JP7463497B2 - 包装容器用の弁 - Google Patents

Description

本発明は、独立請求項の前提部に記載の弁、特に包装容器用の過圧弁に関する。

先行技術
この種の弁は、包装技術において、例えば、新たに焙煎されたコーヒーを含む事例のような、充填材料がガス発生する傾向にある場合に使用される。したがって、例えば欧州特許第７６０７９０号明細書に基づき、包装容器用の過圧弁が公知である。この公知の過圧弁は、ベースプレートであって、包装容器の壁に取り付けられ、この包装容器の壁に設けられた貫通穴にわたる中央の弁穴を有するベースプレートと、弁膜であって、弁穴を覆い、２つの平行な縁ゾーンによって通路ゾーンを開放してベースプレートに取り付けられ、閉鎖位置でベースプレート上に密に位置している弁膜とを備えている。弁穴は、互いに交差しかつ／または重なり合う少なくとも２つの円形の開口から形成されている。欧州特許第２３９６２４４号明細書に基づき、一般的な過圧弁が公知である。この公知の過圧弁は、二段の凹部を有するベースボディと、封止面に向けられた変形可能な表面を有する膜とを備えている。ベースボディは、かなり複雑な構造を有している。

発明の開示
これに関して、包装容器用の本発明に係る弁は、弁をより簡単に製造することができるという利点を有している。さらに、弁の機能が改善されている。弁は、さらに、製造コストの削減の点で優れている。主要な構成の弁は、包装容器の外側および特定の例示的な構成では包装容器の内側の両方で包装容器に取り付けられてよい。このことは、本発明によれば、膜が、少なくとも部分的に自由領域内で浮遊してかつ／または自由に可動にベースフィルムに配置されていることによって可能となる。したがって、膜は、もはや大きな面積にわたってベースボディに結合されておらず、したがって、外的な影響、例えば反りに大幅に曝されにくくなっている。ベースフィルムと、フレームフィルムと、該当する場合にはカバーフィルムとを備えた提案された構成（いわば二重Ｔ字形の梁のようなもの）の結果、比較的少ない材料投入量で高い程度の曲げ剛性が得られる。弁は、射出成形された弁の良好な弁特性をフィルム弁の弁特性に組み合わせている。これによって、極めて低い開放圧および閉鎖圧が提供される。弁は、多数のフィルム層から形成されている。これらのフィルム層は、例えば回転打抜き工具で製造され、その後、互いにラミネートされる。接合は、理想的には、溶着結合を介して行われる。代替的には、付着剤、例えば接着剤が塗布されてもよい。提案された弁は、好ましくは単一の種類の材料から製造可能であり、したがって、容易にリサイクル可能であり、ひいては、環境に優しく、かつ／または改善された溶着特性を有している。更なる有利な改良形態では、フィルムがポリプロピレンから形成されている。しかしながら、再生可能な材料、例えば、サステナブル原料または生分解性の合成材料に基づく合成材料も可能である。

更なる有利な改良形態では、フレームフィルムが、膜を少なくとも部分的にまたは完全に取り囲むように形成されており、これによって、膜が、自由領域から進出することができないようになっている。

更なる有利な改良形態では、フレームフィルムが、少なくとも１つの中断部を有し、これによって、まず、通路が形成されている。この通路によって、発生する可能性のある過圧の除去が可能となる。正確に１つの中断部を設けることによって、好ましくは、フレームフィルムの一体形の構成が確保される。これによって、フレームフィルムの取扱いおよび適用が容易になる。

特に有利には、自由領域が、円形に形成された膜の半径よりも大きい半径を有する円形に形成されている。この構成は、特に簡単に製作可能であり、さらに、膜の十分な運動自由度を確保する。特に好ましくは、フレームフィルムの厚さが、膜の厚さよりも大きく、これによって、開口からの膜の持上げが確実に達成可能となる。

