DE19834602A1

DE19834602A1 - Mehrschichtige, biaxial orientierte Polypropylenfolie, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung

Info

Publication number: DE19834602A1
Application number: DE19834602A
Authority: DE
Inventors: Herbert Peiffer; Gottfried Hilkert
Original assignee: Mitsubishi Polyester Film GmbH
Current assignee: Mitsubishi Polyester Film GmbH
Priority date: 1998-07-31
Filing date: 1998-07-31
Publication date: 2000-02-03
Also published as: US6280833B1; EP0976546A3; EP0976546A2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine biaxial orientierte Polypropylenfolie mit sehr guten optischen Eigenschaften und gutem Verarbeitungsverhalten, die nach ihrer Metallisierung oder nach ihrer Beschichtung mit oxidischen Materialien eine hohe Sauerstoffbarriere aufweist, aufgebaut aus mindestens einer Basisschicht B und mindestens einer auf dieser Basisschicht aufgebrachten Schicht A, wobei diese Schicht A eine definierte Anzahl von Erhebungen mit einer definierten Höhe und einem definierten Durchmesser aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung der Folie und ihre Verwendung.

Description

Die Erfindung betrifft eine biaxial orientierte Polypropylenfolie mit guten optischen Eigenschaften, die nach ihrer Metallisierung oder nach ihrer Beschichtung mit oxydischen Materialien eine hohe Sauerstoffbarriere aufweist, aufgebaut aus mindestens einer Basisschicht B und mindestens einer auf dieser Basisschicht aufgebrachten Schicht A, wobei diese Schicht A eine definierte Anzahl von Erhebungen mit einer definierten Höhe und einem definierten Durchmesser aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung der Folie und ihre Verwendung.

Biaxial orientierte Polypropylenfolien werden im Verpackungs- oder im industriellen Sektor hauptsächlich dort verwendet, wo ihre vorteilhaften Eigenschaften d. h. eine gute Optik, hohe mechanische Festigkeiten, eine gute Sperrwirkung, insbesondere gegenüber Gasen, eine gute Dimensionsstabilität in der Wärme und eine ausgezeichnete Planlage benötigt werden.

Für die meisten Anwendungszecke ist es z. B. aus werbewirksamen Gründen weiterhin wünschenswert, die optischen Eigenschaften der Polypropylenfolie, insbesondere den Glanz und die Folientrübung, bei weiterhin guter Verarbeitbarkeit der Folie, zu verbessern. Ebenfalls wünschenswert ist es, die Barriereeigenschaften von Polypropylenfolien zu verbessern, um z. B. in neue Anwendungen zu gelangen.

Im Stand der Technik wird dargestellt, wie die optischen Eigenschaften, insbesondere der Glanz und die Trübung, biaxial orientierter Polypropylenfolie verbessert werden können.

In der DE-A 43 06 155 wird eine nicht siegelfähige, transparente, orientierte Polyolefinmehrschichtfolie mit einer Basisschicht und mit mindestens einer nicht siegelfähigen Deckschicht aus Polypropylen beschrieben, wobei die Deckschicht Siliziumpartikel enthält, die organisch nachbehandelt sind und einen mittleren Teilchendurchmesser von 2 bis 6 µm aufweisen.

Mit der Folie werden die Trübung und die Verarbeitungseigenschaften verbessert eine Lehre zur Verbesserung der Barriereeigenschaften der Folie vermittelt die Schrift jedoch nicht. Auch finden sich in der Schrift keinerlei Hinweise darauf, wie die Topographie einer solchen Folie für die gleichzeitige Verbesserung von Glanz und Sauerstoffbarriere eingestellt werden soll.

Bei Lebensmittelverpackungen wird in der Regel eine hohe Sperrwirkung gegenüber Gasen, Wasserdampf und Aromastoffen verlangt (gleichbedeutend mit einer geringen Permeation). Ein gängiges Verfahren, solche Verpackungen herzustellen, besteht darin, die dafür verwendeten Kunststoffolien mit Aluminium im Hochvakuum zu bedampfen bzw. zu metallisieren. Weitere gängige Verfahren bestehen darin, die Folien mit oxydischen Materialien (z. B. SiO_x, oder Al_xO_y) oder mit Wasserglas zu beschichten. Hierbei handelt es sich im wesentlichen um transparente Beschichtungen.

Die Sperrwirkung gegenüber den oben genannten Stoffen hängt im wesentlichen von der Art der Polymeren in der Folie und der Güte der aufgebrachten Sperrschichten ab. So wird mit metallisierten, biaxial orientierten Polyesterfolien eine sehr hohe Sperrwirkung gegenüber Gasen, wie Sauerstoff und Aromastoffen, erzielt. Gegenüber Wasserdampf erreicht man eine hohe Sperrwirkung am besten mit metallisierten, biaxial orientierten Polypropylenfolien. Daneben gibt es Anwendungsfälle, bei denen neben einer sehr guten Wasserdampfbarriere auch eine akzeptable Sauerstoffbarriere gewünscht wird.

Nach dem Stand der Technik ist es weder hinreichend bekannt, worauf die Barrierewirkung von metallisierten oder oxydisch beschichteten Polypropylenfolien im einzelnen beruht noch wie diese entscheidend zu verbessern ist. Wichtige Einflußgrößen sind offensichtlich die Substratoberfläche, die Art des Substratpolymers sowie dessen Morphologie. Allgemein wird davon ausgegangen, daß glatte Substratoberflächen bessere Barriereeigenschaften ergeben.

Detaillierte Untersuchungsergebnisse über den Einfluß der Substratoberfläche von verschiedenen Kunststoffolien auf die Barriereeigenschaften sind in der Dissertation von H. Utz (Technische Universität München 1995: "Barriereeigenschaften aluminiumbedampfter Kunststoffolien") zu finden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es nun, eine koextrudierte, biaxial orientierte Polypropylenfolien zur Verfügung zu stellen, die sich durch sehr gute optische Eigenschaften auszeichnet, d. h. eine verringerte Trübung und insbesondere einen hohen Glanz, zumindest einer Folienoberfläche (im folgenden Folienoberfläche A genannt) aufweist. Eine solche Oberfläche A wäre z. B. besonders vorteilhaft für eine Bedruckung oder für eine Metallisierung geeignet. Der hohe Glanz der Folie überträgt sich auf den Druck und auf die Metallschicht und sorgt somit für ein besonders brillantes Aussehen der Verpackung.

Gleichzeitig soll die Folie nach der Metallisierung oder nach einer Beschichtung mit oxydischen Materialien der Oberfläche A eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Sauerstoffbarriere aufweisen, und sich durch eine gute Herstellbarkeit und Verarbeitbarkeit auszeichnen. Zusammengefaßt bestand die Aufgabe darin, eine Folie mit folgender Merkmalkombination zur Verfügung zu stellen:

- hoher Glanz, insbesondere der Folienoberfläche A
- geringe Trübung und
- geringe Sauerstoffpermeation der Folie nach Metallisierung oder nach Beschichtung mit oxydischen Materialien der Folienoberfläche A.

Der Glanz der Folienoberfläche A soll größer als 120 und die Trübung der Folie soll kleiner als 2,0 sein.

Geringe Sauerstoffpermeation bedeutet im vorliegenden Fall, daß durch die metallisierte Folie weniger als 30 cm³ Sauerstoff pro Quadratmeter und pro Tag diffundieren sollen, wenn Luft mit einem Druck von 1 bar darauf lastet.

Die Folie soll den bekannten Verpackungsfolien dieser Art in den übrigen Eigenschaften mindestens gleichwertig sein. Sie soll sich beispielsweise einfach und preiswert herstellen lassen, sowie auf den herkömmlichen Maschinen gut verarbeiten lassen (d. h., z. B. nicht Blocken).

