RU2852508C2 - Beverage preparation capsule containing barrier insert attached to pulp body - Google Patents
Beverage preparation capsule containing barrier insert attached to pulp bodyInfo
- Publication number
- RU2852508C2 RU2852508C2 RU2024110178A RU2024110178A RU2852508C2 RU 2852508 C2 RU2852508 C2 RU 2852508C2 RU 2024110178 A RU2024110178 A RU 2024110178A RU 2024110178 A RU2024110178 A RU 2024110178A RU 2852508 C2 RU2852508 C2 RU 2852508C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- capsule
- layer
- range
- polymer
- liner
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates
Настоящее изобретение относится к капсуле для приготовления напитка, которая пригодна для вторичной переработки в процессе переработки бумаги и содержит наружный корпус из прессованной целлюлозной пульпы, который дополнен газо- и влагозащитным вкладышем, плотно прилегающим к упомянутому корпусу из пульпы.The present invention relates to a capsule for preparing a beverage, which is suitable for recycling in a paper recycling process and comprises an outer body made of pressed cellulose pulp, which is supplemented by a gas- and moisture-proof insert that fits tightly to the said body made of pulp.
Уровень техникиState of the art
Хорошо известны капсулы и таблетки для приготовления напитка в устройстве для приготовления напитка. Они представляют собой удобный и чистый способ употребления напитков. В дальнейшем описании будет использоваться общий термин «капсула», который охватывает одноразовые упаковки для получения напитков для потребления человеком путем введения в устройство для приготовления напитка, которое выполнено с возможностью впрыскивания жидкости в принципе, горячей воды — в упаковку для смешивания с содержащимся в ней ингредиентом. Примеры таких упаковок напитка не ограничиваются жесткими капсулами, но также включают жесткие, полужесткие или гибкие таблетки, диски, картриджи различных типов и даже контейнеры типа саше.Capsules and tablets for preparing beverages in beverage preparation devices are well known. They offer a convenient and clean way to consume beverages. In the following description, the general term "capsule" will be used, encompassing single-use beverage packaging designed to produce beverages for human consumption by inserting them into a beverage preparation device, which is designed to inject liquid—in principle, hot water—into the packaging for mixing with the contained ingredient. Examples of such beverage packaging are not limited to hard capsules, but also include hard, semi-rigid, or flexible tablets, discs, cartridges of various types, and even sachet-type containers.
Как правило, такие капсулы изготавливают из пластмасс, таких как полиолефины или биоразлагаемые пластмассы, которые обычно подвергаются инжекции или термоформовке для получения чашки, которую заполняют ингредиентом, а затем закрывают мембраной для герметичной изоляции капсулы от воздействия газа и влаги.Typically, these capsules are made from plastics such as polyolefins or biodegradable plastics, which are usually injected or thermoformed to form a cup that is filled with the ingredient and then sealed with a membrane to hermetically seal the capsule from exposure to gas and moisture.
В последнее время растет осведомленность о влиянии упаковочных пластмасс на окружающую среду и возникает потребность в новых упаковочных решениях, которые либо биоразлагаются после использования, либо подлежат переработке, и в частности таких, при которых использованная упаковка может быть либо компостирована, либо переработана в процессе вторичной переработки, который подходит для бумаги или картона («процесс вторичной переработки бумаги»).In recent years, there has been growing awareness of the environmental impact of packaging plastics and a need for new packaging solutions that are either biodegradable after use or recyclable, and in particular those where used packaging can be either composted or recycled through a recycling process suitable for paper or cardboard (the "post-consumer recycling process").
Недавно были разработаны капсулы для приготовления напитков, которые изготавливают из целлюлозной волокнистой массы (или «целлюлозной пульпы», или «бумажной пульпы»), которую формуют с образованием жесткого или полужесткого корпуса капсулы в форме чашки, служащего емкостью для размещения исходного ингредиента напитка, такого как обжаренный и молотый кофе. Чашеобразный корпус закрывают путем прикрепления к нему (например, путем герметизации) стенки, например мембраны или пленки.Recently, beverage capsules have been developed that are made from cellulose pulp (or "cellulose pulp" or "paper pulp"), which is molded to form a rigid or semi-rigid capsule body in the shape of a cup, which serves as a container for the beverage's starting ingredient, such as roasted and ground coffee. The cup-shaped body is sealed by attaching (e.g., by sealing) a wall, such as a membrane or film, to it.
Чтобы гарантировать свежесть исходного ингредиента напитка на протяжении всего срока службы капсулы, и особенно во время хранения до использования, необходимо включить в целлюлозную пульпу (а также в закрывающую мембрану) материал, препятствующий проникновению кислорода и влаги. Барьерный материал по существу принимает форму так называемого «барьерного вкладыша», который представляет собой моно- или многослойную пленку, приклеенную к внутренней поверхности корпуса из пульпы (то есть поверхности, обращенной к ингредиенту). Крепление вкладыша к корпусу из пульпы осуществляют путем термоформования обоих компонентов в форме.To ensure the freshness of the beverage's original ingredient throughout the capsule's lifespan, and especially during storage prior to use, it is necessary to incorporate a barrier material into the cellulose pulp (as well as the sealing membrane) that prevents oxygen and moisture penetration. This barrier material essentially takes the form of a so-called "barrier liner," which is a single- or multi-layer film bonded to the inner surface of the pulp body (i.e., the surface facing the ingredient). The liner is attached to the pulp body by thermoforming both components in a mold.
