苯酚、以及诸如有机改性胶体二氧化硅之类的无机二氧化硅中的至少一种。底层20的厚度没有特别的限制，例如为0.005至5μm，可以为0.01至1μm。厚度也可以根据用途或所需的特性来进行调整。
可以通过将上述成分以任意比例混合到有机溶剂中从而制备混合液，并使用所制备的混合液在树脂基材10的一个面上形成底层20。混合液也可以包含(例如)叔胺、咪唑衍生物、羧酸金属盐化合物、季铵盐、季鏻盐等固化促进剂；苯酚系、硫系、亚磷酸酯系等抗氧化剂；流平剂；流动调节剂；催化剂；交联反应促进剂；填充剂等。
混合液可以使用胶版印刷法、凹版印刷法或丝网印刷法等公知的印刷方式、或者辊涂布、刀刃涂布或凹版涂布等公知的涂布方式而涂布至树脂基材10上。涂布后，可以通过加热至(例如)50至200℃并进行干燥和/或固化来形成底层20。
被覆层30由非金属材料构成。通过采用非金属材料作为被覆层30，从而具有容易对用过的包装袋进行焚化处理的优点。作为构成被覆层的非金属材料的具体例子，包括硅烷偶联剂及其水解产物中的至少一者、金属烷氧基化合物及其水解产物中的至少一者、水溶性高分子、以及无机层状化合物。被覆层30由于包含无机层状化合物，因而其氧阻隔性优异。
水溶性高分子没有特别的限制，可列举出(例如)聚乙烯醇系、淀粉/甲基纤维素/羧甲基纤维素等醇系、以及丙烯酸多元醇系等高分子。从进一步提高氧阻隔性的观点出发，水溶性高分子优选包含聚乙烯醇系的高分子。水溶性高分子的数均分子量为(例如)40000至180000。在底层20包含多元醇类的情况下，该多元醇类与被覆层30中所含的水溶性高分子可以相同，也可以不同。
聚乙烯醇系的水溶性高分子可以通过(例如)聚醋酸乙烯酯的皂化(包括部分皂化)而得到。该水溶性高分子可以是残存有百分之几十的醋酸基团的高分子，也可以是仅残存有百分之几的醋酸基团的高分子。
被覆层30中的水溶性高分子的含量为(例如)15至50质量％。从进一步减少氧透过率的观点出发，被覆层30中的水溶性高分子的含量下限也可以为20质量％。从进一步减少氧透过率的观点出发，被覆层30中的水溶性高分子的含量上限也可以为45质量％。
作为被覆层30中所含的金属烷氧基化合物，可列举出(例如)四乙氧基硅烷[Si(OC2H5)4]及三异丙氧基铝[Al(OC3H7)3]等由通式M(OR)n表示的物质、以及它们的水解产物。金属烷氧基化合物可以单独地包含这些物质中的一种，也可以组合地包含2种以上。
被覆层30中的金属烷氧基化合物及其水解产物的总含量为(例如)40至70质量％。从进一步减少氧透过率的观点出发，被覆层30中的金属烷氧基化合物及其水解产物的总含量的下限也可以为50质量％。从相同的观点出发，被覆层30中的金属烷氧基化合物及其水解产物的总含量的上限也可以为65质量％。
作为被覆层30中所含的硅烷偶联剂，可列举出具有有机官能团的硅烷偶联剂。作为这样的硅烷偶联剂，可列举出乙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷、缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、以及它们的水解产物。可以单独地包含这些物质中的一种，也可以组合地包含2种以上。
硅烷偶联剂及其水解产物中的至少一者优选具有环氧基作为有机官能团。作为具有环氧基的硅烷偶联剂，可列举出(例如)γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、以及β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷等。具有环氧基的硅烷偶联剂及其水解产物也可以具有诸如乙烯基、氨基、甲基丙烯酰基或脲基之类的不同于环氧基的有机官能团。
