DE102008030076A1

DE102008030076A1 - Verbundstoffverpackung für flüssiges oder viskoses Füllgut

Info

Publication number: DE102008030076A1
Application number: DE200810030076
Authority: DE
Inventors: Gerd Hoermansdoerfer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-06-25
Filing date: 2008-06-25
Publication date: 2009-12-31

Abstract

Die Erfindung betrifft eine spezielle Verbundstoffverpackung für flüssiges oder viskoses Füllgut, insbesondere für flüssige oder viskose Lebensmittel, wie z. B. Milch oder Saft, bei welcher aufgrund einer besonderen Modifikation des Ausgußstutzens das Blubbern und Verschütten des Füllguts unterbunden ist. Dabei wird der Querschnitt des Ausgußstutzens durch mindestens einen Strömungsteiler in einen größeren Ausgußquerschnitt und einen kleineren Belüftungsquerschnitt so untergliedert, daß eine weitgehend laminare Strömung für das beim Entleeren ausströmende Füllgut und die einströmende Luft erzielt wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen Getränkekarton, genauer gesagt eine Verbundstoffverpackung für flüssiges oder viskoses Füllgut, insbesondere Lebensmittel, z. B. für Milch oder Fruchtsaft, wie sie seit Jahren z. B. von der Firma Tetra Pak International S. A. unter der gleichnamigen Bezeichnung, und ansonsten auch von Mitbewerbern auf dem Markt ist. Bei dem gängigsten Tetra Pak Produkt, dem Tetra Brik, handelt es sich um eine quaderförmige Verpackung, in welcher flüssige oder hochviskose Nahrungsmittel transportiert und verkauft werden. Sie besteht aus mit Aluminium- und Kunststofffolie beschichtetem Karton. Die Aluminiumfolie sorgt dabei dafür, daß der Karton für Licht und Sauerstoff undurchlässig wird, die Kunststofffolie verhindert, daß das Aluminium von sauren Medien wie etwa Fruchtsaft, angegriffen wird.
Tetra Brik-Verpackungen stellen eine vorteilhafte Alternative zu herkömmlichen Pfandflaschen aus Kunststoff oder Glas dar. Im Gegensatz zu diesen nimmt eine leere Tetra Brik-Verpackung zusammengefaltet weniger Platz ein. Außerdem wiegt sie deutlich weniger als Glas (eine 1-Liter-Verpackung mit Ausgußstutzen, jedoch ohne Schraubdeckel wiegt ca. 30 g), so daß ein Transport alltagstauglicher vonstatten geht.
Aufgrund ihrer standardisierten Größe sind Tetra Briks stapelbar. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß die leeren Verpackungen vor der Befüllung in Form einer Rolle, die – je nach Verpackungsvolumen – bis zu 7.000 Verpackungen enthalten kann, zum Abfüllbetrieb geliefert werden. Auf einer Euro-Palette finden bis zu sechs solcher Rollen Platz, d. h. bis zu 42.000 Verpackungen. Auf der gleichen Fläche könnten dagegen nur wenige hundert leere Glas- oder Plastikflaschen transportiert werden.
Inzwischen wurden auch Spezialbetriebe etabliert, deren Aufgabe die stoffliche Wiederverwertung der entleerten Verpackungen ist. Damit ist auch der Kritik an der Einwegverpackung der Boden entzogen.
Verpackungen der genannten Art wurden in den zurückliegenden Jahren immer wieder modifiziert, sei es in ihrer Größe, ihrer Formgestalt oder der Art des Ausgußverschlusses. Die so genannten Tetra Brik-Verpackungen im Format eines Ziegelsteins verfügten bis 1998 über eine Perforation an einer der gefalzten Ecken des Kartons. Nach Anheben der perforierten Ecke konnte durch einfaches Knicken an der Perforation die Verpackung geöffnet werden. Diese in den Karton integrierte Öffnung wurde seit 1998 durch wiederverschließbare Öffnungen aus PE-Granulat unter den Bezeichnungen ”ReCap”, ”SimplyPull” und ”SimplyTwist” ersetzt. Parallel wurden die Verpackungen in der traditionellen Ziegelsteinform von Tetra Briks in Form eines gestreckten Quaders ergänzt, welcher aufgrund seiner geringeren Standfläche höher ist und im Kühlschrank deshalb einen größeren Abstand der Zwischenböden erfordert.
Trotz all dieser Weiterentwicklungen und Verbesserungen sind jedoch zwei generelle Probleme dieser Verpackungen erhalten geblieben. Das eine davon ist der Umstand, das sich der flüssige Inhalt trotz intensiven Schüttelns nicht vollständig entleeren läßt, so daß immer eine gewisse Restmenge in der Verpackung zurückbleibt. Dieses Problem kann durch eine Positionierung der Ausgußöffnung in die äußere obere Ecke der Verpackung einigermaßen zufriedenstellend gelöst werden.
Das andere Problem betrifft den ersten Ausguß der vollen Verpackung, wobei ein unkontrollierter Blubbereffekt dazu führt, daß Teilmengen verschüttet werden und im schlimmsten Fall den Benutzer bekleckern. Dieser Effekt wird dadurch ausgelöst, daß beim Ausgießen des flüssigen Füllguts im Karton ein Unterdruck entsteht, welcher schließlich das Ausströmen des Füllguts zum Erliegen bringt, bis der Eintritt einer entsprechenden Menge an Luft einen erneuten Austritt des Füllguts ermöglicht. Dieser Vorgang wiederholt sich periodisch mit abwechselnden Phasen laminarer und turbulenter Strömung, und schwächt sich im Verlauf zunehmender Entleerung des Kartons immer weiter ab. Dabei ist die Frequenz des Blubberns bei einem kleineren Durchmesser der Ausgußöffnung kleiner und umgekehrt bei einem größeren Durchmesser der Ausgußöffnung größer.
Man könnte nun dieses Problem etwa dadurch abschwächen, daß man die Kartons mit einer geringeren Menge befüllt, oder bei gleicher Füllmenge die Höhe des Kartons vergrößert. Das so entstehende Totvolumen ist jedoch unerwünscht.
Es bestand daher die Aufgabe zur Schaffung einer derartigen Verbundstoffverpackung für flüssiges oder viskoses Füllgut ohne die beschriebenen Probleme.
