-
Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Anzeige des Ablaufs
einer vorbestimmten Zeitspanne, beispielsweise ab dem Öffnen und/oder Befüllen einer
Verpackung.
-
Die
Qualitätsverfolgung
von Verbrauchsgütern,
insbesondere von Medikamenten, Kosmetika, Lebensmitteln und Drogerieartikeln,
ist in vielen Ländern
bereits gesetzlich verankert. Häufig
ist bereits die Angabe der Haltbarkeit nach Öffnen der Verpackung vorgeschrieben.
Diese Nutzungsdauer ist in der Regel als Aufdruck auf der Verpackung
angebracht, so dass der Verbraucher gezwungen ist, sich das Datum
der Öffnung
zu merken oder zu notieren.
-
Technisch ähnlich gelagert
ist die Thematik der Originalitätsverschlüsse, welche
die Unversehrtheit des Inhalts nach der Abfüllung garantieren. Diese basieren
derzeit auf einer Art Abreißmechanismus,
bei dem ein über
Kunststoffstege mit dem Deckel verbundener Ring reißt. Dieser
Abreißmechanismus
kann jedoch bei geschicktem Öffnen
umgangen werden und ist daher mit einem großen Unsicherheitsfaktor, z.
B. beim Kauf von Lebensmitteln, behaftet.
-
Von
großem
Kundennutzen wäre
deshalb eine technische Innovation, welche die aktive und sichere
Anzeige von Originalität
und Nutzungsdauer von Verpackungsinhalten gestattet. Andererseits
darf eine solche Anzeige aus ökonomischen
Gründen
nur geringe Herstellkosten aufweisen. Ferner muss diese Anzeige
einfach zu bedienen und zu interpretieren sein.
-
Sensoren
und Indikatoren zur Überwachung der
Qualität
von Verpackungsinhalten sind bereits bekannt. Diese werden überwiegend
zur Frischeindikation bei leicht verderblichen Waren eingesetzt.
Sie dienen in der Regel dazu, die Integrität der Verpackung nachzuweisen,
z. B. als Leckindikatoren, und werden üblicherweise an der Innenseite
der Verpackung angebracht.
-
Am
Markt haben sich Sauerstoffindikatoren bisher vor allem in Japan
durchgesetzt. Diese finden Anwendung im Bereich von gekühlten, lang
haltbaren Fertigprodukten in transparenten Kunststoff- oder Glasverpackungen.
-
Für die Anzeige
eines korrekten Sterilisationsvorganges existieren Aufkleber, die
auf die Verpackung, vorzugsweise einen Karton oder Beutel, aufgeklebt
werden und nach dem Sterilisationsvorgang durch Farbumschlag die
erfolgreiche Sterilisation anzeigen. Diese Art von Anzeige ist allerdings nicht
für den
Endverbrauch gedacht bzw. geeignet.
-
Es
wurden auch bereits Sauerstoff-Absorbersysteme sowie Sauerstoff-Indikatorsysteme
entwickelt, die in Verpackungsfolien eingearbeitet werden können. Dabei
handelt es sich um Folien mit einem vielschichtigen Aufbau, welche
einerseits die Haltbarkeit von sauerstoffempfindlichen Lebensmitteln
verlängern
und andererseits anzeigen, ob das Lebensmittel unter geeigneten
Bedingungen gelagert wurde.
-
Ein
weiteres Produkt wird unter der Bezeichnung TIME-Strip® vermarktet.
Dabei handelt es sich um eine Einweg-Zeitanzeige, auf der die verstrichene Zeit
nach Aktivierung angezeigt wird. Als Skalierungsvarianten stehen
Modelle von 24 Stunden bis zu 6 Monaten zur Verfügung. Die Funktionsweise dieses
Zeitkontrollsystems basiert auf dem Kapillarverhalten von Tinte
in einem porösen
Material. Das Produkt hat auf dem Markt aber bislang noch keinen
Einzug halten können,
da wegen der Temperaturabhängigkeit
der verwendeten Prozesse die Produkte nur für spezielle und vergleichsweise
enge Bereiche von Einsatztemperaturen verwendet werden können. Dieses
reicht allerdings als technischer Ansatz für die gestellte Aufgabe nicht
aus.
-
Ein
weiterer derzeit verfolgter Ansatz für Zeitanzeigen auf dem Verpackungssektor
ist der Einsatz von RFID. Die Kosten für mit RFID betriebene Anzeigen
sind im Vergleich zu der in der vorliegenden Beschreibung vorgeschlagenen
Lösung
höher und
außerdem
wird für
das Auslesen der Informationen stets ein elektronisches Gerät benötigt, was
beim Verbraucher von Massengütern
in der Regel nicht zur Verfügung
steht.
-
GB-A-2,344,101 offenbart
einen Behälterverschluss
mit eingebauter Zeitmessvorrichtung. Der Verschluss kann beim ersten Öffnen oder
beim Verschließen
durch den Hersteller aktiviert werden. Beschrieben wird eine Variante,
bei der ein erstes Material sich aus einem Vorratsbehälter – ausgelöst durch die
Aktivierung – auf
ein zweites Material zu bewegt, beispielsweise durch Diffusion oder
durch Kapillarkräfte,
und nach einer bestimmten Zeitspanne einen Farbumschlag des zweiten
Materials bewirkt. Eine Temperaturkompensation der Diffusionsgeschwindigkeit
oder die Verwendung eines praktisch unerschöpflichen Reservoirs an erstem
Material wird nicht beschrieben.
