DE1955313C2

DE1955313C2 - Verfahren zur Herstellung von Unterdruck in einem ein Füllgut enthaltenden Behälter und Behälter zu dessen Durchführung

Info

Publication number: DE1955313C2
Application number: DE1955313A
Authority: DE
Inventors: Ivo Muensingen Hauser (Schweiz)
Original assignee: Societe des Produits Nestle SA
Current assignee: Societe des Produits Nestle SA
Priority date: 1969-11-04
Filing date: 1969-11-04
Publication date: 1975-12-11
Also published as: BE758450A; GB1287503A; NL158136B; DE1955313B1; NL7015708A; AT311261B; FR2068950A5; CH511149A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung ^₅ von Unterdruck in einem luftdicht geschlossenen, ein Füllgut enthaltenden Behälter, sowie einen Behälter zur Durchführung des Verfahrens.

Derartige Behälter, die als Portionspackungen in großen Mengen im Handel sind, weisen zwar verschiedene konstruktive Merkmale auf, wie Einreißkerbe, optimale Lappenbreite, Aufreißrichtung, Lackdicke, Lacksorte usw., die ihre Handhabung erleichtern. Ein wesentlicher Mangel wird aber darin erblickt, daß vielfach beim öffnen der Behälter das Füllgut teilweise ausspritzt.

Um ein Spritzen beim Öffnen zu vermeiden, soll zweckmäßig im Behälter ein Unterdruck herrschen. Bekannte Verfahren zur Herstellung eines Unterdrukkes in einem Behälter, die beispielsweise auf dem ^₀ thermodynamischen Prinzip des Heißabfüllens oder der Dampfinjektion in den Leerraum der Packung beruhen, erbringen nicht den gewünschten Erfolg, oder sie sind für Massenware zu aufwendig. Wird ein mechanisches Prinzip zur Herstellung des Unterdruckes benutzt, indem beispielsweise die offenen, das Füllgut enthaltenden Behälter in eine evakuierbare Kammer eingesetzt werden, dann muß diese Kammer im Innern Vorrichtungen zum Schließen der Behälter enthalten, die von außen zu betätigen sind. Mit einem tragbaren maschinellen Aufwand ist daher auch auf diesem Wege der gewünschte Unterdruck nicht zu erzielen.

Weiterhin ist es bekannt, in einem ein pharmazeutisches durch Erhitzen zu sterilisierendes Produkt enthaltenden Behälter aus thermoplastischem Material, das erforderliche Leervolumen dadurch zu erzeugen. daß der teilweise gefüllte Bi-nälter zunächst durch den äußeren Druck eines Stempels volumenmindernd elastisch deformiert wird, so daß die Luft vollständig entweicht und daß dann nach dem Verschließen des Behälters die elastische Rückstellkraft des Materials das ursprüngliche Behältervolumen annähernd wiederherstellt, wobei ein gewisser Unterdruck im Behälter entsteht. Auch das zuletzt genannte Verfahren erfordert einen für Massenware zu hohen Aufwand, weil jeder einzelne Behälter mit Hilfe eines Stempels mechanisch verforml werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, nach dem auf möglichst einfache Weise ein Unterdruck in dem Behälter herstellbar ist. zu dem Zweck, beim Öffnen des Behälters ein Herausspritzen des Inhaltes zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird bei einem luftdicht geschlossenen, ein Füllgut enthaltenden Behälter aus relativ steifem Material durch bleibendes Deformieren eines Bchälterwandteiles erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß nach dem luftdichten Verschließen des Behälters durch Erzeugung eines Unterdruckes in der Behälterumgebung mindestens ein Teil des Behälters plastisch deformiert und dabei das innere Behältervolumen dauerhaft vergrößert wird.

Als plastisch zu deformierender Behälterteil wird zweckmäßig der Behälterboden und/oder der Behälterdeckel vorgesehen.

Um nach der Erfindung Füllgut enthaltende Behälter herzustellen, deren Unterdruck ständig und zuverlässig erhalten bleibt, so daß beim öffnen ein Herausspritzen des Inhaltes mit Sicherheit vermieden wird, oder, mit anderen Worten, um undichte Behälter erkennen und ausscheiden zu können, empfiehlt die Erfindung weiterhin, das Verfahren wie folgt zu gestalten. Die Geschwindigkeit der Erzeugung des Unterdruckes und die Unterdruckhaltezeit und/oder die Geschwindigkeit der Aufhebung des Unterdruckes in der Umgebung des Behälters wird zweckmäßig derart gewählt, daß bei Verfahrensende, wenn die Behälter dem Vakuumraum entnommen werden, undichte Behälter sich in ihrer Form von dichten Behältern unterscheiden.

Für die Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung werden bevorzugt luftdicht verschließbare, mindestens eine gewölbte, verformbare Fläche aufweisende Behälter aus relativ steifem Material benutzt, die erfindungsgemäß derart gestaltet sind, daß die Wölbung in das Behällerinnere hineinragt und durch plastische Verformung in ihrem Krümmungsradius vergrößerbar ist. Insbesondere können der Behälterboden und/oder der Deckel aus einem plastisch verformbaren Material bestehen. Der Behälter kann aber auch als tiefgezogene Hartfoliendose ausgebildet sein.

