ES2928117T3 - Tapa compostable para sellar una cápsula y una cápsula sellada por la tapa - Google Patents

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Abstract

Tapa compostable para sellar una cápsula de bebida, compuesta por un complejo multicapa que comprende al menos: - un material no tejido que contiene fibras, de las cuales al menos el 50% en peso son fibras de ácido poliláctico (PLA), - una película que contiene un polihidroxialcanoato (PHA) polímero distinto del PLA. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Tapa compostable para sellar una cápsula y una cápsula sellada por la tapa
Campo de la invención
La invención se refiere a una tapa diseñada para sellar una cápsula, en particular, una cápsula de café. La invención también se refiere a una cápsula sellada mediante dicha tapa. Por último, se refiere al uso de esta tapa para sellar una cápsula que contiene un producto alimenticio, en particular, café molido.
A continuación en la descripción, la invención se describe en relación con cápsulas de café. Sin embargo, puede aplicarse en todos los campos donde la tapa encierre sustancias alimenticias, y debe ser resistente al agua, la presión, el rasgado y se puede sellar de forma ventajosa en una cápsula o cualquier otro recipiente para alimentos. Más específicamente, la invención se aplica a una tapa diseñada para sellar una cápsula que contiene un polvo seco (por ejemplo, café, té, chocolate caliente, etc.) para preparar una bebida.
Técnica anterior
Las cápsulas de café disponibles en el mercado generalmente contienen aproximadamente de 5 a 15 g de café molido. Las cantidades en masa son más pequeñas para el té, aunque el volumen de materia a infundir es generalmente comparable. El tiempo de percolación de las máquinas de café es de forma típica de 10 a 60 segundos para un volumen de agua de aproximadamente 30 a 40 ml para cápsulas de café expreso. El intervalo de tiempos de percolación es idéntico para un volumen de agua de aproximadamente 120 a 300 ml para las cápsulas de café de filtro.
En la industria alimentaria, los materiales utilizados están sujetos regularmente a requisitos cada vez más rigurosos, en particular, con respecto al medio ambiente. Por lo tanto, los productos actualmente que se están desarrollando no solo están diseñados para satisfacer los gustos de los clientes. También deben respetar el medio ambiente. El respeto al medio ambiente puede ser normativo. También refleja cada vez más la tendencia de los consumidores a elegir productos reutilizables, reciclables o degradables.
Actualmente se ofrecen dos tipos de cápsula de café en el mercado, en concreto:
- cápsulas flexibles compuestas esencialmente por una bolsa de material no tejido que contiene café,
- cápsulas rígidas o cápsulas compuestas por la propia cápsula, cerrada por medio de un sello.
La invención se refiere específicamente a cápsulas rígidas.
Las cápsulas de tipo Nespresso® son bien conocidas en el mercado europeo. Dichas cápsulas se describen, por ejemplo, en las patentes US-7.153.530 y US-7.658.141. Estas cápsulas tienen de forma típica una pared lateral en forma de cono truncado y una parte inferior formada de aluminio (20-100 pm), plástico puro o multicapa, un compuesto de cartón/aluminio/plástico o un compuesto de plástico/cartón. Se proporciona una capa de tipo de poliuretano en la parte inferior de la cápsula para filtrar el café. Los sellos de cápsulas Nespresso® pueden formarse a partir de diversos materiales, tales como aluminio o un compuesto multicapa de papel, aluminio y/o plástico (por ejemplo, polipropileno (PP), polietileno (PE), poliamida (PA), tereftalato de polietileno (PET), etilen-vinil-alcohol (EVOH), cloruro de polivinilideno (PVDC), etc.). En la práctica, el sello circular está soldado por calor o engarzado alrededor del borde de la cápsula.
Sin embargo, existe una alta demanda para cambiar estas cápsulas rígidas y no compostables a cápsulas compostables.
