DE102019101545A1

DE102019101545A1 - Beverage portion capsule made of fiber-based material and process for its production

Info

Publication number: DE102019101545A1
Application number: DE102019101545.6A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Peitz
Original assignee: WEYHMUELLER VERPACKUNGSTECHNIK GmbH
Current assignee: Weyhmueller Verpackungstechnik GmbH
Priority date: 2019-01-22
Filing date: 2019-01-22
Publication date: 2020-07-23

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Getränkeportionskapsel aus faserbasiertem Werkstoff mit einem einen becherförmigen und mit einer Öffnung (9) versehenen Hohlraum (2) zur Aufnahme eines Getränkepulvers ausbildenden und mittels eines Deckels (3) verschließbaren Grundkörper (1), wobei der Grundkörper (1) einen die Öffnung (9) des Hohlraums ringförmig umgreifenden Umfangsrand (4) aufweis, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung. Diese soll eine verbesserte Stabilität bei minimiertem Materialeinsatz aufweisen, einfacher und kostengünstiger herzustellen sein sowie die produktionstechnischen Abläufe beim Abfüllen von Getränkepulver in die Getränkeportionskapsel vereinfachen. Dies wird erfindungsgemäß in vorrichtungsorientierter Weise dadurch erreicht, dass die Getränkeportionskapsel einen den Umfangsrand (4) mittels eines ersten Abschnitts (6) und eines zweiten Abschnitts (7) U-förmig umgreifenden Verstärkungsring (5) aufweist, wobei der erste Abschnitt (6) des Verstärkungsrings (5) an einer von der Öffnung (9) des Hohlraums abgewandten Unterseite (11) des Umfangsrands (4) anliegt und der zweite Abschnitt (7) des Verstärkungsrings (5) auf einer der Öffnung (9) des Hohlraums zugewandten Oberseite (10) des Umfangsrands (4) aufliegt.The invention relates to a beverage portion capsule made of fiber-based material with a base (1) which forms a cup-shaped cavity with an opening (9) for receiving a beverage powder and can be closed by means of a lid (3), the base body (1) forming one Has opening (9) of the cavity encircling circumferential edge (4), and a method for their production. This should have improved stability with minimized use of materials, be easier and cheaper to manufacture and simplify the production processes when filling powdered beverages into the beverage portion capsule. According to the invention, this is achieved in a device-oriented manner in that the beverage portion capsule has a reinforcing ring (5) which surrounds the peripheral edge (4) by means of a first section (6) and a second section (7), the first section (6) of the Reinforcement ring (5) rests on an underside (11) of the peripheral edge (4) facing away from the opening (9) of the cavity and the second section (7) of the reinforcement ring (5) on an upper side (10) facing the opening (9) of the cavity ) of the peripheral edge (4).

Description

Die Erfindung betrifft eine Getränkeportionskapsel aus faserbasiertem Werkstoff mit einem einen becherförmigen und mit einer Öffnung versehenen Hohlraum zur Aufnahme eines Getränkepulvers ausbildenden und mittels eines Deckels verschließbaren Grundkörper, wobei der Grundkörper einen die Öffnung des Hohlraums ringförmig umgreifenden Umfangsrand aufweist, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Getränkeportionskapsel.The invention relates to a beverage portion capsule made of fiber-based material with a base body which forms a cup-shaped cavity with an opening for receiving a powdered drink and can be closed by means of a lid, the base body having a circumferential edge encircling the opening of the cavity, and a method for producing such Beverage portion capsule.

Getränkeportionskapseln sind aus dem Stand der Technik in großer Anzahl bekannt und haben insbesondere bei der portionsweisen Verpackung von gemahlenem Kaffee-Pulver zur Verwendung in entsprechend eingerichteten Kaffeemaschinen große Verbreitung gefunden. So beschreibt beispielsweise EP 512 468 B1 eine solche Getränkeportionskapsel mit einem becherförmigen Grundkörper sowie einem den Grundkörper verschließenden Deckel, wobei die einzelnen Bestandteile der Portionskapsel aus den Werkstoffen Aluminium, Kunststoff oder einem Aluminium-Kunststoff-Verbund hergestellt sind. Diese Materialien sind gas- und flüssigkeitsdicht und lassen sich zudem kostengünstig produzieren und verarbeiten. Jedoch verursachen derartige Getränkeportionskapseln erhebliche Abfallmengen, da sie mit gängigen Verfahren nicht recyclebar bzw. stofflich verwertbar sind. Zumeist müssen sie als Restmüll deponiert oder verbrannt werden. Bedingt durch die inzwischen sehr hohen Stückzahlen, mit denen die Getränkeportionskapseln weltweit gehandelt werden, trifft der mit der Herstellung derartiger Getränkeportionskapseln einhergehende Ressourceneinsatz sowie der durch diese verursachte Abfall auf eine zunehmend ablehnende Haltung bei den Kunden. Derartige Getränkeportionskapseln gelten deshalb zurecht als ökologisch bedenklich und wenig umweltfreundlich.A large number of beverage portion capsules are known from the prior art and have found widespread use particularly in the portionwise packaging of ground coffee powder for use in appropriately equipped coffee machines. For example, describes EP 512 468 B1 Such a beverage portion capsule with a cup-shaped base body and a lid closing the base body, the individual components of the portion capsule being made from the materials aluminum, plastic or an aluminum-plastic composite. These materials are gas and liquid tight and can also be produced and processed inexpensively. However, such beverage portion capsules cause considerable amounts of waste, since they cannot be recycled or recycled using conventional methods. In most cases, they have to be landfilled or incinerated. Due to the now very high number of pieces with which the beverage portion capsules are traded worldwide, the use of resources associated with the manufacture of such beverage portion capsules and the waste caused by them are increasingly disapproving of customers. Such beverage portion capsules are therefore rightly considered ecologically questionable and not very environmentally friendly.

