EP0499783B1

EP0499783B1 - Überdruckventil für Verpackungsbehälter

Info

Publication number: EP0499783B1
Application number: EP19920100475
Authority: EP
Inventors: Klaus Dr.-Ing. Domke
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1991-02-16
Filing date: 1992-01-14
Publication date: 1995-04-05
Anticipated expiration: 2012-01-14
Also published as: DE59201802D1; US5263777A; DE4129838A1; US5326176A; JPH05112375A; EP0499783A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Überdruckventil für Verpackungsbehälter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Bei einem beispielsweise aus der DE-A- 35 26 586 (EP-A- 209 729) bekannten Ventil dieser Art haben die Klebemassestreifen, die im Bereich der Randzonen der Membran angeordnet sind und die klebstofffreie Zone begrenzen, einen rechteckförmigen Querschnitt mit einer in etwa der Dicke der Membran entsprechenden Dicke. Dadurch sind in den Übergangsbereichen der klebstofffreien Zone zu den Randzonen mit den Klebemassestreifen bei geschlossenem Ventil, das ist, wenn die klebstofffreie Zone der Membran auf dem deckungsgleichen Teil der Packungswand dichtend anliegt, Kanülen ausgebildet. Durch diese Kanülen und das Loch in der Packungswand kann insbesondere bei Unterdruck in der Packung Luft aus der Umgebung in die Packung eindringen, deren Sauerstoffanteil zum Verderb des sauerstoffempfindlichen Verpackungsgutes führt. Es ist daher eine Ventilausbildung erstrebenswert, bei der solche Undichtigkeiten nicht auftreten können.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Überdruckventil mit dem kennzeichnenden Merkmal des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß bei geschlossenem Ventil die elastische Ventilmembran mit ihrer klebstofffreien Zone auch mit deren Übergangsbereichen zu den Klebemassestreifen hin dichtend auf dem deckungsgleichen Teil der Packungswand anliegt. Ferner hat der randseitige dicke Teil der Klebemassestreifen die Wirkung, daß eine Wand einer benachbarten Packung in einer Sammelpackung sich an den erhöhten als Abstandshalter wirkenden Randzonen der Membran abstützt, so daß bei auftretendem Überdruck in der Packung die klebstofffreie Mittelzone einen Kanal bildend sich frei auswölben kann und damit die Funktionsfähigkeit des Überdruckventils gegeben ist. Diese Vorteile treten verstärkt auf, wenn die Klebemassestreifen nach den Merkmalen der Ansprüche 3, 4 und 6 ausgebildet sind.
Eine Kontrolle, ob jeweils ein Überdruckventil an einem Verpackungsbehälter angeordnet ist, läßt sich mit elektromagnetischen oder optischen Kontrollgeräten leicht durchführen, wenn die Klebemassestreifen entsprechend dem Merkmal des Anspruchs 7 ausgerüstet sind. Ein Verfahren zum einfachen Herstellen des Überdruckventils nach Anspruch 1 ist in Anspruch 7 und 8 gekennzeichnet.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine Beutelpackung mit einem Überdruckventil in schaubildlicher Ansicht sowie die Figuren 2 bis 7 verschiedene Ausführungsbeispiele des Überdruckventils im Querschnitt in vergrößertem Maßstab, wobei die Dicke (Höhe) der Teile gegenüber der Breite stark vergrößert dargestellt ist.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Das Überdruckventil 1 ist an einem Verpackungsbehälter, beispielsweise an einem gasdichten Beutel 2 angeordnet und dient zum Ablassen von Gasen, die vom verpackten Produkt erzeugt werden. Es verschließt mehrere in Form von Nadelstichen ausgebildete Löcher 4 in einer ebenen Wand 3 des Beutels 2. Der Beutel 2 ist wasserdampf- und gasdicht und zur Aufnahme von luft- und feuchtigkeitsempfindlichen Nahrungs- und Genußmitteln, insbesondere Kaffee geeignet.