El documento US-8.956.672 describe cápsulas del tipo Nespresso® con las características específicas de un cuerpo en forma de copa invertida. En las realizaciones ilustradas, la tapa está fijada en un borde periférico curvado hacia el interior. Puede formarse a partir de diversos materiales, tales como aluminio o un compuesto multicapa de papel, aluminio y/o plástico (por ejemplo, polipropileno (PP), polietileno (PE), poliamida (PA), tereftalato de polietileno (PET), etilen-vinil-alcohol (EVo H), cloruro de polivinilideno (PVDC), etc.). La tapa está sellada a la parte curvada hacia el interior del borde periférico y contiene orificios calibrados para crear restricciones que provoquen un aumento de presión durante el proceso de extracción. Se puede poner un filtro entre la cámara y la tapa.
El documento EP2690035A describe otras formas de cápsulas. En particular, describe una cápsula con un fondo perforado reforzado por una nervadura circular, una pared lateral truncada o troncocónica con una borde periférico, y una tapa fijada en el reborde después de que la cápsula se haya llenado con el ingrediente.
En el documento US-7.543.527 se describen otros diseños de cápsula. La cápsula está formada por una copa cilíndrica o ligeramente cónica. Contiene un medio para dispensar situado dentro de la copa en un resalte superior cerca de la tapa, que permite modificar el flujo de líquido en la cápsula durante la infusión. La copa también contiene un medio inferior de dispensación que permite recoger el líquido en exceso fuera de la copa de bebida durante la extracción. La copa y la tapa están compuestas por una película compuesta de múltiples capas impermeables a gases.
También se han descrito procesos y dispositivos para preparar productos alimenticios o bebidas en el documento EP 1 659 909 B1. Por lo tanto, este documento describe una cápsula compuesta por una parte inferior y una pared lateral provista de un borde periférico. La cápsula se fabrica de forma típica de plástico tal como EVOH, PVDC, PP, Pe y/o PA en forma única o multicapa. Una tapa se suelda térmicamente a la cápsula. La tapa está hecha de material perforable, tal como aluminio, aluminio/plástico, cartón/plástico, cartón/aluminio/plástico o plástico de una sola capa o multicapa.
El documento EP 2-648-579 Bl describe un cartucho de cápsulas de varias formas truncadas, prismáticas, piramidales, etc. Las cápsulas tienen un borde periférico sobre la que se sella térmicamente una tapa.
Aunque se han propuesto varios métodos de fabricación de cápsulas, la mayoría de ellos no son compostables. El documento WO 2017/063680 A1 describe una cápsula para preparar bebidas, estando hechos la carcasa y el elemento de cierre de materiales compostables.
Para resolver este problema, se han desarrollado cápsulas compuestas de plástico basadas en ácido poliláctico (PLA) o de los denominados plásticos “compatibles con PLA” . Los denominados materiales “compatibles con PLA” son una mezcla de PLA y fibras vegetales. Son biodegradables y compostables. Por lo tanto, las cápsulas cumplen las condiciones de compostabilidad impuestas por la norma EN 13432.
A continuación en la descripción y en las reivindicaciones, el término “tapa compostable” designa una tapa que contiene como máximo 5 % en peso de la proporción total de constituyentes orgánicos sin biodegradabilidad determinada (por ejemplo, de aglutinante o fibras no compostables), cumpliendo de este modo la norma EN 13432.
De forma similar, “cápsula o cuerpo de cápsula compostable” designa una cápsula que contiene como máximo en 5 % en peso de la proporción total de constituyentes orgánicos sin biodegradabilidad determinada (por ejemplo, de aglutinante o fibras no compostables), cumpliendo de este modo la norma EN 13432.
Hasta ahora, no se ha propuesto una solución satisfactoria para combinar tapas compostables con dichas cápsulas. Esto no es sorprendente dadas las numerosas limitaciones relacionadas con la tapa. De hecho, es probable que dichos módulos se utilicen en máquinas de café a presiones y temperaturas que deben soportar mecánicamente.
