DE19827327A1 - Siegelbare Mehrschichtfolie aus einem Propen-Terpolymeren - Google Patents
Siegelbare Mehrschichtfolie aus einem Propen-TerpolymerenInfo
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Abstract
Siegelbare Mehrschichtfolie aus mindestens einer Deckschicht und mindestens einer Basisschicht, wobei die Deckschicht aus einem Propylen-Terpolymeren besteht, enthaltend 80 bis 99,5 Mol-% Strutureinheiten, die sich vom Propylen ableiten, 0,2 bis 15 Mol-% Struktureinheiten, die sich von Ethen oder einem C¶4¶-C¶6¶-Olefin (I) ableiten und 0,3 bis 15 Mol-% Struktureinheiten, die sich von einem weiteren, vom C¶4¶-C¶6¶-1-Olefin (I) verschiedenen, C¶4¶-C¶12¶-1-Olefin (II) ableiten und wobei das Propylen-Terpolymere mittels Metallocen-Katalysatoren hergestellt ist.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine siegelbare Mehrschicht
folie aus mindestens einer Deckschicht und mindestens einer
Basisschicht, wobei die Deckschicht aus einem Propylen-Terpolyme
ren besteht, enthaltend 80 bis 99,5 mol-% Struktureinheiten, die
sich vom Propylen ableiten, 0,2 bis 15 mol-% Struktureinheiten,
die sich von Ethen oder einem C4-C6-1-Olefin (I) ableiten und 0,3
bis 15 mol-% Struktureinheiten, die sich von einem weiteren, vom
C4-C6-1-Olefin (I) verschiedenen, C4-C12-1-Olefin (II) ableiten
und wobei das Propylen-Terpolymere mittels Metallocen-Kataly
satoren hergestellt ist.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur
Herstellung einer siegelbaren Mehrschichtfolie sowie Verpackungen
aus den siegelbaren Mehrschichtfolien.
Folien aus Polypropylen finden breite Anwendung im Verpackungs
bereich und besitzen dort eine erheblich technische Bedeutung.
Dies gilt insbesondere auch für sogenannte biaxial orientierte
Polypropylen-Folien (BOPP-Folien). Dabei ist in vielen Fällen
eine gute Siegelfähigkeit der Folien erwünscht, d. h. die Folien
sollen sich bereits bei Temperaturen deutlich unterhalb ihres
Kristallitschmelzpunktes miteinander verbinden lassen. Eine große
Differenz zwischen der hierfür erforderlichen Siegeltemperatur
und dem Kristallitschmelzpunkt ist hierbei besonders günstig. Ein
in der Technik weit verbreiteter Ansatz, dies zu erreichen, sind
mehrlagige Polypropylenfolien, die Deckschichten mit besonders
niedrigen Siegeltemperaturen tragen. Als siegelbare Deckschicht,
werden hierbei gewöhnlich Propylenco- oder -terpolymere einge
setzt, bei denen durch den Comonomereinbau sowohl der Kristallit
schmelzpunkt, wie auch die für das Siegeln notwendige Temperatur,
herabgesetzt sind. Mit zunehmendem Comonomereinbau nimmt die
Siegeltemperatur ab und damit die Eignung als Siegelschicht
material zu. Allerdings steigt, zumindest bei konventionellen,
d. h. mit Ziegler-Natta-Katalysatoren hergestellten Co- und
Terpolymeren, auch der Anteil niedermolekularer, amorpher, und
deshalb bei 25°C in Xylol löslicher, Bestandteile mit zunehmendem
Comonomergehalt stark an. Hierdurch werden Polymer und Folie
zunehmend klebrig, bei gleichzeitig schlechter werdender Organo
leptik.
Mit Metallocen-Katalysatoren hergestellte Propylencopolymere
zeigen im Unterschied zu konventionellen Copolymeren einen
wesentlich geringeren Anteil xylollöslicher Bestandteile und eig
nen sich daher in besonderem Maße als Siegelschichtmaterialien
(WO-A 95/32235, EP-A 668 157, DE-A 195 33 337). Darüber hinaus
sind die Metall- und Druckfarbenhaftung auf Deckschichten aus
metallocenkatalysierten Copolymeren deutlich besser und
Mehrschichtfolien mit entsprechenden Deckschichten zeichnen sich
zudem durch gute optische Eigenschaften, wie hohe Transparenz und
hohen Glanz aus.
Für einige Anwendungsbereiche ist es aber wünschenswert, siegel
bare Mehrschichtfolien einsetzen zu können, die eine nochmals
vergrößerte Differenz zwischen Siegeltemperatur und Kristallit
schmelzpunkt der Siegelschicht besitzen und ferner hinsichtlich
ihrer Organoleptik nochmals verbessert sind, wobei diese
hinsichtlich Glanz, Transparenz und Haftung ebenso gute
Eigenschaften aufweisen sollen wie die bereits bekannten
Mehrschichtfolien, die Propylencopolymere enthalten, welche
mittels Metallocen-Katalysatoren hergestellt wurden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, ausgehend von
den bereits bekannten siegelbaren Mehrschichtfolien auf der Basis
von mittels Metallocen-Katalysatoren hergestellten Propylenco
polymeren nochmals hinsichtlich einer abgesenkten Siegel
temperatur und der Organoleptik verbesserte siegelbare
Mehrschichtfolien zu entwickeln.
Demgemäß wurden die eingangs definierten siegelbaren Mehrschicht
folien gefunden.
Weiterhin wurde ein Verfahren zur Herstellung der erfindungs
gemäßen siegelbaren Mehrschichtfolien gefunden, sowie Verpackun
gen aus den siegelbaren Mehrschichtfolien.
Die erfindungsgemäße siegelbare Mehrschichtfolie enthält minde
stens eine Deckschicht und mindestens eine Basisschicht, wobei
die Deckschicht aus einem Propylen-Terpolymeren besteht.
Die in den erfindungsgemäßen siegelbaren Mehrschichtfolien
enthaltenen Propylen-Terpolymere weisen 80 bis 99,5 mol-%
Struktureinheiten auf, die sich vom Propylen ableiten, bevorzugt
85 bis 99 mol-%, insbesondere 87 bis 98 mol-%, ferner 0,2 bis
15 mol-% Struktureinheiten, die sich von Ethen oder einem
C4-C6-1-Olefin (I) ableiten, bevorzugt 0,5 bis 13 mol-%,
insbesondere 0,5 bis 10 mol-%, sowie 0,3 bis 15 mol-% Struktur
einheiten, die sich von einem weiteren, von C4-C6-1-Olefin (I)
verschiedenen, C4-C12-1-Olefin (II) ableiten, bevorzugt 0,3 bis
12 mol-%, insbesondere 0,3 bis 10 mol-%. Die Summe der mol-%
ergibt dabei stets 100.
Geeignete C4-C6-1-Olefine (I) sind u. a. But-1-en, Pent-1-en, 4-Me
thyl-pent-1-en oder Hex-1-en, wobei vorzugsweise But-1-en,
Pent-1-en oder Hex-1-en verwendet werden.
Unter der Bezeichnung C4-C12-1-Olefine (II) sollen vor allem
But-1-en, Pent-1-en, 4-Methyl-pent-1-en, Hex-1-en, Hept-1-en oder
Oct-1-en verstanden werden, wobei But-1-en, Pent-1-en und
Hex-1-en besonders bevorzugt eingesetzt werden.
Der Schmelzpunkt (TM) der eingesetzten Propylen-Terpolymere,
ermittelt nach dem DSC-Peakmaximum, beträgt weniger als 135°C,
insbesondere weniger als 130°C. Die in den Propylen-Terpolymeren
vorliegenden Monomereinheiten sind zu mehr als 80% isotaktisch
angeordnet.
Die Propylen-Terpolymere weisen ferner ein Gewichtsmittel der
Molmasse (MW) von mehr als 80.000 g/mol, insbesondere von mehr als
150.000 g/mol auf. Das Gewichtsmittel der Molmasse (MW) wird
hierbei ermittelt durch Gelpermeationschromatographie. Die
Schmelzenthalpie der Propylen-Terpolymere liegt oberhalb von
20 J/g, insbesondere oberhalb von 50 J/g.
Weiterhin sind die erfindungsgemäß einzusetzenden Propylen-Ter
polymere u. a. auch dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Anteil
regioregulärer '1-2'-insertierter Propyleneinheiten entsprechend
der Formel (1)
von mehr als 0,97, insbesondere von mehr als 0,99 aufweisen. Die
regioreguläre '1-2'-Insertion von Propen sowie die regioirregu
läre '2-1'-Insertion und die ebenfalls regioirreguläre '1-3'-In
sertion, sind u. a. aus P. Pino et al., Angew. Chemie 92, 869
(1980) oder aus A. Zambelli et al. Macromolecules 21, 617 (1988)
bekannt.
Die Bestimmung der jeweiligen Anteile der regioregulären
'1-2'-Insertion und der regioirregulären '2-1'-Insertion sowie
der regioirregulären '1-3'-Insertion erfolgt u. a. durch 13C-NMR-
Spektroskopie, wie in A. Zambelli et al., Macromolecules 21, 617
(1988) beschrieben.
Die Menge des xylollöslichen Anteils (XL) in Gew.-% der Propylen-
Terpolymeren gehorcht der nachfolgenden Ungleichung (2)
XL ≦ 1411,21 exp (-0,0591 TM) -0,05 (2)
wobei TM für den Schmelzpunkt der Propylen-Terpolymeren in °C
steht.
Bevorzugte erfindungsgemäß einzusetzende Propylen-Terpolymere
weisen ferner eine Polydispersität (MW/MN) von weniger als 2,25,
speziell von weniger als 2,1 und insbesondere von weniger als 2,0
auf. Die Bestimmung der Polydispersität (MW/MN) erfolgt vorzugs
weise mit Hilfe der Gelpermeationschromatographie unter Ver
wendung von 1,2,4-Trichlorbenzol als Lösungsmittel.
Die Herstellung der erfindungsgemäß einzusetzenden Propylen-
Terpolymere erfolgt mittels Metallocenkatalysatoren vorzugsweise
nach einem Verfahren, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man
die Comonomere in Anwesenheit eines Metallocen-Katalysatorsystems
polymerisiert, welches
- A) einen anorganischen oder einen organischen Träger,
- B) mindestens einen Metallocen-Komplex und
- C) wenigstens eine metalloceniumionenbildende Verbindung
aufweist, wobei aber keine zwei verschiedenen Alumoxane als
Komponente C) verwendet werden.
