EP4031460B1 - Ventil für einen verpackungsbehälter - Google Patents

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EP4031460B1
EP4031460B1 EP20776108.1A EP20776108A EP4031460B1 EP 4031460 B1 EP4031460 B1 EP 4031460B1 EP 20776108 A EP20776108 A EP 20776108A EP 4031460 B1 EP4031460 B1 EP 4031460B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
film
membrane
valve
frame
surrounding
Prior art date
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Active
Application number
EP20776108.1A
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English (en)
French (fr)
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EP4031460A1 (de
Inventor
Hans-Peter Stadel
Jenny Haase
Holger Poell
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Syntegon Technology GmbH
Original Assignee
Syntegon Technology GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Syntegon Technology GmbH filed Critical Syntegon Technology GmbH
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Application granted granted Critical
Publication of EP4031460B1 publication Critical patent/EP4031460B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS 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
    • B65D77/00—Packages formed by enclosing articles or materials in preformed containers, e.g. boxes, cartons, sacks or bags
    • B65D77/22—Details
    • B65D77/225—Pressure relief-valves incorporated in a container wall, e.g. valves comprising at least one elastic element
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS 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
    • B65D33/00—Details of, or accessories for, sacks or bags
    • B65D33/01—Ventilation or drainage of bags
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS 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
    • B65D2205/00—Venting means
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/7722—Line condition change responsive valves
    • Y10T137/7781—With separate connected fluid reactor surface
    • Y10T137/7793—With opening bias [e.g., pressure regulator]
    • Y10T137/7809—Reactor surface separated by apertured partition
    • Y10T137/782—Reactor surface is diaphragm
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/7722—Line condition change responsive valves
    • Y10T137/7837—Direct response valves [i.e., check valve type]
    • Y10T137/7879—Resilient material valve
    • Y10T137/788—Having expansible port
    • Y10T137/7882—Having exit lip

Definitions

  • the present invention relates to a valve, in particular a pressure relief valve for a packaging container, according to the preamble of the independent claim.
  • valves are used in packaging technology when the contents tend to outgas, such as freshly roasted coffee.
  • a pressure relief valve for a packaging container is known with a base plate attached to the wall of the packaging container, which has a central valve hole covering a through hole in the wall of the packaging container, and with a valve membrane attached to the base plate with two parallel edge zones and leaving a channel zone free, which Valve hole is covered and rests tightly on the base plate in the closed position.
  • the valve hole is formed of at least two intersecting circular openings.
  • a generic pressure relief valve is known, which comprises a base body with a two-stage depression and a membrane, the membrane having a deformable surface directed towards a sealing surface.
  • a valve for a packaging container which has at least one base element designed as a pot-shaped plastic or metal component with an opening, at least one frame element designed as a pot-shaped plastic or metal component which surrounds a free area and at least one membrane which is arranged on the base element is and covers the opening, wherein a fluid is provided between the membrane and the base element.
  • a valve for a packaging container comprising at least one base film with an opening, at least one frame film which surrounds a free area, and at least one membrane which is arranged on the base film and covers the opening, with between the Membrane and the base film a fluid is provided, the membrane being connected to a surrounding film via at least one connection point, the surrounding film being connected to the base film on one side and to the frame film on the other side, and the membrane being movable within of the free area is arranged.
  • valve according to the invention for a packaging container is defined in the appended claims. It has the advantage over the prior art that the valve can be produced and applied more easily and cost-effectively. Furthermore, the method for producing the valve according to the invention is characterized by significantly reduced material usage.
  • the basic structure of the valve can be applied both outside the packaging container and, in a specific embodiment, inside the packaging container. This is possible according to the invention in that the membrane is arranged on a base film so that it is at least partially floating or freely movable within the free area.
  • the membrane is connected to a surrounding film via at least one connection point in such a way that the membrane is otherwise freely movable, the membrane is in the form of a web when the valve is manufactured and can therefore be introduced into the structure particularly easily using a continuous film web become.
  • the manufacturing process is further simplified.
  • the membrane is also no longer connected to the base body over a large area and is therefore significantly less affected by external influences, such as warping.
  • the surrounding film is open at least in one place, so that a channel is formed. This allows the excess pressure to be safely reduced. At the same time, however, the surrounding film can be made in one piece. This simplifies handling.
  • the connection point is particularly preferably arranged opposite the channel.
  • the valve according to the invention allows the membrane to be equipped with a preload, which can be helpful for the function of the valve.
  • the valve combines the good valve properties of an injection molded valve with those of a foil valve. It offers very low opening and closing pressures.
  • the valve is made up of several layers of film, which are produced, for example, on rotary punching tools and then laminated together. The joining is ideally carried out by a welded connection. Alternatively, an adhesion promoter such as glue could also be used.
  • the proposed valve can preferably be made from a single type of material and is therefore easier to recycle therefore more environmentally friendly and also easier to weld.