Во время приготовления напитка капсулу вставляют в варочную камеру устройства для приготовления напитка. Устройство включает в себя устройство для впрыска воды, такое как набор лезвий, выполненных с возможностью прокалывания корпуса капсулы и впрыска в него воды под давлением. Вода смешивается с ингредиентом, в результате чего получается напиток. Когда давление воды увеличивается и достигает определенного уровня, закрывающая мембрана отклоняется наружу и прижимается к прокалывающему узлу устройства для приготовления напитка. Когда мембрана проколота, напиток может вытекать за пределы капсулы в чашку.During beverage preparation, the capsule is inserted into the brewing chamber of the beverage preparation device. The device includes a water injection device, such as a set of blades configured to pierce the capsule body and inject water under pressure. The water mixes with the ingredient, resulting in the beverage. When the water pressure increases and reaches a certain level, the sealing membrane deflects outward and presses against the piercing unit of the beverage preparation device. Once the membrane is pierced, the beverage can flow out of the capsule and into the cup.
В WO2021/145764 A1 описан контейнер, включающий в себя формованную волокнистую матрицу и имеющий биоразлагаемый многослойный материал на своей внутренней поверхности. Биоразлагаемый многослойный материал имеет пятислойную структуру, в которой внутренний покрывающий слой и внешний покрывающий слой состоят из биоразлагаемого алифатического полиэфира и включают в себя в качестве среднего слоя функциональный барьерный слой, состоящий из ПВС. Предусмотрены первый и второй промежуточные слои из биоразлагаемого материала для соединения и/или герметизации смежных слоев.WO2021/145764 A1 describes a container comprising a molded fibrous matrix and having a biodegradable multilayer material on its inner surface. The biodegradable multilayer material has a five-layer structure, in which the inner cover layer and outer cover layer are composed of biodegradable aliphatic polyester and include a functional barrier layer composed of PVA as a middle layer. First and second intermediate layers made of biodegradable material are provided for joining and/or sealing adjacent layers.
В WO2015/082982 A1 предложена капсула, содержащая корпус из бумажного материала и пластиковую слоистую конструкцию, изготовленную из ПЛА/ПВС/ПЛА.WO2015/082982 A1 proposes a capsule comprising a body made of paper material and a plastic laminate structure made of PLA/PVC/PLA.
В WO2020/114995 A2 описана капсула, содержащая корпус из целлюлозы (бумаги) и пластиковую слоистую конструкцию, изготовленную из ПЛА/ПВС/ПЛА с определенным значением растяжения при разрыве от 2% до 20% всей слоистой конструкции.WO2020/114995 A2 describes a capsule comprising a body made of cellulose (paper) and a plastic laminate structure made of PLA/PVA/PLA with a specific elongation at break value of between 2% and 20% of the entire laminate structure.
Приготовление напитка с использованием капсул на основе целлюлозной пульпы, как описано выше, является очень перспективным способом сокращения воздействия упаковки на окружающую среду. Однако при прокалывании корпуса капсулы лезвиями узла впрыска воды обнаружился технический недостаток. Когда лезвия узла впрыска воды прокалывают корпус капсулы из пульпы, эти лезвия захватывают пульпу и по мере того, как они перемещаются к внутренней части капсулы, пульпа на лезвиях отделяет вкладыш от корпуса и толкает вкладыш, не прокалывая его. Этот эффект отслаивания усиливается из-за эластичности вкладыша, которая выше, чем у пульпы. В результате непроколотый вкладыш продвигается внутрь капсулы, и, когда начинается впрыск воды, вода не поступает в отсек капсулы: капсула блокируется, и напиток не выходит.Preparing beverages using cellulose-based capsules, as described above, is a very promising way to reduce the environmental impact of packaging. However, a technical flaw was discovered when the water injection unit's blades pierced the capsule body. When the water injection unit's blades pierce the capsule body made of pulp, the blades capture the pulp, and as they move toward the capsule's interior, the pulp on the blades separates the liner from the body and pushes the liner without puncturing it. This peeling effect is enhanced by the liner's higher elasticity than that of the pulp. As a result, the unpunctured liner moves inside the capsule, and when water injection begins, no water enters the capsule compartment: the capsule is blocked, and no beverage is released.
Цель настоящего изобретения — предоставить техническое решение упомянутой выше проблемы отслаивания в капсулах для приготовления напитка, изготовленных из формованной пульпы и имеющих барьерный вкладыш.The purpose of the present invention is to provide a technical solution to the above-mentioned problem of delamination in beverage capsules made from molded pulp and having a barrier liner.