Das in diesem Verfahren verwendete Metallocen-Katalysatorsystem
kann ferner neben den Komponenten A), B) oder C) noch mindestens
eine organische Metallverbindung eines Alkali- oder Erdalkali
metalls oder eines Metalls der III. Hauptgruppe des Periodensy
stems enthalten.
Die Polymerisation zur Herstellung der in den erfindungsgemäßen
siegelbaren Mehrschichtfolien eingesetzten Propylen-Terpolymere
mit Hilfe derartiger Metallocen-Katalysatorsysteme wird bei Tem-
peraturen im Bereich von -50 bis 300°C, vorzugsweise im Bereich
von 0 bis 150°C, und bei Drücken im Bereich von 0,5 bis 3.000 bar,
vorzugsweise im Bereich von 1 bis 100 bar, durchgeführt. Bei
diesem ebenfalls erfindungsgemäßen Verfahren sollen die Verweil
zeiten der jeweiligen Reaktionsgemische auf 0,5 bis 5 Stunden,
insbesondere auf 0,7 bis 3,5 Stunden, eingestellt werden. Es
können bei der Polymerisation u. a. auch Antistatika sowie
Molmassenregler, beispielsweise Wasserstoff, mitverwendet werden.
Ferner können bei der Polymerisation in geringem Umfang, d. h.
weniger als 0,5 mol-%, noch andere C4-C12-1-Olefine einpolymeri
siert werden.
Die Polymerisation kann in Lösung, in Suspension, in flüssigen
Monomeren oder in der Gasphase durchgeführt werden. Bevorzugt
erfolgt die Polymerisation in flüssigen Monomeren (Bulkverfahren)
oder in der Gasphase, wobei die gerührte Gasphase bevorzugt ist.
Das ebenfalls erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl kontinuier
lich als auch diskontinuierlich durchgeführt werden. Geeignete
Reaktoren sind u. a. kontinuierlich betriebene Rührkessel oder
sogenannte loop-Reaktoren (Schleifenreaktoren), wobei man gegebe
nenfalls auch eine Reihe von mehreren hintereinander geschalteten
Rührkesseln oder loop-Reaktoren verwenden kann (Reaktorkaskade).
Die verwendeten Metallocen-Katalysatorsysteme enthalten als
Komponente A) einen anorganischen oder einen organischen Träger.
Als anorganischer Träger kann dabei auch ein solches anorgani
sches Oxid verwendet werden, welches einen pH-Wert, ermittelt
nach S. R. Morrison, "The Chemical Physics of Surfaces", Plenum
Press, New York [1977], Seite 130 ff, von 1 bis 6 und Hohlräume
und Kanäle aufweist, deren makroskopischer Volumenanteil am Ge
samtpartikel im Bereich von 5 bis 30% liegt. Bevorzugt kön
nen dabei insbesondere solche anorganischen Oxide eingesetzt
werden, deren pH-Wert, d. h. deren negativer dekadischer Logarith
mus der Protonenkonzentration, im Bereich von 2 bis 5,5 zu finden
ist.
Es werden als anorganische Träger insbesondere auch solche
anorganischen Oxide verwendet, die einem mittleren Teilchen
durchmesser von 5 bis 200 µm, insbesondere von 20 bis 90 µm,
und einen mittleren Teilchendurchmesser der Primärpartikel von
0,1 bis 20 µm, insbesondere von 0,1 bis 5 µm, aufweisen. Bei den
sogenannten Primärpartikeln handelt es sich dabei um poröse,
granuläre Partikel. Die Primärpartikel weisen Poren mit einem
Durchmesser von insbesondere 1 bis 1000 Å auf. Weiterhin sind
die zu verwendenden anorganischen Oxide u. a. auch noch dadurch
charakterisiert, daß sie über Hohlräume und Kanäle mit einem
mittleren Durchmesser von 0,1 bis 20 µm, insbesondere von 1 bis
15 µm, verfügen. Die anorganischen Oxide weisen ferner ins
besondere noch ein Porenvolumen von 0,1 bis 10 cm3/g, bevorzugt
von 1,0 bis 5,0 cm3/g, und eine spezifische Oberfläche von 10 bis
1000 m2/g, bevorzugt von 100 bis 500 m2/g, auf. Derartige
feinteilige anorganische Oxide sind u. a. durch Sprühtrocknung von
gemahlenen Hydrogelen erhältlich und können auch im Handel
bezogen werden.
Bevorzugte anorganische Träger sind insbesondere Oxide des Sili
ciums, des Aluminiums, des Titans oder eines der Metalle der
I. bzw. der II. Hauptgruppe des Periodensystems. Als ganz bevor
zugtes anorganisches Oxid wird neben Aluminiutnoxid oder
Magnesiumoxid oder einem Schichtsilikat auch Kieselgel (SiO2)
verwendet.
Als Komponente A) können auch sogenannte Cogele, d. h. Gemische von
mindestens zwei verschiedenen anorganischen Oxiden, eingesetzt
werden.
Weiterhin kann die Katalysatorkomponente A) auch ein organischer
Träger sein, beispielsweise ein thermoplastisches Polymer.
Bevorzugte organische Träger sind dabei Polymere von Alk-1-enen,
insbesondere Propenhomopolymere oder Propencopolymere, ferner
Ethenhomopolymere oder Ethencopolymere. Es können auch Polymere
des Styrols verwendet werden.
Es werden vorzugsweise prö Gramm Träger, d. h. der Komponente A),
0,1 bis 10000 µmol, insbesondere 5 bis 200 µmol des Metallocen
komplexes, d. h. der Komponente B) eingesetzt.
Als Komponente B) enthält das verwendete Metallocen-Katalysator
system mindestens einen oder mehrere Metallocenkomplexe. Als
Metallocenkomplexe eigenen sich besonders solche der allgemeinen
Formel (I)
in der die Substituenten folgende Bedeutung haben:
M Titan, Zirkonium, Hafnium, Vanadium, Niob oder Tantal, sowie Elemente der III. Nebengruppe des Periodensystems und der Lanthanoiden,
X Fluor, Chlor, Brom, Iod, Wasserstoff, C1- bis C10-Alkyl, C6- bis C15-Aryl, Alkylaryl mit 1 bis 10 C-Atomen im Alkylrest und 6 bis 20 C-Atomen im Arylrest, -OR10 oder -NR10R11,
n eine ganze Zahl zwischen 1 und 3, wobei n der Wertigkeit von M minus der Zahl 2 entspricht,
wobei
R10 und R11 C1- bis C10-Alkyl, C6- bis C15-Aryl, Alkylaryl, Arylalkyl, Fluoralkyl oder Fluoraryl mit jeweils 1 bis 10 C-Atomen im Alkylrest und 6 bis 20 C-Atomen im Arylrest bedeuten,
R5 bis R9 Wasserstoff, C1- bis C10-Alkyl, 5- bis 7gliedriges Cycloalkyl, das seinerseits ein C1- bis C10-Alkyl als Substituent tragen kann, C6- bis C15-Aryl oder Arylalkyl, wobei gegebenenfalls auch zwei benach barte Reste gemeinsam für 4 bis 15 C-Atome auf weisende gesättigte oder ungesättigte cyclische Gruppen stehen können, welche wiederum mit einem C1-C6-Alkyl oder C6-C10-Aryl oder einem C7-C20-Arylalkyl substituiert sein können oder Si(R12)3 mit
R12 C1- bis C10-Alkyl, C3- bis C10-Cycloalkyl oder C6- bis C15-Aryl,
Z für x oder
M Titan, Zirkonium, Hafnium, Vanadium, Niob oder Tantal, sowie Elemente der III. Nebengruppe des Periodensystems und der Lanthanoiden,
X Fluor, Chlor, Brom, Iod, Wasserstoff, C1- bis C10-Alkyl, C6- bis C15-Aryl, Alkylaryl mit 1 bis 10 C-Atomen im Alkylrest und 6 bis 20 C-Atomen im Arylrest, -OR10 oder -NR10R11,
n eine ganze Zahl zwischen 1 und 3, wobei n der Wertigkeit von M minus der Zahl 2 entspricht,
wobei
R10 und R11 C1- bis C10-Alkyl, C6- bis C15-Aryl, Alkylaryl, Arylalkyl, Fluoralkyl oder Fluoraryl mit jeweils 1 bis 10 C-Atomen im Alkylrest und 6 bis 20 C-Atomen im Arylrest bedeuten,
R5 bis R9 Wasserstoff, C1- bis C10-Alkyl, 5- bis 7gliedriges Cycloalkyl, das seinerseits ein C1- bis C10-Alkyl als Substituent tragen kann, C6- bis C15-Aryl oder Arylalkyl, wobei gegebenenfalls auch zwei benach barte Reste gemeinsam für 4 bis 15 C-Atome auf weisende gesättigte oder ungesättigte cyclische Gruppen stehen können, welche wiederum mit einem C1-C6-Alkyl oder C6-C10-Aryl oder einem C7-C20-Arylalkyl substituiert sein können oder Si(R12)3 mit
R12 C1- bis C10-Alkyl, C3- bis C10-Cycloalkyl oder C6- bis C15-Aryl,
Z für x oder
steht,
wobei die Reste
R13 bis R17 Wasserstoff, C1- bis C10-Alkyl, 5- bis 7gliedriges Cycloalkyl, das seinerseits ein C1- bis C10-Alkyl als Substituent tragen kann, C6- bis C15-Aryl oder Arylalkyl bedeuten und wobei gegebenenfalls auch zwei benachbarte Reste gemeinsam für 4 bis 15 C-Atome aufweisende gesättigte oder unge sättigte cyclische Gruppen stehen können, welche wiederum mit einem C1-C8-Alkyl oder C6-C20-Aryl oder einem C7-C20-Arylalkyl substituiert sein kön nen oder Si(R18)3 mit
R18 C1- bis C10-Alkyl, C6- bis C15-Aryl oder C3- bis C10-Cycloalkyl,
oder wobei die Reste R8 und Z gemeinsam eine Gruppierung -R19-A- bilden, in der
R13 bis R17 Wasserstoff, C1- bis C10-Alkyl, 5- bis 7gliedriges Cycloalkyl, das seinerseits ein C1- bis C10-Alkyl als Substituent tragen kann, C6- bis C15-Aryl oder Arylalkyl bedeuten und wobei gegebenenfalls auch zwei benachbarte Reste gemeinsam für 4 bis 15 C-Atome aufweisende gesättigte oder unge sättigte cyclische Gruppen stehen können, welche wiederum mit einem C1-C8-Alkyl oder C6-C20-Aryl oder einem C7-C20-Arylalkyl substituiert sein kön nen oder Si(R18)3 mit
R18 C1- bis C10-Alkyl, C6- bis C15-Aryl oder C3- bis C10-Cycloalkyl,
oder wobei die Reste R8 und Z gemeinsam eine Gruppierung -R19-A- bilden, in der
= BR20, = AlR20, -Ge-, -Sn-, -O-, -S-, = SO, = SO2, = NR20,
= CO, = PR20 oder = P(O)R20 ist,
wobei
R20, R21 und R22 gleich oder verschieden sind und ein Wasserstoff atom, ein Halogenatom, eine C1-C10-Alkylgruppe, eine C1-C10-Fluoralkylgruppe, eine C6-C10-Fluor arylgruppe, eine C6-C10-Arylgruppe, eine C1-C10-Alkoxygruppe, eine C2-C10-Alkenylgruppe, eine C7-C40-Arylalkylgruppe, eine C8-C40-Aryl alkenylgruppe oder eine C7-C40-Alkylarylgruppe be deuten oder wobei zwei benachbarte Reste jeweils mit den sie verbindenden Atomen einen Ring bilden, und
M2 Silicium, Germanium oder Zinn ist,
wobei
R20, R21 und R22 gleich oder verschieden sind und ein Wasserstoff atom, ein Halogenatom, eine C1-C10-Alkylgruppe, eine C1-C10-Fluoralkylgruppe, eine C6-C10-Fluor arylgruppe, eine C6-C10-Arylgruppe, eine C1-C10-Alkoxygruppe, eine C2-C10-Alkenylgruppe, eine C7-C40-Arylalkylgruppe, eine C8-C40-Aryl alkenylgruppe oder eine C7-C40-Alkylarylgruppe be deuten oder wobei zwei benachbarte Reste jeweils mit den sie verbindenden Atomen einen Ring bilden, und
M2 Silicium, Germanium oder Zinn ist,
A -O-, -S-, NR23 oder PR23 bedeuten,
mit
R23 C1- bis C10-Alkyl, C6- bis C15-Aryl, C3- bis C10-Cycloalkyl, Alkylaryl oder Si(R24)3,
R24 Wasserstoff, C1- bis C10-Alkyl, C6- bis C15-Aryl, das seinerseits mit C1- bis C4-Alkylgruppen sub stituiert sein kann oder C3- bis C10-Cycloalkyl
oder wobei die Reste R8 und R16 gemeinsam eine Gruppierung -R19- bilden.
