ES2616240T3 - Una cápsula etiquetada en el molde para la preparación de una bebida - Google Patents

Abstract

Una cápsula para preparación de bebidas (11) que define una cámara cerrada para encerrar una masa de material alimenticio soluble y/o extraíble, para su uso en una máquina para preparar bebidas, que comprende: (i) un cuerpo de la cápsula con paredes laterales (12), una pared inferior (13) abierta con una abertura de dispensación (14), dichas paredes del cuerpo de la cápsula comprenden un material termoplástico a base de aceite o a base de biomasa moldeado por inyección, seleccionado dentro del listado de: polipropileno (PP), polietileno (PE), poliestireno (PS), policarbonato (PC), tereftalato de polietileno (PET), o ácido poliláctico (PLA), comprendiendo además las paredes del cuerpo de la cápsula un escalón circunferencial (19) dirigido hacia dentro, que está situado entre la pared lateral y la pared inferior, (ii) una membrana superior (15), impermeable a gas y a la humedad, perforable por medios de inyección (N) de la máquina que están adaptados para inyectar un líquido de extracción a presión dentro de dicha cámara, y (iii) una membrana inferior (16) impermeable a gas y a la humedad sellada en el interior del cuerpo de la cápsula alrededor de la pared inferior (13), (iv) medios (18) adaptados para abrir dicha cámara mediante el acoplamiento relativo con la membrana inferior bajo el efecto del incremento de la presión del líquido en la cámara durante la inyección de dicho líquido, caracterizada por el hecho de que la superficie exterior del cuerpo de la cápsula se encuentra al menos parcialmente cubierta por una etiqueta (20) impermeable a gas y, opcionalmente a la humedad, la etiqueta adherida de manera permanente mediante el etiquetado en molde a dicha pared del cuerpo de la cápsula, dicha etiqueta tiene una forma tridimensional tal que la cápsula etiquetada es impermeable a gas y a la humedad, y en el que dicha etiqueta (20) también cubre la superficie del escalón (19).

Description

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DESCRIPCION

Una capsula etiquetada en el molde para la preparacion de una bebida Campo de la invencion

La presente invencion se refiere a una capsula para preparar una bebida en una maquina de preparacion de bebidas, en el que dicha capsula es fabricada por medio del etiquetado en molde.

Antecedentes de la invencion

Son bien conocidas maquinas de preparacion de bebidas en el sector de la alimentacion y el area de bienes de consumo. Tales maquinas permiten a un consumidor preparar en casa un tipo dado de bebida, por ejemplo, una bebida basada en cafe, por ejemplo, un espresso o una taza de cafe a modo de infusion.

Hoy en dfa, la mayona de maquinas de preparacion de bebidas para preparar una bebida en casa comprenden un sistema hecho de una maquina que puede alojar ingredientes en porciones para la preparacion de la bebida. Tales porciones pueden ser bolsas o sobres blandos, o bolsitas pero cada vez mas sistemas utilizan porciones seminigidas o ngidas tales como capsulas o vainas ngidas. A continuacion, se considerara que la maquina de bebidas de la invencion es una maquina para la preparacion de bebidas que trabajan con una capsula ngida.

La maquina comprende un recipiente para alojar dicha capsula y un sistema de inyeccion de fluido para inyectar un fluido, preferentemente agua, bajo presion en dicha capsula. El agua inyectada bajo presion en la capsula, para la preparacion de una bebida de cafe de acuerdo con la presente invencion, esta preferentemente caliente, es decir, a una temperatura por encima de 70°C. Sin embargo, en algunos ejemplos concretos, tambien puede estar a una temperatura ambiente. La presion dentro de la camara de capsula durante la extraccion y/o disolucion de los contenidos de la capsula es habitualmente alrededor de 1 a 6 bares para la disolucion de productos, de 2 a 12 bares para la extraccion de cafe molido y tostado. Dicho proceso de preparacion se diferencia del denominado proceso de “infusion” de preparacion de bebidas - en particular para te y cafe, en el que la preparacion implica un largo tiempo de infusion del ingrediente con un fluido (por ejemplo, agua caliente), mientras que el proceso de preparacion de bebida permite a un consumidor preparar una bebida, por ejemplo, cafe dentro de un periodo de unos cuantos segundos.

El principio de extraer y/o disolver el contenido de una capsula cerrada bajo presion es conocido y consiste habitualmente en confinar la capsula en un recipiente de una maquina, inyectar una cantidad de agua presurizada en la capsula, generalmente despues de perforar una cara de la capsula con un elemento de inyeccion perforador tal como una aguja de inyeccion de fluido montada en la maquina, de modo que crea un ambiente presurizado dentro de la capsula ya sea para extraer la sustancia o disolverla, y a continuacion liberar la sustancia extrafda o la sustancia disuelta a traves de la capsula. Capsulas que permiten la aplicacion de este principio ya se han descrito por ejemplo en la patente europea del solicitante n° EP 1472 156 B1 y en EP 1784 344 B1.

