BR112019022768A2

BR112019022768A2 - membrana de múltiplas camadas compostável e cartucho para utilizar a mesma

Info

Publication number: BR112019022768A2
Application number: BR112019022768A
Authority: BR
Inventors: Maccagnan Andrea; Gullo Giuseppe; Bosetti Osvaldo; Galbasini Roberto
Original assignee: Goglio Spa
Priority date: 2017-05-04
Filing date: 2018-04-24
Publication date: 2020-05-19
Also published as: BR112019022768B1; CN110891778B; CN110891778A; AU2018262360B2; CA3061454A1; RU2019133575A3; US20200087056A1; JP2020519533A; WO2018203184A1; US11117739B2; ZA201907140B; EP3619038A1; IT201700048363A1; RU2763766C2; AU2018262360A1; RU2019133575A; JP7169295B2

Abstract

a presente invenção trata de uma membrana de múltiplas camadas compostável (10) para cartuchos contendo produtos solúveis ou produtos adaptados para ser infundidos com água ou outro fluido pressurizado, que compreende uma primeira camada de barreira (11) que contém uma película de barreira compostável, uma primeira camada de metalização (12), uma camada intermediária (13) que contém pelo menos um adesivo, uma segunda camada de barreira (14) que contém uma película de barreira compostável. a membrana de múltiplas camadas compostável (10) é caracterizada pelo fato de que compreende uma camada (18) adjacente à primeira camada de barreira (11), em um lado oposto ao qual a camada de metalização (12) foi depositada, que compreende um verniz resistente ao calor, uma segunda camada de metalização (17) disposta entre a camada intermediária (13) e a dita segunda camada de barreira (14), a dita película de barreira compostável da dita primeira camada de barreira (11) e a dita segunda camada de barreira (14) não são feitas de papel, de forma que a dita membrana de múltiplas camadas compostável (10) terá um valor tto de menos que 0,5 cm³/m²/dia/atm. o pedido trata ainda de cartuchos (1) para produtos solúveis ou produtos adaptados para ser infundidos por água ou outro fluido pressurizado que compreende um corpo de recipiente (2) feito de material biodegradável ou compostável, que define um volume hermeticamente fechado (3) em duas bases opostas (4, 5), nas quais o produto solúvel ou infundível é mantido, e pelo menos uma membrana de múltiplas camadas compostável (10) da invenção.

Description

“MEMBRANA DE MÚLTIPLAS CAMADAS COMPOSTÁVEL E CARTUCHO PARA UTILIZAR A MESMA”

DESCRIÇÃO

CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] O presente pedido refere-se a uma membrana de múltiplas camadas compostável, conforme definido no preâmbulo da reivindicação 1.

[0002] Particularmente, mas sem limitação, a membrana de múltiplas camadas é adequada para uso em cartuchos que contêm café ou produtos solúveis para a produção de uma bebida por meio de um aparelho de extração usando água ou outros fluidos sob pressão ou em recipientes herméticos ou em outros produtos ou dispositivos similares que devem ser selados ou tapados.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0003] Compostagem é o processo de reciclagem de lixo orgânico utilizado para se obter um fertilizante natural, conhecido como adubo, compreendendo materiais orgânicos biodegradáveis que podem ser classificados como matéria úmida (lixo de frutas, legumes e verduras, borra de café e filtros de chá, pão mofado, cascas de ovo e ossos, grama cortada) e matéria seca (folhas secas, serragem, palha, pequenos galhos, lascas de madeira e cascas de árvore, papel comum e papel-toalha, papelão).

[0004] De acordo com a norma EN 13421, lixo pode ser considerado compostável se atender aos seguintes requisitos: a) biodegradabilidade de pelo menos 90% a ser alcançada em menos de 6 meses; b) desintegração, por exemplo, fragmentação e perda de visibilidade no composto final. A fração dos resíduos de material de teste com dimensões maiores do que 2 mm deve ser menor que 10% da massa inicial; c) baixos níveis de metais pesados e ausência de efeitos negativos à qualidade do adubo; d) valores estáveis de pH, salinidade, sólidos voláteis, N, P, Mg e K.

[0005] O aumento da conscientização do consumidor

Petição 870190110707, de 30/10/2019, pág. 80/106

2/19 sobre questões de descarte de resíduos levou várias indústrias a procurar novos materiais para a fabricação de consumíveis, a fim de atender aos requisitos de sustentabilidade do mercado.

[0006] Os fabricantes de cartuchos (ou cápsulas) de uso único para a contenção de café moído ou outras bebidas infundíveis estão muito interessados nessas melhorias e vêm desenvolvendo soluções sustentáveis.

[0007] Os seguintes tipos de cartuchos estão atualmente disponíveis:

[0008] a) cartuchos rígidos ou semirrígidos, compreendendo um elemento de recipiente feito de um material não compostável rígido ou flexível (como alumínio) e um elemento de fechamento (também conhecido como tampa ou membrana), feito de alumínio. Os dois elementos são selados a quente um ao outro para formar uma cavidade recipiente onde o produto infundível ou solúvel é mantido. A cavidade tem propriedades de barragem de oxigênio e água. Estes cartuchos precisam ter furos em lados opostos para o líquido de infusão ou solubilização entrar pela cavidade e fluir para fora, para entregar a bebida.

