DE60019873T2

DE60019873T2 - Schutzbeutel mit Ethylencopolymere von hoher und niedriger Kristallinität enthaltender Schutzauflage

Info

Publication number: DE60019873T2
Application number: DE60019873T
Authority: DE
Inventors: Ram Kumar Ramesh; Kimberly A. Mudar
Original assignee: Cryovac LLC
Current assignee: Cryovac LLC
Priority date: 1999-10-25
Filing date: 2000-10-24
Publication date: 2005-11-10
Anticipated expiration: 2020-10-25
Also published as: DE60019873D1; EP1095874A3; NZ507595A; EP1095874B1; ES2239985T3; EP1095874A2; CA2324388A1; US7255903B1; CA2324388C; ATE294750T1; AU6670000A; AU779589B2

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft das Verpacken von Produkten in Beuteln, die aus durchstichfester flexibler Folie hergestellt sind. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere einen Patchbeutel (Flickenbeutel) sowie Verfahren zur Herstellung von Patchbeuteln.
Hintergrund der Erfindung
Verschiedene Patchbeutel sind kommerziell zum Verpacken von Frischfleischprodukten mit darin befindlichen Knochen verwendet worden, insbesondere frischen roten Fleischprodukten und anderen Fleischprodukten mit darin befindlichem Knochen, wie ganze Schweinelenden mit darin befindlichem Knochen, usw. Der Patch (Flicken) verringert die Wahrscheinlichkeit, dass die Folie von herausragenden Knochen durchstochen wird. Der Patch muss gute Beständigkeit gegen Durchstich von Knochen aufweisen. Der Patch sollte optimalerweise auch eine relativ hohe freie Schrumpfung bei einer relativ niedrigen Temperatur zeigen.
US-A-4 755 403 von Ferguson offenbart einen Patchbeutel mit einem wärmeschrumpfbaren Patch, der ein Gemisch aus linearem Polyethylen niedriger Dichte gemischt mit Ethylen/Vinylacetat-Copolymer enthält. US-A-5 302 402 von Dudenhoeffer et al. offenbart die Verwendung verschiedener Polymere einschließlich Polyethylen sehr niedriger Dichte in einem nicht wärmeschrumpfbaren Patch für einen Patchbeutel. AU-B-40238/95 (basierend auf der australischen Anmeldung Nr. 40238/95, veröffentlicht am 20. Juni 1996) offenbart die Ver wendung von homogenem Ethylen/α-Olefin-Copolymer in einem Patch für einen Patchbeutel.
Es bleibt jedoch erwünscht, eine Folie zu liefern, die verbesserte Beständigkeit gegen Durchstich von Knochen zeigt, insbesondere in Kombination mit relativ hoher freier Schrumpfung.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Patch, der eine erwünschte Kombination aus hoher freier Schrumpfung in Kombination mit verbesserter Knochendurchstichfestigkeit hat. Es ist gefunden worden, dass eine Patchfolie mit mindestens 70 Gew.-% einer Kombination aus Ethylen/α-Olefin-Copolymer mit hoher Kristallinität (wie LLDPE) und heterogenem Ethylen/α-Olefin mit niedriger Kristallinität (wie VLDPE) einen Patch liefert, der verbesserte Knochendurchstichleistung gegenüber beispielsweise einem Patch liefert, der ein Gemisch aus linearem Polyethylen niedriger Dichte mit einem geringen Anteil Ethylen/Vinylacetat-Copolymer verwendet. Die Patchfolie ist vorzugsweise aus einem Gemisch aus 50 bis 95 Gew.-% VLDPE und 5 bis 50 Gew.-% LLDPE hergestellt. Die Knochendurchstichfestkeit des VLDPE/LLDPE-Gemisches ist überraschenderweise größer, als wenn entweder VLDPE allein oder LLDPE allein als gegen Knochendurchstich beständiges Polymer vorhanden ist. Das VLDPE-LLDPE-Gemisch kann zudem, wenn es frei von Ethylen/Vinylacetat-Copolymer und/oder homogenem Ethylen/α-Olefin-Copolymer ist, den Patch mit einer größeren Knochendurchstichfestkeit versehen, während auch relativ hohe freie Schrumpfung bei beispielsweise 85°C geliefert wird. Selbst wenn der Patch aus einem Gemisch aus VLDPE und LLDPE hergestellt worden ist, verringert sich die Knochendurchstichfestkeit, wenn wesentliche Mengen an Ethylen/Vinylacetat-Copolymer und/oder homogenem Ethylen/α-Olefin-Copolymer in dem VLDPE-LLDPE-Gemisch vorhanden sind. Die wärmeschrumpfbare Patchfolie umfasst vorzugsweise ein VLDPE-LLDPE-Gemisch, wobei in der Patchfolie weniger als 30 % EVA oder homogenes Ethylen/α-Olefin-Copolymer vorhanden sind.
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung einen Patchbeutel, der einen wärmeschrumpfbaren Patch umfasst, der an einem wärmeschrumpfbaren Beutel angebracht ist. Der wärmeschrumpfbare Patch umfasst eine erste wärmeschrumpfbare Folie, und der wärmeschrumpfbare Beutel umfasst eine zweite wärmeschrumpfbare Folie. Die erste wärmeschrumpfbare Folie umfasst: (A) eine erste Komponente, die ein Ethylen/α-Olefin-Copolymer mit einer Dichte größer als etwa 0,915 g/cm³ in einer Menge von mindestens etwa 5 %, bezogen auf ein Gesamtgewicht der ersten Folie, umfasst (vorzugsweise mindestens 10 oder 20 oder 30 oder 40 oder 50 oder 60 oder 70 oder 80 oder 90 oder sogar bis zu 95 %), und (B) eine zweite Komponente, die heterogenes Ethylen/α-Olefin-Copolymer mit einer Dichte von weniger als etwa 0,915 g/cm³ umfasst, wobei die zweite Komponente in der ersten Folie in einer Menge von mindestens etwa 5 %, bezogen auf ein Gesamtgewicht der ersten Folie, vorhanden ist (vorzugsweise mindestens 10 oder 20 oder 30 oder 40 oder 50 oder 60 oder 70 oder 80 oder 90 oder sogar bis zu 95 %). Die ersten und zweiten Komponenten stellen zusammen mindestens 70 % des Gesamtgewichts der ersten Folie (vorzugsweise mindestens 75 oder 80 oder 85 oder 90 oder 95 oder sogar bis zu 100 %). Die ersten und zweiten Komponenten können in der selben Schicht der ersten wärmeschrumpfbaren Folie vorhanden sein, d. h. als Gemisch. Alternativ kann die erste Folie eine Mehrschichtfolie sein, wobei die ersten und zweiten Komponenten in separaten Schichten vorhanden sind.
Die erste wärmeschrumpfbare Folie hat vorzugsweise eine
Schicht, die ein Gemisch aus der ersten Komponente und der zweiten Komponente enthält, wobei die erste Komponente in dem Gemisch in einer Menge von etwa 5 bis 95 %, bezogen auf das Gewicht der Schicht, und die zweite Komponente in dem Gemisch in einer Menge von etwa 5 bis 95 %, bezogen auf das Gewicht der Schicht, vorhanden ist und wobei die erste Komponente und die zweite Komponente zusammen mindestens 70 % des Gesamtgewichts der Schicht ausmachen.
In einer bevorzugten Ausführungsform hat die erste Folie eine gesamte freie Schrumpfung bei 85°C von mindestens 35 %. Die erste Folie und/oder die zweite Folie haben vorzugsweise eine gesamte freie Schrumpfung bei 85°C von mindestens etwa 45 %.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die erste Folie ein Gemisch aus Polyethylen sehr niedriger Dichte in einer Menge von etwa 50 bis 95 Gew.-% (vorzugsweise 60 bis 95 %, insbesondere 70 bis 80 %), bezogen auf das Gesamtgemischgewicht, und linearem Polyethylen niedriger Dichte in einer Menge von etwa 5 bis 50 % (vorzugsweise 5 bis 40 %, insbesondere 20 bis 30 %), bezogen auf das Gesamtgemischgewicht. Das Gemisch kann ferner optionales homogenes Ethylen/α-Olefin-Copolymer mit einer Dichte von 0,915 und darunter umfassen, jedoch nur in beliebiger Menge bis zu etwa 20 %, bezogen auf das Gesamtgemischgewicht. Das Gemisch ist vorzugsweise in einer Menge von mindestens etwa 70 Gew.-% vorhanden, bezogen auf das Schichtgewicht (insbesondere mindestens 75 %, 80 %, 85 %, 90 % oder 95 %), in einer Schicht mit einer Dicke von mindestens etwa 0,6 mil (insbesondere 0,6 bis 5, 0,6 bis 4, 0,6 bis 3, 0,8 bis 2 und 1 bis 2 mil; 1 mil = 25,4 μm).
Die Patchfolie hat vorzugsweise eine gesamte freie Schrumpfung bei 85°C von etwa 50 % bis etwa 120 %, insbesonde re etwa 50 % bis etwa 100 % und bevorzugter etwa 50 % bis etwa 80 %. Die Beutelfolie hat vorzugsweise eine gesamte freie Schrumpfung bei 85°C von etwa 50 % bis etwa 120 %, insbesondere etwa 50 % bis etwa 100 % und bevorzugter etwa 50 % bis etwa 80 %.
Der Patch zeigt vorzugsweise eine Ausfallrate im Standard Rib Drop Test von höchstens 40 % (d. h. 40 % oder weniger als 40 %, oder bis zu und einschließlich 40 %), insbesondere höchstens 35 %, bevorzugter höchstens 30 %.
Die Patchfolie ist vorzugsweise im Wesentlichen frei von homogenem Ethylen/α-Olefin-Copolymer. Das heißt, dass die Patchfolie vorzugsweise kein homogenes Ethylen/α-Olefin-Copolymer enthält. Das Gemisch kann alternativ und gegebenenfalls homogenes Ethylen/α-Olefin-Copolymer in einer Menge von etwa 1 bis etwa 20 % umfassen, bezogen auf das Gemischgewicht, insbesondere etwa 1 bis 15 %, bevorzugter etwa 1 bis etwa 10 und bevorzugter etwa 1 bis etwa 5 %.
Das Gemisch kann gegebenenfalls ferner bis zu etwa 15 %, bezogen auf das Gesamtgemischgewicht, von einem oder mehreren Mitgliedern ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gleitmittel, Füllstoff, Pigment, Farbstoff, Strahlungsstabilisator, Antioxidans, Fluoreszenzadditiv, Antistatikmittel, Elastomer und Viskositätsmodifizierungsmittel umfassen.
Der Patch umfasst vorzugsweise Polyethylen sehr niedriger Dichte in einer Menge von 70 bis 80 Gew.-% und lineares Polyethylen niedriger Dichte in einer Menge von etwa 20 bis 30 Gew.-%.
Der Beutel umfasst vorzugsweise eine erste biaxial orientierte, wärmeschrumpfbare Folie, die eine Außenseitenschutzschicht, eine innere O₂-Barriereschicht und eine Innenseitensiegelschicht umfasst, und der Patch umfasst eine zweite bia xial orientierte, wärmeschrumpfbare Folie. Obwohl der Patch auf der Innenseitenoberfläche des Beutels angebracht werden kann, wird er vorzugsweise auf der Außenseitenoberfläche des Beutels angebracht. Der Patch wird vorzugsweise mit Klebstoff an den Beutel angebracht.
Der Patch kann eine Einschichtfolie oder eine Mehrschichtfolie sein. Die Patchfolie umfasst vorzugsweise äußere Schichten, die jeweils das Gemisch umfassen, und eine innere Schicht, die mindestens ein Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylen/ungesättigter Ester-Copolymer (einschließlich Ethylen/Vinylacetat, Ethylen/Methylacrylat, Ethylen/Butylacrylat), homogenem Ethylen/α-Olefin-Copolymer, heterogenem Ethylen/α-Olefin-Copolymer, Ethylen/ungesättigte Säure-Copolymer (einschließlich Ethylen/Acrylsäure, Ethylen/Methacrylsäure), Ionomer und jeglichen anderen Polymeren, die bei der gewählten Verarbeitungstemperatur mit sich selbst verschweißen können, umfasst.
Die Mehrschichtfolie umfasst vorzugsweise eine innere Schicht, die mit sich selbst verschweißt ist, und äußere Schichten, die jeweils das Gemisch umfassen. Die innere Schicht umfasst vorzugsweise Ethylen/Vinylacetat-Copolymer in einer Menge von mindestens 50 %, bezogen auf das Gewicht der inneren Schicht, insbesondere mindestens 60 %, bevorzugter mindestens 70 %, insbesondere mindestens 80 %, bevorzugter mindestens 90 %, bevorzugter 100 %. Vorzugsweise umfasst das Ethylen/Vinylacetat-Copolymer Vinylacetatmonomer in einer Menge von etwa 3 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Ethylen/Vinylacetat-Copolymers, vorzugsweise etwa 15 bis 40 Gew.%, vorzugsweise etwa 25 bis 35 Gew.-%.
Die Mehrschichtfolie umfasst vorzugsweise mindestens zwei Schichten, die das Gemisch umfassen. Die Mehrschichtfolie hat vorzugsweise einen symmetrischen Querschnitt. Die beiden Schichten, die das Gemisch umfassen, sind vorzugsweise die äußeren Folienschichten der Patchfolie. In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform umfasst die Mehrschichtpatchfolie ferner eine Zwischenschicht, die ebenfalls das Gemisch umfasst. Die Patchfolie hat vorzugsweise einen symmetrischen Querschnitt. Die Patchfolie umfasst vorzugsweise eine innere Schicht, die Ethylen/Vinylacetat in einer Menge von etwa 50 bis 100 % umfasst, wobei die Folie ferner zwei äußere Schichten umfasst, die jeweils das Gemisch enthalten. Das Gemisch umfasst vorzugsweise VLDPE in einer Menge von etwa 70 bis 80 (bezogen auf das Gemischgewicht) und LLDPE in einer Menge von etwa 20 bis 30 %.
Die erste Folie hat vorzugsweise eine Schlagfestigkeit (gemessen gemäß ASTM D 3763) von mindestens 0,5 Joule/mil (vorzugsweise mindestens 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1,0, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4 und 1,5 Joule/mil).
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 illustriert eine flachgelegte Ansicht eines Patchbeutels mit Endsiegelung.
2 illustriert eine Querschnittansicht des Patchbeutels von 1, genommen durch Schnitt 2-2 desselben.
3 illustriert eine Querschnittansicht einer Mehrschichtfolie zur Verwendung in einem bevorzugten erfindungsgemäßen Patch.
4 illustriert eine Schemaansicht eines bevorzugten Verfahrens zur Herstellung der Mehrschichtfolie von 3.
