us 5427807
TRANSCRIPT
-
7/24/2019 Us 5427807
1/21
l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l I l l l l l l l l l l l l l l I l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l
. US005427807A
UIllted States Patent
[ 1 9 }
[ 1 1 ]
P a t e n t
N u m b e r ; 5 , 4 2 7 , 8 0 7
Chum t
a 1 .
[ 4 5 ]
Date o f
P a t e n t :
* J u n . 2 7 ,
1995
041665 1 1 9 1 1
1 / 1 9 9 2
Euro e an
Pat. Off.
. . . . .
.
c08F
4/74
[ 5 4 ]
METHOD OF PACKAGING FOOD
2 1 2 3 7 4 7
2 / 1 9 8 4 U n i t e } ; Kingdom . . . . . . . . .
B 3 2 1 3
2 7 / 0 8
PRODUCTS 9003414
4/1 9 90
WIPO
[ 7 5 ] I n v e n t o r s : Pak_Wing S Chum;
Nicole
F .
WO9l/O6426
5 / 1 9 9 1 WIPO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. .
B 3 2 1 3 2 7 / 3 2
W h i t e m a n ,
b o t h o f L a k e J a c k s o n ,
T e x .
OTHER PUBLICATIONS
_ . The Wiley
Ency c lope d ia
of Pa ckag ing Tech no lo gy,
[ 7 3 ] A s s l g n e e ' 3 2 1 D :
g e g l c a l
C m p m
J o h n W i l e y &
S o n s ,
M a r i l y n
B a k k e r c , 1 9 8 6 ,
p p . 4 8 - 4 9 ,
1 an 1
218-220,
329441.
[ * 1 N o t i c e ; The p o r t i o n o f t h e
t e r m
o f h i s p a t e n t
P o l y m e r
E n g i n e e r i n g and c i e n c e ,
v o l .
1 7 ,
N o . 1 1 , p .
7 7 0
s u b s e q u e n t
t o D e c . 2 1 ,
2 0 1 0
h a s b e e n ( 1 9 7 0 )
d i s c l a i m e d ,
R h e o r n e t e r s f o r
M o l t e n P l a s t i c s b y J o h n
D e a l y ,
p u b
l i s h e d
by Van N o s t r a n d R e i n h o l d Co, ( 1 9 8 2 ) ,
p p .
[ 2 1 ]
A p p l .
No: 5 4 , 3 3 4
9 7 - 9 9 _ _
J o u r n a l o f
R h e o l o g y ,
3 0 ( 2 ) ,
3 3 7 - 3 5 7
( 1 9 8 6 ) b y Rama
[ 2 2 ] F i l e d : A p r . 2 6 , 1 9 9 3 m u r t h y .
J o u r n a l o f o l y m e r
c i e n c e ,
P o l y m e r
P h y s i c s
E d , v o l .
2 0 ,
. . .
441 1 982 b Wild, et a 1 .
R e l a t e d U ' S '
A p p h c a n o n
D a t a g n c y c l r g p e d i c l o f y c h e m i c a l T e c h n o l o g y , K i r k - O t h r n e r , 3 r d
{ 6 3 ] C o n t i n u a t i o n - i n - p a r t o f S e r . N o . 7 7 6 , 1 3 0 ,
O c t . 1 5 , 1 9 9 1 , Ed
John
W i l e y
&
o n s , New ork ( 1 9 3 1 ) v 0 1 , 1 6 pp
P 9 9
N O -
5 , 2 7 2 , 2 3 9 416-41 7 and v o l .
1 8 , p p . 1 9 1 - 1 9 2 .
P a c k a g i n g F o o d s w i t h P l a s t i c s b y J e n k i n s a n d
H a r r i n g t o n
[ 5 1 ] I n t . C l . 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B6513 55/00 ( 1 9 9 1 ) , p p . 1927 and
7 8 - 8 3 .
[ 5 2 ] U S . C l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2 6 / 3 9 3 ; 4 2 6 / 1 2 7 ; Film E x t r u s i o n
Manual:
P r o c e s s ,
M a t e r i a l s ,
P r o p e r t i e s ,
4 2 6 / 1 2 9 ;
4 2 6 / 4 1 0 ; 4 2 6 / 4 1 2 ;
4 2 6 / 4 1 5 ;
4 2 6 / 4 1 9 p p .
3 1 - 8 0
( 1 9 9 2 ) , C o e x t r u s i o n B a s i c s b y Thomas 1 .
[ 5 8 ] F i e l d o f S e a r c h
. . . . . . . . . . . . .
. . 4 2 6 / 1 0 6 , 1 2 9 ,
4 1 0 ,
4 1 2 , B u t l e r , p u b l i s h e d by
TAPPl
r e s s .
4 2 6 / 4 1 9
3 9 3 4 1 5
1 2 7
( L i s t c o n t i n u e d
o n
n e x t p a g e . )
[ 5 6 ] R e f e r e n c e s Cited >
P r i m a r y E x a m i n e r l l o s e p h
L .
S c h o f e r
U _ s _
PATENT
DQCUMENTS
A s s i s t a n t
Examiner-David
Wu
3 , 4 5 6 , 0 4 4 7/1969 Pahlke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. .
264/25
[ 5 7 ]
ABSTRACT
E3331?
2 6 0 / 8 8 2 Fo o d p r o d u c t s , e s p e c i a l l y
f r e s h
f o o d p r o d u c t s s u c h a s
4 , 0 7 6 , 6 9 8
2 / 1 9 7 8 Anderson
e t
a 1 . . . . . . . . . . . . . .
. . 526/3486
r e t a i l - C u t red meat, vegetables an d f r u i t s , a r e Package d
4 , 2 0 5 , 0 2 1 5 / 1 9 8 0
with
a
f i l m
having
a t l e a s t one ? lm l a y e r comprising a
4 , 3 5 2 , 8 4 9 1 0 / 1 9 8 2 s u b st a n t i a l l y l i n e a r
e t h y l e n e
p o l y m e r ,
p r e f e r a b l y
a
p o l y
4 4 0 5 7 7 4
9 / 1 9 8 3 m e r comprising e t h y l e n e
and a t l e a s t one
a-ole?n
corno
nomer,
e . g . l - o c t e n e .
The
e t h y l e n e polymers u s e d i n t h e
4 3 1 0 : 3 0 2 1 4 / 1 9 8 5
O d a e t 3 1 . . -
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . _ 5 2 6 / 2 8 3 c o n s t r u c t i o n
of
h e ? l m
S t r u c t u r e s used i n
t h i s
i n v e n t i o n
_ _ are
prepared
b y constrained g eom etry
c a t a l y s t
technol
( L l s t Contmued on
n e x t
p a g e )
o g y .
The
? l r n s t r u c t u r e s can b e
e i t h e r
mono-
o r
m u l t i
l a y e r e d , o r i e n t e d
o r
n o n o r i e n t e d , oxygen p e r m e a b l e
o r
FOREIGN
PATENT
DOCUMENTS
i m p e r m e a b l e ,
and
p r e p a r e d
by any
c o n v e n t i o n a l t e c h
2 0 0 8 3 1 5
7 / 1 9 9 0
C a n a d a
C 0 8 1 :
4 / 1 6 n i q u e .
The f o o d
p r o d u c t s c a n
be packaged by any
con
0 2 4 3 9 6 5 1 1 / 1 9 8 7 E u r o p e a n P a t . O f f . . . . . . . . . B32B 7 / 0 2
lemon? method
e ' g ' s t r e l c h ove r wmp
shmk 1 6 '
0 3 3 3 5 0 8 9 / 1 9 8 9 European P a t . O f f .
CO8L
2 3 / 0 4
mm km on va cuum formmg'
0404969
1 / 1 9 9 1 European Pat. Off. . . . .
. .
B32B 27/32
0 4 1 6 8 1 5 1 4 2 3 / 1 9 9 1 E u r o p e a n
P a t . 0 1 1 .
CO8F 1 0 / 0 0 3 2 C l a i m s ,
7 Draw ing
S h e e t s
-
7/24/2019 Us 5427807
2/21
5 , 4 2 7 , 8 0 7
P a g e 2
U S .
PATENTDOCUMENTS
4,521,437
6/l985
S t o r m s
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
426/13 0
4,530,914
7/1985
Ewen
t a 1 . . . . .
. . 502/113
4 , 6 6 8 , 7 5 2 5/1987
Tominari
e t a 1 . . .
526/3482
4,798,081 1/1989 Hazlitt et
a l . . . . . .
.
. .
.
.
..
73/53
4,820,557
4/ 1989 Warren . . . . . . . . 428/ 4.9
4 , 8 3 5 , 1 9 4
5 / 1 9 8 9
B r i g h t e t a l .
5 2 3 / 1 6 9
4,837,084 6/ 1 98 9
Warren
. . . . . . .
.
428/349
4,837,262
6/ 1 98 9 Jeon
t a 1 . . . . . . 524/322
4,865,902
9/1 989 Golike e t a l .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
428/215
4,927,708 5 / 1 9 9 0
H e r r a n e t a 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
428/332
4 , 9 3 5 , 4 7 4
6 / 1 9 9 0 Ewen
e t
a 1 . 5 2 6 / 1 1 4
4 , 9 3 7 , 2 9 9 6 / 1 9 9 0 Ewen
e t
a 1 . 5 2 6 / 1 1 9
4,9 52,4 5 1 8/ 990
Mueller
. . . . . . .
. . 428/218
4 , 9 6 3 , 4 1 9 1 0 / 1 9 9 0 L u s t i g
e t
a l . 4 2 8 / 3 6 . 7
4,987,212 1/1991
Morterol
e t
a 1 .
. . 526/348.4
5,006,398 4/1991 Banerji . . . . . . . . . . . . . . ..
428/220
5 , 0 2 6 , 7 9 8
6/1991
Canich . .
526/121
5,055,438
10/1991 Canich . . . . . . . . . . . . .
502/117
5,064,802 1 1 / 1 9 9 1 St e v en s e t a 1 . . . . . . . 502/15 5
5,084,540 1/1992
Albizzati e t a 1 .
. . . . . . . .
.
526/348.6
5,089,321 2/19 92
Chum t a 1 .
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
. 428/218
5,112,674
5/1992 Gennan t a 1 . . .
428/216
5,143,968 9/1992
Diehl
e t a 1 . . . 524/534
5 , 1 8 5 , 2 0 3 2/1993 Itaba e t a 1 . . . 428/343
5,218,071 6/ 1993 Tsutsui e t
a 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 526/ 348
OTHER PUBLICATIONS
S o c i e t y o f P l a s t i c s E n g i n e e r s
RETC r o c e e d i n g s ,
J u n .
1 5 - 1 7 ,
1 9 8 1 , p p .
2 1 1 - 2 2 9 , C o e x t r u s i o n
f o r
B a r r i e r
P a c k a g i n g by
S c h r e n k
a n d F i n c h .
P l a s t i c F i l m s , T e c h n o l o g y a n d P a c k a g i n g
A p p l i c a
t i o n s ( 1 9 9 2 ) b y
T e c h n o m i c P u b l i s h i n g
C o . , I n c .
C o n v e r t i n g
M a g a z i n e ,
S e p . 1 9 9 2 ,
L a m i n a t i o n s
v s . Coex
t r u s i o n s by D u m b l e t o n .
P a c k a g i n g M a c h i n e r y M a n u f a c t u r e r s
I n s t i t u t e ,
A p r .
1 9 8 2 , P a c k a g i n g
M a c h i n e r y O p e r a t i o n s : N o .
8 ,
F o r
m - F i l l - S e a l i n g , A e l f - I n s t r u c t i o n a l C o u r s e by
D a v i s .
T h e W i l e y
E n c y c l o p e d i a o f P a c k a g i n g
T e c h n o l o g y , M.
B a k k e r
( E d i t o r ) ,
J o h n W i l e y
&
o n s
( 1 9 8 6 ) , p p . 3 3 4 ,
3 6 4 - 3 6 9 .
P a c k a g i n g :
An
I n t r o d u c t i o n b y
Sacharow
a n d
B r o d y ;
H a r c o u r t B r u c e J a v a n o v i c h P u b l i c a t i o n s ,
I n c . ( 1 9 8 7 )
p p .