Zur Reduzierung der von Getränkeportionskapseln verursachten Abfallmengen wurden deshalb bereits eine Reihe von Vorschlägen gemacht. So offenbart beispielsweise die EP 2 573 008 B1 eine aus einem Papiermaterial hergestellte Getränkeportionskapsel. Zum Schutz des in der Getränkeportionskapsel eingeschlossenen Kaffeepulvers vor Oxidation, d.h. vor dem Kontakt mit dem in der Umgebungsluft enthaltenen Sauerstoff, während der Lagerung bzw. Bevorratung schlägt die EP 2 573 008 B1 die Beschichtung des Papiermaterials mit Plastik, wie z.B. Polyethylen oder Polyethylenterephtalat, vor. Eine derartige Getränkeportionskapsel muss aber nach wie vor als Restabfall entsorgt werden, so dass in ökologischer Hinsicht kein nennenswerter Fortschritt erzielt wird. Zudem begegnet die Fachwelt derartigen Vorschlägen zur Herstellung von Getränkeportionskapseln aus Papierwerkstoffen mit großer Skepsis, da während der Zubereitung des Getränks in der Getränkeherstellungsmaschine Wasser unter hohem Druck und mit hoher Temperatur in den Hohlraum der Getränkeportionskapsel eingeleitet wird. Dies resultiert in sehr hohen mechanischen Kräften, die auf die Getränkeportionskapsel einwirken. Da der Papierwerkstoff beim Aufbrühen des Getränkepulvers mit heißem Wasser seine mechanische Festigkeit verliert, hält er den innerhalb einer Getränkeportionskapsel während des Brühvorgangs auftretenden hohen mechanischen Kräften oftmals nicht stand. Zudem wird der Boden der Getränkeportionskapsel beim Einlegen in die Kapselaufnahme einer Kapselmaschine mittels einer in der Maschine installierten Klinge durchstochen, damit heißes Wasser aus einem Wasserreservoir in die Getränkeportionskapsel geleitet werden kann. Gleichzeitig wird auch der Deckel der Getränkeportionskapsel durchstochen, so dass die aufgebrühte Getränkezubereitung aus der Getränkeportionskapsel austreten bzw. herausfließen kann. Diese Durchstoßungen stellen Materialschwächungen dar. Hieraus resultiert ein großes Risiko, dass die Getränkeportionskapsel während des Brühvorgangs ausgehend von diesen Durchstoßungen aufreißt und in sich zusammenfällt, wodurch der Durchfluss des heißen Wassers in der Getränkeherstellungsmaschine blockiert werden kann. Zudem hat es sich herausgestellt, dass aus Papiermaterial hergestellte Getränkeportionskapseln während des Zubereitungsprozess undicht werden können und heißes Getränk unkontrolliert aus dem Innenraum der Kapsel austreten könnte.A number of proposals have therefore already been made to reduce the amount of waste caused by beverage portion capsules. For example, the EP 2 573 008 B1 a beverage portion capsule made from a paper material. In order to protect the coffee powder enclosed in the beverage portion capsule from oxidation, ie from contact with the oxygen contained in the ambient air, during storage or storage, the beats EP 2 573 008 B1 coating the paper material with plastic, such as polyethylene or polyethylene terephthalate. However, such a beverage portion capsule still has to be disposed of as residual waste, so that no significant progress is made in ecological terms. In addition, the professional community is very skeptical of such proposals for the production of beverage portion capsules from paper materials, since water is introduced into the cavity of the beverage portion capsule under high pressure and at high temperature during the preparation of the beverage in the beverage production machine. This results in very high mechanical forces that act on the beverage portion capsule. Since the paper material loses its mechanical strength when the beverage powder is brewed with hot water, it often does not withstand the high mechanical forces which occur within a beverage portion capsule during the brewing process. In addition, the bottom of the beverage portion capsule is pierced when inserted into the capsule holder of a capsule machine by means of a blade installed in the machine, so that hot water can be conducted from a water reservoir into the beverage portion capsule. At the same time, the lid of the beverage portion capsule is pierced, so that the brewed beverage preparation can emerge or flow out of the beverage portion capsule. These punctures represent material weaknesses. This results in a great risk that the beverage portion capsule tears open during the brewing process and collapses as a result of these punctures, as a result of which the flow of hot water in the beverage production machine can be blocked. In addition, it has been found that beverage portion capsules made from paper material can leak during the preparation process and hot beverage could escape from the interior of the capsule in an uncontrolled manner.