Maquinas que permiten la aplicacion de este principio ya se han descrito por ejemplo en las patentes CH 605 293 y EP 242 556. Segun estos documentos, la maquina comprende un recipiente para la capsula y un elemento de perforacion e inyeccion hecho en forma de aguja hueca que comprende en su region distal uno o mas orificios de inyeccion de lfquido. La aguja tiene una doble funcion en el que abre la parte superior de la capsula por un lado, y que forma el canal de entrada de agua en la capsula por otro lado.

La maquina comprende ademas un tanque para fluido - en la mayona de casos este fluido es agua - para almacenar el fluido que es utilizado para disolver y/o hacer infusion y/o extraer bajo presion los ingredientes contenidos en la capsula. La maquina comprende un elemento calefactor tal como un hervidor o un intercambiador de calor, que es capaz de calentar el agua utilizada para temperaturas de trabajo (clasicamente temperaturas de hasta 80-90°C). Finalmente, la maquina comprende un elemento de bombeo para la circulacion del agua desde el tanque a la capsula, opcionalmente a traves del elemento calefactor. El camino por donde circula el agua dentro de la maquina es elegido a traves de medios de valvula que se seleccionan, tales como por ejemplo una valvula peristaltica del tipo descrito en la solicitud de patente europea del solicitante n° EP 2162653 A1.

Cuando la bebida a preparar es cafe, una forma interesante de preparar dicho cafe es proporcionar al consumidor con una capsula que contenga cafe en polvo molido y tostado, que es extrafdo con agua caliente inyectada.

Se han desarrollado capsulas para dicha aplicacion, que se describen y reivindican en la patente europea de solicitante EP 1 784 344 B1, o en la solicitud de patente europea EP 2 062 831.

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En resumen, tales capsulas comprenden tipicamente, tal como se ilustra en la figura 1:

un cuerpo hueco y una pared de inyeccion, la cual es impermeable a los Kquidos y al aire y que se encuentra adherida al cuerpo y adaptada para ser perforada por, por ejemplo una aguja de inyeccion de la maquina, una camara que contiene un lecho de cafe tostado y molido para ser extrafdo,

una membrana de aluminio dispuesta en el extremo inferior de la capsula, la cual cierra dicha capsula, para mantener la presion interna en la camara, dicha membrana se asocia con medios de perforacion para perforar orificios de dispensacion en dicha membrana de aluminio, cuando dicha presion interna dentro de la camara llega a un determinado valor pre determinado,

opcionalmente, medios configurados para romper el chorro de fluido a fin de reducir la velocidad del chorro de fluido que se inyecta dentro de la capsula y distribuir el fluido a traves de la cama de sustancia a una velocidad reducida. Es cntico para el usuario saber cuando el nivel del agua en el tanque de la maquina es demasiado bajo para preparar una bebida completa.

El cuerpo de la capsula es un elemento tridimensional complejo, que comprende en su parte inferior un escalon de tal manera que la membrana de aluminio anteriormente descrita se puede sellar a la superficie interna de dicho cuerpo, tal como se ilustra en la figura 1.

El cuerpo de la capsula tfpicamente se fabrica mediante el termoformado de una hoja de plastico. A fin de proteger el contenido de la capsula contra la degradacion del gas y de la humedad durante el almacenamiento, el cuerpo de la capsula se fabrica con un plastico que es generalmente un laminado que comprende al menos una capa de barrera de gas y humedad. Tal requisito tecnico evita utilizar una tecnica de moldeo por inyeccion, dado que tal tecnica de moldeo por inyeccion no permite la inyeccion de una pared de cuerpo multicapa.

La membrana de aluminio anteriormente descrita proporciona una buena barrera en la parte inferior de la capsula. Y la membrana perforable superior ("pared de inyeccion" como se ha descrito anteriormente) tambien esta hecha con un material impermeable al gas y a la humedad, que puede ser monocapa o multicapa.

Como puede sobreentenderse, todos los materiales son elegidos ya que es esencial garantizar que la capsula tenga una barrera a la humedad y al gas para proteger su contenido.

El etiquetado en molde (IML) es una tecnica de moldeo de etiqueta utilizada en el moldeado por soplado, el moldeado por inyeccion y en el termoformado de contenedores. En general una capa interna compatible con el material plastico se funde parcialmente para adherirse a una estructura de plastico formada en el interior del molde de inyeccion o de termoformado.

En general, la etiqueta se coloca en el molde en el que se mantiene en su lugar por vado o por otros medios de posicionamiento dedicados. El molde se cierra entonces y se vierte o se inyecta resina de plastico fundido dentro del molde a fin de formar el recipiente para envasar. De esta manera, el adhesivo de la etiqueta se activa debido al calor resultante de la inyeccion de resina caliente y, por lo tanto, la etiqueta se adhiere al recipiente, es decir, la etiqueta se moldea en la pared del recipiente.

El documento EP 1440903 se refiere a un cartucho para la preparacion de una bebida con un revestimiento de barrera aplicado mediante un numero de mecanismos, incluyendo el etiquetado en molde.

El documento JP 10129737 A, por ejemplo, se refiere a un recipiente para envasado con una abertura que tiene propiedades de barrera de gas oxfgeno. De esta manera, una pared interior de una cara lateral del cuerpo principal de un recipiente con fondo y una pared interior de una parte inferior del mismo estan provistos de etiquetas en el molde para mejorar las propiedades de barrera al gas oxfgeno del recipiente para envasado.