R23 C1- bis C10-Alkyl, C6- bis C15-Aryl, C3- bis C10-Cycloalkyl, Alkylaryl oder Si(R24)3,
R24 Wasserstoff, C1- bis C10-Alkyl, C6- bis C15-Aryl, das seinerseits mit C1- bis C4-Alkylgruppen sub stituiert sein kann oder C3- bis C10-Cycloalkyl
oder wobei die Reste R8 und R16 gemeinsam eine Gruppierung -R19- bilden.
Von den Metallocenkomplexen der allgemeinen Formel I sind
bevorzugt.
Die Reste X können gleich oder verschieden sein, bevorzugt sind
sie gleich.
Von den Verbindungen der Formel Ia sind insbesondere diejenigen
bevorzugt, in denen
M Titan, Zirkonium oder Hafnium,
X Chlor, C1-bis C4-Alkyl oder Phenyl,
n die Zahl 2 und
R5 bis R9 Wasserstoff oder C1- bis C4-Alkyl bedeuten.
M Titan, Zirkonium oder Hafnium,
X Chlor, C1-bis C4-Alkyl oder Phenyl,
n die Zahl 2 und
R5 bis R9 Wasserstoff oder C1- bis C4-Alkyl bedeuten.
Von den Verbindungen der Formel Ib sind als bevorzugt diejenigen
zu nennen, bei denen
M für Titan, Zirkonium oder Hafnium steht,
X Chlor, C1-bis C4-Alkyl oder Phenyl,
n die Zahl 2,
R5 bis R9 Wasserstoff, C1- bis C4-Alkyl oder Si(R12)3,
R13 bis R17 Wasserstoff, C1- bis C4-Alkyl oder Si(R18)3 bedeuten.
M für Titan, Zirkonium oder Hafnium steht,
X Chlor, C1-bis C4-Alkyl oder Phenyl,
n die Zahl 2,
R5 bis R9 Wasserstoff, C1- bis C4-Alkyl oder Si(R12)3,
R13 bis R17 Wasserstoff, C1- bis C4-Alkyl oder Si(R18)3 bedeuten.
Insbesondere sind die Verbindungen der Formel Ib geeignet,
in denen die Cyclopentadienylreste gleich sind.
Beispiele für besonders geeignete Verbindungen sind u. a.
Bis(cyclopentadienyl)zirkoniumdichlorid,
Bis(pentamethylcyclopentadienyl)-zirkoniumdichlorid,
Bis(methylcyclopentadienyl)-zirkoniumdichlorid,
Bis(ethylcyclopentadienyl)-zirkoniumdichlorid,
Bis(n-butylcyclopentadienyl)-zirkoniumdichlorid und
Bis(trimethylsilylcyclopentadienyl)-zirkoniumdichlorid
sowie die entsprechenden Dimethylzirkoniumverbindungen.
Bis(cyclopentadienyl)zirkoniumdichlorid,
Bis(pentamethylcyclopentadienyl)-zirkoniumdichlorid,
Bis(methylcyclopentadienyl)-zirkoniumdichlorid,
Bis(ethylcyclopentadienyl)-zirkoniumdichlorid,
Bis(n-butylcyclopentadienyl)-zirkoniumdichlorid und
Bis(trimethylsilylcyclopentadienyl)-zirkoniumdichlorid
sowie die entsprechenden Dimethylzirkoniumverbindungen.
Von den Verbindungen der Formel Ic sind diejenigen besonders
geeignet, in denen
R5 und R13 gleich sind und für Wasserstoff oder C1- bis C10-Alkylgruppen stehen,
R9 und R17 gleich sind und für Wasserstoff, eine Methyl-, Ethyl-, iso-Propyl- oder tert.-Butylgruppe stehen,
R6, R7, R14 und R15 die Bedeutung R7 und R15 C1- bis C4-Alkyl R6 und R14 Wasserstoff haben oder zwei benachbarte Reste R6 und R7 sowie R14 und R15 gemeinsam für 4 bis 18 C-Atome auf weisende cyclische Gruppen stehen,
R19 für
R5 und R13 gleich sind und für Wasserstoff oder C1- bis C10-Alkylgruppen stehen,
R9 und R17 gleich sind und für Wasserstoff, eine Methyl-, Ethyl-, iso-Propyl- oder tert.-Butylgruppe stehen,
R6, R7, R14 und R15 die Bedeutung R7 und R15 C1- bis C4-Alkyl R6 und R14 Wasserstoff haben oder zwei benachbarte Reste R6 und R7 sowie R14 und R15 gemeinsam für 4 bis 18 C-Atome auf weisende cyclische Gruppen stehen,
R19 für
steht,
M für Titan, Zirkonium oder Hafnium und
X für Chlor, C1- bis C4-Alkyl oder Phenyl stehen.
M für Titan, Zirkonium oder Hafnium und
X für Chlor, C1- bis C4-Alkyl oder Phenyl stehen.
Beispiele für besonders geeignete Komplexverbindungen sind u. a.
Dimethylsilandiylbis(cyclopentadienyl)-zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilandiylbis(indenyl)-zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilandiylbis(tetrahydroindenyl)-zirkoniumdichlorid,
Ethylenbis(cyclopentadienyl)-zirkoniumdichlorid,
Ethylenbis(indenyl)-zirkoniumdichlorid,
Ethylenbis(tetrahydroindenyl)-zirkoniumdichlorid,
Tetramethylethylen-9-fluorenylcyclopentadienylzirkoniumdichlorid,
Dimethylsilandiylbis(-3-tert.butyl-5-methylcyclopentadienyl)- zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilandiylbis(-3-tert.butyl-5-ethylcyclopentadienyl)- zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilandiylbis(-2-!!isopropylindenyl)-zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilandiylbis(-2-isopropylindenyl)-zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilandiylbis(-2-tert.butylindenyl)-zirkoniumdichlorid,
Diethylsilandiylbis(-2-methylindenyl)-zirkoniumdibromid,
Dimethylsiländiylbis(-3-methyl-5-methylcyclopentadienyl)- zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilandiylbis(-3-ethyl-5-isopropylcyclopentadienyl)- zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilandiylbis(-2-ethylindenyl)-zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilandiylbis(-2-methylbenzindenyl)-zirkoniumdichlorid
Dimethylsilandiylbis(2-ethylbenzindenyl)zirkoniumdichlorid,
Methylphenylsilandiylbis(2-ethylbenzindenyl)zirkoniumdichlorid,
Methylphenylsilandiylbis(2-methylbenzindenyl)zirkoniumdichlorid,
Diphenylsilandiylbis(2-methylbenzindenyl)zirkoniumdichlorid,
Diphenylsilandiylbis(2-ethylbenzindenyl)zirkoniumdichlorid, und
Diphenylsilandiylbis(-2-methylindenyl)-hafniumdichlorid
sowie die entsprechenden Dimethylzirkoniumverbindungen.
Dimethylsilandiylbis(cyclopentadienyl)-zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilandiylbis(indenyl)-zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilandiylbis(tetrahydroindenyl)-zirkoniumdichlorid,
Ethylenbis(cyclopentadienyl)-zirkoniumdichlorid,
Ethylenbis(indenyl)-zirkoniumdichlorid,
Ethylenbis(tetrahydroindenyl)-zirkoniumdichlorid,
Tetramethylethylen-9-fluorenylcyclopentadienylzirkoniumdichlorid,
Dimethylsilandiylbis(-3-tert.butyl-5-methylcyclopentadienyl)- zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilandiylbis(-3-tert.butyl-5-ethylcyclopentadienyl)- zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilandiylbis(-2-!!isopropylindenyl)-zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilandiylbis(-2-isopropylindenyl)-zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilandiylbis(-2-tert.butylindenyl)-zirkoniumdichlorid,
Diethylsilandiylbis(-2-methylindenyl)-zirkoniumdibromid,
Dimethylsiländiylbis(-3-methyl-5-methylcyclopentadienyl)- zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilandiylbis(-3-ethyl-5-isopropylcyclopentadienyl)- zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilandiylbis(-2-ethylindenyl)-zirkoniumdichlorid,
Dimethylsilandiylbis(-2-methylbenzindenyl)-zirkoniumdichlorid
Dimethylsilandiylbis(2-ethylbenzindenyl)zirkoniumdichlorid,
Methylphenylsilandiylbis(2-ethylbenzindenyl)zirkoniumdichlorid,
Methylphenylsilandiylbis(2-methylbenzindenyl)zirkoniumdichlorid,
Diphenylsilandiylbis(2-methylbenzindenyl)zirkoniumdichlorid,
Diphenylsilandiylbis(2-ethylbenzindenyl)zirkoniumdichlorid, und
Diphenylsilandiylbis(-2-methylindenyl)-hafniumdichlorid
sowie die entsprechenden Dimethylzirkoniumverbindungen.