Gelöst wird die Aufgabe durch eine koextrudierte, biaxial orientierte Polypropylenfolie mit einer Basisschicht B, die zu mindestens 80 Gew.-% aus thermoplastischem Polypropylen besteht und einer oder mehreren anderen Schichten, wobei mindestens eine äußere Schicht A eine Anzahl von Erhebungen/Vorsprüngen N pro mm² Folienoberfläche aufweist, die mit ihren jeweiligen Höhen h und Durchmesser d über folgende Gleichungen korreliert sind

log N/mm² < A_h - B_h.log h/µm, 0,05 µm < h < 1,0 µm (1)
A_h = 1,4; B_h = 2,5,

log N/mm² < A_d - B_d.log d/µm, 0,2 µm < d < 10,0 µm (2)
A_d = 3,4; B_d = 2,4.

Unter Erhebungen/Vorsprünge im Sinne der vorliegenden Erfindung werden kegelige Erhebungen/Vorsprünge verstanden, die aus der planaren Folienoberfläche hervorragen.

Zur Erzielung hoher Sauerstoffbarrieren metallisierter oder oxydisch beschichteter Folien gemäß Aufgabenstellung muß entsprechend den Gleichungen (1) und (2) die Anzahl an Erhebungen/Vorsprüngen N pro mm² Folienoberfläche A unterhalb einem bestimmten Zahlenwert liegen. Dieser Zahlenwert ist durch die rechten Seiten der Gleichungen (1) und (2) in Abhängigkeit der Höhe h und dem Durchmesser d der Erhebungen/Vorsprünge eindeutig festgelegt.

Biaxial orientierte Polypropylenfolien, die durch obige Gleichung beschrieben werden, zeichnen sich durch eine vergleichsweise geringe Anzahl von Erhebungen/Vorsprüngen der zu metallisierenden oder oxydisch zu beschichtenden Schicht A aus. Die Anzahl an Erhebungen/Vorsprünge ist im Bereich h<0,5 µm, besonders im Bereich h<0,4 µm und ganz besonders im Bereich h<0,3 µm deutlich geringer als es nach dem Stand der Technik bekannt ist.

Ist die auf die Fläche normierte Anzahl an Erhebungen N auf der zu metallisierenden oder oxydisch zu beschichtenden Schicht A der Folie größer als den rechten Seiten der Gleichungen (1) oder (2), so bedeutet dies eine erhöhte Sauerstoffpermeation was gemäß vorliegender Aufgabenstellung unerwünscht ist. Weiterhin ist der Glanz dieser Folienoberfläche (im unmetallisierten bzw. nicht beschichteten Zustand) dann nicht mehr so hoch, wie es gemäß vorliegender Aufgabenstellung ebenfalls gewünscht ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Folie besitzt die Konstante A_h der vorgenannten Gleichung (1) den Wert A_h=1,18 und in einer besonders bevorzugten Ausführungsform den Wert A_h=1,0. In einer ebenfalls bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Folie besitzt die Konstante B_h der vorgenannten Gleichung (1) den Wert B_h=2,2 und in einer besonders bevorzugten Ausführungsform den Wert B_h=2,1.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Folie besitzt die Konstante A_d der vorgenannten Gleichung (2) den Wert A_d=3,0 und in einer besonders bevorzugten Ausführungsform den Wert A_d=2,6. In einer ebenfalls bevorzugten Ausführungsform besitzt die Konstante B_d der vorgenannten Gleichung (2) den Wert B_d=2,3 und in einer besonders bevorzugten Ausführungsform den Wert B_d=2,2.

In den bevorzugten und den besonders bevorzugten Ausführungsformen hat die erfindungsgemäße Schicht A ausgesprochen wenig Erhebungen/Vorsprünge N pro Oberflächeneinheit. Die metallisierte oder oxydisch beschichtete Folie zeichnet sich in diesem Fall durch eine besonders gute Sauerstoffbarriere aus. Ebenfalls nimmt der Glanz dieser Seite dann ausgesprochen hohe Werte an.

Die Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung an, welche nachstehend zusätzlich erläutert werden.

Erfindungsgemäß ist die Folie zumindest zweischichtig. Sie umfaßt dann als Schichten eine Schicht B und die Schicht A. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Folie dreischichtig aufgebaut und weist auf der einen Seite der Schicht B (=Basisschicht) die Schicht A und auf der anderen Seite der Schicht B eine weitere Schicht C aus Polypropylen auf, die die für die Herstellung und Verarbeitung der Folie förderlichen Pigmente enthält. In diesem Fall bilden die beiden Schichten A und C die Deckschichten A und C.

Für die Materialien der verschiedenen Schichten können prinzipiell verschiedene Rohstoffe verwendet werden. Es ist jedoch bevorzugt, die einzelnen Schichten auf Basis von Polypropylenrohstoffen herzustellen.

Die Basisschicht der erfindungsgemäßen Mehrschichtfolie enthält Polyolefine, vorzugsweise Propylenpolymere, und gegebenenfalls weitere zugesetzte Additive in jeweils wirksamen Mengen. Im allgemeinen enthält die Basisschicht mindestens 50 Gew.-%, vorzugsweise 75 bis 100 Gew.-%, insbesondere 90 bis 100 Gew.-%, der Propylenpolymeren, jeweils bezogen auf die Basisschicht.

Das Propylenpolymere enthält im allgemeinen 90 bis 100 Gew.-%, vorzugsweise 95 bis 100 Gew.-%, insbesondere 98 bis 100 Gew.-%, Propyleneinheiten und besitzt im allgemeinen einen Schmelzpunkt von 120°C oder höher, vorzugsweise 150 bis 170°C, und im allgemeinen einen Schmelzflußindex von 0,5 g/10 min bis 8 g/10 min, vorzugsweise 2 g/10 min bis 5 g/10 min, bei 230°C und einer Kraft von 21,6 N (DIN 53 735). Isotaktisches Propylenhomopolymer mit einem ataktischen Anteil von 15 Gew.-% und weniger, Copolymere von Ethylen und Propylen mit einem Ethylengehalt von 10 Gew.-% oder weniger, Copolymere von Propylen mit C₄-C₈-α-Olefinen mit einem α-Olefingehalt von 10 Gew.-% oder weniger, Terpolymere von Propylen, Ethylen und Butylen mit einem Ethylengehalt von 10 Gew.-% oder weniger und mit einem Butylengehalt von 15 Gew.-% oder weniger stellen bevorzugte Propylenpolymere für die Basisschicht dar, wobei isotaktisches Propylenhomopolymer besonders bevorzugt ist. Die angegebenen Gewichtsprozente beziehen sich auf das jeweilige Polymere.

Des weiteren ist eine Mischung aus den genannten Propylenhomo- und/oder -copo lymeren und/oder -terpolymeren und anderen Polyolefinen, insbesondere aus Monomeren mit 2 bis 6 C-Atomen, geeignet, wobei die Mischung mindestens 50 Gew.-%, insbesondere mindestens 75 Gew.-%, Propylenpolymerisat enthält. Geeignete andere Polyolefine in der Polymermischung sind Polyethylene, insbesondere HDPE, LDPE und LLDPE, wobei der Anteil dieser Polyolefine jeweils 15 Gew.-%, bezogen auf die Polymermischung, nicht übersteigt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Folie wird das Propylenpolymere der Basisschicht peroxidisch abgebaut.

Ein Maß den Grad des Abbaus des Polymeren ist der sogenannte Abbaufaktor A welcher die relative Änderung des Schmelzflußindex nach DIN 53 735 des Polypropylens, bezogen auf das Ausgangspolymere, angibt.

A = MFI₁/MFI₂
MFI₁ = Schmelzflußindex des Propylenpolymeren vor dem Zusatz des organischen Peroxids
MFI₂ = Schmelzflußindex des peroxidisch abgebauten Propylenpolymeren.