3 2 2 - 3 2 6 .
De r w ent 9 0
c 2 2 3 9 0 1 7 / 3 1 .
J o u r n a l o f P o l y m e r S c i e n c e , P a r t A , v o l . 1 ( p p .
2 8 6 9 - 2 8 8 0 ) ( 1 9 6 3 ) ,
L o n g - C h a i n
B r a n c h i n g
F r e q u e n c y
i n P o l y e t h y l e n e by J . E . G u i l l e t .
P o l y m e r P r e p r i n t s ,
A m e r .
C h e m .
S o c i e t y , v o l .
1 2 , N o . 1 ,
p p . 2 7 7 - 2 8 1 ( M a r .
1 9 7 1 ) , E v i d e n c e
o f Long-Chain
B r a n c h i n g
i n
H i g h D e n s i t y
P o l y e t h y l e n e
b y E .r o t t a n d R . A . M e n d e l s o n .
J o u r n a l
o f
t h e
A m e r i c a n C h e m i c a l
S o c i e t y , 9 8 : 7 ,
p p .
1 7 2 9 - 1 7 4 2
( M a r . 3 1 , 1 9 7 6 ) , S t r u c t u r e a n d C h e m i s t r y o f
B i s ( c y c l o p e n t a d i e n y l ) - M L n C o m p l e x e s b y J o s e p h W.
Lauher and Roald Hoffmann.
P o l y m e r
E n g i n e e r i n g a n d
S c i e n c e ,
v o l . 1 6 ,
N o .
1 2 ,
p p .
8 1 1 - 8 1 6 ( D e c .
1 9 7 6 ) , I n ? u e n c e
o f L o n g - C h a i n
B r a n c h i n g on
t h e
V i s c o e sl a s t i c P r o p e r t i e s o f L o w -
D e n s i t y P o l ye t h y l e n e b y
L. W i l d , R .
R a n g a n a t h , a n d
D. Knobeloch.
A n g e w . C h e m .
I n t .
E d .
E n g l ,
p p . 6 3 0 - 6 3 2
( 1 9 7 6 )
v o l .
1 5 ,
N o .
1 0 , H a l o g e n - F r e e S o l u b l e
Z i e g l e r
C a t a l y s t s f o r
t h e P o l ym e r i z a t i o n o f E t h y l e n e . C o n t r o l o f M o l e c u l a r
W e i g h t b y C h o i c e
o f
T e m p e r a t u r e b y A r n e A n d r e s e n
e t
a 1 .
A d v a n c e s
i n
O r g a n o m e t a l l i c
C h e m i s t r y , p p .
9 9 - 1 4 8 ,
v o l .
1 8 ,
( 1 9 8 0 ) , Z i e g l e r - N a t t a
C a t a l y s t s
b y H a n s j o r g S i n n
a n d W a l t e r K a m i n s k y.
A n g e w . Chem. I n t . E d .
E n g l , p p .
3 9 0 - 3 9 3 , v o l .
1 9 ,
N o . 5
( 1 9 8 0 ) , L i v i n g P o l y m e r s o n
P o l y m e r i z a t i o n
w i t h
Ex
t r e m e l y P r o d u c t i v e Z i e g l e r C a t a l y s t s
b y
l - l a n s j o r g
S i n n ,
W a l t e r
K a m i n s k y , H a n s - J u r g e n V o l l m e r ,
a n d
R u d i g e r
W o l d t .
P o l y m e r B u l l e n t i n ,
9 , p p .
4 6 4 - 4 6 9
( 1 9 8 3 ) H a l o g e n F r e e
S o l u b l e Z i e g l e r C a t a l y s t s w i t h M e t h y l a l u m o x a n a s C a t
a l y s t b y I n s Herwig
a n d
W a l t e r K a m i n s k y .
M a k r o m o l .
Chem,
R a p i d Commun, 4 , p p . 4 1 7 - 4 2 ]
( 1 9 8 3 )
B i s ( c y c l o p e n t a d i e n y l ) z i r k o n V e r b i n g u n g e n a n d
A l u m i n o x a n a l s
Z i e g l e r - K a t a b z s a t o r e n
f u r d i e P o l y m e r i
s a t i o n
and
C o p o l y m e r i s a t i o n v o n O l e j i n e n b y W a l t e r
Kaminsky e t
a l .
ANT
C
r o c e e d i n g s ,
p p .
3 0 6 - 3 0 9
( 1 9 8 3 ) , A n a l y s i s o f
L o n g C h a i n B r a n c h i n g i n H i g h
D e n s i t y P o l y e t h y le n e
by
J .
K . H u g h e s .
M a k r o m o l . Chem,
R a p i d
C o m m u n . , ( 5 ) , p p .
2 2 5 - 2 2 8
( 1 9 8 4 )
I n ? u e n c e o f hydrogen
o n t h e
p o l y m e r i z a t i o n o f
e t h y l e n e w i t h
t h e h o m o g e n e o u s Z i e g l e r
s y s t e m b i s ( c y
c l o p e n t a d i e n y 1 ) z i r c o n i u m d e c h o l o r i d e / a l u m i n o x a n e
by W a l t e r
Kaminsky e t a l .
J o u r n a l o f P o l y m e r S c i e n c e P o l y m e r C h e m i s t r y E d i t i o n ,
p p . 2 1 1 7 - 2 1 3 3 ( 1 9 8 5 )
v o l . 2 3 ,
Homogeneous Z i e g l e r
N a t t a C a t a l y s i s , l 1 .
E t h y l e n e
P o l y m e r i z a t i o n b y IVB
T r a n s i t i o n
M e t a l
C o m p l e x e s
M e t h y l
A l u m i n o x a n e C a t
a l y s t S y s t e m s b y E . G i a n n e t t i
a n d
R . M a z z o c c h i .
J o u r n a l o f Ap p l i e d P o l y m e r S c i e n c e , p p . 3 7 5 1 - 3 7 6 5
( 1 9 8 5 )
v o l .
3 0 ,
On t h e E f fe c t s
o f
Very Low e v e l s o f
Long-
C h a i n
B r a n c h i n g
o f
R h e o l o g i c a l B e h a v i o r i n P o l y e t h y l
e n e by B . H . B e r s t e d .
( L i s t
c o n t i n u e d on n e x t p a g e . )
-
7/24/2019 Us 5427807
3/21
5 , 4 2 7 , 8 0 7
P a g e 3
OTHER PUBLICATIONS
J o u r n a l
o f
P o l y m e r
S c i e n c e :
P o l y m e r C h e m i s t r y
E d i t i o n ,
p p .
2 1 5 1 - 2 1 6 4 ( 1 9 8 5 ) v o l .
2 3 ,
E t h y l e n e
P r o p y l e n e
D i e n e T e r p o l y m e r s Produced
w i t h a Homogeneous
a n d H i g h l y
A c t i v e Z i r c o n i u m C a t a l y s t b y W a l k e r
Kaminsky e t
a l .
T h e S o c i e t y o f R h e o l o g y , p p .
3 3 7 - 3 5 7
( 1 9 8 6 ) v o l .
3 0 ,
W a l l S l i p i n V i s c o u s F l u i d s
and
I n ? u e n c e o f M a t e r i a l s
o f
C o n s t r u c t i o n by A . V .
Ramamurthy.
M a l c r o m o l .
Chem, M a c r o m o l .
S y m p . , 4 , p p .
1 0 3 - 1 1 8
( 1 9 8 6 ) E l a s t o m e r s By A t a c t i c L i n k a g e o f c t - O l e ? n s
U s i n g
S o l u b l e Z i e g l e r C a t a l y s t s b y
W.
K a m i n s k y
a n d
M. Schlobohm.
J o u r n a l
o f
R h e o l o g y , 3 1 ( 8 ) , p p . 8 1 5 - 8 3 4 ( 1 9 8 7 )
W a l l
S l i p a n d E x t r u d a t e
D i s t o r t i o n
i n L i n e a r L o w D e n s i t y
P o l y e t h y l e n e by D . K a l i k a
a n d
M. Denn.
M a k r o r n o l .
Chem,
1 9 0 ,
p p .
5 1 5 - 5 2 6
( 1 9 8 9 )
C o p o l y
m e r i z a t i o n o f
C y c l o a l k e n e s w i t h
E t h y l e n e I n
P r e s e n c e
o f
C h i r a l
Z i r c o n o c e n e
C a t a l y s t s
b y W.
Kaminsky
a n d
R . S p i e h l .
J o u r n a l o f a c r o m o l e c u l a r S c i e n c e :
R e v i e w s
i n
Macromo
l e c u l a r C h e m i s t r y a n d
P h y s i c s ,
C 2 9 0 & 3 0 , p p . 2 0 1 - 3 0 3
( 1 9 8 9 ) A R e v i e w o f H i g h R e s o l u t i o n L i q u i d 1 3 C a r b o n
N u c l e a r M a g n e t i c Resonance C h a r a c t e r i z a t i o n s
o f Eth
y l e n e B a s e d P o l y m e r s .
J o u r n a l
o f N o n - N e w t o n i a n F l u i d
M e c h a n i c s ,
3 6 , p p .
2 5 5 - 2 6 3 ( 1 9 9 0 )
A d d i t i o n a l O b s e r v a t i o n s
on The
Sur
f a c e M e l t F r a c t u r e B e h a v i o r O f L i n e a r Low-Density
P o l y e t h y l e n e b y R .
M o y n i h a n ,
D . B a i r d , a n d R .
Ramanathan.
M a k r o m o l . C h e m .
R a p i d
Commun,
p p .
8 9 - 9 4
( 1 9 9 0 )
T e r p o l y m e r s
o f E t h y le n e , P r o p e n e
a n d
1 , 5 - H e x a d i e n e
S y n t h e s i z e d
w i t h Z i c o n o c e n e / M e t h y l a l u m i n o x a n e b y
W. Kaminsky a n d H .
D r o g e m u l l e r .
J o u r n a l
o f
R h e o l o g y , 3 5 ( 4 ) , 3 ( M a y , 1 9 9 1 ) p p . 4 9 7 - 5 5 2 ,
W a l l S l i p o f M o l t e n H i g h
D e n s i t y P o l y e t h y l e n e .
I .
S l i d i n g P l a t e Rheometer S t u d i e s by S . G .
Hat
z i k i r i a k o s a n d . l . M. D e a l y .
P r o c e e d i n g s o f h e J 9 9 ] IEEE o w e r E n g i n e e r i n g S o c i e t y ,
p p . 1 8 4 - 1 9 0
( S e p . 2 2 - 2 7 , 1 9 9 1 ) ,
N e w S p e c i a l t y L i n e a r
P o l y m e r s ( S L P )
F o r
Power
C a b l e s
b y
M o n i c a
Hen
dewerk
a n d Lawrence S p e n a d e l .
S o c i e t y o f l a s t i c
E n g i n e e r s
P r o c e e d i n g s , P o l y o l e i i n s V 1 1
I n t e r n a t i o n a l C o n f e r e n c e ,
F e b .
2 4 - 2 7 , 1 9 9 1 ,
S t r u c
t u r e / P r o p e r t y
R e l a t i o n s h i p s
i n E x x p o l TM P o l y m e r s
( p p .
4 5 - 6 6 ) b y C . S p e e d , 1 3 . T r u d e l l ,
A . M e h t a ,
a n d
F .
S t eh ling.
1 9 9 1 S p e c i a l t y P o l y o l e ? n s C o n f e r e n c e P r o c e e d i n g s ,
T h e
M a r k e t i n g C h a l l e n g e
C r e a t e d By S i n g l e S i t e C a t a l y s t s
i n
P o l y o l e ? n s , S e p . 2 4 , 1 9 9 1 , ( p p .
4 4 - 4 5 )
b y M i c h a e l P .
J e f f r i e s .
H i g h
P o l y m e r s ,
v o l . XX, C r y s t a l l i n e O l e ? n
P o l y m e r s
P a r t 1 , p p . 4 9 5 - 5 0 1 .
1 9 9 ]
P o l y m e r s ,
L a m i n a t i o n s & C o a t i n g s C o n f e r e n c e ,
TAPPI
P r o c e e d i n g s , p r e s e n t e d
i n
F e b ,
1 9 9 1 ,
p p .
