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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verpackung und ein Gebinde aus einer solchen Verpackung und einem Füllgut, und insbesondere solche Verpackungen und Gebinde, die für ein flüssiges, pulverförmiges oder granuliertes Füllgut geeignet sind.
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Bei Verpackungen, die flüssige Füllgüter enthalten, befindet sich oftmals an einer vorgesehenen Öffnungsstelle Flüssigkeit. Ein Beispiel hierfür ist die zwischen dem oberen Rand eines Behältnisses und einem Deckel durch Kapillarkräfte gehaltene Flüssigkeit. Es ist bekannt, dass beim Öffnen, beispielsweise durch Abziehen des Deckels, ein Teil dieser Flüssigkeit in die Umgebung austreten und verspritzt werden kann, insbesondere wenn der Druck im Kopfraum der Verpackung größer ist als der Umgebungsdruck. Dadurch wird die Umgebung mit beim Öffnen ausgetragenem Füllgut kontaminiert. Oftmals ist Kleidung betroffen oder Inventar, was Kosten für eine vorzeitige Reinigung nach sich zieht. In einigen Fällen kann die herausspritzende Flüssigkeit auch in Kontakt mit Haut oder Augen kommen, was im Falle von sauren oder technischen Flüssigkeiten zu Reizungen führen kann.
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Die beschriebene Problematik ist bekannt und es gibt verschiedene Ratschläge, wie sich Anwender vor Verspritzen von Flüssigkeit schützen können. Ein Beispiel für einen solchen Ratschlag ist ein Abdecken der Verpackung mit einem Tuch.
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Um die Problematik zu entschärfen, gibt es ferner einen verpackungstechnologischen Ansatz, der darin besteht, zwischen der Oberfläche des Füllguts und dem Deckel der Verpackung einen Unterdruck zu erzeugen. Öffnet man in diesem Fall den Deckel, strömt Luft aus der Umgebung in das Verpackungsinnere und es kommt nicht zum Austrag von Füllgut. Die Erzeugung des Kopfraumvakuums kann auf verschiedene Art und Weise geschehen. Zwei Möglichkeiten seien exemplarisch aufgeführt. Eine erste besteht darin, vor dem Verschließen mit dem Deckel den elastischen Boden der Verpackung nach innen zu drücken, um das Innen-Volumen zu verkleinern. Nach dem Verschließen mit dem Deckel wird der Boden wieder entspannt, wodurch im Kopfraum ein Unterdruck entsteht. Eine zweite Möglichkeit besteht darin, vor dem Verschließen des Kopfraums mit dem Deckel den Kopfraum mit Wasserdampf zu fluten. Der Wasserdampf verdrängt einerseits die im Kopfraum befindliche Luft, bzw. mischt sich mit der Luft und erhitzt diese. Nach dem Aufbringen des Deckels kondensiert der Wasserdampf und die erwärmte Luft kühlt sich ab. Durch beide Effekte entsteht ein Unterdruck im Kopfraum.
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Die Lösung des Problems durch Erzeugen eines Unterdrucks im Kopfraum der Verpackung hat jedoch zahlreiche Nachteile. Zunächst bedingt die Erzeugung des Kopfraumvakuums erhöhte Anlagenkosten. Ferner ist der erreichbare Unterdruck nicht sehr hoch und es kommt in größeren Höhenlagen oder im Flugzeug dennoch zur Auswölbung des Deckels, bzw. zu einem Überdruck des Kopfraums gegenüber der Umgebung, insbesondere wenn die Abfüllung des Produkts in niedrigen Höhenlagen stattgefunden hat. Überdies bleibt der Unterdruck nicht erhalten, wenn ein Füllgut verpackt wird, das während der Lagerung ausgast bzw. Gas entwickelt, wie z. B. Kefir. Ferner bleibt der Unterdruck nicht erhalten, wenn ein kühlgelagertes Produkt vor dem Verzehr erwärmt wird, beispielsweise durch Raumtemperatur oder in einem Wasserbad. Somit ist eine solche Verpackung nicht garantiert austragsicher.
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Aus dem Stand der Technik sind ferner Lösungsansätze zum Entlüften von Behältnissen bekannt. So zeigt die
DE 20 2008 006 825 U1 einen Trinkbecherdeckel mit wenigstens einer Ausflussöffnung und einer Belüftungsöffnung, welche über eine gemeinsame Dichtvorrichtung, die an einer Deckelunterseite angeordnet ist, verschließbar sind.
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Aus der
WO 00/35773 ist ein Flüssigkeitsbehälter bekannt, in dem eine Drucksteuervorrichtung angeordnet ist. Eine Vorrichtung zur Entnahme von Flüssigkeit ist vorgesehen, wobei die Drucksteuervorrichtung angeordnet ist, um in dem Behälter einen im Wesentlichen konstanten voreingestellten Druck beizubehalten.
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Aus der
EP 0 754 630 A1 ist eine Verschlusskappe für Behälter, Gehäuse, Flaschen und dergleichen bekannt, die eine Druckausgleichsvorrichtung mit mindestens einer Membran aus einem flüssigkeitsundurchlässigen und feststoffundurchlässigen, jedoch gasdurchlässigen Material und ein Schwallschutzelement aus einem gasdurchlässigen Material zum Brechen des Schwalldruckes der Flüssigkeit und des Feststoffes auf die Membran aufweist. Gemäß dieser Schrift ist die Druckausgleichsvorrichtung vorgesehen, um im geschlossenen Zustand eines Behälters einen Druckausgleich zu liefern.
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Schließlich ist aus der
DE 20 2008 009 728 U1 ein Behälter zur Aufnahme von Flüssigkeiten bekannt, der einen Becher und eine Schutzfolie, die am oberen Becherrand befestigt ist sowie eine überstehende Lasche aufweist. An der Unterseite der Schutzfolie ist ein Draht angebracht, der an mindestens einer Stelle von außerhalb des Bechers erreichbar ist, um so ein einfaches Öffnen des Bechers zu ermöglichen.
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Bislang gibt es jedoch keine zuverlässige verpackungstechnologische Lösung, die den Austrag von Füllgut durch einen Kopfraumüberdruck verhindert.
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Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Verpackung sowie ein Gebinde, das eine Verpackung und ein in der Verpackung angeordnetes Füllgut aufweist, zu schaffen, die einen Austrag von Füllgut beim Öffnen der Verpackung zuverlässig verhindern.
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Diese Aufgabe wird durch eine Verpackung nach Anspruch 1 und ein Gebinde nach Anspruch 22 gelöst.
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Die vorliegende Erfindung schafft eine Verpackung mit folgenden Merkmalen:
einem ersten Verpackungsabschnitt, der einen Innenraum zum Enthalten von Füllgut aufweist; und
einem zweiten Verpackungsabschnitt, der in einem geschlossenen Zustand der Verpackung den Innenraum fluiddicht verschließt und in einem geöffneten Zustand der Verpackung eine Entnahme des Füllguts aus der Verpackung ermöglicht,
wobei der zweite Verpackungsabschnitt derart ausgebildet ist, dass beim Öffnen der Verpackung eine fluidische Verbindung zwischen dem Innenraum und der Umgebung an einem anfänglichen Öffnungsort erzeugt wird,
wobei ein Abscheider vorgesehen ist, der beim Öffnen der Verpackung ein Austreten von Gas aus dem Innenraum und dadurch einen Druckausgleich zwischen dem Innenraum und der Umgebung ermöglicht, und während des Druckausgleichs ein Austreten von Füllgut verhindert.