EP 2 573 008 A1 offenbart Vorschläge zur Erhöhung der Stabilität des Umfangsrandes der Getränkeportionskapsel. Unter anderem werden hierzu Verstärkungsringe im Bereich des Umfangsrandes vorgeschlagen. Gemäß einer ersten Ausführungsform liegt ein Verstärkungsring auf der Oberseite des Deckels der Kapsel auf und fixiert diesen gegen den Grundkörper der Kapsel. Gemäß einer zweiten Ausführungsform weist ein von unten, d.h. vom Kapselboden her, am Umfangsrand anliegender Verstärkungsring einen größeren Außendurchmesser als der Umfangsrand auf und wird im Bereich außerhalb des Umfangsrandes direkt mit dem oben auf der Kapsel aufliegenden Deckel verbunden (insbesondere verklebt oder verschweißt). Auf diese Weise wird der Umfangsrand des Kapsel-Grundkörpers gleichsam zwischen Deckel und Verstärkungsring geklemmt bzw. fixiert. Allerdings muss die Kapsel zunächst mit dem Getränkepulver befüllt und mit dem Deckel verschlossen werden, bevor der Kapselrand durch Anbringen eines Verstärkungsringes versteift bzw. stabilisiert werden kann. Eine solche Lösung ist fertigungstechnisch sehr aufwändig, da beim Aufbringen des Deckels auf dem Grundkörper keine Standard-Maschinen eingesetzt werden können. Es sind stattdessen Sondermaschinen erforderlich, die neben dem Verkleben bzw. Verschweißen des Deckels auch die Zufuhr und das Anbringen des Verstärkungsringes bewerkstelligen können. EP 2 573 008 A1 discloses proposals for increasing the stability of the peripheral edge of the beverage portion capsule. Among other things, reinforcement rings are proposed in the area of the peripheral edge. According to a first embodiment, a reinforcing ring rests on the top of the capsule's cover and fixes it against the base body of the capsule. According to a second embodiment, a reinforcement ring which is in contact with the peripheral edge from below, that is to say from the capsule bottom, has a larger outer diameter than the peripheral edge and is connected (in particular glued or welded) directly to the cover resting on the capsule in the region outside the peripheral edge. In this way, the peripheral edge of the capsule body is, as it were, clamped or fixed between the cover and the reinforcing ring. However, the capsule must first be filled with the powdered drink and closed with the lid before the capsule rim can be stiffened or stabilized by attaching a reinforcement ring. Such a solution is very complex in terms of production technology, since no standard machines can be used when the cover is applied to the base body. Instead, special machines are required, which in addition to gluing or welding the Lid can also manage the supply and attachment of the reinforcement ring.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine Getränkeportionskapsel aus faserbasiertem Werkstoff mit einem einen becherförmigen und mit einer Öffnung versehenen Hohlraum zur Aufnahme eines Getränkepulvers ausbildenden und mittels eines Deckels verschließbaren Grundkörper bereitzustellen, wobei der Grundkörper einen die Öffnung des Hohlraums ringförmig umgreifenden Umfangsrand aufweist, welche eine verbesserte Stabilität bei minimiertem Materialeinsatz aufweisen soll, einfacher und kostengünstiger herzustellen sein soll sowie die produktionstechnischen Abläufe beim Abfüllen von Getränkepulver in die Getränkeportionskapsel vereinfachen soll.The object of the present invention is therefore to provide a beverage portion capsule made of fiber-based material with a base body which forms a cup-shaped cavity with an opening for receiving a beverage powder and can be closed by means of a lid, the base body having a circumferential edge which surrounds the opening of the cavity in an annular manner, which should have improved stability with minimized use of material, should be easier and cheaper to manufacture and should simplify the production processes when filling powdered beverages into the beverage portion capsule.