раскрытие изобретенияdisclosure of invention
Целью настоящего изобретения является капсула для приготовления напитка, содержащая чашеобразный корпус и закрывающую мембрану, прикрепленную к упомянутому корпусу, причем упомянутые корпус и мембрана образуют закрытое отделение для ингредиента, при этом упомянутые стенки капсулы выполнены с возможностью прокалывания с помощью устройства для впрыска воды в устройстве для приготовления напитка для впрыска воды под давлением в отделение, и упомянутая закрывающая мембрана выполнена с возможностью прокалывания средством для вскрытия в упомянутом устройстве для выдачи напитка, приготовленного в упомянутом отделении, когда давление воды внутри отделения достигает предварительно заданного значения, при этом по меньшей мере упомянутый корпус капсулы выполнен из жесткой или полужесткой формованной целлюлозной пульпы, причем капсула характеризуется тем, что дополнительно содержит многослойный полимерный вкладыш, прикрепленный к внутренней поверхности целлюлозной пульпы, при этом упомянутый вкладыш содержит:The aim of the present invention is a capsule for preparing a beverage, comprising a cup-shaped body and a closing membrane attached to said body, wherein said body and membrane form a closed compartment for an ingredient, wherein said walls of the capsule are designed with the possibility of being pierced by a water injection device in a beverage preparation device for injecting water under pressure into the compartment, and said closing membrane is designed with the possibility of being pierced by an opening means in said device for dispensing a beverage prepared in said compartment, when the water pressure inside the compartment reaches a predetermined value, wherein at least said capsule body is made of a rigid or semi-rigid molded cellulose pulp, wherein the capsule is characterized in that it further comprises a multilayer polymer liner attached to the inner surface of the cellulose pulp, wherein said liner contains:
(i) наружный полимерный слой, содержащий биоразлагаемый полимер, выбранный из следующего списка: полибутиленсукцинат (PBSA), полибутиленадипаттерефталат (PBAT), крахмал, производные целлюлозы, полимолочная кислота (ПЛА), полигидроксиалканоаты (PHA) или их комбинация, причем упомянутый наружный слой имеет толщину от 10 до 100 мкм, и при этом первый наружный слой имеет удлинение при разрыве в диапазоне от 10% до 800%, показатель текучести расплава (MFR) в диапазоне от 2 до 4 при измерении при 150°C в течение 10 минут при давлении 2,16 кг и температуру плавления ниже 80°C,(i) an outer polymer layer comprising a biodegradable polymer selected from the following list: polybutylene succinate (PBSA), polybutylene adipate terephthalate (PBAT), starch, cellulose derivatives, polylactic acid (PLA), polyhydroxyalkanoates (PHA) or a combination thereof, wherein said outer layer has a thickness of from 10 to 100 μm, and wherein the first outer layer has an elongation at break in the range of from 10% to 800%, a melt flow rate (MFR) in the range of 2 to 4 when measured at 150°C for 10 minutes under a pressure of 2.16 kg and a melting point below 80°C,
(ii) первый соединительный слой (8), состоящий из биоразлагаемого модифицированного или функционализированного биополиэфира, полученного из базовой молекулы биополиэфира, к которой привита функциональная группа, такая как малеиновый ангидрид, для обеспечения адгезии и совместимости с двумя смежными слоями, и имеющий температуру плавления от 180°C до 230°C и толщину от 1 до 12 мкм,(ii) a first connecting layer (8) consisting of a biodegradable modified or functionalized biopolyester obtained from a biopolyester base molecule to which a functional group such as maleic anhydride is grafted to provide adhesion and compatibility with two adjacent layers, and having a melting temperature of from 180°C to 230°C and a thickness of from 1 to 12 μm,
(iii) барьерный слой (9), содержащий полимер, выбранный из следующего списка: сополимер бутендиола и винилового спирта (BVOH), поливиниловый спирт (ПВС) или их комбинация, и имеющий температуру плавления в диапазоне от 180°C до 230°C и толщину в диапазоне от 1 до 15 мкм,(iii) a barrier layer (9) comprising a polymer selected from the following list: butenediol-vinyl alcohol copolymer (BVOH), polyvinyl alcohol (PVA) or a combination thereof, and having a melting point in the range from 180°C to 230°C and a thickness in the range from 1 to 15 μm,
(iv) второй соединительный слой (10), содержащий биоразлагаемый модифицированный или функционализированный полиолефин, имеющий температуру плавления в диапазоне от 180°C до 230°C и толщину в диапазоне от 1 до 10 мкм,(iv) a second connecting layer (10) comprising a biodegradable modified or functionalized polyolefin having a melting point in the range of 180°C to 230°C and a thickness in the range of 1 to 10 μm,
(v) внутренний полимерный слой (11), содержащий биоразлагаемый полимер, выбранный из следующего списка: полибутиленсукцинат (PBSA/био-PBS), полибутиленадипаттерефталат (PBAT), крахмал, производные целлюлозы, полимолочная кислота (ПЛА), полигидроксиалканоаты (PHA) или их комбинация, причем упомянутый внутренний слой имеет толщину от 10 до 100 мкм, удлинение при разрыве в диапазоне от 10% до 1000%, показатель текучести расплава (MFR) в диапазоне от 4 до 10 при измерении при 190°C в течение 10 минут при давлении 2,16 кг и температуру плавления в диапазоне от 110°C до 180°C.(v) an inner polymer layer (11) comprising a biodegradable polymer selected from the following list: polybutylene succinate (PBSA/bio-PBS), polybutylene adipate terephthalate (PBAT), starch, cellulose derivatives, polylactic acid (PLA), polyhydroxyalkanoates (PHA) or a combination thereof, wherein said inner layer has a thickness of 10 to 100 μm, an elongation at break in the range of 10% to 1000%, a melt flow rate (MFR) in the range of 4 to 10 when measured at 190°C for 10 minutes under a pressure of 2.16 kg and a melting point in the range of 110°C to 180°C.