Esencialmente, las cápsulas se utilizan en una cápsula o una máquina de café de cápsulas individuales según el siguiente proceso. Una vez que la cápsula se ha insertado en su sitio, se perfora el fondo. Los orificios formados permiten que se introduzca agua calentada a 96 °C en el cuerpo de la cápsula a una presión de entre 10 y 12 bares. El agua que llena la cápsula ejerce gradualmente una presión sobre la tapa, que entra en contacto con los perforadores de tipo punta dispuestos en la máquina. Cuando la tapa se perfora, y durante la filtración, la presión está con mayor frecuencia entre 5 y 15 bares según el tamaño de los granos de café. Una vez que la tapa se ha perforado conforme al diseño de las agujas, el café se vierte en la taza. Los fabricantes imponen un cierto número de condiciones para el vertido del café. En particular, no debe haber polvo en la taza. Además, una dosis de café de aproximadamente 30 ml debe verterse en aproximadamente 30 segundos. El líquido que se vierte debe, además, tener un color y una densidad similar a la de la espuma. También existen una serie de limitaciones una vez que se ha vertido el café y mientras la cápsula aún no se ha expulsado. Suponiendo que el usuario solo expulsa la cápsula varias horas después de que se haya vertido el café, es decir, una vez que la temperatura de la cápsula ha caído a temperatura ambiente, la cápsula no debe deformarse. Si se deforma, no cae al receptáculo previsto cuando se inserta una cápsula nueva. La tapa no debe deslaminarse.
Dentro del ámbito de esta invención, una tapa se considera satisfactoria desde un punto de vista de resistencia a la presión cuando la tapa no se desgarra cuando se somete a una presión de 5 a 15 bares ejercida por una mezcla de polvo y agua en el momento en que la tapa se perfora y durante la percolación. Antes de la perforación, la tapa no debe desgarrarse bajo el efecto de aumentar la presión del agua en la cápsula. Después de la perforación, los orificios de perforación no deben desgarrarse, ampliándose de este modo bajo el efecto de la presión, para no permitir que parte del polvo pase a través y para mantener las características del café, en particular, la espuma.
El documento FR 3050 725, en nombre del solicitante, describe una tapa compostable para sellar una cápsula que contiene café, en particular, compuesta por un complejo multicapa combinando un material no tejido basado en fibras de ácido poliláctico con un soporte de papel encerado.
Aunque esta tapa es compostable satisfactoriamente, esta tapa proporciona una barrera limitada a la humedad.
El documento US 2012/0097602 describe una cápsula sellada con una tapa. La pared de esta cápsula está compuesta por una capa de barrera de oxígeno intercalada entre dos capas, una basada en PLA y la otra basada en PLA o un copolímero de PHA/PLA reticulado. La tapa puede tener dos capas. En una realización particular, una de las dos capas se basa en un polímero biodegradable resistente al calor elegido de poliolefinas (PE, PP, etc.) o poliésteres (PHA distinto de PLA, PLA), mientras que la otra capa se basa en PLA. No se describe una combinación específica de materiales.
El problema que la invención propone resolver es, por lo tanto, cómo diseñar una tapa compostable para sellar una cápsula, en particular, una cápsula que contenga café, que cumpla con las condiciones de uso de este tipo de tapa en máquinas de café, en particular, máquinas con vainas o cápsulas individuales, en particular, una que sea resistente a la humedad y resistente a la presión ejercida por la mezcla de polvo y agua, que no se deslamine, con las propiedades del filtro que evitan que el café pase a la taza durante la percolación.
Otro problema que la invención pretende resolver es el diseño de una tapa que pueda incorporarse a las líneas de producción de cápsulas actuales sin modificar sustancialmente dichas líneas.
Un problema adicional que la invención pretende resolver es el diseño de una tapa que sea una barrera para aromas.
Descripción de la invención
Para lograr esto, el solicitante ha desarrollado una tapa compuesta por 2 capas, respectivamente un material no tejido basado en fibras de ácido poliláctico (PLA) y una película con un espesor específico basado en un polímero de polihidroxialcanoato (PHA) distinto de PLA. La tapa así obtenida es resistente a la presión y a la humedad y puede incorporarse fácilmente a las líneas de producción de cápsulas existentes. Además, presenta una barrera satisfactoria para aromas.
La invención se define en las reivindicaciones adjuntas.
Más especialmente, el objeto de la invención es una tapa compostable para sellar una cápsula de bebida que contiene café, por ejemplo, compuesta por un complejo multicapa que contiene al menos:
- un material no tejido que comprende fibras biodegradables, al menos 50 % en peso de las cuales son fibras de ácido poliláctico (PLA),
- una película que contiene un polímero de polihidroxialcanoato (PHA) distinto de PLA,
siendo el espesor de la película entre 50 pm e igual o menos de 300 pm.