5 illustriert eine Querschnittansicht einer Mehrschichtfolie zur Verwendung in einem bevorzugten erfindungsgemäßen Beutel.
6 illustriert eine Schemaansicht eines bevorzugten Verfahrens zur Herstellung der Mehrschichtfolie von 5.
7 illustriert eine Ansicht eines flachgelegten Patchbeutels mit "weitem Patch", der in dem Standard Rib Drop Test verwendet wird.
8 illustriert eine Querschnittansicht des Patchbeutels von 7, genommen durch Schnitt 8-8 desselben.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Der Begriff "Beutel" schließt hier Beutel mit L-Siegelung, Beutel mit Seitensiegelung, Beutel mit rückwärtiger Naht und Taschen ein. Ein Beutel mit L-Siegelung hat eine obere Öffnung, eine Bodensiegelung, eine Seitensiegelung entlang eines ersten Seitenrands und einen nahtlosen (d. h. gefalteten, ungesiegelten) zweiten Seitenrand. Ein Seitensiegelbeutel hat eine obere Öffnung, einen nahtlosen unteren Rand, wobei sich an jedem seiner seitlichen Ränder eine Siegelung befindet. Obwohl sich Siegelungen an den seitlichen und/oder unteren Ränder genau an dem Rand selbst befinden können (d. h. Siegelungen eines Typs, der üblicherweise als "Trimmnaht" oder "Kantennaht" bezeichnet wird), sind die Siegelungen vorzugsweise nach innen (vorzugsweise mehr oder weniger 1/4 bis 1/2 Zoll) von den Seitenrändern des Beutels beabstandet und vorzugsweise unter Verwendung einer Heißsiegelvorrichtung vom Impulstyp gefertigt, die einen Stab verwendet, der rasch erwärmt und danach rasch abgekühlt wird. Ein Beutel mit rückwärtiger Naht ist ein Beutel mit einer oberen Öffnung, einer Siegelung entlang der Länge des Beutels, wobei die Beutelfolie entweder flossengesiegelt oder überlappend gesiegelt ist, zwei nahtlosen Seitenrändern und einer Bodensiegelung an dem unteren Rand des Beutels.
Die Bezeichnungen "wärmeschrumpfbar", "Wärmeschrumpfung" und dergleichen beziehen sich auf die Neigung einer Folie, allgemein einer orientierten Folie, bei Wärmezufuhr zu schrumpfen, d. h. zu kontrahieren, wenn sie erwärmt wird, so dass die Größe (Fläche) der Folie abnimmt, wenn die Folie beim Erwärmen nicht festgehalten wird. Die Spannung von wärmeschrumpfbarer Folie nimmt in ähnlicher Weise bei Wärmezufuhr zu, wenn die Folie durch Festhalten am Schrumpfen gehindert wird. In logischer Folge davon bezieht sich die Bezeichnung "wärmekontrahiert" auf wärmeschrumpfbare Folie oder einen Teil davon, die bzw. der Wärme ausgesetzt worden ist, so dass die Folie oder der Teil davon sich in einem wärmegeschrumpften Zustand befindet, d. h. größenvermindert (nicht festgehalten) oder unter erhöhter Spannung (festgehalten). Die wärmeschrumpfbare Folie hat vorzugsweise eine gesamte freie Schrumpfung (d. h. Maschinenrichtung plus Querrichtung) gemessen gemäß ASTM D 2732, von mindestens 5 % bei 185°C, insbesondere mindestens 7 %, bevorzugter mindestens 10 % und besonders bevorzugt mindestens 20 %.
Die Bezeichnung "heterogenes Polymer" bezieht sich hier auf Polymerisationsreaktionsprodukte mit relativ weiter Variation des Molekulargewichts und relativ weiter Variation der Zusammensetzungsverteilung, d. h. typische Polymere, die beispielsweise unter Verwendung konventioneller Ziegler-Natta-Katalysatoren hergestellt worden sind. Heterogene Copolymere enthalten in der Regel eine relativ weite Vielfalt von Kettenlängen und Comonomerprozentsätzen.
Die Formulierung "homogenes Polymer" bezieht sich auf Polymerisationsreaktionsprodukte mit relativ enger Molekulargewichtsverteilung und relativ enger Zusammensetzungsverteilung. Homogene Polymere sind in verschiedenen Schichten der erfindungsgemäß verwendeten Mehrschichtfolie brauchbar. Homogene Polymere unterscheiden sich strukturell von heterogenen Polymeren dahingehend, dass homogene Polymere eine relativ einheitliche Sequenzierung von Comonomeren innerhalb einer Kette, eine spiegelbildliche Sequenzverteilung in allen Ketten und eine Ähnlichkeit der Länge in allen Ketten zeigen, d. h. eine engere Molekulargewichtsverteilung. Homogene Polymere werden zudem in der Regel unter Verwendung von Metallocen oder anderer Katalyse vom Single-Site-Typ anstatt unter Verwendung von Ziegler-Natta-Katalysatoren hergestellt.
Homogene Ethylen/α-Olefin-Copolymere können insbesondere durch ein oder mehrere Verfahren gekennzeichnet werden, die Fachleuten bekannt sind, wie Molekulargewichtsverteilung (M_w/M_n), M_z/M_n, Breitenindex der Zusammensetzungsverteilung (CDBI) und enger Schmelzpunktbereich und Einzelschmelzpunktverhalten. Die Molekulargewichtsverteilung (M_w/M_n), die auch als Polydispersität bekannt ist, kann durch Gelpermeationschromatographie bestimmt werden. Die erfindungsgemäß brauchbaren homogenen Ethylen/α-Olefin-Copolymere haben im Allgemeinen ein (M_w/M_n) von weniger als 2,7, vorzugsweise etwa 1,9 bis 2,5, insbesondere etwa 1,9 bis 2,3. Der Breitenindex der Zusammensetzungsverteilung (CDBI) dieser homogenen Ethylen/α-Olefin-Copolymere ist im Allgemeinen größer als etwa 70 %. Der CDBI ist definiert als die Gewichtsprozent der Copolymermoleküle mit einem Comonomergehalt innerhalb von 50 % (d. h. plus oder minus 50 %) des Medianwerts des gesamten molaren Comonomergehalts. Der CDBI von linearem Polyethylen, das kein Comonomer enthält, ist definitionsgemäß 100 %. Der Breitenindex der Zusammensetzungsverteilung (CDBI) wird durch die Technik der Eluierungsfraktionierung mit steigender Temperatur (TREF) bestimmt. Die CDBI-Bestimmung unterscheidet eindeutig die homogenen Copolymere (enge Zusammensetzungsverteilung, die sich durch CDBI-Werte allgemein über 70 % zeigt) von VLDPEs, die im Handel erhältlich sind und allgemein eine breite Zusammensetzungsverteilung haben, wie sich durch CDBI-Werte von allgemein unter 55 % zeigt. Der CDBI eines Copolymers wird leicht aus Daten berechnet, die aus im Stand der Technik bekannten Techniken erhalten werden, wie beispielsweise Eluierungsfraktionierung mit steigender Temperatur, die beispielsweise in Wild et al., J. Poly. Sci. Poly. Phys. Ed., Band 20, Seite 441 (1982) beschrieben ist. Die homogenen Ethylen-α-Olefin-Copolymere haben vorzugsweise einen CDBI größer als etwa 70 %, d. h. einen CDBI von etwa 70 % bis etwa 99 % . Im Allgemeinen zeigen die homogenen Ethylen/α-Olefin-Copolymere in dem erfindungsgemäßen Patchbeutel auch einen relativ engen Schmelzpunktbereich im Vergleich mit "heterogenen Copolymeren", d. h. Polymeren mit einem CDBI von weniger als 55 %. Die homogenen Ethylen/α-Olefin-Copolymere zeigen vorzugsweise ein im Wesentlichen singuläres Schmelzpunktcharakteristikum mit einem durch Differentialscanningkalorimetrie (DSC) bestimmten Peak-Schmelzpunkt (Tm) von etwa 60°C bis 110°C. Das homogene Copolymer hat vorzugsweise einen DSC-Peak Tm von etwa 80°C bis 100°C. Die Bezeichnung "im Wesentlichen Einzelschmelzpunkt" bedeutet hier, dass mindestens etwa 80 Gew.-% des Materials einem Einzel-Tm-Peak bei einer Temperatur im Bereich von etwa 60°C bis 110°C entsprechen und praktisch keine wesentliche Fraktion des Materials einen Peakschmelzpunkt über etwa 115°C hat, bestimmt mittels DSC-Analyse. DSC-Messungen wurden auf einem Perkin Elmer System 7 Thermalanalysesystem vorgenommen. Die angegebenen Schmelzinformationen sind zweite Schmelzdaten, d. h. die Probe wird mit einer programmierten Geschwindigkeit von 10°C/Minute auf eine Temperatur unter ihres kritischen Bereichs erwärmt. Die Probe wird dann mit einer programmierten Geschwindigkeit von 10°C/Minute erneut erwärmt (2. Schmelzen). Die Anwesenheit höher schmelzender Peaks ist für die Folieneigenschaften wie Trübung schädlich und kompromittiert die Aussichten auf eine deutliche Verringerung der Siegelungsinitiierungstemperatur der fertigen Folie.
Ein homogenes Ethylen/α-Olefin-Copolymer kann im Allgemeinen durch die Copolymerisation von Ethylen und irgendeinem oder mehreren α-Olefin(en) hergestellt werden. Das α-Olefin ist vorzugsweise ein C₃-C₂₀-α-Monoolefin, insbesondere ein C₄-C₁₂-α-Monoolefin, besonders bevorzugt C₄-C₈-α-Monoolefin. Besonders bevorzugt umfasst das α-Olefin mindestens ein Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Buten-1, Hexen-1 und Octen-1, d. h. 1-Buten, 1-Hexen beziehungsweise 1-Octen. Am meisten bevorzugt umfasst das α-Olefin Octen-1 und/oder ein Gemisch aus Hexen-1 und Buten-1.
Verfahren zur Herstellung und Verwendung homogener Polymere sind in US-A-5 206 075, US-A-5 241 031 und der internationalen PCT-Anmeldung WO-A-93/03093 offenbart. Weitere Details hinsichtlich der Produktion und Verwendung homogener Ethylen/α-Olefin-Copolymere sind in der internationalen PCT-Veröffentlichung WO-A-90/03414 und der internationalen PCT-Veröffentlichung WO-A-93/03093 offenbart, wobei beide Exxon Chemical Patents, Inc. als Anmelderin nennen.
Eine weitere Art homogener Ethylen/α-Olefin-Copolymere ist in US-A-5 272 236 von LAI et. al. und US-A-5 278 272 von LAI et al. offenbart. Jedes dieser Patente offenbart im Wesentlichen lineare, homogene, langkettig verzweigte Ethylen/α-Olefin-Copolymere, die von The Dow Chemical Company produziert und vermarktet werden.
Die Bezeichnung "Ethylen/α-Olefin-Copolymer" und "Ethylen/α-Olefin-Copolymer" bezieht sich hier auf solche Materialien wie lineares Polyethylen niedriger Dichte (LLDPE) und Po lyethylen sehr niedriger und ultraniedriger Dichte (VLDPE und ULDPE) und homogene Polymere wie metallocenkatalysierte Polymere wie EXACT^®-Harze, erhältlich von Exxon Chemical Company, und TAFMER^®-Harze, erhältlich von Mitsui Petrochemical Corporation. Alle diese Materialien schließen im Allgemeinen Copolymere von Ethylen mit einem oder mehreren Comonomeren ausgewählt aus C₄- bis C₁₀-α-Olefinen wie Buten-1 (d. h. 1-Buten), Hexen-1, Octen-1, usw. ein, in denen die Moleküle der Copolymere lange Ketten mit relativ wenigen Seitenkettenverzweigungen oder vernetzten Strukturen umfassen. Diese Molekularstruktur soll konventionellen Polyethylenen niedriger oder mittlerer Dichte gegenübergestellt werden, die höher verzweigt als ihre jeweiligen Gegenstücke sind. Die allgemein als LLDPE bekannten heterogenen Ethylen/α-Olefine haben eine Dichte, die üblicherweise im Bereich von etwa 0,91 g/cm³ bis etwa 0,94 g/cm³ liegt. Andere Ethylen/α-Olefin-Copolymere, wie die von Dow Chemical Company erhältlichen langkettig verzweigten, homogenen Ethylen/α-Olefin-Copolymere, die als AFFINITY (TM) Harze bekannt sind, sind als anderer, erfindungsgemäß brauchbarer Typ von Ethylen/α-Olefin-Copolymer auch eingeschlossen.
Das Ethylen/α-Olefin-Copolymer umfasst im Allgemeinen ein Copolymer, das aus der Copolymerisation von etwa 80 bis 99 Gew.-% Ethylen und 1 bis 20 Gew.-% α-Olefin resultiert. Das Ethylen/α-Olefin-Copolymer umfasst vorzugsweise ein Copolymer, das aus der Copolymerisation von etwa 85 bis 95 Gew.-% Ethylen und 5 bis 15 Gew.-% α-Olefin resultiert.
Die Bezeichnung "Polyethylen sehr niedriger Dichte" bezieht sich hier auf heterogene Ethylen/α-Olefin-Copolymere mit einer Dichte von 0,915 g/cm³ und darunter, vorzugsweise etwa 0,88 bis 0,915 g/cm³. Die Bezeichnung "lineares Polyethylen niedriger Dichte" bezieht sich hier auf sowohl heterogene als auch homogene Ethylen/α-Olefin-Copolymere mit einer Dichte von mindestens 0,915 g/cm³, vorzugsweise 0,916 bis 0,94 g/cm³ und schließt diese ein.
Die Bezeichnungen "innere Schicht" und "Innenschicht" beziehen sich hier auf jegliche Schicht einer Mehrschichtfolie, deren beiden Hauptoberflächen direkt an eine andere Schicht der Folie geklebt sind.
Die Bezeichnung "äußere Schicht" bezieht sich hier auf jegliche Folienschicht der Folie, bei der weniger als zwei ihrer Hauptoberflächen direkt an einer anderen Schicht der Folie kleben. Die Bezeichnung schließt Einschicht- und Mehrschichtfolien ein. In Mehrschichtfolien gibt es zwei äußere Schichten, die jeweils eine Hauptoberfläche haben, die an nur einer anderen Schicht der Mehrschichtfolie kleben. In Monoschichtfolien gibt es nur eine Schicht, die natürlich eine äußere Schicht ist, da keine ihrer beiden Hauptoberflächen an eine andere Schicht der Folie geklebt sind.
