WO2007113097A1 - Überdruckventil für einen verpackungsbehälter - Google Patents

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WO2007113097A1
WO2007113097A1 PCT/EP2007/052556 EP2007052556W WO2007113097A1 WO 2007113097 A1 WO2007113097 A1 WO 2007113097A1 EP 2007052556 W EP2007052556 W EP 2007052556W WO 2007113097 A1 WO2007113097 A1 WO 2007113097A1
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WO
WIPO (PCT)
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valve
base plate
pressure relief
relief valve
hole
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/052556
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rainer Hendess
Thomas Niemeyer
Susanne Heese
Olaf Jensen
Peter Vogt
Original Assignee
Tesa Ag
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Filing date
Publication date
Application filed by Tesa Ag filed Critical Tesa Ag
Publication of WO2007113097A1 publication Critical patent/WO2007113097A1/de

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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

Definitions

  • the invention relates to a valve for the controlled degassing of packaging.
  • Valves for controlled degassing of packages are typically used in packages of goods that emit gasses during their storage.
  • a particularly important commodity is coffee. It has the property that it gives off carbon dioxide in the roasted state. This gas delivery is accelerated, the greater the effective coffee surface, so the finer it is ground. As a result, the pack builds up in an increased, inflating the pack and ultimately bursting pressure. At the same time, an oxygen uptake by the packaging or the valve, which would lead to oxidation and thus weakening and falsification of the flavors, must be prevented as much as possible.
  • FR 1 360 753 A proposes the use of a diaphragm valve whose extremely high tightness is ensured by treating at least one of the two surfaces with a viscous fluid, preferably a silicone oil.
  • the pressure relief valve known from EP 0 023 703 A which is arranged via a through hole in the wall of the packaging container, has a flexible valve membrane which covers a circular valve hole in a base plate which is tightly bonded to the wall of the packaging container and at a certain internal pressure of the package forming an outlet channel from the base plate, through which carbon dioxide gas can flow out of the package into the atmosphere. Even a small intra-packaging pressure inflates a bag pack of flexible packaging unsightly.
  • the opening pressure is about 5 mbar.
  • a relevant pressure relief valve is known, the valve hole of which is formed from at least two intersecting, circular openings.
  • the decisive feature is that, with only a slight overpressure in the pack of 1 to 7 mbar, an opening of the valve takes place. The valve should then close again immediately after the pressure has dropped below the opening pressure specific to the valve so as to keep the diffusion of oxygen negligibly small.
  • the object of the invention is thus to develop a pressure relief valve for a packaging container to the effect that it can hold a higher pressure in the package.
  • the invention relates to a pressure relief valve for a packaging container with a on the wall (the term wall also includes any existing bottoms or lid) of the packaging container attached base plate having a central through holes in the wall of the packaging container covering valve hole, and with a on the Base plate mounted lidding film, wherein between the base plate and lid film a channel-releasing valve membrane is provided which covers the valve hole and rests tightly in the closed position of the pressure relief valve on the base plate.
  • the pressure relief valve has the following combination of features:
  • the valve membrane has a thickness of at least 10 ⁇ m, preferably 20 to 70 ⁇ m, more preferably 20 to 30 ⁇ m.
  • the material used for the valve membrane is a film of preferably PE, PP or PET.
  • the base plate has a thickness of at least 100 ⁇ m, preferably 150 to 250 ⁇ m, more preferably 180 to 200 ⁇ m.
  • the cover film has a thickness of at least 100 ⁇ m, preferably 150 to 250 ⁇ m, more preferably 180 to 200 ⁇ m.
  • valve membrane As a material for the valve membrane is a film of preferably Poylolefinen as
  • PE PE, PP or PET
  • cover film preferably a film
  • valve closes on the one hand the package tightly inwards against gases such as oxygen
  • the opening is carried out at a predetermined internal pressure of for example 30 mbar, so that a burst of
  • films such as BOPP, MOPP, PA, PU, PVC can be used.
  • the films themselves may in turn consist of several individual layers, for example, layers coextruded into a film.
  • polyolefins Preference is given to polyolefins, but also copolymers of ethylene and polar monomers such as styrene, vinyl acetate, methyl methacrylate, butyl acrylate or acrylic acid are included. It can be a homopolymer such as HDPE, LDPE, MDPE or a copolymer from ethylene to another olefin such as propene, butene, hexene or octene (for example LLDPE, VLLDE). Also suitable are polypropylenes (for example polypropylene homopolymers, polypropylene random copolymers or polypropylene block copolymers).
  • the film can be unstretched. Films which can be used are monoaxially and biaxially oriented films.
  • the cover film is fastened by means of an adhesive layer on the base plate.
  • the adhesive layer extends over the entire surface of the lid film, so that the underlying valve membrane is firmly connected by the adhesive layer with the lid film.
  • the adhesive layer can also be applied partially on the cover sheet.
  • valve membrane with two parallel, in the longitudinal direction of the
  • the adhesive can also be inactivated by printing, irradiation, powdering or other methods familiar to those skilled in the art.
  • the adhesive layer must ensure that the valve membrane and the cover foil are firmly connected. If this is true, any form of partial application of the adhesive is possible.