Según una primera característica, la tapa según la invención contiene un material no tejido que contiene fibras, al menos 50 % en peso del cual, de forma ventajosa un 80 %, preferiblemente un 100 % en peso, está compuesto de fibras basadas en ácido poliláctico (PLA).
El ácido poliláctico (PLA) tiene la ventaja particular de ser de origen biológico, biodegradable y compostable. A continuación en la descripción y en las reivindicaciones, los términos “ácido poliláctico” y “ PLA” designan un poliéster termoplástico, alifático, biodegradable y renovable formado a partir de ácido láctico o una fuente de ácido láctico, tal como almidón de maíz, caña de azúcar, etc. El término PLA puede designar todas las formas de estereoisómeros de PLA del tipo L o D, y su mezcla racémica. Por ejemplo, PLA puede referirse a ácido D-poliláctico, ácido L-poliláctico (también conocido como PLLA), ácido D, L-poliláctico, ácido meso-poliláctico, junto con cualquier combinación de ácido D-poliláctico, ácido L-poliláctico (también conocido como PLLA), ácido D, L-poliláctico, ácido meso-poliláctico. Los PLA pueden tener, por ejemplo, un peso molecular promedio en número de entre 15.000 y aproximadamente 300.000. En la preparación de PLA, puede utilizarse fermentación bacteriana para producir ácido láctico, que puede oligomerizarse y posteriormente dimerizarse catalíticamente para producir el monómero para la polimerización por apertura de anillo. Por lo tanto, el PLA de alto peso molecular puede prepararse por polimerización por apertura de anillo del monómero utilizando, por ejemplo, un catalizador de octanoato estannoso, cloruro de estaño (III), etc.
Según la invención, si es necesario, el complemento hasta 100 % de las fibras está compuesto de fibras biodegradables.
A continuación en la descripción y en las reivindicaciones, la expresión “fibras biodegradables” significa fibras que pueden ser descompuestas a sustancias orgánicas por organismos vivos tales como microorganismos.
Las fibras biodegradables se eligen de forma ventajosa del grupo que comprende fibras de polietileno (PE), polipropileno (PP), polibutano (PB), polímeros a base de almidón, polímeros basados en celulosa, alcohol etilenvinílico (EVOH), ácido polibutanodiolsuccínico (PBS), fibras de celulosa de origen biológico seleccionadas del grupo que comprende algodón, fibras de madera y fibras de lino.
El término “polímero basado en celulosa” designa un polímero o combinación de polímeros que pueden obtenerse o prepararse a partir de celulosa. Polímeros basados en celulosa que pueden utilizarse en las realizaciones de esta invención pueden incluir, por ejemplo, ásteres de celulosa tales como formiato de celulosa, acetato de celulosa, diacetato de celulosa, propionato de celulosa, butirato de celulosa, valerato de celulosa, y sus mezclas.
En una realización preferida, las fibras están compuestas exclusivamente de fibras basadas en ácido poliláctico (PLA).
De forma ventajosa, al menos el 40 % en peso de las fibras son fibras termosellables. Las fibras termosellables tienen preferiblemente un punto de fusión de al menos 100 0C.
En general, un material no tejido es un material obtenido por una disposición aleatoria de fibras individuales entrelazadas. La unión de las fibras puede ser proporcionada por un adhesivo o por aglutinantes (látex, alcohol polivinílico, almidón etc.), por calentamiento, por presión o por punción, por ejemplo. Muchos procesos para preparar materiales no tejidos son, de conocimiento general en la industria. Incluyen, por ejemplo, procesos para extraer fibras mediante calentamiento/soplado (“fusión” ), trefilado de fibras directamente o mediante “tendido por hilado” , “ ligado por hilado” , “cardado” , dispersión mediante chorro de aire (“deposición por aire” ) o dispersión por agua (“deposición en húmedo” ).
Aparte de las fibras, el material no tejido también puede contener aditivos, cargas minerales. Incorporando aditivos, o cargas, o fibras distintas de las de PLA, puede modificarse el punto de fusión del material no tejido basado en PLA. En la práctica, el material no tejido contiene al menos un 85 %, más preferiblemente al menos un 90 %, en peso de fibras.