Die Bezeichnung "Innenseitenschicht" bezieht sich hier auf die äußere Schicht einer Mehrschichtfolie, die ein Produkt verpackt, die relativ zu den anderen Schichten in der Mehrschichtfolie dem Produkt am nächsten liegt.
Die Bezeichnung "Außenseitenschicht" bezieht sich hier auf die äußere Schicht einer Mehrschichtfolie, die ein Produkt verpackt, die relativ zu den anderen Schichten in der Mehrschichtfolie von dem Produkt am weitesten entfernt ist. In ähnlicher Weise ist die "Außenseitenoberfläche" eines Beutels die Oberfläche, die von dem in dem Beutel verpackten Produkt wegweist.
Der Begriff "geklebt" schließt Folien ein, die direkt unter Verwendung von Heißsiegelung oder anderen Mitteln aneinander geklebt sind, sowie Folien, die unter Verwendung von Kleb stoff, der sich zwischen den beiden Folien befindet, aneinander geklebt sind.
Obwohl die in dem erfindungsgemäßen Patchbeutel verwendeten Folien Einschichtfolien oder Mehrschichtfolien sein können, umfasst der Patchbeutel mindestens zwei aneinander laminierte Folien. Der Patchbeutel ist vorzugsweise aus Folien zusammengesetzt, die zusammen insgesamt 2 bis 20 Schichten, insbesondere 2 bis 12 Schichten und besonders bevorzugt 4 bis 12 Schichten umfassen. Die erfindungsgemäß verwendete(n) Mehrschichtfolie(n) können allgemein jede gewünschte Gesamtdicke haben, solange die Folie die gewünschten Eigenschaften für den speziellen Verpackungsvorgang liefert, in dem die Folie verwendet wird, z. B. Gebrauchsfestigkeit (insbesondere Durchstichfestigkeit), Modul, Siegelfestigkeit, optische Eigenschaften, usw.
1 ist eine Ansicht eines bevorzugten Endsiegelungspatchbeutels 20 im flachgelegten Zustand in flachgelegter Position, wobei dieser Patchbeutel erfindungsgemäß ist; 2 ist eine Querschnittansicht von Patchbeutel 20 in Querrichtung, genommen entlang des Schnitts 2-2 von 1. In den 1 und 2 umfasst Patchbeutel 20 Beutel 22, den ersten Patch 24, den zweiten Patch 26, die obere Öffnung 28 und die Endsiegelung 30.
Jene Teile des Beutels 22, an die Patche 24 und 26 geklebt werden, werden durch Patche 24 und 26 "bedeckt", d. h. geschützt. Die oberen und unteren Endteile 32 beziehungsweise 34 von Beutel 22 werden vorzugsweise nicht durch Patch 24 bedeckt, damit Endsiegelung 26 leichter hergestellt werden kann, die vorzugsweise gefertigt wird, bevor ein Produkt in den Beutel gegeben wird, sowie die obere Siegelung (nicht illustriert), die vorzugsweise gefertigt wird, nachdem ein Produkt in den Beutel gegeben worden ist. Heißsiegelung durch Beutel und Patch 22 und Patch 24 zusammen kann, wenn sie nicht richtig durchgeführt wird, zu Durchbrennen und/oder einer schwächeren Siegelung führen. Hinsichtlich eines speziellen Verfahrens zum Siegeln durch den Patch und den Beutel zusammen siehe USSN 60/042664 im Namen von DePoorter et al. mit dem Titel "PATCH BAG HAVING SEAL THROUGH PATCHES," eingereicht am 4. April 1997.
3 illustriert eine Schemaansicht einer bevorzugten Folie zur Verwendung als Patchfolie in beispielsweise dem in 1 und 2 illustrierten Patchbeutel. In 3 hat Mehrschichtfolie 36 äußere Schichten 38 und 40, Zwischenschichten 42 und 44 und Selbstverschweißungsschichten 46 und 48.
4 illustriert ein Schema eines bevorzugten Verfahrens zur Herstellung der Mehrschichtfolie zur Verwendung in dem Patch in dem erfindungsgemäßen Patchbeutel, z. B. der in 3 illustrierten Patchfolie. In dem in 4 illustrierten Verfahren werden feste Polymerperlen (nicht illustriert) in eine Mehrzahl von Extrudern 52 eingespeist (der Einfachheit halber ist nur ein Extruder illustriert). Im Inneren der Extruder 52 werden die Polymerperlen transportiert, geschmolzen und entgast, danach wird die resultierende blasenfreie Schmelze in den Düsenkopf 54 transportiert und durch eine Ringdüse extrudiert, was zu Schlauchmaterial 56 führt, das 5 bis 40 mil dick, insbesondere 20 bis 30 mil dick, bevorzugter etwa 25 mil dick ist.
Nach Abkühlen oder Quenchen mit Wasserspray aus dem Kühlring 58 wird Schlauchmaterial 56 mittels Quetschwalzen 60 flachgelegt und danach durch Bestrahlungsgewölbe 62 geführt, das von Abschirmung 64 umgeben ist, wo Schlauchmaterial 56 mit Hochenergieelektronen (d. h. ionisierender Strahlung) aus Eisenkerntransformatorbeschleuniger 66 bestrahlt wird.
Schlauchmaterial 56 wird auf Walzen 68 durch Bestrahlungsgewölbe 62 geführt. Die Bestrahlung von Schlauchmaterial 56 liegt vorzugsweise auf einem Niveau von etwa 10 Megarad ("MR").
Nach der Bestrahlung wird das bestrahlte Schlauchmaterial 70 über Führungswalze 72 geführt, danach gelangt das bestrahlte Schlauchmaterial 70 in den Heißwasserbadtank 74, der heißes Wasser 76 enthält. Das nun flachgelegte bestrahlte Schlauchmaterial 70 wird für eine Verweilzeit von mindestens etwa 5 Sekunden in das heiße Wasser eingetaucht, d. h. für einen Zeitraum, um die Folie auf die gewünschte Temperatur zu bringen, wonach zusätzliche Heizmittel (nicht illustriert) einschließlich einer Mehrzahl von Dampfwalzen, um die das bestrahlte Schlauchmaterial 70 teilweise gewickelt wird, und gegebenenfalls Heißluftgebläse, die Temperatur des bestrahlten Schlauchmaterials 70 auf eine gewünschte Orientierungstemperatur von etwa 240°F–250°F erhöhen. Ein bevorzugtes Mittel zum Erwärmen von bestrahltem Schlauchmaterial 70 ist ein Infrarotofen (nicht illustriert), indem es etwa 3 Sekunden Infrarotstrahlung ausgesetzt wird, was das Schlauchmaterial auch auf etwa 240–250°F bringt. Danach wird die bestrahlte Folie 70 durch Quetschwalzen 78 geführt, und Blase 80 wird geblasen, wodurch das bestrahlte Schlauchmaterial 70 in Querrichtung gestreckt wird. Die bestrahlte Folie 70 wird zudem während des Blasens, d. h. Streckens in Querrichtung, zwischen Quetschwalzen 78 und Quetschwalzen 86 gezogen (d. h. in der Längsrichtung), da die Quetschwalzen 86 eine höhere Oberflächengeschwindigkeit als die Oberflächengeschwindigkeit der Quetschwalzen 78 haben. Infolge des Streckens in Querrichtung und des Ziehens in Längsrichtung wird bestrahlte, biaxial orientierte, geblasene Schlauchfolie 82 produziert, wobei dieses geblasene Schlauchmaterial vorzugsweise sowohl in einem Verhältnis von etwa 1:1,5 bis 1:6 gestreckt als auch in einem Verhältnis von etwa 1:1,5 bis 1:6 gezogen worden ist. Das Strecken und Ziehen wird jeweils insbesondere in einem Verhältnis von etwa 1:2 bis 1:4 durchgeführt. Das Ergebnis ist eine biaxiale Orientierung von etwa 1:2,25 bis 1:36, insbesondere 1:4 bis 1:16. Während Blase 80 zwischen Quetschwalzen 78 und 86 gehalten wird, wird das aufgeblasene Schlauchmaterial 82 durch Walzen 84 flachgelegt-, anschließend durch Quetschwalzen 86 und über Führungswalze 88 geführt und danach auf Aufwickelrolle 90 aufgewickelt. Die nicht angetriebene Walze 92 gewährleistet ein gutes Aufwickeln.
Die Vorratsfolie, aus der der Beutel gebildet wird, hat vorzugsweise eine Gesamtdicke von etwa 1,5 bis 5 mil, insbesondere etwa 2,5 mil. Die Vorratsfolie, aus der der Beutel gebildet wird, ist vorzugsweise eine Mehrschichtfolie mit 3 bis 7 Schichten, insbesondere 4 Schichten.
5 illustriert eine Querschnittansicht der bevorzugter Mehrschichtfolie 110 zur Verwendung als Schlauchfolienmaterial, aus dem Beutel 22 gebildet wird. Mehrschichtfolie 110 hat eine physikalische Struktur hinsichtlich Anzahl der Schichten, Schichtdicke und Schichtanordnung und Orientierung in dem Patchbeutel und eine chemische Zusammensetzung hinsichtlich der verschiedenen Polymere, usw., die in jeder der Schichten vorhanden sind, wie in der folgenden Tabelle I beschrieben.
Tabelle I
LLDPE Nr. 1 war lineares Polyethylen niedriger Dichte DOWLEX^® 2045, erhalten von Dow Chemical Company, Midland, Michigan, USA. LLDPE Nr. 2 war lineares Polyethylen niedriger Dichte ESCORENE^® LL3003.32, erhalten von Exxon Chemical Company of Baytown, Texas, USA. SSPE Nr. 1 war metallocenkatalysiertes Ethylen/Octen-Copolymer AFFINITY, erhalten von The Dow Chemical Company, Midland, Michigan, USA. HDPE Nr. 1 war Polyethylen hoher Dichte Fortiflex^® T60-500-119, erhalten von Solvay Polymers, Deer Park, Texas, USA. EVA Nr. 1 war Ethylen/Vinylacetat-Copolymer ESCORENE^® LD318.92 mit einem Schmelzindex von 2,0, einer Dichte von 0,930 g/cm³ und einem Vinylacetatmonomergehalt von 9 %, wobei dieses Harz von Exxon Chemical Company erhalten wurde. EBA Nr. 1 war Ethylen/Butylacrylat-Copolymer SP1802, das 18 % Butylacrylat enthielt, erhalten von Chevron Chemical Company, Houston, Texas, USA. VDC/MA Nr. 1 war Vinylidenchlorid/Methylacrylat-Copolymer SARAN^® MA-134, erhalten von Dow Chemical Company. Das epoxidierte Sojaöl war epoxidiertes Sojaöl PLAS-CHEK^® 775, erhalten von Bedford Chemical Division of Ferro Corporation, Walton Hills, Ohio, USA. Bu-A/MA/bu-MA-Terpolymer war Butylacrylat/Methylmethacrylat/Butylmethacrylat-Terpolymer METABLEN^® L- 1000, erhalten von Elf Atochem North America, Inc., 2000 Market Street, Philadelphia, Pennsylvania 19103, USA.
6 illustriert ein Schema eines bevorzugten Verfahrens zur Herstellung der Mehrschichtfolie von 5. In dem in 6 illustrierten Verfahren werden feste Polymerperlen (nicht illustriert) in eine Mehrzahl von Extrudern 120 eingespeist (der Einfachheit halber ist nur ein Extruder dargestellt). Im Inneren der Extruder 120 werden die Polymerperlen transportiert, geschmolzen und entgast, danach wird die resultierende blasenfreie Schmelze in den Düsenkopf 122 transportiert und durch eine Ringdüse extrudiert, was zu Schlauchmaterial 124 führt, das 10 bis 30 mil dick, insbesondere 15 bis 25 mil dick ist.
Nach Abkühlen oder Quenchen mit Wasserspray aus dem Kühlring 126 wird Schlauchmaterial 124 mittels Quetschwalzen 128 flachgelegt und danach durch Bestrahlungsgewölbe 130 geführt, das von Abschirmung 132 umgeben ist, wo Schlauchmaterial 124 mit Hochenergieelektronen (d. h. ionisierender Strahlung) aus Eisenkerntransformatorbeschleuniger 134 bestrahlt wird. Schlauchmaterial 124 wird auf Walzen 136 durch Bestrahlungsgewölbe 130 geführt. Schlauchmaterial 124 wird vorzugsweise in einem Niveau von etwa 4,5 MR bestrahlt.
Nach dem Bestrahlen wird das bestrahlte Schlauchmaterial 138 durch Quetschwalzen 140 geführt, danach wird das Schlauchmaterial 138 etwas aufgeblasen, was zu der gefangenen Blase 142 führt. Bei der gefangenen Blase 142 wird das Schlauchmaterial jedoch nicht erheblich in Längsrichtung gezogen, da die Oberflächengeschwindigkeit der Quetschwalzen 144 etwa die gleiche Geschwindigkeit wie die der Quetschwalzen 140 ist. Das bestrahlte Schlauchmaterial 138 wird lediglich genügend aufgeblasen, um ein im Wesentlichen rundes Schlauchmate rial ohne erhebliche Orientierung in Querrichtung, d. h. ohne Strecken, zu liefern.
Das leicht aufgeblasene, bestrahlte Schlauchmaterial 138 wird durch Vakuumkammer 146 geführt und danach durch Beschichtungsdüse 148 transportiert. Die zweite Schlauchfolie 150 wird aus der Beschichtungsdüse 148 schmelzextrudiert und als Beschichtung auf den leicht aufgeblasenen bestrahlten Schlauch 138 aufgebracht, um die zweilagige Schlauchfolie 152 zu bilden. Die zweite Schlauchfolie 150 umfasst vorzugsweise eine O₂-Barriereschicht, die nicht durch die ionisierende Strahlung geführt wird. Weitere Details der oben beschriebenen Beschichtungsstufe sind im Allgemeinen in US-A-4 278 738 von BRAX et al. beschrieben, auf die hier vollständig Bezug genommen wird.
