DE4129838A1 - Ueberdruckventil fuer verpackungsbehaelter - Google Patents
Ueberdruckventil fuer verpackungsbehaelterInfo
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- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
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- Y10T137/8158—With indicator, register, recorder, alarm or inspection means
Description
Die Erfindung geht aus von einem Überdruckventil für Verpackungsbe
hälter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Bei einem beispiels
weise aus der DE-OS 35 26 586 bekannten Ventil dieser Art haben die
Klebemassestreifen, die im Bereich der Randzonen der Membran ange
ordnet sind und die klebstofffreie Zone begrenzen, einen rechteck
förmigen Querschnitt mit einer in etwa der Dicke der Membran ent
sprechenden Dicke. Dadurch sind in den Übergangsbereichen der kleb
stofffreien 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 Sauerstoffan
teil zum Verderb des sauerstoffempfindlichen Verpackungsgutes führt.
Es ist daher eine Ventilausbildung erstrebenswert, bei der solche
Undichtigkeiten nicht auftreten können.
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 ab
stützt, so daß bei auftretendem Überdruck in der Packung die kleb
stofffreie 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 Verpackungs
behälter angeordnet ist, läßt sich mit elektromagnetischen oder
optischen Kontrollgeräten leicht durchführen, wenn die Klebemasse
streifen 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.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt
und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine Beutelpackung mit einem Überdruckventil in schaubild
licher Ansicht sowie die Fig. 2 bis 7 verschiedene Ausführungs
beispiele des Überdruckventils im Querschnitt in vergrößertem Maß
stab, wobei die Dicke (Höhe) der Teile gegenüber der Breite stark
vergrößert dargestellt ist.
Das Überdruckventil 1 ist an einem Verpackungsbehälter, beispiels
weise 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 transparen
ten, 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 µm,
vorzugweise 50 µm. 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 Klebemasse
streifen 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 mm,
vorzugsweise 50 µm. Die Klebemasse der Streifen 11, 12, die Haft
klebeeigenschaften besitzt, ist vorzugsweise auf der Grundlage von
Polyurethan aufgebaut.
Die Klebemassestreifen 11, 12 werden auf die Membrane 10 aufge
bracht, vorzugsweise bevor diese aus einem Folienstreifen ausge
schnitten oder abgetrennt wird. Sie können in Gestalt eines keil
förmigen 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 kleb
stofffreie 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 deckungs
gleiche 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 Überdruck
ventils erhalten bleibt.
Da durch länger dauernde Preßwirkung einer anliegenden, benachbarten
Packung die plastische Klebemasse fließen und dadurch die keilfor
mige 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 (Fig. 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 stei
fe Abstandshaltestreifen angeordnet werden.
Diese Vorteile sind gegeben, wenn, wie die Fig. 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 (Fig. 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 Fig. 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 Über
druckventil 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, beispiels
weise 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 ange
lagert wird, von wo aus es durch Kapillarwirkung in den Kanal ein
zieht. 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 Tempera
turwechsel 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 Über
druckventil. Falls die Wand 3 wenig Steifigkeit besitzt, so daß un
kontrollierbare Spannungen auf die Membrane 10 übertragen werden,
ist es auch möglich, die Membrane 10 mit den keilförmigen Klebemas
sestreifen 11, 12 auf einer deckungsgleichen, gelochten Basisplatte
30 zu befestigen, und das so gebildete Ventil auf der Wand des Ver
packungsbehälters 3 zu verkleben (Fig. 7). Die Basisplatte 31, die
aus Polyvinylchlorid oder einem ähnlichen Kunststoff bestehen und
eine Dicke von 150-250 µm haben kann, hat ein zentrales Loch 32
und ist auf der Unterseite vollflächig mit einer Klebstoffschicht 33
versehen. Ein solches 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 an
geordnet 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 magne
tische, fluoreszierende oder lumineszierende Eigenschaften haben,
können mit Induktion oder Reflexlicht arbeiten.
Claims (9)
1. Überdruckventil für Verpackungsbehälter mit einer an der Außen
wandung des Behälters angeordneten, aus einer dünnen, flexiblen
Folie bestehenden Membrane, die mit einer klebstofffreien mittleren
Zone ein Loch in der Wandung des Behälters überdeckt und die mittels
an die klebstofffreie Zone angrenzender Klebemassestreifen im Be
reich beabstandeter Randzonen unmittelbar oder unter Zwischenanord
nung einer deckungsgleichen, steifen Basisplatte mit mittigem Durch
gangsloch an der Wand des Verpackungsbehälters befestigt ist, da
durch gekennzeichnet, daß die Klebemassestreifen (11, 12) die Form
von Keilen aufweisen, deren spitze Ränder (18) die klebstofffreie
Zone begrenzen.
2. Überdruckventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
an der Membrane (10) anliegende Keilfläche der Klebestreifen (11,
12) eben ist.
3. 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.
4. Überdruckventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Klebemassestreifen (11, 12) in Stränge (25, 26) mit großer und
kleiner Dicke unterteilt sind.
5. 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.
6. Überdruckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß im randseitigen dicken Bereich der Klebemassestreifen
(11, 12) feste Körper (28) oder ein fester Faden (27) eingebettet
sind.
7. Überdruckventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß in die Klebemassestreifen (11, 12)
magnetisch oder optisch erfaßbare Teilchen eingelagert sind.
8. Verfahren zum Herstellen eines Überdruckventils nach Anspruch 1
für Verpackungen, bei dem auf eine flexible Folie eine mittlere
klebstofffreie Zone freilassend Klebstoffmassestreifen auf die Rand
zonen aufgetragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebe
massestreifen (11, 12) in Keilform aus einer Düse übertragen werden.
9. 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 Klebemasse
streifen durch Formwalzen in Keilform gebracht werden.
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