Mit der Erfindung werden eine Reihe von Vorteilen erzielt, die gegenüber dem Bekannten einen erheblichen technischen Fortschritt begründen.

Als Wichtigstes wird in den das Füllgut enthaltenden Behältern zuverlässig ein ständig gleichbleibender Unterdruck hergestellt. Beim späteren öffnen der Portionspackung wird der Unterdruck durch Ansaugen

von atmosphärischer Luft egalisiert, d. h., es tritt Luft in wird somit verhindert. Dabei ist bedeutsam, daß es sich bei den Portionspackungen vielfach um Massenprodukte handelt, so daß die einfache erfindungsgeniäße Kontrolle des fertigen Behälters wichtig und weniger jufwendig und zuverlässiger ist, als eine gründliche Prüfung des Behältermaterials und des Verschließvorfanges. Weiterhin erlaubt das genannte Verfahren eine Erzeugung des Unierdruckes mit sehr kleine.1 Leervolumen i.i den Behältern, was in manchen Fällen von besonderer Bedeutung sein kann.

Das Verfahren nach der Erfindung eignet sich deshalb besonders vorteilhaft zur massenweisen Herstellung von mit einem Gut gefüllten und luftdicht verschlossenen Behältern, weil mehrere bei atmosphärischem Druck abgefüllte und abgeschlossene Behälter in eine zu evakuierende Kammer hineingelegt werden können, so daß während der Evakuierung ler Kammer der Unterdruck in sämtlichen eingelegten Behältern gleichzeitig entsteht. Da die zu evakuierenden Kammern keine besondere Versciiließeinrichtung für die Behälter enthalten, kann ihr Innenraum eine entsprechend hohe Anzahl von Behältern aufnehmen.

Selbstverständlich ist auch ein Mchrkammersystem zur Verwirklichung des Verfahrens verwendbar, was eine kontinuierliche Arbeitsweise zuläßt. Ein solches Verfahren bringt eine weitere Zeit- und Kostenersparnis mit sich.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. IA einen Schnitt durch einen mit einem flüssigen Gut abgefüllten Behälter,

Fig. IB einen Schnitt durch den in Fig. IA dargestellten Behälter, der mit einem Deck:! versehen ist,

Fig. IC einen Schnitt durch den Behälter nach Fig. IB, der in einer geschlossenen Kammer angeordnet ist und dessen Boden durch den in dieser Kammer herrschenden Unterdruck verformt wurde.

Der Behälter 1 besteht aus einer Dose, die einen ins Innere konkav hineinragenden Boden 3 aufweist. Das jeweilige Bodenprofil ist weitgehend von der Dosengröüe und der Art des Dosenmaterials abhängig. Das obere Ende der Dose ist mit einem Flansch 4 versehen. .,

Zunächst wird das zu verpackende Gut 2 in den Behälter 1 eingefüllt und dieser alsdann mit einem Deckel 5, zweckmäßigerweise bei atmosphärischem Druck, luftdicht verschlossen. Wie aus den F i g. IA und IB ersichtlich ist, weist der Flüssigkeitsspiegel nach dem Einfüllen des Gutes in dem Behälter (Fig. IA), sowie nach dessen Abschließen ( F i g. I B) immer dieselbe Höhe hi über dem niedrigsten Punkt Pdes Bodens 3 des Behälters 1 auf. Durch das Abschließen der Dose mit dem Deckel 5 wird oberhalb des Spiegels des Füllgutes ein bestimmtes Volumen Vi definiert, in welchem atmosphärischer Druck herrscht. Dieses Volumen kann, falls erwünscht, sehr gering sein. Nachdem der Behälter I oder vorzugsweise mehrere Behälter in der geschlossenen Kammer 6 untergebracht sind, wird die Kammer _oo 6 evakuiert. Während der Evakuierung wird der Druck im Innern des Behälters 1 relativ zu dem Druck in der Behälterumgebung steig größer, was ein zunehmendes Durchbiegen des konkaven Bodens nach außen bei zunehmendem Krümmungsradius dieses Behältelteiles zur Folge hat. Sobald dieses Verformen des Bodens so groß ist, daß die Grenze der plastischen Deformation des verwendeten Materials überschritten wird, bleibt den Behälter hinein, und ein Austreten des Füllgutes der Boden auch nach Aufhebung des äußeren Unterdruckes in der mit 3' in Fig. IC bezeichneten Lage.

Das Durchbiegen des Bodens aus dem Behälterinneren in Richtung nach außen und selbstverständlich auch eine Llmformung des Bodenprofils im Umfangsgebiei des Behälterbodens ha; auch /ur Folge, daß der Abstand zwischen dem Spiegel des Füllgutes 2 und dem neuen niedrigsten Punk; P' des Behälterbodens vermindert wird. Dieser Abstand ist in F i g. IC mit hi bezeichnet.