Das Überdruckventil 1 weist eine Membrane 10 aus einer transparenten, flexiblen Folie auf. Die Membrane 10 besteht aus einer Folie aus einem thermoplastischen Kunststoff, beispielsweise Polyester, Polyethylen oder dergleichen und hat eine Dicke von 20 bis 100 »m, vorzugweise 50 »m. Die Ausgangsfolie kann auch eine Sperrschicht aus Polyvinylidenchlorid haben.
Die Membrane 10 hat vorzugweise Quadratform mit einer Kantenlänge von etwa 20 mm und abgerundete Ecken. An der Wand 3 des Beutels 2 ist die Membrane 10 mit zwei Streifen 11, 12 aus einer Klebemasse befestigt. Die Klebemassestreifen 11, 12 sind an der Innenseite der Membrane 10 auf zwei parallelen Randzonen 13, 14 aufgetragen, so daß sich dazwischen eine klebstofffreie mittlere Zone 15 erstreckt, welche die Löcher 4 überdeckt und sich parallel zu den Klebemassestreifen 11, 12 bis zu den Rändern 16, 17 der Membrane erstreckt, an denen auch die Klebemassestreifen 11, 12 enden. Denkbar ist auch, daß die klebstofffreie Zone nur an einem Rand der Membrane endet.
Die Klebemassestreifen 11, 12 haben die Form eines Keils, dessen spitzer Rand 18 die klebstofffreie mittlere Zone 15 begrenzt und dessen dicker Rand 19 mit den Randkanten der Randzonen 13, 14 der Membrane 10 abschließt. Die Breite der Klebemassestreifen 11, 12 beträgt beispielsweise 4 bis 5 mm und die Breite der klebstofffreien Zone 15 der Membrane 10 8 bis 10 mm. Am äußeren dicken Rand 19 haben die Klebemassestreifen 11, 12 eine Dicke, die etwa der Dicke der Membran gleich ist, nämlich im Größenbereich von 20 bis 100 »m, vorzugsweise 50 »m. Die Klebemasse der Streifen 11, 12, die Haftklebeeigenschaften besitzt, ist vorzugsweise auf der Grundlage von Polyurethan aufgebaut.
Die Klebemassestreifen 11, 12 werden auf die Membrane 10 aufgebracht, vorzugsweise bevor diese aus einem Folienstreifen ausgeschnitten oder abgetrennt wird. Sie können in Gestalt eines keilförmigen Klebemassestranges, der aus einer Düse ausgespritzt wird, aufgetragen werden. Es können aber auch anders profilierte Stränge aufgetragen werden, die anschließend durch Formwalzen auf der Folie in Keilform gebracht werden.
In geschlossenem Zustand des Überdruckventils 1, in dem die klebstofffreie Zone 15 der Membrane 10 auf dem deckungsgleichen Teil der Wand 3 aufliegt, hat die Membrane 10 die Form einer Rinne. Dabei bildet die klebstofffreie Zone 15 ein Ventilglied und der deckungsgleiche plane Teil der Wand 3 einen Ventilsitz. Steigt der Druck im Innenraum der Beutelpackung über den umgebenden Atmosphärendruck, wird die elastische und biegsame, klebstofffreie Zone 15 der Membrane 10, ausgehend vom zentralen, die Löcher 4 deckenden Bereich, zunächst in Form einer sich vergrößernden Blase und dann in Form einer flachen Wölbung abgehoben, wobei sich ein Kanal bildet, durch den Gas aus dem Innenraum der Beutelpackung abströmt. Nach dem Ablassen einer bestimmten Gasmenge und damit verbundenem Abbau des Innendrucks der Packung legt sich die klebstofffreie Zone 15 wieder dichtend auf die Wand 3.
Die keilförmige Verklebung hat den Vorteil, daß sich im Bereich des Übergangs der klebstofffreien Zone 15 zu den Randzonen 13, 14 zu den Klebemassestreifen 11, 12 hin keine Kanülen ausbilden können, die die Dichtigkeit des Überdruckventils 1 beeinträchtigen. Ferner wirkt der dicke Teil der Klebemassestreifen 11, 12 wie Abstandshalter, so daß eine Wand einer benachbarten Packung in einer Sammelpackung sich an den erhöhten Randzonen 13, 14 der Membran 10 abstützt, so daß sich bei Überdruck die klebstofffreie Zone 15 einen Kanal bildend frei auswölben kann und damit die Funktionsfähigkeit des Überdruckventils erhalten bleibt.