Weitere Beispiele für geeignete Komplexverbindungen sind u. a.
Dimethylsilandiylbis(-2-methyl-4-phenylindenyl)zirkonium dichlorid,
Dimethylsilandiylbis(-2-methyl-4-naphthylindenyl)zirkonium dichlorid,
Dimethylsilandiylbis(-2-methyl-4-isopropylindenyl)zirkonium dichlorid und
Dimethylsilandiylbis(-2-methyl-4,6-diisopropylindenyl)zirkonium dichlorid sowie die entsprechenden Dimethylzirkoniumverbindungen.
Dimethylsilandiylbis(-2-methyl-4-phenylindenyl)zirkonium dichlorid,
Dimethylsilandiylbis(-2-methyl-4-naphthylindenyl)zirkonium dichlorid,
Dimethylsilandiylbis(-2-methyl-4-isopropylindenyl)zirkonium dichlorid und
Dimethylsilandiylbis(-2-methyl-4,6-diisopropylindenyl)zirkonium dichlorid sowie die entsprechenden Dimethylzirkoniumverbindungen.
Bei den Verbindungen der allgemeinen Formel Id sind als besonders
geeignet diejenigen zu nennen, in denen
M für Titan oder Zirkonium,
X für Chlor, C1-bis C4-Alkyl oder Phenyl stehen,
R19 für
M für Titan oder Zirkonium,
X für Chlor, C1-bis C4-Alkyl oder Phenyl stehen,
R19 für
steht,
A für -O-, -S-, NR23
und
R5 bis R7 und R9 für Wasserstoff, C1- bis C10-Alkyl, C3- bis C10-Cycloalkyl, C6- bis C15-Aryl oder Si(R12)3 stehen, oder wobei zwei benachbarte Reste für 4 bis 12 C-Atome aufweisende cyclische Gruppen stehen.
R5 bis R7 und R9 für Wasserstoff, C1- bis C10-Alkyl, C3- bis C10-Cycloalkyl, C6- bis C15-Aryl oder Si(R12)3 stehen, oder wobei zwei benachbarte Reste für 4 bis 12 C-Atome aufweisende cyclische Gruppen stehen.
Die Synthese derartiger Komplexverbindungen kann nach an sich
bekannten Methoden erfolgen, wobei die Umsetzung der
entsprechend substituierten, cyclischen Kohlenwasserstoffanionen
mit Halogeniden von Titan, Zirkonium, Hafnium, Vanadium, Niob
oder Tantal, bevorzugt ist.
Beispiele für entsprechende Herstellungsverfahren sind u. a.
im Journal of Organometallic Chemistry, 369 (1989), 359-370
beschrieben.
Es können auch Mischungen verschiedener Metallocenkomplexe
eingesetzt werden.
Als Komponente C) enthält das im bevorzugten Herstellungsverfahren
einzusetzende Metallocen-Katalysatorsystem wenigstens eine
metalloceniumionenbildende Verbindung, wobei aber keine zwei
verschiedenen Alumoxane als Komponente C) verwendet werden.
Geeignete metalloceniumionenbildende Verbindungen sind starke,
neutrale Lewissäuren, ionische Verbindungen mit lewissauren
Kationen und ionische Verbindungen mit Brönsted-Säuren als
Kation.
Als starke, neutrale Lewissäuren sind Verbindungen der
allgemeinen Formel II
M3X1X2X3 II
bevorzugt, in der
M3 ein Element der III. Hauptgruppe des Periodensystems bedeutet, insbesondere B, Al oder Ga, vorzugsweise B,
X1, X2 und X3 für Wasserstoff, C1- bis C10-Alkyl, C6- bis C15-Aryl, Alkyl aryl, Arylalkyl, Halogenalkyl oder Halogenaryl mit jeweils 1 bis 10 C-Atomen im Alkylrest und 6 bis 20 C-Atome im Aryl rest oder Fluor, Chlor, Brom oder Jod stehen, insbesondere für Halogenaryle, vorzugsweise für Pentafluorphenyl.
M3 ein Element der III. Hauptgruppe des Periodensystems bedeutet, insbesondere B, Al oder Ga, vorzugsweise B,
X1, X2 und X3 für Wasserstoff, C1- bis C10-Alkyl, C6- bis C15-Aryl, Alkyl aryl, Arylalkyl, Halogenalkyl oder Halogenaryl mit jeweils 1 bis 10 C-Atomen im Alkylrest und 6 bis 20 C-Atome im Aryl rest oder Fluor, Chlor, Brom oder Jod stehen, insbesondere für Halogenaryle, vorzugsweise für Pentafluorphenyl.
Besonders bevorzugt sind Verbindungen der allgemeinen Formel II,
in der X1, X2 und X3 gleich sind, vorzugsweise Tris(pentafluor
phenyl)boran.
Als ionische Verbindungen mit lewissauren Kationen sind
Verbindungen der allgemeinen Formel III
[(Ya+)Q1Q2 . . . Qz]d+ III
geeignet, in denen
Y ein Element der I. bis VI. Hauptgruppe oder der I. bis VIII. Nebengruppe des Periodensystems bedeutet,
Q1 bis Qz für einfach negativ geladene Reste wie C1- bis C28-Alkyl, C6- bis C15-Aryl, Alkylaryl, Arylalkyl, Halogenalkyl, Halogenaryl mit jeweils 6 bis 20 C-Atomen im Aryl- und 1 bis 28 C-Atome im Alkylrest, C3- bis C10-Cycloalkyl, welches ge gebenenfalls mit C1- bis C10-Alkylgruppen substi tuiert sein kann, Halogen, C1- bis C28-Alkoxy, C6- bis C15-Aryloxy, Silyl- oder Mercaptylgruppen
a für ganze Zahlen von 1 bis 6 und
z für ganze Zahlen von 0 bis 5 steht,
d der Differenz a-z entspricht, wobei d jedoch größer oder gleich 1 ist.
Y ein Element der I. bis VI. Hauptgruppe oder der I. bis VIII. Nebengruppe des Periodensystems bedeutet,
Q1 bis Qz für einfach negativ geladene Reste wie C1- bis C28-Alkyl, C6- bis C15-Aryl, Alkylaryl, Arylalkyl, Halogenalkyl, Halogenaryl mit jeweils 6 bis 20 C-Atomen im Aryl- und 1 bis 28 C-Atome im Alkylrest, C3- bis C10-Cycloalkyl, welches ge gebenenfalls mit C1- bis C10-Alkylgruppen substi tuiert sein kann, Halogen, C1- bis C28-Alkoxy, C6- bis C15-Aryloxy, Silyl- oder Mercaptylgruppen
a für ganze Zahlen von 1 bis 6 und
z für ganze Zahlen von 0 bis 5 steht,
d der Differenz a-z entspricht, wobei d jedoch größer oder gleich 1 ist.
Besonders geeignet sind Carboniumkationen, Oxoniumkationen und
Sulfoniumkationen sowie kationische Übergangsmetallkomplexe.
Insbesondere sind das Triphenylmethylkation, das Silberkation und
das 1,1'-Dimethylferrocenylkation zu nennen. Bevorzugt besitzen
sie nicht koordinierende Gegenionen, insbesondere Borverbindun
gen, wie sie auch in der WO-A 91/09882 genannt werden, bevorzugt
Tetrakis(pentafluorophenyl)borat.
Ionische Verbindungen mit Brönsted-Säuren als Kationen und
vorzugsweise ebenfalls nicht koordinierende Gegenionen sind in
der WO-A 91/09882 genannt, bevorzugtes Kation ist das N,N-Dime
thylanilinium.
Die Menge der verwendeten metalloceniumionenbildenden Verbin
dung C) beträgt bevorzugt 0,1 bis 10 Äquivalente, bezogen auf den
Metallocenkomplex I.
Besonders geeignet als metalloceniumionenbildende Verbindung C)
sind offenkettige oder cyclische Alumoxanverbindungen der all
gemeinen Formel IV oder V
wobei R4 eine C1- bis C4-Alkylgruppe bedeutet, bevorzugt
eine Methyl- oder Ethylgruppe und m für eine
ganze Zahl von 5 bis 30, bevorzugt 10 bis 25
steht.
Die Herstellung dieser oligomeren Alumoxanverbindungen erfolgt
üblicherweise durch Umsetzung einer Lösung von Trialkylaluminium
mit Wasser und ist u. a. in der EP-A 284 708 und der
US-A 4,794,096 beschrieben.
In der Regel liegen die dabei erhaltenen oligomeren Alumoxan
verbindungen als Gemische unterschiedlich langer, sowohl linearer
als auch cyclischer Kettenmoleküle vor, so daß m als Mittelwert
anzusehen ist. Die Alumoxanverbindungen können auch im Gemisch
mit anderen Metallalkylen, bevorzugt mit Aluminiumalkylen
vorliegen.
Im verwendeten Metallocen-Katalysatorsystem sind als metall
oceniumionenbildende Verbindungen C) keine zwei verschiedenen
Alumoxane der allgemeinen Formel IV oder V vorhanden. Als
verschiedene Alumoxane werden dabei solche Alumoxane der allge
meinen Formeln IV oder V angesehen, welche unterschiedliche Reste
R4 aufweisen.
Vorzugsweise werden sowohl die Metallocenkomplexe (Komponente B)
als auch die metalloceniumionenbildende Verbindung (Komponente C)
in Lösung eingesetzt, wobei aromatische Kohlenwasserstoffe mit
6 bis 20 C-Atomen, insbesondere Xylole und Toluol, besonders
bevorzugt sind.
Weiterhin können als Komponente C) Aryloxyalumoxane, wie in
der US-A 5,391,793 beschrieben, Aminoaluminoxane, wie in der
US-A 5,371,260 beschrieben, Aminoaluminoxanhydrochloride, wie
in der EP-A 633 264 beschrieben, Siloxyaluminoxane, wie in der
EP-A 621 279 beschrieben, eingesetzt werden.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Metallocenkomplexe und
die oligomere Alumoxanverbindung in solchen Mengen zu verwenden,
daß das atomare Verhältnis zwischen Aluminium aus der oligomeren
Alumoxanverbindung und dem Übergangsmetall aus den Metallocen
komplexen im Bereich von 10 : 1 bis 106 : 1, insbesondere im Bereich
von 10 : 1 bis 104 : 1, liegt.
