УПАКОВОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ СО ВСТРОЕННЫМ КЛАПАНОМ СБРОСА ДАВЛЕНИЯ
PACKAGING MATERIAL WITH INTEGRATED PRESSURE RELIEF VALVE

Область техники
Настоящее изобретение относится к упаковочному материалу, образующему, по меньшей мере, часть упаковки для выделяющего газы продукта, в частности, пищевого продукта, и снабженному встроенным, обычно закрытым клапаном сброса давления, который открывается при заданном избыточном давлении, причем указанный клапан сброса давления содержит первую внутреннюю пленку, предпочтительно полимерную пленку, которая представляет собой внутреннюю пленку упаковки и снабжена, по меньшей мере, одним сквозным входным отверстием, и вторую внешнюю пленку, предпочтительно полимерную пленку, которая представляет собой внешнюю пленку упаковки, закрывает входное отверстие в первой внутренней пленке и прикреплена к первой внутренней пленке, образуя канальный или полостной участок между первой внутренней и второй внешней пленкой, причем указанный канальный или полостной участок сообщен с окружающим упаковку пространством, по меньшей мере, через одно выпускное отверстие, расположенное на расстоянии от входного отверстия, первая внутренняя пленка имеет первую поверхность и вторую поверхность, и вторая внешняя пленка имеет первую поверхность и вторую поверхность, вторая поверхность первой внутренней пленки обращена ко второй поверхности второй внешней пленки, указанный клапан сброса давления дополнительно содержит жидкость, обеспеченную в канальном или полостном участке, и твердое разделительное средство, обеспеченное в канальном или полостном участке вблизи входного отверстия, при этом указанное разделительное средство заполняет пространство между второй поверхностью первой внутренней пленки и второй поверхностью второй внешней пленки.
Термин «пленка» следует понимать в его наиболее широком смысле, который включает однослойные пленки, многослойные пленки, совместно экструдированные и ламинированные материалы.
Термин «отверстие» также следует понимать в его наиболее широком смысле, который включает щели, образованные ножом, проколы или каналы, сделанные с помощью иглы и пробитые или вырезанные лазером перфорационные отверстия разнообразных форм.
Уровень техники
Упаковки и/или упаковочные материалы, содержащие клапан сброса давления, известны из следующих патентных документов: EP 0144 011 B2, EP 0 559 598 B1, WO 88/07479, DE 25 37 317 A1, EP 0 023 403 B1, EP 0 738 227 A1, DE 44 35 492 A1, EP 0 760 790 B1, WO 2004/048225 A1 и WO 2006/012282 A1, EP 0144 011 B2, EP 0 559 598 B1, WO 88/07479, WO 2004/048225 A1 и WO 2006/012282 A1, все из которых описывают упаковочные материалы, в которых жидкая пленка и разделительное средство могут быть предусмотрены в области канала между первой внутренней пленкой и второй внешней пленкой.
Кроме того, следует отметить, что, как правило, гибкие упаковочные материалы снабжены внешней ориентированной пленкой, изготовленной, в том числе из OPP (ориентированный полипропилен), OPA (ориентированный полиамид) или PET (полиэтилентерефталат), как предложено в международной патентной заявке WO 2004/048335 A1, чтобы нанести на внешнюю пленку печать. Однако когда такие пленки используют в качестве внешней пленки упаковочного материала со встроенным клапаном, давление открытия клапана является достаточно высоким вследствие жесткости или сравнительно низкой упругости данных пленок.
Существо изобретения
Задача изобретения состоит в создании упаковочного материала, содержащего встроенный односторонний клапан сброса давления с низким давлением открытия.
Следующая задача изобретения состоит в создании упаковочного материала, содержащего встроенный односторонний клапан сброса давления с надежным и воспроизводимым давлением открытия.
Упаковочный материал по изобретению характеризуется тем, что вторая внешняя пленка представляет собой мягкую пленку, имеющую такую гибкость или упругость, что в испытании на растяжение усилие менее 5 Н, требуется для растяжения образца шириной 15 мм, на 5%, если испытание на растяжение проводят по стандарту ISO 527/ASTM D 638, где образец для испытаний шириной 15 мм зажимают между двумя зажимными губками на расстоянии, равном 100 мм, и растягивают со скоростью 100 мм/мин, и при растяжении, составляющем 5%, т.е. 5 мм, измеряют силу.