Ademas, el documento GB 1348370 describe un recipiente que comprende una estructura o bastidor, hecho de un material ngido o semi-ngido, que se utiliza como un soporte para la aplicacion de un material mas blando, como por ejemplo una pelfcula, mediante una tecnica de etiquetado en molde, a fin de obtener un contenedor.

El documento FR 2700493 A es una solicitud de patente francesa, que tambien describe un contenedor que esta hecha al inyectar un bastidor ngido, sobre el que se adhiere una etiqueta para completar el cuerpo del recipiente, por ejemplo, mediante el etiquetado en molde.

Dicha tecnica IML proporciona ventajas en terminos industriales del ratio de produccion, practicidad, y tambien dado que ayuda a reducir la cantidad de material de envasado que se utiliza, siendo por ello favorablemente economica, y ecologica.

Es por lo tanto un objeto principal de la presente invencion desarrollar una capsula que puede ser producida

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mediante IML, y un proceso de fabricacion para hacer la misma, que proporciona todas las ventajas de la produccion IML antes citada, mientras que alcanza una elevada proteccion del contenido de la capsula contra gas y la humedad.

Resumen de la invencion

Los objetivos anteriormente expuestos se consiguen con una capsula para preparacion de bebidas de acuerdo con la reivindicacion 1.

En particular, la capsula de acuerdo con la invencion se caracteriza por el hecho de que la superficie exterior del cuerpo de la capsula se encuentra al menos parcialmente cubierta por un gas, y, opcionalmente por humedad, etiqueta impermeable adherida de manera permanente mediante el etiquetado en molde a dicha pared del cuerpo de la capsula, dicha etiqueta tiene una forma tridimensional tal que la capsula etiquetada es a prueba de gas y humedad.

Las paredes del cuerpo de capsula comprenden ademas un escalon circunferencial orientado hacia el interior, que esta situado entre la pared lateral y la pared inferior.

La etiqueta cubre la superficie exterior de las paredes laterales del cuerpo de la capsula, y la superficie del escalon, y mas preferentemente, dicha etiqueta cubre tambien la superficie de la pared inferior del cuerpo.

Es altamente preferible que el diametro exterior de la membrana inferior sea mayor que el diametro interior de la etiqueta en la region del escalon, creando de esta manera una superposicion ("Op") entre la membrana inferior y la etiqueta en dicha region del escalon.

Tal superposicion garantiza que no pase gas o humedad a traves de las paredes del cuerpo de la capsula, incluso durante un largo penodo de almacenamiento.

Ventajosamente, dicho solapamiento se puede ajustar entre 1 y 3 mm de ancho.

El escalon del cuerpo de la capsula puede ser horizontal relativo al eje de simetna vertical de la capsula.

La presente invencion esta dirigida tambien a un proceso para fabricar una capsula para preparacion de bebidas tal como se ha descrito anteriormente, caracterizado porque comprende las etapas de, en este orden:

(i) proporcionar una etiqueta plana de barrera de gas y de humedad que tiene una forma general de un segmento de arco,

(ii) posicionar y luego formar dicha etiqueta plana alrededor de un punzon que tiene una forma tronco conica, en una banda de la etiqueta tronco conica,

(iii) opcionalmente punzonar el pequeno apice de la banda de la etiqueta a fin de que se deforme hacia adentro y crear un borde escalon

(iv) posicionar la banda de la etiqueta con su escalon dentro de un molde y cerrar el molde,

(v) inyectar un material termoplastico dentro del molde a fin de formar el cuerpo de una capsula de termoplastico de una capa que esta etiquetado sobre su superficie exterior con dicha etiqueta, en donde dicho cuerpo de la capsula comprende paredes laterales, una pared inferior abierta con una abertura de dispensacion, y un escalon circunferencial dirigido hacia dentro, que esta situado entre la pared lateral y la pared inferior, y tal que dicha etiqueta cubre la superficie exterior de las paredes laterales del cuerpo de la capsula, y la superficie exterior del tramo del escalon.

En una realizacion altamente preferida de la invencion, la etiqueta comprende franjas en el borde mas pequeno del segmento de arco, de manera que la etapa de punzonado dobla dichas franjas hacia dentro, creando al menos solapamientos parciales entre franjas adyacentes.

Dichas franjas se doblaran hacia el interior de la banda de la etiqueta durante la operacion de punzonado, y la forma tridimensional sera mas facil de lograr, debido a la flexibilidad de las franjas, los que de doblan individualmente. En el caso que la operacion de punzonado se realice sobre una etiqueta que no tiene franjas, se ha demostrado que en muchos casos, el escalon hacia el interior creado comprende pliegues, a traves del cual pueden pasar el gas y/o la humedad, lo cual es por supuesto muy indeseable. Cuando se cortan franjas sobre la etiqueta plana, no aparece pliegue alguno cuando la etiqueta plana se punzona en una banda de etiqueta tridimensional tronco conica con un borde escalon.