Die genannte Aufgabe wird durch die Zurverfügungstellung einer Verbundstoffverpackung mit einer speziellen Ausgußöffnung gelöst, welche mit mindestens einem Strömungsteiler so ausgestattet ist, daß mindestens zwei getrennte Strömungswege gebildet sind. Die Strömungswege sind in der Regel unterschiedlich groß dimensioniert. Dabei dient der größere dem Ausgiessen des Füllgutes, und der kleinere dem Einströmen von Luft. Bei richtiger Auslegung entsteht in beiden Strömungwegen eine laminare Strömung unterschiedlicher Richtung.
Die Erfindung soll im Folgenden anhand der fünf Zeichnungsfiguren mithilfe von Beispielen näher erläutert werden. 1 zeigt eine Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Einliter-Verpackung in Originalgröße, 2 die Innenansicht derselben Verpackung nach Abschneiden des Bodens. In beiden Fällen wurden die Abmessungen und Falzungen handelsüblicher Verpackungen übernommen. Dieselbe Verpackung wird in 3 nach Abschneiden der Seitenwand gezeigt. In 4 und 5 ist jeweils ein zu der zuvor gezeigten Verpackung passender erfindungsgemäßer Ausgußstutzen dargestellt.
Die 1 zeigt eine Aufsicht von oben auf einen stehenden Getränkekarton 1, welcher aus Verbundstoff hergestellt und mit einem Falz 2 verbunden ist. An einer Ecke ist ein Ausgußstutzen 3 aus Kunststoff angespritzt ist. Dieser ist mit einem Rand 5 mit Gewinde zum Aufschrauben eines Schraubverschlusses ausgestattet. An einer Seite des Ausgußstutzens in Richtung zur entferntesten oberen Ecke des Getränkekartons ist ein Belüftungsröhrchen (7) angebracht, dessen Wandung als Strömungsteiler fungiert. Dabei schließt die Wandung des Röhrchens einen Belüftungsquerschnitt 8 ein. Die restliche innere Fläche des Ausgußstutzens dient als Ausgußquerschnitt 4.
Zum besseren Verständnis der Situation wird der selbe Karton 1 in der 2 noch einmal in der Ansicht von innen nach Abschneiden des Bodens gezeigt. An den beiden Seitenflächen sind die üblichen Faltungen 2 dargestellt. Der angespritzte Ausgußstutzen 3 ist nun von unten zu sehen. Der Ausgußquerschnitt ist wie zuvor mit 4 bezeichnet. Der Verlauf des Belüftungsröhrchens 7 ist jetzt deutlich zu erkennen. In dem gezeigten Beispiel verläuft es diagonal in Richtung auf die entfernteste obere Ecke des Kartons. Es wurde in dem Beispiel als Rundrohr ausgewählt, jedoch kann es in diverser Formgestalt und Länge realisiert sein, z. B. scharf abgeknickt, mit Radius, mit rechteckigem oder halbmondförmigem Querschnitt, aber auch stark verkürzt. Der Knick des Belüftungsröhrchens im Bereich der Ausgußstutzens kann z. B. als Zick-Zack-Balg hergestellt sein, wie er z. B. bei abknickbaren Trinkhalmen bekannt ist. Dadurch kann das Belüftungsröhrchen auf der Verpackungsmaschine an den Ausgußstutzen z. B. zuerst im rechten Winkel angespritzt und im weiteren Fertigungsverlauf einfach in die gewünschte Richtung umgeknickt werden.
Das zuvor in 1 und 2 gezeigte Beispiel einer erfindungsgemäßen Verbundstoffverpackung wird in 3 in einer anderen Perspektive wiederholt. Der Vertikalschnitt zeigt die 1-Liter-Verpackung 1 in voller Höhe. Am Ausgußstutzen 3 sind nun das in diesem Fall gewählte mehrgängige Gewinde des Randes 5 und die Lage des abgewinkelten Belüftungsröhrchens 7 gut zu erkennen. Die im Detail gezeigten Aufdopplungen und Falzungen entsprechen den üblichen Ausführungen derartiger Verbundstoffverpackungen.
Eine andere Gestalt des Strömungsteilers wird in der 4 dargestellt. Der Ausgußstutzen 9 ist wiederum mit einem Rand 10 mit Gewinde versehen. Der Strömungsteiler 11 ist nun in den Ausgußstutzen 9 integriert und trennt den Belüftungsquerschnitt 13 von dem Ausgußquerschnitt 12 ab.
Die 5 zeigt eine Abwandlung des in 4 gezeigten Beispiels. Insoweit entsprechen Rand 15 mit Gewinde und erster Strömungsteiler 16 mit Belüftungsquerschnitt 18 des Ausgußstutzens 14 denjenigen der 4. Es wurde jetzt ein weiterer Strömungsteiler 17 hinzugefügt, wodurch zwei Ausgußquerschnitte 19, 20 gebildet sind. Es ist jedoch problemlos möglich, weitere Strömungsteiler hinzuzufügen, um eine laminare Strömung des Füllguts beim Entleeren anzuregen und so das Blubbern zu unterbinden Dabei besteht die Wahlmöglichkeit, die Ausgußquerschnitte sowohl untereinander, als auch gegenüber dem Belüftungsquerschnitt mit unterschiedlichen Querschnitten zu gestalten. Die Summe sämtlicher Ausgußquerschnittsflächen muß allerdings immer deutlich größer als die einzige Belüftungsöffnung oder die Summe aller Belüftungsöffnungen sein. Dies hängt damit zusammen, daß die hydraulische Reibung wegen des Dichteunterschieds des Füllguts beim Entleerungsvorgang viel höher ist als die pneumatische Reibung beim Einströmen von Luft.
Die erfindungsgemäße Gestaltung des Ausgußstutzens ist auch für Verschlußlösungen anwendbar, bei welchen eine Sicherheitsmembran in den Ausgußstutzen integriert ist. Die Strömungsteiler enden dann knapp unterhalb der Membran, während diese unter Umständen geringfügig höher platziert werden muß.
Mit der Erfindung wird somit eine Verbundstoffverpackung für flüssiges oder viskoses Füllgut zur Verfügung gestellt, welche sich problemlos ohne Verschütten handhaben läßt. Sie ist ohne größere Schwierigkeiten herstellbar und kann nach entsprechender Umrüstung auf bisherigen Maschinen produziert und befüllt werden. Eine Integration der Gestaltung des Ausgußstutzens in bestehende Produktlinien – auch solchen mit Sicherheitsmembran – ist zu geringsten Kosten möglich.