Im allgemeinen liegt der Abbaufaktor A des eingesetzten Propylenpolymeren in einem Bereich von 3 bis 15, vorzugsweise 6 bis 10. Als organische Peroxide sind Dialkylperoxide besonders bevorzugt, wobei unter einem Alkylrest die üblichen gesättigten geradkettigen oder verzweigten niederen Alkylreste mit bis zu sechs Kohlenstoffatomen verstanden werden. Insbesondere sind 2,5-Dimethyl-2,5-di(t-bu tylperoxy)-hexan oder Di-t-butylperoxid bevorzugt.

Im allgemeinen kann die Basisschicht Stabilisatoren und Neutralisationsmittel in jeweils wirksamen Mengen sowie gegebenenfalls Gleitmittel, Antistatika und/oder Kohlenwasserstoffharz enthalten.

Als Harze sind insbesondere Kohlenwasserstoffharze bevorzugt. Die Kohlenwasserstoffharze können teilweise oder vollständig hydriert sein. Als Harze kommen grundsätzlich synthetische Harze oder Harze natürlichen Ursprungs in Frage. Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, Harze mit einem Erweichungspunkt von größer 80°C (gemessen nach DIN 1995-U4 bzw. ASTM E-28) einzusetzen, wobei solche mit einem Erweichungspunkt von 100 bis 180°C, insbesondere 120 bis 160°C, bevorzugt sind. Die Einarbeitung des Harzes in die Folie erfolgt vorzugsweise in Form eines Masterbatches, welches in den Extruder (z. B. Einschnecken- oder Kaskadenextruder) zugegeben wird. Üblich sind beispielsweise Masterbatche, in denen 30 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise 50 Gew.-%, Propylenhomopolymeres und 70 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 50 Gew.-%, Kohlenwasserstoffharz enthalten sind. Die Angaben in Gew.-% beziehen sich auf das Gesamtgewicht an Propylenpolymer und Kohlenwasserstoffharz.

Unter den zahlreichen Harzen sind Kohlenwasserstoffharze bevorzugt, und zwar in Form der Erdölharze (Petroleumharze), Styrolharze, Cyclopentadienharze und Terpenharze (diese Harze sind in Ullmann's Enzyklopädie der techn. Chemie, 4. Auflage, Band 12, Seiten 525 bis 555, beschrieben).

Die Erdölharze sind solche Kohlenwasserstoffharze, die durch Polymerisation von tiefzersetzten (deep-decomposed) Erdölmaterialien in Gegenwart eines Katalysators hergestellt werden. Diese Erdölmaterialien enthalten gewöhnlich ein Gemisch von harzbildenden Substanzen wie Styrol, Methylstyrol, Vinyltoluol, Inden, Methylinden, Butadien, Isopren, Piperylen und Pentylen. Die Styrolharze sind Homopolymere von Styrol oder Copolymere von Styrol mit anderen Monomeren wie Methylstyrol, Vinyltoluol und Butadien. Die Cyclopentadienharze sind Cyclopentadienhomopolymere oder Cyclopentadiencopolymere, die aus Kohlenteerdestillaten und zerlegtem Erdölgas erhalten werden. Diese Harze werden hergestellt, indem die Materialien, die Cyclopentadien enthalten, während einer langen Zeit bei hoher Temperatur gehalten werden. In Abhängigkeit von der Reaktionstemperatur können Dimere, Trimere oder Oligomere erhalten werden.

Die Terpenharze sind Polymerisate von Terpenen, d. h. Kohlenwasserstoffen der Formel C₁₀H₁₆, die in fast allen etherischen Ölen oder ölhaltigen Harzen von Pflanzen enthalten sind, und phenolmodifizierte Terpenharze. Als spezielle Beispiele der Terpene sind Pinen, α-Pinen, Dipenten, Limonen, Myrcen, Camphen und ähnliche Terpene zu nennen. Bei den Kohlenwasserstoffharzen kann es sich auch um die sogenannten modifizierten Kohlenwasserstoffharze handeln. Die Modifizierung erfolgt im allgemeinen durch Reaktion der Rohstoffe vor der Polymerisation, durch Einführung spezieller Monomere oder durch Reaktion des polymerisierten Produkts, wobei insbesondere Hydrierungen oder Teilhydrierungen vorgenommen werden.

Als Kohlenwasserstoffharze werden außerdem Styrolhomopolymerisate, Styrolcopolymerisate, Cyclopentadienhomopolymerisate, Cyclopentadiencopolymerisate und/oder Terpenpolymerisate mit einem Erweichungspunkt von jeweils oberhalb 100°C eingesetzt (bei den ungesättigten Polymerisaten ist das hydrierte Produkt bevorzugt). Ganz besonders bevorzugt werden die Cclopentadienpolymerisate mit einem Erweichungspunkt von 140°C und darüber in der Basisschicht eingesetzt.

Die erfindungsgemäße Polyolefinfolie umfaßt mindestens eine Deckschicht A, welche auf der vorstehend beschriebenen Basisschicht B aufgebracht ist. Für diese Deckschicht können prinzipiell die gleichen Polymere verwendet werden, wie für die Basisschicht. Daneben können in die Deckschicht auch andere Materialien enthalten sein, wobei dann die Deckschicht bevorzugt aus einem Gemisch von Polymeren, einem Copolymeren oder einem Homopolymeren besteht.

Die erfindungsgemäße Deckschicht A besteht in der Regel aus α-Olefinen mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen.

Im allgemeinen enthält die Deckschicht
ein Propylenhomopolymer oder
ein Copolymer von
Ethylen und Propylen oder
Ethylen und Butylen oder
Propylen und Butylen oder
Ethylen und einem anderen α-Olefin mit 5 bis 10 Kohlenstoffatomen oder
Propylen und einem anderen α-Olefin mit 5 bis 10 Kohlenstoffatomen oder
ein Terpolymer von
Ethylen und Propylen und Butylen oder
Ethylen und Propylen und einem anderen α-Olefin mit 5 bis 10 Kohlenstoffatomen oder
eine Mischung aus zwei oder mehreren der genannten Homo-, Co- und Terpolymeren oder
ein Blend aus zwei oder mehreren der genannten Homo-, Co- und Terpolymeren, gegebenenfalls gemischt mit einem oder mehreren der genannten Homo-, Co- und Terpolymeren.

Besonders bevorzugt enthält die Deckschicht im wesentlichen
ein Propylenhomopolymer oder
ein Copolymer von
Ethylen und Propylen oder
Ethylen und Butylen-1 oder
Propylen und Butylen-1 oder
ein Terpolymer von
Ethylen und Propylen und Butylen-1 oder
eine Mischung aus zwei oder mehreren der genannten besonders bevorzugten Homo-, Co- und Terpolymeren oder
ein Blend aus zwei oder mehreren der genannten besonders bevorzugten Homo-, Co- und Terpolymeren, gegebenenfalls gemischt mit einem oder mehreren der genannten Homo-, Co- und Terpolymeren,
wobei insbesondere Propylenhomopolymer oder statistische Ethylen-Propylen-Copolymere mit
einem Ethylengehalt von 1 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 2 bis 8 Gew.-%, oder
statistische Propylen-Butylen-1-Copolymere mit
einem Butylengehalt von 4 bis 25 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 20 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Copolymeren, oder statistische Ethylen-Propylen-Butylen-1-Terpolymere mit
einem Ethylengehalt von 1 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 2 bis 6 Gew.-%, und
einem Butylen-1-Gehalt von 3 bis 20 Gew.-%, bevorzugt 8 bis 10 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Terpolymeren, oder
ein Blend aus einem Ethylen-Propylen-Butylen-1-Terpolymeren und einem Propylen-Butylen-1 -Copolymeren
mit einem Ethylengehalt von 0,1 bis 7 Gew.-%
und einem Propylengehalt von 50 bis 90 Gew.-%
und einem Butylen-1-Gehalt von 10 bis 40 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Polymerblends,
bevorzugt sind.

