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Gebiet der
Erfindung
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Die
Erfindung betrifft das Vakuumverpacken von Materialien und Verfahren
zur Erreichung solchen Verpackens. Speziell betrifft die Erfindung
die Vakuumverpackung von Materialien in halbstarrer oder nicht-starrer
Verpackung, die heißversiegelt
werden kann.
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Hintergrund
der Erfindung
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Die
Vakuumverpackung ist nützlich
für die
Isolierung eines Materials von der Umgebung für bestimmte oder unbestimmte
Zeitdauern. Diese Isolierung kann wünschenswert sein, weil das
verpackte Material gegenüber
Umweltbedingungen empfindlich ist, oder weil das Material in einem
Verfahren verwendet werden soll, welches von der Umgebung isoliert
werden muss.
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Einige
der nützlichen
Anwendungen der Vakuumverpackung sind zum Beispiel für Lebensmittel,
medizinische Materialien, pharmazeutische Anwendungen, elektronische
Komponenten sowie einer großen
Breite von luft-, sauerstoff- oder feuchtigkeitsempfindlichen Materialien.
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Es
gibt Verpackungsanwendungen, in welchen es wünschenswert ist, ein Vakuum
auf den Inhalt einer flexiblen Tasche zu ziehen und die Tasche dann
gegen das Eindringen von Luft zu versiegeln. Ein geeignetes Verfahren
des Versiegelns solcher Taschen ist das Heißsiegeln. Eine solche Anwendung
ist zum Beispiel die Verpackung von Lebensmitteln für den heimischen
Gebrauch. Mehrere Systeme sind kommerziell erhältlich, die es dem Individuum
erlauben, die Luft aus einer Tasche zu entziehen und dann ein Siegel
bzw. eine Abdichtung gegen weiteres Eindringen von Luft bereitzustellen.
Zum Beispiel sind das U.S.-Patent Nr. RE 34929 von Kristen und das
U.S.-Patent Nr. 4 941 310 von Kristen repräsentativ. In diesen Systemen
müssen
die Verpackungsmaterialien des Herstellers verwendet werden, da
dieses Material speziell so aufgebaut ist, dass die Luft zum Vakuumpumpeneinlass
in der Tasche strömen
kann, während
der Atmosphärendruck
an der Außenseite
der Tasche das obere und das untere Paneel bzw. den unteren Materialstreifen
der Tasche fest zusammen drückt.
Um diesen Strömungsgang
bereitzustellen, ist das Taschenmaterial gewellt, abgesteppt (quilted) oder
in anderer Weise mit makroskopischen Kanälen versehen. Die Paneele der
Kunststofffolie müssen
steif genug sein, um die „Vakuumfluß-"Kanäle gegen
die externen Belastungen zu stützen.
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Ein
erfolgreiches Vakuumverpackungs-/Heißversiegelungssystem für die Verwendung
durch den Verbraucher ist bekannt als Foodsaver (Tilia Inc., San
Francisco, U.S.A.). Dieses System verwendet eine Tasche, wobei die
Innenseite eines Taschenpaneels zu einem Diamantmuster abgesteppt
ist. Dieses Muster ist selbsttragend in dem Ausmaß, dass
immer ein Durchgang zwischen den oberen und unteren Seiten bereitgestellt ist,
um eine Evakuierung zu ermöglichen,
sogar wenn die gegenüberliegenden
Seiten durch die Kräfte
des Vakuums zusammengebracht werden.
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Es
gibt viele potentielle Anwendungen für das Vakuumverpacken, für welche
keine abgesteppten Materialien verfügbar sind. Der Erfolg der Vakuumverpackung
hängt von
der Fähigkeit
ab, Luft von dem verpackten Material zwischen weichen Materialien
und hinaus über
den Ort der letztendlichen Versiegelung abzuziehen. Unglücklicherweise
pressen sich Paneele aus weicher Folie, wenn sie äußerem Druck
ausgesetzt werden, fest gegeneinander, dadurch weiteren Fluss von
eingeschlossener Luft gegen die Pumpenöffnung effektiv blockierend.