2 8 9 - 2 9 6 ,
A N e w F a m i l y o f L i n e a r E t h y l e n e P o l y m e r s
w i t h
Enhanced
S e a l i n g
P e r f o r m a n c e
by
D .
Van d e r
Sanden and R . W.
H a l l e .
S o c i e t y o f P l a s t i c
E n g i n e e r s
1 9 9 ] S p e c i a l t y
P o l y o l e ? n s
C o n f e r e n c e P r o c e e d i n g s , p p . 4 1 - 5 5 , T h e
M a r k e t i n g
C h a l le n g e C r e a t e d
b y S i n g l e S i t e C a t a l y s t s
i n P o l y o l e
? n s
b y M.
J e f f e r i e s
( S e p .
2 4 , 1 9 9 1 ) .
A d v a n c e s I n P o l y o l e ? n s , by R .
B .
v S e y m o u r a n d
' 1 .
C h e n g ,
( 1 9 8 7 ) ,
p p .
3 7 3 - 3 8 0
C r y s t a l l i n i t y a n d M o r p h o l
o g y o f
E t h y l e n e / o L -O l e ? n C o p o l y r n e r s
b y
P .
S c h o u
t e r d e n ,
G . G r o e n i n c k x , a n d
H . R e y n a e r s .
A d v a n c e s
I n
P o l y o l e ? n s , b y
R .
B . Seymour
a n d
T . Cheng
( 1 9 8 7 )
N e w
a t a l y s i s
a n d
P r o c e s s
F o r
E t h y l e n e P o l y
m e r i z a t i o n ,
p p . 3 3 7 - 3 5 4 , b y
P .
K a r o l ,
B . W a g n e r , 1 .
L e v i n e , G . G o e k e , a n d
A . N o s h a y .
A d v a n c e s
I n
P o l y o l e ? n s , by
R .
B . Seymour a n d
T .
C h e n g ,
( 1 9 8 7 )
P o l ym e r i z a t i o n o f
O l e ? n s
W i t h A 0
mogeneous Zirconium/Alumoxane C a t a l y s t , p p .
3 6 1 - 3 7 1 by
W. K a n d i n s k y a n d
H .
H a h n s e n .
-
7/24/2019 Us 5427807
4/21
US.
P a t e n t
J u n e 2 7 ,
1 9 9 5
S h e e t
1
o f 7 5,427,807
T o m
l l i z l n l l w l
S N
Ill III I llrl
III
llil
I163
115] Elli 113i
o m
w
m
m
m
2
m m o o w m
5
-
7/24/2019 Us 5427807
5/21
U . S . P a t e n t
J u n e
2 7 , 1 9 9 5 S h e e t 2 0 f 7 5,427,807
5 2 Em a j
No E
w i s h / m2 Ew w
IATWill
61 i111
311i 111%
III
ll
IXIK
o m
m
m
m
2
-
7/24/2019 Us 5427807
6/21
US. P a t e n t J u n e
2 7 ,
1 9 9 5 S h e e t 3 0 f 7 5,427,807
Q 0 7 :w p r z a w
mQ E
a g iw u
5111
II
omomcv
hwwmm
liII
EITIlIllili
0
0 0
Ill Iii
L0
00
o 2
-
7/24/2019 Us 5427807
7/21
U . S .
Patent
J u n e
2 7 ,
1 9 9 5 S h e e t 4
0 f 7
S U N T E
l O O
U N T E
4 1 0 0
Y U K A
E
a
1 4 . .
U
n.
g a
o (3
LL
IIIIIiilllilllllllllliilillliilliili 5116
0 LO 0 m o m
m
c
an
gmmcooon?wwznm
%
I L M
R E O V E R Y
-
7/24/2019 Us 5427807
8/21
-
7/24/2019 Us 5427807
9/21
US. P a t e n t
J u n e 2 7 , 1 9 9 5
S h e e t 6 o f 7
5,427,897
0 %
i .
M ?25Sm m ? n.
U 82
5m a m :
0 9%
5
8
.
8. 2 358 9
z _ \5 1 5 1 :
I z m wm m m
-
7/24/2019 Us 5427807
10/21
US.
P a t e n t
J u n e 2 7 , 1 9 9 5 S h e e t
7 0 f
7
5,427,807
-
7/24/2019 Us 5427807
11/21
5 , 4 2 7 , 8 0 7
1
METHOD OF PACKAGING
FOOD PRODUCTS
CROSS-REFERENCE
TO RELATED
APPLICATIONS
T h i s
a p p l i c a t i o n
i s
a c o n t i n u a t i o n - i n - p a r t
o f
p e n d i n g
a p p l i c a t i o n
S e r . No. 0 7 / 7 7 6 , 1 3 0 ? l e d O c t . 1 5 , 1 9 9 1 , no w
U . S .
P a t .
N o . 5 , 2 7 2 , 2 3 6 , t h e d i s c l o s u r e
o f
which i s i n
c o r p o r a t e d h e r e i n
by
r e f e r e n c e . T h i s
a p p l i c a t i o n
i s a l s o
r e l a t e d t o p e n d i n g a p p l i c a t i o n s U . S . a p p l i c a t i o n S e r .
N o . 0 7 / 9 3 9 , 2 8 1 f i l e d S e p . 2 , 1 9 9 2 n o w U . S . P a t . N o .
5 , 2 7 8 , 2 7 2 ; U . S .
a p p l i c a t i o n
S e r .
N o .
0 7 / 9 6 1 , 2 6 9 ? l e d
O c t .
1 4 , 1 9 9 2 ; U . S .
a p p l i c a t i o n
S e r . N o . 0 8 / 0 2 4 , 5 6 3 ? l e d
M a r . 1 , 1 9 9 3 ; a n d U . S . a p p l i c a t i o n S e r . N o . 0 8 / 0 5 5 , 0 6 3
? l e d
even
d a t e h e r e w i t h , a l l o f which a r e i n c o r p o r a t e d
h e r e i n
b y
r e f e r e n c e .
BACKGROUND OF THE INVENTION
T h i s i n v e n t i o n
r e l a t e s
t o
t h e
p a c k a g i n g
o f
f o o d .
I n
one a s p e c t ,
t h i s i n v e n t i o n
r e l a t e s
t o
t h e packaging
of
2 0
f r e s h f o o d s , e . g . r e t a i l - c u t
r e d
m e a t s , w h i l e i n a n o t h e r
a s p e c t , t h i s
i n v e n t i o n
r e l a t e s
t o
packaging f o o d
w i t h
a
p l a s t i c ? l m . I n y e t
a n o t h e r
a s p e c t ,
t h i s i n v e n t i o n
r e l a t e s
t o packaging f o o d with a ?lm
s t r u c t u r e
having a t l e a s t
o n e
f i l m l a y e r
c o m p r i s i n g
a s u b st a n t i a l l y l i n e a r
e t h y l e n e
p o l y m e r .
I n t h e
modern d i s t r i b u t i o n a n d m a r k e t i n g o f f o o d
p r o d u c t s, a m u l t i t u d e o f
d i f f e r e n t
p a c k a g i n g m a t e r i a l s
a r e u s e d .
One
p r i n c i p a l c a t e g o r y
o f f o o d
p a c k a g i n g
m a t e r i a l s i s
p l a s t i c
? l m . Many
i f f e r e n t
k i n d s o f
p l a s t i c
?lm e x i s t ,
b o t h
i n c o m p o s i t i o n and s t r u c t u r e , and some
a r e
t a i l o r e d t o s p e c i ? c a p p l i c a t i o n s
w h i l e
o t h e r s
a r e
more
g e n e r i c
i n n a t u r e .
C u r r e n t l y , p o l y v i n y l c h l o r i d e (PVC) ?lm s t h e p r e
dominate p l a s t i c
?lm u s e d
t o wrap r e t a i l - c u t r e d meat
a n d s i m i l a r
p r o d u c t s ,
e . g . f r e s h ? s h , p o u l t r y , v e g e t a b l e s ,
f r u i t s , e t c . ,
d u e
t o
i t s
many
d e s i r a b l e
p r o p e r t i e s
and i t s
low
c o s t r e l a t i v e t o
o t h e r
p l a s t i c
? l m s. R e p r e s e n t a t i v e
o f
t h e s e d e s i r a b l e p r o p e r t i e s a r e c l a r i t y , oxygen t r a n s
m i s s i o n ,
? e x i b i l i t y , t o u g h n e s s , h e a t s e a l a b i l i t y , e l a s t i c
r e c o v e r y ,
a n d
p r o c e s s a b i l i t y .
However, most PVC
?lms i n c l u d e a p l a s t i c i z e r t o o b t a i n t h e d e s i r e d
? e x i b i l
i t y , and
a
growing concern
e x i s t s
a s t o t h e
c a r c i n o g e n i c
p r o p e r t i e s
o f
t h e m o s t commonly u s e d
PVC
l m
l a s t i
c i z e r
a n d t h e
t e n d e n c y
o f t h i s p l a s t i c i z e r
t o m i g r a t e
from
t h e ?l m t o t h e
food
p r o d u c t .
On
m o r e fundamen
t a l
l e v e l ,
a
growing
c o n c e r n
a l s o
e x i s t s
r e g a r d i n g
t h e
u s e i n f o o d wrapping a p p l i c a t i o n s o f any p l a s t i c ?lm
comprising
one
or m o r e
chlorinated
polymers.
The
concern i s based on t h e tendency
f o r
c h l o r i n a t e d poly
mers t o
y i e l d
c o r r o s i v e a c i d when t h e r m a l l y d e g r a d e d
o r i n c i n e r a t e d , a s w e l l a s concern regarding t h e
g e n e r a l
d i f ? c u l t y
i n v o l v e d
i n r e c y c l i n g c h l o r i n a t e d
p o l y m e r s .
I n t h e
s e a r c h f o r a l t e r n a t i v e s
t o
PVC l m , v a r i o u s
m o n o l a y e r o l e ? n
? l m s , p a r t i c u l a r l y
p o l y e t h y l e n e ? l m s ,
have been c o n s i d e r e d but none have been found
t o
b e
w i t h o u t a t l e a s t one
major
f l a w t h a t h a s blocked i t s
c o m m e r c i a l
a c c e p t a b i l i t y . H i g h
d e n s i t y p o l y e t h y l e n e
(HDPE)
s much oo i n e l a s t i c
t o b e u s e f u l
a s
a
commer
c i a l w r a p , w h i l e t h e v a r i o u s low d e n s i t y p o l y e t h y l e n e s ,
e . g .
l o w
d e n s i t y
p o l y e t h y l e n e
( L D P E ) ,
l i n e a r
low
d e n
s i t y
p o l y e t h y l e n e
( L L D P E ) ,
u l t r a
l o w
d e n s i t y
p o l y e t h
y l e n e
(ULDPE),
e t c . , do
n o t
p o s s e ss s u f ? c i e n t e l a s t i c
r e c o v e r y ,
and
t h e
?lm
r e t a i n s i m p r e s s i o n s o r d e n t s
c a u s e d b y
h a n d l i n g
o f t h e p a c k a g e d g o o d s b y p o t e n t i a l
p u r c h a s e r s w h i l e i n s p e c t i n g i t s c o n t e n t s .
T h i s can
be
d e t r i m e n t a l
t o
t h e
s a l e
v a l u e o f t h e f o o d
p r o d u c t
b e
c a u s e
t h e
wrapped p r o d u c t w i l l q u i c k l y l o s e i t s p r i s t i n e
25
30
35
45
5 5
60
6 5
2
appearance
which
i n t u r n may a u s e subsequent poten
t i a l
b u y e r s
t o i n t e n t i o n a l l y a v o i d
a p e r f e c t l y good p r o d
u c t t h a t now as t h e
appearance
of one repeatedly
r e
j e c t e d b y e a r l i e r p o t e n t i a l
p u r c h a s e r s .
The u s e
o f non
t o x i c p l a s t i c i z e r s ,
s u c h a s corn o i l ,
h a s
n o t
proven t o
t a l l y s a t i s f a c t o r y ,
p a r t i c u l a r l y
w i t h r e s p e c t
t o
t h e i r
tem
p e r a t u r e
s t a b i l i t y .