[0009] b) cartuchos de papel de filtro, que compreendem um corpo de recipiente e um elemento de fechamento feito de papel de filtro ou materiais semelhantes sem propriedades de barreira. Esses cartuchos não representam qualquer resistência ao oxigênio e à água. Este segundo projeto de cartucho exige que o cartucho seja embalado em um invólucro de barreira, por exemplo, feito de alumínio, para preservar as propriedades organolépticas do produto, o que requer o uso de sistemas de fabricação com maior consumo e custos de energia;

[0010] c) cartuchos rígidos ou semirrígidos, compreendendo um elemento de recipiente feito de um material compostável rígido ou flexível e um elemento de fechamento (também conhecido como tampa ou membrana) feito de papel de filtro. Esses cartuchos não representam

Petição 870190110707, de 30/10/2019, pág. 81/106

3/19 qualquer resistência ao oxigênio e à água. Este terceiro projeto de cartucho exige que o cartucho seja embalado em um invólucro de barreira, por exemplo, feito de alumínio, para preservar as propriedades organolépticas do produto, o que requer o uso de sistemas de fabricação com maior consumo e custos de energia.

[0011] O documento US 2017/0107034 trata de um recipiente compostável para preparar bebidas de dose única por uma máquina distribuidora, que compreende um corpo de recipiente, um filtro e uma tampa. Uma das camadas da tampa é feita de papel tratado com um polímero que tem propriedades de resistência a oxigênio, o que concede propriedades de barreira à camada de papel. A estrutura do documento US2017/0107034 é caracterizada pela Taxa de Transferência de Oxigênio (TTO) de menos que 0,3 cm³.mil/2,54 m².dia.atm (0,3 cc.mil/100 in2.dia.atm).

[0012] O documento EP2218653 descreve uma embalagem que compreende um revestimento, uma camada fibrosa fixada a uma parede do revestimento e uma membrana de fechamento hermeticamente fixada ao revestimento em que 0 revestimento, a camada fibrosa e a membrana de fechamento são feitos de uma multicamada de celulose metalizado que compreende 2 camadas.

[0013] O documento US2017/0008694 descreve uma cápsula que compreende um corpo de recipiente fechado substancialmente rígido que tem um fundo, paredes laterais e um rebordo, sobre 0 qual é colocado um elemento de fechamento para selar 0 corpo de recipiente. A cápsula é feita de um laminado que compreende pelo menos uma camada de barreira de oxigênio imprensada entre duas camadas de um material impermeável por água que protege a camada de barreira de oxigênio contra alterações. A camada de barreira de oxigênio e a camada de barreira de água são feitas de celulose.

[0014] O documento US2014/0037916 descreve uma tampa para embalagens de uso único para bebidas infundíveis que compreende uma camada de papel impresso compostável, uma camada de PLA e um núcleo compostável imprensado entre estas camadas. Uma tampa obtida desta forma

Petição 870190110707, de 30/10/2019, pág. 82/106

4/19 pode fornecer uma TTO de 0,4 cm³/2,54 m²/dia (0,4 cc/100 inz/dia).

[0015] O documento US2014/0366745, segundo o próprio requerente, descreve cartuchos para café ou produtos solúveis para produzir bebidas infundíveis que compreendem um corpo oco de recipiente que tem um formato tubular, que é hermeticamente fechado em suas bases opostas por uma película de plástico de múltiplas camadas compreendendo uma película de barreira feita de alumínio e pelo menos uma película de plástico. A película de plástico tem pelo menos uma pré-fissura, formada preferencialmente por laser, que tem o objetivo de facilitar a ruptura da membrana sob a ação de um líquido de infusão pressurizado.

PROBLEMA DA TÉCNICA ANTERIOR

[0016] Portanto, os cartuchos da técnica anterior mencionados acima compreendem materiais que não atendem aos requisitos de compostabilidade, isto é, o alumínio que é usado para formar o elemento de fechamento ou o invólucro de barreira no qual o cartucho de papel de filtro é embalado.

[0017] Além disso, os documentos US2017/0107034, EP2218653, US2017/0008694 e US2014/0037916 indicam que a camada de barreira compostável da tampa é obtido usando-se papel. Para isto, o papel (que é inerentemente material compostável mas não tem propriedades de barreira de oxigênio) precisa sofrer operações de processamento adequadas que afetam tanto os custos do processo de fabricação quanto o desempenho resultante em termos de Taxa de Transferência de Oxigênio. Ou seja, mesmo se o papel for sequer tratado para assumir propriedades de barreira, não é garantido que os valores de TTO serão alcançados para preservar as propriedades de frescor e sabor dos produtos solúveis mantidos no cartucho, para a vida útil exigida cada vez mais longa.

[0018] O valor de TTO da estrutura de múltiplas camadas do documento US2017/0107034 é indicado como sendo 0,3 cm³.mil/2,54 m².dia.atm (0,3 cc.mil/100 in2.dia.atm) que, conforme expresso em

Petição 870190110707, de 30/10/2019, pág. 83/106

5/19 unidades do sistema internacional, tal como cm³/m2/dia/atm, leva a um valor de TTO de 4,6.

[0019] Por fim, a tampa do documento US2014/0366745 não é feita de materiais compostáveis e não atende aos requisitos de compostabilidade, conforme estabelecido pela norma EN 13421.