Dies wird in vorrichtungsorientierter Hinsicht erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Getränkeportionskapsel einen den Umfangsrand mittels eines ersten Abschnitts und eines zweiten Abschnitts U-förmig umgreifenden Verstärkungsring aufweist, wobei der erste Abschnitt des Verstärkungsrings an einer von der Öffnung des Hohlraums abgewandten Unterseite des Umfangsrands anliegt und der zweite Abschnitt des Verstärkungsrings auf einer der Öffnung des Hohlraums zugewandten Oberseite des Umfangsrands aufliegt. Auf diese Weise wird eine Getränkeportionskapsel mit einem verstärkten Umfangsrand bereitgestellt, welche eine stabile und zur Aufbringung eines Deckels sehr gut geeignete ebene Ringfläche ausbildet und eine sehr gute Abdichtung der Kapsel gegen den unerwünschten Austritt von Getränkepulver aus dem Inneren der Kapsel ermöglicht. Zudem ist es möglich, den stabilisierenden Verstärkungsring zusammen mit dem Grundkörper vollständig herzustellen, so dass nach einer späteren Befüllung des Grundkörpers mit Getränkepulver nur noch der Deckel mittels herkömmlicher Klebe- oder Fügeverfahren (wie z.B. Ultraschall-Verschweißen) aufgebracht werden muss. Eine solche erfindungsgemäße Getränkeportionskapsel ist auch im unbefüllten Zustand äußerst stabil und kann im Zuge der weiteren maschinellen Verarbeitung, d.h. insbesondere beim Befüllen, in verbesserter Weise mittels Greiforganen an dem in erfindungsgemäßer Weise mit einem U-förmig umgreifenden Verstärkungsring ausgeführten Umfangsrand gegriffen bzw. gehalten werden. Der Verstärkungsring dient dabei nicht nur zur Stabilisierung des Umfangsrandes, sondern auch zur Vergrößerung der für ein maschinelles Greifen bzw. Halten der Kapsel erforderlichen Flächen. Es ist zusätzlich von besonderem Vorteil, dass der für das Verstärken des Umfangsrandes erforderliche Verstärkungsring vollständig im Anschluss an die Herstellung des Grundkörpers an diesen aufgebracht werden kann; d.h. der Verstärkungsring muss bei einem später nachfolgenden Befüllen und Verschließen bzw. Versiegeln der Getränkeportionskapsel nicht mehr „angefasst“ werden. Somit können die Herstellung der Getränkeportionskapsel sowie deren Befüllung in zwei vollständig voneinander getrennte Prozesse aufgetrennt werden. Die erfindungsgemäßen Getränkeportionskapseln lassen sich unabhängig von dem späteren Befüllen und Verschließen bzw. Versiegeln vorproduzieren und sind als ein in sich fertigungstechnisch abgeschlossenes Zwischenprodukt an auf das Befüllen spezialisierte Unternehmen vertreibbar. Zudem kann das Aufbringen des Deckels auf eine erfindungsgemäße Getränkeportionskapsel nach deren Befüllen in besonders vorteilhafter Weise mittels herkömmlicher und einfacher Maschinentechnologie durchgeführt werden. Auf diese Weise werden die produktionstechnischen Abläufe beim Befüller vereinfacht und für das Schließen bzw. Versiegeln der mit Getränkepulver befüllten Kapseln ist die Verwendung von herkömmlichen und vergleichsweise einfach konzipierten Maschinen zum Verkleben bzw. Verschweißen des Deckels mit der Kapsel möglich. Dies reduziert den Investitionsaufwand beim Befüller deutlich.In device-related terms, this is achieved according to the invention in that the beverage portion capsule has a reinforcing ring encompassing the circumferential edge by means of a first section and a second section, the first section of the reinforcing ring abutting an underside of the peripheral edge facing away from the opening of the cavity, and the second section of the reinforcing ring rests on an upper side of the peripheral edge facing the opening of the cavity. In this way, a beverage portion capsule is provided with a reinforced circumferential edge, which forms a stable, flat ring surface which is very suitable for the application of a lid and enables a very good sealing of the capsule against the undesired escape of powdered beverage from the interior of the capsule. In addition, it is possible to completely manufacture the stabilizing reinforcement ring together with the base body, so that after the base body is filled with beverage powder later, only the lid has to be applied using conventional adhesive or joining processes (such as ultrasonic welding). Such a beverage portion capsule according to the invention is extremely stable even in the unfilled state and can in the course of further machine processing, i.e. particularly when filling, can be gripped or held in an improved manner by means of gripping members on the circumferential edge designed in accordance with the invention with a reinforcing ring encompassing a U-shape. The reinforcement ring not only serves to stabilize the peripheral edge, but also to enlarge the areas required for mechanical gripping or holding the capsule. It is additionally of particular advantage that the reinforcement ring required for reinforcing the peripheral edge can be applied to the base body completely after the production thereof; i.e. the reinforcement ring no longer has to be “touched” when the beverage portion capsule is subsequently filled and closed or sealed. The production of the beverage portion capsule and its filling can thus be separated into two completely separate processes. The beverage portion capsules according to the invention can be pre-produced independently of the subsequent filling and closing or sealing and can be marketed as a self-contained intermediate product to companies specializing in filling. In addition, the lid can be applied to a beverage portion capsule according to the invention after it has been filled in a particularly advantageous manner by means of conventional and simple machine technology. In this way, the production processes at the filler are simplified and for the closing or sealing of the capsules filled with beverage powder, the use of conventional and comparatively simply designed machines for gluing or welding the lid to the capsule is possible. This significantly reduces the investment costs for the filler.

