ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН ДЛЯ УПАКОВОЧНОЙ ТАРЫ Российский патент 2000 года по МПК B65D33/01 A23F5/10 

Уровень техники
Изобретение исходит из предохранительного клапана для упаковочной тары согласно ограничительной части п.1 формулы. Восприимчивые к кислороду продукты, например кофе, упаковывают в герметично закупоренные емкости во избежание порчи продуктов кислородом воздуха. Поскольку, однако, свежеобжаренный кофе вырабатывает диоксид углерода и за счет этого создается повышенное давление, раздувающее упаковку и приводящее к ее разрыву, известно оборудование упаковочной тары предохранительным клапаном. Известный, например, из европейской заявки N 0023703 предохранительный клапан, расположенный над сквозным отверстием в стенке упаковочной тары, содержит гибкую клапанную мембрану, которая закрывает кругообразное клапанное отверстие в основании, плотно приклеенном к стенке упаковочной тары, и при определенном давлении внутри упаковки приподнимается от основания, образуя выпускной канал, через который наружу выходит диоксид углерода. Уже небольшое давление внутри упаковки из эластичного упаковочного материала раздувает ее, придавая ей неприглядный вид. У упомянутого выше предохранительного клапана, хорошо зарекомендовавшего себя на рынке, давление открывания составляет до 5 мбар. Для уменьшения давления открывания заявитель в более ранней патентной заявке N Р4435492.4 уже предлагал заменить кругообразное клапанное отверстие удлиненным отверстием. За счет этого давление открывания можно уменьшить примерно до 3 мбар. Недостаток при этом заключается в том, что инструмент для пробивания удлиненного отверстия относительно сложен в изготовлении, поскольку между матрицей и пуансоном для получения качественной обрезной кромки должен быть зазор всего в несколько мкм. Далее на практике оказалось, что при наличии кругообразного отверстия при разрежении в упаковочной таре, возникающем, например, при вакуумировании во время ее укупорки, может произойти складкообразование клапанной мембраны. Подобное явление вызывает неплотность упаковочной тары.

Преимущества изобретения
Предохранительный клапан согласно изобретению для упаковочной тары с отличительным признаком п.1 формулы имеет по сравнению с известным то преимущество, что инструмент для выполнения клапанного отверстия проще и тем самым экономичнее в изготовлении. Далее, благодаря форме отверстия согласно изобретению можно достичь, по меньшей мере, такого же низкого давления открывания, как и у удлиненного отверстия. Также оказалось, что возникавшее прежде при разрежении в упаковочной таре складкообразование клапанной мембраны отсутствует у клапанного отверстия с формой согласно изобретению. Преимущество, кроме того, в том, что центрально подаваемое в клапанное отверстие уплотнительное средство для герметизации особенно быстро проникает между основанием и клапанной мембраной в зону канала.

Другие преимущества и предпочтительные усовершенствования изобретения приведены в зависимых пунктах формулы и в описании. Фиг.1 представляет упаковочную тару с предохранительным клапаном в перспективе, фиг. 2 - предохранительный клапан из фиг.1 в увеличенном масштабе при виде сверху; фиг.3 - предохранительный клапан из фиг. 2 в сечении в плоскости Ill-III из фиг.2.

Описание примеров осуществления
На боковой стенке 2 упаковочной тары 1, в которой герметично упакован, например, свежеобжаренный кофе, над сквозным отверстием 3 герметично закреплен предохранительный клапан 10, содержащий жесткое основание 11 из полимерной пленки в форме квадрата со скругленными углами и совпадающую с ним клапанную мембрану 12 из гибкой тонкой полимерной пленки, а также две распорные полоски 13, 14 из жесткой полимерной пленки.

Предохранительный клапан 10 всей плоскостью склеен с нижней стороной основания 11, имеющего центральное клапанное отверстие 15, посредством клеевого слоя 16 на наружной стороне стенки 2 упаковочного пакета 1, причем клапанное отверстие 15 совпадает со сквозным отверстием 3 в стенке 2. Клапанное отверстие 15 герметизировано клапанной мембраной 12, две параллельные краевые зоны 17, 18 которой прочно склеены посредством клеевого слоя 21, 22 с верхней стороной основания 11. Клапанная мембрана 12 имеет среднюю зону 19 без клея, центральный участок 25 которой закрывает клапанное отверстие 15 и которая своими внешними участками 26, 27 плотно прилегает к верхней стороне основания 11 в состоянии без давления.

Распорные полоски 13, 14 всей плоскостью закреплены посредством клеевых слоев 23, 24 на краевых зонах 17, 18, которыми клапанная мембрана 12 плашмя склеена с основанием 11, их внешние края совпадают с внешними краями клапанной мембраны 12, а их ширина немного меньше ширины клеевых слоев 21, 22, которыми клапанная мембрана закреплена на основании 11.

При создании давления внутри упаковочного пакета 1 за счет выделения диоксида углерода упакованным продуктом, например кофе, давление воздействует через сквозное отверстие 3 в стенке 2 и клапанное отверстие 15 в основании 11 на центральный участок средней зоны 19 клапанной мембраны 12. При возрастании давления средняя зона 19 выгибается и приподнимается в виде пузыря от верхней стороны основания 11, так что между ним и средней зоной 19 клапанной мембраны 12 образуется канал, который доходит до свободных краев средней зоны 19 и через который выходит газ.

