WO2008055677A2 - Auslaufstutzen für einen behälter - Google Patents

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WO2008055677A2
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Hans-Peter Wild
Wolfgang Tilz
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Rudolf Wild Gmbh & Co. Kg
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Definitions

  • the invention relates to a spout for a container, in particular for food products, with a closure means for aseptic sealing of the container.
  • the container must meet high hygiene requirements. Especially in food products, such as fruit preparations, the container must be as germ-free as possible. In particular, it must be ensured that the once sterilized containers remain aseptic until filling.
  • the outlet nozzle of the container is connected to a filling system.
  • a closure means guaranteeing the aseptic state of the container is usually removed from the outlet connection. In this method, however, a contact of the outside air with the interior of the container.
  • the closure means comprises a multilayer film wherein one of the layers is perforated such that the closure means bursts along a perforation under a predetermined compressive load generated, for example, by the food product flowing into the container.
  • the second layer does not have this perforation, the interior of the container can not come into contact with the environment until it is pressurized. The interior thus remains germ-free.
  • the outlet nozzle without the existing for aseptic sealing of the container closure means must be removed in advance from the outlet nozzle.
  • the closure means bursts by the pressure of the product.
  • the at least two layers of the closure means may have different light absorption properties.
  • the one layer can be perforated by light absorption, while the other layer, the light of this wavelength / n as unabsorbed as possible, consequently, as undamaged as possible.
  • high-energy light sources such as lasers, are suitable, due to the different absorption properties, to perforate the one layer of the film according to a predetermined pattern.
  • the second layer of the multilayer film can cover at least one opening of the outlet nozzle sealing. Thanks to the dense attachment of the second layer to the outlet opening of the outlet nozzle aseptic sealing of the container can be made possible.
  • the closure means may in this case be attached to the side of the outlet nozzle facing the container or attached to the side of the outlet nozzle, which may be facing a filling device. Eventually, a closure means can also be provided on the two sides of the outlet nozzle.
  • the perforation of the first layer of the film may be formed so that the closure means bursts under the predetermined pressure load without separating from the outlet nozzle.
  • the perforation may comprise an open circular arc.
  • the circular arc can be designed so that when bursting the split surface of the multilayer film approximately corresponds to the inner cross-sectional area of the outlet nozzle, so that the inflowing product flow is as little as possible braked by the still in the flow path closing means.
  • solid components in the product stream such as pieces of fruit in the product, are prevented from sticking to areas in the way and becoming damaged, such as crushed.
  • the ends of the circular arc can be bent outwards. This prevents departure when bursting the closure means.
  • the bent part can extend beyond the outlet opening, in particular into the region where the closure means is fastened to the outlet nozzle. Due to the fact that the perforation ends in an area where the closure means is fastened to the outlet connection, for example by welding, the closure means bursts only along the perforation and can not continue to develop.
  • the perforation may have at least two lines.
  • lines are easy to realize.
  • the lines can run obliquely to each other. The closer the lines are to each other, the lower the required pressure load. This means that the multilayer film will burst first at this point and then burst further along the perforation lines. This prevents the departure of a portion of the film by uncontrolled travel.
  • the perforation of the first layer can be formed cross-shaped or star-shaped. Thanks to these perforation geometries, the largest possible flow opening for the product flow through the burst open closure means can be achieved.
  • intersection of the cross or the star can be arranged in the middle of the outlet opening of the outlet nozzle. This serves to further optimize the flow rate in the burst state.
  • the first layer may be polyethylene terephthalate (PET) or PETP and / or the second layer may be polyethylene (PE), LLDPE or polypropylene (PP).
  • PET polyethylene terephthalate
  • PE polyethylene
  • PP polypropylene
  • the outlet opening may be made of HDPE.
  • HDPE is particularly suitable in connection with the above-mentioned multilayer multilayer film since PE, PP and LLDPE can be sealingly applied to HDPE.
  • the closure means may be designed so that it bursts at pressures from 100 mbar, in particular in a range of 300-500 mbar. This prevents unwanted bursting. Likewise, it is possible to clean the environment-facing side, in particular to disinfect or sterilize without the closure means bursts.
  • the first layer may preferably have a layer thickness of 10 to 15 ⁇ m, in particular of 12 ⁇ m, and / or the second layer may have a layer thickness of 40 to 60 ⁇ m. These thicknesses allow both the perforation, as well as the setting of the desired pressure range in which bursts the closure means.
  • the invention further relates to a container, in particular for food products, with an outlet connection as described above. Thanks to the use of the outlet nozzle, the inside of such a container can be protected from the negative influences of the outside world until it is filled.
  • the container may, for example, be an inliner to which the outlet nozzle is attached. Such inliners are used in bag-in-tank systems.
  • a method for producing a closure means for attachment to a spout comprises the steps of providing a multilayer film of at least two layers and perforating a first layer at predetermined locations so that the closure means pops open under a predetermined compressive load. It is irrelevant whether the perforation is performed before attaching the closure means at the outlet nozzle or after attachment to the outlet nozzle. As already explained in connection with the outlet nozzle explained above, such a closure means makes it possible to protect the interior of a container, on which the outlet nozzle is attached, until it is filled with negative environmental influences.
  • the two layers may preferably have different light absorption properties, so that the first layer can be perforated with light, in particular laser light, while the second layer remains unchanged. Thanks to the different light absorption properties, it is thus possible to perforate an already produced multilayer film so that one layer has the perforation, while the other layer remains as uninjured as possible, so that the film preserves the required sealing property.
