DE3233859A1 - Ueberdruckventil fuer verpackungsbehaelter - Google Patents

Ueberdruckventil fuer verpackungsbehaelter

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DE3233859A1
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DE19823233859
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Wolfgang 2081 Alveslohe Gaertner
Erland 2000 Hamburg Giese
Herbert Dipl.-Chem. Dr. 2057 Reinbek Knolle
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Beiersdorf AG
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Beiersdorf AG
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65DCONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D77/00Packages formed by enclosing articles or materials in preformed containers, e.g. boxes, cartons, sacks or bags
    • B65D77/22Details
    • B65D77/225Pressure relief-valves incorporated in a container wall, e.g. valves comprising at least one elastic element

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Packages (AREA)

Description

  • überdruckventil für Verpackungsbehälter.
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein überdruckventil für einen Verpackungsbehälter, mit einem an der Außenwandung des Behälters anlebbaren Basisteil mit Ventilloch, mit einer Membrane, die den Basisteil bedeckt und auf ihm abhebbar aufliegt, und mit mindestens einem an der Membrane und/oder an dem Basisteil befestigten Distanzhalter.
  • Mit Hilfe eines derartigen bekannten Überdruckventils (DE-OS 28 48 834) soll erreicht werden, daß ein Verpackungsbehälter nicht durch einen im Innenraum des abgeschlossenen Behälters entstehenden Druck aufgebläht oder gar zerstört werden kann. Tritt nämlich im Innenraum eines Verpackungsbehälters ein unzulässig hoher Druck durch Gasentwicklung auf, so soll dieses Gas in den Außenraum entweichen können. Da andererseits keine Gase von außen her in den Verpackungsbehälter eindringen sollen, werden Rückschlagventile eingesetzt, die bei Erreichen eines bestimmten Innendrucks öffnen, den Zutritt von Gas oder Luft von außen her jedoch ausschließen. Die bei dem bekannten Ventil vorgesehenen Distanzhalter haben die Funktion, zu verhindern, daß mehrere nebeneinander lagernde Verpackungsbehälter irgendeinen mechanischen Einfluß auf das überdruckventil ausüben können. Würde kein Distanzhalter vorgesehen sein, so könnte das überdruckventil daran gehindert werden, zu öffnen, weil ein benachbarter Verpackungsbehälter die Membrane auf das Ventilloch drückt.
  • Bekannte Uberdruckventile haben jedoch eine Reihe von Nachteilen, zum einen, daß eine verhältnismäßig komplizierte Fertigung aus vielen Einzelteilen erforderlich ist, damit das hergestellte Ventil hinsichtlich des Ansprechens auf einen Überdruck und hinsichtlich der Dichtigkeit gegenüber dem Außendruck ausreichend betriebssicher ist. Zum anderen zeigen bekannte Ventile keine zufriedenstellenden Ansprechdruckcharakteristiken. Auch ist es bei bekannten Überdruckventilen erforderlich, zwischen Membrane und Basisteil ein Fluid anzubringen, welches für eine gute Auflage der Membrane auf dem Distanzstück sorgen soll.
  • Durch die vorliegende Erfindung sollen nun die Nachteile bekannter Überdruckventile der eingangs genannten Art beseitigt werden, insbesondere soll die Verwendung eines Fluids entfallen.
  • Erreicht wird dies durch ein Überdruckventil gemäß den Ansprüchen.
  • Bei einer Ausführungsform eines Überdruckventils gemäß der Erfindung wird aus dem Basisteil und dem Distanzhalter eine Art Schnabel gebildet, und zwischen diesen Teilen des Schnabels befindet sich die von dem Basisteil abhebbare Membrane, welche in der Art einer Zunge wirkt. Durch diese Konstruktion erhält der Distanzteil eine zusätzliche Funktion, er dient nämlich neben seiner eigentlichen Funktion auch als eine Art Einspannteil für die Membrane und nimmt dabei Einfluß auf die Ansprechdruckcharakteristik, weil je nach Wahl der Abmessungen und der Lage des Distanzhalters in bezug auf das Ventilloch die gewünschte Ansprechdruckcharakteristik eingestellt werden kann.
  • Damit das Überdruckventil voll funktionsfähig ist, muß die Membrane an dem Basisteil nach Erreichen eines bestimmten Drucks im Ventilloch abhebbar befestigt sein. Hierzu ist zwischen den nicht verklebten Teilen der Membrane und des Basisteils eine Haftwirkungsschicht vorgesehen, die sich im Bereich des Ventillochs am Basisteil oder an der Membrane befindet. Diese Haftwirkungsschicht bewirkt eine lösbare Verbindung von Membrane und Basisteil miteinander, jedoch keine Verklebung dieser Teile. In Frage kommen für diesen Zweck Releasemittel aber auch Folien, an deren Oberflächen sich Kraftwirkungen entfalten können, wenn sie sich berühren, z.B. ferrodielektrische Folien und dergl.
  • Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert.
  • Fig. 1 zeigt eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform eines Überdruckventils gemäß der Erfindung.
  • Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf das in Fig. 1 gezeigte Überdruckventil.
  • Fig. 3 bis 6 zeigen Seitenschnittansichten der räumlich voneinander getrennten Elemente von unterschiedlichen Ausführungsformen von Überdruckventilen gemäß der Erfindung.
  • Fig. 7 zeigt eine Einzelheit des in Fig. 5 gezeigten Überdruckventils im Schnitt.
  • Bei dem Uberdruckventil gemäß der Erfindung handelt es sich vorzugsweise um ein aus mehreren Folien gebildetes flach-zylinderförmiges Ventil, selbstverständlich kann das Ventil in anderer Gestalt, z.B.
  • in Quaderform, hergestellt werden.
  • In Fig. 1 ist mit 1 der Basisteil bezeichnet worden, welcher in der Mitte das Ventilloch 4 aufweist. Dieses Ventilloch 4 hat eine ausreichende Größe, so daß das fertiggestellte Ventil später leicht und sicher so auf einen Verpackungsbehälter aufgebracht werden kann, daß eine an diesem hergestellte Öffnung sich im Bereich des Ventillochs 4 befindet. Der Basisteil 1 ist an seiner unteren Fläche mit einer Klebstoffschicht 5 versehen.
  • Oberhalb des Basisteils 1 ist die Membrane 2 angeordnet, welche lediglich im Bereich der Fläche 6 mit dem Basisteil 2 verklebt ist. Der verbleibende, mit 8 bezeichnete Bereich ist mit einem Releasemittel versehen, so daß die Membrane 2 an dem Basisteil 1 haftet, allerdings unter bestimmten Bedingungen, nämlich wenn über das Ventilloch 4 ein ausreichend hoher Druck entsteht, die Haftung zwischen dem Basisteil 1 und der Membrane 2 aufgehoben wird.
  • Auf ihrer oberen Fläche ist die Membrane 2 mit einer Klebstoffschicht 7 mit dem Distanzstück 3 verbunden. In der Fig. 1 ist die Klebstoffschicht 7 größer als die Klebstoffschicht 6 wiedergegeben, was jedoch nicht zwingend notwendig ist. Wesentlich ist jedoch, daß ein Distanzhalter 3 nicht auf seiner gesamten unteren Fläche mit der Membrane 2 verklebt sein muß. Der Distanzhalter 3 hat im Gegensatz zur Membrane 2 und dem Basis teil 1 keine Vollkreisfläche als Querschnitt. Vielmehr ist der Distanzhalter 3 durch eine Rechteckstirnfläche 3a an seiner einen Seite begrenzt.
  • Die Herstellung des Überdruckventils erfolgt in der vorangehend geschilderten Reihenfolge, indem nämlich zuerst die Klebeverbindung zwischen dem Basisteil 1 und der Membrane 2 und sodann zwischen der Membrane 2 und dem Distanzhalter 3 hergestellt wird.
  • Wird das Überdruckventil gemäß der Erfindung auf einen Verpackungsbehälter, beispielsweise auf eine versiegelte Dose mit geröstetem Kaffee, aufgebracht, so ist darauf zu achten, daß zuvor eine relativ kleine oeffnung in dem Verpackungsbehälter erzeugt wird und sich diese Öffnung innerhalb des Bereiches des Ventillochs 4 befindet. Tritt nun im Inneren des Verp-ackungsbehälters ein zu hoher Druck auf, so kann das entstandene Gas durch das Ventilloch 4 und den Zwischenraum zwischen dem Basisteil 1 und der vom Basisteil 1 getrennten Membrane 2 entweichen. Ist der von außen her anstehende Druck höher als der Innendruck im Verpackungsbehälter, so verble-ibt die Membrane 2 an dem Basisteil 1 in anliegender Lage, so daß kein Gas in den Innenraum des Verpackungsbehälters gelangen kann.
  • Es ist ersichtlich, daß der Offnungsdruck des Überdruckventils gemäß der Erfindung von einer Reihe von Faktoren abhängt. Insbesondere ist die Lage und Abmessung des Distanzhalters 3 von Bedeutung. Befindet sich nämlich die Rechteckstirnfläche 3a im Bereich der rechtsseitigen Begrenzung des Ventillochs 4 (Fig. 2), so ist ein verhältnismäßig hoher Öffnungsdruck zum Öffnen des Ventils erforderlich. Befindet sich hingegen die Begrenzungsfläche 3a mehr im Bereich der linksseitigen Begrenzung des Ventillochs 4 (Fig. 2), so ist ein relativ geringer öffnungsdruck erforderlich. Weiterhin sind auch noch die Größe der Flächen der Klebeverbindung zwischen den einzelnen Teilen, dem Basisteil 1, der Membrane 2 und dem Distanzhalter von Bedeutung. Selbstverständlich geht auch noch die Dicke des Distanzhalters 3 und seine Flexibilität mit ein. Lediglich als Beispiel sei genannt, daß der Basisteil 1 und der Distanzhalter 3 eine Dicke von 100 bis 200A1 haben können, wohingegen die Dicke der Membrane in der Größenordnung von 10 bis 75t liegt.