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Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung kann der Abscheider zwischen dem Innenraum und dem anfänglichen Öffnungsort, d. h. dem Ort, an dem beim Öffnen einer Verpackung die erste fluidische Verbindung zwischen Innenraum und Umgebung stattfindet, der auch als primärer Öffnungsort bezeichnet werden kann, vorgesehen sein. Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung kann der anfängliche Öffnungsort zwischen dem Abscheider und dem Innenraum vorgesehen sein.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung schaffen eine Gebinde, das eine derartige Verpackung und ein flüssiges, pulverförmiges oder granuliertes Füllgut, das in dem Innenraum angeordnet ist, aufweist, wobei ein Kopfraum, in dem Gas angeordnet ist, in dem Innenraum vorliegen kann.
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Das Vorsehen eines Abscheiders auf die erfindungsgemäße Weise ermöglicht, dass beim Öffnen eines Gebindes ein Druckausgleich zwischen Umgebung und Innenraum stattfindet, ohne dass Füllgut, wie z. B. Flüssigkeiten, pulverförmiges Füllgut oder granuliertes Füllgut, in die Umgebung verspritzt wird. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ermöglichen somit austragssichere Verpackungen, so dass der von einem verspritzten Füllgut ausgehende Schaden eliminiert werden kann. Ausführungsbeispiele der Erfindung beziehen sich auf Verpackungen, die einen Behälter und einen abziehbaren Deckel aufweisen, wie z. B. Becher oder Schalen oder Faltschachteln mit Deckel. Ausführungsbeispiele der Erfindung beziehen sich auf Beutelverpackungen mit Aufreißöffnung. Ausführungsbeispiele der Erfindung beziehen sich auf Verpackungen mit Schraubdeckel, Schnappdeckel, Kronkorken, Korken, Stöpsel oder dergleichen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung schaffen somit Verpackungen und Gebinde, die verhindern, dass beim Öffnen des Gebindes eine Kontamination der Umgebung stattfindet, so dass dadurch Kleidung, Inventar und Körperteile, insbesondere Augen, geschont werden können. Ausführungsbeispiele der Erfindung ermöglichen somit auch die Verpackung von Gefahrstoffen, wie z. B. Säuren oder anderen aggressiven Flüssigkeiten, in entsprechenden Gebinden. Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung kann der Abscheider in den ersten Verpackungsabschnitt und/oder den zweiten Verpackungsabschnitt integriert sein, so dass keine Zusatzkomponenten an der Verpackungsmaschine erforderlich sind, sondern der Abscheider durch ein entsprechend modifiziertes Formwerkzeug, das zur Herstellung der Verpackung verwendet wird, implementiert werden kann, was direkt auf alle bestehenden Linien wie Thermoform-Spritzguss und Form-Full-Siegel-Linien portiert werden kann.
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Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1a und 1b eine schematische Darstellungen von Ausführungsbeispielen der Erfindung;
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2 eine schematische Seitenansicht und Draufsicht eines Gebindes nach dem Stand der Technik;
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3 eine schematische Seitenansicht und Draufsicht eines Gebindes gemäß einem Ausführungsbeispiele der Erfindung;
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4a bis 4c vergrößerte Teilansichten zur Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung;
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5 eine schematische Draufsicht eines alternativen Ausführungsbeispiels der Erfindung;
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6a eine schematische Draufsicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung;
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6b eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels mit Kapillarabscheider;
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7 schematische Ansichten zur Erläuterung einer vorteilhaften Anordnung einer Fluidverbindung zwischen Innenraum und Abscheider bei Ausführungsbeispielen der Erfindung;
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8 bis 10 schematische Draufsichten zur Erläuterung weiterer Ausführungsbeispiele der Erfindung;
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11a bis 12b schematische Darstellungen von Ausführungsbeispielen der Erfindung, bei denen der zweite Verpackungsabschnitt durch einen Korken oder Drehverschluss gebildet ist; und
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13 eine schematische Darstellung, bei der die Verpackung eine Beutelverpackung ist.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung, die im Folgenden anhand detaillierter Ausführungsbeispiele beschrieben werden, betreffen das Gebiet von sicheren Verpackungen von Lebensmitteln und Bedarfsgegenständen, insbesondere das Gebiet von Verpackungen mit abziehbaren Deckeln, beispielsweise die Verpackung von Kaffeesahne und anderen Milchprodukten, aber auch die Verpackung weiterer Lebensmittel, wie Babynahrung, Tomatenpüree oder die Verpackung technischer Flüssigkeiten, wie motorreinigender Treibstoffzusätze und dergleichen. In diesem Zusammenhang werden nachfolgend insbesondere Verpackungen beschrieben, die Becher, Schalen oder Faltschachteln mit Abziehdeckeln aufweisen, Beutelverpackungen mit Aufreißöffnung, oder Verpackungen mit Schraubdeckel, Schnappdeckel, Kronkorken, Korken oder dergleichen. Es ist jedoch für Fachleute offensichtlich, dass das erfindungsgemäße Prinzip auf eine Vielzahl weiterer Verpackungen übertragen werden kann.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung ermöglichen austragssichere Verpackungen, bei denen von einem verspritzten Füllgut ausgehende Schäden eliminiert werden können. Insbesondere eignen sich somit Ausführungsbeispiele der Erfindung zur Verpackung von Füllgütern, die beispielsweise stark färben, wie z. B. Lebensmittel, wie Tomatensauce, Lebensmittel, die vor dem Verzehr erwärmt werden, wie Fertiggerichte und Babynahrung, oder ätzende Flüssigkeiten, wie Säuren oder Laugen. Ausführungsbeispiele der Erfindung ermöglichen insbesondere, ein Öffnen von Verpackungen, auch wenn eine Druckdifferenz zwischen Umgebung und Kopfraum der Verpackung vorliegt, wie dies beispielsweise aufgrund der Druckdifferenz zwischen Kabine in einem Flugzeug und Kopfraum der Verpackung der Fall sein kann, ohne dass beim Öffnen Füllgut ausgetragen wird. Einige Fluggesellschaften bieten beispielsweise Kaffeesahne in Bechern mit Abziehbechern an, wobei aufgrund der Druckdifferenz zwischen Kabine und Kopfraum der Verpackung die Deckel oftmals gebläht sind. Wird die Deckelfolie abgezogen, und ist die Öffnungsstelle mit Sahne benetzt, so wird diese durch die ausströmende Luft beschleunigt und aus der Verpackung ausgetragen. Als Folge sind in Flugzeugen der entsprechenden Fluggesellschaften die z. B. dunkelblauen Rückenlehnen mit weißen Kaffeesahneflecken gesprenkelt und müssen daher aus ästhetischen und hygienischen Gründen häufig gereinigt werden, wodurch unnötige Kosten entstehen. Eine vergleichbare Problematik kann auch in Restaurants auftreten, wobei durch die Erfindung ein erhöhter Arbeitsaufwand oder Kosten für eine Reinigung von Kleidung, die durch Füllgutspritzer, wie beispielsweise Kaffeesahnespritzer, verschmutzt wird, vermieden werden kann.
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Auch zahlreiche andere Lebensmittel werden in Verpackungen mit Abziehdeckeln verpackt, wie beispielsweise Salatdressing, Sauerrahm und Kefir. Alle genannten Produkte können durch Verspritzen erhöhten Arbeitsaufwand oder gar nachhaltigen Schaden durch Kontamination kostbarer Kleidung oder Inventar verursachen. Insbesondere bei Kefir wird durch in der Verpackung stattfindende Fermentation stets ein Überdruck erzeugt, wodurch das Öffnen des Gebindes nahezu immer mit Verspritzen von Kefir verbunden ist. Es wird ferner erwartet, dass in Zukunft Babynahrung nicht mehr in Gläsern, sondern vermehrt in Kunststoffbechern mit Abziehdeckeln produktschonend aseptisch verpackt in Verkehr gebracht wird. Da diese Babynahrung gewöhnlich vor dem Verzehr erwärmt wird, entsteht durch die sich ausdehnende Luft ein Kopfraumüberdruck, wobei Ausführungsbeispiele der Erfindung in einem solchen Fall den Austrag von Füllgut beim Öffnen verhindern können.