  • the film is made of polypropylene.
  • renewable materials such as plastics made from renewable raw materials or biodegradable plastics would also be possible.
  • the surrounding film is designed such that it at least partially surrounds the membrane in a circular or U-shaped manner. This geometry ensures easy attachment of the surrounding film to the base film and/or frame film while maintaining the above-mentioned functionality.
  • the thickness of the frame film is greater than the thickness of the membrane, preferably 75% to 225% greater. This makes it possible for the membrane to move freely in the direction of the free area.
  • the base film and/or the frame film and/or the cover film consists of polypropylene, OPP, PET, polyolefins or plastic, preferably renewable raw materials or biodegradable plastics. This can increase recyclability and environmental compatibility.
  • the surrounding film is on one side with the Base film and on the other side connected to the frame film, and the membrane is movably arranged within the free area.
  • a cover film is applied to the frame film.
  • the opening and/or the free area and/or the membrane is punched out. These steps can be carried out very easily with the selected film materials, further simplifying production.
  • a fluid to the base film and/or the membrane before the membrane is applied.
  • the fluid is applied between the base film and the membrane. This ensures that the membrane is securely connected to the base film at subsequent production sites.
  • the fluid can also be applied first in the applicator, which connects the valve to the packaging material.
  • the base film and/or surrounding film and/or frame film and/or cover film are connected, in particular laminated, via a welded connection.
  • unwanted adhesive which is also expensive, can be dispensed with in the manufacturing process due to increased cleaning requirements.
  • With an internal valve this prevents adhesive from being on the side facing the product.
  • Both the production of the opening and the production of the free area can be carried out in one and the same step with just one punching tool. This further simplifies production. By introducing the membrane in conjunction with the surrounding film, a high level of positioning accuracy can be achieved.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of the valve 8.
  • the valve 8 comprises a base film 10 with at least one opening 11.
  • the opening 11 has, for example, the geometry of two intersecting circles.
  • the membrane 12 is still connected to a surrounding film 20 with at least one particularly narrow connection region 22. However, the majority of the membrane 12 is still freely movable. Membrane 12, connection area 22 and surrounding film 20 therefore consist of a single part.
  • the surrounding film 20 encloses the membrane 12 except for a small channel 18.
  • At least one connection point 22 between the surrounding film 20 and the membrane 22 is formed on a central leg of the surrounding film 20.
  • Membrane 22 and surrounding film 20 consist of the same film or are formed in one piece. Therefore, the thickness of the surrounding film 20 corresponds to that of the membrane 12.
  • the surrounding film 20 is opened relatively narrowly on one side relative to the overall width. This allows channel 18 to form.
  • the majority of the membrane 12 can lift freely from the opening 11 or the base film 10. This is ensured by a free area 17 formed by the frame film 13 lying above it.
  • the free area 17 is designed in such a way that the membrane 12 can lift safely upwards into this free area 17.
  • the free area 17 of the frame film 13 is designed to be slightly larger than the membrane 12 and is arranged above the membrane 12.
  • the contour of the surrounding film 20 is at least partially oriented on the frame film 13.
  • the surrounding film 20 is connected to the frame film 13.
  • the connection of the base film 10 to the frame film 13 and/or the frame film 13 to the cover film 15 is preferably carried out by a welding process.
  • the foils 10, 13, 15 are designed to be weldable.
  • the foils 10, 13, 15 are preferably made of plastic.
  • the valve 8 particularly preferably consists of foils with the same material. Polypropylene is particularly suitable for this. Due to the uniform material of the various films 10, 13, 15, reusability is simplified. Plastics made from renewable raw materials or biodegradable plastics can also be used.
  • Base film 10 and/or frame film 13 and/or cover film 15 can consist, for example, of polypropylene, preferably of OPP (oriented polypropylene), a longitudinally stretched or biaxially stretched polypropylene.
  • Base film 10 and/or frame film 13 and/or cover film can alternatively consist of PET or a composite film such as PP-EVOH-PP.
  • the material for the membrane 12 is characterized by a high oxygen barrier.
  • the membrane 12 is made of PET or a composite material such as PP-EVOH-PP.
  • the valve according to Figure 3 is designed as an internal valve 8. On the one hand, it is missing compared to the exemplary embodiment Figure 1 the cover film 15 and the channel 18. The other side of the opening 11 is covered by a filter 16, in particular a filter fleece 16.
  • the filter 16 or the fleece is required to prevent particles of the filling material from penetrating the valve 8 between the membrane 12 and the base film 10, which would impair the function.
  • the membrane 12 is again connected to the surrounding film 20 via the connection point 22, so that it is a one-piece design.
  • the edge lengths of the base film 10 can be in the range between preferably 12.5 and 20 mm.
  • the thickness of the base film 10 is preferably in the range of 0.1 mm and 0.25 mm, particularly preferably 0.125 mm, for example.