Когда на упаковочный материал не действует чрезмерное внутреннее давление или действует небольшое давление, клапан сброса давления остается в своем обычном закрытом положении, в котором жидкость в канальном или полостном участке создает сцепление между внутренней пленкой и внешней пленкой таким образом, чтобы препятствовать открытому соединению между входным отверстием и выпускным отверстием. В закрытом положении клапана воздух из окружающей среды также не может проникать из выпускного отверстия во входное отверстие и, таким образом, внутрь упаковки, в которой, по меньшей мере, часть изготовлена из упаковочного материала. Когда давление в упаковке увеличивается вследствие выделения газов из упакованного продукта и достигает заданного уровня избыточного давления, внешняя пленка отделяется от внутренней пленки и способность к адгезии жидкой пленки уменьшается, обеспечивая открытое соединение между входным отверстием и выпускным отверстием. В результате этого избыточное давление сбрасывается, пока не будет достигнуто давление закрытия, позволяющее внешней пленке согнуться обратно в закрытое положение клапана, препятствуя тем самым проникновению воздуха из окружающей среды внутрь упаковки через выпускное отверстие, канальный участок и входное отверстие.
Именно упругость внешней пленки обеспечивает открытие клапана при низком избыточном давлении и надежное закрытие клапана при давлении ниже, чем заданное избыточное давление. Испытания показали, что можно обеспечить давление открытия, составляющее менее 4 мбар (4 гПа), и надежное закрытие клапана, когда избыточное давление сбрасывается при выпуске образующихся газов через клапан. Испытания на растяжение проводили с помощью прибора для механических испытаний фирмы Instron (модель 5564).
Кроме того, следует отметить, что гибкие упаковки, т.е. упаковки, изготовленные полностью из упаковочного материала, в том числе гибкие пакеты подвергаются грубому обращению в процессе упаковки на фабрике и впоследствии во время распаковки в магазине. Благодаря своей мягкости и гибкости, внешняя пленка способна следовать за внутренней пленкой в процессе грубого обращения, в результате чего сохраняется функциональность клапана упаковочного материала.
Согласно настоящему изобретению сила, необходимая для растяжения испытываемого образца второй пленки на 5%, составляет менее 4 Н, или менее 3 Н, или менее 2 Н, или менее 1,5 Н и возможно менее 1 Н. Уменьшение силы, необходимой для растяжения образца для испытаний на 5%, обеспечивает уменьшение давления открытия клапана, т.е. обеспечивает очень низкое давление открытия клапана.
Кроме того, согласно настоящему изобретению упаковочный материал может включать небольшой воздушный карман рядом с разделительным средством в канальном участке и вблизи указанного по меньшей мере одного входного отверстия.
Воздушные карманы уменьшают избыточное давление, необходимое для открытия клапана. Без связи с теорией, это значит, что данные воздушные карманы уменьшают способность к адгезии жидкости и тем самым обеспечивают снижение давления открытия клапана.
Воздушные карманы образуются, когда к упаковочному материалу приложено давление в области клапана, особенно в области разделительного средства, таким образом, чтобы упруго деформировать внешнюю пленку, после чего давление сбрасывают, и в результате этого внешняя пленка, по меньшей мере, частично сдвигается от внутренней пленки вследствие ее упругости и образует тем самым воздушные карманы рядом с разделительным средством. Кроме того, внешняя пленка испытывает легкую пластическую деформацию в областях, в которых она прижата к разделительному средству.
На практике воздушные карманы могут образоваться, когда ткань упаковочного материала в связи с его производством сматывают в рулон и затем в связи с продольной резкой разматывают и повторно сматывают, образуя рулон упаковочного материала, ширина которого соответствует упаковке, для образования которой будет использован упаковочный материал.
Кроме того, согласно изобретению разделительное средство может создавать промежуток, составляющий от 10 до 100 мкм, в частности, от 20 до 60 мкм, между второй поверхностью второй внешней пленки и второй поверхностью первой внутренней пленки.
Согласно варианту изобретения, разделительное средство состоит из мелких частиц твердого вещества, расположенных в канальном или полостном участке.