更なる有利な改良形態では、フレームフィルムの厚さが、膜の厚さよりも大きく、好ましくは７５％～２２５％だけ大きい。これによって、膜の特に確実な持上げが可能となる。

更なる有利な改良形態では、フレームフィルムに結合された少なくとも１つのカバーフィルムが設けられている。したがって、特に外在型の弁の場合には、膜が環境の影響から保護される一方、膜が完全に持ち上がり得ない、つまり、ベースボディから分離し得ずかつ／または失われ得ないことが確保される。

更なる有利な改良形態では、ベースフィルムおよび／またはフレームフィルムおよび／またはカバーフィルムが、ポリプロピレン、ＯＰＰ、ＰＥＴ、ポリオレフィンまたは合成材料、好ましくはサステナブル原料または生分解性の合成材料から形成されている。これによって、再使用可能性および／または環境適合性を増強させることが可能となる。

更なる有利な改良形態では、フレームフィルムおよび／またはベースフィルムおよび／またはカバーフィルムが、溶着結合を介して結合されていて、特にラミネートされている。これによって、清浄化要求を増大させ、その上、高価であるため望ましくない接着剤を不要にすることが可能となる。内在型の弁の場合、これによって、製品に面した側に接着剤が位置することを回避することが可能となる。

更なる有利な改良形態では、ベースフィルムが、０．１ｍｍ～０．２５ｍｍ、特に０．１２５ｍｍの厚さを有して構成されており、かつ／またはフレームフィルムが、０．１ｍｍ～０．２ｍｍの厚さを有し、カバーフィルムが、０．０５ｍｍ～０．１５ｍｍ、特に０．１ｍｍの厚さを有し、かつ／または膜が、０．０２５ｍｍ～０．０７５ｍｍ、特に０．０５ｍｍの厚さを有する。このようなフィルム厚さは、１つには、良好な製造可能性のために特に適しており、もう１つには、別の幾何学形状に関連して、この適用分野に対する好適な開放圧の調整のために適している。

記載した製造法のステップに従って、特に有利には、ベースフィルム用および／またはフレームフィルム用および／またはカバーフィルム用の基材として使用されるただ１つのフィルムを使用することが可能である。特に折畳みおよび接合のため、嵌合および／または供給のプロセスを不要にすることができる。さもないと、このプロセスによって、付加的な投入量が必要になってしまう。開口の製作および自由領域の製作の両方は、ただ１つの打抜き工具を使用して、１回の同一のステップで実現することができる。これによって、製造がさらに簡略化される。弁がまだ互いに分離されていない状態で膜が導入されると、高い程度の位置精度が達成可能となる。

更なる有利な構成は、別の従属請求項および明細書から明らかになる。

本発明の構成を添付の図面を参照しながら詳しく説明する。
外在型の弁に対する第１の例示的な実施形態の弁の構成を示す図である。 円形の幾何学形状を有する外在型の弁の別の例示的な実施形態を示す図である。 方形もしくは正方形の幾何学形状を有する内在型の弁の別の例示的な実施形態を示す図である。 円形の幾何学形状を有する内在型の弁の別の例示的な実施形態を示す図である。 フレームフィルムの代替的な別の例示的な実施形態を示す図である。

発明の好適な構成
以下に、本発明の例示的な実施形態を図面を参照しながら詳しく説明する。

図１には、第１の例示的な実施形態による弁８の個々の構成要素が示してある。弁８はベースフィルム１０を備えている。このベースフィルム１０には、開口１１が設けられている。一例として、この開口１１は、互いに交差しかつ／または重なり合う２つの円の幾何学形状を有している。しかしながら、任意の別の幾何学形状が可能である。特に好ましくは、幾何学形状は、所望の開放圧および閉鎖圧に適合可能である。さらに、少なくとも１つのフレームフィルム１３が設けられている。このフレームフィルム１３は、膜１２が少なくとも部分的にではあるものの失われてしまわない形で取り囲まれるように形成されている。このために、フレームフィルム１３は、膜１２が配置される自由領域１７を有している。組立て状態では、膜１２は、例示的な実施形態に図示したフレームフィルム１３の２つの部分の間に位置することになる。図示の外在型の弁８には、さらに、カバーフィルム１５が設けられている。組立て状態では、ベースフィルム１０と膜１２との間に流体もしくは流体膜、例えばシリコーンオイル、または生物学的な流体、例えばパームオイル、ココナッツオイルまたはこれに類するものが配置されている。膜１２もフィルムとして形成されている。膜１２は開口１１を覆っている。過圧を包装体から放出することを可能にするために、膜１２は開口１１から持上げ可能であり、これによって、包装体内の過圧を外側に向かって減圧することができる。