Примечательно, что полимеры, подходящие для данного изобретения, относятся к биоразлагаемым полимерам, предпочтительно полимерам, компостируемым в домашних условиях. Возможность компостирования в домашних условиях сегодня четко определена на национальном уровне и в большей части опирается на международный стандарт EN 13432, поэтому более подробная информация по этому вопросу в данном описании изобретения не требуется. Материалы или продукты, соответствующие этим стандартам, можно распознать по маркировке соответствия, указывающей на возможность компостирования в домашних условиях. Некоторые примеры сертификации национального уровня для компостирования в домашних условиях включают, но не ограничиваются следующим. Сертификационный орган TÜV AUSTRIA BELGIUM предлагает такую схему сертификации компостирования в домашних условиях, а DIN CERTCO — сертификацию компостирования в домашних условиях в соответствии с австралийским стандартом AS 5810. Италия имеет национальный стандарт UNI 11183:2006 для компостирования при температуре окружающей среды. В ноябре 2015 г. был введен французский стандарт NF T 51-800 «Пластмассы. Технические условия на пластмассы, пригодные для компостирования в домашних условиях». Этот стандарт включен в схему DIN CERTCO.Notably, the polymers suitable for this invention are biodegradable, preferably home-compostable. Home compostability is currently well defined at the national level and relies heavily on the international standard EN 13432, so further details on this matter are not required in this specification. Materials or products that meet these standards can be recognized by a conformity marking indicating home compostability. Some examples of national-level certification for home compostability include, but are not limited to, the following. The certification body TÜV AUSTRIA BELGIUM offers such a home composting certification scheme, and DIN CERTCO offers home composting certification according to the Australian standard AS 5810. Italy has a national standard, UNI 11183:2006, for compostability at ambient temperature. In November 2015, the French standard NF T 51-800 "Plastics. Specifications for plastics suitable for home composting" was introduced. This standard is included in the DIN CERTCO scheme.
Согласно принципу изобретения, многослойный вкладыш имеет в качестве среднего слоя барьер (для кислорода и/или влаги). Физические характеристики наружного и внутреннего слоев тщательно подбирают следующим образом:According to the principle of the invention, the multilayer liner has a barrier (for oxygen and/or moisture) as a middle layer. The physical characteristics of the outer and inner layers are carefully selected as follows:
- наружный слой, контактирующий с пульпой, имеет низкую температуру плавления (ниже 80°C), которая обеспечивает высокую когезию с пульпой; это обусловлено тем, что в процессе термоформования вкладыша к корпусу из пульпы при повышении температуры маловязкий поток полимера, составляющего наружный слой, быстро протекает между волокнами пульпы, из которой изготовлен корпус, и пропитывает пульпу; затем, когда температура снижается после этапа термоформования, полимерный слой вкладыша затвердевает, и полимер полностью проникает между волокнами пульпы, так что отслаивание вкладыша от корпуса из пульпы становится невозможным; и кроме того- the outer layer in contact with the pulp has a low melting point (below 80°C), which ensures high cohesion with the pulp; this is due to the fact that during the thermoforming of the liner to the pulp body, as the temperature rises, the low-viscosity flow of the polymer constituting the outer layer quickly flows between the fibers of the pulp from which the body is made and impregnates the pulp; then, when the temperature decreases after the thermoforming stage, the polymer layer of the liner hardens, and the polymer completely penetrates between the fibers of the pulp, so that peeling of the liner from the pulp body becomes impossible; and in addition
- внутренний слой, контактирующий с ингредиентом напитка, имеет высокую температуру плавления (выше 110°C). Более высокая температура плавления, чем у наружного слоя, гарантирует, что во время термоформования вкладыша из пульпы упомянутый наружный слой расплавляется очень быстро и переходит в полностью жидкое состояние вследствие его температуры плавления, которая находится ниже обычной температуры термоформования, так что он протекает между целлюлозными волокнами пульпы, а при охлаждении после термоформования материал, составляющий упомянутый наружный слой, вступает в контакт с целлюлозными волокнами пульпы и прилипает к ним. В то же время внутренний слой не плавится в процессе термоформования благодаря своей более высокой температуре плавления (которая выше обычной температуры термоформования), поэтому он легко отделяется от оправки термоформы, когда термоформование вкладыша в пульпу завершено и форма для термоформования открыта.- the inner layer, which is in contact with the beverage ingredient, has a high melting point (above 110°C). A higher melting point than the outer layer ensures that during thermoforming of the pulp liner, the said outer layer melts very quickly and becomes completely liquid due to its melting point, which is lower than the normal thermoforming temperature, so that it flows between the cellulose fibers of the pulp, and upon cooling after thermoforming, the material constituting the said outer layer comes into contact with the cellulose fibers of the pulp and adheres to them. At the same time, the inner layer does not melt during the thermoforming process due to its higher melting point (which is higher than the normal thermoforming temperature), so it can be easily separated from the thermoforming mandrel when thermoforming of the pulp liner is completed and the thermoforming mold is opened.