  • the invention further relates to a closure means for attachment to an outlet nozzle, wherein the closure means comprises a multilayer film having at least two layers and that the two layers have different light absorption properties.
  • the closure means comprises a multilayer film having at least two layers and that the two layers have different light absorption properties.
  • the one layer may be perforated at predetermined locations.
  • Figure 1 is a three-dimensional sectional view of an outlet nozzle according to a first
  • FIG. 2 shows a second three-dimensional sectional view of the first embodiment
  • FIG. 3 shows a second embodiment of the outlet nozzle according to the invention
  • FIGS. 4a to 4g show various perforation patterns of the multilayer film serving as closure means of the outlet nozzle
  • FIG. 5 shows a bag with an outlet nozzle according to the invention, which serves as a container, in particular for food products, and
  • FIG. 6 schematically shows a flow diagram for illustrating a method for producing a closure means for attachment to an outlet connection.
  • Figure 1 shows a three-dimensional sectional view of a first embodiment of the outlet nozzle according to the invention for a container, in particular a container for food products.
  • the container used is, for example, a bag or inliner, which receives the products and is arranged for transport within a tank (bag-in-tank transport system).
  • the outlet connection 1 comprises an outlet channel 3 and preferably arranged integrally thereon a ring 5 with which the outlet connection 1 is attached to a container (see FIG. 5). On the side of the ring 5 facing away from the channel 3 there is a connection Closing means 7 for aseptic sealing of the channel 3 and thus for aseptic sealing of the container is attached to the outlet nozzle 1.
  • the closure means 7 comprises a multilayer film having at least a first layer 9 and a second layer 11.
  • the second layer 11 is sealingly attached to the ring 5, so that the channel 3 is closed.
  • the first layer 9 has a perforation 13, in the form of a cross in this embodiment.
  • a seal 15 and a connecting thread 17 are furthermore arranged.
  • a filling or emptying device not shown here, can be connected to the outlet 1.
  • the channel 3, the ring 5 and the thread 17 are integrally formed. Alternatively, however, these elements may also represent their own parts that are assembled together.
  • PE for example, by heat welding or ultrasonic welding, sealable to the HDPE of the outlet nozzle 1 can be attached, and thereby close the channel 3 tight.
  • the use of PET as the first layer 9 and PE as the second layer 11 has the advantage that thanks to the light absorption properties of PET, the perforation 13 can be realized with a laser, while, thanks to different light absorption properties, the second layer 11 in the perforation of the first layer 9 remains unhurt. Equally conceivable, however, is the use of PETP as first layer 9 and PP or LLDPE as second layer 11.
  • the perforation 13 of the first layer 9 of the closure means 7 allows the closure means 7 to pop open under a predetermined compressive load along the perforation. If a fluid, for example a food product stream, flows in the channel 3 - in the direction A - against the side 19 of the second layer 11 facing the channel 3, a pressure builds up there. As soon as this pressure exceeds a certain value, the second layer 11 ruptures in the vicinity or at the perforation 13 of the second layer 9, since there the closure means 7 is weakest. By the defined tearing is guaranteed that the closure means ruptures without tearing, so that no pieces of film enters the container, which is located on the side facing away from the channel 3 side of the connecting piece.
  • the thickness of the second layer 11 and the shape of the perforation pattern decide on the pressure from which the closure means bursts.
  • the closure means 7 bursts open even at low pressures, which occur, for example, when the channel 3 is sterilized before the inflow of a product.
  • Such sterilization is carried out, for example, with hot steam, in particular steam, or H 2 O 2 in the gaseous phase.
  • the closure itself is usually sterilized by gamma irradiation.
  • the closure means should withstand pressures of at least 100 mbar before bursting. Preferably, however, it should burst open in a range of 300-500 mbar.
  • embodiments are also possible in which the closure means bursts only at 2 bar.
  • Film thicknesses of 10 to 15 ⁇ m, in particular 12 ⁇ m, for the first layer 9 and 40 to 60 ⁇ m for the second layer 11 have proven suitable for use.
  • the perforated layer 9 is located on the side facing away from the channel. According to a variant, however, this layer could also face the channel 3, but then under the condition that it is sealingly attached to the ring 5.
  • the closure means 7 is constructed of a two-layered film. However, it is also possible to use more than two layers.
  • Figure 2 shows a further three-dimensional sectional view of the first embodiment of the outlet nozzle 1, but this time with respect to the closure means 7 from the other side.
  • FIG. 2 shows that the closure means 7 with the second layer 11 sealingly covers the opening of the channel 3.
  • FIG. 3 shows a second embodiment of the outlet nozzle according to the invention for a container, in particular for food products.
  • the outlet connection 31 differs in comparison to the outlet connection 1 of the first embodiment only in that the Closure means is not arranged on the ring 5, but the channel 3 on the side facing away from the ring 33 sealingly covered.
  • the further features of the outlet nozzle 31 correspond to those of the first embodiment and are therefore not repeated in detail.
  • This embodiment has the advantage that, prior to the connection of a filling device, only the surface of the closure means 7 facing the environment has to be cleaned, in particular disinfected or sterilized.
  • the two embodiments can also be combined.
  • FIGS. 1 to 3 show views of the closure means 7 used in the embodiments 1 and 2 from above. Illustrated are the geometries of some of the inventive perforation patterns.