  • cover film and the base plate have the same outer dimensions, so that they are congruent.
  • the cover film covers more preferably in the finished pressure relief valve, the base plate completely, without protruding.
  • valve hole is designed in the form of a circle or oblong hole, preferably in the form of an ellipse.
  • This slot may also be formed, for example, by forming the valve hole from at least two intersecting circular openings, the centers of which are further preferably arranged on a common center axis.
  • the invention is not limited to the described embodiments.
  • the slot may also have a substantially rectangular shape, the corners of which should be rounded for manufacturing reasons (such as a groove), or a shape, which in turn can be composed of several arranged in a row geometric shapes (for example diamonds or circles) ,
  • the major axis of the slot extends perpendicular to the longitudinal axis of the channel. This is accompanied by the fact that the minor axis of the slot in this case is aligned parallel to the longitudinal axis of the channel. This arrangement of the slot ensures that only a smaller hole is released for the degassing than is available for the order of the silicone oil.
  • the minimum distance of the valve hole, preferably an oblong hole, to one of the edges of the valve membrane at which the channel terminates is from 0.8: 7 to 2: 7, preferably 1, based on the width of the valve membrane. 7 to 1, 5: 7.
  • Valve hole between 5 and 18 mm 2 2, preferably between 8 and 16 mm 2 , more preferably between 12 and 13 mm 2 .
  • the following size ratios can be realized in the pressure relief valve:
  • the valve hole has a width / length ratio in the range of 1: 1, preferably 1: 1, 3 to 1: 2.
  • the width of the slot is equal to or less than one-fifth of the length of the relief valve in the same direction.
  • the outer dimensions of the valve are 20 mm x 20 mm, the pressure relief valve in the form of a Having square with rounded corners.
  • the centrally arranged valve hole has - if it is designed circular - a diameter between 3 and 4 mm. As a slot it has an area that corresponds to that of a circle with a diameter of 3 to 4 mm.
  • the valve membrane has a width of 5 to 10 mm, preferably 7 mm and extends in length over the entire pressure relief valve.
  • the valve diaphragm is arranged centrally under the cover foil so that a symmetrical construction of the valve results with respect to the longitudinal axis of the pressure relief valve.
  • the minimum distance of the valve hole, preferably oblong hole to one of the edges of the valve diaphragm is between 1 to 3 mm.
  • the base plate is glued in a preferred embodiment with the packaging container.
  • the side of the base plate facing the packing container is preferably coated over its entire surface with an adhesive, more preferably based on acrylate.
  • the following adhesive has proved to be particularly well suited.
  • Polymer 1 A 200 L reactor conventional for radical polymerizations is charged with 2400 g of acrylic acid, 64 kg of 2-ethylhexyl acrylate, 6.4 kg of N-isopropylacrylamide and 53.3 kg of acetone / isopropanol (95: 5). After passing through nitrogen gas with stirring for 45 minutes, the reactor is heated to 58 ° C. and 40 g of 2,2'-azoisobutyronitrile (AIBN) are added. Subsequently, the outer heating bath is heated to 75 ° C and the reaction is carried out constantly at this external temperature. After 1 h reaction time again 40 g of AIBN is added.
  • AIBN 2,2'-azoisobutyronitrile
  • the polymer 1 is diluted down to a solids content of 30% with 60/95 petroleum spirit. Subsequently, 25% by weight (based on the proportion of polymer 1) of rosin resin (glyceryl ester) Foral TM 85 (Eastman Chemical) and 0.3 % By weight (based on the proportion of polymer 1) of aluminum (III) acetylacetonate (as a 3% solution in isopropanol) was stirred in and completely dissolved.
  • rosin resin glycol
  • Foral TM 85 Eastman Chemical
  • aluminum (III) acetylacetonate as a 3% solution in isopropanol
  • the base plate can also be applied by means of a double-sided adhesive tape portion on the packaging.
  • two reinforcing strips may be provided, on the edge zones, with which the cover sheet is glued to the base plate preferably flat.
  • the reinforcing strips can in turn also be applied by adhesive bonding to the cover film, wherein its outer edge should be flush with the cover film.
  • the pressure relief valve according to the invention for a packaging container meets the demands made on the diaphragm valve. It opens at an overpressure between 30 mbar and 120 mbar and closes again reversibly after a drop in the overpressure below the opening pressure, so that the desired overpressure is maintained at all times.
  • the silicone oil is used as the sealing liquid for sealing between the base plate and the valve membrane.
  • Show it 1 shows the top view of an inventive pressure relief valve
  • Figure 2 shows a packaging container on which the inventive
  • FIG. 3 shows the pressure relief valve of Figure 1 in cross section along the
  • FIG. 1 shows a top view of a pressure relief valve 10 according to the invention
  • FIG. 2 shows a packaging container 1 on which the pressure relief valve 10 according to the invention according to FIG. 1 is applied.
  • Figure 3 shows the pressure relief valve 10 of Figure 1 in cross section along the line A-A.