V a r i o u s
m u l t i l a y e r
?lms h a v e
a l s o
b e e n c o n s i d e r e d
( e . g . t h o s e t a u g h t i n U . S . P a t . N o .
5 , 1 1 2 , 6 7 4
a n d i n EPO
O 2 4 3 965,EPO O 3 3 3 5 0 8 , a n d EPO 4 0 4 9 6 9 ) , a n d
s i g n i ? c a n t among t h e s e
a r e
?lms
m a d e
by c o - e x t r u s i o n
o f
p o l y e t h y l e n e w i t h a n e t h y l e n e / 0 . , B - e t h y l e n i c a l l y
u n s a t u r a t e d
c a r b o n y l c o p o l y m e r ,
s u c h
a s
e t h y l e n e
v i n y l
a c e t a t e
(EVA)
o r e t h y l e n e a c r y l i c a c i d (BAA). W h i l e
t h e s e ? l m s demonstrate an e l a s t i c recovery
s i m i l a r
t o
PVC l m , EVA n d
EAA r e
r e l a t i v e l y e x p e n s i v e
c o p o l y m e r s .
M o r e o v e r , e t h y l e n e / a , B - e t h y l e n i c a l l y
u n
s a t u r a t e d c a r b o n y l copolymers a r e
r e l a t i v e l y
d i f f i c u l t t o
f a b r i c a t e ,
have
a
t e n d e n c y
t o
i m p a r t an
o f f e n s i v e
t a s t e
and/or odor
t o t h e
food p r o d u c t , and a r e known t o
i n t e r f e r e
w i t h a n t i - f o g g i n g
a g e n t s .
I n
o t h e r
f o o d wrap a p p l i c a t i o n s ,
o t h e r
p r o p e r t i e s may
h a v e
i m p o r t a n c e .
F o r
e x a m p l e ,
i n
t h e
w r a p p i n g
o f
p r i
mal c u t s o f m e a t ( i . e . , who l e o r s e c t i o n e d c a r c a s s e s o f
b e e f , p o r k , e t c . ) f o r l o n g -d i s t a n c e s h i p p i n g
o r l o n g - t e r m
s t o r a g e , s h r i n k a n d o x y g e n i m p e r m e a b i l i t y a r e i m p o r
t a n t
p r o p e r t i e s .
C o n s e q u e n t l y , t h e s e
?lm
a r e o f t e n mul
t i l a y e r s t r u c t u r e s c o m p r i s i n g a t l e a s t
one
oxygen
b a r
r i e r ,
e . g . SARAN t r a d e m a r k o f The Dow
h e m i c a l
Company f o r a v i n y l c h l o r i d e
v i n y l i d e n e
c h l o r i d e
c o p o l y r n e r ) , sandwiched b e t w e en t w o
l a y e r s
o f a mate
r i a l w i t h g o o d s h r i n k
a n d a b u s e
p r o p e r t i e s ,
e . g .
LLDPE.
I n t h e
p a c k a g i n g o f
f o o d s u s i n g f o r m - ? l l - s e a l
t e c h n o l o g y ,
h o t
t a c k
i s
a n
i m p o r t a n t p r o p e r t y
a n d , a c
c o r d i n g l y , m u l t i l a y e r ?lm
s t r u c t u r e s
with a t l e a s t one
s k i n l a y e r comprising LLDPE r ionomer
a s
a hot t a c k
h e a t
s e a l l a y e r . The o t h e r ?lm
l a y e r s
i m p a r t
t h e d e s i r e d
p r o p e r t i e s r e l a t i v e t o t h e f o o d t o b e
p a c k a g e d ,
e . g .
SARAN o r an oxygen
b a r r i e r ,
PVC o r e l a s t i c recov
e r y , e t c .
SUMMARYOF
THE INVENTION
A c c o r d i n g
t o
t h i s
i n v e n t i o n ,
f o o d p r o d u c t s a r e p a c k
aged
with
a ?lm s t r u c t u r e having a t l e a s t one
?lm
l a y e r
c o m p r i s i n g
a s u b s t a n t i a l l y
l i n e a r
e t h y l e n e p o l y m e r .
I n
one
embodiment o f
t h i s
i n v e n t i o n , f o o d
p r o d u c t s ,
e . g . r e t a i l - c u t
red m e a t s , a r e packaged
with
a
? l m
s t r u c
t u r e
adapted
f o r
an d used a s
a
s t r e t c h
overwrap. In
a n o t h e r
e m b o d i m e n t ,
f o o d p r o d u c t s , e . g . p r i m a l - c u t r e d
m e a t s ,
a r e packaged
with a
?lm s t r u c t u r e adapted f o r
and
used a s
a
s h r i n k wrap. I n another embodiment, food
p r o d u c t s ,
e . g . c a s e - r e a d y meat c u t s , a r e
packaged
w i t h
a
? l m
s t r u c t u r e
adapted
f o r and
used
a s a v a c uum
s k i n
w r a p . I n
y e t
a n o t h e r e m b o d i m e n t , f o o d p r o d u c t s , e . g .
p r o c e s s e d m e a t s
and c h e e s e s ,
a r e
packaged
with a ?lm
s t r u c t u r e adapted f o r
an d used a s
a v cuum form
wrap.
The
?lm
s t r u c t u r e s
u s e d
i n t h e
method o f t h i s i n v e n
t i o n can b e mon o- or m u l t i l a y e r e d , oriented or non-ori
e n t e d ,
and i r r a d i a t e d o r
n o n i r r a d i a t e d .
These ?lms can
b e p r e p a r e d
by
a n y
c o n v e n t i o n a l
p r o c e s s ,
and
t h e i r
p r o p e r t i e s d e s i g n e d t o accommodate a n y p a r t i c u l a r e n d
u s e .
For e x a m p l e , i n t h o s e a p p l i c a t i o n s r e q u i r i n g a n
oxygen
b a r r i e r ,
t h e
? lm s t r u c t u r e can i n c l u d e a l a y e r of
SARAN l m .
Food p r o d u c t s p a c k a g e d
by
t h e method o f h i s i n v e n
t i o n demonstrate e x c e l l e n t s h e l f - l i f e and e x h i b i t
a
d e s i r
a b l e c o m m e r c i a l a p p e a r a n c e . As
h e r e
u s e d , p a c k a g e d
-
7/24/2019 Us 5427807
12/21
5 , 4 2 7 , 8 0 7
3
and
l i k e
terms m e a n
t h a t
t h e food i s wrapped or en
c l o s e d
by t h e
? lm
s t r u c t u r e
i n a manner such
t h a t t h e
s t r u c t u r e p r o v i d e s a b a r r i e r between t h e food and t h e
e n v i r o n m e n t .
I n
some
a p p l i c a t i o n s , t h e p a c k a g e d f o o d
i n c l u d e s one or m o r e components o t h e r than
t h e
food
and
?lm
s t r u c t u r e ,
e . g .
paperboard
i n
vacuum
s k i n
p a c k a g i n g , p o l y s t y r e n e
o r p u l p t r a y s i n s t r e t c h o v e r
wrap p a c k a g i n g , an i n e r t g a s i n vacuum form
packag
i n g ,
e t c .
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
FIG.
1 and 2
r e p o r t t h e
c o m p a r a t i v e p e r c e n t r e c o v
e r y
o f
c e r t a i n ?lms a t 50% and 25%
?lm
e l o n g a t i o n ,
r e s p e c t i v e l y .
FIG.
3 and 4 r e p o r t
t h e
c o m p a r a t i v e p e r c e n t r e c o v
e r y o f c e r t a i n
o t h e r
?lms a t 5 0 and 25% ?lm
e l o n g a t i o n ,
r e s p e c t i v e l y .
FIG. 5 a n d 6 r e p o r t t h e c o m p a r a t i v e h e a t s e a l p r o p e r
t i e s o f c e r t a i n commercial ?lms
and ?lms
o f
t h i s
i n v e n
t i o n .
FIG. 7
i s
a p h o t o g r a p h
showing
t h e c o l o r o f i x r e t a i l
c u t
r e d
meat s a m p l e s a f t e r 1 4 d a y s o f s t o r a g e i n
a
f r e e z e r . A l l t h e s a m p l e s were packaged u s i n g
a
s t r e t c h
o v e r w r a p m e t h o d , t h r e e s a m p l e s
p a c k a g e d
i n PVC lm
and
t h r e e
s a m p l e s
p a c k a g e d
i n
a ?lm
o f
t h i s i n v e n t i o n .
DESCRIPTION
OF
THE PREFERRED
EMBODIMENTS
The u b s t a n t i a l l y l i n e a r e t h y l e n e
p o l y m e r s
u s e d i n t h e
c o n s t r u c t i o n o f t h e p l a s t i c ?lms o f t h i s
i n v e n t i o n
a r e
known, a n d t h e y a n d t h e i r
method
o f p r e p a r a t i o n
a r e
f u l l y
d e s c r i b e d i n U S . p a t e n t a p p l i c a t i o n s S e r . N o s .
0 7 / 7 7 6 , 1 3 0 , ? l e d O c t . 1 5 ,
1 9 9 1 , a n d
0 7 / 9 3 9 , 2 8 1 , ? l e d
S e p .
2 ,
1 9 9 2 ,
b o t h
o f
which
a r e
i n c o r p o r a t e d
i n
t h e i r
e n t i r e t y
i n t o
a n d ma d e
a p a r t o f h i s
a p p l i c a t i o n . A s h e r e
u s e d ,
s u b s t a n t i a l l y
l i n e a r means t h a t
t h e
p o l y m e r
backbone s s u b s t i t u t e d w i t h
a b o u t
0 . 0 1 l o n g - c h a i n
b r a n
c h e s / 1 0 0 0 c a r b o n s t o a b o u t 3 l o n g - c h a i n b r a n c h e s / 1 0 0 0
c a r b o n s , p r e f e r a b l y f r o m a b o u t 0 . 0 1 l o n g - c h a i n b r a n
c h e s / 1 0 0 0 c a r b o n s t o
a b o u t
1 l o n g - c h a i n branch/ 0 0 0
c a r b o n s , a n d more p r e f e r a b l y f r o m a b o u t 0 . 0 5 l o n g
c h a i n
b r a n c h e s / 1 0 0 0
c a r b o n s t o
a b o u t
1 l o n g - c h a i n
b r a n c h / 1 0 0 0
c a r b o n s .
L o n g - c h a i n b r a n c h i n g i s h e r e
d e? ne d
a s a c h a i n l e n g t h o f a t
l e a s t
about 6
carbon
a t o m s ,
a b o v e
which
t h e l e n g t h
c a n n o t
b e d i s t i n g u i s h e d
u s i n g
1 3 C
n u c l e a r
m a g n e t i c
r e s o n a n c e s p e c t r o s c o p y , y e t
t h e l o n g - c h a i n
branch ca n be about t h e
same l e n g t h a s
t h e l e n g t h
o f
t h e
p o l y m e r
b a c k b o n e .
T h e s e
u n i q u e p o l y m e r s ( s u b s e q u e n t l y r e f e r r e d t o a s
s u b s t a n t i a l l y
l i n e a r e t h y l e n e p o l y m e r s )
a r e
p r e p a r e d
by u s i n g c o n st r a i n e d
g e o m e t r y
c a t a l y s t s ( C G C ) ,
a n d a r e
c h a r a c t e r i z e d
by a narrow
m o l e c u l a r weight d i s t r i b u
t i o n and
i f
an
i n t e r p o l y m e r ,
b y a narrow c o m o n o m e r
d i s t r i b u t i o n . A s
h e r e
u s e d , i n t e r p o l y m e r means
a
polymer of t w o or
m o r e
comonomers,
. g .
a
copolymer,
t e r p o l y m e r ,
e t c .
Other
b a s i c c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e s e
s u b s t a n t i a l l y
l i n e a r
e t h y l e n e
p o l y m e r s
i n c l u d e a low
r e s i d u a l s
c o n t e n t ( i . e . low c o n c e n t r a t i o n s
i n
t h e
s u b s t a n
t i a l l y
l i n e a r
e t h y l e n e p o l y m e r o f t h e c a t a l y s t u s e d t o
p r e p a r e
t h e
p o l y m e r ,
u n r e a c t e d
comonomers,
i f a n y ,
a n d
low
m o l e c u l a r w e i g h t
o l i g o m e r s
made d u r i n g t h e
c o u r s e o f
t h e
p o l y m e r i z a t i o n ) ,
and
a c o n t r o l l e d
molecu
l a r
a r c h i t e c t u r e w h i c h p r o v i d e s
g o o d
p r o c e s s a b i l i t y
even
though
t h e
m o l e c u l a r weight d i s t r i b u t i o n i s
n a r
r o w r e l a t i v e t o
c o n v e n t i o n a l ole?n p o l y m e r s .