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Andere
Verfahren nach Stand der Technik nutzen eine Einrichtung, bekannt
als Schnorchel, um eine Vakuumquelle innerhalb einer nicht-versiegelten
halbstarren oder nicht-starren Verpackung zu platzieren, so dass
der Abzug des Atmosphärendrucks
innerhalb der Verpackung durch die Anwendung eines Vakuums auf den
Schnorchel vollbracht werden kann. Die Paneele der Tasche tendieren
nicht dazu, in dem Ausmaß zu
kollabieren, dass sie den Abgang der Luft bei Verwendung eines Schnorchels
verhindern. Vollständiges
Versiegeln der Tasche mit solchen Mitteln wie Heißversiegelung
wird dann ausgeführt.
Der Schnorchel kann im Wesentlichen gleichzeitig mit der Versiegelungsoperation
herausgezogen werden, aber dieses Verfahren ermöglicht kein so hohes Vakuum,
wie es anders möglich
ist. Der Schnorchel kann auch in der Tasche zurückgelassen werden, um wieder
gewonnen zu werden, nachdem ein anderes Siegel zwischen dem eingeschlossenen Schnorchel
und dem Material in der Tasche aufgebaut worden ist. Einige repräsentative
Einrichtungen und Verfahren vom Schnorcheltyp sind im U.S.-Patent
Nr. 5 711 136 von Carcano, U.S.-Patent Nr. 5 551 213 von Koelsch
et al. sowie U.S.-Patent Nr. 5 501 525 von Cox et al. und in den
deutschen Patenten
DE 299 09
679 sowie
DE
27 47 071 A beschrieben.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
Erfindung resultiert aus der Realisierung, dass halbstarre oder
nicht-starre Verpackungen, die evakuiert werden sollen, effizienter
evakuiert werden, wenn sich ein Kanal von schmelzbarem Material
in eine nicht versiegelte Verpackung erstreckt, ein Vakuum durch
den Kanal gezogen und die Verpackung ohne Entfernung des Kanals
versiegelt wird. Der Kanal kann in die Verpackung hinein versiegelt
werden und kann teilweise oder ganz das Siegel der Verpackung bilden.
Vor der Versiegelung stellt der Kanal einen Durchgang für den Abzug des
Atmosphärendrucks
aus der Verpackung bereit, und der Durchgang kollabiert nicht bei
der Anwendung von Vakuum auf die Verpackung. Das kann ein Problem
sein, besonders wenn die Innenwände
der Verpackung weich sind. Der Kanal kann aus einem Material hergestellt
sein, welches die unerwünschte
Entfernung von Stoffen in der Verpackung verhindert oder stark hindert,
wie sie bei der Vakuumversiegelung von Verpackungen, die körnige Stoffe
enthalten, auftreten kann.
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Allgemein
stellt die Erfindung ein Verfahren zur Evakuierung einer Verpackung
bereit. Das Verfahren schließt
die Bereitstellung einer unversiegelten, halbstarren oder nicht-starren
Verpackung mit einem schmelzbares Material einschließenden Kanal
ein. Die Packung enthält
ein oberes und ein unteres Paneel, und zwischen diesen befindet
sich ein Innenbereich. Die Materialstreifen bzw. Paneel sind an
ihren Peripherien heißversiegelbar,
um eine fluiddichte Barriere zwischen dem Innenbereich und der äußeren Umgebung
zu bilden. Der Kanal schließt
ein inneres und ein äußeres Ende
ein. Das innere Ende wird in den Innenbereich der Verpackung eingeführt, und
das äußere Ende
ist in Verbindung mit einer Vakuumquelle außerhalb der Verpackung. Das
innere Ende des Kanals kann soweit wie nötig in die Verpackung hineinreichen,
um der Vakuumquelle zu ermöglichen,
den Atmosphärendruck
aus dem Innenbereich der Verpackung effektiv zu entfernen. Das Ausmaß, in welchem
der Kanal in die Verpackung eingeführt werden muss, kann von den
Eigenschaften der inneren Oberflächen
des oberen und unteren Paneels abhängen oder der Natur jedes Materials
innerhalb des Innenbereichs der Verpackung. Das Verfahren schließt auch
das Ziehen eines Vakuums auf den Innenbereich der Verpackung ein,
indem ein Vakuum an das äußere Ende
des Kanals angelegt wird; und das Verfahren schließt das Heißsiegeln
des unversiegelten Anteils der Peripherie der Verpackung ohne die
Entfernung des Kanals ein, um eine fluiddichte Barriere zwischen
dem Innenbereich der Verpackung und der äußeren Umgebung bereitzustellen.