En una primera realizacion, las franjas pueden estar dispuestas tangencialmente perpendicular con relacion al borde del segmento de arco de la etiqueta.

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En una segunda realizacion preferida, sin embargo, las franjas estan dispuestos tangencialmente oblicuos con relacion al borde del segmento de arco de la etiqueta. Tal configuracion ha demostrado resultados particularmente buenos con respecto a la fiabilidad del proceso de conformacion, cuando la etiqueta se punzona para crear un borde tipo escalon. No se crean pliegues o doblado erroneo de las franjas. Esto se debe al hecho de que la direccion oblicua de las franjas una con relacion a las otras adyacentes, crea un movimiento dinamico de deformacion durante el punzonado, en donde todas las franjas siguen la misma direccion de doblado de tal manera que franjas adyacentes se superponen naturalmente uno sobre otra. Este efecto positivo fue probado especialmente a altas velocidades de produccion.

Breve descripcion de los dibujos

Las caractensticas y ventajas adicionales de la presente invencion se describen, y seran evidentes, a partir de la descripcion de las realizaciones actualmente preferidas, que se exponen a continuacion con referencia a los dibujos en los que:

La figura 1 es una vista esquematica en corte de perfil de una capsula de la tecnica anterior;

La figura 2 es una vista esquematica en perspectiva de una maquina para la preparacion de bebidas para su uso con una capsula de la invencion;

La figura 3 es una vista en perspectiva dividida, parcialmente cortada, de una capsula de acuerdo con la invencion;

La figura 4 es una vista esquematica en corte de perfil de una capsula de acuerdo con la invencion;

Las figuras 5 a 10 son vistas esquematicas de perfil que muestran diferentes etapas de un proceso de acuerdo con la invencion;

Las figuras 11 a 13 ilustran una realizacion de una etiqueta para la fabricacion de una capsula de acuerdo con la invencion;

Las figuras 14 a 16 ilustran una realizacion de una etiqueta para la fabricacion de una capsula de acuerdo con la invencion;

Las figuras 17 a 24 son vistas esquematicas parciales laterales de corte de un proceso de moldeo por inyeccion para la fabricacion de una capsula de acuerdo con una realizacion de la presente invencion, ilustrando las diversas etapas de la inyeccion termo plastica del cuerpo de la capsula dentro del molde.

Descripcion detallada de la invencion

La capsula de acuerdo con la presente invencion esta destinada a ser utilizada en una maquina de preparacion de bebidas 1 tal como se ilustra en la figura 2.

La maquina comprende un cuerpo de maquina 2 que contiene una bomba de agua, un elemento para calentar agua y un tablero electronico para controlar las funciones de la maquina, un deposito de agua 3, un interruptor de encendido/apagado 4, un cabezal de preparacion 5 que esta en comunicacion fluida con la bomba de agua, el elemento de calefactor, y el deposito de agua 3. La maquina comprende ademas una palanca de temperatura 6 para que el usuario seleccione la preparacion de bebidas fnas o calientes. El cabezal de preparacion 5 comprende un pestillo de cierre 7 para cerrar o liberar la insercion en una abertura 8 de un soporte de capsula 9. La maquina comprende ademas una bandeja para tazas 10.

Tal como se ilustra en la figura 2, el soporte de capsula 9 esta destinado a ser cargado con una capsula 11. El soporte de capsula cargado se coloca en la abertura 8 del cabezal de preparacion 5, cerrado en este al mover el pestillo de cierre 7 hacia abajo, de manera que un elemento perforador (no mostrado) perfora la pared superior de la capsula, en una configuracion lista para la inyeccion de agua dentro de la capsula, y por lo tanto la preparacion de la bebida.

Tal como se ilustra en la figura 3, la capsula 11 de acuerdo con la invencion comprende un cuerpo de la capsula con paredes laterales 12 y una pared inferior 13 que tiene una abertura de dispensacion 14. La capsula se cierra hermeticamente despues de su llenado y durante el almacenamiento mediante una membrana superior 15 y una membrana inferior de aluminio 16. La membrana superior es perforable mediante una aguja "N" de la maquina para preparar bebidas, dicha aguja esta adaptada para inyectar un lfquido bajo presion dentro de la capsula a fin de extraer y/o disolver los ingredientes de preparacion de bebidas "RG" contenidos dentro de dicha capsula. En el caso que la capsula 11 se encuentre llena con cafe en polvo molido y tostado extrafble, una pelfcula perforada 17 se sella en la parte superior de la masa de cafe tostado y molido, tal como se describe en la patente Europea del solicitante EP 1784344 B1, a fin de mantener la masa de ingredientes durante la inyeccion de lfquido dentro de la capsula. La capsula 11 comprende ademas medios para abrir la membrana inferior 16 cuando la presion del lfquido dentro de la capsula se eleva por encima de un cierto nivel. Este medio es una placa 18 que comprende protuberancias punzantes sobre su superficie, que se gira hacia la membrana inferior 16.