Согласно следующему варианту изобретения разделительное средство содержит один или более небольших выступов, выступающих от второй поверхности первой внутренней пленки. Так как выступы составляют неотъемлемую часть внутренней пленки, можно преимущественно выбирать точное положение и число выступов, т.е. разделительного средства, в канальном или полостном участке. Это невозможно при использовании частиц, так как число и положение частиц невозможно точно контролировать. Кроме того, положение и форма выступов можно выбирать таким образом, чтобы получать желательное давление открытия. Предпочтительно, чтобы по меньшей мере один выступ являлся точечным или линейным.
Согласно настоящему изобретению по меньшей мере один из небольших выступов может представлять собой выступ из осажденных материалов, в том числе осажденный в вакууме алюминий, осажденный на вторую поверхность первой внутренней пленки или выступ печатный материал, в том числе печатная краска, нанесенная при печати на второй поверхности первой внутренней пленки.
Кроме того, согласно настоящему изобретению по меньшей мере один из небольших выступов может также представлять собой выступающий ободок донного отверстия или паза, образованного во второй поверхности первой внутренней пленки, в частности, выступающий ободок, полученный с помощью лазерного луча. Такой выступающий ободок образуется автоматически, когда образуется отверстие или паз с помощью лазерного луча, так как выступающий ободок образуется, когда лазерный луч расплавляет внутреннюю полимерную пленку.
Кроме того, согласно настоящему изобретению по меньшей мере один из небольших выступов может представлять собой выступающий ободок, по меньшей мере, одного входного отверстия, образованного в первой внутренней пленке, в частности, выступающий ободок, образованный с помощью лазерного луча. Такой выступающий ободок образуется автоматически, когда образуется входное отверстие с помощью лазерного луча, пронизывающего первую внутреннюю пленку со второй поверхности.
Согласно следующему варианту изобретения указанное по меньшей мере одно выпускное отверстие может определять по меньшей мере один ободок, по меньшей мере, второй внешней пленки.
Согласно следующему варианту изобретения указанное по меньшей мере одно выпускное отверстие может представлять собой отверстие через внешнюю пленку.
По меньшей мере, одно входное отверстие может представлять собой подходящее отверстие, содержащее просвет, т.е. сквозное отверстие.
Чтобы препятствовать подлежащему упаковке продукту входить в канальный участок, указанное по меньшей мере одно входное отверстие может иметь меньший диаметр, чем любые составные части подлежащего упаковке продукта. Когда подлежащий упаковке продукт представляет собой гранулированный или порошкообразный материал, по меньшей мере, у одного входного отверстия диаметр может быть меньше, чем мельчайшие частицы указанного продукта. Таким образом, указанное по меньшей мере одно входное отверстие может иметь диаметр от 50 мкм до 500 мкм, возможно от 100 мкм до 300 мкм и возможно от 150 мкм до 200 мкм. Однако следует отметить, что указанное по меньшей мере одно входное отверстие также может иметь диаметр, превышающий 500 мкм, в зависимости от подлежащего упаковке продукта. Когда подлежащий упаковке продукт представляет собой молотый кофе, по меньшей мере, у одного входного отверстия диаметр составляет менее 200 мкм, или менее 150 мкм.
Первая внутренняя пленка может быть снабжена двумя или несколькими слегка разделенными входными отверстиями, промежуток между которыми составляет, например, от 0,1-2,0 мм, в частности, от 0,2 до 1,0 мм. Таким образом, первая внутренняя пленка может быть снабжена пятью, семью, девятью, одиннадцатью или большим числом отверстий. Пять и девять отверстий можно расположить в виде буквы X. Ряд слегка разделенных отверстий можно возможно располагать в различных конфигурациях.
Когда первая внутренняя пленка снабжена рядом небольших отверстий, в том числе отверстиями, имеющими диаметр от 50 до 300 мкм, они предпочтительно расположены внутри области, составляющей 5 мм × 5 мм, или 4 мм × 4 мм, или 3 мм × 3 мм, или 2 мм × 2 мм, или 1 мм × 1 мм.
При увеличении числа небольших входных отверстий давление открытия клапана может уменьшаться. Соответственно, давление открытия клапана может уменьшаться при использовании больших отверстий. Однако в настоящее время является предпочтительным ряд небольших отверстий.