Nach der Bestrahlung und Beschichtung wird die zweilagige Schlauchfolie 152 auf Aufwickelrolle 154 aufgewickelt. Danach wird die Aufwickelrolle 154 entfernt und als Abwickelrolle 156 in einer zweiten Stufe des Verfahrens zur Herstellung der letztendlich erwünschten Schlauchfolie aufgestellt. Die zweilagige Schlauchfolie 152 von der Abwickelrolle 156 wird abgewickelt und über Führungswalze 158 geführt, danach wird die zweilagige Schlauchfolie 152 in Heißwasserbadtank 160 geleitet, der Heißwasser 162 enthält. Die nun flachgelegte, bestrahlte, beschichtete, schlauchförmige Folie 152 wird in heißem Wasser 162 (mit einer Temperatur von etwa 210°F) für eine Verweilzeit von mindestens etwa 5 Sekunden eingetaucht, d. h. für einen Zeitraum, um die Folie auf die gewünschte Temperatur für die biaxiale Orientierung zu bringen. Danach wird die bestrahlte Folie 152 durch Quetschwalzen 164 geführt, und Blase 166 wird geblasen, wodurch die schlauchförmige Folie 152 in Querrichtung gestreckt wird. Während des Blasens, d. h. Streckens in Querrichtung, ziehen Quetschwalzen 168 die Schlauchfolie 152 außerdem in Längsrichtung, da die Quetschwalzen 168 eine höhere Oberflächengeschwindigkeit als die Oberflächengeschwindigkeit der Quetschwalzen 164 haben. Infolge des Streckens in Querrichtung und des Ziehens in Längsrichtung wird bestrahlte, biaxial beschichtete, orientierte, geblasene Schlauchfolie 170 produziert, wobei dieses geblasene Schlauchmaterial vorzugsweise sowohl in einem Verhältnis von etwa 1:1,5 bis 1:6 gestreckt als auch in einem Verhältnis von etwa 1:1,5 bis 1:6 gezogen worden ist. Das Strecken und Ziehen wird jeweils insbesondere in einem Verhältnis von etwa 1:2 bis 1:4 durchgeführt. Das Ergebnis ist eine biaxiale Orientierung von etwa 1:2,25 bis 1:36, insbesondere 1:4 bis 1:16. Während Blase 166 zwischen Quetschwalzen 164 und 168 gehalten wird, wird das aufgeblasene Schlauchmaterial 170 durch Walzen 172 flachgelegt und anschließend durch Quetschwalzen 168 und über Führungswalze 174 geführt, danach auf Aufwickelrolle 176 aufgewickelt. Die nicht angetriebene Walze 178 gewährleistet ein gutes Aufwickeln.
7 ist eine schematische Darstellung eines weiteren bevorzugten Patchbeutels 180 im Wesentlichen im flachgelegten Zustand, wobei dieser Patchbeutel ein Patchbeutel mit "breitem Patch" ist. Dies ist der Beutel, der in dem nachfolgend beschrieben Standard Rib Drop Test verwendet wird. 8 illustriert eine Querschnittansicht des Patchbeutels 180, genommen durch Schnitt 8-8 von 7. Unter Betrachtung von 7 und 8 umfasst Patchbeutel 180 Beutel 182 mit Endsiegelung 184, der oberen Öffnung 186, dem ersten Seitenrand 188 und dem zweiten Seitenrand 190. Auf die Außenseitenoberfläche von Beutel 180 sind der erste Patch 192 und der zweite Patch 194 geklebt. Der erste Patch 192 hat einen ersten Überhang 196, der den ersten Seitenrand 188 überragt, und einen zweiten Überhang 198, der den zweiten Seitenrand 190 überragt. Der zweite Patch 194 hat einen dritten Überhang 200, der den ersten Seitenrand 188 überragt und an den ersten Überhang 196 geklebt ist, und einen vierten Überhang 202, der den zweiten Seitenrand 190 überragt und an den zweiten Überhang 198 geklebt ist. Über die Länge von Beutel 182, auf den der erste Patch 192 und der zweite Patch 194 geklebt sind, wird die Folienbreite des Beutels 182 somit durch die Kombination der Patche 192 und 194 "bedeckt", d. h. Patche 192 und 194 bilden zusammen eine Bedeckung über die "volle Breite" von Beutel 182. Die Endteile 204 und 206 von Beutel 182 werden nicht durch Patche 192 und 194 bedeckt, damit durch Beutel 182 hindurch starke Siegelungen gefertigt werden können, ohne dass sowohl durch den Beutel als auch Patche 192 und/oder 194 gesiegelt werden muss.
Die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Mehrschichtfolien verwendeten Polymerkomponenten können auch geeignete Mengen anderer Additive enthalten, die solchen Zusammensetzungen normalerweise zugefügt werden. Hierzu gehören Antiblockiermittel (wie Talkum), Gleitmittel (wie Fettsäureamide), Füllstoffe, Pigmente und Farbstoffe, Strahlungsstabilisatoren (einschließlich Antioxidantien), Fluoreszenzadditive (einschließlich eines Materials, das unter Ultraviolettstrahlung fluoresziert), Antistatikmittel, Elastomere, Viskositätsmodifizierungssubstanzen (wie Fluorpolymerverarbeitungshilfsmittel) und ähnliche Additive, die Fachleuten auf dem Sektor der Verpackungsfolien bekannt sind.
Die zur Herstellung des erfindungsgemäßen Patchbeutels verwendeten Mehrschichtfolien werden vorzugsweise bestrahlt, um Vernetzung zu induzieren, sowie koronabehandelt, um die Oberfläche der Folien aufzurauen, die aneinander geklebt werden sollen. Bei dem Bestrahlungsverfahren wird die Folie einer Behandlung mit energiereicher Strahlung unterworfen, wie Koronaentladung, Plasma, Flammen, Ultraviolettlicht, Röntgenstrahlen, γ-Strahlen, β-Strahlen und Hochenergieelektronenstrahlbe handlung, die Vernetzung zwischen Molekülen des bestrahlten Materials induziert. Die Bestrahlung von Polymerfolien ist in US-A-4 064 296 von Bornstein et al. offenbart. Bornstein et al. offenbart die Verwendung ionisierender Strahlung zum Vernetzen des in der Folie vorhandenen Polymers.
Strahlungsdosen werden hier in Form der Strahlungseinheit "RAD", wobei eine Million RAD, auch als Megarad bekannt, als "MR" bezeichnet wird, oder in Form der Strahlungseinheit kilo-Gray (kGy) angegeben, wobei 10 kiloGray für 1 MR stehen, wie es Fachleuten bekannt ist. Eine geeignete Strahlendosis mit Hochenergieelektronen liegt im Bereich von etwa 16 bis zu etwa 166 kGy, insbesondere etwa 40 bis 90 kGy und besonders bevorzugt 55 bis 75 kGy. Die Bestrahlung erfolgt vorzugsweise durch einen Elektronenbeschleuniger, und das Dosisniveau wird durch Standarddosimetrieverfahren bestimmt. Es können auch andere Beschleuniger wie ein van der Graaf oder Resonanztransformator verwendet werden. Die Strahlung ist nicht auf Elektronen aus einem Beschleuniger begrenzt, da jede ionisierende Strahlung verwendet werden kann.
Die Bezeichnungen "Koronabehandlung" und "Koronaentladungsbehandlung" beziehen sich hier darauf, dass die Oberflächen von thermoplastischen Materialien, wie Polyolefinen, Koronaentladung ausgesetzt werden, d. h. der Ionisierung von Gas wie Luft in enger Nähe zu einer Folienoberfläche, wobei die Ionisierung durch eine Hochspannung initiiert wird, die durch eine in der Nähe befindliche Elektrode geleitet wird, und Oxidation und anderen Veränderungen der Folienoberfläche herbeigeführt werden, wie Oberflächenrauheit.
Koronabehandlung von polymeren Materialien ist in US-A-4 120 716 von BONET, ausgegeben am 17 Oktober 1978 offenbart, die verbesserte Adhäsionscharakteristika der Oberfläche von Polyethylen durch Koronabehandlung offenbart, um die Polyethy lenoberfläche zu oxidieren. US-A-4 879 430 von HOFFMAN offenbart die Verwendung der Koronaentladung zur Behandlung von Kunststoffbahnen zur Verwendung in kochfähigen Verpackungen für Fleisch, wobei die Koronabehandlung der Innenseitenoberfläche der Bahn die Adhäsion von Fleisch an dem proteinartigen Material erhöht. Obwohl Koronabehandlung eine bevorzugte Behandlung der zur Herstellung des erfindungsgemäßen Patchbeutels verwendeten Mehrschichtfolien ist, kann auch Plasmabehandlung der Folie verwendet werden.
Das Laminieren des Patches an den Beutel kann nach vielen verschiedenen Verfahren bewirkt werden, einschließlich der Verwendung von Klebstoff, Koronabehandlung oder sogar Heißsiegeln. Klebstoffe sind das bevorzugte Mittel zum Bewirken der Laminierung. Beispiele für geeignete Typen von Klebstoffen schließen thermoplastische Acrylemulsionen, Klebstoffe auf Lösungsmittelbasis und Klebstoffe mit hohem Feststoffgehalt, ultraviolettgehärtete Klebstoffe und mit Elektronenstrahl gehärteten Klebstoff ein, wie Fachleuten bekannt ist. Ein bevorzugter Klebstoff ist eine thermoplastische Acrylemulsion, die als RHOPLEX^® N619 bekannt ist (thermoplastische Acrylemulsion, erhalten von Rohm & Haas Company, Dominion Plaza Suite 545, 17304 Preston Rd., Dallas, Texas 75252, USA, Rohm & Haas haben Hauptquartiere im 7. Stock der Independence Mall West, Philadelphia, Penn. 19105, USA).
Wir wenden uns nun bevorzugten Ausführungsformen der Folie zu, aus der der Patch hergestellt ist. Während die erste Komponente homogenes Ethylen/α-Olefin-Copolymer oder heterogenes Ethylen/α-Olefin-Copolymer sein kann, umfasst die erste Komponente vorzugsweise heterogenes Ethylen/α-Olefin-Copolymer. Die erste Komponente umfasst vorzugsweise Ethylen/α-Olefin-Copolymer mit einer Dichte von mindestens 0,915 g/cm³, insbesondere mehr als etwa 0,916, speziell mehr als etwa 0,917, be vorzugter mehr als etwa 0,918, bevorzugter mehr als etwa 0,919, bevorzugter mehr als etwa 0,920. Die erste Komponente umfasst vorzugsweise Ethylen/α-Olefin-Copolymer mit einer Dichte von weniger als 0,960 g/cm³, insbesondere weniger als etwa 0,940, speziell weniger als etwa 0,935, bevorzugter weniger als etwa 0,930, bevorzugter weniger als etwa 0,928, bevorzugter weniger als etwa 0,926.
Obwohl die ersten und zweiten Komponenten vorzugsweise als Gemisch vorhanden sind, können sie alternativ in separate Folienschichten vorhanden sein. Die erste Folie umfasst vorzugsweise die erste Komponente in einer Menge von weniger als etwa 90 %, bezogen auf das Gewicht der ersten Folie, insbesondere weniger als etwa 80 %, insbesondere weniger als etwa 70 %, bevorzugter weniger als etwa 60 %, bevorzugter weniger als etwa 50 %. Bevorzugte Bereiche schließen 10 bis 90 %, 10 bis 50 %, 10 bis 40 % und 20 bis 30 % ein.
Die erste Komponente umfasst vorzugsweise Ethylen/α-Olefin-Copolymer, das Copolymer von Ethylen und mindestens einem Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus C₃-C₂₀-Olefin, insbesondere C₃-C₂₀-α-Monoolefin, bevorzugter C₄-C₁₂-α-Monoolefin, besonders bevorzugt C₄-C₈-α-Monoolefin ist. Besonders bevorzugt umfasst das α-Olefin mindestens ein Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Buten-1, Hexen-1 und Octen-1, d. h. 1-Buten, 1-Hexen beziehungsweise 1-Octen. Bevorzugt umfasst das α-Olefin Octen-1 und/oder ein Gemisch aus Hexen-1 und Buten-1. Die erste Komponente kann Ethylen/α-Olefin-Copolymer umfassen, das Ethylenmonomer und Monomere von mindestens zwei verschiedenen Comonomeren zusätzlich zu Ethylenmonomer enthält.
Die zweite Komponente umfasst vorzugsweise heterogenes Ethylen/α-Olefin-Copolymer mit einer Dichte von weniger als etwa 0,915 g/cm³. In einer Ausführungsform hat das Ethylen/α-Olefin eine Dichte von weniger als 0,914, bevorzugter weniger als etwa 0,913, bevorzugter weniger als etwa 0,910, bevorzugter weniger als etwa 0,908, bevorzugter weniger als etwa 0,906, bevorzugter weniger als etwa 0,904, bevorzugter weniger als etwa 0,902, bevorzugter weniger als etwa 0,900, bevorzugter weniger als etwa 0,898, bevorzugter weniger als etwa 0,895, bevorzugter weniger als etwa 0,890, bevorzugter weniger als etwa 0,885 und bevorzugter weniger als etwa 0,88. Bevorzugte Dichtebereiche schließen 0,88 bis 0,915, 0,89 bis 0,915, 0,90 bis 0,915, 0,900 bis 0,912 und 0,900 bis 0,910 g/cm³ ein. Einige Beispiele für Harze, die als zweite Komponente verwendet werden können, schließen verschiedene ATTANE^® Polymere von Dow Chemical (z. B. ATTANE^® 4203) und Polymere ein, die als ULDPE/VLDPE bezeichnet werden, hergestellt von Union Carbide Chemicals and Plastics Company (z. B. DFDA 1137).
Die zweite Komponente enthält vorzugsweise Ethylen/α-Olefin, bei dem das α-Olefincomonomer mindestens ein Comonomer ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus C₃-C₂₀-Olefin, insbesondere C₃-C₂₀-α-Monoolefin, insbesondere C_4-C₁₂-α-Monoolefin, bevorzugter C₄-C₈-Monoolefin umfasst. Bevorzugt umfasst das α-Olefin mindestens ein Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Buten-1, Hexen-1 und Octen-1, d. h. 1-Buten, 1-Hexen beziehungsweise 1-Octen. Bevorzugt umfasst das α-Olefin Octen-1 und/oder ein Gemisch aus Hexen-1 und Buten-1. Die zweite Komponente kann Ethylen/α-Olefin-Copolymer umfassen, das aus zwei oder mehr Comonomeren besteht.