-
US-A-3,768,976 offenbart
einen Behälter
mit einer Anzeigevorrichtung für
Sauerstoff, die nach einer bestimmten temperaturabhängigen Zeitdauer ausgelöst wird.
Der Behälter
besitzt sauerstoffpermeable Wände
und einen Farbstoff, dessen Färbung
bei Kontakt mit Sauerstoff sich ändert.
Eine Temperaturkompensation der Diffusionsgeschwindigkeit wird nicht
beschrieben.
-
WO-A-99/24,329 offenbart
eine Sicherheitsverschlusskappe, welche einen Anzeigevorrichtung aufweist,
wobei durch das erstmalige Öffnen
dieser Kappe ein mit einem Färbemittel
befülltes
Reservoir gebrochen und das Färbemittel über eine
absorbierendes Material dem sichtbaren Anzeigefenster zugeführt wird.
Diese schwer zu manipulierende Verschlusskappe ermöglicht es
dem Verbraucher sofort nach dem ersten Öffnen einer Verpackung deren
Benutzung zu erkennen. in dieser Vorrichtung wird die Diffusion
eines separat vorgehaltenen Stoffes verwendet. Auch besteht in der
Vorrichtung keine Möglichkeit
zur Temperaturkompensation der Diffusionsgeschwindigkeit.
-
GB-A-2,253,287 offenbart
eine Verschlusskappe für
Behälter.
Nach dem Öffnen
des Behälters wird
eine Uhr aktiviert und auf der Verschlusskappe wird über eine
Digitalanzeige nach dem Öffnen
verstrichene Zeit angezeigt.
-
In
der
US-A-4,195,058 wird
ein Indikator beschrieben, mit dem Temperatur- und Zeitverlauf von Artikeln
mit begrenzter Haltbarkeit angezeigt werden können. Der Indikator arbeitet
mit einer dampfdurchlässigen
Barriere, welche von einem Reservoir gespeist wird. Durch die Permeation
von Dampf auf die andere Seite wird eine Anzeigevorrichtung aktiviert. Weder
Temperaturkompensation der Permeationsgeschwindigkeit noch die Verwendung
eines praktisch unerschöpflichen
Reservoirs für
den Dampf werden beschrieben. Eine andere nach diesem Prinzip arbeitende
Vorrichtung ist aus
US-A-4,195,055 bekannt.
-
Weitere
Zeit-Temperatur integrierende Vorrichtungen zum Anzeigen der Verfallsdaten
von Produkten sind aus
DE
698 17 138 T2 sowie aus
DE 696 33 071 T2 bekannt. Diese Vorrichtungen
erfordern einen vergleichsweise aufwendigen Aufbau bzw. den Einsatz
von speziellen Materialien.
-
Verschlusssysteme
mit Farbwechsel-Systemen werden in
DE 691 17 758 T2 und in
DE 693 24 516 T2 beschrieben.
Diese gestatten die Anzeige des ersten Öffnens einer Verpackung bzw.
die Überwachung
eines Unterdrucks im Behälter.
-
DE 10 2005 055 634
A1 beschreibt einen Sauerstoff-Scavenger-Indikator. Dieser
gestattet die visuelle Anzeige bei Überschreiten eines Grenzwertes
an Sauerstoff in der zu überwachenden
Umgebung.
-
Ausgehend
von dem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine einfache und kostengünstig
herstellbare Vorrichtung zur Verfügung zu steilen, mit der die
Verbrauchsdauer von Verpackungsinhalten gerechnet vom ersten Öffnen der
Verpackung und/oder die Zeitspanne zwischen dem Befüllen der
Verpackung und dem ersten Öffnen vom
Verbraucher auf einfache Art und Weise bestimmt werden kann. So
soll diese Vorrichtung die Anzeige der Mindesthaltbarkeitsdauer
gestatten und durch das erste Öffnen
der Verpackung bzw. durch das Verschließen nach dem Befüllen ausgelöst werden.
Die Vorrichtung ist vom Verpackungsinhalt getrennt und kann in einer Öffnungsvorrichtung
integriert sein oder auch Teil der Verpackung selbst sein.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Vorrichtung sollen neben der Anzeige der Mindesthaltbarkeitsdauer
noch weitere vom Hersteller vorgegebene Verbrauchsdauern, beispielsweise
eine Verfallsdauer, angezeigt werden und/oder es soll eine Zeitspanne
zwischen dem Befüllen
der Verpackung und dem erstem Öffnen
angezeigt werden. Zudem soll vorzugsweise auch die Originalität angezeigt werden,
um dem Verbraucher anzuzeigen, ob bspw. eine Verpackung nach dem
Abfüllen
geöffnet
wurde.