  • the pressure relief valve 10 comprises a rigid base plate 11 made of a plastic film and a cover film 13 which completely covers the base plate 11 and is congruently arranged, likewise made of a plastic film, both in the form of a square with rounded corners. Between base plate 1 1 and lid film 13 is a valve membrane 12 made of a flexible, thin plastic film available. On the cover sheet 13, two reinforcing strips 33, 34 are provided from a rigid plastic film.
  • the pressure relief valve 10 is adhesively bonded to the underside of the base plate 1 1, which has a central valve hole 15, by means of an adhesive layer 16 on the outside of the wall 2 of a packaging container 1, wherein the valve hole 15, the through holes 3 in the wall 2 covers.
  • the through holes 3 are perforated, for example, by thin needles in the wall 2.
  • the valve hole 15 is sealed by the valve membrane 12 by the valve membrane 12 spans the valve hole 15.
  • the valve membrane 12 lies with its edge regions on the upper side of the base plate 1 1 in a pressureless state sealingly.
  • the lid film 13 is provided on the underside of the entire surface with an adhesive layer 17, which on the one hand ensures the fixation of the lid film 13 on the base plate 1 1 and on the other the valve membrane 12 firmly connected to the lid film 13.
  • the reinforcing strips 33, 34 are fastened in the edge region of the cover film 13 by means of adhesive layers 23, 24, their outer edge being flush with that of the cover film 13.
  • a pressure relief valve 10 is tightly secured to the wall 2 via the through holes.
  • valve membrane 12 When pressure build-up in the interior of the packaging bag 1 by the emission of carbon dioxide gas from the packaged, such as coffee, the pressure acts through the through holes 3 in the wall 2 and the valve hole 15 in the base plate 1 1 on valve membrane 12. As the pressure increases and lifts the Valve membrane 12 in conjunction with the cover sheet 13 from the top of the base plate 1 1 from the top, so that finally forms a channel between the base plate 11 and the valve membrane 12, which extends to the edges of the valve membrane 12 and can flow through the gas.
  • the valve hole 15 is preferably designed in the form of an ellipse 50, wherein the main axis 51 of the ellipse 50 extends perpendicular to the longitudinal axis of the valve membrane 12.
  • the lifting of the valve membrane 12 from the base plate 1 1 of the vertex points 52, 53 of the ellipse 50 is made. It follows that the position of the vertices 52, 53 influences the opening pressure of the pressure relief valve 10. If the overpressure in the packaging bag 1 is reduced, the valve membrane 12 rejuvenates the base plate 11.
  • a drop of sealant between the base plate 1 1 and the valve diaphragm 12 is usually introduced in the generic pressure relief valves. This is usually done just prior to attaching the pressure relief valve 10 to the wall 2 of the packaging bag 1.
  • the drop is applied centrally through the valve hole 15 on the underside of the valve membrane 12, and it takes some time until it is distributed in the channel.
  • the sealing means passes particularly quickly between the base plate 11 and the valve membrane 12, so that the further processing of the overpressure valves 10 or the filling and evacuation of the packaging bag 1 can take place directly after the overpressure valves 10 have been attached to the packaging bag 1.

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Abstract

Überdruckventil (10) für einen Verpackungsbehälter (1) mit einer an der Wand (2) des (5) Verpackungsbehälters (1) befestigten Basisplatte (11), die ein zentrales, Durchgangslöcher (3) in der Wand (2) des Verpackungsbehälters (1) deckendes Ventilloch (15) aufweist, und mit einer auf der Basisplatte (11) befestigten Deckelfolie (13), wobei zwischen Basisplatte (11) und Deckelfolie (13) eine einen Kanal freilassende Ventilmembran (12) vorgesehen ist, die das Ventilloch (15) überdeckt und in Schließlage des Überdruckventils (10) auf der Basisplatte (11) dicht aufliegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilmembran (12) eine Dicke aufweist von mindestens 10 µm, vorzugsweise 20 bis 70 µm, als Werkstoff für die Ventilmembran (12) eine Folie aus vorzugsweise PE, PP oder PET verwendet wird, die Basisplatte (11) eine Dicke aufweist von mindestens 100 µm, vorzugsweise 150 bis 250 µm und die Deckelfolie (13) eine Dicke aufweist von mindestens 100 µm, vorzugsweise 150 bis 250 µm.

Description

tesa Aktiengesellschaft Hamburg
Beschreibung
Überdruckventil für einen Verpackungsbehälter
Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil zum gesteuerten Entgasen von Verpackungen.
Ventile zum gesteuerten Entgasen von Verpackungen werden typischerweise in Verpackungen von Gütern verwendet, die während ihrer Lagerung Gase abgeben. Ein besonders wichtiges solcher Güter ist Kaffee. Er hat die Eigenschaft, dass er im gerösteten Zustande Kohlendioxid abgibt. Diese Gasabgabe erfolgt umso beschleunigter, desto größer die wirksame Kaffee-Oberfläche ist, also desto feiner er gemahlen ist. Dies führt dazu, dass sich in der Packung ein erhöhter, die Packung aufblähender und letztendlich zum Platzen führender Druck aufbaut. Gleichzeitig muss eine Sauerstoffaufnahme durch die Verpackung oder das Ventil, die zu einer Oxidation und damit Abschwächung und Verfälschung der Aromen führen würde, so weit als möglich unterbunden werden.