  • the channel 3 below the closure means is indicated by dashed lines.
  • FIG. 4a shows the cross shape of the perforation geometry, which is also shown in FIGS. 1 to 3.
  • the center of the cross 41 is in the cross-sectional center of the channel 3. This has the advantage that after bursting the largest possible flow opening is made possible, so that the container behind it can be filled quickly.
  • the perforated lines 13a, 13b pass over the edge of the channel 3.
  • the perforation lines 13a, 13b could also end at the level of the channel 3.
  • the perforation lines 13a, 13b are shown continuously. Alternatively, however, these lines can also be formed by dashed lines.
  • Figure 4b shows an embodiment in which, thanks to the star-shaped formation of the perforation lines 13a, 13b and 13c, the closure means comprises six segments 43a to 43g, while in the cross shape there are only four segments.
  • the flow opening is larger than in comparison to the cross shape of FIG. 4a.
  • three lines intersect at the intersection, it must be ensured that no perforation occurs in the closure means at the perforation process at this point.
  • a star-shaped perforation configuration with more than three lines could be used and / or each individual of the perforation lines could also end at the level of the edge of the channel 3.
  • FIG. 4c An altered geometry is shown in FIG. 4c.
  • the point of intersection of the at least two lines 45a and 45b is no longer at the level of the channel 3, but outside. This also makes it possible to achieve a relatively large flow opening.
  • the perforation pattern of this embodiment is circular arc-shaped, wherein the radius r of the circular arc 47 is less than or equal to the radius R of the channel 3.
  • the radius r is only slightly smaller than the radius R, for example by 5%, so that after tearing an area which is approximately equal to the cross-sectional area of the channel 3, arises. So that no foil material can enter the interior of the container, the circular arc 47 is not completely formed.
  • the variant of Figure 4e is a development of the variant of Figure 4d.
  • the perforation does not abruptly terminate, but in each case an open loop 51a, 51b is provided. These are intended to prevent tearing of the film when bursting.
  • the variant of Figure 4f is a development of the variant of Figure 4e.
  • the perforation is no longer circular-arc-shaped but has a section 53 which expands in the direction of the center 41, here in the form of a tongue. This facilitates rupture because the flow rate of the product is usually highest in the middle of the channel.
  • FIG. 4g is a further preferred variant of FIG. 4d.
  • the perforation also includes an open circular arc 47 which is bent at both ends 55, 57.
  • the perforation therefore extends beyond the channel 3 into the region of the ring 5, that is to say into the region in which the closure means is sealingly welded to the ring.
  • This gives the advantage of a large opening with simultaneous prevention of undefined tearing at the end of the perforation.
  • different geometries as shown in Figures 4a to 4g can be combined as long as shreds of the film can not be torn off.
  • FIG. 5 shows the use of an outlet nozzle 1 or 31 according to the invention in a bag 51.
  • the outlet nozzle 1 is passed through an opening in the bag 51 and then sealed with the side of the ring 5 facing the channel, for example by welding. Thereafter, the opening in the bag 51 is closed. The inside of such a bag 51 is then protected from the environment and can be kept sterile.
  • FIG. 6 shows a flow diagram of a method for producing a closure means for attachment to an outlet connection, as shown in FIGS. 1 to 4.
  • a multilayer film 61 of at least two layers 63 and 65 is provided.
  • the first layer 65 is made of PET, while the second layer is made of PE. Thanks to the different light absorption properties of the two layers 65 and 63, the first layer 65 is then perforated in a second step, for example using laser light, in particular a CO 2 laser.
  • the perforated film 67 is then mounted on caps, which can be carried out individually or for a plurality of spouts simultaneously.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Auslaufstutzen (1) für einen Behälter, insbesondere für Lebensmittelprodukte, mit einem Verschlussmittel (7) zum aseptischen Verschließen des Behälters. Zur Optimierung des Einfüllverfahrens weist das Verschlussmittel eine mehrschichtige Folie mit mindestens zwei Schichten (9, 11) auf, wobei eine erste Schicht (9) an vorbestimmten Stellen (13) perforiert ist, so dass das Verschlussmittel (7) unter einer vorbestimmten Druckbelastung definiert aufplatzt. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Behälter mit einem solchen erfindungsgemäßen Auslaufstutzen, sowie ein Verschlussmittel (7) zum Aufbringen an einen Auslaufstutzen.

Description

AUSLAUFSTUTZEN FÜR EINEN BEHÄLTER
Die Erfindung betrifft einen Auslaufstutzen für einen Behälter, insbesondere für Lebensmittelprodukte, mit einem Verschlussmittel zum aseptischen Verschließen des Behälters.
Je nach Anwendungsbereich von Behältern, beispielsweise bei Lebensmittelprodukten, muss der Behälter hohen Hygieneanforderungen genügen. Insbesondere bei Lebensmittelprodukten, wie beispielsweise Fruchtzubereitungen, müssen die Behälter möglichst keimfrei sein. Insbesondere muss gewährleistet sein, dass die einmal sterilisierten Behälter auch bis zum Auffüllen aseptisch bleiben.
Zum Befallen der Behälter wird der Auslaufstutzen des Behälters an eine Füllanlage angeschlossen. Vor dem Anschließen wird dabei üblicherweise ein den aseptischen Zustand des Behälters garantierendes Verschlussmittel vom Auslaufstutzen entfernt. Bei diesem Verfahren entsteht jedoch ein Kontakt der Außenluft mit dem Inneren des Behälters.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Auslaufstutzen für ein Behälter bereit zu stellen, der den Innenraum des Behältnisses bis zum Befüllen steril halten kann.