Для поддержания давления открывания предохранительного клапана 10 на низком уровне клапанное отверстие 15 выполнено из двух перекрывающихся кругообразных отверстий 28, 29, средняя ось 30 которых проходит в направлении продольной оси лишенной клея средней зоны 19 клапанной мембраны 12, т.е. вдоль клапанного канала. Длина клапанного отверстия 15 преимущественно равна или больше половины длины основания 11. Соотношение ширины и длины клапанного отверстия 15 составляет 1:1,3-1:2. За счет перекрытия обоих отверстий 28, 29 образуются две вершины 31, 32, расстояние которых до средней оси 30 зависит от степени перекрытия, т.е. от расстояния между центрами 33, 34 отверстий 28, 29.

При избыточном давлении в упаковочном пакете 1 приподнимание клапанной мембраны 12 от основания 11 происходит от обеих вершин 31, 32. Из этого следует, что посредством положения вершин 31, 32, т.е. посредством степени перекрытия обоих отверстий 28, 29 и их расстояния до средней оси 30, можно в определенных пределах воздействовать на давление открывания предохранительного клапана 10. При уменьшении избыточного давления в упаковочном пакете 1 клапанная мембрана 12 прилегает на обеих вершинах 31, 32 снова к основанию 11. На практике оказалось, что благодаря форме клапанного отверстия 15 согласно изобретению клапанная мембрана 12 при разрежении в упаковочном пакете 1 не склонна к складкообразованию и тем самым к неплотности. Это, вероятно, связано с тем, что обе вершины 31, 32 образуют при разрежении в определенной степени опоры, препятствующие складкообразованию клапанной мембраны 12.

Инструмент для выполнения клапанного отверстия 15 прост в изготовлении, причем для изготовления пуансона соединяют между собой два уплощенных цилиндрических стержня. Точно также с высокой точностью можно изготовить матрицу, например, за счет двух хонингованных отверстий.

Для улучшения герметизации в родовых предохранительных клапанах между основанием 11 и клапанной мембраной 12 обычно помещают каплю уплотнительного средства. Это осуществляется, как правило, непосредственно перед креплением предохранительного клапана 10 на стенке 2 упаковочного пакета 1. Каплю наносят по центру через клапанное отверстие 15 на нижнюю сторону клапанной мембраны 12 и требуется определенное время для ее распределения в зоне канала. Благодаря форме клапанного отверстия согласно изобретению уплотнительное средство попадает через небольшое расстояние от вершин 31, 32 до средней оси 30 особенно быстро между основанием 11 и клапанной мембраной 12, так что дальнейшая обработка предохранительного клапана 10 или заполнение и вакуумирование упаковочного пакета 1 может осуществляться непосредственно после размещения предохранительного клапана 10 на упаковочном пакете 1.

Изобретение не ограничено лишь двумя кругообразными перекрывающимися отверстиями. Если предохранительный клапан 10 или средняя зона 19 имеет, например, прямоугольную форму, то возможно также выполнение клапанного отверстия более чем из двух перекрывающихся кругообразных отверстий, расположенных вдоль общей средней оси. Возможно также расположение в виде клеверного листа. Преимущества в отношении изготовления инструмента и устранения складкообразования клапанной мембраны также достигаются подобными расположениями.

В дополнение следует заметить, что образующая клапанный канал, лишенная клея средняя зона 19 предохранительного клапана 10 может быть образована также за счет того, что у клапанной мембраны 12, которая закреплена всей поверхностью посредством клея на обращенной к основанию 11 стороне, к средней зоне 19 приклеена тонкая гибкая распорная полоска из полимерной пленки.

Клапан содержит основание с центральным клапанным отверстием и совпадающую с ним клапанную мембрану, которая закрывает клапанное отверстие двумя параллельными краевыми зонами, а примыкающие к нему образующие канал зоны - своей лишенной клея средней зоной. Для поддержания давления открывания предохранительного клапана на низком уровне и для упрощения изготовления инструмента для клапанного отверстия последнее выполнено из двух пересекающихся кругообразных отверстий, проходящих преимущественно вдоль лишенной клея средней зоны клапанной мембраны. 4 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Предохранительный клапан (10) для упаковочной тары (1), содержащий закрепленное на стенке (2) упаковочной тары (1) основание (11) с центральным клапанным отверстием (15), совпадающим со сквозным отверстием (3) в стенке (2) упаковочной тары (1), и закрепленную на основании (11) двумя параллельными краевыми зонами (17, 18), оставляющую свободной зону канала клапанную мембрану (12), которая закрывает клапанное отверстие (15) и в закрытом положении плотно прилегает к основанию (11), отличающийся тем, что клапанное отверстие (15) выполнено, по меньшей мере, из двух пересекающихся кругообразных отверстий (28, 29). 2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что центры (33, 34) отверстий (28, 29) расположены на общей средней оси (30). 3. Клапан по п.1 или 2, отличающийся тем, что продольная ось клапанного отверстия (15) проходит по продольной оси зоны канала. 4. Клапан по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что соотношение ширины и длины клапанного отверстия (15) составляет 1 : 1,3 - 1 : 2. 5. Клапан по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что длина клапанного отверстия (15) равна или больше половины длины предохранительного клапана (10) в том же направлении.