В одном преимущественном варианте осуществления изобретения внутренний слой отжигают, чтобы снизить его удлинение при разрыве, что делает его менее эластичным и способствует еще более легкому прокалыванию лезвиями.In one advantageous embodiment of the invention, the inner layer is annealed to reduce its elongation at break, making it less elastic and making it even easier to pierce with blades.
Под «вкладышем» подразумевают монослойную или многослойную пленку, полученную методом экструзии с раздувом, или экструзионного ламинирования, или плоскощелевой экструзии.By "liner" we mean a monolayer or multilayer film produced by blown film extrusion, extrusion lamination, or flat-die extrusion.
Монослойный или многослойный вкладыш, прикрепленный к подложке из пульпы, отличается от монослоя или многослоя, полученного путем нанесения покрытия на подложку из пульпы. Нанесение барьерного слоя на подложку из формованной пульпы является сложной задачей, поскольку поверхность формованной пульпы шероховатая и неровная. В результате необходимо наносить большую толщину подготовительного поверхностного покрытия, чтобы выровнять поверхность пульпы перед нанесением барьерного слоя. Если поверхность не выровнена, существует риск, что барьерный слой будет нанесен неравномерно и на некоторых участках не будет достаточного покрытия, что ухудшит барьерные свойства всего изделия. Применение вкладыша не связано с такими трудностями, поскольку все слои предварительно сформированы равномерно, так что барьерный слой однороден по всей поверхности упомянутого вкладыша перед нанесением последнего на подложку из формованной пульпы. Таким образом, вся поверхность полученного изделия обладает барьерными свойствами, и для их обеспечения требуется меньше полимерного материала, чем для покрытия.A monolayer or multilayer liner bonded to a pulp support differs from a monolayer or multilayer obtained by coating the pulp support. Applying a barrier layer to a molded pulp support is challenging because the surface of molded pulp is rough and uneven. As a result, a thick preparatory surface coating must be applied to smooth the pulp surface before applying the barrier layer. If the surface is uneven, there is a risk that the barrier layer will be applied unevenly, with some areas lacking sufficient coverage, which will reduce the barrier properties of the entire product. Using a liner does not present these challenges, as all layers are preformed uniformly, ensuring a uniform barrier layer across the entire surface of the liner before it is applied to the molded pulp support. Therefore, the entire surface of the resulting product has barrier properties, requiring less polymer material to achieve these properties than a coating.
Кроме того, покрытие обычно наносят на плоский лист материала подложки. Однако капсула имеет трехмерную геометрическую форму, что затрудняет нанесение покрытия из тонкого слоя расплавленного полимера.Furthermore, the coating is typically applied to a flat sheet of substrate material. However, the capsule has a three-dimensional geometric shape, making it difficult to apply a coating from a thin layer of molten polymer.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения чашеобразный корпус содержит периферийную кромку, на которую крепится закрывающая мембрана.In a preferred embodiment of the invention, the cup-shaped body comprises a peripheral edge to which a closing membrane is attached.
Преимущественно по меньшей мере наружный, внутренний, барьерный и соединительные слои изготовлены методом совместной экструзии (экструзионного литья).Preferably, at least the outer, inner, barrier and connecting layers are produced by co-extrusion (extrusion molding).
В предложенном варианте осуществления биоразлагаемый полимер наружного и/или внутреннего слоев многослойного полимерного вкладыша получен из биологического сырья.In the proposed embodiment, the biodegradable polymer of the outer and/or inner layers of the multilayer polymer liner is obtained from biological raw materials.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения закрывающая мембрана изготовлена из бумаги с экструзионным покрытием, бумаги с волокнисто-прядильным покрытием или полимерной пленки, состоящей из совместимого полимерного материала. Это необходимо для обеспечения оптимальной адгезии между вкладышем и закрывающей мембраной, когда капсула закрыта.In a preferred embodiment of the invention, the closure membrane is made of extrusion-coated paper, spun-bonded paper, or a polymer film composed of a compatible polymeric material. This is necessary to ensure optimal adhesion between the liner and the closure membrane when the capsule is closed.