对于具有有机官能团的硅烷偶联剂及其水解产物，通过该有机官能团与水溶性高分子的羟基之间的相互作用，从而可以进一步提高被覆层30的氧阻隔性、以及与底层20的粘接性。特别地，通过硅烷偶联剂及其水解产物的环氧基与聚乙烯醇的羟基的相互作用，从而可以形成氧阻隔性以及与底层20的粘接性特别优异的被覆层30。
被覆层30中的硅烷偶联剂及其水解产物的总含量为(例如)1至15质量％。从进一步提高层压强度的同时进一步减少氧透过率的观点出发，被覆层30中的硅烷偶联剂及其水解产物的总含量的下限也可以为2质量％。被覆层30中的硅烷偶联剂及其水解产物的总含量的上限也可以为12质量％。
被覆层30中所含的无机层状化合物为具有层状结构的结晶性无机化合物。作为无机层状化合物，例如可列举出以高岭石族、蒙皂石族或云母族等为代表的粘土矿物。被覆层30可以单独地包含这些物质中的一种，也可以组合地包含2种以上。无机层状化合物的粒径为(例如)0.1至10μm。无机层状化合物的长径比为(例如)50至5000。
在无机层状化合物中，从通过将水溶性高分子或金属烷氧基化合物渗入层状结构的层间从而形成层间扩大了的复合覆膜的观点出发，优选蒙皂石族的粘土矿物。作为蒙皂石族的粘土矿物的具体实例，可列举出蒙脱石、锂蒙脱石以及皂石等。这些当中，从混合液的稳定性及涂布性等观点出发，更加优选蒙脱石。
从兼具优异的氧阻隔性以及高的层压强度的观点出发，被覆层30中的无机层状化合物的含量为(例如)2至10质量％。从进一步减少氧透过率的观点出发，被覆层30中的无机层状化合物的含量下限可以为2.5质量％。从进一步提高层压强度的观点出发，被覆层30中的无机层状化合物的含量上限可以为8质量％，也可以为5质量％。
被覆层30的厚度没有特别的限制，例如为0.01至50μm，可以为0.05至5μm，也可以为0.1至1μm。厚度可以根据用途或所需的特性来进行调整。对于含有上述成分的被覆层30，即使底层20的组成改变，也可以减少层叠膜100的层压强度的不均一性。因此，底层20的材料选择自由度变高，可以容易地选择层叠膜的规格。另外，由于能够稳定地提高层叠膜100的层压强度，因而即使不具备由金属氧化物构成的气相沉积层，层叠膜100也可以适用于需要优异密封性的包装袋。从这些观点出发，优选底层20与被覆层30彼此直接接触。
可以通过将上述成分以任意比例混合到有机溶剂中从而制备混合液，并在底层20的表面上涂布所制备的混合液，再进行干燥及固化，从而形成被覆层30。在不显著损害被覆层30的物性的范围内，混合液也可含有其他成分。作为这样的成分，可列举出分散剂、稳定剂、粘度调整剂以及着色剂等。
混合液可以使用胶版印刷法、凹版印刷法或丝网印刷法等公知的印刷方式、或者辊涂布、刀刃涂布或凹版涂布等公知的涂布方式而涂布在底层20上。涂布后，可以通过加热至(例如)约100℃并进行干燥和/或固化来形成被覆层30。
层叠膜100的根据埃尔门多夫撕裂法的撕裂强度优选为10至200mN。若层叠膜100的撕裂强度为10mN以上，则易于抑制层叠膜100在不期望时发生裂开，另一方面，若为200mN以下，则使用层叠膜100制造的包装袋通过手指的力即可容易地开封。关于层叠膜100的撕裂强度，优选的是，在构成层叠膜100的膜的纵向(MD)和横向(TD)上均在上述范围内。