Diese Aufgabe wird mit dem Auslaufstutzen nach Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß um- fasst das Verschlussmittel eine mehrschichtige Folie wobei eine der Schichten so perforiert ist, dass das Verschlussmittel unter einer vorbestimmten Druckbelastung, die beispielsweise durch das in den Behälter einfließende Lebensmittelprodukt erzeugt wird, entlang dieser Perforation aufplatzt.
Dadurch, dass die zweite Schicht diese Perforation nicht aufweist, kann das Innere des Behälters bis zur Druckbeaufschlagung nicht mit der Umgebung in Kontakt treten. Das Innere bleibt somit keimfrei. Vorteilhafterweise kann somit gemäß der Erfindung der Auslaufstutzen an die Füllvorrichtung angeschlossen werden, ohne dass das zum aseptischen Verschließen des Behälters vorhandene Verschlussmittel vorher vom Auslaufstutzen entfernt werden muss. Beim Befüllen platzt dann das Verschlussmittel durch den Druck des Produktes auf. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können die mindestens zwei Schichten des Verschlussmittels unterschiedliche Lichtabsorptionseigenschaften aufweisen. Somit kann mit Hilfe von Licht einer bestimmten Wellenlänge, oder eines bestimmten Wellenlängenbereiches, die eine Schicht durch Lichtabsorption perforiert werden, während die andere Schicht das Licht dieser Wellenlänge/n möglichst unabsorbiert , folglich möglichst unbeschädigt durchlässt. Insbesondere energiereiche Lichtquellen, wie Laser, sind dazu geeignet dank der unterschiedlichen Absorptionseigenschaften die eine Schicht der Folie gemäß einem vorbestimmten Muster zu perforieren.
Bevorzugt kann die zweite Schicht der mehrschichtigen Folie mindestens eine Öffnung des Auslaufstutzens dichtend abdecken. Dank der dichten Anbringung der zweiten Schicht an der Auslauföffnung des Auslaufstutzens kann das aseptische Verschließen des Behälters ermöglicht werden. Das Verschlussmittel kann hierbei an der dem Behältnis zugewandten Seite des Auslaufstutzens angebracht sein oder an der Seite des Auslaufstutzens, die einer Einfüllvorrichtung zugewandt werden kann, angebracht sein. Eventuell kann ein Verschlussmittel auch an den beiden Seiten des Auslaufstutzens vorgesehen werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die Perforation der ersten Schicht der Folie so ausgebildet sein, dass das Verschlussmittel unter der vorbestimmten Druckbelastung aufplatzt ohne sich vom Auslaufstutzen zu trennen. Somit wird ermöglicht, dass beim Befüllen des Behälters, zusammen mit dem einzufüllenden Produkt, keine Fetzen der mehrschichtigen Folie in das Innere des Behälters eintreten können.
Bevorzugt kann die Perforation einen offenen Kreisbogen umfassen. Insbesondere kann der Kreisbogen so ausgebildet sein, dass beim Aufplatzen die aufgeplatzte Fläche der mehrschichtigen Folie in etwa der Innenquerschnittsfläche des Auslaufstutzens entspricht, so dass der einfließende Produktstrom möglichst wenig durch das noch im Strömungsweg liegende Verschlussmittel gebremst wird. Generell wird bei großen Öffnungen verhindert, dass feste Bestandteile im Produktstrom, wie beispielsweise Fruchtstücke im Produkt, an im Weg stehenden Bereichen hängen bleiben und beschädigt, beispielsweise zerquetscht, werden. Bevorzugt können dabei die Enden des Kreisbogens nach außen gebogen sein. Dies verhindert ein Abreisen beim Aufplatzen des Verschlussmittels.
Noch vorteilhafter kann sich der gebogene Teil bis über die Auslauföffnung hinaus insbesondere bis in den Bereich erstreckt an dem das Verschlussmittel am Auslaufstutzen befestigt ist. Dadurch, dass die Perforation in einem Bereich endet an dem das Verschlussmittel am Auslaufstutzen, beispielsweise durch Schweißung, befestigt ist, platzt das Verschlussmittel nur entlang der Perforation auf und kann sich nicht weiter weiterbilden.
Bevorzugt kann die Perforation mindestens zwei Linien aufweisen. Mit Hilfe des oben erwähnten Laserperforationsverfahrens sind Linien leicht zu realisieren.
Bevorzugt können dabei die Linien schräg zueinander verlaufen. Je näher die Linien aneinander liegen, um so geringer ist die nötige Druckbelastung. Dies bedeutet, dass die mehrschichtige Folie an dieser Stelle zuerst aufplatzen wird und dann entlang der Perforationslinien weiter aufplatzt. Dies verhindert das Abreisen eines Teils der Folie durch unkontrolliertes Aufreisen.
Vorteilhafterweise kann die Perforation der ersten Schicht kreuzförmig oder sternförmig ausgebildet werden. Dank dieser Perforationsgeometrien kann eine möglichst große Durchflussöffnung für den Produktstrom durch das aufgeplatzte Verschlussmittel hindurch erzielt werden.