  • the fluid for example silicone oil or fluids based on bio-based materials or renewable raw materials, for example based on palm oil, coconut oil or similar, is applied as a fluid film.
  • the volume of the fluid film is approx. 2-5 ⁇ l.
  • the thickness of the membrane 12 is, for example, in a range between 0.025 mm to 0.075 mm, preferably 0.05 mm.
  • the thickness of the frame film 13 is, for example, in the range between 0.1 mm and 0.2 mm.
  • the thickness of the frame film 13 is greater than the thickness of the membrane 12.
  • the thickness of a possible cover film 15 is, for example, in the range from 0.05 mm to 0.15 mm, particularly preferably 0.1 mm. Depending on the application, material selection, connection method, etc., the thicknesses can vary accordingly.
  • the membrane 12 for example, a film corresponding to the base area of the base film 10 is punched out in such a way that the circular contour of the membrane 12 results.
  • the membrane 12 is connected to the surrounding film 20 at least at one or more points (or at one or more small webs) or connection points 22.
  • the production and positioning of the membrane 12 can thereby be simplified.
  • the point or points 22 at which the membrane 12 is still connected to the surrounding film 20 is small in relation to the circumferential direction of the membrane 12, so that the membrane 12 can be lifted off in the free areas.
  • connection points 22 can also be provided. These connection points 22 must be arranged in such a way that it is still possible to safely lift the membrane 12 from the opening 11.
  • the manufacturing process according to Figure 2 serves to produce a valve 8 according to Figure 1 . It is characterized by the fact that there are separate film strips for the base film 10, the surrounding film 20 with adhering membrane 12, the frame film 13 and, if necessary, for the cover film 15 be supplied.
  • the individual film strips of the films 10, 13, 15, 20 mentioned generally have an identical width.
  • the base film 10 is provided.
  • the base film 10 can already have openings 11.
  • the openings 11 could be created on site, for example punched. However, the punching must be carried out before the lamination process.
  • a fluid or fluid film is applied to the base film 10, specifically to the places where the membrane 12 will later come to rest, in particular to the area surrounding the opening 11.
  • the fluid film could already be applied to the underside of the membrane 12.
  • the fluid could also be applied later, for example in the applicator that connects the valve to the packaging material.
  • the surrounding film 20 with the membrane 12 connected via the connection point 22 is applied to the base film 10.
  • a corresponding punching process can create the outlines of the membrane 12 and/or punch out the later channel zone 18.
  • the membrane 12 is separated from the surrounding film in such a way that both are only connected to one another through the at least one connection point 22.
  • the surrounding film 20 with the membrane 12 connected by the connection point 22 is firmly connected to the base film 10.
  • the connection can preferably be made with a corresponding welded connection. Examples of possible welding processes include: hot air welding, thermal contact welding, induction, cold welding and ultrasonic welding (possibly others). Alternatively, other connection methods such as gluing etc. are also possible.
  • the frame film 13 is then applied to the surrounding film 20.
  • the free area 17 comes to lie above the membrane 12. This makes it possible for the membrane 12 to be lifted off into the free area 17.
  • the free area 17 is punched out of the frame film 13.
  • the applied frame film 13 is connected to the surrounding film 20 connected. As already described, this can preferably be done with a corresponding welded connection. Alternatively, other connection methods such as gluing are also possible. It is important that only the surrounding film 20 is connected to the frame film 13, but not the membrane 12. The free mobility of the membrane 12, which is only held movably via at least one connection point 22, is thereby ensured.
  • the cover film 15 can then be applied to the frame film 13.
  • the cover film 15 is then connected to the frame film 13. As already described, this can preferably be done with a corresponding welded connection. Alternatively, other connection methods such as gluing are also possible. For example, for internal valves 8 that do not require a cover film 15, this step could also be omitted.
  • valves 8 which are arranged contiguously on a film web, can take place in the packaging machine, in particular as described by the applicator. Alternatively, the separation could also take place directly after the foils 10, 13, 15, 20 have been joined together.
  • valves 8 described are used, for example, as aroma protection valves in packaging of outgassing products such as coffee beans, ground coffee, fresh dough or the like, in which excess pressure is created after packaging in the packaging due to outgassing filling goods. Pressure is reduced by raising the membrane 12 relative to the opening 11 or the base film 10 and then escaping via the free area 17 or - in the case of an external valve - via at least one side channel connected to the free area 17 18, which is formed between frame film 13 and cover film 15.

Landscapes

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  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

    Stand der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventil, insbesondere ein Überdruckventil für einen Verpackungsbehälter, nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs.