层叠膜100具有优异的氧阻隔性。也就是说，即使没有由无机氧化物等构成的气相沉积层，也可以确保优异的氧阻隔性。因此，与具有由无机氧化物等构成的气相沉积层的层叠膜相比，能够以较低的制造成本来制造层叠膜100。这样的层叠膜100在不需要那么高的水蒸气阻隔性的应用中是特别有用的。例如，这样的层叠膜100能够特别适合用作构成用于保管含水分的内容物的包装袋的层叠膜。
可以依据JIS K 7126-2：2006并通过mocon法(等压法)来测定氧透过率，从而通过该氧透过率来评价层叠膜100的氧阻隔性。通过该评价方法而得的氧透过率(例如)可以为3ml/m2/天以下，也可以为2.5ml/m2/天以下。需要说明的是，本说明书中的氧透过率为在大气压下、30℃及70％RH的条件下测定的值。
可以依据JIS Z 0238：1998，使用Tensilon型拉伸试验机并通过T型剥离法(十字头速度：300mm/分)来测定层叠膜100的层压强度。层叠膜100的层压强度优选为1.0至4.0N/15mm，更优选为2.0至4.0N/15mm。
图2为示出了使用层叠膜形成的包装袋的一个实施方式的俯视图。包装袋200具有：将一对基本上为矩形的层叠膜100、100的周边贴合而成的密封部分211；通过密封部分211而在一对层叠膜100、100之间形成的容纳部分218。也就是说，在包装袋200中，侧端部分214、下端部分216以及上端部分217通过密封部分211而被密封。在包装袋200中，在被密封部分211包围的非密封部分(片状部分)215中具有容纳有食品等被包装物的容纳部分218。容纳部分218中封入有食品等被包装物。需要说明的是，可以在将被包装物填充于容纳部分218之后，将下端部分216的密封部分211密封。
一对层叠膜100、100以树脂基材10、10彼此相对的方式进行重叠。由于层叠膜100的第2层10b具有热封性，因而可以在不将密封剂膜贴合至树脂基材10、10或者不设置密封剂层的情况下构成密封部分211。
由于层叠膜100、100具有优异的氧气阻隔性，因而可以充分地抑制容纳于容纳部分218中的被包装物由于氧而发生的劣化。包装袋200也可以具有层叠膜101或层叠膜102来代替层叠膜100。在这种情况下，容纳于容纳部分218中的被包装物由于氧而发生的劣化也可以得到充分地抑制。在层叠膜100的树脂基材10及被覆层30上可以设置任意的层。
以下对使用层叠膜100以制造包装袋200的工序进行说明。准备一对层叠膜100、100。使层叠膜100、100的树脂基材10、10彼此相对，并且在夹持着成为再密封部件230的(例如)拉链带的状态下，使树脂基材10、10的第2层10b、10b彼此粘接。由此，密封部分211形成在对应于上端部分217及侧端部分214、214的位置处，并且形成了由三边的密封部分211包围的非密封部分215。
可以在形成密封部分211之后再形成开封部件220。例如，在侧端部分214、214处形成由破痕组构成的易开封加工部分224、224。易开封加工部分224并不限于破痕组，也可以是V形、U形或I形等的凹口。通过在密封部分设置破痕组或凹口，从而具有这样的优点：使用者用手指即可容易地从该位置处开封包装袋。在上端部分217和再密封部件230之间的层叠膜100的表面部分上，可以形成起始于易开封加工部分224的成为切开轨迹的半切割线221。半切割线221可以使用激光来形成。在形成开封部件220之后，在切断密封部分211的同时进行装饰性剪裁，从而分成单独的包装袋。
接着，从处于未密封状态的下端部分216填充被包装物。其后，在下端部分216处将层叠膜100彼此粘接，并在下端部分216处也形成密封部分211。以这种方式，可以制造包装袋200。半切割线也可以在将贴合的一对层叠膜100、100切成预定宽度之前形成。