Vorzugsweise kann dabei der Schnittpunkt des Kreuzes oder des Sterns in der Mitte der Auslauföffnung des Auslaufstutzens angeordnet sein. Dies dient der weitem Optimierung der Durchflussmenge im aufgeplatzten Zustand.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die erste Schicht aus Polyethylente- rephthalat (PET) oder PETP und/oder die zweite Schicht aus Polyethylen (PE), LLDPE oder Polypropylen (PP) sein. Diese Materialien erfüllen die gewünschten unterschiedlichen Lichtabsorptionseigenschaften, wobei insbesondere PET, PETD mit einem Laser, insbesondere einem CO2 perforiert werden kann und PE1 PP bzw. LLDPE die benötigten aseptischen Eigenschaften aufweisen und nicht perforiert werden. Bevorzugt kann die Auslauföffnung aus HDPE sein. Insbesondere in Verbindung mit den oben genannten Mateήalkombinationen für die mehrschichtige Folie ist HDPE geeignet, da PE, PP und LLDPE auf HDPE dichtend angebracht werden können.
Vorteilhafterweise kann das Verschlussmittel so ausgebildet sein, dass es bei Drücken ab 100 mbar, insbesondere in einem Bereich von 300-500 mbar aufplatzt. Hierdurch wird ein ungewolltes Aufplatzen verhindert. Ebenso wird es ermöglicht die der Umgebung zugewandte Seite zu reinigen, insbesondere zu desinfizieren bzw. zu sterilisieren ohne dass das Verschlussmittel aufplatzt.
Bevorzugt kann dabei die erste Schicht eine Schichtdicke von 10 bis 15μm, insbesondere von 12μm, aufweisen und/oder die zweite Schicht eine Schichtdicke von 40 bis 60μm aufweisen. Diese Dicken ermöglichen sowohl die Perforation, als auch die Einstellung des gewünschten Druckbereichs in dem das Verschlussmittel aufplatzt.
Die Erfindung betrifft weiterhin einen Behälter, insbesondere für Lebensmittelprodukte, mit einem Auslaufstutzen wie vorangehend beschrieben. Dank der Verwendung des Auslaufstutzens kann die Innenseite eines solchen Behälters bis zum Befüllen vor den negative Einflüssen der Außenwelt geschützt werden. Bei dem Behälter kann es sich beispielsweise um einen Inliner handeln, an dem der Auslaufstutzen angebracht ist. Solche Inliner werden in Bag-in-Tank Systemen verwendet.
Ein Verfahren zum Herstellen eines Verschlussmittels zum Anbringen an einen Auslaufstutzen umfasst die Schritte: Bereitstellen einer mehrschichtigen Folie aus mindestens zwei Schichten und Perforieren einer ersten Schicht an vorbestimmten Stellen, so dass das Verschlussmittel unter einer vorbestimmten Druckbelastung definiert aufplatzt. Hierbei ist es unerheblich, ob die Perforation vor dem Anbringen des Verschlussmittels am Auslaufstutzen oder nach dem Anbringen am Auslaufstutzen durchgeführt wird. Wie schon im Zusammenhang mit dem oben erläuterten Auslaufstutzen dargelegt, ermöglicht ein solches Verschlussmittel das Innere eine Behälters, an dem der Auslaufstutzen angebracht ist, bis zum Befüllen vor negativen Umwelteinflüssen zu schützen.
Bevorzugt können die zwei Schichten unterschiedliche Lichtabsorptionseigenschaften aufweisen, so dass mit Licht, insbesondere Laserlicht, die erste Schicht perforiert werden kann, wahrend die zweite Schicht unverändert bleibt. Dank der unterschiedlichen Lichtabsorptionseigenschaften ist es somit möglich eine schon hergestellte mehrschichtige Folie so zu perforieren, dass eine Schicht die Perforation aufweist, während die andere Schicht möglichst unverletzt bleibt, so dass die Folie die benötigte abdichtenden Eigenschaft bewahrt.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verschlussmittel zum Anbringen an einen Auslaufstutzen, wobei das Verschlussmittel eine mehrschichtige Folie mit mindestens zwei Schichten aufweist und, dass die zwei Schichten unterschiedliche Lichtabsorptionseigenschaften aufweisen. Vorteilhafterweise kann die eine Schicht an vorbestimmten Stellen perforiert sein.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den nachfolgenden Figuren dargestellt und werden nachstehend erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine dreidimensionale Schnittansicht eines Auslaufstutzens gemäß einer ersten
Ausführungsform der Erfindung,
Figur 2 eine zweite dreidimensionale Schnittansicht der ersten Ausführungsform,
- Figur 3 eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Auslaufstutzens, Figuren 4a bis 4g verschiedene Perforationsmuster der mehrschichtigen Folie, die als Verschlussmittel des Auslaufstutzens dient,
- Figur 5 einen Beutel mit einem erfindungsgemäßen Auslaufstutzen, der als Behälter, insbesondere für Lebensmittelprodukte, dient, und
- Figur 6 schematisch ein Ablaufdiagramm zum Darstellen eines Verfahrens zum Herstellen eines Verschlussmittels zum Anbringen an einen Auslaufstutzen.
Figur 1 zeigt eine dreidimensionale Schnittansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Auslaufstutzen für einen Behälter, insbesondere einem Behälter für Lebensmittelprodukte. Als Behälter dient beispielsweise ein Beutel oder Inliner, der die Produkte aufnimmt und zum Transport innerhalb eines Tanks angeordnet wird (Bag-in-Tank Transportsystem).