En una realización ventajosa, la unión de las fibras y, por lo tanto, del material no tejido, se obtiene sin adhesivo o aglutinante mediante un proceso de fabricación por filamento continuo.
En estas condiciones, el material no tejido contiene un 100 % en peso de fibras, de las cuales al menos un 50 % en peso, de forma ventajosa un 100 % en peso, están compuestas preferiblemente de fibras de PLA.
El material no tejido puede ser de una sola capa. De forma ventajosa, puede ser un material no tejido de doble capa. La doble capa puede ser un componente único, es decir, solo contiene un único tipo de PLA o dos componentes, es decir, contienen 2 tipos de PLA con puntos de fusión distintos.
En una realización particular, las fibras de PLA tienen una estructura de núcleo/envoltura, es decir, las fibras son fibras de dos componentes. En la práctica, las fibras contienen un núcleo que contiene ácido poliláctico (PLA-1) recubierto con una envoltura o recubrimiento que contiene ácido poliláctico (PLA-2). El núcleo tiene un diámetro d1 y el recubrimiento un espesor radial e1. La relación del diámetro d1 con respecto al espesor radial e1 puede modificarse para variar las propiedades de las fibras. En la práctica, el PLA-1 del núcleo es un copolímero de monómero de ácido láctico L1 y monómero de ácido láctico D1. El PLA-2 del recubrimiento es un copolímero de monómero de ácido láctico L2 y monómero D2 de ácido láctico, con el nivel de monómero D2 mayor que los niveles de monómeros de PLA-1 D1. Además, el núcleo puede contener un plastificante de polímeros.
Según otra característica ventajosa, el material no tejido tiene una cara interior y una cara exterior, teniendo la cara interior un punto de fusión inferior al de la cara exterior, estando la cara interior prevista para ser situada en relación con la película que contiene un polímero de polihidroxialcanoato (PHA).
La permeabilidad al aire del material no tejido medido según la norma DIN 53887 está de forma ventajosa entre 3.000 y 5.000 l/m2/s.
El material no tejido basado en fibra de PLA tiene de forma ventajosa un espesor entre 20 y 30 micrómetros.
Por último, en la práctica, el gramaje del material no tejido es de entre 5 y 100 g/m2, de forma ventajosa entre 10 y 30 g/m2 aún más de forma ventajosa entre 15 y 20 g/m2, preferiblemente del orden de 18 g/m2.
Según otra característica, el complejo multicapa contiene además una película que contiene un polímero de polihidroxialcanoato (PHA) distinto de PLA. Según la invención, la película tiene un espesor entre 50 pm y 300 pm. A continuación en la descripción y en las reivindicaciones, el término “ polihidroxialcanoato (PHA)” designa de forma general a los poliásteres alifáticos termoplásticos renovables que pueden producirse por polimerización de monómeros hidroxialifáticos (incluyendo dímeros de ácidos hidroxialifáticos), mediante la fermentación bacteriana de almidón, azúcares, lípidos, etc. Los PHA pueden contener uno o más poli-beta-hidroxibutiratos (PHB) (también conocido como poli-3-hidroxibutirato), poli-alfa-hidroxibutirato (también conocido como poli-2-hidroxibutirato), poli-3-hidroxipropionato, poli-3-hidroxivalerato, poli (3-hidroxibutirato-co-3-hidroxihexanoato) (PHBH) poli-4-hidroxibutirato, poli-4-hidroxivalerato, poli-5-hidroxivalerato, poli-3-hidroxihexanoato, poli-4-hidroxihexanoato, poli-6-hidroxihexanoato, poli-hidroxibutirato-valerato (PHBV), ácido poliglicólico, ácido poliláctico (PLA), etc., incluyendo copolímeros, mezclas y combinaciones, etc., de diversos polímeros de PHA, etc. Los PHA pueden sintetizarse mediante procesos descritos, por ejemplo, en el documento US-7.267.794, US-7.276.361.
En una realización ventajosa, el PHA es poli (3-h¡drox¡but¡rato-co-3-hidrox¡hexanoato) (PHBH).