Согласно дополнительному варианту изобретения расстояние между любым входным отверстием и любым выпускным отверстием может составлять от 2 до 40 мм, или от 2 до 25 мм, или от 2 до 10 мм.
Согласно следующему варианту изобретения вторую поверхность второй внешней пленки и вторую поверхность первой внутренней пленки можно ламинировать друг с другом, за исключением неламинированной области, образующей канальный или полостной участок. Внутренняя и внешняя пленки могут быть одинакового протяжения. Однако внешняя пленка может также иметь меньшую ширину, чем ширина внутренней пленки, в результате чего уменьшается количество упаковочного материала.
Вторая внешняя пленка может представлять собой этикетку, закрывающую ограниченную область первой внутренней пленки, предпочтительно область, размер которой является существенно меньше, чем размер первой внутренней пленки.
Согласно варианту изобретения, этикетка прикреплена ко второй поверхности первой внутренней пленки вдоль взаимно разделенных линий спая таким образом, что между ними образуется канал, причем указанное по меньшей мере одно выпускное отверстие образует по меньшей мере один край этикетки.
Этикетку можно возможно припаивать ко второй поверхности первой внутренней пленки вдоль закрытой линии спая, причем указанное по меньшей мере одно выпускное отверстие образовано во второй внешней пленке внутри закрытой линии спая.
Этикетка может быть прикреплена к первой внутренней пленке посредством адгезии.
Этикетка может иметь форму прямоугольника, в котором длина (L) и ширина (W) составляет менее 100 мм, предпочтительно менее 80 мм, и в частности менее 60 мм. Превосходные результаты были получены с этикеткой, имеющей длину 40 мм и ширину 20 мм.
Внешняя пленка может представлять собой пленку, изготовленную полностью или частично из полиэтилена (PE), в частности полиэтилена низкой плотности (LDPE), линейного полиэтилена низкой плотности (LLDPE) или полиэтилена ультранизкой плотности (ULDPE) или пленку PE-EVOH-PE, т.е. полученную совместной экструзией пленку, содержащую центральный слой из поливинилового спирта (PVOH) и по обеим сторонам от него слои из полиэтилена (PE) или полипропилена (PP), аморфного полиамида (аморфный PA) или эластомера, в частности термопластового эластомера (TPE) или термоклея, в том числе термоклея на основе этиленвинилацетата (EVA) или на основе полиамида (PA). Пример термоклея на основе PA представляет собой VP 9676, поставляемый фирмой Henkel GmbH, и пример термоклея на основе EVA представляет собой VP 0332, также поставляемый фирмой Henkel GmbH.
В зависимости от упругости пленки, толщина внешней пленки может составлять приблизительно от 10 мкм до 200 мкм, причем по-прежнему требуется усилие менее 5 Н для растяжения данного образца для испытаний на 5%.
Первая внутренняя пленка может преимущественно включать практически газонепроницаемый слой, в том числе металлизированный слой.
Внешняя пленка может также включать практически газонепроницаемый слой. Пример такого слоя представляет собой слой EVOH. Таким образом, внешняя пленка может представлять собой пленку PE-EVOH-PE.
Наконец, настоящее изобретение относится к упаковке для продукта, в частности пищевого продукта, выделяющего газы, где, по меньшей мере, часть упаковки изготовлена из упаковочного материала согласно настоящему изобретению.
Упаковочный материал согласно настоящему изобретению можно использовать в качестве крышки для контейнера, в том числе чашки, и для образования гибкой упаковки, в том числе пакета, во всей полноте.
Краткое описание чертежей
Далее настоящее изобретение описано со ссылкой на сопровождающие его чертежи, на которых:
Фиг.1 - вид в перспективе упаковки, включающей крышку, которая изготовлена из упаковочного материала согласно первому варианту изобретения;
Фиг.2 - увеличенный вид в сечении по II-II на Фиг.1;
Фиг.3 - вид в перспективе пакета, изготовленного из упаковочного материала согласно второму варианту изобретения;
Фиг.4A-4D - увеличенные виды в сечении по IV-IV на Фиг.3, иллюстрирующие работу одностороннего клапана сброса давления, встроенного в упаковочный материал согласно настоящему изобретению;
Фиг.5 - вид в сечении упаковочного материала в направлении стрелки V на Фиг.3;
Фиг.6 - увеличенный вид в сечении, соответствующий виду по Фиг.4, в третьем варианте осуществления упаковочного материала по изобретению; и
Фиг.7 - увеличенный вид в сечении, соответствующий виду по Фиг.4, в четвертом варианте осуществления упаковочного материала по изобретению.