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De acuerdo con la invencion, la capsula 11 ilustrada en la figura 4 se fabrica de tal manera que el cuerpo de la capsula es un elemento simple de una sola pieza, hecho de un material de polipropileno moldeado por inyeccion. El cuerpo de la capsula comprende ademas un escalon circunferencial 19 dirigido hacia dentro, que se encuentra entre la pared lateral 12 y la pared inferior 13 del cuerpo de la capsula. Dicho material no es una barrera al gas y a la humedad, y por lo tanto no puede proteger el contenido de la capsula durante el almacenamiento. A fin de lograr una barrera adecuada para gas y humedad, la invencion proporciona una capsula 11 en la cual la pared lateral del cuerpo 12 y el escalon 19 estan cubiertos con una etiqueta 20 hecha de un material que actua de barrera para gas y humedad, tal como se ilustra en la figura 4.

De forma mas precisa, tal como se ilustra en la figura 4, la membrana inferior 16 se sella sobre la superficie interna del escalon 19, la etiqueta 20 se sella sobre la superficie externa de dicho escalon 19, y el diametro externo de la membrana inferior es mayor que el diametro interior de la etiqueta en la region del escalon de modo que se forma un solapamiento "Op" entre la membrana inferior 16 y la etiqueta 20. Se entiende por "solapamiento", como un solapamiento dimensional, cuando se considera la capsula en la direccion transversal, tal como se ilustra en la figura 4. Tal solapamiento no es una superposicion mecanica, dado que la membrana inferior 16 y la etiqueta 20 no estan en contacto uno con el otro. Tal solapamiento es importante ya que garantiza que la barrera para el gas y la humedad sea eficaz, ya que ninguna molecula de gas o vapor de agua pueda ser transferida desde el exterior de la capsula hacia el interior, a traves de dicho escalon 19.

La invencion esta orientada ademas a un proceso de fabricacion de una capsula tal como se ha descrito con anterioridad. Dicho proceso se describira ahora con referencia a las figuras 5 a 10. A continuacion, solamente se describiran en detalle las etapas del proceso que se refieren a la produccion del cuerpo de la capsula. Otras etapas para la produccion de una capsula totalmente terminada y llena no se describiran ya que son conocidas como tales. Tales etapas comprenden el moldeo por inyeccion de la placa de perforacion 18, y colocar esta dentro del cuerpo de la capsula, luego sellar la membrana inferior 16 sobre los lados internos del escalon 19, llenar el cuerpo de la capsula con un ingrediente, opcionalmente sellar una pelfcula perforada 17, a continuacion sellar la membrana superior 15 sobre el borde superior del cuerpo de la capsula.

Tal como se ilustra en la figura 5, la primera etapa en la produccion de un cuerpo de capsula de acuerdo con la invencion comprende cortar una etiqueta plana 20 a partir de un rollo de pelfcula hecha de un material barrera para gas y humedad. La etiqueta asf cortada tiene la forma general de un segmento de arco, tal como se muestra en la figura 5. La etiqueta 20 en su configuracion plana, se acerca luego desde un nucleo de moldeo por inyeccion 21 que tiene una forma generalmente troncoconica que corresponde a la del cuerpo de la capsula, y que tiene la forma positiva con respecto a una correspondiente cavidad hueca 22 de moldeo por inyeccion.

La etiqueta esta cargada electroestaticamente y por lo tanto es fijada de forma extrafble sobre la superficie del nucleo metalico 21, tal como se muestra en la figura 6. Como una alternativa preferida a utilizar el nucleo 21 de moldeo por inyeccion para formar la etiqueta a partir de su configuracion plana a su forma tronco conica, se puede utilizar un elemento formador intermedio 21, que generalmente tiene la misma forma que la del nucleo 21 de moldeo por inyeccion, pero sin la forma sobresaliente inferior 21" que moldea el tramo interior mas inferior de la capsula. Tal elemento formador intermedio se ilustra en las figuras 7 y 8, en donde reemplaza al nucleo de moldeo por inyeccion convencional durante el proceso de formacion de la etiqueta. Si se utiliza tal elemento formador, por supuesto, que la etiqueta formada se transfiere entonces mecanicamente dentro de la cavidad del molde de inyeccion tal como se describe en lo sucesivo, para el moldeo por inyeccion de la capsula de acuerdo con la invencion. En ese caso, el molde de inyeccion comprende una cavidad del molde y un nucleo del molde, tal como se describio anteriormente y en lo sucesivo, y se ilustra como por ejemplo en las figuras 5, 9 y 10.

Luego la etiqueta 20 se forma alrededor del nucleo 21 o del elemento formador 21' tal como se ilustra en la figura 7. Esta etapa de conformacion se realiza mediante la creacion de un vacfo en la superficie del nucleo o del elemento formador (en ese caso, el nucleo o el elemento formador comprenden un sistema de aspiracion), o alternativamente, la etiqueta 20 se puede formar en torno al nucleo 21 o el elemento formador 21' mediante la aplicacion de medios mecanicos - no se ilustran en el dibujo. En esa posicion, la parte inferior de la etiqueta (la cual ahora tiene una forma generalmente cilmdrica) se extiende por fuera del nucleo, o del elemento formador 21' tal como se muestra en el tramo parcialmente cortado de la figura 7.