-
Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen der Zeitspanne zwischen
erstem Öffnen und/oder
Verschließen
nach dem Befüllen
einer Verpackung und einem vorbestimmten späteren Zeitpunkt mit den Merkmalen:
- a) Diffusionsstrecke, welche in eine Verschlusskappe
integriert ist und die zumindest bei geöffneter Verpackung auf einer
Seite mit der die Verpackung umgebenden Atmosphäre in Verbindung steht, die
auf der anderen Seite mit einer Anzeigevorrichtung in Verbindung
steht, und die vor dem ersten Öffnen
und/oder vor dem Verschlie ßen nach
dem Befüllen
der Verpackung für
Bestandteile der Atmosphäre
unzugänglich
ist,
- b) Auslöseeinrichtung,
welche beim ersten Öffnen oder
beim Verschließen
nach dem Befüllen
der Verpackung den Zutritt für
Bestandteile der Atmosphäre
in die Diffusionsstrecke gestattet,
- c) Kompensationseinrichtung zur Kompensation der durch Temperaturänderungen
hervorgerufenen Änderungen
der Diffusionsgeschwindigkeit von Bestandteilen der Atmosphäre in der
Diffusionsstrecke, und
- d) Anzeigevorrichtung, welche vor dem Zutritt von vorbestimmten
Anteilen der Atmosphäre
einen vorbestimmten ersten Zustand anzeigt, durch Zutritt von vorbestimmten
Anteilen der Atmosphäre ausgelöst wird,
und dann einen vorbestimmten zweiten Zustand anzeigt.
-
Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
kann in unterschiedlichen Arten ausgestaltet sein. Es handelt sich
dabei um den Teil einer Verschlussvorrichtung für die Verpackung.
-
Der
vorliegenden Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass wenigstens
eine der folgenden drei Funktionen durch die Anzeigevorrichtung
für einen
Verbraucher anzeigbar ist: die Haltbarkeit nach Anbruch. die Haltbarkeit
nach Abfüllen
(sog. Mindesthaltbarkeit) und die Originalität. Vorzugsweise sind mehrere
oder sogar alle dieser drei Funktionen durch eine oder mehrere Anzeigevorrichtungen
ablesbar. Erfindungsgemäß kann für jede dieser
Funktionen eine Diffusionsstrecke, eine Auslöseeinrichtung. ggf. eine Kompensationseinrichtung
und eine Anzeigevorrichtung vorgesehen sein. Es ist jedoch auch möglich. dass
mehrere dieser Funktionen bspw. durch eine gemeinsame Anzeigevorrichtung darstellbar
sind oder dass bspw. eine Auslöseeinrichtung und/oder
eine Kompensationseinrichtung für
mehrere Funktionen verwendbar sind.
-
Die
Haltbarkeit nach dem Anbruch bezeichnet dabei die Zeitspanne, die
das in der Verpackung enthaltene Produkt nach dem ersten Öffnen der
Verpackung haltbar ist. Diese Haltbarkeit nach dem Anbruch kann
bspw. bei Lebensmitteln oder Arzneimitteln sehr kurz sein oder auch
bspw. bei Kosmetika einige Monate betragen. Dagegen bezeichnet die
Haltbarkeit nach dem Abfüllen
die Zeitspanne, die das in der Verpackung enthaltene Produkt bei
ungeöffneter Verpackung
haltbar ist. Für
viele Anwendungsfälle erscheint
eine Kombination der Anzeige der Haltbarkeit nach dem Abfüllen und
der Haltbarkeit nach dem Anbruch sinnvoll. Insbesondere diese Kombination ermöglicht es
einem Verbraucher festzustellen, ob ein Produkt noch verwendbar
ist. Zusätzlich
oder alternativ hierzu kann auch die Originalität angezeigt werden, was es
einem Verbraucher ermöglicht
festzustellen, ob ein Produkt von einem ggf. unberechtigten Dritten
geöffnet
und/oder verunreinigt wurde.
-
Bevorzugt
ist die erfindungsgemäße Vorrichtung
in Form einer Verschlusskappe ausgestaltet, in welche Diffusionsstrecke,
Auslöseeinrichtung,
Kompensationseinrichtung und Anzeigevorrichtung integriert sind.
-
Als
Auslöseeinrichtung
kann jede beliebige Vorrichtung verwendet werden, welche geeignet
ist, die Diffusionsstrecke bei Öffnung
der Verpackung zur Umgebung der Verpackung hin zu öffnen. Üblicherweise
wird es sich dabei um Siegel handeln, welche die Diffusionsstrecke
zur Umgebung der Verpackung hin abschließen und welche beim ersten Öffnen der Verpackung,
bei deren Befüllung
oder bei einem anderen vorgesehenen auslösendem Ereignis zerstört werden
und so zumindest während
der Öffnungsphasen
der Verpackung die Diffusionsstrecke zur Umgebung der Verpackung
hin öffnen.
Typischerweise handelt es sich dabei um Kunststoffstege, die beim vorgesehenen
auslösendem
Ereignis unter Druck zerbrechen oder die im Zusammenspiel mit Elementen
der Verpackung beim vorgesehenen auslösenden Ereignis zerstört werden.
-
Vorzugsweise
ist die Auslöseeinrichtung
so ausgestaltet, dass diese beim ersten Öffnen der Verpackung oder beim
Verschließen
der Verpackung nach dem Befüllen
die Diffusionsstrecke zur Umgebung der Verpackung hin öffnet und
diese danach nicht wieder verschließt, so dass die Diffusionsstrecke
nach dem auslösenden
Ereignis zur Umgebung der Verpackung hin geöffnet bleibt, unabhängig davon,
ob die Verpackung danach wieder verschlossen wird oder geöffnet ist.