Подробное описание изобретения
Упаковка, представленная на Фиг.1 и 2, содержит чашеобразную нижнюю часть 1 и плоскую покрывающую часть или крышку 2, причем последняя изготовлена из упаковочного материала согласно первому варианту изобретения.
Нижняя часть имеет форму прямоугольника и содержит дно 3. Две пары противоположных боковых стенок 4, 5 и 6, 7 поднимаются со дна 3. На верхних краях боковые стенки продолжает общий фланец 8. Нижняя часть обычно состоит из полипропилена (PP) и изготовлена термическим формованием или инжекционным формованием.
Плоская покрывающая часть 2 прикреплена к фланцу нижней части 1, образуя закрытую внутреннюю камеру 16, в которую помещают выделяющий газы пищевой продукт. По соображениям простоты, пищевой продукт показан только на Фиг.2, но не на Фиг.1. Упаковочный материал, из которого изготовлена покрывающая часть 2, содержит первую внутреннюю пленку 10, имеющую первую поверхность 20 и вторую поверхность 21, и вторую внешнюю пленку 11, имеющую первую поверхность 22 и вторую поверхность 23. Эти две пленки полностью ламинированы друг к другу своими вторыми поверхностями внутрь, за исключением неламинированной области, вытянутой в машинном направлении и образующей узкий канальный участок 12 между внутренней и внешней пленками 10, 11.
Один пример внутренней пленки 10 упаковочного материала представляет собой ламинат соэкструдированного OPP 20 / металлизированного PETP 12/PE 60, в котором соэкструдированный OPP 20 означает соэкструдированную ориентированную полипропиленовую пленку толщиной 20 мкм, включающую центральный слой полипропилена и тонкие герметизирующие слои по обеим сторонам от него. PETP означает сложнополиэфирную пленку толщиной 12 мкм, PE 60 означает полиэтиленовую пленку толщиной 60 мкм.
Внешняя пленка 11 представляет собой упругую или гибкую пленку, и одним ее примером является пленка из линейного полиэтилена низкой плотности (LLDPE) толщиной 40 мкм. Усилие, требуемое для растяжения исследуемого образца этой пленки, имеющей ширину 15 мм, в испытании на растяжение составляет 2.9 Н.
Два параллельных и взаимно разделенных входных отверстия 13, 14 предусмотрены во внутренней пленке 10 в неламинированном канальном участке 12. Выпускное отверстие 15 предусмотрено во внешней пленке 11 в неламинированном канальном участке 12. Выпускное отверстие 15 во внешней пленке 11 расположено на расстоянии от входного отверстия 13, 14 во внутренней пленке 10. Отверстия 13, 14, 15 расположены на одной линии, что лучше всего видно на Фиг.1.
Входные отверстия 13, 14 во внутренней пленке 10, таким образом, создают соединение между канальным участком 12 и внутренней камерой 16 упаковки. Соответственно, выпускное отверстие 15 во внешней пленке 11 образует соединение между канальным участком 12 и окружающей средой.