En la práctica, la película basada en polímero de polihidroxialcanoato (PHA), en particular PHBH, se extruye a través de un troquel plano y se estira y se calandra.
Según la invención, la película tiene un espesor entre 50 pm y 300 pm. Cuando el espesor de la película es inferior a 50 pm, la tapa no resiste suficientemente la presión y el flujo se inicia antes de que el café se extraiga adecuadamente. Además, cuando la película tiene un espesor inferior a 50 pm, la tapa no es lo suficientemente rígida y las perforaciones pueden desgarrarse, lo que, como se ha visto anteriormente, es inaceptable. Cuando el espesor de la película es superior a 300 pm, la tapa es demasiado resistente a la presión y hay un flujo escaso o nulo de café. Además, si la película tiene un espesor superior a 300 pm, la tapa es demasiado rígida y no se perfora de modo óptimo, dando lugar a un flujo deficiente de café.
De forma ventajosa, la película tiene un espesor igual o superior a 100 pm, igual o inferior a 200 pm, de forma aún más ventajosa igual o superior a 125 pm e igual o inferior a 200 pm.
Además de PHA, la película puede contener aditivos tales como cargas minerales en particular.
En la práctica, el PHA representa entre el 80 y el 98 % en peso de la película, de forma ventajosa entre el 90 y el 95 % en peso.
De forma ventajosa, el gramaje de la película que contiene el polímero de PHA es entre 150 y 500 g/m2, de forma ventajosa entre 200 y 300 g/m2, preferiblemente del orden de 240 g/m2.
Según la invención, la película que contiene el polímero de PHA se combina con un material no tejido mediante unión por calor, en particular, por calandrado en caliente o prensado en caliente. En una máquina piloto, las temperaturas son entre 110 y 150 0C, de forma ventajosa entre 120 y 145 0C. La presión aplicada es entre 130 y 230 kN, de forma ventajosa del orden de 150 a 200 kN. La velocidad es de entre 4 y 7 m/s, preferiblemente del orden de 5,5 m/s.
En una realización particular, la tapa está compuesta exclusivamente de material no tejido que comprende fibras basadas en ácido poliláctico (PLA) y la película está compuesta por un polímero de polihidroxialcanoato (PHA) distinto de PLA. El espesor del complejo multicapa, el objeto de la invención, es de forma típica entre 110 y 310 micrómetros, y de forma ventajosa entre 150 y 200 micrómetros.
Según una característica adicional, la tapa es compostable, cumpliendo de este modo la norma EN 13432.
La invención también se refiere a una cápsula de bebida con una tapa compostable, tal como se ha descrito anteriormente. En una realización particular, la cápsula contiene café.
En una realización preferida, la propia cápsula es de PHA/PLA o un material compatible con PHA. Esto tiene la ventaja de unir la tapa a la cápsula al sellar térmicamente la parte no tejida de la tapa en la medida en que los materiales sean compatibles (PHA o compatibles con PHA). Los denominados materiales “compatibles con PHA” son una mezcla de PHA y fibras vegetales. En la práctica, se utiliza sellado térmico ultrasónico.
Preferiblemente, la cápsula de bebida se utiliza en una máquina para dispensar bebidas individuales.
De forma ventajosa, la cápsula de bebida es compostable y cumple con la norma EN 13432.
La invención también se refiere al uso de la tapa compostable como se ha descrito anteriormente para sellar una cápsula de bebida, en particular, de café. Para ello, y según otro aspecto, el material no tejido se aplica a la superficie de la cápsula orientada hacia la tapa.
La invención también se refiere al proceso de fabricación de esta cápsula, que comprende las siguientes etapas: - se forma una tira de un complejo multicapa que consiste sucesivamente en:
- un material no tejido que contiene fibras, al menos un 50 % en peso de las cuales son fibras de ácido poliláctico (PLA),
- una película que contiene un polímero de polihidroxialcanoato (PHA) distinto de PLA, siendo el espesor de la película entre 50 pm y 300 pm,
- en paralelo, los recesos formados en una placa se llenan mediante cápsulas individuales, la tira se superpone sobre la placa de modo que el material no tejido esté orientado hacia la placa,
- la tira se corta hasta cada una de las cápsulas para formar las tapas,
- las tapas se sellan térmicamente sobre las cápsulas.