Die zweite Komponente ist in der ersten Folie vorzugsweise in einer Menge von etwa 5 bis 95 Gew.-% vorhanden, vorzugsweise 30 bis 95, 50 bis 90, 60 bis 90 und 70 bis 80 Gew.-%.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die erste Folie eine erste Schicht, die ein Gemisch aus der ersten Komponente und der zweiten Komponente umfasst, wobei jede eine chemische Zusammensetzung wie oben beschrieben hat. In einer Ausführungsform umfasst die erste Schicht die erste Komponente in einer Menge von mindestens etwa 5 %, bezogen auf das Gesamtgewicht des Gemisches. Das Gemisch umfasst vorzugsweise die erste Komponente in einer Menge von etwa 5 bis 70 %, insbesondere 10 bis 50 %, bevorzugter 10 bis 40 % und besonders bevorzugt 20 bis 30 %. In derselben Ausführungsform umfasst die erste Schicht vorzugsweise die zweite Komponente in einer Menge von mindestens etwa 5 %, bezogen auf das Gesamtgewicht des Gemisches. Das Gemisch umfasst vorzugsweise die zweite Komponente in einer Menge von etwa 30 bis 95 %, insbesondere 50 bis 90 %, bevorzugter 60 bis 90 % und besonders bevorzugt 70 bis 80
Obwohl die erste Schicht eine äußere Schicht oder eine innere Schicht sein kann, ist sie vorzugsweise eine äußere Schicht. Die erste Schicht wie oben beschrieben hat vorzugsweise eine Dicke von etwa 0,001 bis etwa 0,2 mm, etwa 0,003 mm bis etwa 0,2 mm, bevorzugter von etwa 0,005 mm bis etwa 0,15 mm, bevorzugter von etwa 0,007 bis etwa 0,15 mm, bevorzugter von etwa 0,01 mm bis etwa 0,15 mm, bevorzugter von etwa 0,015 mm bis etwa 0,15 mm, bevorzugter von etwa 0,02 mm bis etwa 0,10 mm, bevorzugter von etwa 0,03 mm bis etwa 0,08 mm, bevorzugter von etwa 0,04 mm bis etwa 0,08 mm und am meisten bevorzugt von etwa 0,04 mm bis etwa 0,06 mm. Die Dicke der ersten Schicht beträgt im Allgemeinen etwa 1 bis etwa 100 %, bezogen auf die Gesamtdicke der Mehrschichtfolie, insbesondere etwa 5 bis etwa 100 %, bevorzugter etwa 10 bis etwa 40 %, bevorzugter etwa 20 bis etwa 100 % und bevorzugter etwa 25 % bis etwa 100 %. In einer bevorzugten Ausführungsform hat die erste Schicht eine Dicke von mindestens etwa 10 %, insbesondere mindestens etwa 20 %, bevorzugter mindestens etwa 30 %, bevorzugter mindestens etwa 40 %, bevorzugter mindestens etwa 50 %, bevorzugter mindestens etwa 60 %, bevorzugter mindestens etwa 70 %, bevorzugter mindestens etwa 80 % und bevorzugter mindestens etwa 90 %, bezogen auf die Gesamtdicke der Mehrschichtfolie.
Vorzugsweise enthält die erste Schicht ein oder mehrere Polymere mit einem Schmelzindex von etwa 0,3 bis etwa 50, insbesondere etwa 0,5 bis 20, bevorzugter etwa 0,5 bis 10, bevorzugter etwa 0,5 bis 5, bevorzugter etwa 0,5 bis 3, bevorzugter etwa 0,7 bis 2, bevorzugter etwa 0,7 bis 1,5 und bevorzugter etwa 0,7 bis 1,2 (gemessen gemäß ASTM D 1238). Die erste Komponente umfasst vorzugsweise Polymer mit einem Schmelzindex von weniger als etwa 5, insbesondere weniger als etwa 3, speziell weniger als etwa 2,5, bevorzugter weniger als etwa 2,0, bevorzugter weniger als etwa 1,5, bevorzugter weniger als etwa 1,3 und bevorzugter weniger als etwa 1,2. In einigen Ausführungsformen ist bevorzugt, dass die erste Komponente Polymer mit einem Schmelzindex von weniger als etwa 1, insbesondere weniger als etwa 0,9 umfasst.
Vorzugsweise enthält die zweite Schicht Polymer mit einem Schmelzindex von etwa 0,3 bis 50, insbesondere etwa 0,5 bis 20, bevorzugter etwa 0,5 bis 10, bevorzugter etwa 0,5 bis 5, bevorzugter etwa 0,5 bis 3, bevorzugter etwa 0,7 bis 2, bevorzugter etwa 0,7 bis 1,5 und bevorzugter etwa 0,7 bis 1,2. Die zweite Komponente umfasst vorzugsweise Polymer mit einem Schmelzindex von weniger als etwa 5, insbesondere weniger als etwa 3, speziell weniger als etwa 2,5, bevorzugter weniger als etwa 2,0, bevorzugter weniger als etwa 1,5, bevorzugter weniger als etwa 1,3 und bevorzugter weniger als etwa 1,2. In einigen Ausführungsformen ist bevorzugt, dass die zweite Kompo nente Polymer mit einem Schmelzindex von weniger als etwa 1, insbesondere weniger als etwa 0,9 umfasst.
Obwohl die erste Folie eine Einschichtfolie sein kann, umfasst die erste Folie vorzugsweise zusätzlich zu der oben beschriebenen ersten Schicht eine zweite Schicht. Diese zweite Schicht umfasst vorzugsweise mindestens ein Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyolefin, Polystyrol, Polyamid, Polyester und Polyurethan, insbesondere Polyolefin. Die zweite Schicht umfasst vorzugsweise mindestens ein Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyethylenhomopolymer, Polyethylencopolymer, Polypropylenhomopolymer, Polypropylencopolymer, Polybutenhomopolymer, Polybutencopolymer. Das Polyolefin kann homogenes Polyolefin oder heterogenes Polyolefin sein. Das Polyolefin schließt vorzugsweise mindestens ein Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylen/α-Olefin-Copolymer, Ethylen/ungesättigter Ester-Copolymer und Ethylen/ungesättigte Säure-Copolymer ein. Die bevorzugten Ethylen/α-Olefin-Copolymere sind wie oben bei der Beschreibung der ersten Schicht beschrieben. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die zweite Schicht jedoch selbstverschweißendes Polymer, vorzugsweise mit einem Schmelzpunkt von weniger als 125°C, insbesondere weniger als 110°C, bevorzugter weniger als 100°C, bevorzugter weniger als 90°C, bevorzugter weniger als 85°C und bevorzugter weniger als 80°C. Obwohl die zweite Schicht eine innere Schicht oder eine äußere Schicht sein kann, ist die zweite Schicht vorzugsweise eine innere Schicht.
Die zweite Schicht wie oben beschrieben hat vorzugsweise eine Dicke von etwa 0,001 mm bis etwa 0,2 mm, bevorzugter von etwa 0,003 mm bis etwa 0,2 mm, bevorzugter von etwa 0,005 bis etwa 0,15 mm, bevorzugter von etwa 0,007 mm bis etwa 0,15 mm, bevorzugter von etwa 0,01 mm bis etwa 0,10 mm, bevorzugter von etwa 0,015 mm bis etwa 0,10 mm, bevorzugter von etwa 0,02 mm bis etwa 0,07 mm, bevorzugter etwa 0,03 mm bis etwa 0,07 mm, bevorzugter etwa 0,03 bis etwa 0,05 mm. Die Dicke der zweiten Schicht beträgt im Allgemeinen etwa 1 bis etwa 95%, bezogen auf die Gesamtdicke der Mehrschichtfolie, insbesondere etwa 5 bis etwa 95%, bevorzugter etwa 10 bis etwa 95%, bevorzugter etwa 20 bis etwa 95% und bevorzugter etwa 25 % bis etwa 95%. Wenn die zweite Schicht kein Ethylen/α-Olefin-Copolymer umfasst, hat sie vorzugsweise eine Dicke von weniger als 30 %, insbesondere weniger als 20 % und bevorzugter weniger als 10 %, bezogen auf die Gesamtdicke der Folie.
Die zweite Schicht enthält vorzugsweise mindestens ein Polymer mit einem Schmelzindex von etwa 0,3 bis etwa 50, gemessen gemäß ASTM D1238, insbesondere etwa 0,5 bis etwa 20, bevorzugter etwa 0, 7 bis etwa 10, bevorzugter etwa 1 bis etwa 8 und bevorzugter etwa 1 bis etwa 6.
Gegebenenfalls kann die erste Folie eine dritte Schicht umfassen, wobei die dritte Schicht eine Dicke und Zusammensetzung wie oben in der Beschreibung der zweiten Schicht beschrieben hat. Gegebenenfalls kann die erste Folie ferner eine vierte Schicht und/oder eine fünfte Schicht umfassen, wobei diese eine Dicke und Zusammensetzung wie oben in der Beschreibung der zweiten Schicht beschrieben haben.
Die erste Folie hat vorzugsweise eine freie Schrumpfung in Querrichtung bei 85°C von mindestens etwa 5 %, bevorzugter mindestens etwa 8 %, bevorzugter mindestens etwa 10 %, bevorzugter mindestens etwa 15 %, bevorzugter mindestens etwa 18 %, bevorzugter mindestens etwa 20 %, bevorzugter mindestens etwa 22 %, bevorzugter mindestens etwa 24 %, bevorzugter mindestens etwa 26 %, bevorzugter mindestens etwa 28 %, bevorzugter mindestens etwa 30 % und bevorzugter mindestens etwa 32 %.
Die erste Folie hat vorzugsweise eine freie Schrumpfung bei 85°C in Längsrichtung von mindestens 5 %, bevorzugter mindestens 8 %, bevorzugter mindestens 10 %, bevorzugter mindestens 12 %, bevorzugter mindestens 14 %, bevorzugter mindestens etwa 16 %, bevorzugter mindestens etwa 18 %, bevorzugter mindestens etwa 20 %, and bevorzugter mindestens etwa 22 %.
Die erste Folie hat vorzugsweise eine gesamte freie Schrumpfung bei 85°C (d. h. L+T bei 85°C) von mindestens 5 %, bevorzugter mindestens 10 %, bevorzugter mindestens 20 %, bevorzugter mindestens 25 %, bevorzugter mindestens 30 %, bevorzugter mindestens 35 %, bevorzugter mindestens 40 %, bevorzugter mindestens 50 %, bevorzugter mindestens 52 %, bevorzugter mindestens 54 %, bevorzugter mindestens 56 %, bevorzugter mindestens 58 % und bevorzugter mindestens 60 %.
Die erste erfindungsgemäße Folie hat vorzugsweise eine Gesamtdicke von etwa 0,01 bis etwa 0,25 mm, insbesondere von etwa 0,03 bis etwa 0,20 mm, bevorzugter von etwa 0,04 bis etwa 0,18 mm, bevorzugter von etwa 0,06 bis etwa 0,16 mm, bevorzugter von etwa 0,07 bis etwa 0,14 mm, bevorzugter von etwa 0,07 bis etwa 0, 13 mm, bevorzugter von etwa 0,07 bis etwa 0,12 mm, bevorzugter von etwa 0,07 bis etwa 0,11 mm und bevorzugter von etwa 0,07 bis etwa 0,10 mm. Die erste Folie hat vorzugsweise eine Dicke von weniger als etwa 0,2 mm, bevorzugter weniger als etwa 0,18 mm, bevorzugter weniger als etwa 0,16 mm, bevorzugter weniger als etwa 0,14 mm, bevorzugter weniger als etwa 0,13 mm und insbesondere weniger als etwa 0,12 mm, und bevorzugter weniger als etwa 0,11 mm. Die erste Folie hat vorzugsweise auch eine Dicke von mindestens etwa 0,01 mm, bevorzugter mindestens etwa 0,03 mm, bevorzugter mindestens etwa 0,04 mm, bevorzugter mindestens etwa 0,06 mm und bevorzugter mindestens etwa 0,07 mm.
Die erste erfindungsgemäße Folie umfasst vorzugsweise insgesamt 1 bis 20 Schichten, insbesondere 1 bis 10 Schichten, bevorzugter 1 bis 8 Schichten, bevorzugter 1 bis 6 Schichten. Die erfindungsgemäße Mehrschichtfolie besteht vorzugsweise aus 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 oder 12 Schichten. Obwohl benachbarte Schichten gleiche oder ähnliche Zusammensetzungen haben können, haben benachbarte Schichten vorzugsweise unterschiedliche Zusammensetzungen.
Die erste erfindungsgemäße wärmeschrumpfbare Folie kann bestrahlt und/oder koronabehandelt sein. Der Begriff "Bestrahlung" bezieht sich darauf, ein Folienmaterial Strahlung auszusetzen, wie Koronaentladung, Plasma, Flammen, Ultraviolett-, Röntgen-, γ-Strahlung, β-Strahlung und Hochenergieelektronenbehandlung, die jeweils die Oberfläche der Folie verändern und/oder Vernetzung zwischen Molekülen der darin enthaltenen Polymere induzieren können. Die Verwendung von ionisierender Strahlung zum Vernetzen von Polymeren, die in einer Folienstruktur vorliegen, ist in US-A-4 064 296 (Bornstein et al.) offenbart. Bestrahlung kann ein vernetztes Polymernetzwerk produzieren und das Orientierungsverfahren verstärken, das zur Herstellung der ersten wärmeschrumpfbaren Folie verwendet wird. Zusätzlich kann das Bestrahlungsverfahren die Schlagfestigkeit der ersten wärmeschrumpfbaren Folie verbessern. Es ist auch gefunden worden, dass das Bestrahlungsverfahren für bestimmte bevorzugte erfindungsgemäße Folien die gesamte freie Schrumpfung der ersten Folie verbessern kann, insbesondere in höheren Dosen. Diese Feststellung kann verwendet werden, um eine erste wärmeschrumpfbare Folie zu produzieren, die eine gesamte freie Schrumpfung hat, die näher an derjenigen der zweiten wärmeschrumpfbaren Folie ist, wodurch gute Verträglichkeit zwischen der gesamten freien Schrumpfung der ersten Folie und der zweiten Folie geliefert wird. Diese Verträglich keit der gesamten freien Schrumpfung kann einen hervorragenden Patchbeutel liefern, der weniger Durchstiche und andere Leckagen aufweist. Bestrahlung kann auch die Zwischenlagenadhäsion zwischen den verschiedenen Schichten der ersten Folie verbessern, wenn die erste Folie eine Mehrschichtfolie ist.
Strahlungsdosen werden hier in Form der Strahlungseinheit "RAD", wobei eine Million RAD, auch als Megarad bekannt, als "MR" bezeichnet wird, oder in Form der Strahlungseinheit kilo-Gray (kGy) angegeben, wobei 10 kiloGray für 1 MR stehen, wie es Fachleuten bekannt ist. Um Vernetzen zu ergeben, wird das Polymer einer geeigneten Strahlungsdosis von Hochenergieelektronen ausgesetzt, vorzugsweise unter Verwendung eines Elektronenbeschleunigers, wobei ein Dosisniveau durch Standarddosimetrieverfahren bestimmt wird. Eine geeignete Strahlendosis von Hochenergieelektronen liegt im Bereich von bis zu etwa 13-200 kGy, insbesondere etwa 30–175 kGy und besonders bevorzugt 50–150 kGy. Die Strahlungsdosis ist vorzugsweise mindestens etwa 20 kGy, insbesondere mindestens 40 kGy, bevorzugter mindestens 50 kGy, bevorzugter mindestens 60 kGy, bevorzugter mindestens 70 kGy, bevorzugter mindestens 80 kGy, bevorzugter mindestens 90 kGy, bevorzugter mindestens 100 kGy, bevorzugter mindestens 110 kGy, bevorzugter mindestens 120 kGy und bevorzugter mindestens 125 kGy. Die Strahlungsdosis ist vorzugsweise weniger als 300 kGy und bevorzugter weniger als 200 kGy. Die Bestrahlung wird vorzugsweise durch einen Elektronenbeschleuniger durchgeführt, und das Dosisniveau wird durch Standarddosimetrieverfahren bestimmt.