  • Derartige Ventile kommen in der Verpackungstechnik zum Einsatz, wenn das Füllgut zum Ausgasen neigt wie beispielsweise bei frisch geröstetem Kaffee. So ist beispielsweise aus der EP 760790 B1 ein Überdruckventil für einen Verpackungsbehälter mit einer an der Wand des Verpackungsbehälters befestigten Basisplatte bekannt, die ein zentrales, ein Durchgangsloch in der Wand des Verpackungsbehälters überdeckendes Ventilloch aufweist, und mit einer auf der Basisplatte mit zwei parallelen Randzonen befestigten, eine Kanalzone freilassenden Ventilmembran, die das Ventilloch überdeckt und in Schließlage auf der Basisplatte dicht aufliegt. Das Ventilloch ist aus wenigstens zwei sich schneidenden, kreisförmigen Öffnungen ausgebildet. Aus der EP 2396244 B1 ist ein gattungsgemäßes Überdruckventil bekannt, welches einen Grundkörper mit einer zweistufig ausgebildeten Vertiefung und eine Membran umfasst, wobei die Membran eine zu einer Dichtfläche gerichtete, verformbare Oberfläche aufweist. Der Grundkörper ist relativ komplex aufgebaut. Ein weiteres gattungsgemäßes Ventil ist aus der EP 602418 B1 bekannt. Des Weiteren ist aus der WO 2016/072663 A1 bereits ein Ventil für einen Verpackungsbehälter bekannt, das zumindest ein als topfförmiges Kunststoff- oder Metallbauteil ausgebildetes Grundelement mit einer Öffnung, zumindest ein als topfförmiges Kunststoff- oder Metallbauteil ausgebildetes Rahmenelement aufweist, welches einen freien Bereich umgibt und zumindest eine Membran, welche auf dem Grundelement angeordnet ist und die Öffnung überdeckt, umfasst, wobei zwischen der Membran und dem Grundelement ein Fluid vorgesehen ist.
  • Des Weiteren ist aus der US 2012/243807 A1 bereits ein Ventil für einen Verpackungsbehälter bekannt, wobei das bereits bekannte Ventil zumindest eine Grundfolie mit einer Öffnung, zumindest eine Rahmenfolie, die einen freien Bereich umgibt, und zumindest eine Membran umfasst, die auf der Grundfolie angeordnet ist und die Öffnung überdeckt, wobei zwischen der Membran und der Grundfolie ein Fluid vorgesehen ist, wobei die Membran über zumindest eine Verbindungsstelle mit einer umliegenden Folie verbunden ist, wobei die umliegende Folie auf der einen Seite mit der Grundfolie und auf der anderen Seite mit der Rahmenfolie verbunden ist, und die Membran beweglich innerhalb des freien Bereichs angeordnet ist.
  • Offenbarung der Erfindung Das erfindungsgemäße Ventil für einen Verpackungsbehälter ist in den beiliegenden Ansprüchen definiert. Es hat dem Stand der Technik gegenüber den Vorteil, dass das Ventil einfacher und kostengünstiger produziert und appliziert werden kann. Weiterhin zeichnet sich das Verfahren zum Herstellen des erfindungsgemäßen Ventils durch deutlich reduzierten Materialeinsatz aus. Der grundsätzliche Aufbau des Ventils kann sowohl außerhalb des Verpackungsbehälters wie auch in einer bestimmten Ausführungsvariante innerhalb am Verpackungsbehälter appliziert werden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch möglich, dass die Membran auf einer Grundfolie zumindest teilweise schwimmend bzw. frei beweglich innerhalb des freien Bereichs angeordnet ist. Dadurch, dass die Membran über zumindest eine Verbindungsstelle mit einer umliegenden Folie so verbunden ist, dass die Membran ansonsten frei bewegbar ist, liegt die Membran bei der Herstellung des Ventils bahnförmig vor und kann dadurch besonders einfach durch eine am Stück zusammenhängende Folienbahn in den Aufbau eingebracht werden. Der Herstellerprozess vereinfacht sich weiter. Die Membran ist zudem nicht mehr großflächig am Grundkörper verbunden und wird somit deutlich weniger von äußeren Einflüssen beeinträchtigt wie beispielsweise Verzug. Erfindungsgemäß ist die umliegende Folie zumindest an einer Stelle offen, so dass sich ein Kanal ausbildet. Über diesen lässt sich der Überdruck sicher abbauen. Zugleich kann jedoch die umliegende Folie einteilig ausgebildet sein. Dadurch vereinfacht sich das Handling. Besonders bevorzugt ist die Verbindungsstelle gegenüberliegend zum Kanal angeordnet. Damit kann die Membran besonders gut in Richtung zum Kanal hin abheben zum Abbau des Überdrucks in dem Verpackungsbehälter. Durch den vorgeschlagenen Aufbau von Grundfolie, Rahmenfolie und gegebenenfalls Deckfolie (quasi eine Art Doppel-T-Träger) ergibt sich eine hohe Biegesteifigkeit bei vergleichsweise geringem Materialeinsatz. Weiterhin erlaubt das erfindungsgemäße Ventil, dass die Membran mit einer Vorspannung ausgestattet werden kann, die für die Funktion des Ventils hilfreich sein kann. Das Ventil kombiniert die guten Ventileigenschaften eines spritzgegossenen Ventils mit denen eines Folienventils. Es bietet sehr geringe Öffnungs- und Schließdrücke. Aufgebaut wird das Ventil aus mehreren Folienschichten, die beispielsweise auf Rotationsstanzwerkzeugen hergestellt und anschließend aufeinander laminiert werden. Das Fügen erfolgt idealerweise durch eine Schweißverbindung. Alternativ könnte auch ein Haftvermittler wie Klebstoff eingesetzt werden. Das vorgeschlagene Ventil kann bevorzugt aus einer einzelnen Materialsorte hergestellt werden und ist damit leichter rezyklierbar und somit umweltverträglicher sowie auch leicht schweißbarer. In einer zweckmäßigen Weiterbildung besteht die Folie aus Polypropylen. Jedoch auch erneuerbare Materialien wie beispielsweise Kunststoffe aus nachwachsenden Rohstoffen oder biologisch abbaubare Kunststoffe wären möglich.
