NL1006809C2

NL1006809C2 - Metalen romp voor verpakkingsdoeleinden, bijvoorbeeld conservenbus.

Info

Publication number: NL1006809C2
Application number: NL1006809A
Authority: NL
Inventors: Stephanus Maria Kamperman; Peter Gerard Van Herrewegen
Original assignee: Hoogovens Staal Bv
Priority date: 1997-08-20
Filing date: 1997-08-20
Publication date: 1999-02-23
Also published as: US6213337B1; KR100572092B1; PL194011B1; PT1005428E; CN1267266A; DK1005428T3; DE69802549D1; EP1005428B1; WO1999008940A1; JP2001514999A; PL338646A1; CN1090135C; BR9811968A; AU726475B2; JP3435693B2; ATE208731T1; DE69802549T2; ES2167936T3; EP1005428A1; KR20010023012A

Description

METALEN ROMP VOOR VERPAKKINGSDOELEINDEN,

BIJVOORBEELD CONSERVENBUS

De uitvinding heeft betrekking op een metalen romp voor 5 verpakkingsdoeleinden omvattende een zich om een langsas uitstrekkende gesloten metalen mantel die geschikt is aan een zijde hierna genoemd bovenzijde van een in hoofdzaak loodrecht op de langsas verlopend deksel te worden voorzien.

Een dergelijke romp is bekend bijvoorbeeld als onderdeel van een verpakkingshouder, bijvoorbeeld een conservenblik.

10 Een driedelige verpakkingshouder omvat naast de romp een bodem en een deksel; bij een tweedelige verpakkingshouder zijn romp en bodem uit één stuk. De conventionele verpakkingshouder is in het algemeen cirkelcylindrisch, eventueel voorzien van met het dekselvlak in hoofdzaak evenwijdig verlopende rillen, dan wel 'opgeblazen' in een enigszins bolle vorm.

15 Ook is een verpakkingshouder bekend van een in hoofdzaak cirkelcylindrische vorm die in de wand naar binnen toe bol gekromde vingervormige panelen vertoont die zich in hoogterichting uitstrekken.

Volgens de uitvinding wordt beoogd een lichtgewicht verpakkingshouder te verschaffen waarbij eveneens gebroken wordt met de conventionele cirkelcylindrische 20 verschijningsvorm terwijl de stijfheid verbeterd wordt en waarmee nadere in het vervolg te bespreken voordelen worden bereikt.

De romp volgens de uitvinding is er daartoe door gekenmerkt dat de dwarsdoorsnede door de mantel aan en nabij de bovenzijde een contour vertoont die omvat 3 ^ n ^ 6 naar binnen hol met een minimale kromtestraal R gekromde en n in 25 hoofdzaak rechte contourlijnstukken alsmede dat de mantel tenminste in hoofdzaak vlakke manteldelen omvat die althans aan een kant eindigen in een in hoofdzaak evenwijdig met de langsas verlopende scherpe vouw die een maximale kromtestraal r vertoont waarbij r < 0,4 R.

Het heeft hierbij de voorkeur dat R > 15 mm en r ^ 5 mm.

30 In een bijzondere uitvoeringsvorm verlopen de vlakke manteldelen in hoofdzaak parallel met de rechte contourlijnstukken.

De romp heeft bijvoorbeeld 2n in hoofdzaak vlakke manteldelen en bij voorkeur 2n scherpe vouwen. De romp ziet er dan uit zoals weergegeven in Fig. 1.

De uitvinding is tevens belichaamd in een werkwijze voor het met warmte 1 00 6 8 09 - 2 - behandelen bijvoorbeeld steriliseren van een gevulde bus omvattende een romp volgens de uitvinding, waarbij op de bus een druk pon,g wordt uitgeoefend en in de bus een druk pbu, heerst, waarbij Δρ = pbu, - Pomg, en pt < Δρ < p2, met het kenmerk dat pi <« pi ref.. en p2 s p2 rer.„ waarin pi ref.. en p2 ref.. de minimale respectievelijk 5 maximale Δρ voor een conventionele referentiebus voorstellen

Het blijkt dat de bus met een romp volgens de uitvinding in gevulde toestand bij een warmtebehandeling in een autoclaaf qua druk veel minder kritisch behandeld hoeft te worden. De externe druk op de bus kan veel hoger worden ingesteld en behoeft niet nauwkeurig te worden teruggeregeld bij afkoelen.