Предпочтительно ингредиент, содержащийся в капсуле в соответствии с настоящим изобретением, представляет собой обжаренный и молотый кофе.Preferably, the ingredient contained in the capsule according to the present invention is roasted and ground coffee.
Краткое описание графических чертежейBrief description of graphic drawings
Дополнительные элементы и преимущества настоящего изобретения раскрыты в описании и будут очевидны из описания предпочтительных в настоящее время вариантов осуществления, которые приведены ниже со ссылкой на следующие графические материалы:Additional features and advantages of the present invention are disclosed in the description and will be apparent from the description of the presently preferred embodiments, which are given below with reference to the following drawings:
на фиг. 1 представлен схематический вид в разрезе капсулы в соответствии с изобретением;Fig. 1 shows a schematic sectional view of a capsule according to the invention;
на фиг. 2 представлен схематический вид в разрезе многослойного вкладыша в соответствии с изобретением;Fig. 2 shows a schematic sectional view of a multilayer liner in accordance with the invention;
на фиг. 3A, 3B, 4A–4C и 5 представлены схематические изображения различных этапов прикрепления барьерного вкладыша к чашеобразному корпусу из пульпы в соответствии с изобретением.Fig. 3A, 3B, 4A-4C and 5 are schematic illustrations of various steps in attaching a barrier liner to a pulp cup body in accordance with the invention.
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
Как показано в варианте осуществления на фиг. 1, изобретение относится к капсуле 1 для приготовления напитка, содержащей чашеобразный корпус 2 капсулы, покрытый по внутренней поверхности кислородозащитным вкладышем 3. Корпус 2 капсулы дополнительно содержит периферийную кромку 4, которая окружает отверстие, причем упомянутое отверстие закрыто мембраной 5, которая приклеена к кромке 4. Корпус капсулы, закрытый мембраной 5, образует отделение 6 для содержащегося в нем ингредиента — обжаренного и молотого кофе.As shown in the embodiment in Fig. 1, the invention relates to a capsule 1 for preparing a beverage, comprising a cup-shaped capsule body 2, coated on the inner surface with an oxygen-protective liner 3. The capsule body 2 further comprises a peripheral edge 4, which surrounds an opening, wherein said opening is closed by a membrane 5, which is glued to the edge 4. The capsule body, closed by the membrane 5, forms a compartment 6 for the ingredient contained therein - roasted and ground coffee.
Барьерный вкладыш 3 представляет собой многослойную пленку, вариант осуществления которой показан на фиг. 2. В этом варианте осуществления вкладыш содержит следующие слои, прикрепленные друг к другу.The barrier liner 3 is a multilayer film, an embodiment of which is shown in Fig. 2. In this embodiment, the liner comprises the following layers attached to each other.
Во-первых, он содержит наружный полимерный слой 7, изготовленный из состава на основе полибутиленадипаттерефталата (PBAT). Этот наружный слой имеет толщину 17 мкм и удлинение при разрыве 600% и служит в качестве адгезива для крепления к пульпе. Он также имеет показатель текучести расплава (MFR) 3 (измеренный при 150°C в течение 10 минут при давлении 2,16 кг) и температуру плавления 75°C. First, it contains an outer polymer layer 7, made of a polybutylene adipate terephthalate (PBAT)-based compound. This outer layer has a thickness of 17 µm and an elongation at break of 600% and serves as an adhesive for bonding to the pulp. It also has a melt flow rate (MFR) of 3 (measured at 150°C for 10 minutes under a pressure of 2.16 kg) and a melting point of 75°C.
Толщина наружного слоя может варьировать в диапазоне от 10 до 100 мкм в зависимости от условий применения.The thickness of the outer layer can vary from 10 to 100 microns depending on the application conditions.
К наружному слою 7 прикреплен первый соединительный слой 8 из биополиэфира, привитого малеиновым ангидридом, имеющий температуру плавления 200°C и толщину 4 мкм. Соединительный слой 8 представляет собой адгезивный слой, который прочно связывает наружный слой 7 с барьерным слоем 9, который будет описан далее.Attached to the outer layer 7 is a first connecting layer 8 made of maleic anhydride-grafted biopolyester, having a melting point of 200°C and a thickness of 4 μm. Connecting layer 8 is an adhesive layer that firmly bonds the outer layer 7 to the barrier layer 9, which will be described below.