  • In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist die umliegende Folie so ausgebildet, dass sie die Membran kreisförmig oder U-förmig zumindest teilweise umgibt. Diese Geometrie stellt eine einfache Anbringung der umliegenden Folie auf der Grundfolie und/oder Rahmenfolie sicher bei Beibehaltung der o.g. Funktionalität.
  • In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist die Dicke der Rahmenfolie größer als die Dicke der Membran, vorzugsweise um 75% bis 225 % größer. Damit wird eine hinreichend gute freie Beweglichkeit der Membran in Richtung des freien Bereichs möglich.
  • In einer zweckmäßigen Weiterbildung besteht die Grundfolie und/oder die Rahmenfolie und/oder die Deckfolie aus Polypropylen, OPP, PET, Polyolefine oder aus Kunststoff, vorzugsweise aus nachwachsenden Rohstoffen oder biologisch abbaubaren Kunststoffen. Dadurch kann die Wiederverwertbarkeit bzw. Umweltverträglichkeit erhöht werden.
  • Bei einem möglichen Verfahren zur Herstellung des Ventils für einen Verpackungsbehälter wird die umliegende Folie auf der einen Seite mit der Grundfolie und auf der anderen Seite mit der Rahmenfolie verbunden, und die Membran wird beweglich innerhalb des freien Bereichs angeordnet. Insbesondere wird eine Deckfolie auf die Rahmenfolie aufgebracht.
  • In einer zweckmäßigen Weiterbildung wird die Öffnung und/oder der freie Bereich und/oder die Membran ausgestanzt. Diese Schritte können sehr einfach bei den gewählten Folienmaterialien durchgeführt werden, sodass sich die Herstellung weiter vereinfacht.
  • Besonders zweckmäßig wird vor dem Aufbringen der Membran ein Fluid auf die Grundfolie und/oder die Membran aufgebracht. Insbesondere wird vor dem Aufbringen der umliegenden Folie mit verbundener Membran auf der Grundfolie das Fluid zwischen Grundfolie und Membran aufgebracht. Dadurch wird sichergestellt, dass die Membran auch bei den nachfolgenden Produktionsstätten sicher mit der Grundfolie verbunden ist. Alternativ kann das Fluid auch erst im Applikator, der das Ventil mit dem Verpackungsmaterial verbindet, aufgebracht werden.
  • In einer zweckmäßigen Weiterbildung werden Grundfolie und/oder umliegende Folie und/oder Rahmenfolie und/oder Deckfolie über eine Schweißverbindung verbunden, insbesondere laminiert. Dadurch kann im Herstellprozess aufgrund erhöhter Reinigungsanforderungen auf unerwünschten Klebstoff verzichtet werden, der zudem teuer ist. Bei einem innenliegenden Ventil wird so vermieden, dass sich Klebstoff auf der dem Produkt zugewandten Seite befindet.
  • Sowohl die Herstellung der Öffnung wie auch die Herstellung des freien Bereichs kann in ein und demselben Schritt mit nur einem Stanzwerkzeug vorgenommen werden. Dies vereinfacht die Herstellung weiter. Durch das Einbringen der Membran in Verbindung mit der umliegenden Folie kann eine hohe Positionsgenauigkeit erreicht werden.
  • Weitere zweckmäßige Weiterbildungen ergeben sich aus weiteren abhängigen Ansprüchen und aus der Beschreibung.
    • Kurzbeschreibung der Figuren
  • Unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren werden Ausführungsformen der Erfindung im Detail beschrieben. Es zeigen:
    • Figur 1
    ein Ausführungsbeispiel eines außenliegenden Ventils, bei dem die Membran mit der umliegenden Folie teilweise verbunden ist,
    Figur 2
    ein Herstellerverfahren für das Ventil gemäß Figur 1, bei dem ebenfalls einzelne Folienbahnen gestanzt und geschweißt werden sowie
    Figur 3
    ein Beispiel eines bekannten innenliegenden Ventils, bei dem die Membran mit der umliegenden Folie teilweise verbunden ist.
    Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
  • Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die Figuren die Ausführungsbeispiele der Erfindung im Detail beschrieben.
  • Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Ventils 8. Das Ventil 8 umfasst eine Grundfolie 10, mit zumindest einer Öffnung 11. Die Öffnung 11 weist beispielsweise die Geometrie von zwei sich schneidenden Kreisen auf. Die Membran 12 ist mit mindestens einem insbesondere schmalen Verbindungsbereich 22 mit einer umliegenden Folie 20 noch verbunden ist. Der überwiegende Teil der Membran 12 ist jedoch immer noch frei beweglich. Membran 12, Verbindungsbereich 22 und umliegende Folie 20 bestehen somit aus einem einzigen Teil. Die umliegende Folie 20 umschließt die Membran 12 bis auf einen kleinen Kanal 18. An einem mittleren Schenkel der umliegenden Folie 20 ist die zumindest eine die Verbindungsstelle 22 zwischen der umliegenden Folie 20 und der Membran 22 ausgebildet. Membran 22 und umliegende Folie 20 bestehen aus derselben Folie bzw. sind einteilig ausgebildet. Daher entspricht die Dicke der umliegenden Folie 20 derjenigen der Membran 12. Im Ausführungsbeispiel ist die umliegende Folie 20 auf einer Seite relativ schmal bezogen die Gesamtbreite geöffnet. Dadurch kann sich der Kanal 18 ausbilden.
  • Der Großteil der Membran 12 kann frei von der Öffnung 11 bzw. der Grundfolie 10 abheben. Dies wird sichergestellt durch einen von der darüber liegenden Rahmenfolie 13 gebildeten freien Bereich 17. Der freie Bereich 17 ist so gestaltet, dass die Membran 12 sicher nach oben in diesen freien Bereich 17 hinein abheben kann. Hierzu ist der freie Bereich 17 der Rahmenfolie 13 etwas größer als die Membran 12 ausgebildet und oberhalb der Membran 12 angeordnet. Die Kontur der umliegenden Folie 20 orientiert sich zumindest teilweise an der Rahmenfolie 13. Die umliegende Folie 20 ist mit der Rahmenfolie 13 verbunden.
  • Die Verbindung der Grundfolie 10 mit der Rahmenfolie 13 und/oder der Rahmenfolie 13 mit der Deckfolie 15 erfolgt bevorzugt durch ein Schweißverfahren. Die Folien 10, 13, 15 sind schweißbar ausgebildet. Die Folien 10, 13, 15 bestehen bevorzugt aus Kunststoff. Besonders bevorzugt besteht das Ventil 8 aus Folien mit demselben Material. Besonders eignet sich hierbei Polypropylen. Aufgrund des einheitlichen Materials der verschiedenen Folien 10,13, 15 vereinfacht sich die Wiederverwendbarkeit. Auch Kunststoffe aus nachwachsenden Rohstoffen oder biologisch abbaubare Kunststoffe können zum Einsatz kommen. Grundfolie 10 und/oder Rahmenfolie 13 und/oder Deckfolie 15 können beispielsweise aus Polypropylen bestehen, bevorzugt aus OPP (oriented polypropylene), einem längsverstreckten oder biaxial verstreckten Polypropylen. Grundfolie 10 und/oder Rahmenfolie 13 und/oder Deckfolie können alternativ aus PET oder einer Verbundfolie wie beispielsweise PP-EVOH-PP bestehen. Das Material für die Membran 12 zeichnet sich durch eine hohe Sauerstoffbarriere aus. Beispielsweise besteht die Membran 12 aus PET oder einem Verbundmaterial wie PP-EVOH-PP.
  • Das Ventil gemäß Figur 3 ist als innenliegendes Ventil 8 ausgeführt. Zum einen fehlt gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 die Deckfolie 15 sowie der Kanal 18. Die andere Seite der Öffnung 11 wird durch ein Filter 16, insbesondere ein Filtervlies 16 überdeckt. Der Filter 16 bzw. das Vlies wird benötigt, um zu verhindern, dass Partikel des Füllguts in das Ventil 8 zwischen Membran 12 und Grundfolie 10 eindringen können, wodurch die Funktion beeinträchtigt würde. Insbesondere jedoch ist wiederum die Membran 12 über die Verbindungsstelle 22 mit der umliegenden Folie 20 verbunden, sodass es sich um eine einteilige Ausführung handelt.