図１の例示的な実施形態は、方形の基本形状、好ましくは正方形の基本形状を有している。したがって、ベースフィルム１０とカバーフィルム１５とは、方形、特に正方形に形成されている。フレームフィルム１３の外面は、フレームフィルム１３の上側もしくは下側に整合させられたベースフィルム１０もしくはカバーフィルム１５に整合させられている。膜１２は円形に形成されていて、開口１１に対してセンタリングされて配置されている。フレームフィルム１３の内面は、少なくとも部分的に部分円形に形成されている。その結果、膜１２に対して一定の距離が得られる。こうして、円形の自由領域１７が形成されている。フレームフィルム１５は、膜１２を少なくとも２つの側で取り囲んでいる。結果として、過圧を逃がすことができる２つの通路１８が形成されている。これらの通路１８の幅は、膜１２の直径よりも小さい。これによって、膜１２がフレームフィルム１３よりも内側に残されることが確保される。フレームフィルム１３の別の幾何学形状も可能である。特に好ましくは、別の幾何学形状は、ただ１つの通路１８を有するフレームフィルム１３の幾何形状であり、このような場合、フレームフィルム１３は一体形の構成で形成されている。このことは、フレームフィルム１３の自由領域１７がただ１つの通路１８を介して一方の側に向かって開放している図５に例示的に示してある。本明細書における通路１８は、側面に対して平行に延びている。基本的には、フレームフィルム１３は、ベースフィルム１０とカバーフィルム１５（もしくは内在型の弁８の場合には包装体壁）との間に配置された膜１２がこの領域から進出してしまうことがないように形成されている。この目的のために、膜１２は自由領域１７に残されている。

弁８は多数のフィルム層から形成されている。図１の例示的な実施形態では、これらの層は、ベースフィルム１０、膜１２、フレームフィルム１３および（任意選択的に外在型の弁８用には）カバーフィルム１５である。組み立てられた弁８を製造するためには、フィルム層が、例えば打抜き工具、特に回転打抜き工具で製造され、その後、ラミネートされる。フィルム層同士の接合は、好ましくは溶着結合を介して実現される。各々のフィルム厚さに適した入熱は、対応する溶着法によって提供され、これによって、それぞれ異なるフィルム層（ベースフィルム１０、フレームフィルム１３、任意選択的にはカバーフィルム１５）の固定結合が行われる。代替的または追加的には、接合は付着剤（接着剤）によって実現されてよい。

膜１２は、ベースフィルム１０に緩く載置されている。膜１２は、ベースフィルム１０と膜１２との間に配置された流体（図示せず）を介して浮遊してベースフィルム１０に結合されている。流体は、毛管力によって膜１２をベースフィルム１０に密に隣接させて、開口１１をガス密に閉鎖するものの、過圧の場合には膜１２を持ち上げることを可能にする。したがって、封止面は、膜１２とベースフィルム１０との間の流体膜である。このために、膜１２は、フレームフィルム１３によって取り囲まれた自由領域１７に導入されている。外在型の弁８の場合に使用されるカバーフィルム１５は、膜１２を外的な影響から保護し、膜１２の完全な浮き上がりを防止する。フレームフィルム１３は膜１２を取り囲んでいる。フレームフィルム１３は膜１２の位置を固定している。