В качестве основного слоя, расположенного в середине многослойной структуры вкладыша, используют барьерный слой 9 из сополимера бутендиола и винилового спирта (BVOH), имеющий температуру плавления 200°C и толщину 8 мкм. Этот барьерный слой обеспечивает защиту от переноса кислорода и влаги из внешней атмосферы в отделение капсулы.The core layer, located in the center of the multilayer liner structure, is a barrier layer 9 made of butenediol-vinyl alcohol (BVOH) copolymer with a melting point of 200°C and a thickness of 8 µm. This barrier layer prevents the transfer of oxygen and moisture from the external atmosphere into the capsule compartment.
К барьерному слою 9 прикреплен второй соединительный слой 10 из биополиэфира, привитого малеиновым ангидридом, имеющий температуру плавления 200°C и толщину 4 мкм.A second connecting layer 10 made of biopolyester grafted with maleic anhydride, having a melting temperature of 200°C and a thickness of 4 μm, is attached to the barrier layer 9.
Наконец, вкладыш в этом варианте осуществления, изображенный на фиг. 2, содержит внутренний полимерный слой 11, изготовленный из состава на основе полибутиленадипаттерефталата (PBAT). Толщина этого внутреннего слоя составляет 17 мкм, а удлинение при разрыве — 177%. Он также имеет показатель текучести расплава (MFR) 6, измеренный при 190°C в течение 10 минут при давлении 2,16 кг. Этот слой имеет температуру плавления 115°C.Finally, the liner in this embodiment, shown in Fig. 2, comprises an inner polymer layer 11 made of a polybutylene adipate terephthalate (PBAT)-based compound. The thickness of this inner layer is 17 μm, and the elongation at break is 177%. It also has a melt flow rate (MFR) of 6, measured at 190°C for 10 minutes under a pressure of 2.16 kg. This layer has a melting point of 115°C.
Толщина внутреннего слоя может варьировать в диапазоне от 10 до 100 мкм в зависимости от условий применения.The thickness of the inner layer can vary in the range from 10 to 100 microns depending on the application conditions.
Кроме того, в соответствии с потребностями многослойный полимерный вкладыш 3 может иметь симметричную или асимметричную структуру в зависимости от толщины различных слоев, особенно наружного и внутреннего слоев.In addition, according to the needs, the multilayer polymer liner 3 may have a symmetrical or asymmetrical structure depending on the thickness of the various layers, especially the outer and inner layers.
В предпочтительном варианте биоразлагаемый полимер наружного и/или внутреннего слоев многослойного полимерного вкладыша изготовлен из биологического сырья.In a preferred embodiment, the biodegradable polymer of the outer and/or inner layers of the multilayer polymer liner is made from biological raw materials.
В частности, различные слои вкладыша в соответствии с настоящим изобретением могут быть выбраны из следующей таблицы с различными значениями толщины, которые могут быть выбраны для каждого из различных слоев:In particular, the various layers of the liner according to the present invention can be selected from the following table with different thickness values that can be selected for each of the various layers:
10 минут — 2,16 кг)(150°C/
10 minutes - 2.16 kg)
10 минут — 2,16 кг)(190°C/
10 minutes - 2.16 kg)
Капсулу в соответствии с изобретением изготавливают в следующем порядке.The capsule according to the invention is manufactured in the following order.
Как показано на фиг. 3A, сначала из сухой или влажной (предпочтительно влажной) смеси пульпы формуют чашку 12 капсулы. Формование целлюлозной пульпы уже известно и не будет рассматриваться в настоящем описании более подробно. Чашка 12 из пульпы имеет отверстие 13, в которое можно засыпать ингредиент — обжаренный и молотый кофе (не показан).As shown in Fig. 3A, the capsule cup 12 is first formed from a dry or wet (preferably wet) pulp mixture. Forming cellulose pulp is already known and will not be discussed in more detail here. The pulp cup 12 has an opening 13 into which an ingredient—roasted and ground coffee (not shown)—can be poured.
Затем обеспечивают пленку 3 барьерного вкладыша в виде плоского листа 14, которую помещают над отверстием 13 чашки 12 из пульпы, при этом упомянутую чашку 12 помещают в форму 15, как показано на фиг. 3B и 4A.A barrier liner film 3 is then provided in the form of a flat sheet 14, which is placed over the opening 13 of the pulp cup 12, said cup 12 being placed in a mould 15, as shown in Fig. 3B and 4A.
Затем, как показано на фиг. 4B, плунжер 16 воздействует на поверхность плоского листа 14, который перемещают к внутренней части чашки 12 таким образом, что лист барьерного вкладыша прижимается к внутренней части чашки до тех пор, пока упомянутый вкладыш не будет полностью прикреплен к поверхности чашки из пульпы, как показано на фиг. 4C. Способ прикрепления листа 14 барьерного вкладыша к поверхности чашки 12 из пульпы основан преимущественно на методах термоформования.Then, as shown in Fig. 4B, the plunger 16 acts on the surface of the flat sheet 14, which is moved toward the inside of the cup 12 in such a way that the sheet of the barrier liner is pressed against the inside of the cup until said liner is completely attached to the surface of the pulp cup, as shown in Fig. 4C. The method for attaching the sheet 14 of the barrier liner to the surface of the pulp cup 12 is based primarily on thermoforming methods.