Da durch länger dauernde Preßwirkung einer anliegenden, benachbarten Packung die plastische Klebemasse fließen und dadurch die keilförmige Gestalt verflachen kann, so daß das Abheben der klebstofffreien Zone 15 der Membrane 10 von der Wand 3 des Beutels 2 behindert ist, sind gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung im Bereich des dicken Randes 19 in den Klebemassestreifen 11, 12 feste Körper 28 oder ein durchgehender fester Faden 27 eingebettet (Figur 5 und 6). Die Körper 28, die beispielsweise aus Quarzsand bestehen, werden nach dem Auftragen der Klebemassestreifen 11, 12 auf die Membrane 10 in einer Spur auf den randseitigen dicken Bereichen aufgestreut und eingewalzt. Der Faden 27, der aus einem Kunststoff besteht, kann beim Auftragen der Klebemasse in einfacher Weise mitlaufen. Überdies können auf der Membrane 10 über den Klebemassestreifen 11, 12 steife Abstandshaltestreifen angeordnet werden.
Diese Vorteile sind gegeben, wenn, wie die Figur 2 zeigt, die an der Membrane 10 anliegende Fläche 21 der Streifen 11, 12 eben ist und eine gleichförmige Steigung aufweist. Sie werden noch verstärkt, wenn die Fläche 21 wellenförmig ausgebildet ist (Figur 3), so daß der der klebstofffreien Zone 15 nahe Bereich 22 und der äußere Bereich 23 eine geringe Steigung, dagegen der dazwischenliegende mittlere Bereich 24 eine große Steigung aufweisen. Diese Vorteile und Wirkungen lassen sich auch erzielen, wenn, wie die Figur 4 zeigt, die Klebemassestreifen 11, 12 einen im Querschnitt nicht zusammenhängenden Keil bilden, sondern als jeweils zwei parallele Stränge 25, 26 auf den Randzonen 13, 14 der Membrane 10 aufgetragen sind, wobei die der klebstofffreien Zone 15 nahen Stränge 26 aus Klebemasse eine sehr geringe Dicke und die äußeren, den Randkanten nahen Stränge 25 eine vergleichbar große Dicke haben.
Um ein Diffundieren von Umgebungsluft durch das geschlossene Überdruckventil 1 in das Innere der Packung zu verhindern, ist zwischen der klebstofffreien Zone 15 der Membrane 10 und dem deckungsgleichen Teil der Wand 3 des Beutels 2 ein flüssiges Dichtmittel, beispielsweise Silikonöl angeordnet. Beim Ausbilden des Entgasungskanals bricht der Film aus Silikonöl und bildet sich wieder beim Schließen des Überdruckventils. Das Dichtmittel wird in den Kanal eingebracht, indem ein Tropfen davon an wenigstens einem Ende des Kanals angelagert wird, von wo aus es durch Kapillarwirkung in den Kanal einzieht. Es kann aber auch auf der klebstofffreien Zone 15 der Membrane 10 angeordnet werden, bevor diese am Beutel 2 befestigt wird. Dies erfolgt vorzugsweise durch Anordnen des Dichtmittels, wenn die Membrane 10 noch auf einem Trägerstreifen haftet, auf dem die Membranen beim Herstellen angeordnet und bis zum Übertragen auf einen Verpackungsbehälter bevorratet werden. Das Dichtmittel kann an den äußeren Enden der klebstofffreien Zone angelagert werden, es kann aber auch auf dem zentralen Bereich der klebstofffreien Zone angebracht werden, wenn der Trägerstreifen im den zentralen Deckungsbereich einen Durchbruch hat.