Жидкость в виде кремнийорганического масла 19, содержащего мелкие частицы 17, находится в канальном участке 12 рядом с входными отверстиями 13, 14. В канальном участке 12 рядом с выпускным отверстием 15 находится кремнийорганическое масло без частиц. Частицы 17 поддерживают внутреннюю и внешнюю пленки 10, 11 на некотором расстоянии друг от друга, в то время как кремнийорганическое масло препятствует открытому соединению между входными отверстиями 13, 14 и выпускным отверстием 15. Односторонний клапан сброса давления 18, таким образом, содержит канальный участок 12, входные отверстия 13, 14, выпускное отверстие 15, кремнийорганическое масло 19 и частицы 17. В своем закрытом положении клапан 18 препятствует поступлению окружающего воздуха во внутреннюю камеру 16 упаковки, как показано на Фиг.2. Однако клапан 18 вынужден открываться, когда создается определенное избыточное давление во внутренней камере 16 упаковки вследствие упакованного пищевого продукта 9. Когда создается определенное избыточное давление, внешняя пленка 11 слегка деформируется и слегка поднимается над частицами 17. Способность к адгезии жидкости, таким образом, уменьшается, и внешняя пленка продолжает сдвигаться с внутренней пленки вследствие давления газа. В результате газы могут выходить из внутренней камеры 16 упаковки через входные отверстия 13, 14, канальный участок 12 с кремнийорганическим маслом 19 и частицами 17 и наружу через выпускное отверстие 15. При этом внутреннее давление уменьшается, и клапан герметически закрывается, препятствуя окружающему воздуху поступать во внутреннюю камеру 16 упаковки через выпускное отверстие, канальный участок и входные отверстия. Надежное закрытие клапана обусловлено упругостью или гибкостью внешней пленки 11 и способность к адгезии кремнийорганического масла 19, что позволяет внешней пленке 11 двигаться или сгибаться обратно в положение закрытия.
В отношении описанного выше первого варианта осуществления следует отметить, что вместо создания неламинированной области в виде канального участка ее можно было бы также сделать в виде полости («кармана»), как показано пунктирными линиями на Фиг.1.
Кроме того, в отношении описанного выше первого варианта осуществления следует отметить, что вместо использования частиц в качестве разделительного средства можно использовать в качестве разделительного средства один или более выступов, выступающих от второй поверхности первой внутренней пленки и образующих встроенную часть внутренней пленки, как описано в следующих втором, третьем и четвертом вариантах осуществления упаковочного материала.
Фиг.3-5 иллюстрируют гибкую упаковку в виде пакета, который полностью изготовлен из упаковочного материала согласно второму варианту изобретения. Второй вариант осуществления упаковочного материала содержит внутреннюю пленку, которая, например, может представлять собой внутреннюю пленку 10, идентичную используемой в описанном выше первом варианте осуществления упаковочного материала. Другими словами, внутренняя пленка представляет собой ламинат соэкструдированного OPP 20 / металлизированного PETP 12/PE 60.
Упаковочный материал дополнительно содержит внешнюю пленку, которая, например, может представлять собой внешнюю пленку 11, идентичную используемой в описанном выше первом варианте осуществления упаковочного материала. Другими словами, внешняя пленка представляет собой пленку из линейного полиэтилена низкой плотности (LLDPE) толщиной 40 мкм. Однако внешняя пленка представляет собой этикетку 24, закрывающую ограниченную область первой внутренней пленки 10, причем указанная область имеет существенно меньший размер, чем размер первой внутренней пленки 10, что четко проиллюстрировано на Фиг.3.
Перед подробным описанием структуры второго варианта осуществления упаковочного материала и его клапана сброса давления следует отметить, что пакет, изготовленный из упаковочного материала известным способом, содержит задний спай 25, нижний спай 26 и верхний спай 27. Указанные три спая 25, 26, 27 имеют форму соединяющих края спаев, т.е. упаковочный материал припаян внутренней стороной к внутренней стороне (PE 60 на PE 60). Спаи образуют герметичную внутреннюю камеру 28 для хранения пищевого продукта, выделяющего газы. Данный пищевой продукт не показан на Фиг.3-5.
Далее, возвращаясь к структуре упаковочного материала, отметим, что внутренняя пленка 10 снабжена пятью входными отверстиями 28, расположенными в виде пяти точек на стороне кости таким образом, что они образуют букву X. Например, каждое из входных отверстий 28 может иметь диаметр около 150 мкм и находиться от соседнего отверстия на расстоянии около 0,75 мм. Входные отверстия 28 вырезают с помощью лазерного луча от второй поверхности 21 внутренней пленки 10, в результате чего небольшой выступ 29 автоматически образуется вдоль ободка входного отверстия 28, когда лазерный луч расплавляет внутреннюю полимерную пленку 10.