10 De uitvinding is tevens belichaamd in een gasdichte bus gevuld met niet- koolzuurhoudende drank of voedsel zoals groente, fruit, huisdiervoedsel, vis, vlees of soep omvattende een metalen romp volgens de uitvinding, bij voorkeur een bus van verpakkingsstaal waarbij de materiaaldikte van het verpakkingsstaal waarvan de romp gemaakt is dunner is dan 0,16 mm. Het is zelfs mogelijk steriliseerbare bussen 15 volgens de uitvinding toe te passen die van verpakkingsstaal met een dikte van minder dan 0,15 mm, 0,14 mm, 0,13 mm of zelfs minder dan 0,12 mm vervaardigd zijn.

De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de hand van de tekening waarin

Fig. 1 een vierkante hoge bus volgens de uitvinding toont; 2 0 Fig. 2 een vierkante lage bus volgens de uitvinding toont;

Fig. 3 een dwarsdoorsnede van een romp volgens de uitvinding toont respectievelijk aan en nabij de bovenzijde en op enige afstand daarvan.

Fig. 4 het Δρ-bereik van een conventionele conservenbus als referentie in een sterilisatieproces en van een bus volgens de uitvinding toont.

25 Fig. 5 de vervorming van de -gevulde- bus volgens de uitvinding ten gevolge van een uitwendige druk bij verschillende busvullingsgraden toont.

In Fig. 1 is een bus volgens de uitvinding getoond met een inhoud en hoogte die overeenkomt met een cirkelcylindrisch conservenblik met diameter 73 mm en hoogte 110 mm.

30 De bus kan ook anders worden uitgevoerd, bijvoorbeeld lager zoals getoond in

Fig. 2.

In Fig. 3 geeft R de kromtestraal van de gekromde contourlijnstukken aan en daarbij de bovenzijde van de mantel van de bus volgens de uitvinding en r de 100^809 - 3 - kromtestraal die de mantel ter plaatse van een vouw vertoont.

De bus volgens de uitvinding bijvoorbeeld zoals getoond in Fig.l, 2 en 3 heeft als voordeel dat deze bij gelijke inhoud minder ruimte inneemt dan de conventionele cirkelcylindrische bus, hetgeen bijvoorbeeld op de schappen in de winkel of in de 5 transportketen van groot belang is.

De bus volgens de uitvinding heeft bijvoorbeeld een breedte/diepte van ca. 66 mm en een hoogte van 110 mm, terwijl de conventionele bus bij die hoogte een diameter van ca. 0 73 mm heeft. De bus volgens de uitvinding neemt bij plaatsen in rijen en bij gelijke vulinhoud dus ruim 20 % minder ruimt in dan de bekende 10 cirkelcylindrische bus.

Voorts heeft de bus volgens de uitvinding een lager gewicht aan verpakkingsmateriaal dan de conventionele bus. Bij de genoemde afmetingen weegt de conventionele bus rond de 50 gram, terwijl de bus volgens de uitvinding ongeveer of zelfs minder dan 40 gram weegt.

15 Omdat de -gevulde- bus volgens de uitvinding bij een verschil Δρ tussen de druk in de bus Pbu, en de omgevingsdruk druk P„ng meer kan vervormen dan de conventionele bus kan de inhoud bij zelfs een hoge externe overdruk (negatieve Δρ) de bus steunen zonder dat deze bezwijkt, wat in de praktijk grote voordelen oplevert als hierna worden beschreven. Hier staat overigens tegenover dat de -gevulde- bus 20 volgens de uitvinding geen al te hoge inwendige overdruk (positieve Δρ) kan verwerken, hetgeen echter in de praktijk geen bezwaar is.