OBJETIVO DA PRESENTE INVENÇÃO

[0020] A invenção tem o objetivo de fornecer um elemento de fechamento, ou seja, uma membrana ou tampa, para cartuchos que podem ser compostados e podem fornecer uma barreira ao cartucho, mantendo a função deste último, como a função de dispensar o produto por infusão por fluido pressurizado.

[0021] Estes objetivos são cumpridos por uma membrana de múltiplas camadas compostável para cartuchos que contêm produtos solúveis ou produtos adaptados para ser infundidos por água ou outro fluido pressurizado, conforme descrito nas reivindicações anexas.

VANTAGENS DA INVENÇÃO

[0022] A presente invenção pode fornecer uma membrana que tem as mesmas propriedades de barreira que o alumínio enquanto atende aos requisitos de compostabilidade.

[0023] Além disso, a presente invenção pode fornecer uma membrana que é capaz de garantir entrega adequada do produto por infusão por líquido pressurizado.

[0024] Ou seja, a presente invenção pode fornecer um cartucho eu cápsula para produtos solúveis ou produtos adaptáveis para ser infundidos por água ou outro fluido pressurizado, que compreende um corpo de recipiente feito a partir de um material biodegradável ou compostável, que define um volume hermeticamente selado em duas bases opostas, onde o produto solúvel ou infundível é mantido, e pelo menos uma membrana de múltiplas camadas compostável.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

Petição 870190110707, de 30/10/2019, pág. 84/106

6/19

[0025] As características e vantagens da presente divulgação aparecerão a partir da descrição detalhada a seguir de possíveis modalidades práticas da mesma, que são mostradas como exemplos não limitativos nos desenhos, nos quais:

[0026] - a Figura 1 é uma vista diagramática de um cartucho 1 da invenção, que compreende um corpo de recipiente 2 que define um volume hermeticamente fechado 3, entre a parede superior 4 e a parede inferior 5, em que a parede superior 4 consiste na membrana de múltiplas camadas compostável da invenção, que atua como membrana de vedação;

[0027] - a Figura 2 é uma vista diagramática de um cartucho 1 da invenção, que compreende um corpo de recipiente 2 que define um volume hermeticamente fechado 3, entre a parede superior 4 e a parede inferior 5, e uma repartição 6 para fechar a parede inferior 5;

[0028] - a Figura 3 ilustra uma vista diagramática de uma membrana de múltiplas camadas da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0029] Embora isso não seja expressamente mostrado, as características individuais descritas com referência a cada modalidade devem ser entendidas como auxiliares e/ou intercambiáveis com outras características, como descrito com referência a outras modalidades.

[0030] A estrutura e as vantagens da membrana ou tampa de múltiplas camadas da invenção, bem como dos cartuchos que contêm as mesmas, também são descritos abaixo, com referência à Figura 3.

[0031] Conforme usado no presente documento, o termo película de barreira destina-se a designar uma película que possui propriedades de resistência a oxigênio, água, gás ou sabor ou uma combinação das mesmas.

[0032] O termo película orientada destina-se a designar uma película polimérica cujas cadeias poliméricas são estendidas e orientadas em uma ou mais direções comuns. A capacidade de um polímero

Petição 870190110707, de 30/10/2019, pág. 85/106

7/19 suportar uma carga mecânica depende da força das ligações covalentes e das forças entre as moléculas. Em um sistema amorfo, a carga é transportada por interações fracas de Van der Waals que ocorrem entre cadeias poliméricas em configurações “de bobina” aleatórias. Se uma fração substancial das cadeias poliméricas puder ser alinhada na direção da carga, uma porção maior da carga poderá ser transferida para as ligações covalentes da cadeia principal. Esta orientação resulta em maior resistência do material orientado na direção de orientação. Por outro lado, a orientação tem um efeito adverso nas propriedades de alongamento da camada, no fácil corte e vedação.

[0033] Independentemente da orientação da camada, a membrana de múltiplas camadas compostável tem um módulo de elasticidade, ou seja, uma resistência à punção, que varia preferencialmente de 3 a 30 N, como medido de acordo com a ASTM F 1306.

[0034] Alternativamente, a membrana de múltiplas camadas compostável tem um módulo de elasticidade, ou seja, uma resistência à punção, que varia preferencialmente de 2 a 15 N, como medido de acordo com a DIN 14477.

[0035] Em um aspecto peculiar, a membrana de múltiplas camadas compostável 10 tem uma espessura S que varia de 40 a 200 pm.

[0036] A espessura da membrana 10 é um parâmetro crítico para a função de um cartucho, pois a resistência à quebra do cartucho sob pressão depende disso.

[0037] O requerente constatou que um aumento da espessura do material da membrana 10 exigiría o respectivo aumento da pressão de distribuição do fluido de infusão, o que possivelmente faria com que a máquina de distribuição fosse desligada devido à sobrepressão.

[0038] Em um aspecto, a membrana de múltiplas camadas compostável 10 compreende:

[0039] - uma primeira camada de barreira 11 que

Petição 870190110707, de 30/10/2019, pág. 86/106

8/19 contém uma película de barreira compostável;

[0040] - um estado de metalização 12;

[0041] - uma camada intermediária 13 que contém pelo menos um adesivo;

[0042] - uma segunda camada de barreira 14 que contém uma película de barreira compostável.