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Über dies ist es auch üblich, technische Flüssigkeiten in Verpackungen mit Abziehdeckel zu vertreiben, beispielsweise aggressive Reinigungsmittel für Motoren. Ein Verspritzen derartiger Flüssigkeiten birgt die Gefahr, dass Haut oder Augen mit der Flüssigkeit kontaminiert werden können, was Reizungen und gesundheitliche Schäden zur Folge haben kann. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ermöglichen eine austragssichere Verpackung von solchen Flüssigkeiten, so dass die genannten Gefahren beseitigt sind.
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Die 1a und 1b zeigen schematische Darstellungen zur Erläuterung des der Erfindung zugrunde liegenden Konzepts anhand zweier Ausführungsbeispiele.
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Die Verpackung umfasst einen ersten Verpackungsabschnitt, der durch einen Behälter, wie z. B. einen Becher gebildet ist. Der Behälter 10 weist einen Innenraum 12 auf, der bis zu einem Füllstand 14 mit einem Füllgut 16 gefüllt ist, so dass ein Kopfraum 18 entsteht. Ein zweiter Verpackungsabschnitt ist durch einen abziehbaren Deckel 20 gebildet. Wird der abziehbare Deckel geöffnet, so entsteht eine fluidische Verbindung zwischen dem Innenraum 12 und der Umgebung 22 an einer zuerst geöffneten Stelle 24, die in 1a als Ventil dargestellt ist. Zwischen dem Innenraum und der zuerst geöffneten Stelle 24, die auch als anfänglicher Öffnungsort bezeichnet werden kann, ist ein Abscheider 26 vorgesehen.
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Wird der Deckel 20 geöffnet und herrscht in dem Kopfraum 18, der mit Gas gefüllt ist, relativ zur Umgebung 22 ein Überdruck, so findet eine Kopfraumentlüftung durch den Abscheider 26 statt, wie durch einen Pfeil 28 in 1a dargestellt ist. Der Abscheider 26 ist ausgebildet, um ein bei dieser Entlüftung vom ausströmenden Gas transportiertes Füllgut zurückzuhalten. Der Abscheider 26 kann hierzu auf beliebige geeignete Weise ausgebildet sein, beispielsweise als Zentrifugalabscheider, als Kapillarabscheider, als Abscheider mit Filter oder saugfähiger Matrix, als Abscheider mit Füllgutaufnahmebereich, dessen Volumen druckabhängig ist, als Abscheider mit mechanischen Elementen oder Stoffen zum Zerstören von Schaum, oder mit einem Fluidkanal mit gekrümmtem oder mäanderförmigem Verlauf.
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Durch das Vorsehen des Abscheiders 26 zwischen der zuerst geöffneten Stelle 24 und dem Innenraum 12 des Behälters 10 kann auf sichere Weise verhindert werden, dass beim Öffnen der Verpackung Füllgut austritt.
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Bei alternativen Ausführungsformen kann das Ventil, d. h. die zuerst geöffnete Stelle, auch zwischen Innenraum und Abscheider angeordnet sein, solange sichergestellt ist, dass ein Gasstrom zum Verlassen der Verpackung den Abscheider durchströmt. Eine solche alternative Ausführungsform ist schematisch in 1b gezeigt. Auch hier findet eine Kopfraumentlüftung durch den Abscheider 26 statt, wie durch den Pfeil 28 angedeutet ist. Hierbei können zwischen dem Ventil 24 und dem Abscheider 26 Fluidikstrukturen vorgesehen sein, die sicherstellen, dass der Gasstrom hinter dem Ventil den Abscheider 26 durchströmt.
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Bei Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann somit der Abscheider zwischen dem Innenraum und dem anfänglichen Öffnungsort vorgesehen sein, während bei alternativen Ausführungsbeispielen der Erfindung der anfängliche Öffnungsort zwischen Abscheider und Innenraum vorgesehen sein kann.
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Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in Form eines Bechers mit einem Abziehdeckel wird nachfolgend Bezug nehmend zunächst auf die 2 und 3 erläutert.
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In 2 ist eine Verpackung nach dem Stand der Technik gezeigt, in Form eines Bechers 1000 mit Abziehdeckel 1002. Der Becher 1000 weist einen Siegelrand 1004 auf, an dem der Abziehdeckel 1002 mit dem Becher 1000 verbunden ist. Ein Bereich des Siegelrands 1004 weist eine Ausbauchung 1006 auf, über der eine Aufziehlasche 1008 des Abziehdeckels 1002 angeordnet ist. An dieser Stelle sei angemerkt, dass Deckel in den Draufsichten hierein jeweils teilweise durchsichtig dargestellt sind, so dass der darunter angeordnete Strukturen zu erkennen sind.
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In dem Behälter 1000 ist ein flüssiges Füllgut 1010, beispielsweise Kondensmilch, bis zu einem Füllstand 1012 angeordnet, so dass ein mit Gas gefüllter Kopfraum 1014 vorliegt. Zwischen Abziehdeckel 1002 und Behälter 1000 ist, wie in 2 dargestellt ist, eine Zwickelflüssigkeit 1016 durch Kapillarkräfte gehalten.
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Beim Öffnen der in 2 gezeigten Verpackung durch Aufziehen der Aufziehlasche 1008 findet eine fluidische Verbindung zwischen Innenraum der Verpackung und Umgebung an einer zuerst geöffneten Stelle 1018 statt. Diese Stelle kann als Ventil betrachtet werden, wobei nach dem Öffnen des Ventils bei einem in dem Kopfraum 1014 gegenüber der Umgebung herrschenden Überdruck ein Gasstrom 1020 auftritt, durch den der Kopfraum 1014 entlüftet wird, um den Überdruck auszugleichen. Durch diesen Gasstrom wird Flüssigkeit der Zwickelflüssigkeit 1016 ausgetragen, wie durch einen Flüssigkeitstropfen 1022 in 2 gezeigt ist. Durch diesen Gasaustrag kann es zur Kontamination der Umgebung kommen.
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3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem ein solcher Austrag verhindert ist, indem ein Abscheider in einem Siegelrand, an dem Abziehdeckel und Becher verbunden sind, implementiert ist, z. B. als kanalförmige Vertiefung, die in dem Siegelrand verläuft.
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In 3 ist eine Verpackung gezeigt, die einen Becher 30 mit einem Siegelrand 32 aufweist, der strukturiert ist, um einen Flüssigkeitsabscheider zu implementieren. Ein Abziehdeckel 34 ist im verschlossenen Zustand der Verpackung mit dem Siegelrand verbunden, so dass ein Innenraum 36 der Verpackung fluiddicht abgeschlossen ist. Der Siegelrand 32 weist eine Ausbauchung 38 auf, über der eine Aufziehlasche 40 des Abziehdeckels 34 angeordnet ist. Durch Ziehen an der Aufziehlasche 40 und dadurch bedingtes Abziehen des Abziehdeckels 34 von dem Becher 30 kann die Verpackung geöffnet werden.