-
Die
Diffusionsstrecke kann beliebige Formen und Längen aufweisen und kann vom
Fachmann in Abhängigkeit
von der gewünschten
Zeitdauer zwischen Öffnen
und Anzeige dimensioniert werden. Eine Diffusionsstrecke kann eine
oder mehrere Anzeigevorrichtungen aufweisen oder eine Anzeigevorrichtung
kann auf mehrere atmosphärische
Bestandteile reagieren. Dieses ist besonders dann von Vorteil, wenn
diese Bestandteile sich in der Diffusionsstrecke unterschiedlich
schnell bewegen. Dieses kann durch geeignete Auswahl der Kompensationseinrichtungen
erreicht werden, welche neben der Kompensation der Temperaturabhängigkeit
der Diffusion auch eine Verzögerung
der Diffusion und somit eine Herabsetzung der Diffusionsgeschwindigkeit bewirken
können.
-
Außerdem ist
es möglich,
die Vorrichtung mit mehren Diffusionsstrecken auszugestalten, die
jeweils mit Auslöseeinrichtung,
Kompensationseinrichtung und Anzeigevorrichtung ausgestattet sind.
Dadurch ist es ebenfalls möglich,
unterschiedliche Zeitspannen und/oder auslösende Ereignisse darzustellen.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist die Diffusionsstrecke in Form eines spiralförmig, mäanderförmig oder labyrinthisch verlaufenden
Kanals in eine Verschlusskappe integriert, ist am mit der Umgebung
in Kontakt stehenden Ende mit einer Auslöseeinrichtung verschlossen
und am anderen Ende mit einer optischen Anzeigevorrichtung verbunden,
welche vor dem ersten Öffnen
oder vor dem Verschließen nach
dem Befüllen
der Verpackung eine vorbestimmten erste Färbung aufweist, durch Zutritt
von vorbestimmten Anteilen der Atmosphäre ausgelöst wird und dann eine vorbestimmte
zweite Färbung
anzeigt.
-
Die
Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass in einer mit einem nicht
erschöpfbaren
Reservoir, wie der die Verpackung umgebenden Atomsphäre, in Kontakt
stehende Diffussionsstrecke sich eine sigmoide Diffusionsfront ausbildet,
deren Gestalt sich durch Temperatureinflüsse praktisch nicht verändert, die
also durch Temperatureinflüsse
lediglich verlangsamt oder beschleunigt wird. Eine Temperaturkompensation
der Diffusionsgeschwindigkeit kann auf einfache Weise dadurch erreicht
werden, dass die Diffusionsstrecke mit einem Material in Kontakt
steht, welches die diffundierenden Bestandteile verbraucht oder
bindet, wobei die Geschwindigkeit von der jeweiligen Temperatur
abhängig
ist. Betrachtet man beispielsweise die Diffusion von Sauerstoff
in Gegenwart eines Sauerstoffadsorbierenden oder -verbrauchenden
Materials durch die Diffusionsstrecke, so wird man feststellen,
dass eine Temperaturerhöhung
zwar die Diffusionsgeschwindigkeit erhöhen würde (ohne wesentliche Änderung
der Gestalt der Diffusionsfront), dass dieses allerdings durch eine
erhöhte
Reaktivität
bei der Adsorption/des Verbrauchs von Sauerstoff kompensiert oder
verringert wird. Im Ergebnis kann man also durch die Kombination
Diffusionsstrecke mit Kontakt zu einem nicht-erschöpfbaren
Reservoir mit einem Sauerstoff verbrauchenden oder Sauerstoff bindenden
Material die Temperaturabhängigkeit
der Diffusion kompensieren oder zumindest verringern. Eine weitere
Möglichkeit
der Kompensation der Temperaturabhängigkeit der Diffusion besteht
darin, dass die Diffusionsstrecke in der Form eines Kanals in einem
Polymeren vorgesehen ist. Bei steigender Temperatur verdichtet sich
das Polymere und der Querschnitt des Kanals verringert sich dadurch;
somit resultiert bei Temperaturerhöhung ein geringerer Massetransport,
da weniger Querschnitt zur Verfügung
steht. Bei Verringerung der Temperatur weitet sich der Querschnitt
wieder; der Effekt ist also reversibel. Vorzugsweise werden in der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
beide Methoden der Temperaturkompensation verwendet, nämlich eine
Diffusionsstrecke in Form eines Kanals in einem Polymer und der
Einsatz von Materialien, welche einen oder mehrere der diffundierenden
Bestandteile verbrauchen und/oder binden.
-
Als
Auslöser
für die
Anzeige einer vorgegebenen Zeitspanne wird erfindungsgemäß ein ausgewählter Bestandteil
der Atmosphäre
verwendet. Dabei handelt es sich in der Regel um einen Bestandteil, der
mit dem Material der Anzeigevorrichtung reagiert oder eine Zustandsänderung
dieses Materials bewirkt. Das Material wechselt dabei von einer
ersten Eigenschaft, beispielsweise einer bestimmten anfänglichen
Färbung,
infolge des Kontaktes mit dem atmosphärischen Bestandteil in eine
zweite Eigenschaft, beispielsweise eine geänderte Färbung. Bevorzugte Bestandteile
sind Wasser, Kohlendioxid oder insbesondere Sauerstoff.