Das in der Deckschicht eingesetzte Propylenhomopolymere enthält zum überwiegenden Teil (mindestens 90%) Propylen und besitzt einen Schmelzpunkt von 140°C oder höher, vorzugsweise 150 bis 170°C, wobei isotaktisches Homopolypropylen mit einem n-heptanlöslichen Anteil von 6 Gew.-% und weniger, bezogen auf das isotaktische Homopolypropylen, bevorzugt ist. Das Homopolymere der Komponente I bzw. das in dieser enthaltene Homopolymere hat im allgemeinen einen Schmelzflußindex von 0,5 g/10 min bis 15 g/10 min, vorzugsweise 2,0 g/10 min bis 10 g/10 min.

Die in der Deckschicht eingesetzten vorstehend beschriebenen Copolymeren weisen im allgemeinen einen Schmelzflußindex von 2 bis 20 g/10 min, vorzugsweise von 4 bis 15 g/10 min, auf. Der Schmelzpunkt liegt im Bereich von 120 bis 140°C. Die in der Deckschicht eingesetzten Terpolymeren haben einen Schmelzflußindex im Bereich von 2 bis 20 g/10 min, vorzugsweise von 4 bis 15 g/10 min, und einen Schmelzpunkt im Bereich von 120 bis 140°C. Das vorstehend beschriebene Blend aus Co- und Terpolymeren hat einen Schmelzflußindex von 5 bis 9 g/10 min und einen Schmelzpunkt von 120 bis 150°C. Alle vorstehend angegebenen Schmelzflußindices werden bei 230°C und einer Kraft von 21,6 N (DIN 53 735) gemessen.

Gegebenenfalls können die Deckschichtpolymeren in der gleichen Weise wie vorstehend für die Basisschicht beschrieben peroxidisch abgebaut sein, wobei grundsätzlich die gleichen Peroxide verwendet werden. Der Abbaufaktor für die Deckschichtpolymeren liegt im allgemeinen in einem Bereich von 3 bis 15, vorzugsweise 6 bis 10.

Gegebenenfalls können der/den Deckschicht/en in gleicher Weise wie vorstehend für die Basisschicht beschrieben ebenfalls Kohlenwasserstoffharze zugesetzt werden. Die Deckschichten enthalten im allgemeinen 1 bis 40 Gew.-%, insbesondere 2 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 3 bis 20 Gew.-%, Harz. Ausführungsformen mit harzhaltigen Deckschichten sind besonders vorteilhaft bezüglich ihrer Optik wie Glanz und Transparenz und bezüglich der Sperreigenschaften gegenüber Wasserdampf und Sauerstoff. Im allgemeinen sollten harzhaltige Deckschichten Antiblockmittel enthalten, um eine gute Maschinengängigkeit zu gewährleisten.

Die erfindungsgemäße Mehrschichtfolie umfaßt zumindest die vorstehend beschriebene Basisschicht und mindestens eine Deckschicht. Je nach ihrem vorgesehenen Verwendungszweck kann die Mehrschichtfolie eine weitere Deckschicht C auf der der Deckschicht A gegenüberliegenden Seite der Basisschicht aufweisen. Gegebenenfalls kann/können auch eine oder mehrere Zwischenschicht/en zwischen der Basis- und der/den Deckschicht/en aufgebracht werden.

Bevorzugte Ausführungsformen der Mehrschichtfolie sind dreischichtig. Aufbau, Dicke und Zusammensetzung einer zweiten Deckschicht können unabhängig von der bereits vorhandenen Deckschicht gewählt werden, wobei die zweite Deckschicht ebenfalls eine der vorstehend beschriebenen Polymeren oder Polymermischungen enthalten kann, welche aber nicht mit der der ersten Deckschicht identisch sein muß. Die zweite Deckschicht kann jedoch auch andere gängige Deckschichtpolymere enthalten.

Die Dicke der Deckschicht/en ist größer als 0,1 µm und liegt vorzugsweise im Bereich von 0,2 bis 5 µm, insbesondere 0,4 bis 3 µm, wobei beidseitige Deckschichten gleich oder verschieden dick sein können.

Die Gesamtdicke der erfindungsgemäßen Polyolefin-Mehrschichtfolie kann innerhalb weiter Grenzen variieren und richtet sich nach dem beabsichtigten Einsatz. Sie beträgt vorzugsweise 3 bis 100 µm, insbesondere 8 bis 60 µm, wobei die Basisschicht etwa 50 bis 96% der Gesamtfoliendicke ausmacht.

Die Dichte der Folie liegt im allgemeinen bei 0,9 g/cm² oder darüber, vorzugsweise im Bereich von 0,9 bis 0,97 g/cm³.

Zur Verbesserung der Hafteigenschaften der Deckschicht/en kann mindestens eine Oberfläche der Folie corona- oder flammbehandelt werden, wobei gegebenenfalls die entsprechende Behandlung an beiden Oberflächen vorgenommen werden und gleich oder verschieden sein kann.

Um bestimmte Eigenschaften der erfindungsgemäßen Polyolefinfolie noch weiter zu verbessern, können sowohl die Basisschicht als auch die Deckschicht/en weitere Zusätze in einer jeweils wirksamen Menge enthalten, vorzugsweise Antistatika und/oder Antiblockmittel und/oder Gleitmittel und/oder Stabilisatoren und/oder Neutralisationsmittel, die mit den Propylenpolymeren der Basisschicht und der Deckschicht/en verträglich sind, mit Ausnahme der Antiblockmittel, die im allgemeinen unverträglich sind. Alle Mengenangaben in der folgenden Ausführung in Gewichtsprozent (Gew.-%) beziehen sich jeweils auf die Schicht oder Schichten, der oder denen das Additiv zugesetzt sein kann.

Bevorzugte Antistatika sind Alkali-alkansulfonate, polyethermodifizierte, d. h. ethoxylierte und/oder propoxylierte Polydiorganosiloxane (Polydialkylsiloxane Polyalkylphenylsiloxane und dergleichen) und/oder die im wesentlichen geradkettigen und gesättigten aliphatischen, tertiären Amine mit einem aliphatischen Rest mit 10 bis 20 Kohlenstoffatomen, die mit Hydroxy-(C₁-C₄)-alkyl-Gruppen substituiert sind, wobei N,N-bis-(2-hydroxyethyl)-alkylamine mit 10 bis 20 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 12 bis 18 Kohlenstoffatomen, im Alkylrest besonders geeignet sind. Die wirksame Menge an Antistatikum liegt im Bereich von 0,005 bis 0,5 Gew.-%. Des weiteren wird Glycerinmonostearat in einer Menge von 0,005% bis 0,5 Gew.-% bevorzugt als Antistatikum eingesetzt. Zur Erreichung guter Barrierewerte und einer guten Metallhaftung ist es zweckmäßig, den Anteil an Antistatika gering zu halten, wenn möglich, sogar ganz auf Antistatika zu verzichten.

Geeignete Antiblockmittel sind anorganische Zusatzstoffe wie Siliciumdioxid, Calciumcarbonat, Magnesiumsilicat, Aluminiumsilicat, Calciumphosphat und dergleichen und/oder unverträgliche organische Polymerisate wie Polyamide, Polyester, Polycarbonate und dergleichen, bevorzugt werden Benzoguanamin formaldehyd-Polymere, Siliciumdioxid und Calciumcarbonat. Die wirksame Menge an Antiblockmittel liegt im Bereich von 0,001 bis 2 Gew.-%, vorzugsweise 0,01 bis 0,8 Gew.-%. Die mittlere Teilchengröße liegt zwischen 1 und 6 µm, insbesondere 2 und 5 µm, wobei Teilchen mit einer kugelförmigen Gestalt, wie in der EP-A-0 236 945 und der DE-A-38 01 535 beschrieben, besonders geeignet sind. Bevorzugt werden die Antiblockmittel den Deckschichten zugesetzt.