Es können jedoch auch andere Beschleuniger wie ein van der Graaf oder Resonanztransformator verwendet werden. Die Strahlung ist nicht auf Elektronen aus einem Beschleuniger begrenzt, da jede ionisierende Strahlung verwendet werden kann.
Eine bevorzugte Strahlungsmenge hängt von der Folie und ihrer Endanwendung ab.
Vorzugsweise ist der Unterschied zwischen der gesamten freien Schrumpfung der zweiten Folie und der gesamten freien Schrumpfung der ersten Folie, beide gemessen bei 85°C, kleiner als etwa 60 %, 50 %, 40 %, 35 %, 30 %, 25 %.
Verschiedene Kombinationen von Schichten können zur Bildung der ersten wärmeschrumpfbaren erfindungsgemäßen Folie verwendet werden. Nachfolgend werden einige Beispiele für bevorzugte Kombinationen gegeben, wobei Buchstaben zur Bezeichnung von Folienschichten verwendet werden. Obwohl hier nur 1- bis 3-schichtige Ausführungsformen zur Veranschaulichung gezeigt werden, können die erfindungsgemäßen Mehrschichtfolien auch mehr Schichten einschließen, wie folgt:

"A" steht für eine erste Komponente, die Ethylen/α-Olefin-Copolymer mit einer Dichte größer als etwa 0,915 g/cm³ umfasst, wie in der Beschreibung der ersten Komponente beschrieben ist.
"B" steht für eine zweite Komponente, die heterogenes Ethylen/α-Olefin-Copolymer mit einer Dichte kleiner als etwa 0,915 g/cm³ umfasst, wie in der Beschreibung der zweiten Komponente beschrieben ist.
"C" steht für ein Polymer, das mindestens ein Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyolefin, Polystyrol, Polyamid, Polyester und Polyurethan umfasst, wie in der Beschreibung der zweiten Schicht beschrieben ist.
"X" steht für eine Schicht, die Ethylen/α-Olefin-Copolymer mit einer Dichte größer als etwa 0,915 g/cm³ umfasst, wie in der Beschreibung der ersten Komponente beschrieben ist.
"Y" steht für eine Schicht, die eine zweite Komponente enthält, die heterogenes Ethylen/α-Olefin-Copolymer mit einer Dichte kleiner als etwa 0,915 g/cm³ umfasst, wie in der Beschreibung der zweiten Komponente beschrieben ist.
"Z" steht für eine Schicht, die mindestens ein Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyolefin, Polystyrol, Polyamid, Polyester und Polyurethan umfasst, wie in der Beschreibung der zweiten Schicht beschrieben ist.

Die Folie kann eine Einschichtfolie sein, die (1) A und B oder (2) A, B und C umfasst. Einige bevorzugte Zweischichtfolien sind in der folgenden Tabelle II wiedergegeben.
Tabelle II
Einige bevorzugte dreischichtige Folien schließen ein: X/Y/X, X/Y/Z, Y/X/Y, Y/X/Z, X/Z/Y, A+B/Z/C, A+C/Z/B und B+C/Z/A. In allen diesen Mehrschichtstrukturen kann eine Mehrzahl von Schichten aus denselben oder unterschiedlichen modifizierten Zusammensetzungen gebildet sein und es können eine oder mehrere Verbindungsschichten hinzugefügt sein.
Beispiele
Die Identität der in den Beispielen 1 bis 11 verwendeten Harzen ist wie folgt:
Tabelle III
Beispiel 1: Patchfolie Nr. 1 (Vergleich)
Ein coextrudiertes zweilagiges Schlauchband mit einer Dicke von etwa 17 mil wurde gegossen, das eine "Schicht A" enthielt, die 82 % der Banddicke ausmachte, und eine "Schicht B", die etwa 18 % der Banddicke ausmachte. Die Schicht A war aus einem Gemisch aus 87 Gew.-% VLDPE Nr. 1, 10 Gew.-% EVA Nr. 1 und 3 Gew.-% Additivpaket Nr. 1 zusammengesetzt. Die Schicht B war aus 100 % EVA Nr. 2 zusammengesetzt. Das zweilagige Schlauchmaterial wurde in einem Wasserbad zu einer festen Phase abgekühlt und elektronisch mit einem Einwirkungsniveau von 90 bis 110 Kilogray (kGy) vernetzt.
Das resultierende vernetzte zweilagige Schlauchmaterial wurde mit heißem Wasser auf 202–212°F erwärmt und anschließend orientiert, indem es ungefähr 300 bis 330 % in jeder der Maschinen- beziehungsweise Querrichtung unter Verwendung einer gefangenen Luftblase, die zwischen zwei Sätzen von Quetschwalzen gehalten wurde, gezogen und gestreckt. Die Orientierung ergab eine 2,25 mil dicke zweilagige Folie in Form eines Schlauches.
Tabelle IV
Es wurde bestimmt, dass Folie Nr. 1 eine freie Schrumpfung bei 185°F (gemäß ASTM 2732) und einen instrumentell ermittelten Schlagfestigkeitwert (gemäß ASTM D 3763) wie in der folgenden Tabelle VIII angegeben hatte.
Eine Alternative zu Patchfolie Nr. 1 ist eine Zweischichtfolie mit einer Dicke von etwa 2,25 mil, wobei etwa 82 % der Foliendicke die Schicht A sind und etwa 18 % der Foliendicke die Schicht B sind, die die Innenseitenschicht des zweilagigen Schlauchmaterials war. Diese Folie konnte mit einer Flachdüse anstelle einer Runddüse hergestellt werden, gefolgt von Abkühlen, Vernetzen, Erwärmen und Orientieren.
Beispiel 2: Patchfolie Nr. 2
Patchfolie Nr. 2 wurde nach den gleichen Verfahren hergestellt, die zur Herstellung von Patchfolie 2 verwendet wurde, mit dem Unterschied, dass in Patchfolie Nr. 2 die Schicht A aus einem Gemisch aus 43,5 Gew.-% LLDPE Nr. 1, 43,5 Gew.-% VLDPE Nr. 1, 10 Gew.-% EVA Nr. 1 und 3 % Additivpaket Nr. 1 bestand. Die Schicht B, die die Innenseitenschicht des zweilagigen Schlauchmaterials war, war mit der Schicht B in Patchfolie Nr. 1 identisch. In Patchfolie Nr. 2 stellte die Schicht A auch 82 Gew.-% der Banddicke, und die Schicht B stellte 18 der Banddicke. Die Ergebnisse von freier Schrumpfung und instrumentell gemessener Schlagfestigkeit von Patchfolie Nr. 2 sind in der folgenden Tabelle VIII wiedergegeben.
Beispiel 3: Patchfolie Nr. 3 (Vergleich)
Patchfolie Nr. 3 wurde nach den gleichen Verfahren hergestellt, die zur Herstellung von Patchfolie Nr. 1 verwendet wurde, mit dem Unterschied, dass in Patchfolie Nr. 3 die Schicht A aus einem Gemisch aus 87 Gew.-% LLDPE Nr. 1, 10 Gew.-% EVA Nr. 1 und 3 % Additivpaket Nr. 1 bestand. Die Schicht B war mit der Schicht B in Patchfolie Nr. 1 identisch und war die Innenseitenschicht des zweilagigen Schlauchmaterials. Auch in Patchfolie Nr. 3 stellte die A-Schicht 82 % der Banddicke, und die B-Schicht stellte 18 % der Banddicke. Die Ergebnisse für freie Schrumpfung und instrumentell ermittelte Schlagfestigkeit der Patchfolie Nr. 3 sind in der folgenden Tabelle VIII wiedergegeben. Patchfolie Nr. 3 diente zum Vergleich, da sie kein VLDPE enthielt.
Tabelle V
Patchfolie Nr. 4
Ein coextrudiertes zweilagiges Schlauchband mit einer Dicke von etwa 26 mil wurde gegossen, das eine "Schicht A", die bis zu 85 % der Banddicke ausmachte, und eine "Schicht B", die bis zu 15 % der Banddicke ausmachte, enthielt. Die Schicht A war aus einem Gemisch aus 75 Gew.-% VLDPE Nr. 1, 20,5 Gew.-% LLDPE Nr. 2 und 4,5 Gew.-% Additivpaket Nr. 1 zusammengesetzt. Die Schicht B, die die Innenseitenschicht des zweilagigen Schlauchmaterials war, war aus 100 Gew.-% EVA Nr. 2 zusammengesetzt. Das zweilagige Schlauchmaterial wurde in einem Wasserbad zu einer festen Phase abgekühlt und elektronisch mit einem 500 keV Strahl auf ein Niveau von etwa 90 bis 110 Kilogray (kGy) vernetzt.
Das resultierende vernetzte zweilagige Schlauchmaterial wurde mit Dampf auf etwa 220 bis 226°F erwärmt und danach mit Heißluft auf etwa 270 bis 275°F erwärmt. Anschließend wurde orientiert, indem es ungefähr 320 bis 400 % in jeder der Maschinen- beziehungsweise Querrichtung unter Verwendung einer gefangenen Luftblase, die zwischen zwei Sätzen von Quetschwal zen gehalten wurde, gezogen und gestreckt wurde. Die Orientierung ergab eine 2,25 mil dicke zweilagige Folie in Form eines Schlauches.
Nach der Orientierung wurde der resultierende Schlauch aus wärmeschrumpfbarem flachgelegten Schlauchmaterial durch ein Paar erwärmter Quetschwalzen geführt, wodurch die innere Schicht B dazu gebracht wurde, an sich selbst zu binden, wenn der Schlauch gemäß US-A-4 765 857 von Ferguson flachgelegt wurde. Dies ergab eine vierlagige Folie, wobei die Mittellagen die an sich selbst gebundene Innenseitenschicht B des Schlauchmaterials war. Die resultierende Folie hatte eine nominelle Dicke von 4,5 mil. Patchfolie Nr. 4 war aus den obigen drei Schichten zusammengesetzt, wobei die Mittelschicht aus der Innenseitenschicht des Schlauchmaterials zusammengesetzt war. Es wurde bestimmt, dass Folie Nr. 4 eine freie Schrumpfung bei 185°F (gemäß ASTM 2732) und einen instrumentell ermittelten Schlagfestigkeitwert (gemäß ASTM D 3763) wie in der folgenden Tabelle VIII angegeben hatte. Die Zusammensetzung der Patchfolie Nr. 4 ist in der folgenden Tabelle VI wiedergegeben.
Tabelle VI
Eine Alternative zu Patchfolie Nr. 4 ist eine zweilagige Flachfolie (d. h. nicht-ringförmige Folie) mit einer Dicke von etwa 4,5 mil, wobei etwa 82 % der Folie aus Schicht A und etwa 18 % der Folie aus Schicht B zusammengesetzt sind. Diese Folie konnte mit einer Flachdüse anstelle einer Runddüse hergestellt werden, gefolgt von Abkühlen, Vernetzen, Erwärmen und Orientieren.
Patchfolie Nr. 5 (Vergleich)
Patchfolie Nr. 5 wurde nach den gleichen Verfahren hergestellt, die zur Herstellung von Patchfolie Nr. 4 verwendet wurde, mit dem Unterschied, dass in Patchfolie Nr. 5 die A-Schicht aus 95,5 Gew.-% VLDPE Nr. 1 und 4,5 % Additivpaket Nr. 1 zusammengesetzt war. Die Schicht B war mit der Schicht B in Patchfolie Nr. 4 identisch. Auch in Patchfolie Nr. 5 stellte die Schicht A 85 % der Banddicke, während die Schicht B, die die Innenseitenschicht des Schlauchmaterials war, die restlichen 15 % der Banddicke stellte. Die Ergebnisse von freier Schrumpfung, instrumentell ermittelter Schlagfestigkeit und dem Standard-Covered Bone Puncture Bag Drop Test (Standard-Fallversuch auf Durchstich des Beutels bei bedecktem Knochen) sind in der folgenden Tabelle VIII wiedergegeben.
Patchfolie Nr. 6 (Vergleich)
Patchfolie Nr. 6 wurde nach den gleichen Verfahren hergestellt, die zur Herstellung von Patchfolie Nr. 4 verwendet wurde, mit dem Unterschied, dass in Patchfolie Nr. 6 die Schicht A aus 95,5 Gew.-% LLDPE Nr. 2 und 4,5 % Additivpaket Nr. 1 bestand. Die Schicht B war mit der Schicht B in Patchfolie Nr. 4 identisch. Auch in Patchfolie Nr. 6 stellte die Schicht A 85 Gew.-% der Banddicke, während die Schicht B, die die Innenseitenschicht des Schlauchmaterials war, die restlichen 15 % der Banddicke stellte. Die Ergebnisse von freier Schrumpfung, instrumentell ermittelter Schlagfestigkeit und dem Standard-Covered Bone Puncture Bag Drop Test (Standard-Fallversuch auf Durchstich des Beutels bei bedecktem Knochen) für Patchfolie Nr. 6 sind in der folgenden Tabelle VIII wie dergegeben. Patchfolie Nr. 6 ist eine Vergleichs-Patchfolie, weil sie kein VLDPE enthält.
Patchfolie Nr. 7 (Vergleich)
Patchfolie Nr. 7 wurde nach den selben Verfahren hergestellt, die zur Herstellung von Patchfolie Nr. 4 verwendet worden waren, mit dem Unterschied, dass Patchfolie Nr. 7 aus fünf Schichten mit C/A/B//B/A/C zusammengesetzt war.
Die Schicht C war aus 75 Gew.-% VLDPE Nr. 1, 20,5 Gew.-% LLDPE Nr. 2 und 4,5 Gew.-% Additivpaket Nr. 1 zusammengesetzt. Die Schicht B war mit der Schicht B in Patchfolie Nr. 4 identisch. Die A-Schicht war aus 50 Gew.-% homogenem Ethylen/α-Olefin Nr. 1 ("HEAO Nr. 1"), 45,5 Gew.-% LLDPE Nr. 2 und 4,5 Gew.-% Additivpaket Nr. 1 zusammengesetzt. Auch in Patchfolie Nr. 7 stellte die Schicht A 60 Gew.-% der Banddicke, und die Schicht B stellte 15 % der Banddicke, und Schicht C stellte 25 der Banddicke.