-
Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
ist so ausgestaltet, dass die Geschwindigkeit der sich durch die
Diffusionsstrecke bewegenden ausgewählten atmosphärischen
Bestandteile, welche eine Zustandsänderung der Anzeigevorrichtung
bewirken sollen, weitestgehend unabhängig von der Temperatur ist.
Da die Diffusionsgeschwindigkeit bekanntermaßen von der Temperatur abhängt, weist
die erfindungsgemäße Vorrichtung
eine Kompensationseinrichtung auf. Dabei kann es sich um ein in
der Diffusionsstrecke eingebrachtes Material handeln und/oder um
ein Material, das Bestandteil der die Diffusionsstrecke ausbildenden
Zusammensetzung ist. Die Diffusibilität kann aber auch durch eine
Verkleinerung der Porenweite bei Temperaturerhöhung verringert werden. Bei
dem Material kann es sich um eine Chemikalie handeln, die mit dem
ausgewählten
atmosphärischen
Bestandteil, welcher die Zustandsänderung der Anzeigevorrichtung
bewirken soll, reagiert und dabei ihre Wirkung verliert; es kann
sich dabei aber auch um ein Material handeln, das bei Temperaturänderung
mit dem diffundierenden Bestandteil eine verstärkte Wechselwirkung eingeht
und dadurch die Erhöhung
der Diffusionsgeschwindigkeit kompensiert, ohne dabei verbraucht
zu werden. Beispiele für
Chemikalien, die mit diffundierenden atmosphärischen Bestandteilen reagieren
können, sind
mit Sauerstoff reagierende Chemikalien, beispielsweise oxidierbare
Stoffe wie Metallteilchen, insbesondere solche mit elektrochemisch
aktivierter Oxidationsrate, vorzugsweise Eisen, Aluminium, Magnesium
und/oder Zink; mit Feuchtigkeit reagierende Chemikalien, beispielsweise
mit Feuchtigkeit reagierende Metallteilchen, wie Eisen-, Aluminium-,
Magnesium- und/oder Zinkteilchen, oder Metalloxidteilchen sowie
Kieselgele oder Wasser absorbierende Polymere. Beispiele für Materialien,
die mit diffundierenden atmosphärischen
Bestandteilen bei Temperaturerhöhung
eine verstärkte
Wechselwirkung eingehen können,
ohne dabei verbraucht zu werden, sind thermisch schaltbare Polymere.
-
Bevorzugt
ist die Kompensationseinrichtung eine mit einem atmosphärischen
Bestandteil, vorzugsweise mit Sauerstoff, reagierende Chemikalie, die
eine Komponente die Diffusionsstrecke ausbildenden Zusammensetzung
ist. Beispielsweise handelt es sich dabei um einen Spritzgussartikel
mit darin ausgebildeter Diffusionsstrecke, der aus Material hergestellt
wurde, das mindestens eine mit Sauerstoff reagierende Chemikalie
enthält.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
reagiert die Anzeigevorrichtung auf den Zutritt von Sauerstoff und/oder von
Feuchtigkeit und/oder von Kohlendioxid und die Kompensationseinrichtung
befindet sich innerhalb der Diffusionsstrecke oder ist ein Bestandteil
des die Diffusionsstrecke ausbildenden Materials und ist ein Sauerstoff
und/oder Wasser und/oder Kohlendioxid adsorbierendes Material oder
ein mit Sauerstoff und/oder mit Wasser und/oder mit Kohlendioxid
reagierendes Material.
-
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist die Auslöseeinrichtung
ein Kunststoffsiegel, das am mit der Umge bung in Kontakt stehenden
Ende der Diffusionsstrecke angeordnet ist, das die Diffusionsstrecke von
der Umgebung der Verpackung abschließt und das durch das erste Öffnen oder
durch das Verschließen
der Verpackung nach dem Befüllen
zerbrochen wird.
-
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist in Diffusionsrichtung betrachtet hinter der Auslöseeinrichtung
eine Abdichteinheit vorgesehen, welche die Diffusionsstrecke bei
verschlossener Verpackung von der Umgebung abschließt und bei
geöffneter
Verpackung den Zutritt der Atmosphäre aus der Umgebung zulässt. Besonders
bevorzugt steht die Abdichteinheit in Diffusionsrichtung betrachtet
mit einem Reservoir in Verbindung, welches die eine Seite der Diffusionsstrecke
bildet.
-
Als
Anzeigevorrichtung kann jede beliebige Vorrichtung verwendet werden,
welche geeignet ist, den Zutritt des ausgewählten durch die Diffusionsstrecke
diffundierten Atmosphärenbestandteils
in die Anzeigevorrichtung zu signalisieren. Dabei können unterschiedlichste
physikalische Veränderungen
in der Anzeigevorrichtung herangezogen werden, beispielsweise Änderungen
der Dielektrizitätskonstante, der
Azidität,
der elektrischen oder thermischen Leitfähigkeit oder insbesondere der
Farbe.
-
Letztere
Eigenschaft wird besonders bevorzugt, da sie für den Verbraucher besonders
einfach zu erkennen ist. Anzeigesysteme dieser Art sind dem Fachmann
bekannt.