Tal como se muestra en la figura 8, la etiqueta 20 asf formada y adherida alrededor del nucleo 21 o del elemento formador 21' se acerca entonces a un elemento punzon 23 formador de escalon, que se presiona desde debajo de dicho nucleo 21 o elemento 21', sobre el borde inferior de la etiqueta 20 que sobresale del nucleo 21 o elemento 21'. Esto deforma dicho borde inferior hacia el interior de la etiqueta 20, creando de esta manera un borde escalon redondeado hacia el interior 24, tal como se ilustra en las figuras 8, 13 o 16. Este borde escalon hacia el interior 24 tiene por objeto adaptarse exactamente al tramo de escalon 19 del cuerpo de la capsula, tal como tambien se ilustra

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en la figura 4.

Luego, la etiqueta formada se transfiere a la cavidad del molde, que se cierra, tal como se ilustra en la figura 9, en una configuracion del molde de inyeccion, listo para la inyeccion de la parte de plastico del cuerpo de la capsula. La inyeccion se lleva a cabo, de manera tal que el plastico fundido fluye entre el nucleo 21 y la etiqueta 20 (no se muestra). Durante la inyeccion, el material de la etiqueta y el plastico inyectado se sellan uno al otro de manera tal que cuando se abre el molde de inyeccion moviendo el nucleo 21 hacia fuera, la etiqueta esta permanentemente adherida a la superficie exterior del cuerpo de la capsula, en la region de las paredes laterales 12 y el escalon 19, tal como se ilustra en la figura 10. El cuerpo de la capsula asf formado esta listo para las siguientes etapas de conformacion de la capsula ya descritos anteriormente (ensamblado con placa de perforacion 18, sellado de membranas, llenado).

Con el fin de asegurar que la barrera de proteccion es tambien eficaz y fiable, es importante que no formen pliegues presentes entre la etiqueta 20 y la superficie exterior del escalon 19, ya que tales pliegues podnan crear canales a traves de los cuales puedan pasar las moleculas de gas o la humedad, que es naturalmente indeseable.

La presente invencion proporciona una garantfa eficiente de que tales pliegues no apareceran en el espesor de la etiqueta 20. A este efecto, la etiqueta, cuando se encuentra en su configuracion plana tal como se ilustra en la figura 11, se fabrica con franjas 25. Las franjas se cortan a lo largo del lado arqueado pequeno del segmento de arco de la etiqueta.

Tal como se ilustra en la figura 12, las franjas se pueden cortar verticalmente con relacion al eje de simetna vertical "Av" de la etiqueta cuando esta se encuentra en su configuracion plegada.

Tal configuracion es eficaz en la prevencion de pliegues, dado que cuando el borde inferior hacia el interior 24 de la etiqueta 20 esta formado tal como se ha descrito anteriormente en referencia a la figura 8, las franjas se doblaran hacia dentro, y debido al diametro reducido de la etiqueta asf formada, desde el exterior hacia el interior, las franjas adyacentes permanecen planos y solo se superponen uno sobre el otro tal como se muestra en la parte ampliada de la figura 13. Esto evita una deformacion irregular del material de la etiqueta en esta region, que podna causar pliegues.

Se ha observado sorprendentemente, que a fin de mejorar aun mas la fiabilidad del proceso segun la invencion, se pueden cortar las franjas 25 tal como para estar dispuestas en forma tangencialmente oblicua con relacion al borde arqueado pequeno del segmento de arco de la etiqueta, tal como se ilustra en las figuras 14, 15, y 16. En este caso, se hallo que colocar franjas durante la deformacion hacia adentro del borde interior 24 se mejora y la posicion de cada franja relativa a los adyacentes se produce de forma natural. La figura 14 ilustra tal etiqueta 20 con franjas oblicuas 25 en su configuracion plana. La figura 15 muestra la misma etiqueta despues de haber sido conformada alrededor del elemento del nucleo del molde de inyeccion. Y la figura 16 ilustra la misma etiqueta conformada luego del punzonado del borde inferior de la etiqueta hacia adentro para formar el borde 24 que corresponde al tramo escalonado 19 de la capsula.

A fin de producir una capsula de acuerdo con la presente invencion, se puede utilizar un proceso de fabricacion alternativo, que se describira ahora en detalle. Con este proceso de fabricacion, la etiqueta no se monta sobre el exterior del cuerpo de la capsula, sino que en el interior, tal como se describira mas adelante, con referencia a las figuras 17 a 24.

Las etapas para formar la etiqueta 20 son los mismos que se han descrito anteriormente. La etiqueta se proporciona como un elemento plano, y luego se le da una forma tridimensional mediante la formacion por ejemplo en torno a un elemento formador 21'. tal como se ilustra en las figuras 7 y 8, por ejemplo. Una vez que la etiqueta se forma, se transfiere a la cavidad del molde de inyeccion 22. La inyeccion se cierra entonces moviendo el nucleo del molde por inyeccion 21 hacia la cavidad 22, a fin de obtener un molde de inyeccion cerrado, tal como se ilustra en las figuras 9 o 17. Durante la inyeccion de material termoplastico en el molde, dicho material "M" se inyecta a traves de un punto de inyeccion "IP" que se encuentra en el extremo mas inferior de la capsula, tal como se muestra en la figura 17. El material termoplastico que se encuentra en un estado fundido, por lo tanto fluido, fluye hacia arriba al extremo superior de la capsula, tal como se ilustra con una lmea oscura gruesa en las figuras 17 a 24. El movimiento del material termoplastico en la cavidad del molde se ilustra mediante una flecha en la figura 18.