Zur weitestgehenden Entspannung dieser beiden konkurrierenden Forderungen schlägt die FR 1 360 753 A vor, ein Membranventil einzusetzen, dessen extrem hohe Dichtheit dadurch sicher gestellt wird, dass zumindest eine der beiden Oberflächen mit einem zähen Fluid, vorzugsweise einem Silikonöl, behandelt wird.
Weiterbildungen dieser Basiserfindung sind in zahlreicher Form bekannt, siehe beispielsweise in der EP 0 012 874 A, der EP 0 023 703 A, der EP 0 450 171 A, der EP 0
499 783 A, der EP 0 602 418, der EP 0 738 227 A und der EP 0 760 790 A.
Das aus der EP 0 023 703 A bekannte Überdruckventil, das über ein Durchgangsloch in der Wand des Verpackungsbehälters angeordnet ist, hat eine flexible Ventilmembran, die ein kreisförmiges Ventilloch in einer an der Wand des Verpackungsbehälters dicht verklebten Basisplatte überdeckt und sich bei einem bestimmten Packungsinnendruck einen Auslasskanal bildend von der Basisplatte abhebt, durch den Kohlendioxidgas aus der Packung ins Freie abströmen kann. Schon ein geringer Packungsinnendruck bläht eine Beutelpackung aus flexiblem Packstoff unansehnlich auf. Bei dem oben erwähnten Überdruckventil, das sich im Markt bewährt hat, liegt der Öffnungsdruck bei etwa 5 mbar.
Um den Öffnungsdruck zu reduzieren, ist in der EP 0 738 227 A vorgeschlagen, das kreisförmige Ventilloch durch ein Langloch zu ersetzen. Damit kann der Öffnungsdruck auf ca. 3 mbar erniedrigt werden.
Aus der EP 0 760 790 A ist ein einschlägiges Überdruckventil bekannt, dessen Ventilloch aus wenigstens zwei sich schneidenden, kreisförmigen Öffnungen ausgebildet ist.
Bei den hier beschriebenen Ventilen ist das entscheidende Merkmal, dass bei einem nur geringen Überdruck in der Packung von 1 bis 7 mbar eine Öffnung des Ventiles stattfindet. Das Ventil soll dann sofort nach Absinken des Überdruckes unter den für das Ventil spezifischen Öffnungsdruck wieder sicher verschließen, um so die Eindiffusion von Sauerstoff vernachlässigbar klein zu halten.
Da dieser Überdruck sehr klein ist, hat dieser praktisch keinen Einfluss auf das Gesamterscheinungsbild der Verpackung. Ein erhöhter, die Packung aufblähender und zum Platzen führender Druck kann sich nicht aufbauen.
Auf der anderen Seite gilt es zu berücksichtigen, dass die Alterung der in dem Kaffee befindlichen Aromen, die bekanntlich bei gemahlenem Kaffee in höherem Maße problematisch ist als bei ungemahlenem Kaffee, verzögert wird, wenn in der Packung ein höherer Kohlendioxid-Druck aufrecht erhalten bleibt als bisher bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es somit, ein Überdruckventil für einen Verpackungsbehälter dahingehend weiter zu entwickeln, das es einen höheren Überdruck in der Packung halten kann.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Überdruckventil, wie es im Hauptanspruch niedergelegt ist. Gegenstand der Unteransprüche sind dabei vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstands sowie eine mit dem Überdruckventil ausgerüstete Packung. Demgemäß betrifft die Erfindung ein Überdruckventil für einen Verpackungsbehälter mit einer an der Wand (der Begriff Wand umfasst auch eventuell vorhandene Böden oder Deckel) des Verpackungsbehälters befestigten Basisplatte, die ein zentrales, Durchgangslöcher in der Wand des Verpackungsbehälters deckendes Ventilloch aufweist, und mit einer auf der Basisplatte befestigten Deckelfolie, wobei zwischen Basisplatte und Deckelfolie eine einen Kanal freilassende Ventilmembran vorgesehen ist, die das Ventilloch überdeckt und in Schließlage des Überdruckventils auf der Basisplatte dicht aufliegt.
Dabei weist das Überdruckventil die folgende Merkmalskombination auf:
• Die Ventilmembran weist eine Dicke auf von mindestens 10 μm, vorzugsweise 20 bis 70 μm, weiter vorzugsweise 20 bis 30 μm.
• Als Werkstoff für die Ventilmembran wird eine Folie aus vorzugsweise PE, PP oder PET verwendet.
• Die Basisplatte weist eine Dicke auf von mindestens 100 μm, vorzugsweise 150 bis 250 μm, weiter vorzugsweise 180 bis 200 μm.
• Die Deckelfolie weist eine Dicke auf von mindestens 100 μm, vorzugsweise 150 bis 250 μm, weiter vorzugsweise 180 bis 200 μm.
Als Werkstoff für die Ventilmembran wird eine Folie aus vorzugsweise Poylolefinen wie
PE, PP oder PET, für die Basisplatte und die Deckelfolie vorzugsweise eine Folie aus
PET verwendet.