包装袋200具有：在非密封部分215的上端侧以横穿包装袋200的侧端部分214、214以及它们之间的方式切开以进行开封的开封部件220；在比开封部件220更下侧的再密封部件230，其在经由开封部件220而开封之后将容纳部分218再次密封。再密封部件230可以适当地采用能够重复进行开封和密封的公知的构造。例如，再密封部件230可以是通过带状突起部和带状槽部之间的嵌合从而能够重复进行密封的合成树脂制的紧固件，也可以是粘接密封。
对第一实施方式的变形例进行说明。在不显著损害层叠膜100的功能的范围内，层叠膜100可以在树脂基材10与底层20之间具有任意的层或薄膜。另外，层叠膜也可以具有直接层叠于被覆层30上的油墨层40及/或其他基材(参照图3)。
层叠膜100也可以进一步具有气相沉积层。例如，如图4所示，气相沉积层50可以设置在底层20与被覆层30之间。在这种情况下，底层20有助于提高气相沉积层50相对于树脂基材10的密合性。气相沉积层50由氧化铝、氧化硅、氧化锡、氧化镁、氧化锌或它们的混合物等无机化合物构成，并且具有透明性以及氧、水蒸气等的阻气性。
气相沉积层50的厚度可以根据所用无机化合物的种类或结构进行适当地设定，例如可以为5至300nm。若气相沉积层50的厚度为5nm以上，则易于形成均匀的气相沉积层，另外，气相沉积层也易于充分地发挥其作为阻气材料的功能。另一方面，若气相沉积层50的厚度为300nm以下，则气相沉积层50具有足够的柔性，在形成气相沉积层50之后，即使层叠体被施加了弯曲、拉伸等外部因素，也可以充分地抑制在气相沉积层50中生成龟裂。从上述理由及生产性的观点出发，气相沉积层50的厚度更优选为10至200nm。
在底层20上形成气相沉积层50的方法有多种，例如，可以通过常规的真空气相沉积法来形成。另外，也可以使用溅射法、离子镀法或等离子体化学气相沉积法(CVD)等其他的薄膜形成方法。
包装袋200的形状并不限于四边袋，也可以是三边密封袋，也可以是附有底部带的立式袋形状。对于使用层叠膜100制造的包装袋，由于使用者可以相对容易地开封，因而适合于需要容易开封的产品。此外，包装袋200由于通过被覆层或气相沉积层而具有阻气性，因而可用于包装需要适度地防止由氧或水蒸气所引起的劣化的产品(糖果、巧克力、干货等食品、油墨等具有挥发性成分的文具等)。作为这些产品的包装袋的形态，可列举出合掌袋、公报袋等。
<第二实施方式>
图5是第二实施方式的层叠膜的示意性截面图。层叠膜120具有：膜状的树脂基材10；以及在树脂基材10的一个面上从树脂基材10一侧依次层叠的底层20、被覆层30以及基材60。在具有基材60这一点上，层叠膜120不同于根据第一实施方式的层叠膜100。以下主要针对不同点进行说明。
基材60是构成包装袋最外层(图5中的上表面)的层。基材60的根据埃尔门多夫撕裂法的撕裂强度为10至100mN，优选为20至60mN。若基材60的撕裂强度为10mN以上，则可以抑制层叠膜120在不期望时的裂开，另一方面，若为100mN以下，则使用层叠膜120制造的包装袋通过手指的力即可容易地开封。只要撕裂强度的范围为上述范围，则基材60的材质没有限制。作为构成基材60的材料的具体例子，可列举出与树脂基材10的第2层10b相同的树脂材料。基材60并不限于树脂材料，也可以是(例如)纸。
通过粘接剂将具有树脂基材10、底层20和被覆层30的层叠体的被覆层30的形成面与基材60相互贴合，从而可以形成层叠膜120。作为贴合的方法，可以使用公知的干式层压法、非溶剂层压法等。作为粘接剂，可以根据各种层压加工方法而选择不同的粘接剂，例如，可以使用聚氨酯系、聚酯系、聚醚系、环氧系、聚乙烯亚胺系、聚丁二烯系等公知的粘接剂。另外，也可以如同挤出层压法那样地将基材60直接贴合到上述层叠体(树脂基材10、底层20及被覆层30)上。