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Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein Abscheider 42 durch in den Siegelrand 32 eingeformte Fluidikstrukturen implementiert. Die Fluidikstrukturen weisen eine Kapillare 44 auf, die an einem Ende in den Innenraum 36 mündet und an einem anderen Ende in einen bogenförmigen Fluidkanal 46 mündet. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die äußere Form des Bechers 30 kreisförmig, wobei der Fluidkanal 46 ringförmig um Abschnitte des äußeren Umfangs des Bechers 30 verläuft. Der Fluidkanal 46 mündet an dem von der Kapillare 44 entfernten Ende in eine Vertiefung 48, die in der Ausbauchung 38 und somit unterhalb der Aufziehlasche gebildet ist. Der Deckel ist in Bereichen des Siegelrands, in denen keine Fluidikstrukturen bzw. Fluidkanäle gebildet sind, mit dem Siegelrand verbunden, wie nachfolgend beispielsweise Bezug nehmend auf die 8 und 9 näher erläutert wird.
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Der Becher 30 ist bis zu einem Füllstand 52 mit einem flüssigen Füllgut 50 befüllt. In einem Kopfraum 54 befindet sich Gas. Zwickelflüssigkeit 56 ist am oberen Rand, wo Abziehdeckel 34 und Becher 30 verbunden sind, durch Kapillarkräfte und den Gegendruck im nicht belüfteten Abscheiders gehalten.
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Wird nun der Deckel 34 zum Öffnen der Verpackung abgezogen, so tritt eine fluidische Verbindung zwischen Innenraum 36 und Umgebung an einer zuerst geöffneten Stelle 58 auf. Genauer gesagt findet die fluidische Verbindung über die Kapillare 44, den Fluidkanal 46 und die Vertiefung 48 statt. Über diese Kanalstrukturen findet ein Gasstrom 60 vom Innenraum zur Umgebung statt, wenn im Kopfraum 54 gegenüber der Umgebung ein Überdruck herrscht. Der Gasstrom findet somit durch den Abscheider 42 statt, so dass in dem Gasstrom transportiertes Füllgut aufgrund seiner höheren Masse zentrifugal am äußeren Rand des Fluidkanals 46 und zusätzlich aufgrund seiner trägen Masse in die Vertiefung 48 geschleudert und dort abgeschieden wird. Somit kann ein Flüssigkeitsaustrag zuverlässig verhindert werden. Ferner kann der Kanal 42 so ausgestaltet sein, dass ein Teil der zentrifugal abgeschiedenen Flüssigkeit dort bereits durch Kapillarkräfte zurückgehalten wird, wie beispielsweise Bezug nehmend auf 6b unten erläutert wird.
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In 3 ist somit eine fertigungstechnisch vorteilhafte Ausführung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung dargestellt, wobei insbesondere die monolithische Integration des Abscheiders in dem Bereich des Siegelrands der Verpackung vorteilhaft ist. Wie gezeigt ist, ist der Abscheider als eine in dem Siegelrand befindliche Vertiefung zwischen Kopfraumentlüftung, die durch das in dem Innenraum 36 mündende Ende der Kapillare 44 gebildet ist, und zuerst geöffneter Stelle 58, die als Ventil bezeichnet werden kann, gebildet. Diese Vertiefung weist geeignete Strukturen auf, um das vom ausströmenden Gas mitgenommene Füllgut zu separieren. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist auch das Ventil, d. h. die zuerst geöffnete Stelle, als integraler Bestandteil der Verpackung ausgestaltet, in dem das ventilseitige Ende des Abscheiders unter der Aufziehlasche 40 platziert ist. Bei einer derartigen Ausführung entstehen durch die Implementierung des Abscheiders im Wesentlichen keine zusätzlichen Fertigungskosten oder technologische Anforderungen an die Verpackungsmaschine, da lediglich das Formwerkzeug angepasst werden muss.
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Bei dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Abscheider durch eine zwischen Kopfraumentlüftung und Ventil befindliche Vertiefung, die entlang des Siegelrands zwischen Deckel und Behälter verläuft, gebildet. Es ist für Fachleute jedoch offensichtlich, dass andere Ausgestaltungen des Abscheiders möglich sind. Beispielsweise kann sich der Abscheider über den halben oder ganzen Umfang des Siegelrands erstrecken. Der Abscheider kann sich jedoch auch lediglich im Bereich der Aufziehlasche des Deckels befinden. Der Abscheider kann als Vertiefung im Becherteil des Siegelrands implementiert werden, er kann aber auch als Erhöhung des Deckels ausgebildet werden, oder durch eine Kombination von Vertiefungen im Siegelrand des Bechers und Erhöhungen im Deckel.
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Um das vorzeitige Befüllen des Abscheiders mit Zwickelflüssigkeit zu verhindern, kann der Abscheider über eine oder mehrere Kapillaren mit dem Kopfraum verbunden sein, wobei diese über ein oder mehrere geometrische Ventile, z. B. in Form einer Fischgrätenstruktur, mit dem Abscheider verbunden sein können. Die Kapillare muss einen ausreichenden Querschnitt besitzen, um den Druckausgleich schnell genug zu ermöglichen, bevor der Deckel so weit aufgezogen ist, dass der Kopfraum unter Umgehung des Abscheiders in Kontakt mit der Umgebung kommt. Ein Beispiel für eine solche Kapillare ist die in 3 gezeigte Kapillare 44, über die der Fluidkanal 46 des Abscheiders 42 mit dem Innenraum 36 fluidisch verbunden ist.
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Bei dem Bezug nehmend auf 3 beschriebenen Ausführungsbeispiel ist darauf zu achten, dass die Strukturen des Abscheiders tief genug sind, um beim Aufbringen des Deckels beim Verschließen der Verpackung durch ein Siegelverfahren ein Verstopfen der Fluidikstrukturen durch aufgeschmolzenes Polymer oder Klebstoff zu vermeiden. Hierbei kann die angesprochene Kapillare an der Stelle der Kopfraumentlüftung so aufgeweitet sein, dass sie beim Aufbringen eines Deckels nicht verschlossen wird.
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Mögliche Ausführungsformen bzw. Ausgestaltungen von Kapillarstrukturen, die den Kopfraum mit dem Abscheider fluidisch verbinden, werden nun Bezug nehmend auf die 4a bis 4c beschrieben.
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4a zeigt schematisch einen Abschnitt eines Siegelrands 62, in dem eine Fluidikstruktur 64 eines Abscheiders und ein kapillarer Fluidkanal 66, der die Fluidikstruktur 64 des Abscheiders mit einem Kopfraum 68 eines Innenraums eines Behälters 70 fluidisch verbindet, gebildet sind. 4b zeigt schematisch eine teilweise Querschnittansicht dieser Anordnung. In 4b ist ferner ein Deckel 72, der zusammen mit dem Behälter 70 eine Verpackung bildet, dargestellt, wobei der Deckel 72 zusammen mit dem Siegelrand 62 die entsprechenden Fluidikstrukturen bildet, d. h. den kapillaren Fluidkanal 66 sowie die Fluidikstruktur 64 des Abscheiders. Wie in 4b gezeigt ist, ist der Behälter 70 bis zu einem Füllstand 74 mit einem flüssigen Füllgut 76 gefüllt. Zwickelflüssigkeit 78 ist wiederum am Verbindungsort von Deckel 72 und Behälter 70 angeordnet, wobei die Zwickelflüssigkeit 78 den kapillaren Fluidkanal 66 füllt. Am Übergang von kapillarem Fluidkanal 66 zu Fluidikstruktur 64 ist ein geometrisches Ventil 80 gebildet. Der Bereich 82, in dem der kapillare Fluidkanal 66 in den Kopfraum 68 mündet, ist aufgeweitet, um sicherstellen zu können, dass die Kopfraumentlüftung nicht durch beim thermischen Siegeln aufschmelzendes Material verstopft wird. An dem geometrischen Ventil 80 bildet sich ein Flüssigkeitsmeniskus 84 aus, dessen Oberflächenspannung verhindert, dass der Abscheider sich mit flüssigem Füllgut füllt.