図２には、弁８の別の例示的な実施形態が示してある。この実施形態は、円形の幾何学形状の点で異なっている。円形のベースフィルム１０は、中央に配置された開口１１を有している。この開口１１は円形に形成されている。フレームフィルム１３は、４つの部分フィルムから形成されている。フレームフィルム１３の部分フィルムは、それぞれ同一に形成されていて、縁側でベースフィルム１０の外側輪郭と面一に終端している。フレームフィルム１３は、膜１２が配置される自由領域１７を取り囲んでいる。フレームフィルム１３の部分フィルムの幅は一定である。したがって、膜１２に向けられた縁部も円形に延在している。フレームフィルム１３の部分フィルムは、膜１２を取り囲む。この膜１２は円形に形成されている。それぞれ２つの隣り合った部分フィルムの間には、４つの部分フィルムによって全部で４つの通路１８が形成されている。弁８は外在型の弁８として形成されていて、したがって、包装体の外面に配置されている。カバーフィルム１５自体は、膜１２を保護するように形成されている。カバーフィルム１５は円形に形成されていて、フレームフィルム１３に結合される。カバーフィルム１５は、ベースフィルム１０の輪郭に対応している。組立て状態では、ベースフィルム１０、フレームフィルム１３およびカバーフィルム１５の外側の縁部が互いに整合させられている。組立て状態では、ベースフィルム１０と膜１２との間に流体膜が設けられている。膜１２自体は自由領域１７においてベースフィルム１０に緩く載置されている。流体は相互間に存在している。４つの通路１８は、弁８の内部における自由領域１７と、周辺との間の接続路を形成している。

図３の例示的な実施形態は、内在型の弁８を示している。したがって、この弁８は包装体の内面に配置される。弁８自体はベースフィルム１０から形成されている。このベースフィルム１０は、少なくとも１つの開口１１を有している。ベースフィルム１０には、フレームフィルム１３が配置される。このフレームフィルム１３は、膜１２を完全に取り囲む閉じられた縁部を有している。こうして画定された領域が、円形の自由領域１７である。したがって、側方の通路は形成されていない。膜１２は、ベースフィルム１０上に、つまり、自由領域１７内に緩く配置される。膜１２とベースフィルム１０との間に流体膜が設けられている。弁８の組立て状態では、フレームフィルム１３の上面が包装体の内面に結合されている。膜１２の領域において、包装体は、膜１２の僅かな持上げ後に過圧の放出を可能にする小さな開口を有している。開口１１の他方の側は、フィルタ１６、特に不織布フィルタ１６によって覆われている。このフィルタ１６もしくは不織布フィルタ１６は、充填材料の粒子が、膜１２とベースフィルム１０との間で弁８内に進入することを防止するために必要である。さもないと、機能性に影響が出てしまう。例示的な実施形態では、フィルタ１６は円形に形成されている。図３の例示的な実施形態は、ベースフィルム１０とフレームフィルム１３との方形、特に正方形の基本形状の点で異なっている。膜１２は円形に形成されている。フレームフィルム１３の内側輪郭も自由領域１７も膜１２の外側の幾何学形状に対応して、膜１２よりも僅かに大きな直径を有する円形に形成されている。開口１１は、例示的には、互いに交差しかつ／または重なり合う２つの円の輪郭を有している。

図４の例示的な実施形態は、円形の輪郭を有する内在型の弁８を示している。ベースフィルム１０は円形に形成されていて、中央に開口１１を有している。一例として、開口１１は円形に形成されている。フレームフィルム１３は一体形の構成で形成されている。フレームフィルム１３は膜１２を完全に取り囲む。したがって、側方の通路は形成されていない。開口１１の、膜１２と反対側に面した他方の側は、フィルタ１６、特に不織布フィルタ１６によって覆われている。このフィルタ１６もしくは不織布フィルタ１６は、充填材料の粒子が、膜１２とベースフィルム１０との間で弁８内に進入することを防止するために必要である。さもないと、機能性に影響が出てしまう。例示的な実施形態では、フィルタ１６は円形に形成されている。フレームフィルム１３は、一定の幅を有する円の内径と円の外径とを有している。こうして、円形の自由領域１７が形成されている。膜１２自体は円形に形成されている。膜１２の直径は、自由領域１７の直径よりも小さい。組立て状態では、膜１２は、ベースフィルム１０に緩く載置されていて、流体によって密に保持されている。流体は、膜１２とベースフィルム１０との間に存在している。フレームフィルム１３の自由上面は、包装体の内面に結合されている。過圧を逃がすために、包装体は、膜１２もしくは開口１１の領域に小さな開口を有している。