Tabelle VII
Die Ergebnisse von freier Schrumpfung, instrumentell ermittelter Schlagfestigkeit und dem Standard-Covered Bone Puncture Bag Drop Test (Standard-Fallversuch auf Durchstich des Beutels bei bedecktem Knochen) für Patchfolie Nr. 7 sind in der folgenden Tabelle VIII wiedergegeben. Patchfolie Nr. 7 ist eine Vergleichs-Patchfolie, weil die Hauptschicht aus einem Gemisch aus 50 Gew.-% homogenem Ethylen/α-Olefin-Copolymer und 45,5 Gew.-% LLDPE gebildet war.
Tabelle VIII
Der Standard-Rib Drop Test
Der Standard-Rib Drop Test wurde wie folgt durchgeführt. Zwei Stücke durchtrennte hintere Rinderrippe (Gesamtpackungsgewicht 4 bis 5 lb) wurden in einem 7 Zoll breiten, 24 Zoll langen Patchbeutel mit Endsiegelung getan, der wegen der Tatsache, dass sich die Patche über die Seitenränder des Beutels hinaus erstrecken, als "Beutel mit breitem Patch" bezeichnet wurde. Die Beutelfolie war wie in der obigen Tabelle I be schrieben und hatte eine Dicke von 2,4 mil. Bei dem durchgeführten Test wurde nur die Patchfolie variiert. Bei dem Patchbeutel wurde auf jede seiner flachgelegten Seiten ein Patch geklebt, wobei jeder der Patche eine Länge von 19 Zoll und eine Breite von 8 1/2 Zoll hatte. Der untere Rand der Patche wurde ungefähr 5/16 Zoll oberhalb der Endsiegelung des Beutels angeordnet. Die Patche erstreckte sich hinter Beutelseitenenden, wobei die überhängenden Teile des Patches aneinander geklebt waren. Die obersten 4 11/16 Zoll des Beutels waren nicht auf jeder seiner flachgelegten Seite mit einem Patch bedeckt. Der Patchbeutel mit den zwei durchtrennten hinteren Rinderrippen wurde in eine Cryovac^® Modell 8600D-18 Drehkammervakuumverpackungsmaschine getan, die die Luft aus dem Beutel evakuierte und den Beutel zusiegelte und die überschüssige Beutellänge abschnitt. Die resultierende Packung wurde dann durch einen Cryovac^® Modell 6570E Heißwasserschrumpftunnel geführt, dessen Wassertemperatur 200°F betrug. Der Beutel schrumpfte infolge des Passierens des Schrumpftunnels eng an das Produkt.
Die Testdaten wurden wie folgt erzeugt. Sechs verschiedene Patchformulierungen wurden getestet, um bei tatsächlichem Gebrauch die Durchstichfestkeit zu ermitteln. Die Patchbeutel für jede der Formulierungen wurden mit sechs unterschiedlichen Sätzen von durchtrennten hinteren Rinderrippen mit 16 Rippen pro Satz getestet. Bei dem ersten Rippensatz wurde die erste Patchbeutelformulierung getestet, indem die Rippen in Paaren in acht Patchbeuteln einer ersten Formulierung verpackt wurden. Die Verpackungen wurden evakuiert, versiegelt und die Überschusslänge entfernt, wie oben beschrieben. Dann wurde jede evakuierte Packung auf der Kante, d. h. Rippenenden nach unten (die verletztlichste Position), in einem 400 mm breiten mal 600 mm langen mal 235 mm hohem Pappkarton angeordnet, her gestellt von Weyerhauser, Amarillo, Texas, USA, wobei der Karton von einem Typ ist, der als XB3-07046 bekannt ist. Der Karton mit den acht Packungen darin, jeweils mit Rippenenden nach unten, wurde einmal aus einer Höhe von 3 ft unter Verwendung eines Accu Drop^® 130 Falltester, produziert von M.T. Lab, Lab Division, Onondaga Street, Skaneateles, New York, 13152, USA, fallen gelassen. Die Packungen wurden dann aus dem Karton entnommen und mit Luft aufgeblasen, während sie untergetaucht waren, um zu ermitteln, ob der Patch durchstochen war. Die Gesamtanzahl der Packungen mit durchstochenen Patches (d. h. Leckagen) wurde für den Satz von acht getesteten Packungen aufgezeichnet.
Die Rippen in den getesteten Beuteln wurden dann aus den getesteten Beuteln entfernt und in einen zweiten Satz von acht Patchbeuteln geladen, wobei jeder aus der zweiten Patchformulierung war, die sich natürlich von der ersten Patchformulierung unterschied. Der Test wurde dann in der gleichen Wiese wiederholt, in der der erste Satz von Patchbeuteln getestet worden war, d. h. wie oben beschrieben; wiederum für einen dritten Satz von Patchbeuteln und so weiter, bis alle 6 verschiedenen Sätze von Patchbeuteln mit dem selben Satz durchtrennter hinterer Rinderrippen getestet worden waren. Insgesamt wurden 48 Beutel fallen gelassen, um diesen Datensatz zu erzeugen.
Da die Rippen jedoch mindestens theoretisch durch wiederholtes Fallen stumpf geworden sein könnten, wurde wiederholtes Testen so strukturiert, dass es jedem Satz von Patchbeuteln ermöglicht wurde, der erste Satz, der mit einem frischen Satz von Rippen getestet wurde, der zweite getestete Satz und so weiter, zu sein. Um dies durchzuführen, wurde ein zweiter Datensatz in mit der Erzeugung des ersten Datensatzes identischer Weise erzeugt, außer dass die zweite Patchbeutelformu lierung die zuerst getestete war, usw., wobei die erste Formulierung die zuletzt getestete in dem Satz war und die Testreihenfolge ansonsten gleich war. Danach wurde noch ein dritter Datensatz erzeugt, wobei die dritte Patchbeutelformulierung die zuerst getestete war, usw. bis zu sechs verschiedenen Datensätzen, wobei jede Patchbeutelformulierung die zuerst getestete in einem speziellen Rippensatz, die als zweites getestete, usw. war. Auf diese Weise wurde jeder Satz von Patchbeuteln einer Gesamtdurchstichbelastung ausgesetzt, die theoretisch äquivalent zu den anderen Sätzen getesteter Patchbeutel war. Danach wurde, nachdem die sechs Datensätze als erstes "Datengitter" erzeugt worden waren, das gesamte Datengitter mit den selben Rippen in derselben Reihenfolge wie das erste Datengitter wiederholt. Es wurden insgesamt 576 Datenpunkte erzeugt, wobei jede Patchbeutelformulierung fallen gelassen wurde, um insgesamt 96 Datenpunkte zu erzeugen, einschließlich Daten von beiden Gittern.
Die Knochendurchstichfestkeit der Folie, die das VLDPE/LLDPE-Gemisch enthielt, war überraschenderweise größer, als wenn entweder VLDPE allein oder LLDPE allein als gegen Knochendurchstich beständiges Polymer vorhanden waren. Vergleiche die Standard Rib Drop Testergebnisse für Beispiel 4 mit Beispielen 5, 6 und 7. Die Patchfolie, die das VLDPE-LLDPE-Gemisch umfasste, lieferte zudem, wenn sie im Wesentlichen frei von Ethylen/Vinylacetat-Copolymer und/oder homogenem Ethylen/α-Olefin-Copolymer war, d. h. vorzugsweise nicht mehr als 30 % dieser Polymere enthielt (insbesondere nicht mehr als 25, 20, 15, 10, 5, 0), den Patch mit einer größeren Knochendurchstichfestkeit, wobei gleichzeitig auch eine relativ hohe. freie Schrumpfung bei beispielsweise 85°C geliefert wurde. Das bedeutet, dass sich, selbst wenn der Patch aus einem Gemisch aus VLDPE und LLDPE hergestellt wurde, die Knochendurchstich festkeit verringerte, wenn wesentliche Mengen an Ethylen/Vinylacetat-Copolymer und/oder homogenem Ethylen/α-Olefin-Copolymer in der Patchfolie vorhanden waren. Die wärmeschrumpfbare Patchfolie umfasst vorzugsweise ein VLDPE-LLDPE-Gemisch, wobei in der Patchfolie kein EVA oder homogenes Ethylen/α-Olefin-Copolymer vorhanden sind.
Patchfolie Nr. 8 (Vergleich)
Ein coextrudiertes zweilagiges Schlauchband mit einer Dicke von etwa 26 mil wurde gegossen, wobei das Band eine Schicht A, die bis zu 85 % der Banddicke ausmachte, und eine Schicht B aufwies, die bis zu 15 % der Banddicke ausmachte. Die Schicht A war aus 97 % LLDPE Nr. 2 und 3 % Additiv Nr. 1 zusammengesetzt. Die B-Schicht war aus 100 % EVA Nr. 2 zusammengesetzt. Das zweilagige Schlauchmaterial wurde in einem Wasserbad zu einer festen Phase abgekühlt und elektronisch mit einem 500 keV Strahl auf ein Niveau von etwa 90 bis 110 Kilogray (kGy) vernetzt.
Das resultierende vernetzte zweilagige Schlauchmaterial wurde mit Wasserdampf auf etwa 220 bis 226°F erwärmt und danach mit Heißluft auf etwa 270 bis 275°F erwärmt. Anschließend wurde orientiert, indem es unter Verwendung einer gefangenen Luftblase, die zwischen zwei Sätzen von Quetschwalzen gehalten wurde, ungefähr 320 bis 400 % in jeder der Maschinen- beziehungsweise Querrichtung gezogen und gestreckt wurde. Die Orientierung ergab eine nominell 2,25 mil zweilagige Folie in Form eines Schlauches.
Nach der Orientierung wurde der resultierende Schlauch aus wärmeschrumpfbarer Flachfolie durch ein Paar erwärmter Quetschwalzen geführt, wodurch die innere Schicht B dazu gebracht wurde, an sich selbst zu binden, wenn der Schlauch flachgelegt wurde. Dies ergab eine vierlagige Folie, wobei die Mittellagen die an sich selbst gebundene Innenseitenschicht B war. Die resultierende Folie hatte eine nominelle Dicke von 4,5 mil. Die Zusammensetzung der Patchfolie Nr. 8 ist in der folgenden Tabelle IX beschrieben.
Tabelle IX
Patchfolie Nr. 8 war aus den obigen drei Schichten zusammengesetzt, wobei die Mittelschicht aus der Innenseitenschicht des Schlauchmaterials zusammengesetzt war, die an sich selbst klebte. Es wurde bestimmt, dass Folie Nr. 8 eine freie Schrumpfung bei 185°F (gemäß ASTM 2732) und einen instrumentell ermittelten Schlagfestigkeitwert (gemäß ASTM D 3763) wie in der folgenden Tabelle X angegeben hatte.
Eine Alternative zu Patchfolie Nr. 8 ist eine Zweischichtfolie mit einer Dicke von etwa 4,5 mil, wobei etwa 85 % der Folie aus der Schicht A zusammengesetzt waren und etwa 15 der Folie aus der Schicht B zusammengesetzt waren. Diese Folie konnte mit einer Flachdüse anstelle einer Runddüse hergestellt werden, gefolgt von Abkühlen, Vernetzen, Erwärmen und Orientieren.
Patchfolie Nr. 9
Patchfolie Nr. 9 wurde nach den gleichen Verfahren hergestellt, die zur Herstellung von Patchfolie Nr. 8 verwendet wurden, mit dem Unterschied, dass in Patchfolie Nr. 9 die Schicht A aus einem Gemisch aus 50 Gew.-% VLDPE Nr. 1 und 47 Gew.-% LLDPE Nr. 2 und 3 % Additivpaket Nr. 1 zusammengesetzt war. Die Schicht B war mit der Schicht B in Patchfolie Nr. 8 identisch. Auch in Patchfolie Nr. 9 stellte die Schicht A 85 Gew.-% der Banddicke, und die Schicht B stellte 15 % der Banddicke. Die freie Schrumpfung und instrumentell ermittelte Schlagfestigkeit der Patchfolie Nr. 9 sind in der folgenden Tabelle X wiedergegeben.
Patchfolie Nr. 10
Patchfolie Nr. 10 wurde nach den gleichen Verfahren hergestellt, die zur Herstellung von Patchfolie Nr. 4 verwendet wurden, mit dem Unterschied, dass in Patchfolie Nr. 10 die Schicht A aus einem Gemisch aus 75 Gew.-% VLDPE Nr. 1 und 23 Gew.-% LLDPE Nr. 2 und 3 % Additivpaket Nr. 1 zusammengesetzt war. Die Schicht B war mit der Schicht B in Patchfolie Nr. 8 identisch. Auch in Patchfolie Nr. 10 stellte die Schicht A 85 Gew.-% der Banddicke, und die Schicht B stellte 15 % der Banddicke. Die freie Schrumpfung und instrumentell ermittelte Schlagfestigkeit der Patchfolie Nr. 10 sind in der folgenden Tabelle X angegeben.
Patchfolie Nr. 11 (Vergleich)
Patchfolie Nr. 11 wurde nach den gleichen Verfahren hergestellt, die zur Herstellung von Patchfolie Nr. 8 verwendet wurden, mit dem Unterschied, dass in Patchfolie Nr. 11 die Schicht A aus einem Gemisch aus 97 Gew.-% VLDPE Nr. 1 und 3 Additivpaket Nr. 1 bestand. Die Schicht B war mit der Schicht B in Patchfolie Nr. 8 identisch. Auch in Patchfolie Nr. 11 stellte die Schicht A 85 Gew.-% der Banddicke, und die Schicht B stellte 15 % der Banddicke. Die freie Schrumpfung und instrumentell ermittelte Schlagfestigkeit der Patchfolie Nr. 11 sind in der folgenden Tabelle X angegeben.
Tabelle X
Beispiele 8 bis 11 zeigen, dass erfindungsgemäße Folien zur Verwendung in Patches erhöhte Bruchenergie gegenüber verschiedenen Vergleichsfolien zeigen, die zur Verwendung in Patches konstruiert sind. Erhöhte Bruchenergie geht einher mit verbesserter Leistung im Standard Rib Drop Test in Verbindung.
Die Daten aus den verschiedenen obigen Beispielen zeigen, dass die erfindungsgemäßen Folien (d. h. die Folien der Beispiele 2, 4, 9 und 10) eine Schlagenergie haben, die mit der Schlagenergie verschiedener Folien des Standes der Technik vergleichbar oder dieser überlegen ist.