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Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung kann der kapillare Fluidkanal 66 zusammen mit dem Abscheider als hydropneumatisches Ventil wirken. Die Fluidikstrukturen 64 des Abscheiders sind im geschlossenen Zustand der Verpackung mit Ausnahme des kapillaren Fluidkanals 66 fluiddicht abgeschlossen. Somit kann in der Fluidikstruktur des Abscheiders angeordnetes Gas nicht entweichen, wenn Flüssigkeit in den kapillaren Fluidkanal 66 eindringt, so dass, auch wenn ein Überdruck in dem Kopfraum 68 die durch die Oberflächenspannung am Meniskus erzeugte Kraft übersteigen würde, ein weiteres Eindringen von Flüssigkeit in die Fluidikstruktur des Abscheiders verhindert wird, da das in dem Abscheider befindliche Gas einen entsprechenden Gegendruck erzeugt.
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Das Flussquerschnittsprofil des kapillaren Fluidkanals und/oder von Fluidikstrukturen des Abscheiders kann vorteilhafterweise asymmetrisch ausgestaltet werden, um das Ausbilden eines Gasstroms durch Bereiche, die zunächst durch kapillar anhaftendes Füllgut, wie z. B. Flüssigkeit, verschlossen waren, zu erleichtern. Beispiele für in Tiefenrichtung asymmetrisch ausgestaltete Fluidkanäle sind in 4c gezeigt.
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Bezug nehmend auf 5 wird nun ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, bei dem der Abscheider im Bereich der Aufziehlasche angeordnet ist. 5 zeigt wiederum schematisch eine Draufsicht auf eine Verpackung in der Form eines Bechers 30 mit einem Abziehdeckel 34, die sich lediglich hinsichtlich des Abscheiders von der Verpackung, wie sie in 3 gezeigt ist, unterscheidet. Somit werden Bezug nehmend auf die 5 lediglich die sich hierdurch ergebenden Unterschiede erläutert. Wiederum ist der Abziehdeckel 34 zumindest teilweise transparent dargestellt, um die darunterliegenden Strukturen erkennen zu können.
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Bei dem in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein Abscheider durch eine in der Ausbauchung 38 des Siegelrands 32 gebildete Vertiefung 90, die durch Höhenlinien dargestellt ist, gebildet. Ein kapillarer Fluidkanal 92 verbindet die Vertiefung 90 fluidisch mit dem Innenraum 54 und mündet an einem Kopfraumentlüftungsort 94 in den Innenraum 54. Wie in 5 gezeigt ist, ist eine Sollbruchstelle 96 im Siegelrand 32 unterhalb der Aufziehlasche 40 des Abziehdeckels 34 vorgesehen, wodurch ein Abziehen des Deckels 34 erleichtert wird. Entsprechende Sollbruchstellen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Die Sollbruchstelle kann bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dazu eingesetzt werden, die Fluidikstrukturen, d. h. den Belüftungskanal, des Abscheiders an einer definierten Stelle zu öffnen, nämlich an der in 5 gezeigten Stelle 98, die die Stelle darstellt, an der zuerst eine fluidische Verbindung zwischen Innenraum und Umgebung beim Öffnen der Verpackung auftritt. Bei diesem Öffnen tritt, bei einem Überdruck in dem Innenraum 54, ein Gasstrom 100 durch die Fluidikstrukturen des Abscheiders auf, wie durch die gepunktete Linie in 5 gezeigt ist. Durch diesen Gasstrom 100 mitgerissenes Füllgut, beispielsweise von der Zwickelflüssigkeit 56, wird in dem als Vertiefung 90 ausgebildeten Abscheider durch die Trägheit dessen Masse zentrifugal abgeschieden. Wenn der Abscheider im Bereich der Aufziehlasche positioniert ist, kann die abgeschiedene Flüssigkeit beim Öffnen des Deckels ebenfalls verspritzt werden. Daher kann vorteilhafterweise der eben beschriebene Abscheider auch direkt im Anschluss an die Kapillare positioniert sein, in einem Bereich, in dem der Deckel nicht abgezogen wird, wie beispielsweise Bezug nehmend auf 10 näher erläutert wird.
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Der Abscheider kann durch ein Einbringen entsprechender Vertiefungen oder Strukturen derart ausgestaltet werden, dass die Trennung von Füllgut, insbesondere von Flüssigkeit und Gasphase gefördert wird. Ein Beispiel für entsprechende Strukturen ist in 6a gezeigt. Wie in 6a gezeigt ist, weist der Abscheider bei diesem Ausführungsbeispiel zusätzlich zu der Vertiefung 90 Strukturen 102 auf, die ein Abscheiden von Füllgut 104 aus dem Gasstrom 100 zusätzlich fördern. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei diesen Strukturen um radial außenliegende Ausbauchungen 106 in einem bogenförmigen Fluidkanal 108, so dass aufgrund von Zentrifugalkräften mit dem Gasstrom 100 mitgerissenes Füllgut in den Ausbauchungen aufgefangen wird. Bei dem in 6a gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Abscheider die Vertiefung 90 und die Strukturen 102 auf. Bei alternativen Ausführungsbeispielen kann der Abscheider lediglich die Strukturen 102 aufweisen.
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6b zeigt schematisch eine Draufsicht D, einen vergrößerten Ausschnitt V und eine abschnittsweise Querschnittdarstellung Q eines Ausführungsbeispiel mit einem kapillaren Abscheider. Wie in der Draufsicht D zu erkennen ist, weist ein Abscheider 42a einen Kanal 46a auf, der beispielsweise einen Flussquerschnitt aufweisen kann, wie er in der Querschnittdarstellung Q gezeigt ist. Der Flussquerschnitt verjüngt sich nach außen und ist beispielsweise spitz zulaufend. Bewegt sich ein Luftstrom 100 durch den Kanal 46a, so wird mit dem Luftstrom mitgetragene Flüssigkeit 104a in dem radial äußeren Bereich des Kanals 46a zentrifugal und kapillar abgeschieden. Zumindest der äußere Bereich des Kanals 46a hat dabei solche Abmessungen, dass auf die Flüssigkeit wirkende Zentrifugal- und/oder Kapillarkräfte größer sind als durch den Luftstrom 100 bewirkte Kräfte, so dass die Flüssigkeit im Kanal 46a abgeschieden wird.
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Bezug nehmend auf 7 wird nun eine vorteilhafte Anordnung der Kopfraumentlüftung, d. h. der Stelle, an der die Kapillare in den Kopfraum mündet, bei dem Ausführungsbeispiel, das in 3 gezeigt ist, beschrieben. Die Kapillare 44 mündet an einer Stelle 110 in den Kopfraum 36.
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Drei mögliche Ausrichtungen des Gebindes beim Öffnen desselben sind rechts in 7 dargestellt. Ein Pfeil 110 kennzeichnet die Aufziehlasche zur Öffnung des Abziehdeckels. Die beiden oberen Ausrichtungen, die mit den Nummern 1 und 2 gekennzeichnet sind, sind häufig, während die untere Ausrichtung, die mit Nummer 3 bezeichnet ist, ungewöhnlich ist. Beim Entlüften sollte der Kopfraumentlüftungsort nicht in Kontakt mit dem Füllgut 50 stehen, sondern mit dem Kopfraum 54. Um dies bei gewöhnlichen Ausrichtungen der Verpackung beim Öffnen mit überwiegender Wahrscheinlich sicherzustellen, sollte die Position 110 der Kopfraumentlüftung so gewählt werden, dass typischen Ausrichtungen beim Öffnen Rechnung getragen wird. Vorteilhafte Positionen 110 der Kopfraumentlüftung liegen daher in einem Bereich von 0° (bzw. 360°) ± 45°. Dieser Winkelbereich ist durch Positionsmarken ”A” und ”B” in der rechten Darstellung in 7 gezeigt. Im Gegensatz dazu stellt die in 7 gezeigte Positionsmarke ”C” eine ungünstige Position dar.