-
In
einer besonderen Ausführungsform
betrifft die Erfindung eine Vorrichtung, bei der die Anzeigevorrichtung
ein auf den Zutritt von Sauerstoff mit Farbumschlag reagierendes
Polymer ist und bei der die Kompensationseinrichtung ein mit Sauerstoff
reagierendes feinteiliges Material ist, das in die Diffusionsstrecke
eingebracht worden ist und diese ausfüllt oder das ein Bestandteil
des die Diffusionsstrecke ausbildenden Materials ist.
-
In
einer weiteren besonderen Ausführungsform
ist die Anzeigevorrichtung ein Polymer, das auf den Zutritt unterschiedlicher
atmosphärischer
Bestandteile mit unterschiedlichen Eigenschaftsänderungen, beispielsweise mit
unterschiedlichen Farbumschlägen,
reagiert. Dieses gestattet die Bestimmung unterschiedlicher Zeitspannen,
je nach Diffusionsgeschwindigkeit der einzelnen atmosphärischen Bestandteile.
Deren Diffusionsgeschwindigkeit kann durch Auswahl des Materials
für die
Kompensationseinrichtung in unterschiedlichem Ausmaß verzögert werden.
-
Die
Erfindung betrifft bevorzugt eine Vorrichtung, deren Anzeigevorrichtung
ein auf den Zutritt von unterschiedlichen Bestandteilen der Atmosphäre mit unterschiedlichen
Farbumschlägen
reagierendes Polymer ist und deren Kompensationseinrichtung aus
feinteiligen Materialien besteht, die in die Diffusionsstrecke eingebracht
worden oder Materialien sind, die Bestandteil der die Diffusionsstrecke
ausbildenden Zusammensetzung sind, wobei diese Materialien die Diffusion
der Bestandteile der Atmosphäre, welche
die Anzeigevorrichtung auslösen,
unterschiedlich stark verzögern,
so dass diese Bestandteile sich innerhalb der Diffusionsstrecke
unterschiedlich schnell fortbewegen.
-
Mit
einer solchen Vorrichtung lässt
sich beispielsweise die Mindesthaltbarkeit und das Verfallsdatum
eines verpackten Produktes einfach anzeigen.
-
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
gestattet die erfindungsgemäße Vorrichtung
die Anzeige einer vorbestimmten Zeitspanne ab Befüllung und/oder
ab erstem Öffnen
der Verpackung.
-
In
einer ersten Ausgestaltung dieser bevorzugten Ausführungsform
enthält
die Vorrichtung eine Diffusionsstrecke mit erster und zweiter Anzeigevorrichtung,
wovon die zweite Anzeigevorrichtung am von der Umgebung des Behälters abgewandten Ende
der Diffusionsstrecke angeordnet ist und die erste Anzeigevorrichtung
zwischen zweiter Anzeigevorrichtung und dem mit der Umgebung in Kontakt stehenden
Ende der Diffusionsstrecke angeordnet ist, wobei die Diffusionsstrecke
mindestens eine erste und eine zweite Auslöseeinrichtung aufweist, wovon
die erste Auslöseeinrichtung
zwischen dem mit der Umgebung in Kontakt stehenden Ende der Diffusionstrecke
und der ersten Anzeigevorrichtung und die zweite Auslöseeinrichtung
zwischen der ersten und der zweiten Anzeigevorrichtung angeordnet
ist.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorstehend beschriebenen ausgewählten Vorrichtung ist die erste
Auslöseeinrichtung
ein Kunststoffsiegel, das sich in Diffusionsrichtung gesehen vor
der ersten Anzeigevorrichtung befindet, das beim Befüllen der
Verpackung zerbrochen wird und somit den Zutritt von Bestandteilen
der Umgebung zur ersten Anzeigevorrichtung gestattet; die zweite
Auslöseeinrichtung
ist ein Kunststoffsiegel, das beim ersten Öffnen der Verpackung zerbrochen
wird und somit den Zutritt von Bestandteilen der Umgebung in diejenigen Teile
der Diffusionsstrecke gestattet, die zwischen der zweiten Auslöseeinrichtung
und der zweiten Anzeigevorrichtung angeordnet sind.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorstehend beschriebenen ausgewählten Vorrichtung ist die Kompensationseinrichtung
mit Sauerstoff- und/oder mit Feuchtigkeit und/oder mit Kohlendioxid
reagierendes Material, das feinteilig ist und das sich in dem zwischen
erster Auslöseeinrichtung und
erster Anzeigevorrichtung gelegenen Teil der Diffusionsstrecke und
in dem zwischen zweiter Auslöseeinrichtung
und zweiter Anzeigevorrichtung gelegenen Teil der Diffusionsstrecke
befindet oder das Bestandteil der Zusammensetzung ist, welche den
zwischen erster Auslöseeinrichtung
und erster Anzeigevorrichtung gelegenen Teil der Diffusionsstrecke
und den zwischen zweiter Auslöseeinrichtung
und zweiter Anzeigevorrichtung gelegenen Teil der Diffusionsstrecke
ausbildet.