Der Auslaufstutzen 1 umfasst einen Auslaufkanal 3 und bevorzugt einstückig daran angeordnet einen Ring 5 mit dem der Auslaufstutzen 1 an einem Behälter (siehe Figur 5) angebracht wird. Auf der vom Kanal 3 abgewandten Seite des Rings 5 befindet sich ein Ver- Schlussmittel 7 zum aseptischen Verschließen des Kanals 3 und somit zum aseptischen Verschließen des Behälters an dem der Auslaufstutzen 1 angebracht wird.
Erfindungsgemäß umfasst das Verschlussmittel 7 eine mehrschichtige Folie mit mindestens einer ersten Schicht 9 und einer zweiten Schicht 11. Die zweite Schicht 11 ist dichtend am Ring 5 angebracht, so dass der Kanal 3 verschlossen wird. Die erste Schicht 9 weist eine Perforation 13 auf, in diesem Ausführungsbeispiel in der Form eines Kreuzes.
An der Außenwand des Kanals 3 sind femer eine Dichtung 15 und ein Anschlussgewinde 17 angeordnet. Über das Anschlussgewinde 17 und die Dichtung 15 kann eine hier nicht dargestellte Befüll- oder Entleervorrichtung an den Auslaufstutzen 1 angeschlossen werden. In der vorliegenden Ausführungsform sind der Kanal 3, der Ring 5 und das Gewinde 17 einstückig ausgebildet. Alternativ können diese Elemente jedoch auch eigene Teile darstellen, die zusammengesetzt werden.
Bevorzugt ist der Kanal 3, der Ring 5 und das Anschlussgewinde 17 aus Kunststoff, insbesondere HDPE, die erste Schicht 9 aus PET und die zweite Schicht 11 aus PE. Dies hat den Vorteil, dass PE, beispielsweise durch Heißschweißen oder Ultraschallschweißen, siegelfähig am HDPE des Auslaufstutzens 1 angebracht werden kann, und dadurch den Kanal 3 dicht abschließen kann. Die Benutzung von PET als erste Schicht 9 und PE als zweite Schicht 11 bringt den Vorteil mit sich, dass dank der Lichtabsorptionseigenschaften von PET die Perforation 13 mit einem Laser realisiert werden kann, während, dank unterschiedlicher Lichtabsorptioπseigeπschaft, die zweite Schicht 11 bei der Perforation der ersten Schicht 9 unverletzt bleibt. Ebenso denkbar ist jedoch auch die Nutzung von PETP als erste Schicht 9 und PP oder LLDPE als zweite Schicht 11.
Die Perforation 13 der ersten Schicht 9 des Verschlussmittels 7 ermöglicht, dass das Verschlussmittel 7 unter einer vorbestimmten Druckbelastung entlang der Perforation definiert aufplatzt. Fließt ein Fluid, beispielsweise ein Lebensmittelproduktstrom, im Kanal 3 - in Richtung A - gegen die dem Kanal 3 zugewandte Seite 19 der zweiten Schicht 11 , baut sich dort ein Druck auf. Sobald dieser Druck einen bestimmten Wert überschreitet, reißt die zweite Schicht 11 in der Nähe oder an der Perforation 13 der zweiten Schicht 9 auf, da dort das Verschlussmittel 7 am schwächsten ist. Durch das definierte Aufreißen wird garantiert, dass das Verschlussmittel fetzenfrei aufreißt, so dass keine Folienstücke in den Behälter, der sich auf der vom Kanal 3 abgewandten Seite des Anschlussstückes befindet, eintritt.
Bei gegebenem Kanaldurchmesser entscheidet die Dicke der zweiten Schicht 11 und die Form des Perforationsmusters über den Druck, ab dem das Verschlussmittel aufplatzt. Dadurch kann beispielsweise verhindert werden, dass das Verschlussmittel 7 schon bei geringen Drücken aufplatzt, die beispielsweise dann auftreten, wenn der Kanal 3 vor dem Einfließen eines Produktes sterilisiert wird. Eine solche Sterilisierung wird beispielsweise mit heißem Dampf, insbesondere Wasserdampf, oder H2O2 in gasförmiger Phase durchgeführt. Das Verschlussmittel selbst wird üblicherweise durch Gammabestrahlung sterilisiert. Aus obigem Grund sollte das Verschlussmittel Drücken von mindestens 100 mbar standhalten bevor es aufplatzt. Bevorzugt sollte es jedoch in einem Bereich von 300-500 mbar aufplatzen. Möglich sind jedoch auch Ausführungsformen in denen das Verschlussmittel erst bei 2 bar aufplatzt.
Als für die Verwendung geeignet haben sich Foliendicken von 10 bis 15 μm, insbesondere 12 μm, für die erste Schicht 9 und 40 bis 60 μm für die zweite Schicht 11 gezeigt.
In der dargestellten bevorzugten Ausführungsform befindet sich die perforierte Schicht 9 auf der dem Kanal abgewandten Seite. Gemäß einer Variante könnte diese Schicht jedoch auch dem Kanal 3 zugewandt sein, dann allerdings unter der Bedingung, dass sie dichtend am Ring 5 befestigt wird.
In der dargestellten Ausführungsform ist das Verschlussmittel 7 aus einer zweischichtigen Folie aufgebaut. Es ist jedoch auch möglich mehr als zwei Schichten zu benutzen.