Optional kann die Verpackung eine fluiddichte Versiegelung um etwa
zwischen 50 und 99% seiner Peripherie oder um etwa zwischen 75 und
99% seiner Peripherie aufweisen. Weiter optional kann die Verpackung
um ihre Peripherie versiegelt werden, mit Ausnahme des Anteils der
Peripherie, der vom Kanal überlappt
wird.
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Das
schmelzbare Material kann Woven- oder Nonwoven-Textil, offenzelliger
Schaumstoff, Papier oder ein Faserfolie sein. Der Innenbereich der
Verpackung kann mindestens teilweise mit granulärem Material gefüllt sein.
Die Verpackung kann aus einem Material wie beschichtetem Zellophan,
Celluloseacetat, beschichtetem Polyester, Poly(chlortrifluorethylen),
Polyethylen, Polystyrol, Polyvinylalkohol, nicht-starrem Polyvinylchlorid
und Copolymeren hiervon, Polyvinylchlorid-Nitril-Kautschukmischung,
Polyvinylidenchlorid, Kautschukhydrochlorid, fluoriertem Ethylen-Propylen-Copolymer, flexiblem
Vinyl oder mit Surlyn verkleideter Mehrschichtfolie hergestellt
sein.
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In
einem anderen Aspekt stellt die Erfindung eine Vakuumverpackungshilfe
bereit, einschließlich
eines Kanals aus schmelzbarem Material mit einem inneren Ende und
einem äußeren Ende.
Das innere Ende reicht in einen Innenbereich einer unversiegelten,
halbstarren oder nicht-starren Verpackung, und das äußere Ende ist
verbunden mit einer Vakuumquelle. Das schmelzbare Material kann
Woven- oder Nonwoven-Textil, offenzelliger Schaumstoff, Papier oder
ein Fasergewebe sein.
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In
einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung ein Verfahren zur Evakuierung
einer Verpackung bereit. Das Verfahren schließt die Bereitstellung einer
unversiegelten halbstarren oder nicht-starren Verpackung mit einem
Kanal ein. Die Verpackung schließt obere und untere Paneele,
zwischen denen sich ein Innenbereich befindet, ein. Die Paneele
sind zur Bildung einer fluiddichten Barriere zwischen dem Innenbereich
und der äußeren Umgebung
heißversiegelbar.
Der Kanal schließt
ein inneres Ende und ein äußeres Ende
ein, wobei das innere Ende in den Innenbereich der Verpackung eingeführt ist,
und das äußere Ende
in Verbindung mit einer Vakuumquelle außerhalb der Verpackung ist.
Das Verfahren schließt
weiterhin das Ziehen eines Vakuums auf den Innenbereich der Verpackung
durch Anwendung von Vakuum auf das äußere Ende des Kanals ein. Die Erfindung
schließt
weiterhin das Versiegeln der Verpackung ein, so dass der Kanal mindestens
einen Teil einer fluiddichten Barriere zwischen dem Innenbereich
der Verpackung und der äußeren Umgebung
bildet.
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Wie
in den Ansprüchen
verwendet, bezieht sich der Begriff „makroskopischer Durchgang" auf einen Durchgang
durch einen Kanal, der nicht den Durchgang von Gas durch die Wände des
Kanals oder das Kanalmaterial selbst erfordert. Vielmehr wird das
Gas durch eine Leerstelle im Kanal, die größer ist als jede Leerstelle,
die im Material, welches die Kanalwände umfasst, bestehen kann,
evakuiert.