-
In
einer zweiten Ausgestaltung dieser bevorzugten Ausführungsform
weist die Vorrichtung eine erste Diffusionsstrecke auf, die am von
der Umgebung des Behälters
abgewandten Ende mit einer ersten Anzeigevorrichtung verbunden ist, und
weist eine zweite Diffusionsstrecke auf, die am von der Umgebung
des Behälters
abgewandten Ende mit einer zweiten Anzeigevorrichtung verbunden
ist, wobei die erste Diffusionsstrecke mindestens eine erste Auslöseeinrichtung
aufweist, welche beim Befüllen
der Verpackung den Zutritt für
Bestandteile der Atmosphäre
in die erste Diffusionsstrecke gestattet, und wobei die zweite Diffusionsstrecke
mindestens eine zweite Auslöseeinrichtung
aufweist, welche beim ersten Öffnen
der Verpackung den Zutritt für
Bestandteile der Atmosphäre
in die zweite Diffusionsstrecke gestattet, und mindestens die zweite
Diffusionsstrecke weist eine Kompensationseinrichtung auf.
-
Besonders
bevorzugt ist die erfindungsgemäße Vorrichtung
in einen Schraubverschluss, einen Snapverschluss oder eine Crimpkappe
integriert.
-
Eine
weitere bevorzugte erfindungsgemäße Vorrichtung
wird durch Spritzguss hergestellt.
-
Die
Erfindung betrifft auch die Verwendung einer der oben beschriebenen
Vorrichtungen zur Anzeige des Ablaufes einer vorbestimmten Zeitdauer, gerechnet
ab erstem Öffnen
einer Verpackung oder ab dem Befüllen
der Verpackung und insbesondere Anzeige des Ablaufes einer vorbestimmten
Zeitdauer, gerechnet ab erstem Öffnen
der Verpackung in Kombination mit der Anzeige des Ablaufes einer
vorbestimmten Zeitdauer, gerechnet ab dem Befüllen der Verpackung.
-
Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
kommt bevorzugt bei Verpackungen von Inhaltsstoffen mit begrenzter
Gebrauchsdauer, insbesondere bei Verpackungen von Lebensmitteln,
Arzneimitteln oder Kosmetika zum Einsatz.
-
In
den Figuren werden Ausführungsformen der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
sowie deren Funktionsweise beispielhaft beschrieben.
-
1 zeigt
eine Prinzipskizze einer Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
-
2 bis 4 zeigen
die Funktion einer Auslöseeinrichtung.
-
5 bis 6 zeigen
die Funktion eines Abdichtmechanismus, der in einer besonders bevorzugten
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
vorgesehen ist.
-
In 1 ist
die Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Aufsicht
dargestellt. Diese ist in eine nicht dargestellte Verschlusskappe integriert.
Dargestellt ist eine Diffusionsstrecke 1 mit spiralförmigem Verlauf.
Auf einer Seite 2 steht die Diffusionsstrecke 1 mit
der Atmosphäre
in Verbindung und auf der anderen Seite 3 mit einer in 1 nicht näher dargestellten
Anzeigevorrichtung 4. Gezeigt ist weiterhin eine Auslöseeinrichtung 5,
welche Diffusionsstrecke 1 und Anzeigevorrichtung 4 vor
dem Öffnen
von der Atmosphäre
abschließt.
Beim ersten Öffnen
der Verpackung wird die Auslöseeinrichtung 5 zerbrochen
und gestattet den Zutritt für
Bestandteile der Atmosphäre
in die Diffusionsstrecke 1. In der Figur nicht gesondert
dargestellt ist die Kompensationseinrichtung 6, welche
aus einem mit Sauerstoff reagierenden Material besteht, das in der
Zusammensetzung enthalten ist, aus der die Diffusionsstrecke 1 aufgebaut
ist und aus der Diffusionsstrecke 1, welche sich bei Temperaturerhöhung im
Querschnitt verkleinert. Während
der Diffusion der atmosphärischen
Bestandteile durch die Diffusionsstrecke 1 kommt Sauerstoff
mit dem in den Wänden
vorhandenen mit Sauerstoff reagierenden Material in Kontakt und
dieses Material wird somit langsam verbraucht. Diese Reaktion dient
zur Kompensation der durch Temperaturänderungen hervorgerufenen Änderungen
der Diffusionsgeschwindigkeit von Sauerstoff in der Diffusionsstrecke 1.
Nachdem die gesamte Diffusionsstrecke 1 von den atmosphärischen
Bestandteilen durchlaufen wurde, erreicht Sauerstoff die Anzeigevorrichtung 4.
Diese weist vor dem Zutritt von Sauerstoff eine bestimmte Farbe
auf. Nach dem Zutritt von Sauerstoff schlägt die Farbe um und signalisiert dadurch
den Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne, gerechnet ab Öffnen der
Diffusionsstrecke 1.
-
2 zeigt
eine Ausführungsform
der Auslöseeinrichtung 5 in
Seitenansicht und vor dem ersten Verschließen einer Verpackung. Dargestellt
sind ein oberes Element 10, welches den Teil einer Verschlusskappe
darstellt sowie ein Randelement der Öffnung einer Verpackung, beispielsweise
ein Mündungsrand 11 einer
Flasche.
-
Das
obere Element 10 setzt sich aus Dichtung 12 und
Kappenkörper 13 zusammen.