[0043] Ou seja, a primeira camada de barreira 11 representa a camada externa e a segunda camada de barreira representa a camada interna da membrana de múltiplas camadas 10.

[0044] Em um aspecto, a película de barreira compostável da primeira camada de barreira 11 e a segunda camada de barreira 14 não é feita de material ou papel celulósico.

[0045] A membrana de múltiplas camadas 10 compreende uma camada 18 adjacente à primeira camada de barreira 11, de um lado oposto ao qual a camada de metalização 12 foi depositada, que compreende o verniz resistente ao calor.

[0046] A camada de verniz resistente ao calor 18 vantajosamente permite que a película de barreira compostável da primeira camada de barreira 11 e a segunda camada de barreira 14 sejam formadas com produtos que não são feitos de material ou papel celulósico, garantindo assim que a membrana 10 possa ser selada ao corpo de um cartucho.

[0047] Em um aspecto, a membrana de múltiplas camadas compostável 10 compreende uma segunda camada de metalização 17 disposta entre a camada intermediária 13 e a segunda camada de barreira 14.

[0048] Esta segunda camada de metalização 17 permite que a segunda camada 14 que contém a película compostável também tenha propriedades de barreira.

[0049] As modalidades da membrana de múltiplas camadas 10 conforme descrito abaixo vantajosamente fornecem valores de barreira de oxigênio, ou seja, uma taxa de transferência de oxigênio (TTO) de

Petição 870190110707, de 30/10/2019, pág. 87/106

9/19 menos que 0,1 cm³/m²/dia/atm a 0% de umidade relativa (UR) e a 23 °C, independentemente da espessura da membrana de múltiplas camadas compostável 10. Será notado ainda que a TTO não depende da espessura da camada de barreira 11 ou 14, mas da camada de metalização 12.

[0050] Conforme usado abaixo, o termo exterior é destina-se a designar a superfície da membrana voltada para o ambiente externo ou circundante, enquanto o termo camada interna é destinado para a superfície da membrana, em operação, voltado para o volume envolvido por um cartucho ou recipiente, ou seja, a superfície da membrana oposta à que está voltada para o ambiente externo.

1^ã MODALIDADE

[0051] Em uma primeira modalidade, a membrana de múltiplas camadas 10 compreende uma primeira e uma segunda camadas de barreira 11 e 14 com uma película de barreira compostável orientada;

[0052] O requerente constatou que a membrana de múltiplas camadas compostável 10 formada de acordo com a primeira modalidade, tendo em vista garantir o funcionamento adequado do cartucho 1, possui um módulo de elasticidade, isto é, uma resistência à perfuração, preferencialmente variando de 15 a 30, conforme medido de acordo com ASTM F 1306.

[0053] A película orientada compostável de preferência é celofane, que exibe vantajosamente propriedades de compostabilidade e resistência ao oxigênio.

[0054] Os celofanes utilizados para os fins da presente invenção são preferencialmente celofanes que possuem propriedades de rasgo ou autorrasgo sob a pressão de um fluido.

[0055] A camada de metalização 12 aumenta vantajosamente as propriedades de barreira de oxigênio da primeira camada de barreira e cria uma barreira de umidade.

[0056] A metalização pode ser realizada utilizando-se

Petição 870190110707, de 30/10/2019, pág. 88/106

10/19 técnicas bem conhecidas, em que, como regra, o metal selecionado para deposição é adequadamente aquecido e, mais tarde, aspergido sobre a superfície de interesse.

[0057] De preferência, o metal que é utilizado para a camada de metalização 12 é alumínio. Mais preferencialmente, esta camada de alumínio tem uma espessura que varia de 200 Â a 500 Â.

[0058] Em uma modalidade alternativa, a camada de metalização 12 é formada depositando-se óxidos de SiOx e AlOx.

[0059] A camada de metalização 12 e a segunda camada de barreira 14 são separadas por uma camada intermediária 13 que contém pelo menos um adesivo, em que o dito pelo menos um adesivo é preferencialmente selecionado a partir de adesivos compostáveis ou não biocompostáveis.

[0060] A contribuição em peso da dita camada intermediária 13 é tal que garante que, mesmo que contenha pelo menos um adesivo não biocompostável, a membrana de múltiplas camadas inteira atinge os requisitos de biocompostabilidade.

[0061] A camada intermediária 13 compreende preferencialmente um adesivo selecionado a partir do grupo que consiste em adesivos de poliuretano; adesivos de um, dois ou vários componentes; adesivos que compreendem isocianatos bloqueados (isto é, grupos de isocianato com um grupo reativo protegido que pode ser removido em altas temperaturas de reticulação), adesivos sensíveis à pressão (ASP). Exemplos não limitativos de adesivos ASP são, por exemplo, polímeros de acrilato, butila, borracha de acetato de etileno e vinila (EVA) com alto teor de acetato de vinila, borracha natural, nitrilos, borrachas de silicone, que exigem agentes aderentes especiais à resina de silicato MQ, um composto trimetil silano monofuncional (M) reagido com tetracloreto de silício quadrifuncional (Q), copolímeros em bloco de estireno (SBC), também conhecidos como adesivos de copolímero de estireno e adesivos à base de borracha, estireno-butadieno-estireno (SBS),

Petição 870190110707, de 30/10/2019, pág. 89/106

11/19 estireno-etileno/butileno-estireno (SEBS), estireno- etileno/propileno (SEP), estireno-isopreno-estireno (SIS), éteres de vinilo e suas misturas.