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Wie
in den Ansprüchen
verwendet, bezieht sich der Begriff „granuläres Material„ auf einen
teilchenförmigen
Stoff mit Teilchen einer Größe von nicht
mehr als ungefähr
5 mm im Durchmesser. Die untere Größengrenze des teilchenförmigen Stoffs
kann, muß aber
nicht notwendigerweise beschränkt
werden, durch das Material, welches als schmelzbarer Kanal verwendet
wird, oder alternativ durch die Größe eines mit dem Kanal gebildeten
makroskopischen Durchgangs. Granuläres Material kann hoch pulverisiertes
Material mit sehr kleinen Durchmessern einschließen. Die Teilchen müssen nicht
von einer besonderen Form sein, sondern können kugelförmig, grob kugelförmig, würfelförmig oder
von unregelmäßiger Form
sein.
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Wie
in den Ansprüchen
verwendet, bezieht sich der Begriff „Heißversiegeln" auf Binden oder Schweißen des
Materials auf sich selbst oder ein anderes Material durch die Verwendung
von Hitze. Das kann mit oder ohne die Verwendung von Adhäsionsmitteln,
abhängig
von der Natur der Materialien, erfolgen.
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Wenn
nicht anders definiert, haben alle hierin verwendeten technischen
und wissenschaftlichen Begriffe die gleiche Bedeutung, wie sie gewöhnlich vom
Durchschnittsfachmann vom Fachgebiet, zu welchem diese Erfindung
gehört,
verstanden werden. Obwohl Verfahren oder Materialien, die ähnlich oder
gleichwertig zu den hierin beschriebenen sind, in der praktischen
Durchführung
oder im Testen der vorliegenden Erfindung genutzt werden können, werden
geeignete Verfahren und Materialien nachfolgend beschrieben. Alle
hierin erwähnten
Veröffentlichungen,
Patentanmeldungen, Patente und andere Referenzen sind in ihrer Gesamtheit durch
den Bezug darauf einbezogen. Im Falle eines Konflikts wird die vorliegende
Spezifikation, inklusive Definitionen, bestimmend sein. Zusätzlich sind
die Materialien, Methoden und Beispiele nur veranschaulichend und
nicht zur Beschränkung
bestimmt.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden genauen
Beschreibung und aus den Ansprüchen
ersichtlich.
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Kurze Beschreibung
der Abbildungen
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Die 1 ist
eine perspektivische Ansicht einer unversiegelten Verpackung, ausgestattet
mit einer Vakuumverpackungshilfe gemäß einer bestimmten Ausführungsform
der Erfindung.
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Die 2 ist
eine perspektivische Ansicht einer unversiegelten Verpackung, ausgestattet
mit einer Vakuumverpackungshilfe gemäß einer bestimmten Ausführungsform
der Erfindung.
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Die 3 ist
eine Seitenansicht der bestimmten Ausführungsform der Erfindung, gezeigt
in der 2.
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Ausführliche
Beschreibung
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Die
Erfindung schließt
ein Verfahren für
die Evakuierung und die Heißversiegelung
von halbstarren oder nicht-starren Verpackungen, einen Kanal aus
schmelzbarem Material verwendend, der sich in die Verpackung, bevor
sie heißversiegelt
wird, erstreckt, Entziehen der Verpackungsatmosphäre aus der
Verpackung durch den Kanal und Heißsiegeln der Verpackung ohne
Entfernen des Kanals aus der Verpackung, ein. Dies ist möglich, da
das schmelzbare Material einen Teil der Verpackung nach dem Heißsiegeln
bilden kann. Die Verpackung kann leer von Material sein oder kann
teilweise oder im Wesentlichen vollständig mit festem oder flüssigem Material
gefüllt
sein. In bevorzugten Ausführungsformen
wird das Verfahren an Verpackungen ausgeführt, die mindestens teilweise
mit festem Material gefüllt
sind. In besonders bevorzugten Ausführungsformen wird das Verfahren
an Verpackungen, die mindestens teilweise mit granulärem Material
gefüllt
sind, ausgeführt.
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An
das Material, welches als das schmelzbare Kanalmaterial dienen kann,
gibt es mehrere Forderungen. Es muß einen Teil des Heißsiegels
der Verpackung bilden können.