W h i l e
t h e
s u b s t a n t i a l l y l i n e a r
e t h y l e n e
p o l y m e r s
u s e d
i n t h e
p r a c t i c e
o f t h i s i n v e n t i o n
i n c l u d e s u b s t a n t i a l l y
l i n e a r e t h y l e n e h o m o p o l y m e r s , p r e f e r a b l y t h s
s u b
1 0
20
25
3 5
45
55
6 5
4
s t a n t i a l l y l i n e a r
e t h y l e n e p o l y m e r s c o m p r i s e
b e t w e e n
a b o u t 9 5 and 5 0 w t
%
t h y l e n e , and
a b o u t
5 and
5 0 w t
%
f t l e a s t one
a-ole?n
comonomer, more p r e f e r a b l y
1 0 t o 25 w t
%
f a t l e a s t
one
a-ole?n
c omon om e r .
P e r c e n t comonomer i s m e a s u r e d by
I n f r a r e d
S p e c t r o s
copy
a c c o r d i n g
t o
ASTM
D-2238
Method
B .
Typi
c a l l y ,
t h e s u b s t a n t i a l l y l i n e a r
e t h y l e n e
p o l y m e r s a r e
copolymers
o f e t h y l e n e and
an
a - o l e ? n o f 3
t o
a b o u t 2 0
c a r b o n a t o m s ( e . g . p r o p y l e n e , l - b u t e n e , l - h e x e n e , 4
m e t h y l - l - p e n t e n e , l - h e p t e n e , l - o c t e n e , s t y r e n e , e t c . ) ,
with a d e n s i t y of
0 . 8 5 0 t o
about
0 . 9 6 0 grams p e r
c u b i c
c e n t i m e t e r ( g / c m 3 ) , p r e f e r a b ly o f 0 . 8 7 0
t o
a b o u t 0 . 9 1 0
g / c m 3 . The
m e l t
f l o w r a t i o ,
m e a s u r e d
a s 1 1 0 / 1 1 ( A S T M
D - l 2 3 8 ) ,
i s
g r e a t e r t h a n o r
e q u a l t o 5 . 6 3 , a n d i s
p r e f e r a
b l y from a b o u t 6 . 5 t o 1 5 ,
more
p r e f e r a b l y
from
a b o u t
7
t o 1 0 . The m o l e c u l a r w e i g h t d i s t r i b u t i o n ( M W / M n ) ,
m e a s u r e d b y g e l p e r m e a t i o n
c h r o m a t o g r a p h y
( G P C ) , i s
d e ? n e d b y
t h e e q u a t i o n :
and
i s
p r e f e r a b l y between a b o u t 1 . 5 and
2 . 5 .
For t h e
s u b s t a n t i a l l y
l i n e a r e t h y l e n e p o l y m e r s , t h e I t o / I 2 r a t i o
i n d i c a t e s t h e
d e g r e e o f l on g - c h a i n b r a n c h i n g , i . e .
t h e
l a r g e r t h e
1 1 0 / 1 2
r a t i o , t h e more l o n g - c h a i n b r a n c h i n g
i n
t h e p o l y m e r .
The r h e o l o g i c a l
p r o c e s s i n g
i n d e x
( P I )
i s t h e
a p p a r
e n t
v i s c o s i t y
( i n k p o i s e )
o f a polymer measured by a g a s
e x t r u s i o n r h e o m e t e r (GER). The g a s e x t r u s i o n
rheome
t e r
i s d e s c r i b e d by
M.
S h i d a ,
R . N . S h r o f f and
L .
V .
C a n c i o
i n P o l y m e r E n g i n e e r i n g S c i e n c e , V o l . 1 7 ,
N o .
1 1 ,
p .
7 7 0
( 1 9 7 7 ) , and
i n
Rheometers
f o r
Molten
P l a s t i c s
b y J o h n
D e a l y , p u b l i s h e d
b y
Van N o s t r a n d
R e i n h o l d
C o .
( 1 9 8 2 )
on
p p . 9 7 - 9 9 ,
b o t h
p u b l i c a t i o n s
o f
which
a r e
i n c o r p o r a t e d by
r e f e r e n c e h e r e i n i n t h e i r
e n t i r e t y . GER
e x p e r i m e n t s
a r e
performed
a t a
t e m p e r a t u r e o f 1 9 0 C . ,
a t n i t r o g e n
p r e s s u r e s b e t w e e n
2 5 0
t o
5 5 0 0 p s i g u s i n g
about a 7 . 5 4 cm i a m e t e r ,
2 0 : 1
L/D
i e
with an en
t r a n c e
a n g l e o f
1 8 0 . For t h e s u b s t a n t i a l l y l i n e a r e t h y l
e n e
p o l y m e r s
d e s c r i b e d
h e r e i n , t h e
PI
i s
t h e
a p p a r e n t
v i s c o s i t y
( i n k p o i s e )
o f a m a t e r i a l m e a s u r e d by GER t
a n
a p p a r e n t s h e a r s t r e s s o f 2 . 1 5 > < l 0 6
d y n e / c m z . The
n o v e l s u b s t a n t i a l l y l i n e a r
e t h y l e n e i n t e r p o ly m e r s
a n d
homopolymers
d e s c r i b e d h e r e i n p r e f e r a b l y
have a
P I
i n
t h e r a n g e o f
a b o u t 0 . 0 1
k p o i s e
t o
a b o u t 5 0 k p o i s e , p r e f
e r a b l y
a b o u t
1 5
k p o i s e o r
l e s s . The
n o v e l s u b s t a n t i a l l y
l i n e a r
s u b s t a n t i a l l y
l i n e a r
e t h y l e n e i n t e r p o l y m e r s a n d
homopolymers
d e s c r i b e d h e r e i n
have a PI
l e s s
t h a n o r
e q u a l
t o
a b o u t
70% o f t h e PI o f
a c o m p a r a t i v e
l i n e a r
e t h y l e n e p o l y m e r ( e i t h e r a Z i e g l e r p o l y m e r i z e d p o l y
m e r
or a l i n e a r
uniformly
branched polymer a s d e
s c r i b e d
by E l s t o n i n US a t .
No.
3 , 6 4 5 , 9 9 2 ) a t a b o u t
t h e
same
I ;
and
Mw/M.
An pparent s h e a r s t r e s s
v e r s u s
apparent s h e a r r a t e
p l o t i s u s e d t o
i d e n t i f y
t h e m e l t f r a c t u r e p h e n o m e n a .
A c c o r d i n g t o Ramamurthy
i n
t h e J o u r n a l o f R h e o l o g y ,
3 0 ( 2 ) , 3 3 7 3 5 7 , 1 9 8 6 ,
a b o v e a
c e r t a i n c r i t i c a l ? o w a t e ,
t h e o b s e r v e d e x t r u d a t e i r r e g u l a r i t i e s
may b e
b r o a d l y
c l a s s i ? e d i n t o t w o
main
t y p e s :
s u r f a c e
m e l t f r a c t u r e and
g r o s s m e l t
f r a c t u r e .
S u r f a c e
m e l t f r a c t u r e o c c u r s u n d e r
a p p a r e n t l y
s t e a d y
?ow
o n d i t i o n s
and
r a n g e s
i n
d e t a i l
from
l o s s
o f s p e c u
l a r
? lm g l o s s t o t h e more s e v e r e form
of
s h a r k s k i n . I n
t h i s d i s c l o s u r e , t h e
o n s e t
o f s u r f a c e m e l t
f r a c t u r e
( O S M F )
i s
c h a r a c t e r i z e d a t t h e b e g i n n i n g o f
l o s i n g
e x t r u d a t e g l o s s
a t which t h e
s u r f a c e r o u g h n e s s o f
t h e
e x t r u d a t e
c a n o n l y b e d e t e c t e d
by 4 0 X m a g n i ? c a t i o n .
The c r i t i c a l s h e a r r a t e
a t t h e
o n s e t
o f s u r f a c e m e l t f r a c
-
7/24/2019 Us 5427807
13/21
5 , 4 2 7 , 8 0 7
5
t u r e f o r t i l e s u b s t a n t i a l l y l i n e a r
e t h y l e n e i n t e r p o l y m e r s
and
homopolymers
i s a t
l e a s t
5 0
p e r c e n t g r e a t e r t h a n
t h e c r i t i c a l s h e a r
r a t e
a t t h e o n s e t o f
s u r f a c e
m e l t
f r a c
t u r e o f
a
c o m p a r a t i v e l i n e a r e t h y l e n e polymer ( e i t h e r
a
Z i e g l e r
p o l y m e r i z e d
p o l y m e r o r a l i n e a r
u n i f o r m l y
b r a n c h e d
polymer
a s
d e s c r i b e d
by
E l s t o n
i n
U . S .
P a t .
N o . 3 , 6 4 5 , 9 9 2 ) h a v i n g
a b o u t
t h e
same I 2
a n d Mw/Mn.
Gross m e l t f r a c t u r e o c c u r s a t
u n s t e a d y
e x t r u s i o n
flow
c o n d i t i o n s a n d r a n g e s i n d e t a i l f r o m r e g u l a r ( a l t e r n a t i n g
r o u g h a n d s m o o t h ,
h e l i c a l , e t c . ) t o random
d i s t o r t i o n s .
For
c o m m e r c i a l
a c c e p t a b i l i t y , ( e . g . ,
i n blown
? l m s
a n d
b a g s
t h e r e f r o m ) , s u r f a c e d e f e c t s s h o u l d
b e
m i n i m a l , i f
n o t
a b s e n t , f o r
good ?lm q u a l i t y
a n d p r o p e r t i e s .
The
c r i t i c a l
s h e a r s t r e s s a t t h e o n s e t of
g r o s s
m e l t
f r a c t u r e
f o r t h e s u b s t a n t i a l l y l i n e a r e t h y l e n e i n t e r p o l ym e r s a n d
h o m o p o l y m e r s u s e d i n
m a k i n g t h e
b i a x i a l l y
o r i e n t e d ,
h e a t - s h r i n k a b l e
?lm o f t h e p r e s e n t
i n v e n t i o n
i s g r e a t e r
t h a n a b o u t
4X 0 6 d y n e s / c m 3 .
The c r i t i c a l s h e a r
r a t e
a t
t h e o n s e t
o f
s u r f a c e m e l t f r a c t u r e ( O S M F ) and t h e o n s e t
o f
g r o s s
m e l t
f r a c t u r e
(OGMF)
i l l
b e
u s e d h e r e i n
b a s e d
on t h e c h a n g e s o f s u r f a c e r o u g h n e s s a n d
con?gu
r a t i o n s o f t h e e x t r u d a t e s e x t r u d e d by a GER .
The d i s t r i b u t i o n
of
c o m on om e r branches f o r t h e sub
s t a n t i a l l y
l i n e a r
e t h y l e n e i n t e r p o l y m e r s
a n d h o m o p o l y
mers i s c h a r a c t e r i z e d by i t s S C B D I ( S h o r t C h a i n
B r a n c h D i s t r i b u t i o n
I n d e x )
o r
C D B I
( C o m p o s i t i o n
D i s t r i b u t i o n Branch I n d e x )
and i s
de?ned
a s t h e w e i g h t
p e r c e n t o f t h e polymer
m o l e c u l e s
h a v i n g a comonomer
c o n t e n t w i t h i n 5 0 p e r c e n t o f
t h e median
t o t a l
molar
comonome r c o n t e n t . The CDBI f
polymer
s r e a d i l y
c a l c u l a t e d f r o m
d a t a
o b t a i n e d f r o m
t e c h n i q u e s
known
i n
t h e
a r t ,
s u c h
a s ,
f o r e x a m p l e ,
t e m p e r a t u r e r i s i n g e l u
t i o n f r a c t i o n a t i o n ( a b b r e v i a t e d h e r e i n a s TREF)
a s
d e s c r i b e d ,
f o r
e x a m p l e ,
b y
W i l d
e t
a l . ,
J o u r n a l o f
P o l y
mer c i e n c e , P o l y . P h y s . E d . , V o l .