  • Die in den Figuren 3 bis 7 gezeigten Überdruckventile gemäß der Erfindung sind bei entsprechenden Teilen mit gleichen Bezugsziffern versehen.
  • Zusätzlich zu der Membrane 2 kann bei den Ausführungsformen nach den Fig. 3 bis 6 ein Zwischenträger 20 (Fig. 7) vorgesehen sein, welcher auf dem Basisteil 1 aufruht. Im Zwischenträger 20 befindet sich eine Öffnung, die mit dem Ventilloch 4 ausgerichtet ist. Auf der nach oben zeigenden Fläche des Zwischenträgers 20 befindet sich die Haftwirkungsschicht 8 und auf dieser wiederum ruht die Membrane 2.
  • Diese Art der Anbringung der Haftwirkungsmasse hat den Vorteil, daß die gesamte Oberfläche des Zwischenträgers 20 beschichtet werden kann, was einfacher ist, als die Oberfläche des Basisteils 1 nur mit einem Streifen der Haftwirkungsmasse, z.B. Silicon, zu versehen.
  • Die Überdruckventile nach den Fig. 3 bis 6 zeigen Möglichkeiten der Anbringung der Haftwirkungsmassen 8, nämlich entweder am Basisteil 1 oder an der Membrane 2. Weiterhin wird die Anordnung eines zweiten Distanzhalters 13 gezeigt, der mittels einer Klebschicht 17 an dem Basisteil 1 verklebt ist.
  • Mit 16 ist in den Fig. 3 bis 6 eine solche Fläche bezeichnet, die keinerlei Beschichtung aufweist und demzufolge bei Berührung mit einer Klebemasseschicht eines anderen Teiles zu einer innigen Verklebung der Teile führt.
  • Im Zusammenhang mit den vorangehend geschilderten Ausführungsformen wird auf den Einfluß der Klebemasse verwiesen, der je nach den vorhandenen Klebekräften die Funktion des Ventils selbst beeinflußt. Bei stärkeren Klebekräften (etwa) 6 N/cm) bzw. bei höherem Massepolster (etwa> 30g/m2) kann mit einem höheren Ansprechdruck gerechnet werden. Bei geringeren Klebekräften (< 2 N/cm) bzw. geringerem Massepolster (etwa< 15 g/m2) ergibt sich für die Funktion des Ventils möglicherweise, daß dieses beim Ablassen des Überdrucks nur träge wieder schließt, so daß ein Luftausgleich zwischen dem Innenraum des Verpackungsbehälters und dem Außenraum möglich wird. Das vorangehend geschilderte Verhalten tritt auch zwischen weichen und harten Massen auf, auch hier stehen sich eine brauchbare Funktion bei hohem Ansprechdruck und trägem Schließen des Ventils gegenüber.
  • Als Klebemasse kommt eine einstellbare Acrylat-oder Polyurethanmasse in Frage.
  • Einen noch stärkeren Einfluß auf die Ventilfunktion hat die Haftwirkungsmasse 8 bzw. die Releaseschicht, deren Qualität und Quantität die Ventilfunktion beeinflußt. Bei einer sehr starken Releasewirkung ergibt sich ein geringer Ansprechdruck, so daß eine relativ rasche Entspannung auftritt, so daß ein Sauerstoffeinbruch in das Innere eines Verpackungsbehälters nicht ausgeschlossen ist. Gewünscht wird eine gleichmäßige Releaseschicht mit einer mittleren Wirkung, die einerseits eine schnelle öffnung zuläßt und andererseits außerdem auch nach längerer Lagerung (z.B. eine Woche bei einem Verpackungsbehälter für Kaffee) die Verklebung so lose hält, daß der Ansprechdruck im erforderlichen Bereich verbleibt.
  • Bei den geschilderten Ausführungsformen kann der Basisteil 1 an Stelle des Ventilloches mit einem perforierten Bereich ausgebildet sein. Dieser perforierte Bereich ermöglicht den Gasaustritt bei Anwendung des Überdruckventils an einem Verpackungsbehälter und stellt aufher anderen Seite sicher, daß die Membrane 2 eine günstige Auflage hat. Mit anderen Worten wird die Membrane auf dem perforierten Bereich 11 an vielen Stellen abgestützt, so daß damit ausgeschlossen ist, daß sich die Membrane unter dem Einfluß eines Außendrucks beispielsweise in das Ventilloch hineinlegen kann und damit undicht wird, oder in unerwünschter Weise auf der Packung selbst verklebt. Anstelle des perforierten Bereiches kann auch eine gitterartige oder sonstige poröse Struktur verwendet werden.
  • Für die Membrane kann auch ein Elastomer verwendet werden, so daß vor dem Abheben der Membrane 2 vom Basisteil 1 eine elastische Verformung der Membrane 2 stattfindet, was für bestimmte Anwendungsfälle die gewünschte Druckansprechcharakteristik des Überdruckventils ergibt.