Claims

Verbundstoffverpackung für flüssiges oder viskoses Füllgut, insbesondere für Lebensmittel wie Milch oder Saft, mit einer mit einem Ausgußstutzen 3, 9 ausgestatteten Ausgußöffnung, dadurch gekennzeichnet, daß in den Ausgußstutzen 3, 9 mindestens ein Strömungsteiler 6, 11 integriert ist.
Verbundstoffverpackung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsteiler 11 einen Ausgußquerschnitt 12 von einem Belüftungsquerschnitt 13 trennt.
Verbundstoffverpackung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche des Belüftungsquerschnitts 8, 13 kleiner als die Fläche des Ausgußquerschnitts 4, 13 ist.
Verbundstoffverpackung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Ausgußstutzen 14 mindestens zwei Strömungsteiler 16, 17 integriert sind, wovon mindestens ein Strömungsteiler an einen Belüftungsquerschnitt 18 grenzt.
Verbundstoffverpackung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe sämtlicher Belüftungsquerschnitte kleiner als die Summe sämtlicher Ausgußquerschnitte ist.
Verbundstoffverpackung gemäß einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Strömungsteiler mit seinem Belüftungsquerschnitt mindestens einen Strömungsweg in Gestalt mindestens eines Belüftungskanals oder eines Belüftungsröhrchens 7 bildet, welcher sich in stehender Position der Verbundstoffverpackung über den Flansch des Ausgußstutzens 3 hinaus nach unten erstreckt.
Verbundstoffverpackung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Belüftungskanal oder Belüftungsröhrchen 7 unterhalb des Ausgußstutzens 3 seitlich abgewinkelt ist.
Verbundstoffverpackung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Belüftungskanal oder das Belüftungsröhrchen 7 in Richtung zu einer Ecke der Verbundstoffverpackung hin erstreckt.