层叠膜120的根据埃尔门多夫撕裂法的撕裂强度为20至200mN。若层叠膜120的撕裂强度为20mN以上，则可以抑制层叠膜120在不期望时的裂开，另一方面，若为200mN以下，则使用层叠膜120制造的包装袋通过手指的力即可容易地开封。优选的是，上述撕裂强度在纵向(MD)和横向(TD)上均在上述范围内。
通常，由于在用作包装材料的层叠膜上进行印刷，因而可以在层叠膜120上进一步设置印刷层或遮光层等油墨层。如果希望赋予遮光性，则例如如图6所示，可以在被覆层30与基材60之间设置油墨层40。作为在被覆层30与基材60之间设置油墨层40的替代方案，可以在基材60的外侧设置油墨层或印刷层，或者也可以采用白色聚丙烯作为构成树脂基材10的第2层10b的树脂。当采用白色聚丙烯层作为第2层10b并且采用透明的被覆层30及底层20时，则会有这样的优点：设置在比被覆层30更靠外侧上的油墨层(或印刷层)易于生动地显色，易于制造良好外观的包装袋。另外，当在比被覆层30更外侧并且在比基材60更靠内侧处设置印刷层，或者在透明基材60的与被覆层30贴合的面上设置印刷层时，则会有这样的优点：由于在用作包装袋时印刷层未露出，因而印刷层不会受到损伤。
层叠膜120具有优异的氧阻隔性。也就是说，即使没有由无机氧化物等构成的气相沉积层，也可以确保优异的氧阻隔性。因此，与具有由无机氧化物等构成的气相沉积层的层叠膜相比，能够以较低的制造成本来制造层叠膜120。这样的层叠膜120在不需要那么高的水蒸气阻隔性的应用中是特别有用的。例如，层叠膜120能够特别适合用作构成用于保管含水分的内容物的包装袋的层叠膜。
需要说的是，虽然在此例示了没有气相沉积层的层叠膜120，但是层叠膜120也可以进一步具有气相沉积层。例如，如图7所示，与第一实施方式同样地，气相沉积层50可以设置在底层20与被覆层30之间。
使用层叠膜120制造的包装袋的形状可以与图2中所示的形状相同，可以为三边密封袋，也可以是附有底部带的立式袋形状。对于使用层叠膜120制造的包装袋，由于使用者可以相对容易地开封，因而适合于需要容易开封的产品。此外，包装袋由于通过被覆层或气相沉积层而具有阻气性，因而可用于包装需要适度地防止由氧或水蒸气所引起的劣化的产品(糖果、巧克力、干货等食品、油墨等具有挥发性成分的文具等)。作为这些产品的包装袋的形态，可列举出合掌袋、公报袋等。
实施例
将参照实施例和比较例对本发明的内容进行更详细的说明，但本发明并不限于下述实施例。
<被覆层的评价>
(参考例1)
作为底层形成用的混合液，将γ-异氰酸酯基丙基三甲基硅烷、丙烯酸多元醇、脂肪族系二甲苯二异氰酸酯以11:53:37的质量比混合到稀释溶剂(乙酸乙酯)中，制备了混合液A(固体成分：2质量％)。通过凹版涂布法将混合液A涂布至作为树脂基材而准备的双轴拉伸聚丙烯膜(厚度：20μm)的一个面上。涂布后进行干燥，在双轴拉伸聚丙烯膜的一个面上形成了底层。需要说明的是，双轴拉伸聚丙烯膜使用了由均聚物型聚丙烯膜和共聚物型聚丙烯膜构成的市售品(AJプラスト制，商品名：PJ 201，厚度：20μm)。
将聚乙烯醇(PVA，数均分子量：75000)、γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)、四乙氧基硅烷(TEOS)以及蒙脱石(Mon.)这四个成分以表1所示的质量比混合到水中，制备了混合液B。通过凹版涂布法将混合液B涂布至底层上。涂布后加热进行干燥，在底层上形成了被覆层。以这种方式，制作了参考例1的层叠膜。层叠膜的底层的厚度约为60至70nm，被覆层的厚度约为0.4至0.6μm。