Das Metallocen-Katalysatorsystem, welches zur Herstellung der in
den erfindungsgemäßen siegelbaren Mehrschichtfolien verwendeten
Propylen-Terpolymere eingesetzt wird, kann als Komponente D) gege
benenfalls noch eine Metallverbindung der allgemeinen Formel VI
M1(R1)r(R2)s(R3)t VI
in der
M1 ein Alkali-, ein Erdalkalimetall oder ein Metall der III. Hauptgruppe des Periodensystems, d. h. Bor, Aluminium, Gallium, Indium oder Thallium bedeutet,
R1 Wasserstoff, C1- bis C10-Alkyl, C6- bis C15-Aryl, Alkylaryl oder Arylalkyl mit jeweils 1 bis 10 C-Atom im Alkylrest und 6 bis 20 C-Atomen im Arylrest,
R2 und R3 Wasserstoff, Halogen, C1- bis C10-Alkyl, C6- bis C15-Aryl, Alkylaryl, Arylalkyl oder Alkoxy mit jeweils 1 bis 10 C-Atomen im Alkylrest und 6 bis 20 C-Atomen im Arylrest,
r eine ganze Zahl von 1 bis 3
und
s und t ganze Zahlen von 0 bis 2 bedeuten, wobei die Summe r+s+t der Wertigkeit von M1 entspricht,
enthalten.
M1 ein Alkali-, ein Erdalkalimetall oder ein Metall der III. Hauptgruppe des Periodensystems, d. h. Bor, Aluminium, Gallium, Indium oder Thallium bedeutet,
R1 Wasserstoff, C1- bis C10-Alkyl, C6- bis C15-Aryl, Alkylaryl oder Arylalkyl mit jeweils 1 bis 10 C-Atom im Alkylrest und 6 bis 20 C-Atomen im Arylrest,
R2 und R3 Wasserstoff, Halogen, C1- bis C10-Alkyl, C6- bis C15-Aryl, Alkylaryl, Arylalkyl oder Alkoxy mit jeweils 1 bis 10 C-Atomen im Alkylrest und 6 bis 20 C-Atomen im Arylrest,
r eine ganze Zahl von 1 bis 3
und
s und t ganze Zahlen von 0 bis 2 bedeuten, wobei die Summe r+s+t der Wertigkeit von M1 entspricht,
enthalten.
Von den Metallverbindungen der allgemeinen Formel VI sind die
jenigen bevorzugt, in denen
M1 Lithium, Magnesium oder Aluminium bedeutet und
R1 bis R3 für C1- bis C10-Alkyl stehen.
M1 Lithium, Magnesium oder Aluminium bedeutet und
R1 bis R3 für C1- bis C10-Alkyl stehen.
Besonders bevorzugte Metallverbindungen der Formel VI sind
n-Butyl-Lithium, n-Butyl-n-octyl-Magnesium, n-Butyl-n-heptyl-
Magnesium, Tri-n-hexyl-aluminium, Tri-iso-butyl-aluminium,
Triethylaluminium und Trimethylaluminium.
Wenn die Komponente D) eingesetzt wird, ist sie bevorzugt in
einer Menge von 800 : 1 bis 1 : 1, insbesondere 500 : 1 bis 50 : 1
(molares Verhältnis von M1 aus Formel VI zu Übergangsmetall M aus
Formel I) im Katalysatorsystem enthalten.
Die Komponenten A), B), C) und gegebenenfalls D) werden zusammen
als Metallocen-Katalysatorsystem verwendet.
Die Basisschicht der erfindungsgemäßen siegelbaren Mehrschicht
folie enthält insbesondere ein Polyolefin, vorzugsweise ein
Propylenpolymer, und gegebenenfalls weitere zugesetzte Additive
in jeweils wirksamen Mengen. Im allgemeinen enthält die Basis
schicht mindestens 50 Gew.-%, vorzugsweise 75 bis 100 Gew.-%,
insbesondere 90 bis 100 Gew.-%, des Propylenpolymeren.
Das Propylenpolymere enthält im allgemeinen 90 bis 100 Gew.-%,
vorzugsweise 95 bis 100 Gew.-%, insbesondere 98 bis 100 Gew.-%,
Propylen 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
von 2 g/10 min bis 5 g/10 min. bei 230°C und einem Gewicht von
21,6 kg (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 Basis
schicht 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 -copolymeren und/oder -terpolymeren und anderen Poly
olefinen, insbesondere aus Monomeren mit 2 bis 6 C-Atomen,
geeignet, wobei die Mischung mindestens 50 Gew.-%, insbesondere
mindestens 75 Gew.-%, Polypropylen enthält. Geeignete andere
Polyolefine in der Polymermischung sind Polyethylene,
insbesondere HDPE, LDPE und LLDPE, wobei der Anteil dieser Poly
olefine jeweils 15 Gew.-%, bezogen auf die Polymermischung, nicht
übersteigt.
Die Basisschicht kann für opake, weiße oder weiß opake Folien zu
sätzlich bis zu 40 Gew.-%, vorzugsweise bis zu 30 Gew.-%, bezogen
auf das Gesamtgewicht der Basisschicht, inertes partikelförmiges
Material mit einem mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von
0,01 bis 8 µm, vorzugsweise von 0,02 bis 2,5 µm, enthalten. Die
Anwesenheit des inerten partikelförmigen Materials mit einer
Teilchengröße von 1 bis 8 µm bewirkt, daß sich bei der Streck
orientierung der Folie bei geeigneten Temperaturen zwischen der
Polymermatrix und dem inerten Material Mikrorisse und Mikrohohl
räume, sogenannte Voids, ausbilden, im Bereich derer das
sichtbare Licht gebrochen wird. Die Folie erhält dadurch ein
opakes Aussehen, was sie für bestimmte Verpackungszwecke,
insbesondere auf dem Lebensmittelsektor, besonders geeignet
macht. Das inerte partikelförmige Material kann anorganischer
oder organischer Natur sein. Bei anorganischem Material sind
Calciumcarbonat, Aluminiumsilikat, Siliziumdioxid oder Titan
dioxid, bei organischem Material Polyethylenterephthalat, Poly
butylenterephthalat, Polyester, Polyamide, Polystyrole besonders
geeignet, wobei auch die Kombination von verschiedenen anorgani
schen und/oder organischen Partikeln möglich ist.
Die Modifizierung der Basisschicht in der angegebenen Weise ist
an sich bekannt und wird durchgeführt wie in der DE-A-43 11 422
beschrieben, auf welche hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird.
Dort werden Teilchenarten, deren eingesetzte Menge, Modifizierung
durch Beschichtung, im einzelnen beschrieben. Weiterhin kann die
Basisschicht in einer bevorzugten Ausführungsform Harze und/oder
Antistatika enthalten.
Die Herstellung der als Basisschicht vorzugsweise verwendeten
Polyolefine kann mit dem gleichen Metallocen-Katalysatorsystem
erfolgen wie bereits für die Deckschicht vorstehend beschrieben.
Es ist aber auch möglich, anstelle eines Metallocen-Katalysator
systems ein Ziegler-Natta-Katalysatorsystem zur Herstellung der
als Basisschicht vorzugsweise verwendeten Polyolefine einzuset
zen. Derartige Ziegler-Natta-Katalysatorsysteme sind u. a. aus der
US-A 4 857 613 oder der US-A 5 288 824 bekannt. Die dabei als
Basisschicht verwendeten Polyolefine können sowohl eine enge, als
auch eine breit verteilte Polydispersität (MW/MN) aufweisen,
welche im Bereich von 1,5 bis 12, insbesondere im Bereich von 1,6
bis 8 liegt.
Die erfindungsgemäße siegelbare Mehrschichtfolie besteht aus we
nigstens einer Deckschicht mit einer Dicke von 0,1 bis 10 µm,
insbesondere von 0,1 bis 5 µm und wenigstens einer Basisschicht
mit einer Dicke von 1 bis 150 µm, insbesondere von 1 bis 100 µm.
Es können auch mehrere Deckschichten und mehrere Basisschichten
abwechselnd übereinander gestapelt werden, wodurch die
erfindungsgemäße siegelbare Mehrschichtfolie eine sandwichartige
Struktur erhält. Besonders bevorzugte siegelbare Mehrschicht
folien sind aus drei Schichten aufgebaut, von denen die obere und
die untere Schicht jeweils eine Deckschicht und die dazwischen
liegende Schicht eine Basisschicht darstellt.
Um bestimmte Eigenschaften der erfindungsgemäßen siegelbaren
Mehrschichtfolie noch weiter zu verbessern, können sowohl die
Basisschicht als auch die Deckschicht Zusätze in einer jeweils
wirksamen Menge enthalten, vorzugsweise Kohlenwasserstoffharz
und/oder Antistatika und/oder Antiblockmittel und/oder Gleitmit
tel und/oder Stabilisatoren und/oder Neutralisationsmittel, die
mit den Polymeren der Basisschicht und der Deckschicht verträg
lich sind, mit Ausnahme der in der Regel unverträglichen
Antiblockmittel. 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.
Ein niedermolekulares Harz wird bevorzugt der Basis- und/oder der
Deckschicht zugesetzt. Kohlenwasserstoffharze sind nieder
molekulare Polymere, deren Molekulargewicht (Mn) im allgemeinen in
einem Bereich von 300 bis 8000, vorzugsweise 400 bis 5000,
insbesondere 500 bis 2000, liegt. Damit ist das Molekulargewicht
der Harze deutlich niedriger als das der Propylenpolymeren, wel
che die Hauptkomponente der einzelnen Folienschichten bilden und
im allgemeinen ein Molekulargewicht (Mn) von über 60 000 haben.
Der Anteil des Harzes liegt in einem Bereich von 1 bis 30 Gew.-%,
vorzugsweise 2 bis 10 Gew.-%. Der Erweichungspunkt des Harzes
liegt zwischen 100 und 180°C (gemessen nach DIN 1995-U4, ent
spricht ASTM E-28), vorzugsweise über 120 bis 160°C. Unter den
zahlreichen niedrigmolekularen Harzen sind die Kohlenwasserstoff
harze bevorzugt, und zwar in Form der Erdölharze (Petroleum
harze), Styrolharze, Cyclopentadienharze und Terpenharze (diese
Harze sind in Ullmanns Encyklopädie der techn. Chemie, 4. Auf
lage, Band 12, Seiten 525 bis 555, beschrieben).