Vorzugsweise wird, wenn das schmelzbare Material einen Teil des
Verpackungssiegels bildet, die Leistung dieses Siegels nicht verringert.
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Der
schmelzbare Kanal muss den freien Fluss von Gasen vom Tascheninneren
zur Vakuumquelle vor dem Versiegeln der Verpackung ermöglichen.
Diese Forderung kann dank der Form des Kanals erfüllt werden. Ein
Beispiel einer Kanalstruktur, die den freien Gasfluß erlaubt,
ist das eines rechteckigen, prismatischen Kanals oder eines zylindrischen
Kanals mit einem makroskopischen Durchgang durch die Länge des
Kanals. In solchen Fällen
sollte der Kanal mit einem Filter einer Art ausgestattet sein, falls
der Kanal dazu verwendet werden soll, Verpackungen, die pulverisiertes
Material enthalten, zu evakuieren. Die Forderung, dass der Kanal aus
einem schmelzbaren Material hergestellt sein muss, bleibt wirksam.
Somit würde
das Heißsiegeln
einer Verpackung mit einem Kanal, der einen wie beschriebenen makroskopischen
Durchgang hat, die Schließung des
Durchgangs, zum Beispiel durch den Kollaps der Kanalwände im Schritt
des Heißsiegelns,
involvieren.
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Das
Erfordernis des freien Gasflußes
kann auch erfüllt
werden dank der Art des den Kanal bildenden Materials. In solchen
bevorzugten Ausführungsformen
kann zum Beispiel der schmelzbare Kanal aus einem Material, welches
ein Netzwerk von Luft enthaltenden Materialräumen besitzt, welches den freien
Fluß von
Gasen dadurch erlaubt, umfasst sein. In solch einem Fall muss die
Form des Kanals selbst nicht so sein, dass sie den freien Gasfluß erlaubt.
Mit anderen Worten, es bedarf keines makroskopischen Durchgangs.
Der freie Gasfluß wird
stattdessen durch ein Netzwerk von Räumen im schmelzbaren Material
erhalten. Die Form solcher Kanäle
kann z. B. in dünnen
Bögen sein.
Im Heißversiegelungsprozess
wird das Netzwerk durch den Kollaps und die Verschmelzung des Materials
im Bereich des Heißsiegels
blockiert.
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Im
erfindungsgemäßen Verfahren
des Versiegelns einer halbstarren oder nichtstarren Verpackung erstreckt
sich schmelzbares Kanalmaterial in den Innenbereich einer Verpackung
hinein. Der Kanal hat innere und äußere Enden. Das innere Ende
erstreckt sich in den Innenbereich der Verpackung, und das äußere Ende ragt
aus der Verpackung. Das Ausmaß der
Einführung
hängt von
der relativen Füllung
des Innenbereichs der Verpackung ab. Je weiter das innere Ende eines
Kanals in eine Verpackung geht, je besser das erhaltene Vakuum.
Eine Verpackung umfasst mindestens zwei überlappende Paneele Verpackungsmaterial.
Die Paneele können
getrennte Materialstreifen sein, oder es kann ein einzelner, auf
sich selbst gefalteter, Streifen sein. Die Paneele können von
beliebiger regelmäßiger Form,
z. B. rechteckig oder kreisförmig,
oder von einer ungleichmäßigen Form
sein. Die Paneele überlappen
wesentlich, so dass ein Innenbereich, isoliert von fluidischer Kommunikation
mit der äußeren Umgebung,
nachdem die Operation des Heißsiegels
vollendet ist, geformt werden kann.
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Das
Vakuum- und Heißversiegelungsverfahren
gemäß der Erfindung
schließt
das Plazieren schmelzbaren Kanalmaterials in mindestens einem Teil
der Peripherie der Paneele der Verpackung vor dem letzten Heißversiegelungsschritt
ein. Die relative Menge der Peripherie, die mit Kanalmaterial ausgestattet
werden kann, variiert kontinuierlich von einem sehr geringen Prozentteil
der Peripherie bis zur gesamten Peripherie.