Ergänzend wird darauf hingewiesen, daß die Membrane aus einem Material besteht, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient etwa gleich dem des Materials ist, aus dem der Beutel besteht, so daß bei Temperaturwechsel keine Verspannungen in der Membrane entstehen, die die Dichtigkeit und den Öffnungsdruck des Überdruckventils beeinflussen.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen bildet die Membrane 10 zusammen mit der Wand 3 eines Verpackungsbehälters 2 ein Überdruckventil. Falls die Wand 3 wenig Steifigkeit besitzt, so daß unkontrollierbare Spannungen auf die Membrane 10 übertragen werden, ist es auch möglich, die Membrane 10 mit den keilförmigen Klebemassestreifen 11, 12 auf einer deckungsgleichen, gelochten Basisplatte 30 zu befestigen, und das so gebildete Ventil auf der Wand des Verpackungsbehälters 3 zu verkleben (Figur 7). Die Basisplatte 31, die aus Polyvinylchlorid oder einem ähnlichen Kunststoff bestehen und eine Dicke von 150 - 250 »m haben kann, hat ein zentrales Loch 32 und ist auf der Unterseite vollflächig mit einer Klebstoffschicht 33 versehen. Ein solhces Überdruckventil 1' ist mit seinem Loch 32 die Löcher 4 im Beutel 2 deckend auf der Wand 3 des Beutels 2 befestigt.
Um eine einfache Kontrolle zu schaffen, mit der es möglich ist, festzustellen, ob jeweils ein Überdruckventil an einer Packung angeordnet ist, sind in der Klebemasse der Streifen 11, 12 Teilchen eines Stoffes eingemischt, die sich mit einer Prüfvorrichtung leicht und sicher tasten lassen. Solche Stoffe, die vorzugsweise magnetische, fluoreszierende oder lumineszierende Eigenschaften haben, können mit Induktion oder Reflexlicht arbeiten.

Claims

Überdruckventil für Verpackungsbehälter mit einer an der Außenwandung (3) des Behälters angeordneten, aus einer dünnen, flexiblen Folie bestehenden Membrane (10), die mit einer klebstofffreien mittleren Zone (15) ein Loch (4) in der Wandung des Behälters überdeckt und die mittels an die klebstofffreie Zone angrenzender Klebemassestreifen (11, 12) im Bereich beabstandeter Randzonen unmittelbar oder unter Zwischenanordnung einer deckungsgleichen, steifen Basisplatte (31) mit mittigem Durchgangsloch (32) an der Wand des Verpackungsbehälters befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebemassestreifen (11, 12) die Form von Keilen aufweisen, deren spitze Ränder (18) die klebstofffreie Zone begrenzen.
Überdruckventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Membrane (10) anliegende Keilfläche der Klebestreifen (11, 12) eben ist.
Überdruckventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Membran anliegende Fläche der Klebestreifen (11, 12) nahe der klebstofffreien Zone (15) und randseitig Bereiche (22, 23) mit geringer Steigung und dazwischen einen Bereich (24) mit großer Steigung hat.
Überdruckventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebemassestreifen (11, 12) in Stränge (25, 26) mit großer und kleiner Dicke unterteilt sind.
Überdruckventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebemassestreifen (11, 12) aus einem Klebstoff auf der Grundlage von Polyurethan bestehen.
Überdruckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im randseitigen dicken Bereich der Klebemassestreifen (11, 12) feste Körper (28) oder ein fester Faden (27) eingebettet sind.
Überdruckventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in die Klebemassestreifen (11, 12) magnetisch oder optisch erfaßbare Teilchen eingelagert sind.
Verfahren zum Herstellen eines Überdruckventils nach Anspruch 1 für Verpackungen, bei dem auf eine flexible Folie eine mittlere klebstofffreie Zone freilassend Klebstoffmassestreifen auf die Randzonen aufgetragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebemassestreifen (11, 12) in Keilform aus einer Düse übertragen werden.
Verfahren zum Herstellen eines Überdruckventils nach Anspruch 1, bei dem auf eine flexible Folie eine mittlere klebstofffreie Zone freilassend Klebemassestreifen auf die Randzonen aufgetragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Folie aufgebrachte Klebemassestreifen durch Formwalzen in Keilform gebracht werden.