Figur 2 zeigt eine weitere dreidimensionale Schnittansicht der ersten Ausführungsform des Auslaufstutzens 1, allerdings diesmal bezüglich dem Verschlussmittel 7 von der anderen Seite. Figur 2 zeigt, dass das Verschlussmittel 7 mit der zweiten Schicht 11 die Öffnung des Kanals 3 dichtend abdeckt.
Figur 3 zeigt eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Auslaufstutzens für einen Behälter, insbesondere für Lebensmittelprodukte. Der Auslaufstutzen 31 unterscheidet sich im Vergleich zum Auslaufstutzen 1 der ersten Ausführungsform nur dadurch, dass das Verschlussmittel nicht am Ring 5 angeordnet ist, sondern den Kanal 3 auf der dem Ring abgewandten Seite 33 dichtend bedeckt. Die weiteren Merkmale des Auslaufstutzens 31 entsprechen denen der ersten Ausführungsform und werden daher nicht mehr im Detail wiederholt.
Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass vor dem Anschließen einer Einfüllvorrichtung nur die der Umwelt zugewandte Oberfläche des Verschlussmittels 7 gereinigt, insbesondere desinfiziert oder sterilisiert, werden muss.
Gemäß einer weiteren Variante können die beiden Ausführungsformen auch kombiniert werden.
Die Figuren 4a bis 4g zeigen Ansichten des in den Ausführungsformen 1 und 2 verwendeten Verschlussmittels 7 von oben. Illustriert werden die Geometrien einiger erfindungsge- mäßer Perforationsmuster. Gestrichelt angedeutet ist dabei jeweils der unter dem Verschlussmittel liegende Kanal 3. Figur 4a zeigt die Kreuzform der Perforationsgeometrie, die auch in den Figuren 1 bis 3 dargestellt ist. Bevorzugt liegt der Mittelpunkt des Kreuzes 41 im Querschnittszentrum des Kanals 3. Dies hat den Vorteil, dass nach dem Aufplatzen eine möglichst große Durchflussöffnung ermöglicht wird, so dass der dahinter liegende Behälter schnell gefüllt werden kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel gehen die perforierten Linien 13a, 13b über den Rand des Kanals 3 hinweg. Die Perforationslinien 13a, 13b könnten jedoch auch auf Höhe des Kanals 3 enden. Hier sind die Perforationslinien 13a, 13b durchgehend dargestellt. Alternativ können diese Linien jedoch auch gestrichelt ausgebildet sein.
Figur 4b zeigt eine Ausführungsform bei der dank der sternförmigen Ausbildung der Perforationslinien 13a, 13b und 13c, das Verschlussmittel sechs Segmente 43a bis 43g aufweist, während es bei der Kreuzform nur vier Segmente gibt. In dieser Konstellation ist nach dem Aufplatzen die Durchflussöffnung größer als im Vergleich zur Kreuzform der Figur 4a. Da sich im Schnittpunkt drei Linien kreuzen, muss jedoch gewährleistet werden, dass beim Perforationsvorgang im Verschlussmittel an dieser Stelle kein Loch auftritt. Natürlich könnte auch eine sternförmige Perforationskonfiguration mit mehr als drei Linien verwendet werden und/oder jede einzelne der Perforationslinien auch auf Höhe des Rands des Kanals 3 enden.
Eine veränderte Geometrie wird in der Figur 4c dargestellt. Hier liegt der Schnittpunkt der mindestens zwei Linien 45a und 45b nicht mehr auf Höhe des Kanals 3, sondern außerhalb. Auch hierdurch kann eine relativ große Durchflussöffnung erziel werden.
Eine weitere Variante wird in Figur 4d dargestellt. Das Perforationsmuster dieser Ausführungsform ist kreisbogenförmig, wobei der Radius r des Kreisbogens 47 kleiner oder gleich dem Radius R des Kanals 3 ist. Bevorzugt ist der Radius r nur etwas kleiner als der Radius R, beispielsweise um 5%, so dass nach dem Aufreißen eine Fläche, die annähernd gleich der Querschnittsfläche des Kanals 3 ist, entsteht. Damit kein Folienmaterial ins Innere des Behälters eintreten kann, ist der Kreisbogen 47 nicht vollständig ausgebildet.
Die Variante der Figur 4e ist eine Weiterbildung der Variante der Figur 4d. An den beiden Enden 49a, 49b des Kreisbogens 47 endet die Perforierung nicht abrupt sondern ist jeweils eine offene Schleife 51a, 51b vorgesehen. Diese sollen ein Abreißen der Folie beim Aufplatzen verhindern.
Die Variante der Figur 4f ist eine Weiterbildung der Variante der Figur 4e. Hier ist die Perforierung nicht mehr kreisbogenförmig sondern weist einen Abschnitt 53 auf, der sich in Richtung Zentrum 41, hier laschenförmig, ausdehnt. Hierdurch wird ein Aufplatzen erleichtert, da üblicherweise in der Mitte des Kanals die Fließgeschwindigkeit des Produkts am höchsten ist.
Die Variante der Figur 4g ist eine weiter bevorzugte Variante der Figur 4d. Die Perforierung umfasst ebenfalls einen offenen Kreisbogen 47, der an beiden Enden 55, 57 aufgebogen ist. In dieser Variante erstreckt sich die Perforierung daher bis über den Kanal 3 hinaus in den Bereich des Rings 5, also bis in der Bereich in dem das Verschlussmittel am Ring dichtend aufgeschweißt ist. Hier ergibt sich der Vorteil einer großen Öffnung mit gleichzeitigem Verhindern eines Undefinierten Aufreißens am Ende der Perforation. Natürlich können verschiedene Geometrien, wie sie in den Figuren 4a bis 4g dargestellt sind, kombiniert werden, solange keine Fetzen der Folie abreißen können.