  • Nachfolgende Geometrien könnten sich für das Ventil 8 besonders eignen. Bei den Ausführungsbeispielen gemäß Figur 1 bzw. 3 können die Kantenlängen der Grundfolie 10 im Bereich zwischen bevorzugt 12,5 und 20 mm liegen. Die Dicke der Grundfolie 10 bewegt sich bevorzugt im Bereich von 0,1 mm und 0,25 mm, besonders bevorzugt beispielsweise 0,125 mm. Das Fluid, beispielsweise Silikonöl oder Fluide auf Basis von bio-basierten Materialien bzw. nachwachsenden Rohstoffen, beispielsweise auf Basis von Palmöl, Kokosöl oder Ähnliches, wird als Fluidfilm aufgetragen. Das Volumen des Fluidfilms beträgt ca. 2-5 µl. Die Dicke der Membran 12 liegt beispielsweise in einem Bereich zwischen 0,025 mm bis 0,075 mm, bevorzugt bei 0,05 mm. Die Dicke der Rahmenfolie 13 liegt beispielsweise im Bereich zwischen 0,1 mm und 0,2 mm. Die Dicke der Rahmenfolie 13 ist größer als die Dicke der Membran 12. Die Dicke einer möglichen Deckfolie 15 liegt beispielsweise im Bereich von 0,05 mm bis 0,15 mm, besonders bevorzugt bei 0,1 mm. Je nach Anwendungsfall, Materialauswahl, Verbindungsverfahren etc. können die Dicken entsprechend variieren.
  • Zur Herstellung der Membran 12 wird beispielsweise eine der Grundfläche der Grundfolie 10 entsprechende Folie so ausgestanzt, dass sich die kreisförmige Kontur der Membran 12 ergibt. Für den Herstellungsprozess ist es vorteilhaft, wenn die Membran 12 zumindest an einem oder mehreren Punkten (bzw. an einem oder mehreren kleinen Stegen) bzw. Verbindungsstellen 22 mit der umliegenden Folie 20 verbunden ist. Die Herstellung und Positionierung der Membran 12 kann dadurch vereinfacht werden. Die Stelle bzw. Stellen 22, an denen die Membran 12 noch mit der umliegenden Folie 20 verbunden ist, ist bezogen auf die Umfangsrichtung der Membran 12 klein, so dass ein Abheben der Membran 12 in den freien Bereichen sichergestellt bleibt.
  • Jedoch auch mehrere Verbindungsstellen 22 können vorgesehen sein. Diese Verbindungsstellen 22 sind so anzuordnen, dass weiterhin ein Abheben der Membran 12 von der Öffnung 11 sicher möglich ist.
  • Das Herstellverfahren gemäß Figur 2 dient der Herstellung eines Ventils 8 gemäß Figur 1. Es zeichnet sich dadurch aus, dass jeweils separate Folienbahnen für die Grundfolie 10, die umliegenden Folie 20 mit anhaftender Membran 12, die Rahmenfolie 13 bzw. gegebenenfalls für die Deckfolie 15 zugeführt werden. Die einzelnen Folienstreifen der genannten Folien 10, 13, 15, 20 besitzen in der Regel eine identische Breite.
  • Zunächst wird die Grundfolie 10 bereitgestellt. Die Grundfolie 10 kann bereits Öffnungen 11 aufweisen. Alternativ könnten die Öffnungen 11 vor Ort erstellt, beispielsweise gestanzt werden. Die Ausstanzung in sind jedoch vor dem Laminationsprozess vorzunehmen.
  • In einem weiteren Schritt wird ein Fluid bzw. Fluidfilm auf die Grundfolie 10 aufgebracht, und zwar auf die Stellen, wo später die Membran 12 zu liegen kommt, insbesondere auf den die Öffnung 11 umgebenden Bereich. Alternativ könnte der Fluidfilm bereits auf der Unterseite der Membran 12 appliziert werden. Alternativ könnte das Fluid auch später aufgebracht werden, beispielsweise im Applikator, der das Ventil mit dem Verpackungsmaterial verbindet.
  • In einem weiteren Schritt wird die umliegende Folie 20 mit über die Verbindungsstelle 22 verbundener Membran 12 auf die Grundfolie 10 aufgebracht. Zur Herstellung der umliegenden Folie 20 mit über die Verbindungsstelle 22 verbundener Membran 12 und/oder zumindest einen Kanal 18 kann ein entsprechender Stanzvorgang die Umrisse der Membran 12 erstellen und/oder die spätere Kanalzone 18 ausstanzen. Durch den Stanzvorgang wird die Membran 12 von der umliegenden Folie so getrennt, dass beide lediglich nur noch durch die zumindest eine Verbindungsstelle 22 miteinander verbunden sind. Die umliegende Folie 20 mit der durch die Verbindungsstelle 22 verbundenen Membran 12 wird mit der Grundfolie 10 fest verbunden. Die Verbindung kann wie bereits beschrieben bevorzugt mit einer entsprechenden Schweißverbindung erfolgen. Als Schweißverfahren kommen beispielsweise in Betracht: Heißluft-Schweißen-, Wärmekontakt-Schweißen, Induktion, Kaltverschweißung und Ultraschallschweißen (eventuell auch andere). Alternativ werden jedoch auch sonstige Verbindungsverfahren wie Kleben etc. möglich.