Diese Kombination von den angegebenen Materialien der drei Lagen ergibt ein optimal funktionierendes Ventil, das heißt, das Ventil schließt zum einen die Verpackung dicht ab nach innen gegen Gase wie Sauerstoff, zum anderen erfolgt die Öffnung bei einem vorgegebenen Innendruck von beispielsweise 30 mbar, so dass ein Platzen der
Verpackung ausgeschlossen ist.
Daneben können aber auch Folien wie zum Beispiel BOPP, MOPP, PA, PU, PVC eingesetzt werden. Die Folien selbst können wiederum aus mehreren einzelnen Lagen besteht, beispielsweise aus zu einer Folie coextrudierten Lagen.
Bevorzugt werden Polyolefine, jedoch sind auch Copolymere aus Ethylen und polaren Monomeren wie Styrol, Vinylacetat, Methylmethacrylat, Butylacrylat oder Acrylsäure eingeschlossen. Es kann ein Homopolymer wie HDPE, LDPE, MDPE oder ein Copolymer aus Ethylen einem weiteren Olefin wie Propen, Buten, Hexen oder Octen (zum Beispiel LLDPE, VLLDE) sein. Geeignet sind auch Polypropylene (zum Beispiel Polypropylen- Homopolymere, Polypropylen-Random-Copolymere oder Polypropylen-Block- Copolymere). Die Folie kann unverstreckt sein Als Folien einsetzen lassen sich monoaxial und biaxial gereckte Folien.
In einer ersten vorteilhaften Ausführungsform ist die Deckelfolie mittels einer Klebeschicht auf der Basisplatte befestigt. Weiter vorzugsweise erstreckt sich die Klebeschicht über die gesamte Fläche der Deckelfolie, so dass die darunter befindliche Ventilmembran durch die Klebeschicht fest mit der Deckelfolie verbunden ist. Auf diese Weise ergibt sich ein untrennbares Laminat, dessen Steifigkeit unter anderem dafür verantwortlich ist, dass das erfindungsgemäße Überdruckventil erst bei deutlich höheren Drücken als die bisher üblichen aufmacht.
Die Kleberschicht kann aber auch partiell auf der Deckelfolie aufgebracht sein.
Beispielsweise kann die Ventilmembran mit zwei parallelen, sich in Längsrichtung des
Überdruckventils erstreckenden und jeweils im Kantenbereich der Ventilmembran aufgebrachten Streifen des Klebers befestigt sein.
Der Kleber kann aber auch inaktiviert werden durch Bedruckung, Bestrahlung, Bepuderung oder andere dem Fachmann geläufige Verfahren.
Die Kleberschicht muss gewährleisten, dass die Ventilmembran und die Deckelfolie fest miteinander verbunden sind. Sofern dies erfüllt ist, ist jede Form des partiellen Auftrags des Klebers möglich.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weisen die Deckelfolie und die Basisplatte die gleichen Außenabmessungen auf, so dass sie kongruent sind. Die Deckelfolie überdeckt weiter vorzugsweise beim fertigen Überdruckventil die Basisplatte vollständig, ohne dass sie übersteht.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Ventilloch in Form eines Kreises oder Langlochs gestaltet, bevorzugt in Form einer Ellipse.
Dieses Langloch kann auch zum Beispiel dadurch gebildet werden, dass das Ventilloch aus wenigstens zwei sich schneidenden, kreisförmigen Öffnungen ausgebildet ist, deren Mittelpunkte weiter vorzugsweise auf einer gemeinsamen Mittelpunktsachse) angeordnet sind. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Das Langloch kann auch eine im Wesentlichen rechteckige Form, deren Ecken aus fertigungstechnischen Gründen abgerundet sein sollten (wie eine Nut), aufweisen oder eine Form, die sich ihrerseits aus mehreren, in einer Reihe angeordneten geometrischen Formen (zum Beispiel Rauten oder Kreisen) zusammensetzen kann.
Weiter vorzugsweise erstreckt sich die Hauptachse des Langlochs senkrecht zur Längsachse des Kanals. Damit einhergeht, dass die Nebenachse des Langlochs in diesem Fall parallel zur Längsachse des Kanals ausgerichtet ist. Durch diese Anordnung des Langlochs wird erreicht, dass nur ein kleineres Loch für die Entgasung freigegeben wird als für den Auftrag des Silikonöles zur Verfügung steht.
Sodann hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der minimale Abstand des Ventillochs, vorzugsweise Langlochs zu einem der Ränder der Ventilmembran, an denen der Kanal endet, bezogen auf die Breite der Ventilmembran zwischen 0,8:7 bis 2:7, vorzugsweise 1 :7 bis 1 ,5:7 beträgt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung liegt die Fläche des
Ventillochs zwischen 5 und 18 mm2 2, vorzugsweise zwischen 8 und 16 mm2, weiter vorzugsweise zwischen 12 und 13 mm2.