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Zum
Beispiel wird in einer Ausführungsform
der Erfindung die Verpackung im Wesentlichen, aber nicht vollständig, durch
fluiddichte Siegel vor der Vakuumanwendung und dem letzten Heißsiegeln
verschlossen. Solche vorgeformten Siegel können durch Heißsiegeln
der Peripherie oder jedem anderen bekannten Verfahren zur Bildung
eines fluiddichten Siegels zwischen zwei Paneelen Verpackungsmaterial
gebildet werden. Wenn die Paneele eine Verpackung durch Falten eines
einzelnen Materialbogens auf sich selbst bilden, braucht die gefaltete
Kante nicht versiegelt werden. Der Teil der Peripherie, der nicht
vor der Evakuierung des Verpackungsinnenbereichs versiegelt wird,
ist wünschenswerterweise
vollständig
mit schmelzbarem Kanalmaterial belegt. Somit wird es als nicht wünschenswert
erachtet, wenn in einem Teil der unversiegelten Peripherie ein Kanal
fehlt, oder wenn der Kanal einen solchen Teil der Peripherie unvollständig füllt. Diese
Situation kann zu Lecken und ineffizienter Evakuierung des Innenbereichs
der Verpackung führen.
Diese unerwünschte Situation
könnte
auch zu einem Materialverlust, wie von granulärem Material, aus dem Innenbereich
der Verpackung während
der Evakuierung führen.
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Die
vorangehend beschriebene Ausführungsform
wird in 1 gezeigt. Die Verpackung 1 ist
für die Evakuierung
vorbereitet und umfasst das obere Verpackungspaneel 2 und
das untere Verpackungspaneel 4. Die Peripherie dieser Paneele
ist im Wesentlichen mit dem fluiddichten Siegel 6 versiegelt.
Der unversiegelte Teil der Peripherie 7 wird durch den
Kanal 8 belegt, welcher sich von außenhalb der Verpackung in den
Innenbereich 10 der Verpackung erstreckt. In dieser besonderen
Ausführungsform
enthält
der Innenbereich 10 granuläres Material 12. Um
das Siegel 6 vollständig
fluiddicht zu machen, so dass die gesamte Peripherie versiegelt
ist, und der Innenbereich 10 von fluider Kommunikation
mit der Außenseite
der Verpackung isoliert ist, wird Vakuum angelegt, und Heißsiegeln
an einem unversiegelten Teil der Peripherie 7, wie nachfolgend
beschrieben, ausgeführt.
In der 1 wird das granuläre Material als im Wesentlichen
gleichmäßig verteilt
im gesamten Innenbereich der Verpackung dargestellt, obwohl das
granuläre
Material auch ungleichmäßig verteilt
im gesamten Innenbereich der Verpackung sein kann, z. B. im Wesentlichen
konzentriert in einer Ecke oder entlang einem peripheren Rand des
Verpackungsinnenbereichs. Ähnlich
kann, obwohl die 1 einen Kanal zeigt, der sich
ein kurzes Stück
in den Verpackungsinnenbereich erstreckt, sich in einigen Ausführungsformen
das Kanalmaterial vollständig
in den Innenbereich der Verpackung erstrecken, zum Beispiel in eine
Ecke, oder sich potentiell in die Gesamtheit des Verpackungsinnenbereichs
erstrecken. Solche Variationen beeinflussen die Betreibung der hierin
beschriebenen Verfahren oder die Materialien überhaupt nicht.
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In
einer anderen Ausführungsform
ohne vorgeformte Verpackungssiegel schließt die Peripherie der Verpackungspaneele
schmelzbares Kanalmaterial, angelagert entlang der gesamten Peripherie
der Verpackungspaneele, ein. Somit wird in diesem beschränkenden
Fall das gesamte fluiddichte Siegel entlang der Peripherie der Verpackung
während
der Anwendung von Vakuum und gleichzeitigem Heißsiegeln gebildet, und die
gesamte Peripherie ist mit schmelzbarem Kanalmaterial, einen Teil
des Siegels bildend, versiegelt.