図５のフレームフィルム１３は、単一の通路１８が形成されるように、フレームフィルム１３に設けられたただ１つの開口の点で異なっている。自由領域１７自体は、膜１２の直径よりも僅かに大きい直径を有して、円形に形成されている。フレームフィルム１３は、好ましくは一体形の構成で形成されている。

フレームフィルム１３へのベースフィルム１０の結合および／またはカバーフィルム１５へのフレームフィルム１３の結合は、好ましくは溶着法によって実現される。フィルム１０，１３，１５は、溶着可能であるように形成されている。フィルム１０，１３，１５は、好ましくは合成材料から形成されている。特に好ましくは、弁８は、同一の材料を含むフィルムから形成されている。本発明では、ポリプロピレンが特に適している。それぞれ異なるフィルム１０，１３，１５の一様な材料の結果として、再使用可能性が簡略化される。サステナブル原料に基づく合成材料または生分解性の合成材料の使用も可能である。例えば、ベースフィルム１０および／またはフレームフィルム１３および／またはカバーフィルム１５は、ポリプロピレン、好ましくはＯＰＰ（二軸延伸ポリプロピレン）、つまり、長手方向または二軸方向に引き伸ばされたプロピレンから形成されてよい。ベースフィルム１０および／またはフレームフィルム１３および／またはカバーフィルム１５および／または膜１２は、代替的にＰＥＴから形成されてよい。その他には、例えばＰＰ－ＥＶＯＨ－ＰＰのような多層フィルムも可能である。膜１２の材料は、高い酸素バリアの点で優れている。例えば、膜１２はＰＥＴから形成されている。

以下の幾何学形状が、弁８に特に適していてよい。図１もしくは図３の例示的な実施形態（正方形の基本形状）では、ベースフィルム１０の縁部長さが、好ましくは１２．５ｍｍ～２０ｍｍの範囲内にあってよい。ベースフィルム１０の厚さは、好ましくは０．１ｍｍ～０．２５ｍｍの範囲内にあり、特に好ましくは、例えば０．１２５ｍｍである。流体膜として、バイオ系の材料および／またはサステナブル原料に基づく流体、例えばパームオイル、ココナッツオイルまたはこれに類するものに基づく流体、例えばシリコーンオイルが使用される。流体膜の体積は約２μｌ～５μｌである。膜１２の厚さは、例えば０．０２５ｍｍ～０．０７５ｍｍの範囲内にあり、好ましくは０．０５ｍｍである。フレームフィルム１３の厚さは、例えば０．１ｍｍ～０．２ｍｍの範囲内にある。フレームフィルム１３の厚さは、膜１２の厚さよりも大きい。可能なカバーフィルム１５の厚さは、例えば０．０５ｍｍ～０．１５ｍｍの範囲内にあり、特に好ましくは０．１ｍｍである。厚さは、使用事例、材料選択、結合法等に応じて相応に異なっていてよい。

上述した弁８は、包装体の内部に過圧を生じさせるガス発生製品、例えばコーヒー豆、グラウンドコーヒー、未使用の生地またはこれに類するものの包装体の芳香保護弁として使用される。放圧は、膜１２を開口１１に対して相対的に持ち上げることによって行われ、その後、圧力は、自由領域１７を介して逃げ出すか、もしくは（外在型の弁の場合には）自由領域１７に接続されていて、フレームフィルム１３とカバーフィルム１５との間に形成された少なくとも１つの側方の通路１８を介して逃げ出す。