Tal como se muestra en las figuras 17 y 18, el tramo final superior 26 de la etiqueta 20 tiene una longitud adicional de modo que se extiende a traves del ancho de la cavidad del molde. La etiqueta 20 se mantiene hacia el lado exterior del molde mediante carga electroestatica o vacfo.

Ya que comprende franjas, la etiqueta se dobla de manera que tambien se extiende a traves del ancho de la cavidad

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del molde en su extremo mas inferior 27.

Tal como se muestra en la figura 19, el termoplastico fundido entra entonces en contacto con el extremo inferior 26 de la etiqueta 20, en un angulo comprendido entre 0° y 60° con relacion a la vertical. El primer punto de contacto entre el material de plastico fundido "M" y la etiqueta 20 son las franjas 25 de la etiqueta. Estas franjas 25 se mueven desde la cavidad del molde 22 hacia el nucleo 21 del molde de inyeccion, y la etiqueta 20 se mantiene en su lugar en esa posicion mediante el material plastico inyectado que presiona a dicha etiqueta desde abajo, tal como se muestra en la figura 19.

Tal como se muestra en la figura 20, a medida que la inyeccion de termoplastico fundido adicional continua, el flujo de material plastico "M" que se dirige hacia arriba desplaza el resto de la etiqueta 20 contra el nucleo 21 del molde de inyeccion.

Tal como se muestra en las figuras 21 y 22, a medida que la etiqueta se mueve desde una seccion mas grande del molde de inyeccion hacia su seccion interior mas pequena, esta disponible una longitud adicional en el extremo superior 26 de dicha etiqueta, lo que incrementara la longitud de la pestana de la capsula que esta cubierta con dicha etiqueta, asf como para la superposicion del sello en la parte posterior.

En las figuras 23 y 24, finalmente el termoplastico fundido se mueve la longitud adicional de la etiqueta 26 sobre el radio de la pestana de la capsula 28, bajo presion y temperatura. La longitud del extremo superior 26 de la etiqueta 20 en esta area es suficiente para permitir que dicha etiqueta se extienda y cubra la superficie interior del cuerpo de la capsula en la seccion de la pestana horizontal 28 tambien, en donde se hara el sellado de la membrana superior 15 de la capsula despues del llenado con el producto. Esto crea una superposicion entre la etiqueta 20 situada en la superficie superior de la pestana superior de la capsula, y la membrana superior que cierra la capsula, proporcionando de esta manera una barrera perfecta al oxfgeno entre la membrana de cierre y la etiqueta de barrera.

Tal como se muestra en la figura 24, se crea una superposicion en la parte superior de la etiqueta interior, con la membrana superior que a continuacion se aplica para cerrar la capsula. El tramo de superposicion se ilustra con flechas.

En el proceso alternativo descrito anteriormente con referencia a las figuras 17 a 24, la etiqueta comprende preferentemente franjas 25 como se ha descrito anteriormente.

En todas las realizaciones anteriormente mencionadas, es posible iniciar la inyeccion del plastico fundido en el molde en un lugar no centrado con respecto al eje de simetna axial de la capsula, es decir, habitualmente en una ubicacion lejos del punto radial central del fondo de la capsula. Esto asegurara una transferencia apropiada y controlada de la etiqueta desde la cavidad del molde a la cavidad del nucleo.

Desde este punto de inyeccion no centrado y el recorrido del flujo resultante de la inyeccion preferida, los bordes de la etiqueta se posicionaran en relacion con el flujo de plastico fundido que fluye dentro del molde, tal como para asegurar que dicha etiqueta se movera correctamente desde el tramo de la cavidad del molde en el que se encuentra adherida primero (tal como se ilustra por ejemplo en la figura 18) hacia el tramo del nucleo del molde (tal como se ilustra en las figuras 19 a 22).

Finalmente, cabe destacar que la membrana de barrera superior 15, la membrana inferior 16, y la etiqueta 20 se pueden hacer cada una de un material impermeable a los gases, y preferentemente a prueba de humedad, elegido dentro de la lista de: etileno alcohol vimlico (EVOH), oxido de silicio (SiOx), oxido de aluminio (AlOx), aluminio o plastico metalizado, o una combinacion de los mismos. Los materiales de esta lista tambien pueden estar asociados a las pelfculas de plastico fabricadas con polipropileno (PP), polietileno (PE), tereftalato de polietileno (PET), naftalato de polietileno (PEN), acido polilactico (PLA), o una combinacion de los mismos, para crear pelfculas de barrera laminadas.

Tales pelfculas de barrera laminadas incluyen, por ejemplo - pero no estan limitadas a - EVOH/PP, PET/SiOx/PP, PET/AlOx/PP, PET/Aluminio/PE.