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Die 2 zeigt
eine besondere Ausführungsform
gemäß der Erfindung,
wie soeben oben beschrieben. Die Verpackung 20 hat ein
oberes Paneel 2 und ein unteres Paneel 4 (nicht
gezeigt), wie vorhin. Der Kanal 8 erstreckt sich entlang
der gesamten Peripherie der Paneele, hat jedoch eine innere Grenze 14,
so dass er eine bördelähnliche
Form aufweist. Granuläre
Teilchen 12 sind in dieser besonderen Ausführungsform
vorhanden.
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Die 3 zeigt
eine Seitenansicht der selben Verpackung 20, wobei die
granulären
Teilchen 12 für
die Übersichtlichkeit
weggelassen wurden. In dieser Ansicht ist das untere Paneel 4 sichtbar.
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Ein
beliebiger Anteil der Peripherie, wie z. B. 50%, kann im Schritt
der Vakuumanwendung/Heißversiegelung
versiegelt werden. Jedoch muss jeder periphere Bereich, der nicht
mit Kanalmaterial ausgestattet ist, mit einem fluiddichten Siegel
vorversiegelt werden.
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Das
Erfordernis, dass das schmelzbare Kanalmaterial einen Teil des Verpackungssiegels
bildet, wird durch ein Material erfüllt, welches bei oder unter
einer Temperatur schmelzen kann, die zum Heißsiegeln einer Verpackung selbst
verwendet wird. Das Kanalmaterial kann ein Textil, ein offenzelliger
Schaumstoff oder eine papierartige Faserfolie sein. Woven- oder
Nonwoven-Materialien können
verwendet werden. Ein geeignetes Material ist offenzelliger Polyethylenschaum.
Ein anderes geeignetes Material ist Nalgene Polypapier. Ein anderes
geeignetes Material ist bekannt als Einlage und ist als Nahtprodukt
erhältlich.
Ein Beispiel wird unter dem Handelsnamen „Stitch Witchery" (HTC-Handler Textile
Corp., Secaucus, NJ) verkauft.
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Heißsiegeln
ist eine Variation der verwandten Technik des „Heizelementschweißens". Beim Heißsiegeln
wird das zu versiegelnde Material wie gewünscht geläppt. Hitze wird durch das Material
bereitgestellt, dabei die geläppten
Anteile verschmelzend.
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Es
gibt allgemein zwei Typen von Anlagen, die für das Heißsiegeln verwendet werden:
Hochfrequenzgeneratoren, die sich die dielektrischen Eigenschaften
des Materials zur internen Wärmeentwicklung
zunutze machen, und elektrische Widerstandselemente wie Heißwalzen,
Klemmbacken, Spanner für
externe Hitzeapplikation. Wesentlich ist eine Anlage, welche eine
Regulierung über
die abgeschiedene Wärmemenge,
die Aufheizrate, den angewandten Druck und die erwärmte Fläche bereitstellt,
so dass akzeptabel feste Siegel erstellt werden, und so dass das
Material nicht zersetzt wird.
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Verpackungsmaterialien,
die mit Hitze versiegelbar sind, schließen polymere Folien oder Bögen variierender
Dicke ein. Einige Materialien sind inhärent heißversiegelbar, und andere (wie
Zellophan und einige Polyesterfolien) können heißversiegelbar gemacht werden,
indem sie mit heißversiegelbaren
Polymeren beschichtet werden. Andere Materialien erweichen sich
unter der Zersetzungstemperatur nicht effektiv und können nicht
direkt geschweißt
werden (z. B. Tetrafluorethylenpolymer und Chlortrifluorethylenpolymer),
können aber
bei Verwendung mit einem Flussmittel wie Fluorcarbonöl geschweißt werden.
Andere Materialien werden bei Versuchen sie heißzusiegeln thermisch zersetzt
(z. B. Cellulosenitrat), und können
nicht heißversiegelt werden
oder heißversiegelbar
gemacht werden. Geeignete Materialien schließen konventionelle Polyethylentaschen,
Taschen aus mit Surlyn verkleideter Mehrschichtfolie, flexible Vinylfolien
und viele andere Materialien ein. Alle schmelzbaren Kunststoffe,
die sich zu einer nutzbaren Bindung kombinieren lassen, können verwendet
werden.