为了评价被覆层与基材的密合性，经由双液硬化型氨基甲酸酯系粘接剂并通过干式层压法而将未拉伸聚丙烯膜(厚度：20μm)贴合至层叠膜的被覆层，制作了评价用膜。使用氧透过率测定装置(MOCON社制，装置名：OXTRAN 2/21)来测定所得到的评价用膜的氧透过率。测定气氛为30℃和70％RH。测定结果如表1所示。
测定上述评价用膜的层压强度。具体而言，依据JIS Z 0238：1998，使用拉伸试验机(株式会社エー·アンド·デイ制，商品名：Tensilon型万能材料试验机)并通过T型剥离法(十字头速度：300mm/分)来测定未拉伸聚丙烯膜与层叠膜之间的层压强度。测定结果如表1所示。
(参考例2至5、比较例1)
与参考例1同样地形成了层叠膜，不同之处在于：将混合液B中的聚乙烯醇、γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷及蒙脱石的质量比如表1所示那样进行变更。然后，与参考例1同样地进行层叠膜的评价。它们的结果如表1所示。
(参考例6)
作为底层形成用的混合液，准备了水系聚氨酯树脂乳液(三井武田ケミカル社制，商品名：WS 5000)。与参考例3同样地形成了层叠膜，不同之处在于：使用上述混合液以替代混合液A。然后，与参考例3同样地进行层叠膜的评价。它们的结果如表1所示。
(参考例7)
作为树脂基材，准备了双轴拉伸聚丙烯(三井化学東セロ株式会社制，商品名：U1，厚度：20μm)。与参考例6同样地形成了层叠膜，不同之处在于：使用上述树脂基材作为树脂基材。然后，与参考例6同样地进行层叠膜的评价。它们的结果如表1所示。
(比较例2)
作为底层形成用的混合液，准备了水系聚氨酯树脂乳液(三井武田ケミカル社制，商品名：WS 5000)。与比较例1同样地形成了层叠膜，不同之处在于：使用上述混合液以替代混合液A。然后，与比较例1同样地进行层叠膜的评价。它们的结果如表1所示。
(比较例3)
作为树脂基材，准备了双轴拉伸聚丙烯(三井化学東セロ株式会社制，商品名：U1，厚度：20μm)。与比较例2同样地形成了层叠膜，不同之处在于：使用了上述树脂基材。然后，与比较例2同样地进行层叠膜的评价。它们的结果如表1所示。
[表1]
Figure BDA0001467302270000181
如表1所示，参考例1至7的层叠膜稳定地具有高的层压强度。若将被覆层的组成相同但底层的组成不同的参考例3与参考例6、7相对比，则层压强度之差为0.5N/15mm。由此可以确认，对于参考例的层叠膜，层压强度基本上不依赖底层的组成，并且可以减少层压强度的不均一性。因此，可以提高底层的材料选择的自由度。
与此相对，在被覆层不含硅烷偶联剂的比较例1至3的情况下，若将被覆层的组成相同但底层的组成不同的比较例1与比较例2、3相对比，则层压强度之差为1.4至1.7N/15mm。由此可以确认，对于比较例的层叠膜，当底层组成变化时，层压强度大幅度变动。也就是说，可以确认，层叠膜的层压强度大幅依赖于底层的组成。需要说明的是，确认了参考例2至7的层叠膜也具有十分优异的氧阻隔性。
(实施例1)