Según el proceso, el termosellado es ultrasónico.
La invención y las ventajas resultantes pueden apreciarse mejor en las siguientes figuras y ejemplos que ilustran la invención, y no limitada en modo alguno.
Descripción de las figuras
La figura 1 ilustra la tapa que es el objeto de esta invención.
La figura 2 muestra una cápsula de bebida con una tapa según la invención.
Realizaciones de la invención
La figura 1 muestra una tapa en forma de un complejo multicapa que comprende, sucesivamente:
- una película 1 que comprende un polímero de PHBH, siendo el espesor de la película igual a 200 pm; - un material 2 no tejido que comprende un 100 % en peso de fibras de PLA.
El material 2 no tejido está formado exclusivamente de fibras de PLA. Las fibras de PLA son de un único componente. El material no tejido se fabrica mediante tecnología de filamento continuo. El espesor del material no tejido es de 20 pm. El material no tejido y la película se combinan mediante calandrado en caliente, de modo que la cara del material no tejido con el punto de fusión más bajo está orientada hacia la película.
La tapa mostrada en la figura 1 se sella térmicamente de forma ultrasónica en una cápsula llena de café molido y se compone esencialmente de polímeros basados en PHA compostables. Las cápsulas así obtenidas permiten un flujo de café dentro del tiempo requerido por los fabricantes, y el café está acompañado por una espuma de calidad equivalente a la de las cápsulas actuales. La cápsula fabricada de este modo cumple la norma de compostabilidad EN 13432.
La figura 2 muestra una cápsula con una forma adaptada a la tapa de la invención. Este tipo de forma es representativa de las cápsulas utilizadas y descritas en general, en forma no limitada, en los documentos US-7.153.530 y US-7.658.141 para cápsulas Nespresso®, US-7.543.527, EP 2690 035 B1, EP 1659 909 B1 y/o EP 2 648 579 B1. Como resultado de ello, la cápsula de la figura 2 puede tener posiblemente una o más de las características descritas en estos documentos, en combinación con la tapa de esta invención.
La cápsula 3 tiene de forma general un cuerpo 4. El cuerpo 4 tiene una pared lateral 5 y una parte inferior 6 que definen un volumen central 7. La pared lateral 4 puede ser cilíndrica, cónica, truncada, etc. La pared lateral tiene un borde 8 que se extiende radialmente hacia fuera desde el eje longitudinal 9 de la tapa 10 de la cápsula 3. El borde 8 tiene una cara inferior 14 y una cara superior 13.
La cápsula puede utilizarse de dos formas, es decir, cuando la tapa 10 está en la parte superior de la cápsula mientras se produce la infusión y la extracción (y, por el contrario, cuando la tapa (10) está en la base de la cápsula durante la percolación y la extracción). En ciertas aplicaciones, la parte inferior 6 de la cápsula también puede tener una segunda tapa según esta invención, que puede perforarse de la misma forma que la tapa 10.
La cápsula 3 tiene uno o más medios de filtración y/o dispensación del contenido de la cápsula. Aunque no se muestra, el material de filtro puede cubrir parcial o completamente la cara superior del borde. En otras realizaciones tampoco mostradas, el material de filtro puede fijarse a la parte inferior de la cápsula 3 o sobre la cara inferior 14 de la tapa 10.
En la práctica, el cuerpo de la cápsula 4 se fabrica y se llena con un ingrediente (por ejemplo, café molido, hojas de té, una mezcla de chocolate caliente, etc.). La tapa 10 se fija entonces a la cápsula 3. Normalmente, la cara inferior 11 de la tapa 10 se fija a la cara superior 12 del borde 8 del cuerpo de la cápsula 4.
La tapa 10 se sella térmicamente a la cápsula 3 de modo que el material no tejido 2 esté en contacto con la cápsula 3. En otras realizaciones, la tapa 10 puede sellarse a la cápsula 3 con un adhesivo, mediante soldadura por láser, mediante soldadura ultrasónica u otros procedimientos conocidos.