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Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung kann der Abscheider auch über mehr als eine Kopfraumentlüftung mit dem Kopfraum verbunden werden, wobei zu diesem Zweck mehrere kapillare Fluidkanäle, die fluidisch parallel geschaltet sind, vorgesehen sein können.
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8 zeigt schematisch eine Siegelnaht 120 für das Ausführungsbeispiel einer Verpackung, das in 3 gezeigt ist. Die Siegelnaht 120 ist dabei in 8 schraffiert dargestellt. Die Siegelnaht 120 stellt die Bereiche des Deckels dar, die mit dem Siegelrand 32 des Behältnisses verbunden werden bzw. sind. Wie in 8 zu erkennen ist, muss insbesondere im Bereich der Aufziehlasche 40 und der Ausbauchung 38 des Siegelrands 32 die Siegelnaht 120 nicht die gesamte Fläche der Aufziehlasche umfassen, wie durch einen Bereich 122 angedeutet ist. Dadurch kann das Aufziehen des Deckels für einen Benutzer erleichtert werden.
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9 zeigt schematisch die Siegelnaht 120 bei einer alternativen Ausführungsform mit einer Sollbruchstelle 96. Wie in 9 gezeigt ist, sind bei dieser Ausführungsform die in dem Siegelrand 32 gebildeten Fluidikstrukturen im Bereich der Ausbauchung 38 derart ausgestaltet, dass sich im Bereich der Sollbruchstelle 96 ein definierter initialer Öffnungspunkt 98 ergibt, vergleichbar zu dem in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel. Zum Öffnen der Verpackung wird die Sollbruchstelle 96 im Bereich der Ausbauchung 38 des Behälters 30 gebrochen, so dass der abgebrochene Teil zusammen mit dem Deckel abgezogen werden kann, wie wiederum durch einen Pfeil 110 in 9 angedeutet ist. Dadurch kann der Ort des initialen Öffnungspunktes, d. h. das Ventil, exakt definiert werden. Überdies gibt es hier zwischen dem Knicken an der Sollbruchstelle 96 und dem Aufziehen des Deckels eine kleine Pause, die genügt, um einen wohl definierten Druckausgleich über den Abscheider 42 sicherstellen zu können.
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10 zeigt schematisch eine Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem zwei Abscheider fluidisch parallel angeordnet sind. Gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente sind in 10 mit den gleichen Bezugszeichen wie in 3 bezeichnet. 10 zeigt ein erstes Abscheidersystem 130, das an einem ersten Kopfraumentlüftungsort 132 in den Kopfraum 54 mündet, und ein zweites Abscheidersystem 134, das an einem zweiten Kopfraumentlüftungsort 136 in den Kopfraum 54 mündet. Eine Sollbruchstelle 96 kann vorgesehen sein, so dass beim Öffnen der Verpackung definierte anfängliche Öffnungsorte vorliegen, wie durch Ventile 138 und 140 in 10 angedeutet ist. Die Kopfraumentlüftungsorte 132 und 136 sind voneinander beabstandet, so dass bei unterschiedlichen Lagerungen der Verpackung jeweils nur einer oder keiner der Kopfraumentlüftungsorte mit Füllgut in Kontakt kommt. In 9 ist beispielsweise ein Fall dargestellt, bei dem sich, beispielsweise aufgrund einer nicht orthogonalen Lagerung des Gebindes, das zweite Abscheidersystem 130 mit Füllgut befüllt hat, so dass eine Belüftung über das nicht befüllte Abscheidersystem 130 erfolgt, da dieses einen geringeren fluidischen Widerstand hat. Dies ist durch den Gasstrom 100 in 10 angedeutet. Durch ein entsprechendes Vorsehen einer Mehrzahl von Abscheidern mit unterschiedlichen Kopfraumentlüftungsorten kann somit eine Redundanz geschaffen werden, die auch bei unsachgemäßer Lagerung bzw. Öffnung der Verpackung einen Austrag von Füllgut beim Öffnen sicher verhindern kann.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem der erste Verpackungsabschnitt eine Flasche und der zweite Verpackungsabschnitt ein Korken ist, wird nun Bezug nehmend auf die 11a und 11b gezeigt. 11a zeigt die entsprechende Verpackung im geschlossenen Zustand, während 11b die Verpackung während des Öffnen zeigt. Im geschlossenen Zustand verschließt ein Korken 150 einen Flaschenhals 152 in üblicher Weise. In den Korken 150 ist ein Flüssigkeitsabscheider 154 integriert. Der Abscheider 154 ist über einen Fluidkanal 156 mit einer Fluidöffnung 158 fluidisch gekoppelt, die im geschlossenen Zustand mit einem Innenraum 160 der Flasche fluidisch verbunden ist. Ein zweiter Fluidkanal 162 ist vorgesehen, über den der Abscheider mit einer zweiten Fluidöffnung 164 gekoppelt ist. Wie in 11a gezeigt ist, ist die zweite Fluidöffnung 164 im verschlossenen Zustand der Verpackung durch den Flaschenhals 152 verschlossen. Wird nun der Korken 150 aus der Flasche gezogen, so gibt der Flaschenhals 152 die zweite Fluidöffnung 164 frei, so dass ein Gasströmungsweg 100 durch den Fluidkanal 156, den Abscheider 154 und den Fluidkanal 162 entsteht. Dadurch kann während des Öffnen eine Entlüftung durch den Abscheider 154 stattfinden, wobei in dem Gasstrom 100 transportierte Flüssigkeit in dem Abscheider abgeschieden wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann der Abscheider 154 vorzugsweise schaumzerstörende Elemente bzw. Materialien beinhalten, so dass im Gasstrom transportierte Flüssigkeit zuverlässig aus dem Füllgut-Gas-Gemisch (beispielsweise Schaum) abgeschieden werden kann. Ein entsprechender Verschluss kann beispielsweise als Schraubverschluss, Korken oder Kronverschluss ausgestaltet sein. Somit kennen Ausführungsbeispiele der Erfindung insbesondere auch Flaschen für schäumende Getränke umfassen.
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Ein alternatives Ausführungsbeispiel, das für einen Drehverschluss geeignet ist, ist in den 12a und 12b gezeigt, wobei 12a die Verpackung im verschlossenen Zustand zeigt, während 12b die Verpackung während eines Öffnungsvorgangs durch ein Drehen eines Verschlusses 150' zeigt, wie durch einen Pfeil 170 angedeutet ist. Wie dargestellt ist, weist der Flaschenhals 152 einen Durchlass 152a am oberen Rand desselben auf, so dass bei einer Drehung des Verschlusses 150' die zweite Fluidöffnung 164 mit dem Durchlass 152a ausgerichtet wird, so dass eine Entlüftung über den Abscheider 154 erfolgen kann, wie wiederum durch einen Gasstrom 100 angedeutet ist. Auch hier kann der Abscheider 154 wiederum integriert einen Schaumzerstörer aufweisen. Ein Anwendungsgebiet für das Ausführungsbeispiel, wie es in den 12a und 12b gezeigt ist, können beispielsweise Behälter für gesundheitsschädliche oder giftige Füllgüter in Verpackungen, die unter Druck stehen können, sein.