In besonders vorteilhafter Weise sieht die Erfindung vor, dass der ringförmige Umfangsrand als abgeflachte Mundrolle ausgeführt ist. Eine solche abgeflachte Mundrolle erhöht die Stabilität der Getränkeportionskapsel und bietet zudem gut geeignete Anlageflächen, an denen der erste und zweite Abschnitt des Verstärkungsrings großflächig und eben aufliegen können.In a particularly advantageous manner, the invention provides that the annular peripheral edge is designed as a flattened mouth roller. Such a flattened mouth roll increases the stability of the beverage portion capsule and also offers well-suited contact surfaces on which the first and second sections of the reinforcing ring can lie flat and over a large area.

Gemäß einer sinnvollen Weiterentwicklung des erfinderischen Grundkonzepts ist zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt des den Umfangsrand U-förmig umgreifenden Verstärkungsrings eine Hohlkammer ausgebildet. Erfindungsgemäße Getränkeportionskapseln können somit in besonders einfacher und kostengünstiger Weise in verschiedenen Dimensionierungen, insbesondere mit verschiedenen Außendurchmessern im Bereich des Umfangsrandes hergestellt werden, ohne dass hierzu Modifikationen am Grundkörper der Kapsel erforderlich sind. Dies ermöglicht die kostengünstige Herstellung einer großen Bandbreite von Getränkeportionskapseln mit unterschiedlichen Außendurchmessern, aber identisch dimensionierten bzw. ausgeführten Grundkörpern. Dies ist sinnvoll, da am Markt eine Vielzahl verschiedener Systeme zur Herstellung von Heißgetränken unter Verwendung von Getränkeportionskapseln existieren, bei denen Kapseln mit unterschiedlichen Außendurchmesser-Maßen zur Anwendung kommen. Erfindungsgemäße Getränkeportionskapseln sind somit in einfacher Weise an die unterschiedlichen Arbeitsbreiten der verschiedenen am Markt gängigen Zubereitungsmaschinen anpassbar, so dass sie in deren Kapsel-Aufnahmen jeweils gut gefasst und gefangen werden können. Zudem ist auf diese Weise die Ausbildung einer stets hinreichend großen Dichtfläche gewährleistet, welche für eine ausreichende Abdichtung gegen das in der Maschine gegen die Kapsel anströmende Wasser sorgt.According to a useful further development of the basic concept according to the invention, a hollow chamber is formed between the first section and the second section of the reinforcing ring encompassing the peripheral edge in a U-shape. Beverage portion capsules according to the invention can thus be produced in a particularly simple and cost-effective manner in different dimensions, in particular with different outside diameters in the region of the peripheral edge, without modifications to the base body of the capsule being necessary for this. This enables the cost-effective production of a wide range of beverage portion capsules with different outside diameters, but identically dimensioned or designed basic bodies. This makes sense since there are a large number of different systems for producing hot drinks using beverage portion capsules, in which capsules with different outside diameter dimensions are used. Beverage portion capsules according to the invention can thus be easily adapted to the different working widths of the various preparation machines available on the market, so that they can each be well gripped and caught in their capsule receptacles. In addition, the formation of a sufficiently large sealing surface is guaranteed in this way, which for an adequate seal against the water flowing into the machine against the capsule ensures.