  • Anschließend wird die Rahmenfolie 13 auf der umliegenden Folie 20 aufgebracht. Dabei kommt der freie Bereich 17 oberhalb der Membran 12 zu liegen. Dadurch wird ein Abheben der Membran 12 in den freien Bereich 17 hinein möglich. Zuvor wird der freie Bereich 17 aus der Rahmenfolie 13 ausgestanzt. Die aufgebrachte Rahmenfolie 13 wird mit der umliegenden Folie 20 verbunden. Dies kann wie bereits beschrieben bevorzugt mit einer entsprechenden Schweißverbindung erfolgen. Alternativ werden jedoch auch sonstige Verbindungsverfahren wie Kleben möglich. Wichtig ist, dass lediglich die umliegende Folie 20 mit der Rahmenfolie 13 verbunden wird, nicht jedoch die Membran 12. Die freie Beweglichkeit der Membran 12, die lediglich über zumindest eine Verbindungsstelle 22 beweglich gehalten ist, wird dadurch sichergestellt.
  • Anschließend kann die Deckfolie 15 auf die Rahmenfolie 13 aufgebracht werden. Anschließend wird die Deckfolie 15 mit der Rahmenfolie 13 verbunden. Dies kann wie bereits beschrieben bevorzugt mit einer entsprechenden Schweißverbindung erfolgen. Alternativ werden jedoch auch sonstige Verbindungsverfahren wie Kleben möglich. Beispielsweise für innenliegende Ventile 8, die ohne Deckfolie 15 auskommen, könnte dieser Schritt auch entfallen.
  • Das Vereinzeln der Ventile 8, die auf einer Folienbahn zusammenhängend angeordnet sind, kann in der Verpackungsmaschine, insbesondere durch den Applikator beschrieben erfolgen. Alternativ könnte die Vereinzelung auch direkt nach dem Zusammenfügen der Folien 10, 13, 15, 20 erfolgen.
  • Die beschriebenen Ventile 8 werden beispielsweise als Aromaschutzventile bei Verpackungen von ausgasenden Produkten wie beispielsweise Kaffeebohnen, Mahlkaffee, Frischteig oder Ähnliches verwendet, bei denen ein Überdruck nach dem Abpacken in der Verpackung durch ausgasende Füllgüter entsteht. Ein Druckabbau erfolgt durch ein Anheben der Membran 12 relativ zu der Öffnung 11 bzw. der Grundfolie 10 und anschließendes Entweichen über den freien Bereich 17 bzw. - im Falle von einem außenliegenden Ventil - über zumindest einen mit dem freien Bereich 17 in Verbindung stehenden seitlichen Kanal 18, der zwischen Rahmenfolie 13 und Deckfolie 15 ausgebildet ist.

Claims (9)

  1. Ventil für einen Verpackungsbehälter, umfassend zumindest eine Grundfolie (10) mit einer Öffnung (11), zumindest eine Rahmenfolie (13), die einen freien Bereich (17) umgibt, und zumindest eine Membran (12), die auf der Grundfolie (10) angeordnet ist und die Öffnung (11) überdeckt, wobei zwischen der Membran (12) und der Grundfolie (10) ein Fluid vorgesehen ist, wobei die Membran (12) über zumindest eine Verbindungsstelle (22) mit einer umliegenden Folie (20) verbunden ist, wobei die umliegende Folie (20) auf der einen Seite mit der Grundfolie (10) und auf der anderen Seite mit der Rahmenfolie (13) verbunden ist, und die Membran (12) beweglich innerhalb des freien Bereichs (17) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die umliegende Folie (20) zumindest an einer Stelle offen ist, sodass sich ein Kanal (18) ausbildet.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstelle (22) gegenüberliegend zu dem Kanal (18) angeordnet ist.
  3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die umliegende Folie (20) die Membran (12) kreisförmig oder U-förmig zumindest teilweise umgibt.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (12) kreisförmig gebildet ist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundfolie (10), die Rahmenfolie (13) und die Membran (12) innerhalb eines Verpackungsbehälters oder außerhalb eines Verpackungsbehälters gleichermaßen verwendbar bzw. anordenbar sind.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Rahmenfolie (13) größer ist als die Dicke der Membran (12), vorzugsweise um 75% bis 225 % größer.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Deckfolie (15) vorgesehen ist, die mit der Rahmenfolie (13) verbunden ist.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Grundfolie (10) und/oder Rahmenfolie (13) und/oder Deckfolie (15) aus Polypropylen, PP-EVOH-PP, OPP, PET, Polyolefine oder aus Kunststoff, vorzugsweise aus nachwachsenden Rohstoffen oder biologisch abbaubaren Kunststoffen, besteht.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rahmenfolie (13) mit der Grundfolie (10) und/oder der Deckfolie (15) über eine Schweißverbindung verbunden ist, insbesondere laminiert ist.
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