In den Kappenkörper 13 ist
ein Kanal 14a, 14b eingearbeitet, der durch einen
Kunststoffsteg 15 in einen zur Atmosphäre mündenden Teil 14a und
einen in die Diffusionsstrecke 1 mündenden Teil 14b geteilt
ist. Kunststoffsteg 15 trennt beide Teile 14a, 14b des
Kanals vor dem ersten Verschließen
der Verpackung und verschließt
somit die Diffusionsstrecke 1 vor Zutritt von Atmosphärenbestandteilen.
-
3 zeigt
die Auslöseeinrichtung 5 der 2 nach
dem ersten Verschließen
der Verpackung. Dichtung 12 und Kappenkörper 13 sind auf den
Mündungsrand 11 der
Flasche gepresst und Kunststoffsteg 15 wird dabei gestaucht
oder zerbrochen. Durch das erste Verschließen kann sich, in Abhängigkeit
von der Ausgestaltung des Kunststoffsteges 15, ein undefinierter
Zustand ergeben, indem die Trennung zwischen den Teilen 14a, 14b des
Kanals durch das Zerbrechen des Kunststoffsteges 15 bereits
aufgehoben ist oder der Kunststoffsteg 15 nur gestaucht
ist, aber die Trennung noch besteht. Durch die in 5 und 6 dargestellte
Abdichteinheit kann für
jeden Zeitpunkt nach dem ersten Verschließen des Behälters ein definierter Zustand
erreicht werden.
-
4 zeigt
die Auslöseeinrichtung 5 der 2 bzw. 3 nach
dem Öffnen
der Verpackung. Der Pressdruck durch den Mündungsrand der Flasche 11 ist
entfallen, so dass Dichtung 12 und Kappenkörper 13 ihre
ursprüngliche
Position wieder einnehmen und der gestauchte oder zerbrochene Kunststoffsteg 15 den
Weg für
Bestandteile der Atmosphäre
in den Teil 14b des Kanals freigibt. Durch ein Wiederverschließen der
Verpackung kann es vorkommen, dass durch den Mündungsrand der Flasche 12 aufgebauter
Pressdruck die Passage zwischen den Teilen 14a, 14b wieder
unterbrochen wird. Dieses kann beispielsweise durch entsprechende
Dimensionierung des Kunststoffsteges verhindert werden oder in dem
Teil 14a des Kanals nachgeschalteten Teilen kann ein Reservoir
vorgesehen werden, welches in den Verschlussphasen nach dem ersten öffnen die
Belieferung der Diffusionsstrecke 1 mit Bestandteilen der
Atmosphäre
gewährleistet.
-
5 zeigt
eine Abdichteinheit 15 in geschlossenem Zustand, welche
in Anschluss von Kanalteil 14b hinter der in 2 bis 4 beschriebenen
Auslöseeinrichtung 5 angebracht
sein kann. Diese Abdichteinheit 15 gestattet das Einstellen
eines definierten Anfangszustandes nach dem ersten Verschließen der
Verpackung. Dargestellt sind ein Mündungsrand 11 einer
Flasche, eine Dichtung 12 und ein Kappenkörper 13,
in den ein Kanal 14b, 14c eingearbeitet ist. Ferner
gezeigt ist eine Kunststofflippe 16, welche im dargestellten
geschlossenen Zustand den Weg zwischen den Teilen 14b, 14c des
Kanals versperrt. Der untere Teil des Kappenkörpers 13 fehlt im
Bereich der Kunststofflippe 16 und gestattet dieser beim
Schließen
einen direkten Kontakt mit Dichtung 12. Kanal 14c mündet in
die Diffusionsstrecke 1 und Kanal 14b ist mit
der in 2 bis 4 dargestellten Auslöseeinrichtung
verbunden.
-
6 zeigt
die Abdichteinheit 15 der 5 bei geöffneter
Verpackung. Der Mündungsrand
der Flasche 12 ist entfernt und Kunststofflippe 16 bewegt sich
mit dem oberen Teil des Kappenkörpers 13 in
die Ausgangslage, so dass der Weg zwischen beiden Kanalteilen 14b, 14c frei
wird, der Zutritt von Bestandteilen der Atmosphäre in die Diffusionsstrecke wird
ermöglicht.
-
Abdichteinheit 15 dichtet
nach dem ersten Verschließen
der Verpackung die Diffusionstrecke sicher ab. Dieses ist unabhängig davon,
ob Kunststoffsteg 15 den Weg zwischen den Kanalteilen 14a, 14b freigibt
oder nicht.
-
In
geschlossenem Zustand des Behälters
erfolgt allerdings immer ein Verschluss der Diffusionsstrecke 1 unabhängig davon,
ob es sich um das erste oder ein nachfolgendes Verschließen handelt.
Um die Gestalt der Diffusionsfront bei der Diffusion von atmosphärischen
Bestandteilen in der Diffusionsstrecke 1 nach dem ersten Öffnen der
Verpackung möglichst
wenig zu verändern,
ist es bevorzugt, zu Beginn der Diffusionstrecke 1 ein
Reservoir vorzusehen. Dieses kann vorzugsweise direkt hinter der Kunststofflippe 16 vorgesehen
sein. Dieses Reservoir wird beim ersten Öffnen der Verpackung gefüllt und
dient in den Verschlussphasen als Lieferant von atmosphärischen
Bestandteilen.