In weiteren vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung können folgende Größenverhältnisse im Überdruckventil verwirklicht sein:
• Das Ventilloch hat ein Breiten- /Längenverhältnis im Bereich von 1 :1 , vorzugsweise 1 :1 ,3 bis 1 :2.
• Die Breite des Langlochs ist gleich oder kleiner ist als ein Fünftel der Längserstreckung des Überdruckventils in gleicher Richtung.
Im Folgenden sollen beispielhaft Abmessungen für ein Überdruckventil angegeben werden, wie es auf Verpackungen verwendet wird, in denen sich frisch gemahlener Kaffee befindet, ohne in irgendeiner Form einschränkend wirken zu sollen:
Die Außenabmessungen des Ventils (und somit die der Basisplatte sowie der Deckelfolie) betragen 20 mm x 20 mm, wobei das Überdruckventil die Form eines Quadrats mit abgerundeten Ecken aufweist. Das zentral angeordnete Ventilloch hat - wenn es kreisförmig ausgestaltet ist - einen Durchmesser zwischen 3 und 4 mm. Als Langloch besitzt es eine Fläche, die dem eines Kreises mit einem Durchmesser von 3 bis 4 mm entspricht. Die Ventilmembran weist eine Breite von 5 bis 10 mm, vorzugsweise 7 mm auf und erstreckt sich in der Länge über das gesamte Überdruckventil. Die Ventilmembran ist mittig unter der Deckelfolie angeordnet, so dass sich bezüglich der Längsachse des Überdruckventils ein symmetrischer Aufbau des Ventils ergibt. Der minimale Abstand des Ventillochs, vorzugsweise Langlochs zu einem der Ränder der Ventilmembran beträgt zwischen 1 bis 3 mm.
Die Basisplatte ist in einer bevorzugten Ausführungsform mit dem Verpackungsbehälter verklebt. Vorzugsweise ist hierzu die dem Packungsbehälter zugewandte Seite der Basisplatte vollflächig mit einem Kleber beschichtet, weiter vorzugsweise auf Acrylatbasis. Als besonders hervorragend geeignet hat sich dabei der folgende Kleber erwiesen.
Polymer 1 Ein für radikalische Polymerisationen konventioneller 200 L-Reaktor wird mit 2400 g Acrylsäure, 64 kg 2-Ethylhexylacrylat, 6,4 kg N-Isopropylacrylamid und 53,3 kg Aceton/Isopropanol (95:5) befüllt. Nach 45 Minuten Durchleiten mit Stickstoffgas unter Rühren wird der Reaktor auf 58 °C hochgeheizt und 40 g 2,2'-Azoisobuttersäurenitril (AIBN) hinzugegeben. Anschließend wird das äußere Heizbad auf 75 °C erwärmt und die Reaktion konstant bei dieser Außentemperatur durchgeführt. Nach 1 h Reaktionszeit wird wiederum 40 g AIBN hinzugegeben. Nach 5 h und 10 h wird mit jeweils 15 kg Aceton/Isopropanol (95:5) verdünnt. Nach 6 und 8 h werden jeweils 100 g Dicyclohexylperoxydicarbonat (Perkadox 16®, Firma Akzo Nobel) gelöst in jeweils 800 g Aceton hinzugegeben. Die Reaktion wird nach 24 h Reaktionszeit abgebrochen und auf Raumtemperatur abgekühlt.
Acrylathaftklebemasse 1
Das Polymer 1 wird mit Siedegrenzenbenzin 60/95 auf einen Feststoffgehalt von 30 % herunterverdünnt. Anschließend werden 25 Gew.-% (bezogen auf den Mengenanteil Polymer 1 ) Kolophoniumharz (Glycerylester) Foral™ 85 (Eastman Chemical) und 0,3 Gew.-% (bezogen auf den Mengenanteil Polymer 1 ) Aluminium-(lll)-acetylacetonat (als 3 %-ige Lösung in Isopropanol) hinzugerührt und komplett gelöst.
Anschließend wird aus Lösung mit zum Beispiel einem Kommarakel auf das Substrat beschichtet und für 10 Minuten bei 120 °C getrocknet.
Aufgrund des Innendrucks der Verpackung, der höher ist als bisher üblich (das Ventil öffnet später), bläht sich die Verpackung weiter auf, was bei Beuteln zu einer Zunahme der Rundung führt. Damit einher geht, dass die Überdruckventile in höherem Maße als bisher auf Abschälung von der Verpackung belastet werden. Die beschriebene Klebemasse hat sich bei den erhöhten Anforderungen besonders bewährt.
Anstatt einer Klebebeschichtung kann die Basisplatte auch mittels eines doppelseitig klebenden Klebebandabschnitts auf der Verpackung aufgebracht sein.
Auf dem Überdruckventil können zwei Verstärkungsstreifen vorgesehen sein, und zwar auf den Randzonen, mit denen die Deckelfolie mit der Basisplatte vorzugsweise flächig verklebt ist. Auch die Verstärkungsstreifen können ihrerseits durch eine Verklebung auf der Deckelfolie aufgebracht sein, wobei ihr Außenrand mit dem der Deckelfolie bündig sein sollte.