[0062] Preferencialmente, a camada intermediária 13 da membrana de múltiplas camadas compostável 10 compreende um adesivo de poliuretano, preferencialmente um adesivo de poliuretano de múltiplos componentes.

[0063] Mais preferencialmente, o adesivo de poliuretano de múltiplos componentes compreende um componente de isocianato. Deve-se notar que o componente de isocianato pode ser, por exemplo, do tipo aromático, alifático ou cicloalifático e pode ter uma funcionalidade média de mais que 2.

[0064] A título ilustrativo e sem limitação, o dito isocianato pode compreender, por exemplo, pelo menos um dentre di-isocianato de tolueno (TDI), di-isocianato de metileno difenil (MDI), di-isocianato de fenileno, di-isocianato de xilileno, di-isocianato de difenil metano, poli-isocianato de polifenil metano (MD polimérico), di-isocianato de naftaleno, tri-isocianato de trifenilmetano, di-isocianato de difenil sulfona, di-isocianato de ciclo-hexano, diisocianato de etileno, di-isocianato de propileno, di-isocianato de tetrametileno, di-isocianato de exametileno, di-isocianatos de isoforona (IPDI), dímeros e trímeros destes isocianatos ou misturas dos mesmos.

[0065] Em uma modalidade preferida, o adesivo de poliuretano compreende ainda um plastificante.

[0066] Para os objetivos da presente invenção, o adesivo de poliuretano é preferencialmente um adesivo livre de solventes, à base de solvente ou à base de água.

[0067] Em uma modalidade alternativa, o adesivo de poliuretano preferencialmente compreende pelo menos qualquer catalisador convencional comercialmente disponível, uma carga orgânica, um corante, um antioxidante, um absorvedorde UV, um promotor de adesão, um óxido de cálcio, incluindo microesferas expansíveis (por exemplo, conhecidas sob o nome

Petição 870190110707, de 30/10/2019, pág. 90/106

12/19 comercial EXPANCEL®), agentes secantes ou misturas dos mesmos.

[0068] De acordo com uma modalidade alternativa, o adesivo de poliuretano compreende, de preferência, pelo menos qualquer uma das cargas orgânicas comercialmente disponíveis, extensores de cadeia, estabilizadores UV, estabilizadores de luz, fungicidas, biocidas, agentes antimofo, retardadores de chama, aditivos de superfície, solventes, óleos minerais, agentes dispersantes, agentes antiespuma, estabilizadores de armazenamento, agentes de cura latentes, retardadores de cura, solventes ou misturas dos mesmos.

[0069] Deve-se notar que, neste primeiro aspecto, a membrana de múltiplas camadas compostável 10 compreende preferencialmente uma segunda camada de metalização 17 disposta entre a camada intermediária 13 e a segunda camada de barreira 14.

[0070] Esta camada de metalização 17 melhora as propriedades de barreira de oxigênio da segunda camada de barreira e cria uma barreira de umidade.

[0071] De preferência, o metal que é utilizado para a camada de metalização 17 é alumínio.

[0072] Mais preferencialmente, esta camada de alumínio tem uma espessura que varia de 200 Â a 500 Â.

[0073] Alternativamente, a camada de metalização 17 é formada depositando-se óxidos de SiOx e AlOx.

[0074] De preferência, a membrana de múltiplas camadas 10 da invenção compreende uma camada de verniz resistente ao calor 18 adjacente à primeira camada de barreira 11, em um lado oposto ao lado onde a camada de metalização 12 está depositada. Esta camada de verniz resistente ao calor 18 é voltada para fora da membrana 10.

[0075] Materiais adequados para o verniz resistente ao calor incluem, por exemplo, vernizes à base de resina de clorovinilo, resina de poliuretano, resina de nitro-poliuretano, resina de nitro-acrílico; resina de

Petição 870190110707, de 30/10/2019, pág. 91/106

13/19 nitrocelulose; resina de poliéster; celulose; resina acrílica; resina de estireno; resina acrílica-estireno; resina epóxi; resina alquídica; resina de melamina; resinas de siloxano; resinas de uretano; resinas de ureia.

[0076] Deve-se notar que, de acordo com uma modalidade mais preferida da primeira modalidade, a membrana de múltiplas camadas compostável 10 compreende um filtro 16, adjacente à segunda camada de barreira 14, em um lado oposto ao que está acoplado à camada intermediária 13 que compreende o adesivo.

[0077] Na configuração da membrana de múltiplas camadas compostável 10, como descrito até agora na primeira modalidade, a membrana 10 tem um valor TTO de menos que 0,5 cm³/m²/dia/atm.

[0078] Se o valor de TTO for calculado em função da espessura da membrana 10 (mesmo que seja inadequado, pois o valor de TTO não depende não depende da espessura das camadas de barreira 11 e 14), ainda na configuração como descrito acima com referência à primeira modalidade, a membrana 10 tem um valor de TTO de 0,057 cm³/2,54 m²/dia/atm (0,057 cc/100 in2/dia/atm).