Die erfindungsgemäße Schicht A wird zu Erfüllung der Gleichung (1) im allgemeinen nur wenig oder überhaupt nicht mit inerten Pigmenten gefüllt. Die Konzentration der inerten Partikel in der Schicht A liegt zwischen 0 und 0,08 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 0 und 0,065 Gew.-%, insbesondere zwischen 0 und 0,05 Gew.-% und ganz insbesondere zwischen 0 und 0,04 Gew.-% und richtet sich im wesentlichen nach der Größe der eingesetzten Partikel. Bevorzugte Partikel sind SiO₂ in kolloidaler und in kettenartiger Form. Die Partikeldurchmesser der eingesetzten Teilchen sind prinzipiell nicht eingeschränkt. Für die Lösung der Aufgabe hat es sich jedoch als günstig erwiesen, Teilchen mit einem mittleren Primärpartikeldurchmesser von kleiner als 60 nm, bevorzugt kleiner als 55 nm und besonders bevorzugt kleiner als 50 nm und/oder Teilchen mit einem mittleren Primärpartikeldurchmesser von größer als 1 µm, bevorzugt größer als 1,5 µm und besonders bevorzugt größer als 2 µm zu verwenden.

Gleitmittel sind höhere aliphatische Säureamide, höhere aliphatische Säureester, Wachse und Metallseifen sowie Polydimethylsiloxane. Die wirksame Menge an Gleitmittel liegt im Bereich von 0,001 bis 3 Gew.-%, vorzugsweise 0,002 bis 1 Gew.-%. Besonders geeignet ist der Zusatz von höheren aliphatischen Säureamiden im Bereich von 0,001 bis 0,25 Gew.-% in der Basisschicht und/oder den Deckschichten. Ein besonders geeignetes aliphatisches Säureamid ist Erucasäureamid. Zur Erzielung guter Barrierewerte und einer guten Metallhaftung ist es zweckmäßig, auf Gleitmittel weitgehend zu verzichten.

Als Stabilisatoren können die üblichen stabilisierend wirkenden Verbindungen für Ethylen-, Propylen- und andere α-Olefinpolymere eingesetzt werden. Deren Zusatzmenge liegt zwischen 0,05 und 2 Gew.-%. Besonders geeignet sind phenolische Stabilisatoren, Alkali-/Erdalkalistearate und/oder Alkali-/Erdalkalicarbonate.

Phenolische Stabilisatoren werden in einer Menge von 0,1 bis 0,6 Gew.-%, insbesondere 0,15 bis 0,3 Gew.-%, und mit einer Molmasse von mehr als 500 g/mol bevorzugt Pentaerythrityl-Tetrakis-3-(3,5-di-Tertiärbutyl-4-Hydroxy-phenyl)-Propionat oder 1,3,5-Trimethyl-2,4,6-tris(3,5-di-Tertiärbutyl-4-Hydroxybenzyl)benzol sind besonders vorteilhaft.

Neutralisationsmittel sind vorzugsweise Calciumstearat und/oder Calciumcarbonat einer mittleren Teilchengröße von höchstens 0,7 µm, einer absoluten Teilchengröße von kleiner 10 µm und einer spezifischen Oberfläche von mindestens 40 m²/g.

In der besonders bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Polypropylenfolie dreischichtig aufgebaut und enthält dann noch eine Schicht C. Die beiden Schichten A und C bilden dann die Deckschichten A und C. Aufbau, Dicke und Zusammensetzung der zweiten Deckschicht C können unabhängig von der bereits vorhandenen Deckschicht A gewählt werden, wobei die zweite Deckschicht ebenfalls die bereits genannten Polymere oder Polymermischungen enthalten kann, welche aber nicht mit der der ersten Deckschicht identisch sein müssen. Diese zweite Deckschicht enthält im allgemeinen mehr Pigmente (d. h. höhere Pigmentkonzentrationen) als die erste erfindungsgemäße Deckschicht A. Die Pigmentkonzentration in dieser zweiten Deckschicht liegt zwischen 0,02 und 1,0%, vorteilhaft zwischen 0,025 und 0,8%, insbesondere zwischen 0,03 und 0,6% und ganz besonders bevorzugt zwischen 0,035 und 0,5%. Sie richtet sich z. B. nach dem gewünschten Verarbeitungsverhalten der Folie. Vorzugsweise wird/werden die Pigmentart/en, die Pigmentkonzentration/en und die Partikelkonzentration/en als auch die Schichtdickenverhältnisse so gewählt, daß eine gute Optik, sowie eine gute Herstellbarkeit und Verarbeitbarkeit der Folie gegeben ist.

Es hat sich als günstig erwiesen, die Herstellbarkeit und die Verarbeitbarkeit der Folie durch die folgenden Parameter der Seite C zu beschreiben

a) mittlere Rauhigkeit R_a,C
b) Haft-/Gleitreibung µ_C dieser Seite gegen sich selbst und durch die
c) Anzahl der Erhebungen/Vorsprünge N_c/mm².

Vorteilhaft ist es, wenn die Folie so ausgebildet ist, daß auf dieser der erfindungsgemäßen Deckschicht gegenüberliegenden Oberfläche C (oder B, bei einer zweischichtigen Folie)

a) der R_a-Wert zwischen 20 und 300 nm
b) die Haft-/Gleitreibung µ_C dieser Schicht gegen sich selbst kleiner als 0,5 und
c) die Anzahl der Erhebungen/Vorsprünge N_C/mm² durch die Gleichungen
A_h2 - B_h2.log h/µm < N_C/mm² < A_h3 - B_h3.log h/µm (3)
0,05 µm < h < 1,0 µm

A_h2

= -1,000
B_h2

= 3,70
A_h3

= 2,477;
B_h3

= 2,22.

A_d2 - B_d2.log d/µm < N_C/mm² < A_d3 - B_d3.log d/µm (4)
0,2 µm < d < 10 µm

A_d2 = 1,700;
B_d2 = 3,86
A_d3 = 4,700;
B_d3 = 2,70

ausgedrückt wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform liegt der R_a-Wert zwischen 30 und 250 nm und insbesondere zwischen 35 und 200 nm.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Haft-/Gleitreibung µ_c dieser Schicht gegen sich selbst kleiner als 0,45 und insbesondere kleiner als 0,40.

In einer bevorzugten Ausführungsform besitzen die Konstanten A_h2 bis B_h2der Gleichung (3) die Werte A_h2=-0,523, B_h2=3,523, A_h3=2,300 und B_h3=2,3, in einer besonders bevorzugten Ausführungsform die Werte A_h2=0,00, B_h2=3,300, A_h3=2,000 und B_h3=2,400 und ganz besonders bevorzugt die Werte A_h2=1,420, B_h2=2,500, A_h3=2,000 und B_h3=3,000.

In einer bevorzugten Ausführungsform besitzen die Konstanten A_d2 bis B_d3 der Gleichung (4) die Werte A_d2=2,00, B_d2=3,630, A_d3=4,40 und B_d3=2,70, in einer bevorzugten Ausführungsform die Werte A_d2=2,400, B_d2=3,720, A_d3=4,000 und B_d3=2,600 und ganz besonders bevorzugt die Werte A_d2=3,400, B_d2=21400, A_d3=4,000 und B_d3=3,300.