2 0 ,
p .
4 4 1 ( 1 9 8 2 ) , o r
i n
U S .
P a t . No.
4 , 7 9 8 , 0 8 1 ,
both
d i s c l o s u r e s
o f which a r e
i n c o r p o r a t e d h e r e i n by r e f e r e n c e . The S C B D I o r C D B I
f o r t h e
s u b s t a n t i a l l y l i n e a r
i n t e r p o l y m e r s
a n d
h o m o p o l
y m e r s
o f t h e p r e s e n t i n v e n t i o n i s p r e f e r a b l y g r e a t e r t h a n
a b o u t 3 0 p e r c e n t , e s p e c i a l l y g r e a t e r
t h a n a b o u t 5 0 p e r
c e n t .
The u n i q u e c h a r a c t e r i s t i c o f
t h e
h o m o g e n e o u s l y
b r a n c h e d , s u b s t a n t i a l l y l i n e a r
e t h y l e n e
p o l y m e r s
i s
a
h i g h l y u n e x p e c t e d f l o w p r o p e r t y
where
t h e 1 1 0 / 1 2
v a l u e
o f t h e p o l y m e r s
e s s e n t i a l l y
i n d e p e n d e n t o f t h e p o l y d i s
p e r s i t y
i n d e x ( i . e . , Mw/Mn) o f
t h e
p o l y m e r . T h i s i s c o n
t r a s t e d
w i t h c o n v e n t i o n a l l i n e a r
homogeneously
b r a n c h e d
a n d
l i n e a r h e t e r o g e n e o u s l y b r a n c h e d
p o l y e t h
y l e n e r e s i n s h a v i n g r h e o l o g i c a l p r o p e r t i e s s u c h t h a t
t o
i n c r e a s e t h e
1 1 0 / 1 2
v a l u e t h e p o l y d i s p e r s i t y i n d e x
must
a l s o be i n c r e a s e d .
The p r e f e r r e d m e l t i n d e x ,
m e a s u r e d
a s
1 2
(ASTM
D - 1 2 3 8 ,
c o n d i t i o n l 9 0 /2 . l 6
( f o r m e r l y
c o n d i t i o n 1 5 ) ) ,
i s
from
a b o u t 0 . 5 g / l O
min
t o
2 0 g/lO m i n ,
more p r e f e r a
b l y l t o 5 g /
1 0
m i n . T y p i c a l l y, t h e
p r e f e r r e d s u b st a n
t i a l l y
l i n e a r
e t h y l e n e p o l y m e r s
u s e d
i n t h e
c o n s t r u c t i o n
o f t h e p l a s t i c
f i l m s
u s e d i n t h i s
p r a c t i c e
o f t h i s i n v e n t i o n
a r e
homogeneously branched and
d o not
have any m e a
s u r a b l e
h i g h
d e n s i t y f r a c t i o n ,
( i . e .
s h o r t c h a i n b r a n c h i n g
d i s t r i b u t i o n a s
m e a s u r e d by T e m p e r a t u r e R i s i n g E l u t i o n
F r a c t i o n a t i o n which i s d e s c r i b e d i n
U S .
P a t . No.
5 , 0 8 9 , 3 2 l , a n d which i s
i n c o r p o r a t e d
i n i t s e n t i r e t y i n t o
and m a d e
a
p a r t
o f
t h i s a p p l i c a t i o n ) , e . g . t h e y do n o t
c o n t a i n
any polymer
f r a c t i o n
t h a t
h a s a
d e g r e e
o f
b r a n c h i n g l e s s t h a n o r e q u a l
t o
2 m e t h y l / 1 0 0 0
c a r b o n s .
T h e s e
p r e f e r r e d
s u b s t a n t i a l l y l i n e a r
e t h y l e n e
p o l y m e r s
h a v e a
s i n g l e
d i f f e r e n t i a l s c a n n i n g c a l or i m e t r y (DSC)
m e l t i n g p e a k .
20
25
3 5
45
6 5
6
The ?lm
s t r u c t u r e
and t h e s u b s t a n t i a l l y l i n e a r
e t h y l
e n e
polymer
s e l e c t e d f o r u s e i n
t h e
p r a c t i c e o f t h i s i n
v e n t i o n
w i l l d e p e n d i n l a r g e p a r t
u p o n
t h e
p a r t i c u l a r s
o f
t h e method u s e d
t o package
t h e f o o d , e . g . t h e p r e f e r r e d
p r o p e r t i e s
of
a
f i l m used i n
a
s h r i n k w r ap
m e tho d a r e
d i f f e r e n t
t h a n
t h e p r e f e r r e d p r o p e r t i e s
o f a
f i l m
u s e d
i n
a s t r e t c h overwrap method. The f i l m s t r u c t u r e can be
monolayer
? l m on a
m u l t i l a y e r
?l m i n which one o r
more
?lm l a y e r s c o m p r i s e s a t l e a s t one s u b s t a n t i a l l y
l i n e a r
e t h y l e n e p o l y m e r .
I n t h o s e
embodiments i n
which
t h e ? lm
s t r u c t u r e
i s
a
m o n o l a y e r ,
t h e
f i l m i s m a d e
o f
a s u b s t a n t i a l l y l i n e a r
e t h y l e n e p o l y m e r o r
s u b s t a n t i a l l y
l i n e a r e t h y l e n e
p o l y
me r b l e n d o r a t h e r m o p l a s t i c polymer b l e n d c o m p r i s i n g
a t
l e a s t about
5 0 w t %, p r e f e r a b l y
a t l e a s t
a b o u t 7 5 w t
%,
o f a t
l e a s t
o n e
s u b s t a n t i a l l y l i n e a r e t h y l e n e p o l y m e r ,
with t h e remainder b e i n g
a n a t u r a l
o r
s y n t h e t i c thermo
p l a s t i c
p o l y m e r ( s ) . I f a blend of one or mor e s u b s t a n
t i a l l y l i n e a r e t h y l e n e
polymers a nd one
o r more non
s u b s t a n t i a l l y l i n e a r
e t h y l e n e
p o l y m e r s ( e .
g .
c o n v e n
t i o n a l ,
h o m o g e n e o u s l y
b r a n c h e d l i n e a r e t h y l e n e / a - o l e
?n copolymers m a d e a s
d e s c r i b e d i n
U S . P a t . No.
3 , 6 4 5 , 9 9 2 ,
o r c o n v e n t i o n a l , h e t e r o g e n e o u s l y
b r a n c h e d
e t h y l e n e / o t - o l e f i n c o p o l y m e r s made b y
t h e
Z i e g l e r
pro
c e s s
a s d e s c r i b e d
i n
US. a t . No. 4 , 0 7 6 , 6 9 8 , both d i s c l o
s u r e s
o f which a r e i n c o r p o r a t e d h e r e i n by r e f e r e n c e ) a r e
u s e d
i n
t h e
c o n s t r u c t i o n
o f t h e m o n o l a y e r ,
t h e n t h e s e
n o n - s u b s t a n t i a l l y l i n e a r e t h y l e n e p o l y m e r s a r e s e l e c t e d
i n p a r t b a s e d on t h e i r c o m p a t i b i l i t y w i t h t h e
s u b s t a n
t i a l l y l i n e a r e t h y l e n e
p o l y m e r ( s ) .
I f
d e s i r e d , e . g . f o r s h r i n k
wrap
a p p l i c a t i o n s , t h e mon
o l a y e r
can b e
c r o s s l i n k e d by
any
c o n v e n t i o n a l t e c h
n i q u e ( e . g . by e x p o s u r e t o
b e t a -
o r g a m m a - r a d i a t i o n ) o r
b i a x i a l l y
o r i e n t e d b y a n y c o n v e n t i o n a l t e c h n i q u e
( e . g .
t e n t e r f r a m i n g ,
d o u b l e o r t r a p p e d b u b b l e e x t r u s i o n ,
e t c . ) .
The monolayer may
a l s o
c o n t a i n a d d i t i v e s t o
i m p a r t
t o o r e n h a n c e c e r t a i n p r o p e r t i e s
o f
t h e
? l m ,
a n d
t h e s e
a d d i t i v e s i n c l u d e
? l l e r s , a n t i o x i d a n t s ,
a n t i f o g g i n g
a g e n t s
( s u c h
a s
t h o se t a u g h t i n U S .
P a t .
N o s .
4 , 8 3 5 , 1 9 4
a n d 4 , 4 8 6 , 5 5 2 ) ,
p l a s t i c i z e r s ,
t a c k i ? e r s ,
e t c .
Depending on t h e i r v a r i o u s
p r o p e r t i e s ,
a n y o f t h e s e
monolayers can be
u s e d
i n
any
o f
t h e v a r i o u s p a c k a g i n g
m e t h o d s , e . g . s t r e t c h o v e r w r a p , s h r i n k
p a c k a g i n g ,
e t c ,
but a s a p r a c t i c a l m a t t e r , monolayer ?lms a r e b e s t
a d a p t e d f o r u s e i n t h e s t r e t c h overwrap method.
O n e
p a r t i c u l a r l y d e s i r a b l e p o l y m e r
c o m p o s i t i o n
f o r m a k i n g
monolayer u s e d
i n
t h e s t r e t c h overwrap method i s a
b l e n d
o f s u b st a n t i a l l y l i n e a r e t h y l e n e polymer a n d a n
e t h y l e n e / a - B u n s a t u r a t e d
c a r b o n y l c o p o l y m e r
s u c h
a s
EVA, EAA, e t h y t e n e / m e t h a c r y l i c
a c i d (EMAA),
a n d
t h e i r
a l k a l i
m e t a l
s a l t s ( i o n o m e r s ) ,
e s t e r s and
o t h e r
d e
r i v a t i v e s . B l e n d s o f s u b s t a n t i a l l y
l i n e a r
e t h y l e n e p o l y
me r
and
EVA
r e e s p e c i a l l y p r e f e r r e d .
I n t h o s e
embodiments
i n
which t h e
? l m s t r u c t u r e
i s
m u l t i l a y e r , i t can be
of
any c o n v e n t i o n a l s t r u c t u r e , e . g .
2 - p l y ,
3 - p l y , 4 _ p l y ,
5 - p l y , 6 - p l y , 7 - p l y , e t c .
The
t r u c t u r e
w i l l g e n e r a l l y have
an
odd
number
o f l a y e r s , and t h e
?lm l a y e r ( s )
c o m p r i s i n g
a s u b s t a n t i a l l y
l i n e a r
e t h y l e n e
polymer
can b e one
or both outer
l a y e r s
and/or
one
o r
more
c o r e
l a y e r s .
Those
l a y e r ( s )
c o n s t r u c t e d from p o l y
mer
o t h e r
t h a n
a
s u b s t a n t i a l l y
l i n e a r
e t h y l e n e
polymer
c a n c o m p r i s e
a n y s u i t a b l e m a t e r i a l g e n e r a l l y c o m p a t i b l e
w i t h
a
?lm
c o n s t r u c t e d
from
a
s u b s t a n t i a l l y
l i n e a r e t h y l
ene
polymer,
e . g . one
or m o r e conventional LDPE,
LLDPE, ULDPE, EVA, BAA, a n d t h e l i k e . A d d i t i v e s
such a s
those d e s c r i b e d
above with
r e s p e c t
t o mono
l a y e r ?lms c a n
a l s o b e u s e d
i n t h e s e m u l t i l a y e r f i l m s , and
t h e s e a d d i t i v e s can be i n c o r p o r a t e d i n t o any o f t h e ? l m
-
7/24/2019 Us 5427807
14/21
5 , 4 2 7 , 8 0 7
7
l a y e r s a s d e s i r e d ,
e . g .
t a c k i ? e r s and s l i p a g e n t s i n t o one
or
b o t h '
outer l a y e r s ,
? l l e r s
i n
one
or m o r e core l a y e r s ,
e t c .