[0079] Preferencialmente, o dito filtro 16 é feito a partir de um tecido não tecido, por exemplo, um tecido não tecido de ácido polilático (PLA).

[0080] O filtro 16 pode ser combinado ou não combinado com uma membrana de múltiplas camadas compostável.

[0081] Se o filtro 16 for combinado, é preferencialmente ligado à membrana por técnicas bem conhecidas, tais como por selagem a quente, colagem, colagem por pontos e similares, em que a colagem é preferencialmente realizada por meio de adesivos compostáveis ou não compostáveis.

[0082] De acordo com uma modalidade mais preferida da primeira modalidade, a membrana de múltiplas camadas compostável compreende uma terceira camada de barreira 15, interposta entre a camada

Petição 870190110707, de 30/10/2019, pág. 92/106

14/19 intermediária 13 e a camada de metalização 12, compreendendo um verniz com propriedades de barreira de oxigênio.

[0083] O verniz com propriedades de barreira é preferencialmente selecionado a partir do grupo que compreende vernizes à base de PVDC, resina de álcool polivinílico tal qual ou modificada com silanos; celulose; resina acrílica; resina epóxi.

[0084] A dita terceira camada de barreira 15 é preferencialmente acoplada à camada de metalização 12 por um iniciador selecionado, por exemplo, dentre poliuretano, isocianato, isocelulose ou semelhantes.

[0085] Na configuração da membrana de múltiplas camadas compostável 10, como descrito até agora nesta primeira modalidade, que também compreende o verniz com propriedades de barreira 15, a membrana 10 tem um valor de TTO inferior a 0,1 cm³/2,54 m²/dia/atm (0,1 cc/100 in2/dia/atm).

2^ã MODALIDADE

[0086] Em uma segunda modalidade da membrana de múltiplas camadas compostável 10, também com referência à Figura 3, a membrana compreende primeira e segunda camadas de barreira 11 e 14 contendo uma película de barreira compostável não orientada.

[0087] Deve-se notar que as considerações sugeridas para a primeira modalidade também são aplicáveis à segunda modalidade.

[0088] Particularmente, de acordo com a dita segunda modalidade, a membrana de múltiplas camadas compostável 10 tem um módulo de elasticidade que varia de 3 a 20 N, como medido de acordo com a ASTM F 1306, e uma espessura S que varia de 40 a 200 pm.

[0089] A dita película não orientada compostável é, por exemplo, uma película polimérica formada por tecnologia de moldagem, à base de poliésteres, ácido polilático, resinas de amido ou similares.

[0090] Vantajosamente, a dita película não orientada

Petição 870190110707, de 30/10/2019, pág. 93/106

15/19 compostável tem características notáveis de fragilidade.

[0091] Uma película polimérica é considerada não orientada quando as cadeias poliméricas estão em uma configuração aleatória de bobina e nenhuma direção comum de orientação pode ser identificada. Em geral, películas poliméricas não orientadas são películas poliméricas amorfas.

[0092] A camada de metalização 12 aumenta vantajosamente as propriedades de barreira de oxigênio da primeira camada de barreira e cria uma barreira de umidade.

[0093] A metalização pode ser realizada utilizando-se técnicas bem conhecidas, em que, como regra, o metal selecionado para deposição é adequadamente aquecido e, mais tarde, aspergido sobre a superfície de interesse.

[0094] De preferência, o metal que é usado para a camada de metalização é alumínio. Mais preferencialmente, esta camada de alumínio tem uma espessura que varia de 200 Â a 500 Â.

[0095] Alternativamente, a camada de metalização 12 é formada por deposição de óxidos de SiOx e AlOx.

[0096] A camada de metalização 12 e a segunda camada de barreira 14 são separadas por uma camada intermediária 13 que contém pelo menos um adesivo, em que o dito pelo menos um adesivo é preferencialmente selecionado a partir de adesivos compostáveis ou não biocompostáveis.

[0097] A contribuição em peso da dita camada intermediária 13 é tal que garante que, mesmo que contenha pelo menos um adesivo não biocompostável, a membrana de múltiplas camadas inteira atinge os requisitos de biocompostabilidade.

[0098] A camada intermediária 13 compreende preferencialmente um adesivo de poliuretano que, para os fins da presente invenção, pode ser um adesivo de um ou dois componentes e é preferencialmente um adesivo sem solvente, à base de solvente ou à base de

Petição 870190110707, de 30/10/2019, pág. 94/106

16/19 água.

[0099] Em uma modalidade alternativa, a membrana de múltiplas camadas compostável 10 compreende uma camada de metalização adicional 17 disposta entre a camada intermediária 13 e a segunda camada de barreira 14.

[0100] Deve-se notar que, em uma modalidade alternativa, a membrana da invenção compreende uma camada externa 18 adjacente à primeira camada de barreira 11, em um lado oposto ao lado sobre o qual a camada de metalização 12 foi depositada, que compreende um verniz resistente ao calor.

[0101] Materiais adequados para o verniz resistente ao calor incluem, por exemplo, vernizes à base de resina de clorovinilo, resina de poliuretano, resina de nitro-poliuretano, resina de nitro-acrílico; resina de nitrocelulose; resina de poliéster; celulose; resina acrílica; resina de estireno; resina acrílica-estireno; resina epóxi; resina alquídica; resina de melamina; resinas de siloxano; resinas de uretano; resinas de ureia.