Tijdens de afkoelfase in het sterilisatieproces verandert de druk in de bus als gevolg van de temperatuurdaling. Deze drukverandering in de bus moet gecompenseerd worden met een drukverandering in de omgeving van de bus om te 25 voorkomen dat de bus uit elkaar barst of in elkaar klapt. Deze omgevingsdruk (autoclaaf druk) wordt tijdens het sterilisatie proces in het algemeen gestuurd.

Als de temperatuur en druk in de bus de temperatuur en drukdaling in de omgeving van de bus niet zo snel kunnen volgen kan deze blijvend vervormen of bezwijken naar buiten toe. De meest bekende vervorming is dan het uitbollen van het 30 deksel.

Naar binnen toe vervormen van een bus gebeurt als de temperatuur en druk in de bus gedaald zijn, terwijl de druk in de autoclaaf nog hoog is. De bekende ronde meest gerilde voedselbus klapt dan in 3, 4, 5 of meer zijden in elkaar.

1 00 6 8 09 - 4 -

Tijdens het afkoelproces verschuift het gevaar van naar buiten toe vervormen (uit elkaar klappen) naar het naar binnen toe vervormen (in elkaar klappen) van de bus. Dit betekent dat tijdens het afkoelen de druk in de omgeving van de bekende bus geleidelijk af moet nemen. In de praktijk is de sturing van deze omgevingsdruk lastig.

5 Door verschillen in afkoelsnelheden van de bussen, afhankelijk van de plaatselijke omstandigheden, ligging en oriëntatie bestaan er namelijk verschillen in druk in de bussen. Bezwijken wordt momenteel ondervangen door hoge eisen te stellen aan de mechanische sterkte van de bus. De bekende 0 73 x 110 mm voedselbus moet bijvoorbeeld een drukverschil Δρ van pi ref„ = -1,2 bar tot p2 = 1,75 10 bar kunnen weerstaan zonder blijvend te vervormen. Het werkgebied voor Δρ strekt zich uit van piref. tot p2ref.. Als Δρ < pi ref„ dan klapt de bekende bus in elkaar, als Δρ > P2ref.. dan barst deze bus.

Bij de bus volgens de uitvinding is de relatie tussen het drukverschil in de bus en het expansievolume veel flexibeler dan bij een conventionele referentie voedselbus. 15 Dit heeft een aantal voordelen.

Ten eerste ontbreekt het gevaar van inklappen. In het geval dat Δρ > pi bestaat bij conventionele voedselbussen het gevaar van inklappen van de wanden van de bus.

Om dit te voorkomen is bij de bekende bus de buigstijfheid van de wand verhoogd door het aanbrengen van rillen in omtrekrichting en wordt materiaal 20 gebruikt van voldoende dikte van bijvoorbeeld meer dan 0,16 mm bij een 0 73 x 110 mm voedselbus. Bij de flexibele bus zijn de expansie mogelijkheden van de bus zodanig dat de overdruk buiten de bus gedragen wordt door de inhoud van de bus en niet meer door de zijwand van de bus. De bus volgens de uitvinding kan een zeer grote externe overdruk weerstaan. Het is voor de bus volgens de uitvinding niet meer 25 noodzakelijk eisen te stellen aan de stijfheid (dikte, rillen) van de buswand om te voorkomen dat de buswand in elkaar klapt. Het werkgebied van deze bus wordt daardoor een stuk groter, zie Fig. 4. Punt pi komt ver naar links te liggen en vervalt quasi, terwijl punt p2 bij een iets lagere druk komt te liggen omdat de bus volgens de uitvinding wat minder inwendige overdruk kan weerstaan dan de bekende ronde bus. 30 In de praktijk betekent dit dat de druksturing van de autoclaaf veel eenvoudiger te realiseren is. Zolang de druk in de autoclaaf hoger is dan de druk in de bus kan er namelijk niets mis gaan.

In Fig. 5 zijn de resultaten weergegeven van een aantal proefnemingen waarbij 1 00 6 8 09 - 5 - bussen volgens de uitvinding werden gevuld door deze op een weegschaal geheel te vullen met water van 80 °C. en er vervolgens respectievelijk 2,5 %, 5%, en 10 % uit te nemen om een kopruimte te creëren. De op deze wijze met een vullingsgraad van respectievelijk 90 %, 95 %, en 97,5 % gevulde bussen werden vervolgens gesloten 5 en na afkoeling tot kamertemperatuur in een drukkamer beproefd op vervormingsgedrag.