После прикрепления листа 14 барьерного вкладыша к внутренней поверхности чашки 12 из пульпы периферийную кромку 4 обрезают (то есть срезают до получения правильного диаметра) таким образом, чтобы получить пустую капсулу из пульпы с барьерными свойствами, как показано на фиг. 5, которая содержит отверстие, через которое добавляют порошок кофе. Затем заполненную капсулу закрывают путем герметизации мембраны 5 на кромке 4 упомянутой капсулы.After attaching the barrier liner sheet 14 to the inner surface of the pulp cup 12, the peripheral edge 4 is trimmed (i.e., cut to the correct diameter) to form an empty pulp capsule with barrier properties, as shown in Fig. 5, which contains an opening through which coffee powder is added. The filled capsule is then closed by sealing the membrane 5 onto the edge 4 of said capsule.
Следует понимать, что специалистам в данной области будут очевидны различные изменения и модификации предпочтительных в настоящее время вариантов осуществления, описанных в настоящем документе. Такие изменения и модификации можно осуществлять без отклонения от сущности и объема настоящего изобретения и без преуменьшения присущих ему преимуществ. Следовательно, предполагается, что прилагаемая формула изобретения охватывает такие изменения и модификации.It should be understood that various changes and modifications to the presently preferred embodiments described herein will be apparent to those skilled in the art. Such changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the present invention or diminishing its inherent advantages. It is therefore intended that the appended claims cover such changes and modifications.
Claims (13)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP21202831.0 | 2021-10-15 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2024110178A RU2024110178A (en) | 2024-04-22 |
| RU2852508C2 true RU2852508C2 (en) | 2025-12-09 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2379225C2 (en) * | 2004-08-23 | 2010-01-20 | Нестек С.А. | Capsule for preparation and supply of beverage by injecting the liquid under pressure into capsule |
| WO2015082982A1 (en) * | 2013-12-03 | 2015-06-11 | Biserkon Holdings Ltd. | Capsule and device for preparing beverages and method for producing the capsule |
| WO2017144009A1 (en) * | 2016-02-24 | 2017-08-31 | Ecoinno (H.K.) Limited | Cellulose materials and methods of making and using same |
| WO2020114995A2 (en) * | 2018-12-04 | 2020-06-11 | Société des Produits Nestlé S.A. | A beverage pod |
| WO2021145764A1 (en) * | 2020-01-17 | 2021-07-22 | Huhtamaki Molded Fiber Technology B.V. | Biodegradable packaging unit for a food product and method for manufacturing such packaging unit |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2379225C2 (en) * | 2004-08-23 | 2010-01-20 | Нестек С.А. | Capsule for preparation and supply of beverage by injecting the liquid under pressure into capsule |
| WO2015082982A1 (en) * | 2013-12-03 | 2015-06-11 | Biserkon Holdings Ltd. | Capsule and device for preparing beverages and method for producing the capsule |
| WO2017144009A1 (en) * | 2016-02-24 | 2017-08-31 | Ecoinno (H.K.) Limited | Cellulose materials and methods of making and using same |
| WO2020114995A2 (en) * | 2018-12-04 | 2020-06-11 | Société des Produits Nestlé S.A. | A beverage pod |
| WO2021145764A1 (en) * | 2020-01-17 | 2021-07-22 | Huhtamaki Molded Fiber Technology B.V. | Biodegradable packaging unit for a food product and method for manufacturing such packaging unit |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP4416073B1 (en) | A beverage capsule comprising a barrier liner attached to a pulp body | |
| US20050163944A1 (en) | Biodegradable film | |
| US20250042647A1 (en) | Capsule for the preparation of a beverage and a method for manufacturing said capsule | |
| KR20230066263A (en) | Compostable Top Lid Structure for Beverage Manufacturing Capsules | |
| AU2022374942A1 (en) | Capsule for the preparation of a beverage | |
| RU2852508C2 (en) | Beverage preparation capsule containing barrier insert attached to pulp body | |
| WO2023084067A1 (en) | A capsule for the preparation of a beverage and a method for manufacturing said capsule | |
| KR20250077465A (en) | Beverage capsules manufactured from molded cellulose having improved oxygen and moisture barrier properties | |
| US20240375853A1 (en) | Capsule with a moisture and oxygen barrier function | |
| BR112024005475B1 (en) | BEVERAGE CAPSULE COMPRISING A BARRIER LINER ATTACHED TO A PULP BODY | |
| WO2016030887A1 (en) | Capsule for use with a beverage production machine | |
| US20250171221A1 (en) | Home-compostable pod for beverage preparation | |
| US20240367892A1 (en) | Beverage container with a moisture and oxygen barrier function | |
| WO2025073737A1 (en) | Package product, package set comprising at least two package products, method for manufacturing such package products |