Zwischen der Basisschicht und den Deckschicht(en) kann sich gegebenenfalls noch eine Zwischenschicht befinden. Diese kann wiederum aus den für die Basisschichten beschriebenen Polymeren bestehen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform besteht sie aus dem für die Basisschicht verwendeten Polypropylen. Sie kann auch die beschriebenen üblichen Additive enthalten. Die Dicke der Zwischenschicht ist im allgemeinen größer als 0,3 µm und liegt vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 15 µm, insbesondere im Bereich von 1,0 bis 10 µm und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 1,0 bis 5 µm.

Bei der besonders vorteilhaften dreischichtigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Folie ist die Dicke der Deckschicht(en) A (und C) im allgemeinen größer als 0,1 µm und liegt allgemein im Bereich von 0,2 bis 3,0 µm, vorteilhaft im Bereich von 0,2 bis 2,5 µm, insbesondere im Bereich von 0,3 bis 2 µm und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,3 bis 1,5 µm, wobei die Deckschichten A und C gleich oder verschieden dick sein können.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Mehrschichtfolie nach dem an sich bekannten Coextrusionsverfahren.

Im Rahmen dieses Verfahrens wird so vorgegangen, daß die den einzelnen Schichten der Folie entsprechenden Schmelzen durch eine Flachdüse coextrudiert werden, die so erhaltene Folie zur Verfestigung auf einer oder mehreren Walzein abgezogen wird, die Folie anschließend biaxial gestreckt (orientiert), die biaxial gestreckte Folie thermofixiert und gegebenenfalls an der zur Coronabehandlung vorgesehenen Oberflächenschicht coronabehandelt wird.

Die biaxiale Streckung (Orientierung) wird im allgemeinen aufeinanderfolgend durchgeführt, wobei die aufeinanderfolgende biaxiale Streckung, bei der zuerst längs (in Maschinenrichtung) und dann quer (senkrecht zur Maschinenrichtung) gestreckt wird, bevorzugt ist.

Zunächst wird wie beim Coextrusionsverfahren üblich das Polymere bzw. die Polymermischung der einzelnen Schichten in einem Extruder komprimiert und verflüssigt, wobei die gegebenenfalls zugesetzten Additive bereits im Polymer bzw. in der Polymermischung enthalten sein können. Insbesondere die Harze werden bevorzugt in Form eines Masterbatches zugegeben. Die Schmelzen werden dann gleichzeitig durch eine Flachdüse (Breitschlitzdüse) gepreßt, und die ausgepreßte mehrschichtige Folie wird auf einer oder mehreren Abzugswalzen abgezogen, wobei sie abkühlt und sich verfestigt.

Die so erhaltene Folie wird dann längs und quer zur Extrusionsrichtung gestreckt, was zu einer Orientierung der Molekülketten führt. Das Längsstrecken wird man zweckmä ßigerweise mit Hilfe zweier entsprechend dem angestrebten Streckverhältnis verschieden schnellaufender Walzen durchführen und das Querstrecken mit Hilfe eines entsprechenden Kluppenrahmens. Die erfindungsgemäßen Längsstreckungsverhältnisse sind 4,0 bis 9, vorzugsweise 4,5 bis 8,0. Dement sprechend sind auch die Querstreckverhältnisse zu wählen. Vorzugsweise ergibt sich hier ein Bereich von 5,0 bis 11,0.

An die biaxiale Streckung der Folie schließt sich ihre Thermofixierung (Wärmebehand lung) an, wobei die Folie etwa 0,1 bis 10 s lang bei einer Temperatur von 100 bis 160°C gehalten wird. Anschließend wird die Folie in üblicher Weise mit einer Aufwickeleinrichtung aufgewickelt.

Es hat sich als besonders günstig erwiesen, die Abzugswalze oder -walzen, durch die die ausgepreßte Folie abgekühlt und verfestigt wird, durch einen Heiz- und Kühlkreislauf bei einer Temperatur von 10 bis 100°C, vorzugsweise 20 bis 70°C, zu halten.

Die Temperaturen, bei denen die Längs- und Querstreckung durchgeführt werden, können in einem relativ großen Bereich variieren und richten sich nach der jeweiligen Zusammensetzung der Basis- und der Deckschichtmischung und nach den ge wünschten Eigenschaften der Folie. Im allgemeinen wird die Längsstreckung vorzugs weise bei 80 bis 150°C und die Querstreckung vorzugsweise bei 120 bis 170°C durchgeführt.

Gegebenenfalls kann/können wie oben erwähnt nach der biaxialen Streckung eine oder beide Oberfläche/n der Folie nach einer der bekannten Methoden corona- oder flammbehandelt werden. Die Behandlungsintensität liegt im allgemeinen im Bereich von 37 bis 50 mN/m, vorzugsweise 38 bis 45 mN/m.

Bei der Coronabehandlung wird zweckmäßigerweise so vorgegangen, daß die Folie zwischen zwei als Elektroden dienenden Leiterelementen hindurchgeführt wird, wobei zwischen den Elektroden eine so hohe Spannung, meist Wechselspannung (etwa 5 bis 20 kV und 5 bis 30 kHz), angelegt ist, daß Sprüh- oder Coronaentladungen stattfinden können. Durch die Sprüh- oder Coronaentladung wird die Luft oberhalb der Folienoberfläche ionisiert und reagiert mit den Molekülen der Folienoberfläche, so daß polare Einlagerungen in der im wesentlichen unpolaren Polymermatrix entstehen.

Für eine Flammbehandlung mit polarisierter Flamme (vgl. US-A-4,622,237) wird eine elektrische Gleichspannung zwischen einem Brenner (negativer Pol) und einer Kühlwalze angelegt. Die Höhe der angelegten Spannung beträgt zwischen 400 und 3 000 V, vorzugsweise liegt sie im Bereich von 500 bis 2 000 V. Durch die angelegte Spannung erhalten die ionisierten Atome eine erhöhte Beschleunigung und treffen mit größerer kinetischer Energie auf die Polymeroberfläche. Die chemischen Bindungen innerhalb des Polymermoleküls werden leichter aufgebrochen, und die Radikalbildung geht schneller vonstatten.

Bei einer Metallisierung der Folie auf der erfindungsgemäßen Schicht A besteht die Metallschicht bevorzugt aus Aluminium. Doch sind auch andere Materialien geeignet, die sich in Form einer dünnen, zusammenhängenden Schicht aufbringen lassen. Insbesondere ist z. B. Silizium geeignet, welches im Vergleich zu Aluminium eine transparente Barriereschicht ergibt. Die oxidische Schicht besteht bevorzugt aus Oxiden von Elementen der II., III. oder IV. Hauptgruppe des Periodensystems, insbesondere Oxiden des Magnesiums, Aluminiums oder Siliciums. Allgemein werden solche metallischen oder oxidischen Materialien verwendet, die bei vermindertem Druck bzw. im Vakuum aufgebracht werden können. Die Dicke der aufgebrachten Schicht beträgt allgemein 10 bis 100 nm.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Herstellungskosten der erfindungs gemäßen Folie vergleichbar sind mit denjenigen nach dem Stand der Technik. Die sonstigen verarbeitungs- und gebrauchsrelevanten Eigenschaften der erfindungsgemäßen Folie bleiben im wesentlichen unverändert oder sind sogar verbessert. Daneben ist bei der Herstellung der Folie gewährleistet, daß das Regenerat in einer Konzentration von 20 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Folie, wieder verwendet werden kann, ohne daß dabei die physikalischen Eigenschaften der Folie nennenswert negativ beeinflußt werden.

Die Folie eignet sich hervorragend zur Verpackung von licht- und/oder luftempfindli chen Nahrungs- und Genußmitteln.