Figur 5 zeigt die Verwendung eines erfindungsgemäßen Auslaufstutzens 1 beziehungsweise 31 in einem Beutel 51. Der Auslaufstutzen 1 wird durch eine Öffnung im Beutel 51 durchgeführt und dann mit der dem Kanal zugewandten Seite des Rings 5 an dieser, beispielsweise durch Schweißen, dichtend befestigt. Danach wird die Öffnung im Beutel 51 geschlossen. Die Innenseite eines solchen Beutels 51 ist dann von der Umgebung geschützt und kann steril gehalten werden.
Figur 6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen eines Verschlussmittels zum Anbringen an einen Auslaufstutzen, wie er in den Figuren 1 bis 4 dargestellt ist. Zunächst wird im ersten Schritt eine mehrschichtige Folie 61 aus mindestens zwei Schichten 63 und 65 bereitgestellt. Die erste Schicht 65 ist aus PET, während die zweite Schicht aus PE ist. Dank der unterschiedlichen Lichtabsorptionseigenschaften der beiden Schichten 65 und 63 wird dann in einem zweiten Schritt, beispielsweise unter Benutzung von Laserlicht, insbesondere eines CO2 Lasers, die erste Schicht 65 perforiert. Die perforierte Folie 67 wird dann auf Verschlusskappen angebracht, wobei dies individuell oder für mehrere Auslaufstutzen gleichzeitig durchgeführt werden kann.

Claims

ANSPRÜCHE
1. Auslaufstutzen für einen Behälter (51 ), insbesondere für Lebensmittelprodukte, mit einem Verschlussmittel (7) zum aseptischen Verschließen des Behälters (51), dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussmittel eine mehrschichtige Folie mit mindestens zwei Schichten (9, 11) aufweist, wobei eine erste Schicht (9) an vorbestimmten Stellen (13) perforiert ist, so dass das Verschlussmittel (7) unter einer vorbestimmten Druckbelastung definiert aufplatzt.
2. Auslaufstutzen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Schichten (9, 11) unterschiedliche Lichtabsorptionseigenschaften aufweisen.
3. Auslaufstutzen nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zweite Schicht (11) eine Auslauföffnung des Auslaufstutzens dichtend abdeckt.
4. Auslaufstutzen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Perforation (13) der ersten Schicht (9) so ausgebildet ist, dass das Verschlussmittel (7) unter der vorbestimmten Druckbelastung aufplatzt ohne sich vom Auslaufstutzen zu trennen.
5. Auslaufstutzen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Perforation (13) einen offenen Kreisbogen (47) umfasst.
6. Auslaufstutzen nach Anspruch 5, wobei die Enden (55, 57) des Kreisbogens (47) nach außen gebogen sind.
7. Auslaufstutzen nach Anspruch 6, wobei sich der gebogene Teil (55, 57) bis über die Auslauföffnung hinaus insbesondere bis in den Bereich erstreckt an dem das Verschlussmittel (7) am Auslaufstutzen befestigt ist.
8. Auslaufstutzen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Perforation (13) mindestens zwei Linien (13a, 13b, 45a, 45b) aufweist
9. Auslaufstutzen nach Anspruch 8, wobei die Linien (45a, 45b) schräg zueinander verlaufen.
10. Auslaufstutzen nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Perforation (13) der ersten Schicht (9) kreuzförmig oder sternförmig ausgebildet ist.
11. Auslaufstutzen nach Anspruch 10, wobei der Schnittpunkt (41 ) des Kreuzes oder des Sternes in der Mitte der Auslauföffnung des Auslaufstutzens angeordnet ist.
12. Auslaufstutzen nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die erste Schicht (9) aus Polyethylenterephthalat (PET) oder PETP ist und/oder die zweite Schicht (11) aus Polyethylen (PE), LLDPE oder Polypropylen (PP) ist.
13. Auslaufstutzen nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Kanal (3) der Auslauföffnung aus HDPE ist.
14. Auslaufstutzen nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Verschlussmittel (7) so ausgebildet ist, dass es bei Drücken ab 100 mbar, insbesondere in einem Bereich
„ von 300-500mbar aufplatzt.
15. Auslaufstutzen nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die erste Schicht (9) eine Schichtdicke von 10 bis 15μm, insbesondere von 12μm, aufweist und/oder die zweite Schicht (11) eine Schichtdicke von 40 bis 60μm, insbesondere von 50 μm, aufweist.
16. Behälter, insbesondere für Lebensmittelprodukte, mit einem Auslaufstutzen (1, 31) nach einem der Ansprüche 1 bis 15.
17. Verschlussmittel zum Anbringen an einen Auslaufstutzen, dadurch gekennzeichnet dass das Verschlussmittel eine mehrschichtige Folie (61) mit mindestens zwei Schichten (63, 65) aufweist und, dass die zwei Schichten unterschiedliche Lichtab- sorpt/onseigenschaften aufweisen.
18. Verschlussmittel nach Anspruch 17 dadurch gekennzeichnet, dass eine Schicht (65) an vorbestimmten Stellen perforiert ist.
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