[0102] Deve-se notar que, de acordo com uma modalidade mais preferida, a membrana de múltiplas camadas 10 compreende um filtro 16, adjacente à segunda camada de barreira 14, em um lado oposto ao que está acoplado à camada intermediária 13 que compreende o adesivo.

[0103] Preferencialmente, o dito filtro 16 é feito a partir de um tecido não tecido, por exemplo, um tecido não tecido de ácido polilático (PLA).

[0104] O filtro 16 pode ser combinado ou não combinado com uma membrana de múltiplas camadas compostável.

[0105] Se o filtro 16 for combinado, é preferencialmente ligado à membrana por técnicas bem conhecidas, tais como por selagem a quente, colagem, colagem por pontos e similares, onde a colagem é preferencialmente realizada por meio de adesivos compostáveis ou não compostáveis.

Petição 870190110707, de 30/10/2019, pág. 95/106

17/19

[0106] De acordo com uma modalidade mais preferida, a membrana compostável de múltiplas camadas 10 compreende uma terceira camada de barreira 15, interposta entre a camada intermediária 13 e a camada de metalização 12, compreendendo um verniz com propriedades de barreira ao oxigênio.

[0107] O verniz com propriedades de barreira é preferencialmente selecionado a partir do grupo que consiste em vernizes à base de PVDC, resina de álcool polivinílico tal qual ou modificada com silanos; celulose; resina acrílica; resina epóxi.

[0108] A dita terceira camada de barreira 15 é preferencialmente acoplada à primeira camada de metalização 12 por um iniciador selecionado, por exemplo, de poliuretano, isocianato, isocelulose ou similares.

3^ã MODALIDADE

[0109] Em uma terceira modalidade, a membrana de múltiplas camadas compostável 10 compreende uma primeira camada de barreira 11 que contém uma película de barreira compostável não orientada e uma segunda camada de barreira 14 que contém uma película compostável orientada.

[0110] Deve-se notar que as considerações sugeridas para a primeira e segunda modalidades também são aplicáveis à terceira modalidade.

[0111] Aqui, a membrana de múltiplas camadas compostável 10 tem um módulo de elasticidade que varia preferencialmente de 9 a 16 N, como medido de acordo com a ASTM F 1306.

[0112] Com referência agora às Figuras 1 e 2, serão descritas implementações especiais da membrana de múltiplas camadas compostável 10 em cartuchos 1 contendo café ou outros produtos solúveis ou infusíveis.

[0113] Deve-se notar que a membrana de múltiplas

Petição 870190110707, de 30/10/2019, pág. 96/106

18/19 camadas compostável 10 pode ser usada em cartuchos 1 de qualquer forma e tamanho, que precisam atender aos requisitos de compostabilidade e propriedade de barreira.

[0114] A Figura 1 mostra esquematicamente um cartucho 1 da presente invenção para conter café ou outros produtos solúveis ou infusíveis, que compreende um corpo de recipiente 2 feito de material biodegradável, definindo um volume fechado 3 em duas bases opostas 4 e 5 nas quais o produto solúvel ou infusível (não mostrado) é mantido.

[0115] Particularmente, uma base define uma parede de topo 4 e a outra base define a parede de fundo 5 que sela hermeticamente o volume 3.

[0116] A parede de topo 4 e a parede de fundo 5 definem uma altura h do corpo de recipiente 2. A dita altura preferencialmente varia de 20 a 30 mm.

[0117] Como aqui abaixo utilizado, o termo biodegradável se refere à capacidade de degradação de substâncias e materiais orgânicos em moléculas mais simples através de uma série de reações químicas irreversíveis. O nível de biodegradação necessário para que um material seja certificado como biodegradável é de pelo menos 90% a ser atingido em menos de 6 meses.

[0118] O corpo do recipiente do cartucho biodegradável 1 é selecionado, por exemplo, a partir do grupo que compreende materiais biodegradáveis, como amido de milho, amido de batata, celulose, Mater-Bi e/ou qualquer combinação desses materiais.

[0119] Em uma modalidade alternativa, o corpo do recipiente 2 do cartucho 1 é formado com um material compostável, por exemplo, um material fundido compostável à base de poliésteres/PLA/resinas de amido e similares.

[0120] Deve-se notar que pelo menos uma dentre a parede de topo 4 e a parede de fundo 5 ou ambas são compostas da membrana

Petição 870190110707, de 30/10/2019, pág. 97/106

19/19 de múltiplas camadas compostável 10, como aqui descrito.

[0121] A membrana de múltiplas camadas compostável 10 pode vantajosamente preservaras propriedades organolépticas do produto solúvel ou infusível durante o transporte e o armazenamento, fornecendo propriedades de barreira ao oxigênio e à água, garantindo a conformidade com os requisitos de biodegradabilidade e/ou biocompostabilidade, pois constitui um selo hermético para o volume 3.

[0122] A membrana 10 também vantajosamente apresenta propriedades de penetrabilidade/firmeza e/ou espessura de forma a ser aberta sob a pressão do líquido de infusão. Em respeito disso, para que a água ou outro fluido pressurizado flua através do volume que contém o produto infusível ou solúvel, a membrana 10 é preferencialmente rompida por cúspides ou agulhas.