Es hat sich zudem als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn der Verstärkungsring eine Materialstärke von etwa 0,35 mm aufweist und aus einem unbeschichteten Kartonagenwerkstoff besteht. Ein Verstärkungsring aus einem solchen Material lässt sich zum einen maschinentechnisch gut fassen, zum anderen faltenfrei in die erfindungsgemäße U-Form falten und ermöglicht darüber hinaus eine stabile Ausprägung der zwischen den beiden Abschnitten bzw. Schenkeln ausgebildeten Hohlkammer.It has also proven to be particularly advantageous if the reinforcing ring has a material thickness of approximately 0.35 mm and consists of an uncoated cardboard material. A reinforcement ring made of such a material can be gripped well in terms of machine technology, on the one hand, and can be folded into the U-shape according to the invention without creases and, moreover, enables a stable configuration of the hollow chamber formed between the two sections or legs.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird in verfahrensorientierter Hinsicht erreicht durch ein Verfahren zur Herstellung einer Getränkeportionskapsel aus faserbasiertem Werkstoff mit einem einen becherförmigen und mit einer Öffnung versehenen Hohlraum zur Aufnahme eines Getränkepulvers ausbildenden und mittels eines Deckels verschließbaren Grundkörper nach einem der vorhergehenden Patentansprüche mit folgenden Verfahrensschritten:

■ Herstellen des einen becherförmigen und mit einer Öffnung versehenen Hohlraum ausbildenden Grundkörpers und Ausbilden des die Öffnung des Hohlraums ringförmig umgreifenden Umfangsrandes mit einer ersten von der Öffnung des Hohlraums abgewandten Unterseite und einer zweiten der Öffnung des Hohlraums zugewandten Oberseite,
■ Anlegen des Verstärkungsrings mit dessen ersten Abschnitt an der von der Öffnung des Hohlraums abgewandten Unterseite des Umfangsrandes oder mit dessen zweiten Abschnitt an der der Öffnung des Hohlraums zugewandten Oberseite des Umfangsrandes,
■ Aufrichten des jeweils freien, nicht am Umfangsrand anliegenden Abschnittes des Verstärkungsrings durch rechtwinkliges Abknicken in Richtung zum Umfangsrand hin,
■ Vollständiges Umfalten des freien Abschnitts des Verstärkungsrings bis zu dessen Anliegen gegen den Umfangsrand.

The object on which the invention is based is achieved from a process-oriented point of view by a method for producing a beverage portion capsule from fiber-based material with a base body which forms a cup-shaped cavity and is provided with an opening for receiving a beverage powder and can be closed by means of a lid, according to one of the preceding claims, with the following method steps:

Producing the cup-shaped base body forming an opening and forming the peripheral edge encircling the opening of the cavity with a first underside facing away from the opening of the cavity and a second upper side facing the opening of the cavity,
Placing the reinforcement ring with its first section on the underside of the peripheral edge facing away from the opening of the cavity or with its second section on the upper side of the peripheral edge facing the opening of the cavity,
Erecting the free section of the reinforcement ring which is not in contact with the peripheral edge by kinking at right angles in the direction of the peripheral edge,
■ Completely fold the free section of the reinforcement ring up to its abutment against the peripheral edge.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und dazugehöriger Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1: schematische Ansicht einer unverstärkten Getränkeportionskapsel im Querschnitt
2: Erfindungsgemäße Getränkeportionskapsel mit am Umfangsrand angesetztem Verstärkungsring
3: Erfindungsgemäße Getränkeportionskapsel mit vollständig umgefalteten Verstärkungsring
4: Erfindungsgemäße Getränkeportionskapsel mit auf Verstärkungsring aufgebrachtem Deckel

The present invention is explained in more detail below on the basis of an exemplary embodiment and associated drawings. Show it:

1 : schematic view of an unreinforced beverage portion capsule in cross section
2nd : Beverage portion capsule according to the invention with a reinforcement ring attached to the peripheral edge
3rd : Beverage portion capsule according to the invention with a fully folded reinforcement ring
4th : Beverage portion capsule according to the invention with a lid attached to the reinforcement ring