Этикетка 24 соединена со второй поверхностью 21 внутренней пленки 10 вдоль полоскообразных областей соединения 30, 31 на противоположных краевых частях этикетки 24, что лучше всего видно на Фиг.5. Таким образом, создается канальный участок 32 между полоскообразными областями соединения 30, 31 и второй поверхностью 21 внутренней пленки 10 и второй поверхностью 23 этикетки 24, образованной из внешней пленки 11. Канальный участок 32 является открытой на противоположных краях этикетки 24 между полоскообразными областями соединения 30, 31, в результате чего выпускные отверстия 33, 34 определяются на указанных противоположных краях этикетки 24, образованной второй внешней пленкой 11, что особенно видно на Фиг.5.
Теперь рассмотрим внимательнее Фиг.4, иллюстрирующую небольшие выступы 29, которые образуют разделительное средство между этикеткой 24 и внутренней пленкой 10 в канальном участке 32 упаковочного материала. Кроме того, в канальном участке 32 находится жидкость, в том числе кремнийорганическое масло 19. Например, вязкость кремнийорганического масла 19 может составлять 1000 сП. Кроме того, предусмотрены небольшие воздушные карманы 35 рядом с небольшими выступами 29 в канальном участке 32 и вблизи входных отверстий 28. Как описано выше, эти небольшие воздушные карманы 35 образуются при приложении давления к упаковочному материалу в области клапана сброса давления, включающего этикетку 24, внутреннюю пленку 10, выступы 29, кремнийорганическое масло 19, входные отверстия 28 и выпускные отверстия 33, 34.
На Фиг.4A клапан показан в своем закрытом положении, в котором способность к адгезии кремнийорганического масла 19 предотвращает соединение между входными отверстиями 28 и выпускными отверстиями 33, 34.
Фиг.4B иллюстрирует ситуацию, в которой давление создается внутри упаковки вследствие газов, выделяемых упакованным продуктом. Газы давят на этикетку через входные отверстия, как показано стрелками 36. Однако клапан по-прежнему остается полностью закрытым.
Фиг.4C иллюстрирует ситуацию, в которой внутреннее давление продолжает увеличиваться, клапан начинает открываться, и этикетка 24 вокруг входных отверстий 28 освобождается от силы сцепления кремнийорганического масла 19 и слегка поднимается над небольшими выступами 29.
Наконец, Фиг.4D иллюстрирует ситуацию, в которой давление увеличивается еще более и достигает заданного уровня избыточного давления. Теперь клапан является полностью открытым, и газы могут выходить изнутри упаковки через входные отверстия 28 вдоль канального участка 32 и наружу в окружающую среду через выпускные отверстия 33, 34, как показано стрелками.
В описанном выше варианте осуществления давление открытия клапана составляет 8-9 мбар (8-9 гПа), и давление закрытия ниже на пару миллибар (гектопаскалей).
В первой модификации описанного выше второго варианта осуществления предусмотрена внутренняя пленка с девятью вырезанными лазерным лучом отверстиями, имеющими диаметр от 150 до 200 мкм и расположенными в виде буквы X в пределах области, составляющей приблизительно 2 мм × 2 мм.
Внешняя пленка-этикетка представляет собой пленку толщиной 50 мкм на основе EVA (VP-0332 от фирмы Henkel GmbH) длиной L 40 мм и шириной W 20 мм.
Область с отверстиями расположена в центре между полоскообразными областями соединения 30, 31 и в центре между выпускными отверстиями 33, 34. Расстояние S между полоскообразными областями соединения 30, 31 составляет приблизительно 18 мм, и область с отверстиями находится на расстоянии 8 мм от выпускных отверстий 33, 34.
В описанной выше первой модификации давление открытия составляет приблизительно 9 мбар (9 гПа), и давление закрытия ниже на пару миллибар (гектопаскалей).
Вторая модификация идентична первой модификации за исключением того, что внешняя пленка-этикетка представляет собой термоклей на основе PA (VP 9676 от фирмы Henkel GmbH) толщиной 30 мкм.
В описанной выше второй модификации давление открытия составляет приблизительно 7 мбар (7 гПа) и давление закрытия ниже на пару миллибар (гектопаскалей).
Сравнительные испытания были проведены со структурой клапана, идентичной описанным выше первой и второй модификациям второго варианта осуществления упаковочного материала согласно настоящему изобретению, за исключением того, что внешняя пленка-этикетка представляла собой пленку толщиной 20 мкм на основе OPP, OPA или PETP. Усилие, требуемое для растяжения данного испытанного образца указанной пленки на 5%, составляла приблизительно от 10 до 20 Н, и давление открытия составляло приблизительно от 20 до 27 мбар (20-27 гПа).