Zusammengefaßt zeichnet sich die erfindungsgemäße Folie durch einen hohen Glanz, insbesondere einen hohen Glanz der Folienoberfläche A, und durch eine niedrige Trübung aus. Desweiteren besitzt die Folie eine hervorragende Sauerstoffbarriere, nachdem sie auf der Folienoberfläche A metallisiert oder mit oxidischen Materialien beschichtet worden ist. Außerdem besitzt sie ein gutes Wickel- und Verarbeitungsverhalten.

Der Glanz der Folienoberfläche A ist größer als 120. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Glanz dieser Seite mehr als 125 und in einer besonders bevorzugten Ausführungsform mehr als 130. Diese Folienoberfläche eignet sich daher insbesondere für die Bedruckung oder für die Metallisierung. Der hohe Glanz der Folie überträgt sich auf den Druck oder die aufgebrachte Metallschicht und verleiht somit der Folie das gewollte werbewirksame Aussehen.

Die Trübung der Folie ist kleiner als 3,0. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Trübung der Folie weniger als 2,5 und in einer besonders bevorzugten Ausführungsform weniger als 2,0.

Die Folie besitzt eine Sauerstoffbarriere von kleiner als 30 cm³ m^-2 d^-1 bar^-1, vorzugsweise kleiner als 25 cm³ m^-2 d^-1 bar^-1 und besonders bevorzugt kleiner als 20 cm³ m^-2 d^-1 bar^-1, nachdem sie auf der Folienoberfläche A metallisiert worden ist.

Der Reibungskoeffizient auf der zur A-Seite gegenüberliegenden Seite ist kleiner als 0,5. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Reibungskoeffizient der Folie dort weniger als 0,45 und in einer besonders bevorzugten Ausführungsform weniger als 0,4.

Die nachstehende Tabelle (Tabelle 1) faßt die wichtigsten erfindungsgemäßen Folieneigenschaften noch einmal zusammen.

Tabelle 1

Zur Charakterisierung der Rohstoffe und der Folien wurden die folgenden Meß methoden benutzt:

(1) Optische Dichte

Zur Messung der optischen Dichte wurde das Densitometer Macbeth TD-904 von Macbeth (Division of Kollmorgen Instruments Corp.) eingesetzt. Die optische Dichte ist definiert als OD=-Ig I/I₀, wobei I: die Intensität des eingestrahlten Lichtes, I₀: die Intensität des ausgestrahlten Lichtes und I/I₀: die Transmission bedeuten.

(2) Sauerstoffbarriere

Die Messung der Sauerstoffbarriere an den metallisierten Folien erfolgte mit einem OX-TRAN 2/20 von Mocon Modern Controls (USA) entsprechend DIN 53 380, Teil 3.

(3) Reibung

Die Reibung wurde nach DIN 53 375 bestimmt. Die Reibungszahl wurde 14 Tage nach der Produktion gemessen.

(4) Oberflächenspannung

Die Oberflächenspannung wurde mittels der sogenannten Tintenmethode (DIN 53 364) bestimmt.

(5) Trübung

Die Trübung der Folie wurde nach ASTM-D 1003-52 gemessen. Die Trübungsmes sung nach Hölz wurde in Anlehnung an ASTM-D 1003-52 bestimmt, wobei jedoch zur Ausnutzung des optimalen Meßbereichs an vier übereinanderliegenden Folienlagen gemessen und anstelle einer 4E-Lochblende eine 1°-Spaltblende eingesetzt wurde.

(6) Glanz

Der Glanz wurde nach DIN 67 530 bestimmt. Gemessen wurde der Reflektorwert als optische Kenngröße für die Oberfläche einer Folie. Angelehnt an die Normen ASTM-D 523-78 und ISO 2813 wurde der Einstrahlwinkel mit 20° oder 60° eingestellt. Ein Lichtstrahl trifft unter dem eingestellten Einstrahlwinkel auf die ebene Prüffläche und werden von dieser reflektiert bzw. gestreut. Die auf den photoelektronischen Empfän ger auffallenden Lichtstrahlen werden als proportionale elektrische Größe angezeigt. Der Meßwert ist dimensionslos und muß mit dem Einstrahlwinkel angegeben werden.

(7) Bestimmung der Korngrößen auf Folienoberflächen

Die Bestimmung der Größenverteilung von Antiblockmittelteilchen (Korngrößenver teilung) auf Folienoberflächen erfolgt mit einem Rasterelektronenmikroskop (z. B. DSM 982 Gemini, Fa. Leo GmbH (Zeiss)) Verbindung mit einem Bildanalysensystem. Die gewählten Vergrößerungen waren in allen Fällen 1700fach.

Für diese Messungen werden Folienproben flach auf einen Probenhalter aufgebracht. Anschließend werden diese unter einem Winkel α mit einer dünnen Metallschicht (z. B. aus Silber) schräg bedampft. Dabei ist α der Winkel zwischen Probenoberfläche und der Ausbreitungsrichtung des Metalldampfes. Durch diese Schrägbedampfung ent steht an den Antiblockmittelteilchen ein Schattenwurf. Da die Schatten noch nicht elektrisch leitfähig sind, kann die Probe anschließend noch mit einem zweiten Metall (z. B. Gold) bedampft werden, wobei der Metalldampf dabei senkrecht auf die Proben oberfläche auftrifft.

Die so präparierten Probenoberflächen werden in einem Rasterelektronenmikroskop (REM) abgebildet. Die Schatten der Antiblockmittelteilchen sind infolge des Material kontrastes sichtbar. Die Probe wird im REM so orientiert, daß die Schatten parallel zum unteren Bildrand (x-Richtung) verlaufen. In dieser Einstellung werden REM-Bilder angefertigt und in ein Bildanalysesystem übertragen. Mit diesem Bildanalysesystem werden nun die Längen der Schatten (in x-Richtung) und ihre maximale Ausdehnung in y-Richtung (parallel zum senkrechten Bildrand) vermessen.

Der Durchmesser D der Antiblockmittelteilchen in Höhe der Probenoberfläche ist gleich der maximalen Ausdehnung der Schatten d in y-Richtung. Die Höhe der Anti blockmittelteilchen, gemessen ab der Folienoberfläche errechnet sich aus dem Be dampfungswinkel α und der Schattenlänge L und unter Kenntnis der für die REM-Abbildung gewählten Vergrößerung V zu:

h = (tan(α).L)/V.

Um eine genügend hohe statistische Sicherheit zu erreichen, werden einige tausend Antiblockmittelteilchen vermessen. Für die Durchmesser und Höhen der Teilchen werden dann mit Hilfe der bekannten statistischen Methoden Häufigkeitsverteilungen erstellt. Für den Teilchendurchmesser D wird dazu eine Klassen breite von 0,2 µm und für die Teilchenhöhe h eine Klassenbreite von 0,05 µm gewählt.

(8) Rauhigkeit

Die Rauhigkeit R_a der Folie wurde nach DIN 4768 bei einem Cut-off von 0,25 mm bestimmt.

(9) Schmelzflußindex

Der Schmelzflußindex wurde in Anlehnung an DIN 53 735 bei 21,6 N Belastung und 230°C bzw. bei 50 N Belastung und 190°C gemessen.

(10) Schmelzpunkt

DSC-Messung, Maximum der Schmelzkurve, Aufheizgeschwindigkeit 20°C/min.

Beispiel 1

Es wurde durch Coextrusion und anschließende stufenweise Orientierung in Längs- und Querrichtung eine transparente dreischichtige Folie mit ABC-Aufbau und einer Gesamtdicke von 20 µm hergestellt. Die Dicke der jeweiligen Schichten ist der Tabelle 2 zu entnehmen.