[0123] A membrana de múltiplas camadas compostável 10 não é fissurada.

[0124] Deve-se notar que, em certas modalidades do cartucho da invenção, a membrana de múltiplas camadas compostável 10 pode entrar em contato com o produto infusível ou solúvel no cartucho através do filtro 16 nele contido.

[0125] Em uma segunda modalidade do cartucho 1, também com referência à Figura 2, a parede de fundo 5 é recuada em direção ao volume hermeticamente fechado 3.

[0126] Nesta modalidade, um volume é definido entre a parede de fundo 5 e a membrana 10, uma vez que está é separada da parede de fundo 5.

[0127] Aqueles versados na técnica compreenderão obviamente que um número de mudanças e variações, conforme descrito acima, podem ser feitas para atender exigências particulares sem divergir do âmbito da invenção conforme definido nas reivindicações a seguir.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Membrana de múltiplas camadas compostável (10) para cartuchos que contêm produtos solúveis ou produtos adaptados para ser infundidos por água ou outro fluido pressurizado, que compreende:

- uma primeira camada de barreira (11) que contém uma película de barreira compostável;

- uma primeira camada de metalização (12);

- uma camada intermediária (13) que contém pelo menos um adesivo;

- uma segunda camada de barreira (14) que contém uma película de barreira compostável;

caracterizada pelo fato de que compreende:

- uma camada (18) adjacente à primeira camada de barreira (11), em um lado oposto ao lado em que a camada de metalização (12) foi depositada, que compreende um verniz resistente ao calor;

- uma segunda camada de metalização (17) disposta entre a camada intermediária (13) e a dita segunda camada de barreira (14);

- a dita película de barreira compostável da dita primeira camada de barreira (11) e a dita segunda camada de barreira (14) não são feitas de papel, de forma que a dita membrana de múltiplas camadas compostável (10) terá um valor TTO de menos que 0,5 cm³/m²/dia/atm.
2. Membrana de múltiplas camadas compostável, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que tem uma espessura (S) que varia de 40 a 200 pm.
3. Membrana de múltiplas camadas compostável, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a dita membrana tem um módulo de elasticidade que varia de 3 a 30 N, como medido de acordo com a ASTM F 1306.
4. Membrana de múltiplas camadas compostável, de

Petição 870190110707, de 30/10/2019, pág. 99/106

2/3 acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a dita película de barreira compostável da dita primeira película de barreira (11) e a dita segunda película de barreira (14) é orientada ou não orientada.
5. Membrana de múltiplas camadas compostável, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que o dito adesivo é preferencialmente selecionado a partir do grupo que consiste em: adesivos de poliuretano; adesivos de um, dois ou múltiplos componentes; adesivos que compreendem isocianatos bloqueados, adesivos sensíveis à pressão (ASP).
6. Membrana de múltiplas camadas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende uma terceira camada de barreira (15) que compreende um verniz com propriedades de barragem de oxigênio, de forma que a dita membrana de múltiplas camadas (10) terá um valor TTO de menos que 0,1 cm³/m²/dia/atm.
7. Membrana de múltiplas camadas, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que o dito verniz com propriedades de barragem de oxigênio é preferencialmente selecionado a partir de um grupo que compreende vernizes à base de PVDC; resina de álcool polivinílico como tal ou modificada com silanos; celulose, resina acrílica; resina epóxi.
8. Membrana de múltiplas camadas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a dita primeira camada de metalização (12) e/ou a dita segunda camada de metalização (17) são compostas por alumínio.
9. Membrana de múltiplas camadas, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que a dita primeira camada de metalização (12) tem uma espessura que varia de 200 Â a 500 Â.
10. Membrana de múltiplas camadas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a dita primeira camada de metalização (12) e/ou a dita segunda camada de metalização (17) são formadas

Petição 870190110707, de 30/10/2019, pág. 100/106

3/3 por deposição de óxidos de SiOx e AlOx.
11. Membrana de múltiplas camadas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende um filtro (16) que é feito de um tecido não tecido e é adjacente à segunda camada de barreira (14) em um lado oposto ao que está acoplado à camada intermediária (13) que compreende o adesivo.
12. Membrana de múltiplas camadas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende uma terceira camada de barreira (15), interposta entre a dita camada intermediária (13) e a dita camada de metalização (12), que compreende um verniz com propriedades de barragem de oxigênio.
13. Membrana de múltiplas camadas, de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que o dito verniz com propriedades de barragem de oxigênio da dita terceira camada de barreira (15) é selecionado a partir do grupo que compreende vernizes à base de PVDC; resina de álcool polivinílico como tal ou modificada com silanos; celulose, resina acrílica; resina epóxi.
14. Membrana de múltiplas camadas, de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracterizada pelo fato de que o dito verniz com propriedades de barragem de oxigênio da dita terceira camada de barreira (15) é acoplada à dita camada de metalização (12) com o uso de um iniciador.
15. Cartucho para produtos solúveis ou produtos adaptados para ser infundidos por água ou outro fluido pressurizado caracterizado pelo fato de que compreende um corpo recipiente, feito de um material compostável ou biodegradável, que define um volume hermeticamente fechado em duas bases opostas, nas quais o produto solúvel ou infundível é mantido, em que uma ou ambas as ditas duas bases opostas são formadas com uma membrana de múltiplas camadas, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14.