Se sobreentendera que resultaran evidentes para aquellos expertos en la materia diversos cambios y modificaciones en las realizaciones actualmente preferidas descritas en esta memoria. Tales cambios y modificaciones se pueden llevar a cabo sin alejarse del espmtu y alcance de la presente invencion y sin disminuir sus ventajas asociadas. Por lo tanto, esta previsto que tales cambios y modificaciones esten cubiertos por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (9)

1. 5

   10

   15

   20

   25

   30

   35

   40

   45

   50

   55

   60

   REIVINDICACIONES

   1. Una capsula para preparacion de bebidas (11) que define una camara cerrada para encerrar una masa de material alimenticio soluble y/o extrafole, para su uso en una maquina para preparar bebidas, que comprende:

   (i) un cuerpo de la capsula con paredes laterales (12), una pared inferior (13) abierta con una abertura de dispensacion (14), dichas paredes del cuerpo de la capsula comprenden un material termoplastico a base de aceite o a base de biomasa moldeado por inyeccion, seleccionado dentro del listado de:

   polipropileno (PP), polietileno (PE), poliestireno (PS), policarbonato (PC), tereftalato de polietileno (PET), o acido polilactico (PLA), comprendiendo ademas las paredes del cuerpo de la capsula un escalon circunferencial (19) dirigido hacia dentro, que esta situado entre la pared lateral y la pared inferior,

   (ii) una membrana superior (15), impermeable a gas y a la humedad, perforable por medios de inyeccion (N) de la maquina que estan adaptados para inyectar un lfquido de extraccion a presion dentro de dicha camara, y

   (iii) una membrana inferior (16) impermeable a gas y a la humedad sellada en el interior del cuerpo de la capsula alrededor de la pared inferior (13),

   (iv) medios (18) adaptados para abrir dicha camara mediante el acoplamiento relativo con la membrana inferior bajo el efecto del incremento de la presion del lfquido en la camara durante la inyeccion de dicho lfquido,

   caracterizada por el hecho de que la superficie exterior del cuerpo de la capsula se encuentra al menos parcialmente cubierta por una etiqueta (20) impermeable a gas y, opcionalmente a la humedad, la etiqueta adherida de manera permanente mediante el etiquetado en molde a dicha pared del cuerpo de la capsula, dicha etiqueta tiene una forma tridimensional tal que la capsula etiquetada es impermeable a gas y a la humedad, y en el que dicha etiqueta (20) tambien cubre la superficie del escalon (19).
2. 2. Una capsula (1) de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que dicha etiqueta (20) cubre la superficie exterior de las paredes laterales del cuerpo de la capsula (12), la superficie exterior del escalon (19) y la superficie exterior de la pared inferior del cuerpo (13).
3. 3. Una capsula (11) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 o 2, en el que el diametro exterior de la membrana inferior es mayor que el diametro interior de la etiqueta en la region del escalon, creando asf una superposicion ("Op") entre la membrana inferior y la etiqueta en dicha region de escalon.
4. 4. Una capsula (11) de acuerdo con la reivindicacion 3, en el que dicho solapamiento es entre 1 y 3 mm de ancho.
5. 5. Una capsula (11) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 4, en el que dicho escalon es horizontal con relacion al eje de simetna vertical de la capsula.
6. 6. Un proceso para fabricar el cuerpo de una capsula para preparacion de bebidas (11) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 a 5, caracterizado por el hecho de que comprende las etapas de, en este orden:

   (i) proporcionar una etiqueta plana de barrera (20) de gas y de humedad que tiene una forma general de un segmento de arco,

   (ii) posicionar y luego formar dicha etiqueta plana alrededor de un nucleo (21, 21') que tiene una forma troncoconica, en una banda de la etiqueta troncoconica,

   (iii) punzonar el pequeno apice de la banda de la etiqueta de modo que se deforme hacia dentro y crea un borde escalon hacia dentro (24),

   (iv) posicionar la banda de la etiqueta con su escalon dentro de un molde y cerrar el molde,

   (v) inyectar un material termoplastico dentro del molde a fin de formar el cuerpo de una capsula de termoplastico de una capa que esta etiquetado sobre su superficie interior o exterior con dicha etiqueta, en donde dicho cuerpo de la capsula comprende paredes laterales, una pared inferior abierta con una abertura de dispensacion, y un un escalon circunferencial dirigido hacia dentro, que esta situado entre la pared lateral y la pared inferior, y tal que dicha etiqueta cubre la superficie interior o exterior de las paredes laterales del cuerpo de la capsula, y la superficie interior o exterior del tramo del escalon.
7. 7. Un proceso de acuerdo con la reivindicacion 6, en el que dicha etiqueta comprende franjas en el borde mas pequeno del segmento de arco, de modo que la etapa de punzonado dobla dichas franjas hacia dentro, creando al menos solapamientos parciales entre franjas adyacentes.
8. 8. Un proceso de acuerdo con la reivindicacion 7, en el que dichas franjas estan dispuestos tangencialmente perpendicular con respecto al borde del segmento de arco de la etiqueta.
9. 9. Un proceso de acuerdo con la reivindicacion 7, en el que dichas franjas estan dispuestas tangencialmente oblicua con respecto al borde del segmento de arco de la etiqueta.