Claims (11)

  1. Patentansprüche 1. Überdruckventil für einen Verpackungsbehälter, mit einem an der Außenwandung des Behälters anklebbaren Basisteil mit Ventilloch, mit einer Membrane, die den Basisteil bedeckt und auf ihm abhebbar aufliegt, und mit mindestens einem an der Membrane und/oder an dem Basis teil befestigten Distanzhalter, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Membrane (2) und dem Basisteil (1) ein selbstklebender Bereich (6, 16) und ein Haftwirkungsbereich (8) vorgesehen ist und daß der oder einer der Distanzhalter (3) sich teilweise über das Ventilloch (4) des Basisteils (1) erstreckt.
  2. 2. überdruckventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (2) mit ihrer dem Basisteil (1) zugewandten Seite ganzflächig mit Klebemasse (6) beschichtet ist und der Basisteil (1) auf seiner der Membrane (2) zugewandten Seite um das Ventilloch (4) mit einer Haftwirkungsmasse (8) beschichtet ist (Fig. 3, Fig. 5).
  3. 3. Uberdruckventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (2) mit ihrer dem Basisteil (1) zugewandten Seite im Bereich des Ventillochs (4) mit einer Haftwirkungsmasse (8) beschichtet ist und der Basisteil (1) auf seiner der Membrane (2) zugewandten Seite ganzflächig mit Klebemasse (6) beschichtet ist (Fig 4, Fig. 6).
  4. 4. Überdruckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen der Membrane (2) und dem Basisteil (1) ein Zwischenträger (20) mit zum Ventilloch (4) ausgerichteter Öffnung und einer Releaseschicht (9) auf der dem Basisteil (1) abgewandten Seite befindet (Fig. 7).
  5. 5. Überdruckventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Releaseschicht (9) durch ganzflächige Silikonisierung des Zwischenträgers (20) gebildet ist (Fig. 7
  6. 6. Überdruckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle eines einzigen Ventillochs der Basisteil (1) mit einem luftdurchlässigen oder perforierten Bereich (4) ausgebildet in (Figuren 1 bis 7).
  7. 7. Überdruckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Basisteil (1) aus einer Kunst stoffolie, insbesondere aus Polypropylen, Polyester, Acrylpolymeren, Metall, und dergl.) oder einer Kunststoffolie mit eingebetteten oder eingeschlossenen Metallteilchen gebildet ist.
  8. 8. Überdruckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (2) aus einer Kunststoffolie, insbesondere aus Polypropylen, Polyester, Acrylpolymeren und dergl., oder aus einer mit dem gewählten Material für den Basisteil (1) abgestimmten Metallfolie oder Kunststoffolie mit eingebetteten oder eingeschlossenen magnetischen Teilchen mit vorzugsweise einer Dicke von ca.
    20 bis ca. 100 T m gebildet ist.
  9. 9. Überdruckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Distanzhalter (3) aus einer Kunststoffolie, insbesondere aus Polypropylen, Polyester, Acrylpolymeren und dergl., mit einer Dicke von ca. 200/Im gebildet ist.
  10. 10. Uberdruckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der Beschichtung mit der Haftwirkungsmasse (8) bzw. der Releaseschicht für die Membrane (2) und den Basisteil (l)ferrodielektrische permanentmagnetische Kunststoffolien oder Folien mit Oberflächen verwendet werden, welche intermolekulare Kraftwirkungen aufeinander ausüben.
  11. 11. Uberdruckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Basisteil (1) an seiner Unterseite eine klebstofffreie, vorzugsweise zentrale, Fläche aufweist.
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