Die Erdölharze sind solche Kohlenwasserstoffharze, die durch
Polymerisation von tiefzersetzten (deep-decomposed) Erdölmateria
lien in Gegenwart eines Katalysators hergestellt werden. Diese
Erdölmaterialien enthalten gewöhnlich ein Gemisch von harz
bildenden Substanzen wie Styrol, Methylstyrol, Vinyltoluol,
Inden, Methylinden, Butadien, Isopren, Piperylen und Pentylen.
Die Styrolharze sind niedrigmolekulare Homopolymere von Styrol
oder Copolymere von Styrol mit anderen Monomeren wie Methyl
styrol, 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 Cyclo
pentadien enthalten, während einer langen Zeit bei hoher
Temperatur gehalten werden. In Abhängigkeit von der Reaktionstem
peratur können Dimere, Trimere oder Oligomere erhalten werden.
Die Terpenharze sind Polymere von Terpenen, d. h. Kohlenwasser
stoffen der Formel C10H16, die in fast allen etherischen Ölen oder
ölhaltigen Harzen von Pflanzen enthalten sind, und phenolmodifi
zierte 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 Styrolhomopolymere,
Styrolcopolymere, Cyclopentadienhomopolymere, Cyclopentadien
copolymere und/oder Terpenpolymere mit einem Erweichungspunkt von
jeweils oberhalb 135°C eingesetzt (bei den ungesättigten Polymeren
ist das hydrierte Produkt bevorzugt). Ganz besonders bevorzugt
werden die Cyclopentadienpolymere mit einem Erweichungspunkt von
140°C und darüber in den einzelnen Schichten eingesetzt.
Bevorzugte Antistatika sind Alkali-alkansulfonate, polyethermodi
fizierte, d. h. ethoxylierte und/oder propoxylierte Polydiorgano
siloxane (Polydialkylsiloxane, Polyalkylphenylsiloxane und
dergleichen) und/oder die im wesentlichen geradkettigen und
gesättigten aliphatischen, tertiären Amine mit einem aliphati
schen Rest mit 10 bis 20 Kohlenstoffatomen, die mit
ω-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 0,05 bis 0,3 Gew.-%.
Gleitmittel sind höhere aliphatische Säureamide, höhere
aliphatische Säureester, Wachse und Metallseifen sowie Polydi
methylsiloxane. Die wirksame Menge an Gleitmittel liegt im
Bereich von 0,1 bis 3 Gew.-%. Besonders geeignet ist der Zusatz
von höheren aliphatischen Säureamiden im Bereich von 0,15 bis
0,25 Gew.-% in der Basisschicht und/oder den Deckschichten. Ein
insbesondere geeignetes aliphatisches Säureamid ist Erucasäure
amid. Der Zusatz von Polydimethylsiloxanen ist im Bereich von 0,3
bis 2,0 Gew.-% bevorzugt, wobei insbesondere Polydimethylsiloxane
mit einer Viskosität von 10 000 bis 1 000 000 mm2/s eingesetzt
werden.
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 einem Mole
kulargewicht (Mn) von mehr als 500 bevorzugt. Pentaerythrityl-Te
trakis-3-(3,5-di-Tertiärbutyl-4-Hydroxyphenyl)-Propionat oder
1,3,5-Trimethyl-2,4,6-tris(3,5-di-Tertiärbutyl-4-Hydroxy
benzyl)-benzol sind besonders vorteilhaft.
Die Antiblockmittel werden bevorzugt den Deckschichten zugesetzt.
Geeignete Antiblockmittel sind anorganische Zusatzstoffe wie
Siliciumdioxid, Calciumcarbonat, Magnesiumsilicat, Aluminium
silicat, Calciumphosphat und dergleichen und/oder unverträgliche
organische Polymere wie Polyamide, Polyester, Polycarbonate und
dergleichen, bevorzugt werden Benzoguanamin-formaldehyd-Polymere,
Siliciumdioxid und Calciumcarbonat. Die wirksame Menge an Anti
blockmittel liegt im Bereich von 0,1 bis 2 Gew.-%. vorzugsweise
0,1 bis 0,5 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.
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.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung
der erfindungsgemäßen Mehrschichtfolie nach dem sogenannten
Coextrusionsverfahren. Im Rahmen dieses Verfahrens wird so vorge
gangen, daß die den einzelnen Schichten der Folie entsprechenden
Schmelzen durch eine Flachdüse coextrudiert werden, die so
erhaltene Folie zur Verfestigung auf einer oder mehreren Walze/n
abgezogen wird, die Folie anschließend gegebenenfalls biaxial
gestreckt (orientiert) und die gegebenenfalls biaxial gestreckte
Folie thermofixiert und anschließend aufgewickelt wird.
Nach einem besonders bevorzugten Verfahren wird die biaxial
gestreckte Folie nach dem Thermoformen noch corona- oder flamm
behandelt, und zwar an der zur Coronabehandlung vorgesehen
Oberflächenschicht.
Die biaxiale Streckung (Orientierung) ist bevorzugt und kann si
multan oder aufeinanderfolgend durchgeführt werden, wobei die
aufeinanderfolgende biaxiale Streckung, bei der zuerst längs (in
Maschinenrichtung) und dann quer (senkrecht zur Maschinenrich
tung) gestreckt wird, besonders günstig ist.
Zunächst wird wie beim Coextrusionsverfahren üblich, das Polymere
oder die Polymermischung der einzelnen Schichten in einem Extru
der komprimiert und verflüssigt, wobei die gegebenenfalls zuge
setzten Additive bereits im Polymer enthalten sein können. 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.
Vorzugsweise wird die so erhaltene Folie dann längs und quer zur
Extrusionsrichtung gestreckt, was zu einer Orientierung der
Molekülketten führt. In Längsrichtung wird vorzugsweise 4 : 1 bis
9 : 1 und in Querrichtung vorzugsweise 5 : 1 bis 11 : 1 gestreckt. Das
Längsstrecken wird man zweckmäßigerweise mit Hilfe zweier ent
sprechend dem angestrebten Streckverhältnis verschieden schnell
laufender Walzen durchführen und das Querstrecken mit Hilfe eines
entsprechenden Kluppenrahmens.
An die biaxiale Streckung der Folie schließt sich ihre Thermo
fixierung (Wärmebehandlung) an, wobei die Folie etwa 0,5 bis 10
Sekunden lang bei der Temperatur von 110 bis 130°C gehalten wird.
Anschließend wird die Folie in üblicher Weise mit einer Aufwicke
leinrichtung aufgewickelt.
Es hat sich als besonders günstig erwiesen, die Abzugswalze oder
-walzen, durch die die ausgepreßte Folie auch abgekühlt und
verfestigt wird, bei einer Temperatur von 10 bis 90°C zu halten,
bevorzugt bei 20 bis 60°C.
Darüber hinaus wird die Längsstreckung vorteilhafterweise bei
einer Temperatur von weniger als 140°C, vorzugsweise im Bereich
von 125 bis 135°C, und die Querstreckung bei einer Temperatur
größer 140°C, vorzugsweise bei 145 bis 160°C, durchgeführt.
Gegebenenfalls kann/können wie oben erwähnt nach der biaxialen
Streckung eine oder beide Oberflächen der Folie nach einer der
bekannten Methoden corona- oder flammbehandelt werden, wobei für
eine Flammbehandlung mit polarisierter Flamme (vgl.
US-A-4,622,237) eine elektrische Gleichspannung zwischen einem
Brenner (negativer Pol) und einer Kühlwalze angelegt wird. Die
Höhe der angelegten Spannung beträgt zwischen 500 und 3000 V,
vorzugsweise liegt sie im Bereich von 1500 bis 2000 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. Die thermische
Belastung des Polymeren ist hierbei weitaus geringer als bei der
Standardflammbehandlung, und es können Folien erhalten werden,
bei denen die Siegeleigenschaften der behandelten Seite sogar
besser sind als diejenigen der nicht behandelten Seite.
Für die alternative Coronabehandlung wird die Folie zwischen zwei
als Elektroden dienenden Leiterelementen hindurchgeführt, wobei
zwischen den Elektroden eine so hohe Spannung, meist Wechselspan
nung (etwa 10 000 V und 10 000 Hz), angelegt ist, daß Sprüh- oder
Coronaentladungen stattfinden können. Durch die Sprüh- oder
Coronaentladung wird die Luft oberhalb der Folienoberfläche ioni
siert und reagiert mit den Molekülen der Folienoberfläche, so daß
polare Einlagerungen in der im wesentlichen unpolaren Polymer
matrix entstehen. Die Behandlungsintensitäten liegen im üblichen
Rahmen, wobei 38 bis 45 mN/m bevorzugt sind.
Die erfindungsgemäßen siegelbaren Mehrschichtfolien zeichnen sich
u. a. durch abgesenkte Siegeltemperaturen, sehr geringe extrahier
bare Anteile und gute organoleptische Eigenschaften aus. Sie sind
ferner durch hohe Glanzwerte, gute Hafteigenschaften und sehr
hohe Transparenz gekennzeichnet. Mit Hilfe des ebenfalls
erfindungsgemäßen Verfahrens können derartige siegelbare
Mehrschichtfolien ohne großen verfahrenstechnischen Aufwand
hergestellt werden.
Die erfindungsgemäßen siegelbaren Mehrschichtfolien eignen sich
insbesondere als Bestandteil von Verpackungen.
- a) Herstellung des Trägermaterials
1000 g Kieselgel (SG 332, Teilchendurchmesser 50 µm, Fa. Grace; 8 Stunden bei 180°C im Vakuum (1 mbar) ausgeheizt) wurden in 5 l Toluol unter Stickstoff (N2)-Atmosphäre suspen diert. Bei einer Temperatur von 18°C wurden 7,75 l (6,83 kg) 1,53 molare Methylaluminoxan(MAO)lösung (in Toluol, Fa. Witco) über 120 Minuten zugegeben. Anschließend wurde 7 Stunden lang bei Raumtemperatur nachgerührt, filtriert und der Filterkuchen zweimal mit je 2,5 l Toluol gewaschen. An schließend wurde im Vakuum getrocknet. - b) Beladung mit dem Metallocenkomplex
1 kg des unter a) hergestellten MAO beladenen Kieselgels wurde in einem evakuierten Gefäß vorgelegt. Anschließend wurde unter Rühren eine Lösung von 5,8 g (10 mmol) rac.-Dime thylsilylenbis(2-methylbenzindenyl)zirkondichlorid in 1,32 l 1,53 molarer MAO-Lösung (Toluol) zugegeben. Nach dem Druck ausgleich mit N2 wurde 30 Minuten bei Raumtemperatur durch mischt. Dann wurde, zunächst bei 20°C, die Hauptmenge Lösungsmittel im Vakuum abdestilliert (bis kein Lösungsmittel mehr überging). Anschließend wurde die Temperatur in 5°C Schritten auf 55°C erhöht und der Katalysator solange ge trocknet, bis er als oranges, gut rieselfähiges Pulver zu rückblieb.