Durch die geschilderten Maßnahmen wird eine Zunahme des Behältervolumens erreicht, die durch Schraffierung in der Fig. IC gezeigt ist. Diese Vergrößerung des Leervolumens oberhalb des Spiegels des Füllgutes, die in F i g. IC im übertriebenen Maßstab dargestellt und mit V: bezeichnet ist, verursacht /wangläufig eine Drucksenkung im Behälterinnern. Eine solche Senkung des Druckes im Behälter entspricht im Ergebnis dem bekannten Teil-Evakuieren dieses Volumens vor dem Verschließen des Behälters.

Das Füllgut kann selbstverständlich in verschiedenen Aggregatzuständen vorliegen. Es kann flüssig oder pulvrig sein, aber beispielsweise auch aus Mischungen von mehr oder weniger festen mit mehr oder weniger flüssigen Bestandteilen bestehen.

Es versteht sich, daß bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens die verschiedenen Einflußgrößen aufeinander abgestimmt werden müssen. So sind z. B. die Eigenschaften des Behältermaterials zusammen mit dem Volumen Vi und dem erwünschten Leervolumen V:> zu berücksichtigen, wobei die Größe des Leervolumens V2 wiederum mit der Größe des im Bchältei gewünschten Unterdruckes direkt zusammenhängt In Abhängigkeit dieser Größe ist dann der äußere in der Kammer 6 herrschende Unterdrück zu wählen. Da die Zusammenhänge zwischen diesen Größen rein mathematischer Natur sind und nicht zum Erfindungsgegenstand gehören, werden diese hier nicht im einzelnen dargelegt. Grundsätzlich ist festzustellen, daß die Größe des erreichbaren Unterdruckes in dem Behälter primär nur von dessen Verformungsgrad abhängt. Letzterem ist sowohl eine untere wie auch eine obere Grenze gesetzt. Eine minimale Verformung ist dadurch gegeben, daß das Material so weit plastisch verformt werden muß, damit es nach Entlastung nicht wieder in die Ausgangslage zurückgeht. Die obere Grenze wird durch die Verformbarkeit des Bchältermaterials festgelegt unter Berücksichtigung der zu gewährleistenden Behälterdichtigkeit, der Oberflächenqualität, usw. Eier Verformungsgrad ist andererseits abhängig vom Betrag des angewandten äußeren Unterdruckes. Bei dichten Behältern sind die Zeitspannen, während deren das äußere Vakuum erzeugt, aufrechterhalten und wieder aufgehoben wird, von untergeordneter Bedeutung. Bei undichten Behältern dagegen, die beispielsweise infolge vorhandener oder beim Verformen auftretender Porigkeit des Behältermatenals oder wegen eines nicht einwandfreien Verschließen des Behälters eine Leckstelle aufweisen, findet ein Ausgleich zwischen dem Innen- und dem Außendruck stau, wenn die Zeitdauer des Evakuierens und die Zeitspanne für die Vakuumaufhebung in der Kammer 6 entsprechend gewählt werden. Bei einer angepaßten langen Evakuierung und/oder einer angepaßt schnellen Vakuumaufhebung tritt an undichten Behältern die angestrebte bleibende plastische Deformation unter Vercrößerune des Behäliervolumens nicht

ein; es kann sogar eine Verringerung des Behältervolumens auftreten.

Nicht oder nicht ausreichend deformierte Behälter können mithin auf einfache Weise durch Augenschein oder melitechnisch festgestellt und aussortiert werden. Hierin wird ein wesentlicher weiterer Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung erblickt, der bei den geschilderten bekannten Verfahren nicht gegeben ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Unterdruck in einem luftdicht geschlossenen, ein Füllgut enthaltenden Behälter aus relativ steifem Material, durch bleibendes Deformieren eines Behälterwandteiles, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem luftdichten Verschließen des Behälters (1) durch Erzeugung eines Unterdruckes in der Behälterumgebung mindestens ein Teil des Behälters plastisch deformiert und dabei das innere Behältervolumen dauerhaft vergrößert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (3) und/oder der Deckel (5) plastisch verformt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Erzeugung des Unterdruckes und die Unterdruckhaltezeit und/oder die Geschwindigkeit der Aufhebung des Unterdruckes in der Umgebung des Behälters derart gewählt wird, daß anschließend die Form undichter Behälter sich von der Form dichter Behälter unterscheidet.

4. Luftdicht verschließbarer Behälter aus relativ steifem Material, der mindestens eine gewölbte, in ihrer Wölbung verformbare Fläche aufweist, zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wölbung in das Behälterinnere hineinragt und durch plastische Verformung in ihrem Krümmungsradius vergrößerbar ist.

5. Behälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälterboden (3) und/oder der Behälterdeckel (5) aus einem plastisch verformbaren Material bestehen.

6. Behälter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß er als tiefgezogene Hartfoliendose ausgebildet ist.

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