为了评价图1所示结构的层叠膜的撕裂强度、密封强度以及氧透过率，如下所述地制作了结构与图1的层叠膜100相同的层叠膜B。首先，准备了具有热封性的树脂基材A。该树脂基材A是在一侧具有约3μm的热封层(第1层)的厚度为20μm的双轴拉伸聚丙烯膜(第2层)，并且是将多层层叠体进行双轴拉伸至既定的厚度而成的，该多层层叠体包括由含有丙烯和乙烯的共聚单体的共聚物构成的最外层的热封层、以及聚丙烯树脂主基材。对于树脂基材A的根据埃尔门多夫撕裂法的撕裂强度，其在MD上为48.7mN，在TD上为24.5mN。
在上述树脂基材A的没有形成热封层的一侧的表面上形成了底层。作为底层形成用的混合液，将γ-异氰酸酯基丙基三甲基硅烷、丙烯酸多元醇、脂肪族系二甲苯二异氰酸酯以11:53:37的质量比混合到稀释溶剂(乙酸乙酯)中，制备了混合液A(固体成分：2质量％)。通过凹版涂布法将混合液A涂布至上述树脂基材A的没有形成热封层的一侧的表面上。涂布后进行干燥，在树脂基材A的上述表面上形成了底层。
接着，在上述树脂基材A的底层的表面上层叠了被覆层。作为被覆层形成用的混合液，将聚乙烯醇(PVA，数均分子量：75000)、γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)、四乙氧基硅烷(TEOS)以及蒙脱石(Mon.)这四个成分以与表1的参考例3相同的质量比混合到水中，制备了混合液B。通过凹版涂布法将混合液B涂布至底层上。涂布后加热进行干燥，在底层上形成了被覆层。以这种方式，制作了层叠膜B。层叠膜B的底层的厚度约为60至70nm，被覆层的厚度约为0.4至0.6μm。
(实施例2)
为了评价图5所示结构的层叠膜的撕裂强度、密封强度以及氧透过率，如下所述地制作了结构与图5的层叠膜120相同的层叠膜D。作为用于与上述层叠膜B贴合以制作层叠膜D的基材C(图5中的基材60)，准备了双轴拉伸聚丙烯膜(三井化学東セロ株式会社制，商品名：U1，厚度：20μm)。对于基材C的根据埃尔门多夫撕裂法的撕裂强度，其在MD上为51.6mN，在TD上为26.1mN。层叠膜B的被覆层与基材C经由双液固化型氨基甲酸酯系粘接剂而相互贴合，由此得到了层叠膜D。
层叠膜B和D的评价结果如表2所示。需要说明的是，表2中的密封强度是对这样的试样进行测定而得的值，该试样是通过在140℃、0.2MPa/1秒的密封条件下将层叠膜的热封面彼此密封而得到的。
(比较例4)
与实施例1同样地制作了层叠膜，不同之处在于：使用了以下的层叠基材以替代具有热封性的树脂基材A。也就是说，在本比较例中使用了由双轴拉伸聚丙烯膜(三井化学東セロ株式会社制，商品名：U1，厚度：20μm)与未拉伸聚丙烯膜(三井化学東セロ株式会社制，商品名：GLC#30，厚度：30μm)构成的层叠基材。本比较例所涉及的层叠膜的评价结果如表2所示。
[表2]
Figure BDA0001467302270000201
如表2所示，与比较例4的层叠膜相比，实施例1和2的层叠膜具有足够低的密封强度及撕裂强度。实施例1和2的层叠膜也都具有十分优异的氧阻隔性。可以确认，实施例1和2的层叠膜可用于有效地制造通过手指的力即可容易地开封并且具有阻气性的包装袋。
工业应用性
本发明提供了一种可用于有效地制造通过手指的力即可容易地开封并且具有阻气性的包装袋的层叠膜、以及使用该层叠膜制造的包装袋。
符号说明
10…树脂基材；10a…第1层；10b…第2层；10s…热封面；20…底层；30…被覆层；40…油墨层；50…气相沉积层；60…基材；100、120…层叠膜；200…包装袋；211…密封部分；214…侧端部分；215…非密封部分；216…下端部分；217…上端部分；218…容纳部分；220…开封部件；221…半切割线；224…易开封加工部分；230…再密封部件。

Claims (16)

1.一种层叠膜，其为包装用的层叠膜，包括：