F i l m
s t r u c t u r e s
h a v i n g t h e
n o v e l
p r o p e r t i e s a t t r i b u t a
b l e
t o u s i n g one
o r more
s u b st a n t i a l l y l i n e a r
e t h y l e n e
polymers
f o r
one
or
more
l a y e r s
can
be
m a d e
u s i n g
c o n v e n t i o n a l
f a b r i c a t i o n t e c h n i q u e s , e . g . s i m p l e
b u b b l e
e x t r u s i o n ( u s u a l l y w i t h a
h i g h
b l o w - u p r a t i o ( B U R ) ) ,
b i a x i a l
o r i e n t a t i o n
p r o c e s s e s
( s u c h a s t e n t e r frames o r
d o u b l e b u b b l e p r o c e s s e s ) ,
s i m p l e
c a s t / s h e e t e x t r u s i o n ,
c o e x t r u s i o n , l a m i n a t i o n ,
e t c . C o n v e n t i o n a l s i m p l e b u b
b l e
e x t r u s i o n p r o c e s s e s
( a l s o known a s
h o t blown ?lm
p r o c e s s e s ) a r e
d e s c r i b e d ,
f o r e x a m p l e ,
i n
T h e E n c y c l o p e
d i a
o f C h e m i c a l T
c h n o l o g y ; ,
K i r k - O t h m e r ,
T h i r d E d i
t i o n , J o h n W i l e y
&
o n s ,
N e w
Y o r k , 1 9 8 1 , V o l
1 6 ,
p p .
4 1 6 - 4 1 7
and V o l .
1 8 ,
p p .
1 9 1 - 1 9 2 , t h e d i s c l o s u r e s
o f
which
a r e
i n c o r p o r a t e d h e r e i n by
r e f e r e n c e . B i a x i a l
o r i e n t a t i o n ?lm m a n u f a c t u r i n g p r o c e s s e s such
a s de
s c r i b e d
i n t h e d o u b l e
b u b b l e
p r o c e s s
o f
U . S . P a t . No.
3 , 4 5 6 , 0 4 4
( P a h l k e ) ,
and
t h e p r o c e s s e s d e s c r i b e d
i n
U . S .
P a t . N o . 4 , 3 5 2 , 8 4 9 ( M u e l l e r ) ,
U . S .
P a t . N o . 4 , 8 2 0 , 5 5 7
a n d
4 , 8 3 7 , 0 8 4 ( b o t h
t o W a r r e n ) , U . S . P a t . N o .
4 , 8 6 5 , 9 0 2
( G o l i k e e t
a l . ) , U . S .
P a t . N o . 4 , 9 2 7 , 7 0 8
( H e r r a n
e t
a l . ) ,
U . S .
P a t . N o . 4 . 9 5 2 , 4 5 l ( M u e l l e r ) ,
a n d
U . S .
P a t .
N o .
4 , 9 6 3 , 4 1 9 a n d 5 , 0 5 9 , 4 8 1 ( b o t h
t o
L u s t i g e t a l . ) , t h e
d i s
c l o s u r e s o f
which
a r e
i n c o r p o r a t e d h e r e i n by r e f e r e n c e ,
can
a l s o
be used
t o
m ak e
t h e
novel
? l m s t r u c t u r e s
of
h i s
i n v e n t i o n .
B i a x i a l l y
o r i e n t e d ?lm s t r u c t u r e s can a l s o be
ma d e by
a
t e n t e r - f r a m e t e c h n i q u e , s u c h a s t h a t
u s e d
f o r
o r i e n t e d
p o l y p r o p y l e n e .
O t h e r
m u l t i l a y e r
? l m m a n u f a c t u r i n g t e c h n i q u e s
f o r
f o o d p a c k a g i n g a p p l i c a t i o n s a r e
d e s c r i b e d i n P a c k a g i n g
F o o d s W i t h P l a s t i c s by Wilmer A .
J e n k i n s
a n d James
P .
H a r r i n g t o n
( 1 9 9 1 ) ,
p p . 1 9 - 2 7 ,
a n d
i n
C o e x t r u s i o n
Ba
s i c s
by Thomas . B u t l e r ,
F i l m
E x t r u s i o n M a n u a l :
P r o
c e s s , M a t e r i a l s , P r o p e r t i e s , p p . 3 1 - 8 0 ( p u b l i s h e d b y
TAPPI r e s s ( 1 9 9 2 ) ) t h e d i s c l o s u r e s o f which a r e i n c o r
p o r a t e d
h e r e i n b y r e f e r e n c e .
I n
c e r t a i n
embodiments
o f t h i s i n v e n t i o n ,
e . g .
s t r e t c h
overwrap a p p l i c a t i o n s ,
a t
l e a s t
o n e h e a t s e a l a b l e , p r e f e r
a b l y h o t t a c k a b l e , o u t e r l a y e r i . e . , s k i n
l a y e r )
o f
t h e ?lm
s t r u c t u r e
c o m p r i s e s a s u b s t a n t i a l l y l i n e a r
e t h y l e n e p o l y
mer.
This h e a t
s e a l a b l e
o u t e r
l a y e r
can be coextruded
w i t h
t h e
o t h e r l a y e r ( s ) o r
t h e
h e a t s e a l a b l e o u t e r
l a y e r
can be
l a m i n a t e d onto
a n o t h e r l a y e r ( s )
i n a secondary
o p e r a t i o n ,
s u c h a s t h a t d e s c r i b e d i n P a c k a g i n g F o o d s
W i t h P l a s t i c s ,
i b i d ,
o r t h a t
d e s c r i b e d
i n C o e x t r u s i o n
For
B a r r i e r P a c k a g i n g
by
W.
J .
S c h r e n k
and
C . R .
F i n c h ,
S o c i e t y
o f
l a s t i c s
E n g i n e e r s
RE EC
r o c e e d i n g s ,
J u n e 1 5 - 1 7 ( 1 9 8 1 ) , p p .
2 1 1 - 2 2 9 ,
t h e d i s c l o s u r e s o f
which
a r e
i n c o r p o r a t e d h e r e i n by
r e f e r e n c e . I f
a monolayer
f i l m i s p r o d u c e d v i a t u b u l a r
?lm i . e . , blown ?lm t e c h
n i q u e s ) o r
? a t
d i e ( i . e . c a s t ? l m ) a s
d e s c r i b e d
by
K.
R .
Osborn
and W. A. J e n k i n s i n P l a s t i c F i l m s , Technol
o g y a n d P a c k a g i n g A p p l i c a t i o n s ( T e c h n o m i c P u b l i s h
i n g C o . ,
I n c .
( 1 9 9 2 ) ) , t h e d i s c l o s u r e s
o f which
a r e i n c o r
p o r a t e d h e r e i n by
r e f e r e n c e ,
t h e n t h e s e a l a n t ?lm m u s t
go
t h r o u g h
a n
a d d i t i o n a l p o s t - e xt r u s i o n s t e p
o f a d h e s i v e
o r
e x t r u s i o n
l a m i n a t i o n
t o
o t h e r packaging
m a t e r i a l
l a y e r s t o
form
a
m u l t i l a y e r s t r u c t u r e . If
t h e
s e a l a n t
?lm
i s a
c o e x t r u s i o n
o f t w o o r more l a y e r s ( a l s o d e s c r i b e d by
Osborn
and J e n k i n s ) , t h e ?lm
may
t i l l
be
l a m i n a t e d
t o
a d d i t i o n a l
l a y e r s o f
p a c k a g i n g m a t e r i a l s , d e p e n d i n g o n
t h e
o t h e r
p h y s i c a l
r e q u i r e m e n t s
o f
t h e
? n a l p a c k a g i n g
? l m . L a m i n a t i o n s v s . C o e x t r u s i o n s
by
D. Dumbleton
( C o n v e r t i n g
M a g a z i n e ,
S e p t e m b e r
1 9 9 2 ) ,
t h e
d i s c l o s u r e
o f
w h i c h
i s i n c o r p o r a t e d h e r e i n
by
r e f e r e n c e , a l s o d i s
c u s s e s
l a m i n a t i o n v e r s u s c o e x t r u s i o n . Monolayer and
1 5
20
2 5
35
40
45
50
5 5
6 0
6 5
8
c o e x t r u d e d
?lms c a n
a l s o
go
t h r o u g h
o t h e r
p o s t - e x t r u
s i o n
t e c h n i q u e s ,
such a s a b i a x i a l
o r i e n t a t i o n
p r o c e s s
and
i r r a d i a t i o n . With r e s p e c t
t o
i r r a d i a t i o n , t h i s t e c h n i q u e
c a n
a l s o
p r e c e d e
e x t r u s i o n
b y i r r a d i a t i n g t h e p e l l e t s
from
which
t h e ?lm i s t o b e
f a b r i c a t e d p r i o r
t o
f e e d i n g
t h e
p e l l e t s
i n t o
t h e e x t r u d e r ,
t h i s
i n c r e a s e s t h e
m e l t
t e n s i o n
o f
t h e e x t r u d e d polymer
?lm
and e n h a n c e s p r o
c e s s a b i l i t y .
I n
o t h e r
embodiments o f t h i s i n v e n t i o n , t h e
?lm
l a y e r
c o m p r i s i n g a
s u b s t a n t i a l l y
l i n e a r e t h y l e n e
p o l y m e r
i s a
c o r e l a y e r
i n
a m u l t i l a y e r s t r u c t u r e . Film s t r u c t u r e s o f
t h i s
nature
are
prepared
i n t h e s a m e man n e r
a s
those
n o t e d
a b o v e
i n which t h e ?lm
l a y e r
c o m p r i s i n g t h e
s u b s t a n t i a l l y l i n e a r e t h y l e n e p o l y m e r
i s
a s k i n
l a y e r .
E x t r u s i o n
c o a t i n g i s y e t a n o t h e r
t e c h n i q u e f o r p r o
d u c i n g
m u l t i l a y e r
p a c k a g i n g m a t e r i a l s . S i m i l a r t o c a s t
? l m ,
e x t r u s i o n
c o a t i n g i s a ? a t d i e t e c h n i q u e . A e a l a n t
can
b e
e x t r u s i o n coated onto a
s u b s t r a t e e i t h e r i n
t h e
form of
a monolayer or a
coextruded c x t r u d a t e .
I n t h o s e
embodiments
i n
which
t h e
s k i n l a y e r
c o m
p r i s e s
a
s u b s t a n t i a l l y l i n e a r e t h y l e n e
p o l y m e r ,
t h e
o t h e r
l a y e r s o f t h e m u l t i l a y e r s t r u c t u r e t y p i c a l l y i n c l u d e , b u t
a r e n o t l i m i t e d t o , b a r r i e r l a y e r s and/or s t r u c t u r a l
l a y
e r s . These l a y e r s can be c o n s t r u c t e d from
v a r i o u s
ma t e
r i a l s , i n c l u d i n g
s u b s t a n t i a l l y
l i n e a r
e t h y l e n e
p o l y m e r s ,
and
s o m e l a y e r s can be
c o n s t r u c t e d
of
h e s a m e m a t e r i
a l s , e . g . some ?lms
can
have t h e s t r u c t u r e A/B/
/B/
.
R e p r e se n t a t i v e , n o n l i m i t i n g
e x a m p l e s o f
t h e
n o n - s u b
s t a n t i a l l y
l i n e a r e t h y l e n e m a t e r i a l s
a r e : m e t a l f o i l ,
n y l o n ,
e t h y l e n e /
i n y l a l c o h o l
(EVOH)
c o p o l y m e r s ,
p o l y v i
n y l i d e n e c h l o r i d e
( P V D C ) ,
p o l y e t h y l e n e t e r e p h t h a l a t e
( P E T ) ,
o r i e n t e d p o l y p r o p y l e n e
( O P P ) , e t h y l e n e / v i n y l
a c e t a t e
(EVA)
c o p o l y m e r s ,
e t h y l e n e / a c r y l i c a c i d
( E A A )
c o p o l y m e r s ,
e t h y l e n e / m e t h a c r y l i c
a c i d
(EMAA)
c o p o l y m e r s ,
LLDPE,
HDPE, LDPE, y l o n ,
g r a f t a d h e s i v e
p o l y m e r s
( e . g . m a l e i c a n h y d r i d e g r a f t e d
p o l y e t h y l e n e ) , p a p e r a n d
p a p e r b o a r d .