In Fig. 5 staat verticaal de vervorming van een zijwand van de bus, horizontaal de externe druk in bar en naar achteren de vullingsgraad in procenten uitgezet. Tijdens de beproeving werd steeds alternerend een met stappen van 0,5 bar 10 toenemende overdruk (0,5 .... 3 bar) en een atmosferische druk (0 bar) uitgeoefend. Duidelijk is te zien dat bij een hogere vullingsgraad van meer dan 95 % de blijvende vervorming drastisch minder is dan bij een lagere vullingsgraad.

Bij de bus volgens de uitvinding wordt dus een groot deel van de externe belasting als het ware door de inhoud gedragen waardoor aan de bus zelf minder 15 zware eisen behoeven te worden gesteld.

Doordat de bus deze grotere expansie mogelijkheden heeft kan de kopruimte in de bus gereduceerd worden. Dit betekent dat de bus volgens de uitvinding meer voedsel kan bevatten en dat de kans op bederf als gevolg van insluiting van zuurstof wordt gereduceerd.

20 Ten derde is het niet meer noodzakelijk rillen in de buswand aan te brengen, hetgeen de axiale sterkte van verhoogt. Axiale sterkte is noodzakelijk om schade aan een bus tijdens verwerking, bijvoorbeeld bij het flenzen en sluiten en gedurende transport te voorkomen. Dit heeft tevens het voordeel dat de productaanduiding bijvoorbeeld een etiket of bedrukking eenvoudiger plaats kan vinden en een fraaiere 25 aanblik biedt. Tot slot is het nu mogelijk nog weer dunner materiaal voor de buswand toe te passen.

1006809

Claims

1. Metalen romp voor verpakkingsdoeleinden omvattende een zich om een Iangsas uitstrekkende gesloten metalen mantel die geschikt is aan een zijde, 5 hierna genoemd bovenzijde van een in hoofdzaak loodrecht op de Iangsas verlopend deksel te worden voorzien, met het kenmerk, dat de dwarsdoorsnede door de mantel aan en nabij de bovenzijde een contour vertoont die omvat 3 <, n < 6 naar binnen hol met een minimale kromtestraal R gekromde en n in hoofdzaak rechte contourlijnstukken alsmede dat de mantel tenminste n in io hoofdzaak vlakke manteldelen omvat die van elkaar gescheiden zijn door een in hoofdzaak evenwijdig met de Iangsas verlopende scherpe vouw die een maximale kromtestraal r vertoont waarbij r < 0,4 R.

2. Romp volgens conclusie 1 waarbij R > 15 mm. 15

3. Romp volgens conclusie 1 of 2 waarbij r < 5 mm.

4. Romp volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de vlakke manteldelen in hoofdzaak parallel verlopen met de rechte contourlijnstukken. 20

5. Romp volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat deze ten minste 2n in hoofdzaak vlakke manteldelen omvat.

6. Romp volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat deze ten 2. minste 2n scherpe vouwen omvat.

7. Werkwijze voor het met warmte behandelen bijvoorbeeld steriliseren van een gevulde bus omvattende een romp volgens één der conclusies 1-6, waarbij op de bus een druk pomg wordt uitgeoefend en in de bus een druk pbus heerst, 30 waarbij Δρ = pbus - pomg> en pi < Δρ < p2, met het kenmerk dat pj «< p, ref. en P2 s P2 ref... waarin pi ref.. en p^f. de minimale respectievelijk maximale Δρ voor een conventionele referentiebus voorstellen. 1006809 - 7 -

8. Gasdichte bus gevuld met niet-koolzuurhoudende drank of voedsel zoals groente, fruit, huisdiervoedsel, vis, vlees of soep omvattende een metalen romp volgens één der conclusies 1-6.

9. Bus volgens conclusie 8 van verpakkingsstaal waarbij de materiaaldikte van het verpakkingsstaal waarvan de romp gemaakt is dunner is dan 0,16 mm. 1 00 6 8 09