具有构成了所述层叠膜的一个最外表面的热封面的树脂基材、由非金属材料构成的被覆层、以及
设置在所述树脂基材与所述被覆层之间的底层，其中，
所述树脂基材具有：
由烯烃系共聚物制成并且构成所述热封面的第1层、以及
由聚丙烯制成的第2层，
所述第1层及第2层层叠并且在双轴方向上进行了拉伸，
所述被覆层包含硅烷偶联剂及其水解产物中的至少一者、金属烷氧基化合物及其水解产物中的至少一者、水溶性高分子、以及无机层状化合物，
所述被覆层中的所述水溶性高分子的含量为15至50质量％，
所述被覆层中的所述金属烷氧基化合物及其水解产物的总含量为40至70质量％，
所述被覆层中的所述硅烷偶联剂及其水解产物的总含量为1至15质量％，并且
所述被覆层中的所述无机层状化合物的含量为2至10质量％。
2.根据权利要求1所述的层叠膜，其中，所述底层包含有机高分子作为主成分。
3.根据权利要求2所述的层叠膜，其中，所述有机高分子包含多元醇类、有机硅烷化合物、水系聚氨酯树脂、以及所述多元醇类与所述有机硅烷化合物的反应产物中的至少一种。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的层叠膜，其进一步包括直接层叠于所述被覆层的表面上的油墨层。
5.根据权利要求1所述的层叠膜，其进一步包括位于所述底层与所述被覆层之间的气相沉积层。
6.根据权利要求1所述的层叠膜，其中，根据埃尔门多夫撕裂法的撕裂强度为10至200mN。
7.一种层叠膜，其为包装用的层叠膜，包括：
具有构成所述层叠膜的一个最外表面的热封面并且根据埃尔门多夫撕裂法的撕裂强度为10至100mN的树脂基材、
由非金属材料构成的被覆层、以及
根据埃尔门多夫撕裂法的撕裂强度为10至100mN的基材，其中，
所述树脂基材、所述被覆层以及所述基材依次进行层叠，并且
所述层叠膜的根据埃尔门多夫撕裂法的撕裂强度为20至200mN，
所述被覆层包含硅烷偶联剂及其水解产物中的至少一者、金属烷氧基化合物及其水解产物中的至少一者、水溶性高分子、以及无机层状化合物，
所述被覆层中的所述水溶性高分子的含量为15至50质量％，
所述被覆层中的所述金属烷氧基化合物及其水解产物的总含量为40至70质量％，
所述被覆层中的所述硅烷偶联剂及其水解产物的总含量为1至15质量％，并且
所述被覆层中的所述无机层状化合物的含量为2至10质量％。
8.根据权利要求7所述的层叠膜，其中，所述树脂基材具有：
由共聚物制成并且构成所述热封面的第1层、以及
由聚丙烯制成的第2层，
所述第1层及第2层层叠并且在双轴方向上进行了拉伸。
9.根据权利要求7或8所述的层叠膜，其中，所述基材为双轴拉伸聚丙烯膜或纸。
10.根据权利要求7或8所述的层叠膜，其进一步包括位于所述树脂基材与所述被覆层之间的底层。
11.根据权利要求10所述的层叠膜，其进一步包括位于所述底层与所述被覆层之间的气相沉积层。
12.根据权利要求11所述的层叠膜，其中，所述底层包含有机高分子作为主成分。
13.根据权利要求12所述的层叠膜，其中，所述有机高分子包含多元醇类、有机硅烷化合物、水系聚氨酯树脂、以及所述多元醇类与所述有机硅烷化合物的反应产物中的至少一种。
14.根据权利要求1或7所述的层叠膜，其中，所述被覆层对可见光具有透明性。
15.根据权利要求1或7所述的层叠膜，其中，层压强度为1.0至4.0N/15mm。
16.一种包装袋，其是通过贴合膜而形成的，
所述膜包括根据权利要求1至6中任一项所述的层叠膜。
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