Сравнение давления открытия в описанных выше вариантах изобретения с давлением открытия в описанных выше сравнительных испытаниях четко демонстрирует, что значительно меньшее давление открытия, желательно давление открытия ниже 10 мбар (10 гПа), получено при использовании упаковочного материала согласно настоящему изобретению, содержащему упругую внешнюю пленку, которая растягивается, по меньшей мере, на 5% силой, составляющей 5 Н, в определенном испытании на растяжение, чем при использовании менее гибких пленок, которые обычно используют в качестве внешней пленки упаковочного материала, имеющего встроенный выпускной клапан.
В третьем варианте осуществления упаковочного материала согласно настоящему изобретению, который представлен на Фиг.6, разделительное средство на второй поверхности 21 внутренней пленки 10 образована выступающими ободками нижних отверстий или пазов, сделанных во второй поверхности 21 внутренней пленки 10. Выступающие ободки 37 получены при образовании нижних отверстий или пазов 38 с помощью лазерного луча, направленного против второй поверхности 21 внутренней пленки 10. Кроме того, внутренняя пленка 10 снабжена, по меньшей мере, одним входным отверстием 39. В других отношениях третий вариант осуществления упаковочного материала практически соответствует второму варианту осуществления, описанному выше, и по этой причине не приведено его дальнейшее описание и описание встроенного клапана сброса давления.
В четвертом варианте осуществления упаковочного материала согласно настоящему изобретению, который представлен на Фиг.7, разделительное средство на второй поверхности 21 внутренней пленки 10 снабжено выступами 40, выступающими из второй поверхности 21 внутренней пленки 10 и образованными печатным материалом, в том числе печатной краской, напечатанной на второй поверхности 21 внутренней пленки 10, или осажденным материалом, в том числе осажденным из вакуума алюминием на второй поверхности 21 внутренней пленки 10. Выступы 40 являются точечными или линейными. Кроме того, внутренняя пленка 10 содержит, по меньшей мере, одно входное отверстие 41, соединяющее внутреннюю полость упаковки, изготовленной из упаковочного материала, с канальным участком. В других отношениях структура упаковочного материала согласно четвертому варианту осуществления практически соответствует описанной выше структуре согласно второму варианту осуществления. Работа встроенного клапана сброса давления также практически соответствует приведенному выше описанию в отношении второго варианта осуществления. По этой причине не приведено дальнейшее описание структуры упаковочного материала и работы клапана.
Кроме того, следует отметить, что хотя описанные выше второй, третий и четвертый варианты осуществления содержат выпускные отверстия, определенные на внешних краях этикетки, образованной из внешней пленки, данные варианты осуществления можно также включать в другие варианты осуществления упаковочного материала, содержащие, по меньшей мере, одно выпускное отверстие, образованное как сквозное отверстие, описанное со ссылкой на первый вариант изобретения.
Список позиций
1 - Чашеобразная нижняя часть
2 - Плоская покрывающая часть
3 - Дно
4, 5 и 6, 7 - Две пары противоположных боковых стенок
8 - Общий фланец
9 - Пищевой продукт
10 - Первая внутренняя пленка
11 - Вторая внешняя пленка
12 - Узкий канальный участок
13 - Входное отверстие во внутренней пленке
14 - Входное отверстие во внутренней пленке
15 - Выпускное отверстие во внешней пленке
16 - Закрытая внутренняя камера
17 - Частицы
18 - Односторонний клапан сброса давления
19 - Кремнийорганическое масло
20 - Первая поверхность внутренней пленки 10
21 - Вторая поверхность внутренней пленки 10
22 - Первая поверхность внешней пленки 11
23 - Вторая поверхность внешней пленки 11
24 - Этикетка
25 - Задний спай
26 - Нижний спай
27 - Верхний спай
28 - Входное отверстие
29 - Небольшие выступы
30, 31 - Полоскообразные области соединения
32 - Канальный или полостной участок
33, 34 - Выпускное отверстие
35 - Воздушные карманы
36 - Стрелки
37 - Выступающие ободки
38 - Нижние отверстия или пазы
39 - Входное отверстие
40 - Выступы
41 - Входное отверстие