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Der Abscheider 154, wie er in den 11a bis 12b gezeigt ist, kann einen beliebigen geeigneten Aufbau haben, wobei er beispielsweise durch einen zentrifugalen Abscheider, ein Filter oder einen Abscheider mit einem Aufbau, wie er in 13 gezeigt ist, implementiert sein kann.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung in Form einer Beutelverpackung 200 wird nachfolgend Bezug nehmend auf 13 beschrieben. Die Beutelverpackung 200 umfasst einen ersten Verpackungsabschnitt 202 und einen zweiten Verpackungsabschnitt 204. Eine Aufreißöffnung 206 ist zwischen dem ersten Verpackungsabschnitt 202 und dem zweiten Verpackungsabschnitt 204 vorgesehen. Um die Beutelverpackung 200 zu öffnen, wird dieselbe entlang einer Aufreißlinie 208 aufgerissen. Der erste Verpackungsabschnitt 202 weist einen Innenraum 213 auf, der bis zu einer Füllhöhe 210 mit einem Füllgut 212 befüllt ist, so dass oberhalb der Füllhöhe 210 ein Kopfraum 214, der leer oder begast sein kann, gebildet ist. In dem zweiten Verpackungsabschnitt 204, der beim Aufreißen von dem ersten Verpackungsabschnitt 202 zumindest teilweise entfernt wird, ist ein Abscheider 216 gebildet. Der Abscheider 216 weist eine mäanderförmige Fluidikstruktur auf, wobei an jeweiligen Prallhängen der mäanderförmigen Fluidikstruktur Ausbuchtungen 216a vorgesehen sind. Die Fluidikstruktur des Abscheiders ist über eine Kopfraumentlüftung 218, die beispielsweise wiederum ein kapillarer Kanal sein kann, mit dem Kopfraum 214 verbunden.
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Wird die Beutelverpackung geöffnet, indem dieselbe an der Aufreißöffnung 206 aufgerissen wird, so stellt ein Ort 220 einen anfänglichen Öffnungsort dar, der eine fluidische Verbindung zwischen der Umgebung und dem Innenraum der Beutelverpackung über die Fluidikstrukturen des Abscheiders 216 und den Kanal 218 erzeugt. Somit findet zum Druckausgleich zwischen Kopfraum 214 und Umgebung ein Gasstrom durch den Abscheider 216 statt, so dass in dem Gasstrom transportiertes Füllgut insbesondere in den Ausnehmungen 216a der mäanderförmigen Fluidikstruktur des Abscheiders 216 zurückbleibt.
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Ausführungsbeispiele für Beutelverpackungen sind beispielsweise Schlauch- oder Standbeutelverpackungen. Standbeutelverpackungen finden beispielsweise Anwendung zur Verpackung von Oliven, Tiernahrung, Erfrischungsgetränken, Flüssigwaschmittel, Flüssigseife und anderen Gütern.
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Bei Beutelverpackungen kann alleine durch deren Handhabung im Innenraum ein Überdruck gegenüber der Umgebung entstehen, indem die Verpackung beim Festhalten gequetscht wird. Wird die Verpackung geöffnet, beispielsweise an der vorgesehenen Aufrissstelle 206 aufgerissen, so kann an dieser Stelle direkt Füllgut austreten. Um dies zu verhindern, ist bei Ausführungsbeispielen der Erfindung der Abscheider 216 zwischen der Aufreißöffnung 206 und dem Kopfraum 214 vorgesehen. Neben dem in 13 gezeigten Ausführungsbeispiel gibt es hier unterschiedliche Ausgestaltungsmöglichkeiten für den Kopfraum und den Abscheider. In einem bevorzugten Fall sind Kopfraum und Abscheider mit Gas gefüllt, so dass beim Öffnen der Verpackung der Druckausgleich durch Ausströmen von Gas erfolgt. In einem anderen Fall ist es möglich, dass der Kopfraum und der Abscheider der Verpackung nicht gefüllt sind, weder mit Gas noch mit Füllgut, sondern derselbe aus einer aufweitbaren Struktur besteht, die beim Verpacken noch nicht befüllt wird. Diese Struktur kann durch einen fluidischen Engpass vom Füllgut getrennt sein. Durch einen erhöhten Druck auf das Füllgut beim Öffnen der Verpackung befüllt sich auf diese Weise zunächst die aufweitbare Struktur mit Füllgut, worüber ein Druckausgleich erfolgt. Beim Öffnen tritt somit an der Aufreißöffnung weniger oder kein Füllgut aus. Bei flüssigen Füllgütern kann es vorteilhaft sein, das Niveau der Kopfraumentlüftung unterhalb der Aufreißlinie anzubringen, wie dies bei dem Ausführungsbeispiel in 13 gezeigt ist, bei der die Kopfraumentlüftung um den Abstand Δh unterhalb der Aufreißlinie angebracht ist.
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Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung schaffen somit eine Verpackung, ein Gebinde oder Teile davon, die derart ausgebildet sind, dass Füllgut beim Öffnen des Gebindes von mindestens einem Abscheider zurückgehalten wird, um beispielsweise den Austrag des Füllgutes in die Umgebung zu verhindern. Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung kann der Abscheider als integraler Bestandteil der Verpackung ausgestaltet sein. Bei Ausführungsbeispielen kann der Abscheider zwischen dem Innenraum des Gebindes und dem primären Öffnungsort des Gebindes, der als Ventil bezeichnet werden kann, lokalisiert sein. Der Abscheider kann als im Behältnis integrierte Struktur ausgeführt sein, beispielsweise als Vertiefung in dem Behältnisteil, der mit dem Deckel bzw. Verschluss in Kontakt steht, beispielsweise im Siegelrand. Bei Ausführungsbeispielen kann der Abscheider als im Deckel oder Verschluss der Verpackung integrierte Struktur ausgeführt sein. Alternativ kann der Abscheider als im Behältnis und im Deckel bzw. Verschluss der Verpackung integrierte Struktur ausgeführt sein.
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Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung führt ein von dem Abscheider kommender Kanal zu einem primären, d. h. anfänglichen, Öffnungsort der Verpackung, so dass beim Öffnen der Verpackung zunächst dieser Kanal mit der Umgebung verbunden wird, noch bevor die zur Entnahme des Füllguts vorgesehene Öffnung der Verpackung geöffnet wird.
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Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung endet ein von dem Abscheider kommender Kanal unter einer Aufziehlasche eines Abziehdeckels, so dass er beim Aufziehen des Deckels mit der Umgebung verbunden wird, noch bevor durch weiteres Aufziehen des Deckels der Kopfraum des Gebindes geöffnet wird. Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung endet ein vom Abscheider kommender Kanal an einer Aufreißstelle eines Beutels, so dass er beim Aufreißen mit der Umgebung verbunden wird, noch bevor der Innenraum der Beutelverpackung durch weiteres Aufreißen der Verpackung direkt mit der Umgebung verbunden wird. Bei alternativen Ausführungsbeispielen der Erfindung wird bei einem mit Korken, Stöpsel oder Schraubdeckel verschlossenen Behältnis ein von dem Abscheider kommender Kanal beim Öffnen des Deckels zuerst mit der Umgebung verbunden, noch bevor durch vollständiges Öffnen des Deckels das Behältnis geöffnet wird.
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Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung ist eine Kopfraumentlüftung über mindestens eine Kapillare und/oder mindestens ein geometrisches Ventil mit dem Abscheider verbunden, um im ungeöffneten Zustand des Gebindes die Befüllung des Abscheiders mit Füllgut zu verhindern.