G e n e r a l l y ,
t h e
m u l t i l a y e r ?lm s t r u c t u r e s
c o m p r i s e from 2
t o a b o u t
7
l a y e r s .
The
t h i c k n e s s o f t h e m u l t i l a y e r
s t r u c t u r e s i s
t y p i c a l l y
from a b o u t 1 m i l t o
a b o u t
1 0 m i l s ( t o t a l t h i c k n e s s ) . The
s e a l a n t
l a y e r , i f p r e s e n t ,
v a r i e s i n
t h i c k n e s s
d e p e n d i n g
on
whether
t i s produced v i a
c o e x t r u s i o n o r l a m i n a t i o n
o f
a monolayer
o r coextruded ?lm
t o
o t h e r packaging
m a t e r i a l s . I n
a
c o e x t r u s i o n ,
t h e s e a l a n t l a y e r i s t y p i c a l l y
from a b o u t 0 . 1 t o
a b o u t
5
m i l s ,
p r e f e r a b l y from a b o u t
0 . 3 t o about
3
m i l s .
I n a
laminated
s t r u c t u r e ,
t h e
mono
l a y e r o r
c o e x t r u d e d s e a l a n t ?lm
s
t y p i c a l l y
from a b o u t
0 . 5 t o
a b o u t 5 m i l s ,
p r e f e r a b l y from
a b o u t 1
t o 3
m i l s .
For
m o n o l a y e r
? l m ,
t h e
t h i c k n e s s
i s t y p i c a l l y
b e t w e e n
a b o u t 0 . 4
m i l
t o a b o u t 5 m i l s , p r e f e r a b l y between
a b o u t
0 . 8
t o
about
1 . 5 m i l s .
The
?lm
s t r u c t u r e s of h e i n v e n t i o n
can be m a d e
i n t o
packaging
s t r u c t u r e s
such a s
f o r m - ? l l - se a l s t r u c t u r e s or
b a g - i n - b o x
s t r u c t u r e s .
For
e x a m p l e , one such
f o r m - ? l l
s e a l
o p e r a t i o n i s d e s c r i b e d
i n
P a c k a g i n g F o o d s
W i t h
P l a s t i c s , i b i d ,
p p .
7 8 - 8 3 . P a c k a g e s c a n a l s o b e
f o r m e d
f r o m m u l t i l a y e r
p a c k a g i n g
r o l l
s t o c k
by
v e r t i c a l o r
h o r i z o n t a l
f o r m - ? l l - s e a l
p a c k a g i n g a n d t h e r m o f o r m - ? l l
s e a l
p a c k a g i n g ,
a s d e s c r i b e d i n P a c k a g i n g
M a c h i n e r y
O p e r a t i o n s : N o . 8 ,
F o r m - F i l l - S e a l i n g ,
A e l f - I n s t r u c
t i o n a l
C o u r s e
b y C .
G .
D a v i s , P a c k a g i n g M a c h i n e r y
M a n u f a c t u r e r s n s t i t u t e
( A p r i l
1 9 8 2 ) ;
T h e
W i l e y E n c y c l o
p e d i a o f P a c k a g i n g T c h n o l o g v
b y M . B a k k e r ( E d i t o r ) ,
J o h n
W i l e y
&
o n s
( 1 9 8 6 ) ,
p p . 3 3 4 , 3 6 4 - 3 6 9 ; a n d P a c k
a g i n g
An I n t r o d u c t i o n by .
Sacharow
a n d A .
L .
B r o d y ,
H a r c o u r t B r a c e J a v a n o v i c h P u b l i c a t i o n s , I n c . ( 1 9 8 7 ) ,
p p . 3 2 2 - 3 2 6 . The
d i s c l o s u r e s o f a l l o f t h e p r e c e d i n g
-
7/24/2019 Us 5427807
15/21
5 , 4 2 7 , 8 0 7
9
p u b l i c a t i o n s
a r e i n c o r p o r a t e d h e r e i n b y r e f e r e n c e . A
p a r t i c u l a r l y u s e f u l d e v i c e f o r f or m - ? l l - s e a l o p e r a t i o n s i s
t h e H a y s s e n U l t i m a
S u p e r CMB
e r t i c a l
F o r m - F i l l
S e a l M a c h i n e , O t h e r m a n u f a c t u r e r s
o f
pouch
thermo
f o r m i n g a n d e v a c u a t i n g e q u i p m e n t i n c l u d e
C r y o v a c
and
Koch.
A
r o c e s s
f o r
making
a
pouch
w i t h
a
v e r t i c a l
f o r m - ? l L s e a l machine s d e s c r i b e d
g e n e r a l l y
i n U S . P a t .
N o s .
4 , 5 0 3 , 1 0 2 and 4 , 5 2 1 , 4 3 7 , both
o f which
a r e
i n c o r
p o r a t e d
h e r e i n
b y r e f e r e n c e .
F i l m
s t r u c t u r e s
c o n t a i n i n g
one o r m o r e l a y e r s comprising
a
s u b s t a n t i a l l y l i n e a r
e t h y l e n e
p o l y m e r
a r e w e l l s u i t e d
f o r t h e
p a c k a g i n g o f
p o t a b l e w a t e r , w i n e , c o n d i m e n t s , a n d
s i m i l a r f o o d
p r o d
u c t s i n such f o r m - ? l l - s e a l s t r u c t u r e s ,
I n t h o s e
?lm
s t r u c t u r e s i n c o r p o r a t i n g
a n
a n t i f o g g i n g
a g e n t , t h e
c o r e
l a y e r ( s ) p r e f e r a b l y c o n s i s t s o f
a
nonpo
l a r ,
h y d r o p h o b i c
p o l y m e r ,
e . g . a s u b s t a n t i a l l y l i n e a r
e t h y l e n e
p o l y m e r .
A n t i f o g g i n g
a g e n t s a r e g e n e r a l l y
l o c a t e d i n t h e s k i n
l a y e r s
o f such a s t r u c t u r e . These
a g e n t s a r e
h y d r o p h i l i c
m a t e r i a l s t h a t
i n t e r a c t w i t h
w a t e r ( e i t h e r
f r o m
t h e a t m o s p h e r e r e l a t i v e
t o
t h e s k i n
l a y e r most removed
from
t h e
wrapped
f o o d ,
o r
from
t h e
f o o d
by way o f e v a p o r a t i o n
r e l a t i v e t o
t h e s k i n l a y e r
i n c o n t a c t
w i t h
t h e f o o d )
s u c h t h a t w a t e r d r o p l e t s do
n o t form on t h e s u r f a c e o f t h e s k i n l a y e r ( t h u s f o g g i n g
t h e ? l m ) .
T h i s
f o g g i n g ,
p a r t i c u l a r l y o n t h e s k i n l a y e r i n
c o n t a c t
w i t h
t h e f o o d ,
r e s u l t s i n r e d u c e d p r o d u c t
v i s i b i l
i t y and
s h e l f
l i f e , and t h u s
r e d u c e d
c o m m e r c i a l
v a l u e .
I n
t h o s e
s t r u c t u r e s
with a
core l a y e r
having a
p o l a r ,
h y d r o p h i l i c n a t u r e , e . g . a c o r e
l a y e r
c o m p r i s i n g EAA
o r
EVA,
t h e a n t i f o g g i n g
a g e n t
t e n d s t o
m i g r a t e toward
i t . T h i s d e p l e t e s t h e c o n c e n t r a t i o n
o f
a n t i f o g g i n g a g e n t
a t
t h e
e x p o s e d s u r f a c e s
o f t h e
o u t e r l a y e r s ,
and
t h i s i n
t u r n
r e n d e r s t h e
?lm more
s u s c e p t i b l e
t o f o g g i n g . I n
m u l t i l a y e r
?lm
s t r u c t u r e s
w i t h o u t a
p o l a r ,
h y d r o p h i l i c
c o r e l a y e r , t h e a n t i f o g g i n g a g e n t r e m a i n s r e l a t i v e l y
d i s p e r s e d
t h r o u g h o u t
t h e o u t e r l a y e r s .
N o t w i t h s t a n d i n g
t h i s
d i s a d v a n t a g e
r e l a t i v e
t o a n
t i f o g g i n g
a g e n t s ,
some
f o o d
w r a p p i n g
a p p l i c a t i o n s may
be b e t t e r served i f t h e one or m o r e of h e core l a y e r s a r e
c o n s t r u c t e d from a p o l a r , h y d r o p h i l i c m a t e r i a l and t h e
o u t e r
l a y e r s
a r e c o n s t r u c t e d from a n o n p o l a r , hydro
p h o b i c m a t e r i a l .
On e
example o f s u c h
a
?lm
s t r u c t u r e
i s
s u b s t a n t i a l l y l i n e a r e t h y l e n e - p o l y m e r / E A A / s u b s t a n
t i a l l y l i n e a r e t h y l e n e - p o l y m e r
which
i s u s e f u l
i n
wrap
p i n g r e t a i l - c u t r e d
meat a n d
s i m i l a r f o o d
p r o d u c t s .
O t h e r
d e s i r a b l e p r o p e r t i e s
o f t h e p l a s t i c
?lms
u s e d i n
t h i s
i n v e n t i o n
i n c l u d e ,
depending
on
t h e
n a t u r e
o f
t h e
o t h e r
? l m l a y e r s i n
t h e s t r u c t u r e ,
e a s e
o f
f a b r i c a t i o n and
g o o d
o x y g e n p e r m e a b i l i t y ( p a r t i c u l a r l y
w i t h
r e s p e c t t o
?lms m a d e f r o m s u c h copolymers
a s
EVA nd EAA),
o x y g e n i m p e r m e a b i l i t y ( p a r t i c u l a r l y w i t h r e s p e c t
t o
?lms c o n t a i n i n g an oxygen b a r r i e r such a s SARAN r
e t h y l e n e v i n y l a l c o h o l ) , d a r t i m p a c t ,
p u n c t u r e r e s i s
t a n c e ,
t e n s i l e
s t r e n g t h ,
low
m o d u l u s ,
t e a r
r e s i s t a n c e ,
s h r i n k a b i l i t y ,
h i g h
c l a r i t y and
a lo w
a f f e c t on
t h e
t a s t e
a n d o d o r p r o p e r t i e s
o f
t h e p a c k a g e d f o o d .
I n t h o s e embodiments which employ a s e a l a n t l a y e r
c o m p r i s i n g
a
s u b s t a n t i a l l y l i n e a r
e t h y l e n e
p o l y m e r ,
p r e f e r a b l y t h e
s e a l a n t
l a y e r c o m p r i s e s
o n l y
a s u b s t a n
t i a l l y l i n e a r e t h y l e n e p o l y m e r .
H o w e v e r ,
n o n - s u b s t a n
t i a l l y
l i n e a r
e t h y l e n e
p o l y m e r s c a n b e b l e n d e d w i t h
t h e
s u b s t a n t i a l l y l i n e a r e t h y l e n e p o l y m e r t o m o d i f y
t h e
p r o c e s s i n g , s t r e n g t h , o r h e a t s e a l c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e
s e a l a n t
l a y e r
o f t h e
? n a l
?lm s t r u c t u r e . S o m e u s e f u l
p o l y m e r
b l e n d
c o m p o n e n t s i n c l u d e , f o r
e x a m p l e ,
h i g h
p r e s s u r e l o w d e n s i t y
p o l y e t h y l e n e
( L D P E ) ,
EVA,
p o l y i s o b u t y l e n e
( P I B ) , a n d LLDPE. P r e f e r a b l y , t h e
s u b s t a n t i a l l y l i n e a r
e t h y l e n e
p o l y m e r s c o m p r i s e a t l e a s t
5
20
40
45
50
5 5
1 0
about 20 w t %, more p r e f e r a b l y a t l e a s t about 50 w t %,
o f
t h e
s e a l a n t
l a y e r b l e n d
c o m p o s i t i o n .
H i g h l y p r e f e r a
b l y ,
t h e
s e a l a n t l a y e r
c o n s i s t s
o f s u b s t a n t i a l l y l i n e a r
e t h y l e n e p o l y m e r .
The
p l a s t i c
?lms
o f
t h i s
i n v e n t i o n
a r e
w e l l
s u i t e d f o r
s t r e t c h overwrap
p a c k a g i n g
v a r i o