Claims (14)

1. 包装容器用の弁であって、開口（１１）を有する少なくとも１つのベースフィルム（１０）と、自由領域（１７）を取り囲む少なくとも１つのフレームフィルム（１３）とを備え、該フレームフィルム（１３）は、前記ベースフィルム（１０）に結合されており、該ベースフィルム（１０）に配置され、前記開口（１１）を覆う少なくとも１つの膜（１２）が設けられており、該膜（１２）と前記ベースフィルム（１０）との間に流体が設けられ、
   前記膜（１２）は、前記自由領域（１７）内で可動に前記ベースフィルム（１０）に配置されており、
   前記フレームフィルム（１３）は、少なくとも１つの中断部を有し、これによって、少なくとも１つの通路（１８）が形成されていることを特徴とする、
   弁。
2. 前記フレームフィルム（１３）は、前記膜（１２）を少なくとも部分的にまたは完全に取り囲むように形成されており、これによって、前記膜（１２）は、前記自由領域（１７）から進出することができないようになっていることを特徴とする、請求項１記載の弁。
3. 前記フレームフィルム（１３）は、一体形の構成で形成されていることを特徴とする、請求項１または２記載の弁。
4. 前記自由領域（１７）は、円形に形成された前記膜（１２）の半径よりも大きい半径を有する円形に形成されていることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の弁。
5. 前記フレームフィルム（１３）の厚さは、前記膜（１２）の厚さよりも大きいことを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載の弁。
6. 前記ベースフィルム（１０）、前記フレームフィルム（１３）および前記膜（１２）は、包装容器の内側または包装容器の外側に同様に使用可能かつ／または配置可能であることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載の弁。
7. 前記フレームフィルム（１３）に結合された少なくとも１つのカバーフィルム（１５）が設けられていることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載の弁。
8. 前記開口（１１）を覆うための少なくとも１つのフィルタ（１６）が設けられていることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載の弁。
9. 前記ベースフィルム（１０）および／または前記フレームフィルム（１３）および／または前記カバーフィルム（１５）は、ポリプロピレン、ＯＰＰ、ＰＥＴ、ポリオレフィンまたは合成材料、好ましくはサステナブル原料または生分解性の合成材料から形成されていることを特徴とする、請求項７または請求項７を引用する請求項８記載の弁。
10. 前記フレームフィルム（１３）は、溶着結合を介して前記ベースフィルム（１０）および／または前記カバーフィルム（１５）に結合されていることを特徴とする、請求項７または請求項７を引用する請求項８もしくは９記載の弁。
11. 前記ベースフィルム（１０）は、０．１ｍｍ～０．２５ｍｍの厚さを有し、かつ／または前記フレームフィルム（１３）は、０．１ｍｍ～０．２ｍｍの厚さを有し、かつ／または前記カバーフィルム（１５）は、０．０５ｍｍ～０．１５ｍｍの厚さを有し、かつ／または前記膜（１２）は、０．０２５ｍｍ～０．０７５ｍｍの厚さを有することを特徴とする、請求項７または請求項７を引用する請求項８から１０までのいずれか１項記載の弁。
12. 前記膜（１２）は、前記自由領域（１７）内で少なくとも部分的に浮遊してかつ／または自由に可動に前記ベースフィルム（１０）に配置されていることを特徴とする、請求項１から１１までのいずれか１項記載の弁。
13. 前記フレームフィルム（１３）は、前記膜（１２）を少なくとも２つの側で取り囲んでおり、過圧を逃がすことができる少なくとも２つの通路（１８）が形成されており、各々の該通路（１８）の幅は、前記膜（１２）の直径よりも小さいことを特徴とする、請求項１から１２までのいずれか１項記載の弁。
14. 前記開口（１１）の、前記膜（１２）と反対側に面した他方の側が、前記フィルタ（１６）によって覆われていることを特徴とする、請求項８記載の弁。

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