In 1 ist eine schematische Ansicht einer gattungsgemäßen unverstärkten Getränkeportionskapsel im Querschnitt dargestellt. Die Kapsel umfasst einen aus Grundkörper (1), der in einem an sich aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren aus einem vorgestanzten Papierbogen durch Rollen und Verkleben entlang einer Überlappung hergestellt wird (sog. „Becherprozess“). Der Grundkörper (1) bildet sodann einen becherförmigen Hohlraum (2) zur Aufnahme eines Getränkepulvers mit einer obenliegenden vollständigen Öffnung (9) aus. Der diese Öffnung (9) begrenzende Umfangsrand (4) ist in der Art einer ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannten Mundrolle ausgeführt. Zusätzlich ist die Mundrolle in ihrer vertikalen Ausrichtung abgeflacht, so dass sie eine flache Unterseite (11) sowie eine flache Oberseite (10) ausbildet, wobei mit „Unterseite“ in diesem Zusammenhang die von der Öffnung (9) des Grundkörpers abliegende bzw. entfernt liegende Seite der Mundrolle bezeichnet wird. Ein solcher Umfangsrand (4) ist in Verbindung mit einem später, d.h. nach dem Befüllen mit Getränkepulver, auf die Kapsel aufzubringenden Deckel relativ schlecht gegen das mit hohem Druck und hohen Temperaturen in den Hohlraum der Kapsel zum Zweck der Auflösung des darin befindlichen Getränkepulvers eingeleitete Wasser abdichtbar. In der Praxis kommt es zu Wasserdurchtritt im Kontaktbereich zwischen Umfangsrand bzw. Mundrolle und Deckel sowie zu einem Aufweichen und Stabilitätsverlust der gesamten Kapsel.In 1 is a schematic view of a generic unreinforced beverage portion capsule shown in cross section. The capsule comprises a base body ( 1 ), which is produced in a process known per se from the prior art from a pre-punched paper sheet by rolling and gluing along an overlap (so-called “cup process”). The basic body ( 1 ) then forms a cup-shaped cavity ( 2nd ) to hold a powdered drink with a full opening at the top ( 9 ) out. This opening ( 9 ) peripheral edge ( 4th ) is designed in the manner of a mouth roll also known from the prior art. In addition, the mouth roll is flattened in its vertical orientation so that it has a flat underside ( 11 ) and a flat top ( 10th ) forms, whereby with "bottom" in this context the from the opening ( 9 ) the side of the mouth roll that is remote from the base body. Such a peripheral edge ( 4th ) is relatively poorly sealable in connection with a lid to be applied to the capsule later, ie after filling with beverage powder, against the water introduced into the cavity of the capsule at high pressure and high temperatures for the purpose of dissolving the beverage powder therein. In practice, water penetrates in the contact area between the peripheral edge or mouth roller and lid, and the entire capsule softens and loses stability.

Hierauf basierend zeigen die 2 bis 4 eine Abfolge von Verfahrensschritten zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Getränkeportionskapsel.Based on this, the 2nd to 4th a sequence of process steps for producing a beverage portion capsule according to the invention.

In 2 ist eine Getränkeportionskapsel mit einem zusätzlichen Verstärkungsring (5) dargestellt, wobei der Verstärkungsring (5) mit einem ersten Abschnitt (6) an der Unterseite (11) des Umfangsrandes (4) anliegt. Der Verstärkungsring (5) bildet im unverarbeiteten Zustand einen ebenen Ring aus einem Papierfaser-basierten Werkstoff mit einer Dicke von bevorzugt 0,35 mm aus. Der vorgenannte erste Abschnitt (6) des Verstärkungsrings wird im Wesentlichen durch den innenliegenden Bereich des ebenen Rings gebildet. Der hierzu gegenüberliegende außenliegende Bereich bzw. zweite Abschnitt (7) des Verstärkungsrings (5) ist rechtwinklig nach oben abgeknickt bzw. aufgefaltet.In 2nd is a beverage portion capsule with an additional reinforcement ring ( 5 ) with the reinforcement ring ( 5 ) with a first section ( 6 ) on the bottom ( 11 ) of the peripheral edge ( 4th ) is present. The reinforcement ring ( 5 ) forms a flat ring from a paper fiber-based material with a thickness of preferably 0.35 mm in the unprocessed state. The aforementioned first section ( 6 ) of the reinforcement ring is essentially formed by the inner region of the flat ring. The opposite area or second section ( 7 ) of the reinforcement ring ( 5 ) is kinked or unfolded at right angles.

In 3 ist dieselbe Getränkeportionskapsel mit einem vollständig umgefalteten zweiten Abschnitt (7) des Verstärkungsrings (5) dargestellt, wobei der zweite Abschnitt auf der Oberseite (10) des Umfangsrands (4) aufliegt. Somit umgreift der Verstärkungsring den Umfangsrand in der Form eines „U“, wobei erster und zweiter Abschnitt des Verstärkungsrings die beiden Schenkel dieser „U-Form“ ausbilden. Die abgeflachte Ober- und Unterseite (10, 11) des Umfangsrandes bilden hinreichend große ebene Flächen aus, an den die beiden Schenkel des U-förmigen Verstärkungsrings anliegen und gegen den Umfangsrand verklebt werden können. Die beiden Abschnitte bzw. Schenkel des U-förmigen Verstärkungsrings bilden zusammen dem Umfangsrand (4) einen innenliegenden Hohlraum (8) aus. Durch entsprechende Dimensionierung des Verstärkungsrings (5) bzw. des Hohlraums (8) können die Abmessungen der Kapsel in diesem Bereich in besonders einfacher Weise variiert und an die erforderlichen Gegebenheiten (z.B. an die Abmessungen im Brühraum einer Getränkezubereitungsmaschine) angepasst werden.In 3rd is the same beverage portion capsule with a fully folded second section ( 7 ) of the reinforcement ring ( 5 ) shown, the second section on the top ( 10th ) of the peripheral edge ( 4th ) rests. The reinforcement ring thus encompasses the peripheral edge in the shape of a “U”, the first and second sections of the reinforcement ring forming the two legs of this “U shape”. The flattened top and bottom ( 10th , 11 ) of the peripheral edge form sufficiently large flat surfaces against which the two legs of the U-shaped reinforcement ring bear and can be glued against the peripheral edge. The two sections or legs of the U-shaped reinforcement ring together form the peripheral edge ( 4th ) an internal cavity ( 8th ) out. By appropriate dimensioning of the reinforcement ring ( 5 ) or the cavity ( 8th ) the dimensions of the capsule in this area can be varied in a particularly simple manner and adapted to the necessary circumstances (for example to the dimensions in the brewing room of a beverage preparation machine).