In einem trockenen, N2 gespülten 10 l Autoklaven wurden 20 mmol
Triisobutylaluminium (TiBA; 10 ml einer 2-molaren Lösung in
Heptan) vorgelegt. Nach Zugabe von 150 mg Antistatikum-Lösung
(Stadis® 450, Du Pont) und 3500 g flüssigen Propylens wurden
unter Rühren bei Raumtemperatur 1020 mg des im Beispiel 1 herge
stellten Metallocen-Trägerkatalysators über eine Schleuse mit N2
eingeschossen. Anschließend wurde der Autoklav auf 60°C aufgeheizt
und 90 min bei dieser Temperatur polymerisiert. Während der
Polymerisation wurden kontinuierliche pro Stunde 117 g Ethen
zudosiert, insgesamt 175 g Ethen (5 Gew.-%). Nach Ablauf der Re
aktionszeit wurde die Polymerisation durch Ablassen des
restlichen Ethen/Propylen-Gemisches abgebrochen und das Produkt
über ein Bodenventil abgelassen. Es wurden 1900 g Polymergries
erhalten (Produktivität: 1860 g Copolymer/g Katalysator).
Der Versuch wurde noch dreimal mit 965, 990 und 1000 mg des im
Beispiel 1 hergestellten Metallocen-Katalysators wiederholt
(Ausbeuten: 1850, 2100 und 1870 g Propylen/Ethen-Copolymer). Das
Copolymer aller vier Versuche wurde gemischt und granuliert. Die
am Granulat gemessenen Polymerdaten waren: Tm: 121,6°C; XL:
2,6 Gew.-%; MW: 223 400 g/mol; MW/Mn: 1,80.
Entsprechend dem Beispiel 4 der DE-A 195 33 337 wurde durch
kontinuierliche Gasphasenpolymerisation ein Propylen/But-1-en-
Copolymer hergestellt, welches folgenden Eigenschaften aufwies:
C4-Gehalt: 2,2 mol-% (IR-Spektroskopie); Tm: 135,3°C; XL:
0,6 Gew.-%; MW: 258 860 g/mol; MW/Mn: 1,74.
In einem trockenen, N2 gespülten 10 l Autoklaven wurden 20 mmol
Triisobutylaluminium (TiBA; 10 ml einer 2-molaren Lösung in
Heptan) vorgelegt. Nach Zugabe von 150 mg Antistatikum-Lösung
(Stadis® 450, Du Pont) wurden 2000 g flüssiges Propylen, 40 g
But-1-en (2 Gew.-%) und 40 g Ethen (2 Gew.-%) eindosiert. Dann
wurden bei Raumtemperatur 790 mg Metallocen-Trägerkatalysator des
Beispiels 1 über eine Schleuse mit N2 eingeschossen. Anschließend
wurde der Autoklav auf 60°C aufgeheizt und 90 min bei dieser
Temperatur polymerisiert. Nach Ablauf der Reaktionszeit wurde die
Polymerisation durch Ablassen des restlichen Monomeren-Gemisches
abgebrochen und das Produkt über ein Bodenventil abgelassen. Es
wurden 680 g Polymergries erhalten (Produktivität: 860 g Ter
polymer/g Katalysator).
Polymerdaten: C2-Gehalt: 2,6 mol-%; C4-Gehalt: 0,5 mol-% (IR-
Spektroskopie); Tm: 119,4°C; XL: 0,6 Gew.-%; MW: 232 478 g/mol;
MW/Mn: 1,70; Anteil regioregulärer '1-2'-insertierter Propylen
einheiten entsprechend der Formel (1): 99,28; Schmelzenthalpie:
79 J/g.
In einem trockenen, N2 gespülten 10 l Autoklaven wurden 20 mmol
Triisobutylaluminium (TiBA; 10 ml einer 2-molaren Lösung in
Heptan) vorgelegt. Nach Zugabe von 150 mg Antistatikum-Lösung
(Stadis® 450, Du Pont) wurden 2000 g flüssiges Propylen und 40 g
But-1-en (2 Gew.-%) eindosiert. Dann wurden bei Raumtemperatur
815 mg Metallocen-Trägerkatalysator vom Beispiel 1 über eine
Schleuse mit N2 eingeschossen. Anschließend wurde der Autoklav auf
60°C aufgeheizt und es wurde 90 min bei dieser Temperatur
polymerisiert. Während der Polymerisation wurden kontinuierlich
pro Stunde 27 g Ethen zudosiert, d. h. insgesamt 40 g (2 Gew.-%).
Nach Ablauf der Reaktionszeit wurde die Polymerisation durch
Ablassen des restlichen Monomeren-Gemisches abgebrochen und das
Produkt über ein Bodenventil abgelassen. Es wurden 1120 g
Polymergries erhalten (Produktivität: 1370 g Terpolymer/g Kataly
sator).
Polymerdaten: C2-Gehalt: 2,2 mol-%; C4-Gehalt: 0,4 mol-% (IR-
Spektroskopie); Tm: 122,8°C; XL: 0,5 Gew.-%; MW: 247 345 g/mol;
MW/Mn: 1,70; Anteil regioregulärer '1-2'-insertierter Propylen
einheiten entsprechend der Formel (I): 99,24; Schmelzenthalpie:
81 J/g.
Für die Herstellung der Siegelschicht in Beispiel 6 wurde die
oben beschriebene Polymerisation sechsmal wiederholt, das
Polymere gemischt und granuliert. Eine Kontrollmessung am Granu
lat ergab ein MW von 233 520 g/mol und eine Polydispersität MW/Mn
von 1,64. Der in kaltem n-Hexan extrahierbare Anteil (gemäß
FDA 177 1520) lag bei 0,4 Gew. -%.
In einem trockenen, N2 gespülten 10 l Autoklaven wurden 20 mmol
Triisobutylaluminium (TiBA; 10 ml einer 2-molaren Lösung in
Heptan) vorgelegt. Nach Zugabe von 150 mg Antistatikum-Lösung
(Stadis® 450, Du Pont) wurden 2000 g flüssiges Propylen, 40 g
But-1-en (2 Gew.-%) und 40 g Hex-1-en (2 Gew.-%) eindosiert. Dann
wurden bei Raumtemperatur 905 mg Metallocen-Trägerkatalysator vom
Beispiel 1 über eine Schleuse mit N2 eingeschossen. Anschließend
wurde der Autoklav auf 60°C aufgeheizt und 90 min bei dieser
Temperatur polymerisiert. Nach Ablauf der Reaktionszeit wurde die
Polymerisation durch Ablassen des restlichen Monomeren-Gemisches
abgebrochen und das Produkt über ein Bodenventil abgelassen. Es
wurden 543 g Polymergries erhalten (Produktivität: 600 g Terpoly
mer/g Katalysator).
Polymerdaten: C4-Gehalt: 3,5 mol-%; C6-Gehalt: 1,1 mol-% (13C-
NMR); Tm: 124,4°C; XL: 0,3 Gew.-%; MW: 339 062 g/mol; MW/Mn: 1,84;
Anteil regioregulärer '1-2'-insertierter Propyleneinheiten ent
sprechend der Formel (1): 99,12; Schmelzenthalpie: 79 J/g.
Durch Coextrusion und anschließende, stufenweise Orientierung in
Längs- und Querrichtung wurden dreilagige biaxial orientierte
Polypropylen-Folien (BOPP-Folien) mit einem A'B'A'-Schichtaufbau
(A': Deckschicht; B': Basisschicht) hergestellt. Die Gesamtfolien
stärke betrug ca. 20 µm, die der Deckschicht ca. 1 µm. Für die
Basisschicht B' wurde ein mit dem im Beispiel 1 beschriebenen
Metallocenkatalysator in kontinuierlicher Gasphasenpolymerisation
bei 60°C und 24 bar hergestelltes Propylenhomopolymer mit einem
Schmelzflußindex (bei 230°C und 2,16 kg nach DIN 53735) von
4,0 g/10 min. einem Schmelzpunkt von 145°C und einer Polydisper
sität MW/Mn von 1,9 eingesetzt. Alle Polymeren wurden vor der Her
stellung der Folien mit jeweils 1000 ppm Sylobloc® 45, 1000 ppm
Irgafos® 168, 600 ppm Ca-Stearat und 500 ppm Irganox® 1010
versetzt und granuliert.
Im erfindungsgemäßen Beispiel 5 wurde das im Beispiel 2 herge
stellte Propylen/Ethen/But-1-en-Terpolymer als Deckschicht A'
verwendet, im erfindungsgemäßen Beispiel 6 das Propylen/Ethen/-
But-1-en-Terpolymere des Beispiels 3 und im erfindungsgemäßen
Beispiel 7 das Propylen/But-1-en/Hex-1-en-Terpolymere des
Beispiels 4.
Als Deckschicht A' wurde im Vergleichsbeispiel C das Propylen/-
Ethylen-Copolymere des Vergleichsbeispiels A eingesetzt. Im
Vergleichsbeispiel D fand das Propylen/But-1-en-Copolymere aus
Vergleichsbeispiel B als Deckschicht A' Verwendung. Im
Vergleichsbeispiel E wurde als Deckschicht A' ein Propylenter
polymer (Novolen® 3520L von Targor GmbH) verwendet. Novolen®
3520L ist ein Propylenterpolymer mit 4,2 Gew.-% einpolymerisier
tem Ethen und 1,9 Gew.-% einpolymerisiertem But-1-en und einem
Schmelzflußindex von 5 g/10 min. bei 230°C und 2,16 kg, nach
ISO 1133, welches durch Gasphasenpolymerisation von Propylen,
Ethen und But-1-en mit Hilfe eines Ziegler-Natta-Katalysators,
der u. a. in der US-A 5,288,824 beschrieben ist, erhalten worden
ist.
Als Basisschicht B' wurde in allen Beispielen 5 bis 7 und in
allen Vergleichsbeispielen C bis E das oben beschriebene, mit dem
aus dem Beispiel 1 erhaltenen Metallocen-Katalysator hergestellte
Propylenhomopolymer eingesetzt.