Deckschicht A, Mischung aus:

94,0 Gew.-%	Isotaktisches Polypropylen mit einem MFI von 4 g/10 min
6,0 Gew.-%	Masterbatch aus 99,0 Gew.-% Polypropylen mit einem MFI von 4 g/10 min und 0,5 Gew.-% Sylobloc 44 (kolloidales SiO₂ der Fa. Grace) und 0,5 Gew.-% Aerosil TT 600 (kettenartiges SiO₂ der Fa. Degussa)

Basisschicht B:
99,8 Gew.-% Polypropylen mit einem MFI von 4 g/10 min
0,2 Gew.-% N,N-bis-ethoxyalkylamin.

Deckschicht C, Mischung aus:

84,0 Gew.-%	Isotaktisches Polypropylen mit einem MFI von 4 g/10 min
16,0 Gew.-%	Masterbatch aus 99,0 Gew.-% Polypropylen mit einem MFI von 4 g/10 min und 0,5 Gew.-% Sylobloc 44 (kolloidales SiO₂ der Fa. Grace) und 0,5 Gew.-% Aerosil TT 600 (kettenartiges SiO₂ der Fa. Degussa)

Die Herstellungsbedingungen in den einzelnen Verfahrensschritten waren:

Die Folie zeichnet sich durch sehr gute optische Eigenschaften und durch ein gutes Verarbeitungsverhalten aus (vgl. Tabelle 3).

Nach Herstellung der Folie (nach diesem Beispiel und allen folgenden Beispielen) wurde diese auf der A-Seite in einem industriellen Metallisierer mit Aluminium unter Vakuum bedampft. Die Beschichtungsgeschwindigkeit betrug 8 m/s und die optische Dichte 2,6.

Die Folie hatte die geforderte hohe Sauerstoffbarriere. Der Folienaufbau und die erzielten Eigenschaften derart hergestellter Folien sind in den Tabellen 2 und 3 dargestellt.

Beispiel 2

In ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 wurde durch Coextrusion und anschließende stufenweise Orientierung in Längs- und Querrichtung eine transparente dreischichtige Folie mit ABC-Aufbau und einer Gesamtdicke von 20 µm hergestellt. Im Vergleich zu Beispiel 1 wurde nur die Deckschicht A geändert.
Deckschicht A, Mischung aus:

98,0 Gew.-%	Isotaktisches Polypropylen mit einem MFI von 4 g/10 min
2,00 Gew.-%	Masterbatch aus 99,0 Gew.-% Polypropylen mit einem MFI von 4 g/10 min und 0,5 Gew.-% Sylobloc 44 H (kolloidales SiO₂ der Fa. Grace) und 0,5 Gew.-% Aerosil TT 600 (kettenartiges SiO₂ der Fa. Degussa)

Die Verfahrensbedingungen waren für alle Schichten wie in Beispiel 1 gewählt.

Beispiel 3

In ähnlicher Weise wie in Beispiel 2 wurde durch Coextrusion und anschließende stufenweise Orientierung in Längs- und Querrichtung eine transparente dreischichtige Folie mit ABC-Aufbau und einer Gesamtdicke von 20 µm hergestellt. Im Vergleich zu Beispiel 2 wurde nur die Deckschicht A geändert.
Deckschicht A, Mischung aus:

88,0 Gew.-%	Isotaktisches Polypropylen mit einem MFI von 4 g/10 min
10,0 Gew.-%	Gew.-% Kohlenwasserstoffharz (®Regalrez 1139 von Hercules Inc.) mit einer Erweichungstemperatur von 140°C und einem Molekulargewicht von 2500
2,0 Gew.-%	Masterbatch aus 99,0 Gew.-% Polypropylen mit einem MFI von 4 g/10 min und 0,5 Gew.-% Sylobloc 44 H (kolloidales SiO₂ der Fa. Grace) und 0,5 Gew.-% Aerosil TT 600 (kettenartiges SiO₂ der Fa. Degussa)

Die Verfahrensbedingungen waren für alle Schichten wie in Beispiel 1 gewählt.

Beispiel 4

In ähnlicher Weise wie in Beispiel 2 wurde durch Coextrusion und anschließende stufenweise Orientierung in Längs- und Querrichtung eine transparente dreischichtige Folie mit ABC-Aufbau und einer Gesamtdicke von 20 µm hergestellt. Im Vergleich zu Beispiel 2 wurde nur die Basisschicht B geändert.
Basisschicht B, Mischung aus:

89,8 Gew.-%	Polypropylen mit einem MFI von 4 g/10 min
0,2 Gew.-%	N,N-bis-ethoxyalkylamin
10,0 Gew.-%	Kohlenwasserstoffharz (®Regalrez 1139 von Hercules Inc.) mit einer Erweichungstemperatur von 140°C und einem Molekulargewicht von 2500

Claims

1. Biaxial orientierte, coextrudierte Polypropylenfolie mit einer Basisschicht B, die zu mindestens 80 Gew.-% aus thermoplastischem Polypropylen besteht und einer oder mehreren weiteren Schichten, wobei mindestens eine äußere Schicht A eine Anzahl von Erhebungen/Vorsprüngen- N pro mm² Folienoberfläche aufweist, die mit ihren jeweiligen Höhen h und Durchmesser d über folgende Gleichungen korreliert sind
log N/mm² < A_h - B_h.log h/µm, 0,05 µm < h < 1,0 µm (1)
A_h = 1,4; B_h = 2,5,
log N/mm² < A_d - B_d.log d/µm, 0,2 µm < d <10 µm (2)
A_d = 3,4; B_d = 2,4.

2. Polypropylenfolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht A weniger als 0,1 Gew.-% eines inerten Füllmaterials enthält.

3. Polypropylenfolie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Schicht A eine Dicke von 0,1 bis 3,0 µm aufweist.

4. Polypropylenfolie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie zweischichtig aufgebaut ist und aus der Basisschicht B und der Deckschicht A besteht.

5. Polypropylenfolie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie dreischichtig aufgebaut ist und aus einer äußeren Deckschicht A, der Basisschicht B und einer zweiten Deckschicht C besteht, welche auf der der Deckschicht A gegenüberliegenden Seite der Basisschicht B aufgebracht ist.

6. Polypropylenfolie nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht C pigmentiert ist.

7. Polypropylenfolie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht A pigmentiert ist.

8. Polypropylenfolie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine äußere Deckschicht coronabehandelt ist.

9. Polypropylenfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet daß, wenigstens eine Oberfläche metallisiert ist.

10. Polypropylenfolie nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die metallisierte Folie eine Sauerstoffbarriere von ≦30 cm³/m² bar d aufweist.

11. Polypropylenfolie nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die metallisierte Folie eine Sauerstoffbarriere von ≦25 cm³/m² bar d aufweist.

12. Verfahren zur Herstellung einer biaxial orientierten, mehrschichtigen Polypropylenfolie gemäß Anspruch 1, bei dem Polypropylenschmelzen entsprechend den Zusammensetzungen der Deck- und Basisschichten einer Mehrschichtdüse zugeführt werden, aus dieser auf eine Abkühlwalze extrudiert werden und die so erhaltene Vorfolie anschließend biaxial verstreckt und hitzefixiert wird, wobei mindestens eine äußere Deckschicht eine Anzahl von Erhebungen/Vorsprünge N pro mm² Folienoberfläche aufweist, die mit ihren jeweiligen Höhen h und Durchmesser d über folgende Gleichungen korreliert sind
log N/mm² < A_h - B_h.log h/µm, 0,05 µm < h < 1,0 µm (1)
A_h = 1,4; B_h = 2,5,
log N/mm² < A_d - B_d.log d/µm, 0,2 µm < d < 10 µm (2)
A_d = 3,4; B_d = 2,4.

13. Verfahren zur Herstellung einer biaxial orientierten, mehrschichtigen Polypropylenfolie nach Anspruch 12, bei dem Regenerat in einer Konzentration von 10 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Folie, der Extrusionsdüse zugeführt wird.

14. Verwendung der Folie nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 10 zum Verpacken von Lebens- und Genußmittel.