In 4 ist schließlich eine erfindungsgemäße Getränkeportionskapsel mit einem aufgebrachten Deckel (3) dargestellt, was in der Regel dem Zustand nach dem Befüllen der Kapsel mit dem Getränkepulver entspricht. Der Deckel ist mit der durch den zweiten Abschnitt (7) bzw. Schenkel des Verstärkungsrings ausgebildeten Auflagefläche verklebt.In 4th is finally a beverage portion capsule according to the invention with an attached lid ( 3rd ) is shown, which generally corresponds to the state after filling the capsule with the powdered drink. The lid is covered by the second section ( 7 ) or leg of the reinforcing ring formed contact surface glued.

BezugszeichenlisteReference list

11: GrundkörperBasic body
22nd: Hohlraumcavity
33rd: Deckelcover
44th: UmfangsrandPeripheral edge
55: VerstärkungsringReinforcement ring
66: erster Abschnitt (Schenkel) des Verstärkungsringsfirst section (leg) of the reinforcement ring
77: zweiter Abschnitt (Schenkel) des Verstärkungsringssecond section (leg) of the reinforcement ring
88th: HohlkammerHollow chamber
99: Öffnungopening
1010th: Oberseite des UmfangsrandsTop of the peripheral edge
1111: Unterseite des UmfangsrandsUnderside of the peripheral edge

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

EP 512468 B1 [0002]
EP 2573008 B1 [0003]
EP 2573008 A1 [0004]

Claims

Beverage portion capsule made of fiber-based material with a cup-shaped cavity (2) provided with an opening (9) for receiving a beverage powder and closable by means of a lid (3), the main body (1) having an opening (9) Has the circumferential edge (4) encompassing the cavity in an annular manner, characterized in that the beverage portion capsule has a reinforcing ring (5) encompassing the U-shaped circumference by means of a first section (6) and a second section (7), the first section (6) of the reinforcement ring (5) rests on an underside (11) of the peripheral edge (4) facing away from the opening (9) of the cavity and the second section (7) of the reinforcement ring (5) on one of the opening (9) of the cavity facing top (10) of the peripheral edge (4) rests.

Beverage portion capsule after Claim 1 , characterized in that the peripheral edge (4) is designed as a flattened mouth roll.

Beverage portion capsule after Claim 1 or 2nd , characterized in that a hollow chamber (8) is formed between the first section (6) and the second section (7) of the reinforcing ring (5) which surrounds the peripheral edge (4) in a U-shape.

Beverage portion capsule according to one of the Claims 1 to 3rd , characterized in that the reinforcing ring (5) has a material thickness of about 0.35 mm and consists of an uncoated cardboard material.

Method for producing a beverage portion capsule made of fiber-based material, having a base body (1) according to one of the preceding, which has a cup-shaped cavity (2) and is provided with an opening (9) for receiving a beverage powder and can be closed by means of a lid (3) Claims 1 to 4th with the following method steps: ■ producing the cup-shaped base body (1) which forms a cup-shaped cavity with an opening (9) and forming the peripheral edge (4) which surrounds the opening (9) of the cavity in a ring shape with a first of the opening (9 ) of the underside facing away from the cavity (11) and a second top side (10) facing the opening (9) of the cavity, ■ placing the reinforcement ring (5) with its first section (6) on the underside facing away from the opening (9) of the cavity (11) of the peripheral edge (4) or with its second section (7) on the upper side (10) of the peripheral edge (4) facing the opening (9) of the cavity, ■ erecting the free section of the reinforcing ring which does not abut the peripheral edge ( 5) by kinking at right angles in the direction of the peripheral edge (4), ■ completely folding over the free section of the reinforcing ring (5) until it bears against the peripheral edge (4).