Das erfindungsgemäße Überdruckventil für einen Verpackungsbehälter erfüllt die an das Membranventil gestellten Forderungen. Es öffnet sich bei einem Überdruck zwischen 30 mbar und 120 mbar und verschließt nach einem Abfall des Überdruckes unter den Öffnungsdruck wieder reversibel, so dass der gewünschte Überdruck jederzeit aufrecht erhalten bleibt.
Als Dichtungsflüssigkeit zur Abdichtung zwischen der Basisplatte und der Ventilmembran wird das Silikonöl verwendet.
Anhand der nachfolgend beschriebenen Figuren wird eine besonders vorteilhafte Ausführung der Erfindung näher erläutert, ohne damit die Erfindung unnötig einschränken zu wollen. Es zeigen Figur 1 die Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Überdruckventil,
Figur 2 einen Verpackungsbehälter, auf dem das erfindungsgemäße
Überdruckventil aufgebracht ist, und
Figur 3 das Überdruckventil nach Figur 1 im Querschnitt entlang der
Linie A-A.
In der Figur 1 ist ein erfindungsgemäßes Überdruckventil 10 in der Draufsicht gezeigt sowie in der Figur 2 einen Verpackungsbehälter 1 , auf dem das erfindungsgemäße Überdruckventil 10 nach Figur 1 aufgebracht ist. Figur 3 zeigt das Überdruckventil 10 nach Figur 1 im Querschnitt entlang der Linie A-A.
Das Überdruckventil 10 umfasst eine steife Basisplatte 11 aus einer Kunststofffolie sowie eine die Basisplatte 1 1 vollständig bedeckende und deckungsgleich angeordnete Deckelfolie 13 ebenfalls aus einer Kunststofffolie, beide in der Form eines Quadrats mit abgerundeten Ecken. Zwischen Basisplatte 1 1 und Deckelfolie 13 ist eine Ventilmembran 12 aus einer flexiblen, dünnen Kunststofffolie vorhanden. Auf der Deckelfolie 13 sind zwei Verstärkungsstreifen 33, 34 aus einer steifen Kunststofffolie vorgesehen. Das Überdruckventil 10 ist mit der Unterseite der Basisplatte 1 1 , die ein zentrales Ventilloch 15 hat, mittels einer Kleberschicht 16 an der Außenseite der Wandung 2 eines Verpackungsbehälters 1 flächig verklebt, wobei das Ventilloch 15 die Durchgangslöcher 3 in der Wandung 2 überdeckt. Die Durchgangslöcher 3 werden beispielsweise durch dünne Nadeln in die Wandung 2 perforiert. Das Ventilloch 15 wird von der Ventilmembran 12 abgedichtet, indem die Ventilmembran 12 das Ventilloch 15 überspannt. Die Ventilmembran 12 liegt mit ihren Kantenbereichen auf der Oberseite der Basisplatte 1 1 in drucklosem Zustand dichtend auf.
Die Deckelfolie 13 ist unterseitig vollflächig mit einer Klebeschicht 17 versehen, die zum einen die Fixierung der Deckelfolie 13 auf der Basisplatte 1 1 gewährleistet und zum anderen die Ventilmembran 12 fest mit der Deckelfolie 13 verbindet. Die Verstärkungsstreifen 33, 34 sind im Kantenbereich der Deckelfolie 13 mittels Kleberschichten 23, 24 befestigt, wobei ihr Außenrand mit dem der Deckelfolie 13 bündig ist. Auf einer Seitenwand eines Verpackungsbeutels 1 , in dem beispielsweise frisch gerösteter Kaffee dicht verpackt ist, ist ein Überdruckventil 10 an der Wandung 2 über den Durchgangslöchern dicht befestigt. Bei Druckaufbau im Inneren des Verpackungsbeutels 1 durch Abgabe von Kohlendioxidgas seitens des Packguts, beispielsweise Kaffee, wirkt der Druck durch die Durchgangslöcher 3 in der Wandung 2 und das Ventilloch 15 in der Basisplatte 1 1 auf Ventilmembran 12. Bei steigendem Druck wölbt und hebt sich die Ventilmembran 12 in Verbindung mit der Deckelfolie 13 blasenförmig von der Oberseite der Basisplatte 1 1 ab, so dass sich schließlich zwischen der Basisplatte 11 und der Ventilmembran 12 ein Kanal bildet, die bis zu den Kanten der Ventilmembran 12 reicht und durch die Gas abströmen kann.
Um den Öffnungsdruck des Überdruckventils 10 entsprechend hoch zu halten, ist das Ventilloch 15 vorzugsweise in Form einer Ellipse 50 ausgestaltet, wobei sich die Hauptachse 51 der Ellipse 50 senkrecht zur Längsachse der Ventilmembran 12 erstreckt.
Bei einem Überdruck im Verpackungsbeutel 1 geht das Abheben der Ventilmembran 12 von der Basisplatte 1 1 von den Scheitelpunkten 52, 53 der Ellipse 50 aus. Daraus ergibt sich, dass die Lage der Scheitelpunkte 52, 53 den Öffnungsdruck des Überdruckventils 10 beeinflusst. Ist der Überdruck im Verpackungsbeutel 1 abgebaut, legt sich die Ventilmembran 12 wieder an der Basisplatte 1 1 an.