Die bei der Prüfung der BOPP-Folien des A'B'A'-Schichtaufbaus
gefundenen Eigenschaften sind in der nachfolgenden Tabelle I
aufgeführt.
Bei Stadis® 450 von Du Pont handelt es sich um ein kommerziell
erhältliches Produkt in Form einer Mischung aus Toluol,
Isopropanol, Dodecylbenzolsulfonsäure, einem Polyamin, einem
Copolymer aus Dec-1-en und SO2, sowie Dec-1-en.
Sylobloc® von Grace ist ein Antiblockmittel auf Basis von SiO2.
Bei Irganox® 1010 von Ciba-Geigy handelt es sich um Penta
erythrityltetrakis[3-(3,5-bis(1,1-dimethylethyl)-4-hydroxyphe
nol)propionat] und bei Irgafos® 168, ebenfalls von Ciba-Geigy, um
Tris(2,4-bis-tert.butylphenol)phosphit.
Die in den Beispielen aufgeführten Eigenschaften wurden folgen
dermaßen bestimmt:
Comonomergehalt bzw. Anteil '1-3'-insertierter Propeneinheiten: mittels 13C-NMR oder mittels Infrarotspektroskopie
Schmelzpunkt (TM): mittels DSC (differential scanning calorimetry)
Xylollösliche Anteile (XL):
Comonomergehalt bzw. Anteil '1-3'-insertierter Propeneinheiten: mittels 13C-NMR oder mittels Infrarotspektroskopie
Schmelzpunkt (TM): mittels DSC (differential scanning calorimetry)
Xylollösliche Anteile (XL):
In einen 1-Liter-Dreihalskolben mit Rührer, Rückflußkühler und
Thermometer wurden 500 ml destilliertes Xylol (Isomerengemisch)
eingefüllt und auf 100°C erhitzt. Bei dieser Temperatur wurde das
Polymere eingefüllt, anschließend auf den Siedepunkt des Xylols
erhitzt und 60 min am Rückfluß gehalten. Anschließend wurde die
Wärmezufuhr abgebrochen, innerhalb von 20 min mit einem Kältebad
auf 5°C abgekühlt und dann wieder auf 20°C erwärmt. Diese Tempe
ratur wurde für 30 min gehalten. Das ausgefallene Polymerisat
wurde abfiltriert und von dem Filtrat exakt 100 ml in einen
vorher tarierten 250-ml-Einhalskolben gefüllt. Daraus wurde das
Lösungsmittel am Rotationsverdampfer entfernt. Anschließend
wurde der verbleibende Rückstand im Vakuumtrockenschrank bei
80°C/200 Torr 2 Stunden lang getrocknet. Nach dem Erkalten wurde
ausgewogen.
Der xylollösliche Anteil ergibt sich aus
XL = xylollöslicher Anteil in %
g = gefundene Menge
G = Produkteinwaage
V = Volumen der eingesetzten Filtratmenge
Molmasse (Zahlenmittel) MN: mittels Gelpermeations chromatographie
Molmasse (Gewichtsmittel) MW: mittels Gelpermeations chromatographie
Polymerdispersität MW/MN: mittels Gelpermeations chromatographie
Schmelzflußindex (MFR): nach ISO 1133
Schmelzenthalpie: mittels DSC, bei einer Aufheizrate von 20°C/min
Streuwert der Folie: nach ASTM D 1003
Glanz, bei 20°C und 60°C: nach DIN 67530
Siegeltemperatur: Mit einem Siegelgerät wurden heiß gesiegelte Proben hergestellt, wo bei die Siegeltemperatur in 1°C- Schritten erhöht wurde (Siegel druck: 0,35 N/cm2, Schweißzeit: 0,5 s). Nach dem Abkühlen wurde aus der Siegelnaht ein Prüfstrei fen mit 15 mm Breite geschnitten und in einer Zugprüfmaschine die zum Öffnen benötigte Kraft gemes sen. Als Siegeltemperatur ist die Temperatur angegeben, bei der die zum Öffnen benötigte Kraft minde stens 7,5 N/15 mm erreicht.
Druckfarbenhaftung, Metallhaftung: Zur Beurteilung der Druckfarben bzw. der Metallhaftung wurden die Folien zunächst entsprechend der US-A 4,622,237 coronabehandelt und 14 Tage später entweder bedruckt oder metallisiert. Die Farb- bzw. Metallhaftung wurde mittels Klebe bandtest beurteilt. Konnte mittels Klebeband keine Farbe bzw. kein Metall abgelöst werden, so wurde die Haftung mit sehr gut und bei deutlicher Ablösung von Farbe bzw. Metall mit schlecht beurteilt.
g = gefundene Menge
G = Produkteinwaage
V = Volumen der eingesetzten Filtratmenge
Molmasse (Zahlenmittel) MN: mittels Gelpermeations chromatographie
Molmasse (Gewichtsmittel) MW: mittels Gelpermeations chromatographie
Polymerdispersität MW/MN: mittels Gelpermeations chromatographie
Schmelzflußindex (MFR): nach ISO 1133
Schmelzenthalpie: mittels DSC, bei einer Aufheizrate von 20°C/min
Streuwert der Folie: nach ASTM D 1003
Glanz, bei 20°C und 60°C: nach DIN 67530
Siegeltemperatur: Mit einem Siegelgerät wurden heiß gesiegelte Proben hergestellt, wo bei die Siegeltemperatur in 1°C- Schritten erhöht wurde (Siegel druck: 0,35 N/cm2, Schweißzeit: 0,5 s). Nach dem Abkühlen wurde aus der Siegelnaht ein Prüfstrei fen mit 15 mm Breite geschnitten und in einer Zugprüfmaschine die zum Öffnen benötigte Kraft gemes sen. Als Siegeltemperatur ist die Temperatur angegeben, bei der die zum Öffnen benötigte Kraft minde stens 7,5 N/15 mm erreicht.
Druckfarbenhaftung, Metallhaftung: Zur Beurteilung der Druckfarben bzw. der Metallhaftung wurden die Folien zunächst entsprechend der US-A 4,622,237 coronabehandelt und 14 Tage später entweder bedruckt oder metallisiert. Die Farb- bzw. Metallhaftung wurde mittels Klebe bandtest beurteilt. Konnte mittels Klebeband keine Farbe bzw. kein Metall abgelöst werden, so wurde die Haftung mit sehr gut und bei deutlicher Ablösung von Farbe bzw. Metall mit schlecht beurteilt.
Aus der Tabelle I geht u. a. hervor, daß sich die erfindungs
gemäßen siegelbaren Mehrschichtfolien (Beispiele 5 bis 7) gegen
über den aus dem Stand der Technik bekannten Mehrschichtfolien
(Vergleichsbeispiele C bis E) u. a. durch einen erhöhten Glanz,
eine verbesserte Haftung, eine abgesenkte Siegeltemperatur und
verringerte xylollösliche Anteile auszeichnen.
Claims (12)
1. Siegelbare Mehrschichtfolie aus mindestens einer Deckschicht
und mindestens einer Basisschicht, wobei die Deckschicht aus
einem Propylen-Terpolymeren besteht, enthaltend 80 bis
99,5 mol-% Struktureinheiten, die sich vom Propylen ableiten,
0,2 bis 15 mol-% Struktureinheiten, die sich von Ethen oder
einem C4-C6-1-Olefin (I) ableiten und 0,3 bis 15 mol-%
Struktureinheiten, die sich von einem weiteren, vom
C4-C6-1-Olefin (I) verschiedenen, C4-C12-1-Olefin (II)
ableiten und wobei das Propylen-Terpolymere mittels Metallo
cen-Katalysatoren hergestellt ist.
2. Mehrschichtfolie nach Anspruch 1, wobei das Propylen-Termpo
lymere der Deckschicht einen Anteil regioregulärer '1-2'-in
sertierter Propyleneinheiten entsprechend der Formel (I)
von mehr als 0,97 aufweist.
von mehr als 0,97 aufweist.
3. Mehrschichtfolie nach den Ansprüchen 1 oder 2, wobei das Pro
pylen-Terpolymere der Deckschicht einen Schmelzpunkt (TM),
ermittelt nach dem DSC-Peakmaximum, von weniger als 135°C und
ein Gewichtsmittel der Molmasse (MW) von mehr als 80 000 g/mol
aufweist.
4. Mehrschichtfolie nach den Ansprüchen 1 bis 3, wobei das
Propylen-Terpolymere der Deckschicht einen xylollöslichen
Anteil (XL) in Gew.-% aufweist, der der folgenden Ungleichung
(2)
XL ≦ 1411,21 exp (-0,0591 TM) -0,05 (2)
genügt, bei welcher TM für den Schmelzpunkt in °C steht.
XL ≦ 1411,21 exp (-0,0591 TM) -0,05 (2)
genügt, bei welcher TM für den Schmelzpunkt in °C steht.
5. Mehrschichtfolie nach den Ansprüchen 1 bis 4, wobei das
Propylen-Terpolymere der Deckschicht eine Polydispersität
(MW/MN) von weniger als 2,25 aufweist.
6. Mehrschichtfolie nach den Ansprüchen 1 bis 5, wobei die
Basisschicht aus einem Polyolefin besteht.
7. Mehrschichtfolie nach dem Anspruch 6, wobei die Basisschicht
aus Polypropylen besteht.
8. Mehrschichtfolie nach den Ansprüchen 1 bis 7, wobei diese aus
wenigstens einer Deckschicht einer Dicke von 0,1 bis 5 µm und
wenigstens einer Basisschicht einer Dicke von 1 bis 100 µm
besteht.
9. Mehrschichtfolie nach den Ansprüchen 1 bis 7, wobei diese aus
drei Schichten aufgebaut ist, von denen die obere und die
untere Schicht jeweils eine Deckschicht und die dazwischen
liegende Schicht eine Basisschicht darstellt.
10. Verfahren zur Herstellung einer Mehrschichtfolie nach den
Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die den
einzelnen Schichten der Folie entsprechenden Schmelzen durch
eine Flachdüse coextrudiert werden, die auf diese Weise
erhaltene coextrudierte Folie zur Verfestigung auf wenigstens
einer Walze abgezogen, danach biaxial gestreckt, thermofi
xiert und anschließend aufgewickelt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
biaxial gestreckte Folie nach dem Thermofixieren noch corona-
oder flammbehandelt wird.
12. Verpackung, enthaltend mindestens eine Mehrschichtfolie nach
den Ansprüchen 1 bis 9.
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