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Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung ist der Abscheider nach dem Prinzip eines Zentrifugalabscheiders ausgeführt, der mindestens einen Bereich aufweist, in dem bevorzugt Füllgut mit einer höheren Dichte zurückgehalten wird, das von ausströmenden Gas mit einer geringeren Dichte abgetrennt wurde, sowie mindestens einem Bereich, in dem bevorzugt Gas strömen und die Verpackung verlassen kann. Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung ist der Abscheider als Filter ausgestaltet, der festes oder flüssiges Füllgut von austretendem Gas abtrennt, oder als saugfähige Matrix, die Flüssigkeit aufnehmen kann, oder als kapillare Struktur, die die Flüssigkeit durch Kapillarkräfte zurückhält. Bei alternativen Ausführungsbeispielen der Erfindung ist der Abscheider als aufweitbare Kammer ausgestaltet, die durch Entfaltung oder Ausdehnung Füllgut aufnehmen kann, wenn sich der Druck in der Verpackung erhöht, insbesondere bei Beutelverpackungen.
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Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung kann der Abscheider mechanische Elemente oder Stoffe, insbesondere oberflächenaktive Substanzen, enthalten, die ausströmenden Schaum zerstören, um den flüssigen Anteil vom ausströmenden Gas abscheiden zu können. Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung können ein kapillarer Fluidkanal, der den Innenraum mit dem Abscheider verbindet, und/oder Fluidikstrukturen des Abscheiders ein asymmetrisches Profil haben, um das Ausbilden eines Gasstroms durch Bereiche, die zunächst durch kapillar anhaftendes Füllgut, beispielsweise Fllüssigkeit, verschlossen sind, zu erleichtern.
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Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung ist die Verpackung eine Verpackung aus der Gruppe, die aus Schlauchbeutelverpackungen, Standbeutelverpackungen, Becherverpackungen, Getränkekartons und Flaschen besteht. Ausführungsbeispiele der Erfindung schaffen ein Gebinde aus einer entsprechenden Verpackung und einem Füllgut, das flüssig, pulverförmig und/oder granuliert sein kann. Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung kann das Füllgut eines der Folgenden umfassen: Milchprodukte, insbesondere Kondensmilch, Kaffeesahne, Kefir, probiotisches Getränk, Trinkjoghurt, Joghurt, Buttermilch, Sauermilch, Molke, Sojamilch, Wasser, schäumende Flüssigkeiten wie kohlensäurehaltige Getränke, insbesondere Limonade, Biere und Schaumweine, Tiernahrung, insbesondere Hunde- oder Katzenfutter, Zitronensaft, Käse, Frischkäse, Wurst, Tofu, Fruchtcocktail, Fertiggerichte, Babynahrung, Suppen, Soßen, Sojasoße, Dips, pürierte Tomaten und Zubereitungen daraus, Salatdressing, Oliven in Öl, Heringe in Salzlake, technische Öle, Reinigungsmittel, Treibstoffadditive, Toner, Gips, Farben, Medikamente, Wirkstoffe, Klebstoffe, Sekundenkleber, Zweikomponentenkleber, weitere Reagenzien und Chemikalien. Selbstverständlich ist das Füllgut jedoch nicht auf die oben genannten Füllgüter begrenzt, sondern Ausführungsbeispiele der Erfindung können zur Verpackung nahezu jeglicher flüssiger, pulverförmiger oder granulierter Füllgüter verwendet werden.
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Unter einem Gebinde kann eine Verpackung inklusive Füllgut verstanden werden. Unter einer Verpackung kann ein Behältnis und Deckel ohne Füllgut verstanden werden, wobei Behältnis und Deckel auch in einer monolithischen Verpackung realisiert sein können, beispielsweise einer Beutelverpackung, indem eine Aufreißöffnung vorgesehen ist, die das Abtrennen eines Deckelteils von einem Behältnisteil ermöglicht. Unter einem Behältnis kann der das Füllgut aufnehmende Bestandteil der Verpackung verstanden werden, z. B. Becher, Flasche, Schale oder Beutel. Unter Deckel bzw. Abziehdeckel kann der das Behältnis verschließende Teil der Verpackung verstanden werden, der als abziehbarer Deckel, aufgeschraubter Deckel, aufgeklemmter Deckel oder abreißbarer Deckel ausgestaltet sein kann. Unter Siegelrand kann bei Verpackungen, die aus Behältnis und Deckel bestehen, der Bereich des Behältnisses, der dazu geeignet ist, in Kontakt mit einem Deckel zu stehen, verstanden werden, wobei der Deckel durch einen thermischen Prozess oder durch einen Klebstoff mit Teilen des Siegelrands des Bechers verbunden sein kann. Der verbundene Bereich kann als Siegelnaht bezeichnet werden. Als Füllgut kann der in Verkehr zu bringende Inhalt, und somit der Verpackung zu entnehmende Inhalt der Verpackung verstanden werden, der beispielsweise als Pulver, Flüssigkeit, pastöses Gut oder Gemisch aus Flüssigkeit und Feststoff vorliegen kann. Als Kopfraum ist der Anteil der Verpackung zu verstehen, der kein Füllgut enthält, wobei der Kopfraum mit Luft oder einem Schutzgas gefüllt sein kann oder auch leer sein kann, d. h. weder Füllgut noch Gas enthalten muss. Unter Gasstrom ist das Gas zu verstehen, das beim Öffnen des Deckels aus dem Kopfraum der Verpackung in die Umgebung strömt, sofern der Druck innerhalb der Verpackung größer ist als der Umgebungsdruck. Als Kopfraumentlüftung kann der Ort an der Grenze von oberem Becherrand und Deckel, an der das ausströmende Gas nach Öffnen des anfänglichen Öffnungsorts bzw. nach Öffnen des Deckels zuerst den Kopfraum verlässt, verstanden werden. Als anflänglicher Öffnungsort oder Ventil kann der fluidisch funktionelle Teil des Gebindes verstanden werden, der nach einer Betätigung den Druckausgleich zwischen Kopfraum und Umgebung ermöglicht. Unter Zwickelflüssigkeit kann Flüssigkeit bestehend aus dem Füllgut oder einer Fraktion des Füllguts, z. B. Kondensat, das sich im Übergangsbereich zwischen oberem Behältnisrand und Deckel befindet und dort in der Regel durch Kapillarkräfte gehalten wird, verstanden werden. Unter kapillarem Fluidkanal bzw. Kapillare ist ein Kanal zu verstehen, der sich durch Kapillarkräfte mit Flüssigkeit befüllt. Unter dem Ausdruck geometrisches Ventil ist eine Aufweitung einer Kapillare zu verstehen, an der ein kapillarer Befüllvorgang anhält. Unter dem Ausdruck Schaumzerstörer kann eine mechanische Anordnung oder oberflächenaktive Substanz verstanden werden, die in Kontakt mit Schaum zur Koaleszenz der flüssigen Phase führt und auf diese Weise die eingeschlossene Gasphase freigibt.
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Unter Abscheider kann ein Funktionselement verstanden werden, das einen Druckausgleich zwischen Verpackung und Umgebung ermöglicht, ohne dabei Füllgut in die Umgebung gelangen zu lassen. Das Füllgut kann auf verschiedene Weise zurückgehalten werden, wobei hier unterschiedliche, einem Fachmann geläufige Abscheiderkonzepte eingesetzt werden können, wobei Abscheider, die von einem Gasstrom mitgeführtes Füllgut abtrennen, Zentrifugalabscheider und Filter umfassen.