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Temperaturen,
die zum effektiven Heißsiegeln
verschiedener ausgewählter
Materialien genutzt werden können,
werden in Tabelle 1 gezeigt.
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Tabelle
1. Heißversiegelungstemperaturen
für Kunststofffolien
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Um
eine Vakuumversiegelung der Verpackung zu erzielen, muss der Innenbereich
der Verpackung einem Vakuum ausgesetzt werden, während das Heißsiegel
auf die nicht-versiegelten Teile der Peripherie der Verpackungsstreifen
aufgebracht wird. Wie vorher erwähnt,
können
die Anwendung des Vakuums und das Versiegeln sowie die Isolierung
des Innenbereichs der Verpackung nur einen kleinen Teil der Peripherie
oder die gesamte Peripherie oder eine Variation zwischen diesen
Grenzen betreffen.
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Die
Applikation von Vakuum kann entweder durch direktes Koppeln einer
Vakuumquelle an das Kanalmaterial ausgeführt werden, oder indem die
zu versiegelnde Fläche
(möglicherweise
die gesamte Verpackung) in eine Vakuumkammer gelegt wird. Das zuerst
genannte Verfahren ist am meisten anzuwenden, wenn ein Großteil der
Verpackungsperipherie vor der Evakuierung und der letztendlichen
Heißversiegelung
versiegelt worden ist. Zum Beispiel kann eine Vakuumdüse oder
eine andere Vakuumquelle zum Anlegen von Vakuum an das Kanalmaterial
eingesetzt und das Kanalmaterial in die Verpackung eingeführt werden.
Die Düse
selbst kann teilweise in die Verpackung hineinreichen, wogegen das
Kanalmaterial die Evakuierungskraft der Düse oder anderen Vakuumquelle
wirksam ausdehnen kann.
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Das
Verfahren des Platzierens der zu versiegelnden Fläche innerhalb
einer Vakuumkammer ist am meisten geeignet, wenn eine gesamte Kante
der Verpackung oder viel von der Peripherie mit Kanalmaterial ausgestattet
ist. Solche Verfahren werden exemplifiziert durch die im U.S.-Patent
Nr. 4 941 310 von Kristen offenbarten Verfahren.
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Spezielle
Verpackungen, die gemäß den hierin
beschriebenen Verfahren und Materialien versiegelt werden können, schließen alle
ein, die brauchbar heißversiegelt
werden können,
und die geeignet ohne Risiko des Materialverlusts während des
Evakuierungs- und Siegelungsprozesses evakuiert werden können. Besonders
bei granulärem
oder teilchenförmigem
Material könnte
das Risiko bestehen, dass es aus der Verpackung während der
Evakuierung entfernt wird. Zum Beispiel kann eine Wärme- oder
Kühlpackung,
die eine Anzahl verschiedener Bereiche einschließt, die zunächst gegeneinander isoliert
sind, wobei jeder Bereich einen Reaktionsstoff enthält, der
reagieren oder interagieren kann mit den Inhalten eines anderen
Bereichs der Wärme- oder
Kühlpackung,
mit den hierin beschriebenen Verfahren und Materialien evakuiert
und versiegelt werden. Solche Wärmepackungen
werden z. B. in den U.S.-Patenten Nr. 6 116 231; 5 984 953 und 5
035 230 beschrieben. Die Evakuierung eines ein Oxidationsmittel
enthaltenden Bereichs in solchen Wärmepackungen kann zum Beispiel
gemäß den hierin
beschriebenen Verfahren und Materialien ausgeführt werden.
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Andere Ausführungsformen
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Es
versteht sich, dass während
die Erfindung in Verbindung mit der ausführlichen Beschreibung davon beschrieben
worden ist, die vorangehende Beschreibung nur zur Darstellung dienen
soll, und nicht den Umfang der Erfindung beschränken soll, der durch den Umfang
der angefügten
Ansprüche
bestimmt ist. Andere Aspekte, Vorteile und Modifizierungen liegen
innerhalb des Umfangs der folgenden Ansprüche.