Zur besseren Abdichtung ist in den gattungsgemäßen Überdruckventilen üblicherweise ein Tropfen Dichtmittel zwischen der Basisplatte 1 1 und der Ventilmembran 12 eingebracht. Dies geschieht in der Regel direkt vor dem Anbringen des Überdruckventils 10 an der Wandung 2 des Verpackungsbeutels 1. Der Tropfen wird zentral durch das Ventilloch 15 auf die Unterseite der Ventilmembran 12 aufgebracht, und es benötigt einige Zeit, bis dieser sich in dem Kanal verteilt. Durch die erfindungsgemäße Ventillochform gelangt das Dichtmittel besonders schnell zwischen die Basisplatte 1 1 und die Ventilmembran 12, so dass die Weiterverarbeitung der Überdruckventile 10 beziehungsweise das Befüllen und Evakuieren des Verpackungsbeutels 1 direkt nach dem Anbringen der Überdruckventile 10 an den Verpackungsbeutel 1 erfolgen kann.

Claims

Patentansprüche
1. Überdruckventil 10 für einen Verpackungsbehälter 1 mit einer an der Wand 2 des Verpackungsbehälters 1 befestigten Basisplatte 11 , die ein zentrales,
Durchgangslöcher 3 in der Wand 2 des Verpackungsbehälters 1 deckendes
Ventilloch 15 aufweist, und mit einer auf der Basisplatte 11 befestigten Deckelfolie
13, wobei zwischen Basisplatte 11 und Deckelfolie 13 eine einen Kanal freilassende
Ventilmembran 12 vorgesehen ist, die das Ventilloch 15 überdeckt und in Schließlage des Überdruckventils 10 auf der Basisplatte 11 dicht aufliegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilmembran 12 eine Dicke aufweist von mindestens 10 μm, vorzugsweise 20 bis 70 μm, als Werkstoff für die Ventilmembran 12 eine Folie aus vorzugsweise PE, PP oder PET verwendet wird, die Basisplatte 11 eine Dicke aufweist von mindestens 100 μm, vorzugsweise 150 bis 250 μm und die Deckelfolie 13 eine Dicke aufweist von mindestens 100 μm, vorzugsweise 150 bis 250 μm.
2. Überdruckventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass Deckelfolie 13 mittels einer Klebeschicht 17 auf der Basisplatte befestigt ist.
3. Überdruckventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckelfolie 13 und die Basisplatte 1 1 die gleichen Außenabmessungen aufweisen.
4. Überdruckventil nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilloch 15 in Form eines Kreises oder eines Langlochs 50 gestaltet ist, bevorzugt in Form einer Ellipse 50, und/oder sich die Hauptachse 51 des Langlochs 50 senkrecht zur Längsachse des Kanals 19 erstreckt.
5. Überdruckventil nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der minimale Abstand des Ventillochs 15, vorzugsweise Langlochs 50 zu einem der Ränder der Ventilmembran 12 bezogen auf die Breite der Ventilmembran 12 zwischen 0,8:7 bis 2:7 beträgt.
6. Überdruckventil nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche des Ventillochs 15 zwischen 5 und 18 mm2, vorzugsweise zwischen 8 und 16 mm2, weiter vorzugsweise zwischen 12 und 13 mm2 liegt.
7. Überdruckventil nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilloch 15 ein Breiten- /Längenverhältnis im Bereich von 1 :1 , vorzugsweise von 1 ,3 bis 1 :2 hat.
8. Überdruckventil nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Langlochs 50 gleich oder kleiner ist als ein Fünftel der Längserstreckung des Überdruckventils 10 in gleicher Richtung.
9. Überdruckventil nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilloch 15 aus wenigstens zwei sich schneidenden, kreisförmigen Öffnungen ausgebildet ist.
10. Verpackungsbehälter mit einem darauf befindlichen Überdruckventil 10, wobei auf einer Wand 2 des Verpackungsbehälters 1 eine Basisplatte 1 1 befestigt ist, die ein zentrales, Durchgangslöcher 3 in der Wand 2 des Verpackungsbehälters 1 deckendes Ventilloch 15 aufweist, und mit einer auf der Basisplatte 11 befestigten
Deckelfolie 13, wobei zwischen Basisplatte 1 1 und Deckelfolie 13 eine einen Kanal freilassende Ventilmembran 12 vorgesehen ist, die das Ventilloch 15 überdeckt und in Schließlage des Überdruckventils 10 auf der Basisplatte 1 1 dicht aufliegt, wobei die Ventilmembran 12 eine Dicke aufweist von mindestens 10 μm, vorzugsweise 20 bis 70 μm, als Werkstoff für die Ventilmembran 12 eine Folie aus vorzugsweise PE, PP oder PET verwendet wird, die Basisplatte 1 1 eine Dicke aufweist von mindestens 100 μm, vorzugsweise 150 bis 250 μm und die Deckelfolie 13 eine Dicke aufweist von mindestens 100 μm, vorzugsweise 150 bis 250 μm
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