Es hat sich herausgestellt, dass ein Gemisch aus Ethylen/α-Olefin-Copolymer mit hoher Kristallinität und heterogenem Ethylen/α-Olefin-Copolymer mit niedriger Kristallinität zur Verwendung in einer wärmeschrumpfbaren Patchfolie vorteilhaft ist, die an einer wärmeschrumpfbaren Beutelfolie angebracht ist. Obwohl das Ethylen/α-Olefin-Copolymer mit hoher Kristallinität verbesserte Steifheit (d. h. erhöhten Modul) und erhöhte Abriebbeständigkeit liefert, ist es schwierig, Folien zu strecken, in denen hochkristalline Polymere überwiegen. Das Polymer mit niedriger Kristallinität liefert verbesserte Dehnung (d. h. es ist leichter zu strecken, insbesondere bei relativ niedrigen Orientierungstemperaturen im festen Zustand) und liefert größere Durchstichfestigkeit als Ethylen/α-Olefin-Copolymere mit hoher Kristallinität.
Wichtig ist, dass die Kombination aus Ethylen/α-Olefin-Copolymer mit hoher Kristallinität und heterogenem Ethylen/α-Olefin-Copolymer mit niedriger Kristallinität zusammen mit Vernetzung verwendet werden kann, um die Verbindungskettenkonzentration zu optimieren, wodurch eine verbesserte Kombination von Eigenschaften geliefert wird, wie die Kombination von Schlagfestigkeit, Durchstichfestkeit und Abriebbeständigkeit. Es wird zudem angenommen, dass die Kombination von Ethylen/α-Olefin-Copolymer mit hoher Kristallinität und heterogenem Ethylen/α-Olefin-Copolymer mit niedriger Kristallinität infolge der Anwesenheit des Polymers mit niedriger Kristallinität in der Folie bessere Schlagfestigkeit bei niedrigen Temperaturen liefern kann. Die Einbringung der Komponente mit der höheren Kristallinität liefert verbesserte Abriebbeständigkeit, insbesondere auf der Außenseite der Folie.
Bei handelsüblichen Patchbeuteln des Standes der Technik hat das Überwiegen des Ethylen/α-Olefin-Copolymers mit hoher Kristallinität in der Patchfolie die Möglichkeit erschwert, höhere Abriebbeständigkeit in Kombination mit hoher freier Schrumpfung zu erhalten, weil die Ethylen/α-Olefin-Copolymere mit hoher Dichte und hoher Kristallinität (insbesondere jene mit und oberhalb von 0,92) dazu geführt haben, dass die Patchfolie gezwungenermaßen eine niedrigere gesamte freie Schrumpfung bei 185°F als erwünscht hatte. Infolgedessen war die gesamte freie Schrumpfung des Patches deutlich geringer als die gesamte freie Schrumpfung des Beutels, an den die Folie geklebt worden war. Daher war die gesamte freie Schrumpfung des Patch-Beutel-Laminats geringer als gewünscht. Die geringe Schrumpfung eines derartigen Patchbeutels beeinträchtigt das Aussehen des resultierenden verpackten Produkts. Das hochkristalline LLDPE in der Patchfolie erschwert insbesondere die Orientierung solcher Folien.
Es ist jedoch gefunden worden, dass dieser Nachteil verringert oder beseitigt werden kann, indem der Patch mit heterogenem Ethylen/α-Olefin-Copolymer mit geringer Kristallinität versehen wird, um die Orientierung der Folie zu erleichtern. Wenn das Polymer mit niedriger Kristallinität ein Ethylen/α-Olefin-Copolymer ist, sollte es ein heterogenes Ethylen/α-Olefin-Copolymer sein, weil die breitere Molekulargewichtsverteilung dieser Copolymere die Folie mit einer Abriebbeständigkeit und Schlagfestigkeit versieht, die höher als diejenige ist, wenn das Polymer mit niedriger Kristallinität homogenes Ethylen/α-Olefin-Copolymer ist. Das heterogene Ethylen/α-Olefin-Copolymer liefert zudem höhere freie Schrumpfung. Vergleiche die obigen Beispiele 4 und 7. Wie zu erkennen ist, liefert die Verwendung von heterogenem Ethylen/α-Olefin-Copolymer mit einer Dichte von weniger als 0,915 hervorragende Schlagfestigkeit, gemessen durch indexierte Bruchenergie, und hervorragende Leistung im Standard Rib Drop Test. Dies ist recht unerwartet.
Schließlich wird die Folie dadurch, dass die Patchfolie insgesamt das hochkristalline Ethylen und das heterogene Ethylen/α-Olefin-Copolymer bezogen auf das Gesamtgewicht der Folie in einer Menge von mindestens 70% enthält, mit verbesserten Schlagfestigkeits- und Abriebfestigkeitseigenschaften relativ zu Folien versehen, die andere Komponenten, wie Ethylen/Vinylacetat-Copolymer, in einer Menge von mehr als 30 bezogen auf das Gesamtfoliengewicht enthalten.
Obwohl der erfindungsgemäße Beutel im Allgemeinen zum Verpacken von beliebigem Produkt verwendet werden kann, ist der erfindungsgemäße Beutel besonders vorteilhaft zum Verpacken von Nahrungsmittelprodukten, insbesondere Frischfleischprodukten, die Knochen umfassen, speziell geschnittene Knochenenden, die an oder nahe der Oberfläche des Frischfleischprodukts vorhanden sind. Das Fleischprodukt umfasst vorzugsweise mindestens ein Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Geflügel, Schwein, Rind, Lamm, Ziege, Ross und Fisch. Insbesondere umfasst das Fleischprodukt mindestens ein Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Schinken, Spare Rib, Frühstücksfleisch, hinterer Rippe, kurzen Lenden, kurzen Rippen, ganzer Pute und Schweinelenden. Besonders bevorzugt umfasst das Fleischprodukt Schinken mit innenliegendem Knochen einschließlich sowohl geräuchertem als auch verarbeitetem Schinken, rohen Schinken mit innenliegendem Knochen, Pute, Hühnchen und Rinderhachse. Rippen sind ein besonders bevorzugtes Schnittstück zum Verpacken in dem erfindungsgemäßen Patchbeutel.
Wenngleich die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden ist, sei dar auf hingewiesen, dass Modifikationen und Varianten verwendet werden können, ohne von den Prinzipien und dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, wie Fachleute leicht erkennen werden. Demzufolge können derartige Modifikationen innerhalb des Schutzumfangs der folgenden Ansprüche durchgeführt werden.

Claims

Patchbeutel (20), der einen an einen wärmeschrumpfbaren Beutel (22) angebrachten wärmeschrumpfbaren Patch (24, 26) umfasst, wobei der wärmeschrumpfbare Patch (24, 26) eine erste wärmeschrumpfbare Folie umfasst und der wärmeschrumpfbare Beutel (22) eine zweite wärmeschrumpfbare Folie umfasst, wobei die erste wärmeschrumpfbare Folie umfasst: A) eine erste Komponente, die Ethylen/α-Olefin-Copolymer mit einer Dichte größer als 0,915 g/cm³ umfasst und in einer Menge von mindestens 5 % bezogen auf das Gesamtgewicht der ersten Folie vorhanden ist, und B) eine zweite Komponente, die heterogenes Ethylen/α-Olefin-Copolymer mit einer Dichte kleiner als 0,915 g/cm³ umfasst, wobei die zweite Komponente in der ersten Folie in einer Menge von mindestens 5 % bezogen auf das Gesamtgewicht der ersten Folie vorhanden ist, und wobei das Ethylen/α-Olefin-Copolymer mit einer Dichte größer als 0,915 g/cm³ und das heterogene Ethylen/α-Olefin-Copolymer mit einer Dichte von weniger als 0,915 g/cm³ der ersten und zweiten Komponenten zusammen mindestens 70 % des Gesamtgewichts der ersten Folie ausmachen.
Patchbeutel nach Anspruch 1, bei dem das Ethylen/α-Olefin-Copolymer mit einer Dichte größer als 0,915 g/cm³ der ersten Komponente und das heterogene Ethylen/α-Olefin-Copolymer mit einer Dichte kleiner als 0,915 g/cm³ der zweiten Komponente in separaten Schichten der ersten wärmeschrumpfbaren Folie vorhanden sind.
Patchbeutel nach Anspruch 1, bei dem die erste wärmeschrumpfbare Folie eine Schicht aufweist, die ein Gemisch des Ethylen/α-Olefin-Copolymers mit einer Dichte größer als 0,915 g/cm³ der ersten Komponente und des heterogenen Ethylen/α-Olefin-Copolymers mit einer Dichte kleiner als 0,915 g/cm³ der zweiten Komponente enthält, wobei das Ethylen/α-Olefin-Copolymer mit einer Dichte größer als 0,915 g/cm³ der ersten Komponente in dem Gemisch in einer Menge von 5 bis 95 % bezogen auf das Gewicht der Schicht vorhanden ist, und das heterogene Ethylen/α-Olefin-Copolymer mit einer Dichte kleiner als 0,915 g/cm³ der zweiten Komponente in dem Gemisch in einer Menge von 5 bis 95 % bezogen auf das Gewicht der Schicht vorhanden ist und das Ethylen/α-Olefin-Copolymer mit einer Dichte größer als 0,915 der ersten Komponente und das heterogene Ethylen/α-Olefin-Copolymer mit einer Dichte kleiner als 0,915 g/cm³ der zweiten Komponente zusammen mindestens 70 % des Gesamtgewichts der Schicht ausmachen.
Patchbeutel nach Anspruch 3, bei dem sowohl die erste als auch die zweite wärmeschrumpfbare Folie jeweils eine gesamte freie Schrumpfung bei 85°C (185°F) von mindestens 35 % haben und das Ethylen/α-Olefin-Copolymer mit einer Dichte größer als 0,915 g/cm³ der ersten Komponente lineares Polyethylen niedriger Dichte in einer Menge von 10 bis 50 % bezogen auf das Gesamtgemischgewicht umfasst und das heterogene Ethylen/α-Olefin-Copolymer mit einer Dichte kleiner als 0,915 g/cm³ der zweiten Komponente Polyethylen sehr niedriger Dichte in einer Menge von 50 bis 90 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht umfasst, wobei das Gemisch gegebenenfalls homogenes Ethylen/α-Olefin-Copolymer mit einer Dichte von 0,88 bis 0,915 in einer Menge von 0 bis 30 % bezogen auf das Gesamtgemischgewicht umfasst, wobei das Gemisch bezogen auf das Schichtgewicht in einer Menge von mindestens 70 Gew.-% in einer Schicht mit einer Dicke von mindestens 15,2 μm (0,6 mil) vorhanden ist.
Patchbeutel nach Anspruch 3, bei dem das Gemisch Polyethylen sehr niedriger Dichte in einer Menge von 60 bis 95 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgemischgewicht und lineares Polyethylen niedriger Dichte in einer Menge von 5 bis 40 umfasst.
Patchbeutel nach Anspruch 3, bei dem das Gemisch mindestens 75 % des Patches umfasst, bezogen auf das Gesamtpatchgewicht.
Patchbeutel nach Anspruch 3, der eine Ausfallrate im Standard-Rib-Drop-Test von weniger als 35 % zeigt.
Patchbeutel nach Anspruch 3, bei dem der Patch im Wesentlichen frei von homogenem Ethylen/α-Olefin-Copolymer ist.
Patchbeutel nach Anspruch 3, bei dem das Gemisch homogenes Ethylen/a-Olefin-Copolymer in einer Menge von etwa 1 bis 20 % bezogen auf das Gemischgewicht umfasst.
Patchbeutel nach Anspruch 3, bei dem das Gemisch ferner bis zu 15 Gew.-% von mindestens einem Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gleitmittel, Füllstoff, Pigment, Farbstoff, Strahlungsstabilisator, Antioxidans, Fluoreszenzadditiv, Antistatikmittel, Elastomer und Viskositätsmodifizierungsmittel umfasst.
Patchbeutel nach Anspruch 3, bei dem der Patch Polyethylen sehr niedriger Dichte in einer Menge von 70 bis 80 Gew.-% und lineares Polyethylen niedriger Dichte in einer Menge von 20 bis 30 Gew.-% umfasst.
Patchbeutel nach Anspruch 3, bei dem der Patch eine Monoschichtfolie ist.
Patchbeutel nach Anspruch 3, bei dem der Beutel eine erste biaxial orientierte, wärmeschrumpfbare Folie umfasst, die eine Außenseitenschutzschicht, eine innere O₂-Barriereschicht und eine Innenseitensiegelschicht umfasst und der Patch eine zweite biaxial orientierte, wärmeschrumpfbare Folie umfasst.
Patchbeutel nach Anspruch 3, bei dem der Patch an einer Außenseitenoberfläche des Beutels angebracht ist.
Patchbeutel nach Anspruch 3, bei dem die erste wärmeschrumpfbare Folie eine Schlagfestigkeit von mindestens 23,6 Joule per mm (0,6 Joules per mil) hat.
Patchbeutel nach Anspruch 3, bei dem der Patch eine Mehrschichtfolie ist.
Patchbeutel nach Anspruch 16, bei dem die Patchfolie äußere Schichten, die jeweils das Gemisch umfassen, und eine innere Schicht umfasst, die mindestens ein Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylen/ungesättigter Ester-Copolymer, homogenem Ethylen/α-Olefin-Copo lymer, Ethylen/ungesättigte Säure-Copolymer und Ionomer umfasst.
Patchbeutel nach Anspruch 16, bei dem die Mehrschichtfolie eine an sich selbst geschweißte innere Schicht und äußere Schichten umfasst, die jeweils das Gemisch umfassen.
Patchbeutel nach Anspruch 18, bei dem die an sich selbst geschweißte innere Schicht Ethylen/Vinylacetat-Copolymer in einer Menge von mindestens 50 % bezogen auf das Gewicht der inneren Schicht umfasst.
Patchbeutel nach Anspruch 19, bei dem das Ethylen/Vinylacetat-Copolymer Vinylacetat in einer Menge von 3 bis 50 Gew.-% bezogen auf das Gewicht des Ethylen/Vinylacetat-Copolymers umfasst.
Patchbeutel nach Anspruch 16, bei dem die Mehrschichtfolie mindestens zwei Schichten umfasst, die das Gemisch umfassen.
Patchbeutel nach Anspruch 16, bei dem die Mehrschichtfolie einen symmetrischen Querschnitt hat.
Patchbeutel nach Anspruch 22, bei dem die Mehrschichtfolie eine innere Schicht umfasst, die Ethylen/Vinylacetat in einer Menge von 50 bis 100 % umfasst, und die Folie ferner zwei äußere Schichten umfasst, die jeweils das Gemisch enthalten.
Patchbeutel nach Anspruch 23, bei dem das Gemisch Polyethylen sehr niedriger Dichte in einer Menge von 70 bis 80 und lineares Polyethylen niedriger Dichte in einer Menge von 20 bis 30 Gew.-% umfasst.
Patchbeutel nach Anspruch 24, bei dem der Patch ferner eine Zwischenschicht umfasst, die auch das Gemisch umfasst.