Evaluación de la barrera contra la humedad
En este ejemplo comparamos el rendimiento de la barrera contra la humedad de la tapa de la invención según la figura 1 con una tapa como se describe en el documento FR 350725 725. Esta segunda tapa está compuesta por un soporte de papel de cera real, una capa de material adhesivo y no tejido en PLA (contraejemplo).
La tasa de transmisión de humedad a través de estas dos tapas se mide a 23 0C a una humedad relativa del 50 %. La tasa de transmisión de humedad a través de la tapa según la invención es de 7 g/m2.día /- 2 g/m2.día. La tasa de transmisión de humedad a través de la tapa según el documento FR 3050725 es de 85 g/m2/día /- 2 g/m2/día. Por lo tanto, la tapa según la invención proporciona una disminución en la transmisión de humedad de casi un 92 %. Evaluación de la barrera de aroma
En este ejemplo, reproducimos la tapa de la figura 1.
Se sellaron cinco cápsulas que contenían café molido con cada una de las tapas (muestras 200a, 200b, 200c, 200d, 200e y 200f).
Las cápsulas así obtenidas se pusieron en frascos. Los frascos se sellaron herméticamente. Después de un período de tiempo dado, los frascos se abrieron y el olor liberado durante la apertura se midió por detección olfativa.
El primer recipiente se abrió después de 15 días y la muestra 200a no liberó ningún olor o un olor muy débil. Quince días después de abrir el primer frasco, el segundo frasco se abrió. La muestra 200b no liberó ningún olor o un olor muy débil. Un mes después de abrir el primer frasco, se abrió el tercer frasco. La muestra 200c liberó un olor muy débil. Dos meses después de abrir el primer frasco, se abrió el cuarto frasco. La muestra 200d liberó un olor muy débil. Tres meses después de abrir el primer frasco, se abrió el quinto frasco. La muestra 200e liberó un olor muy débil.

Claims (15)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Tapa compostable para sellar una cápsula de bebida, compuesta por un complejo multicapa que comprende al menos:
    -un material no tejido que contiene fibras, al menos un 50 % en peso de las cuales son fibras de ácido poliláctico (PLA),
    -una película que contiene un polímero de polihidroxialcanoato (PHA) distinto de PLA, caracterizada por que la película tiene un espesor de entre 50 pm y 300 pm.
  2. 2. Tapa según la reivindicación 1, caracterizada por que el resto hasta 100 % de las fibras que comprenden el material no tejido está compuesto por fibras seleccionadas del grupo que comprende fibras de polietileno (PE), polipropileno (PP), polibutano (PB), polímeros basados en almidón, polímeros basados en celulosa, polímeros basados en etilen-vinil-alcohol (EVOH), ácido polibutanodiolsuccínico (PBS), fibras de celulosa de origen biológico seleccionadas del grupo que comprende algodón, fibras de madera y fibras de lino.
  3. 3. Tapa según la reivindicación 1, caracterizada por que las fibras que comprenden el material no tejido son exclusivamente fibras basadas en ácido poliláctico (PLA).
  4. 4. Tapa según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que al menos un 40 % de las fibras que comprenden el material no tejido son termosellables y tienen de forma ventajosa un punto de fusión inferior a 100 0C.
  5. 5. Tapa según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el material no tejido comprende al menos un 85 %, más preferiblemente al menos un 90 % en peso de fibras.
  6. 6. Tapa según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el gramaje del material no tejido es de entre 5 y 100 g/m2, de forma ventajosa entre 10 y 30 g/m2, aún más de forma ventajosa entre 15 y 20 g/m2, preferiblemente del orden de 18 g/m2.
  7. 7. Tapa según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el material no tejido tiene una cara interior y una cara exterior, teniendo la cara interior un punto de fusión menor que el de la cara exterior, estando prevista la cara interior para situarse orientada hacia la película que comprende un polímero de polihidroxialcanoato (PHA).
  8. 8. Tapa según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el polímero de PHA representa entre 80 y 98 % en peso de la película, de forma ventajosa entre 90 y 95 % en peso.
  9. 9. Tapa según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la película que comprende un polímero de polihidroxialcanoato (PHA) que tiene un espesor entre 100 y 200 pm.
  10. 10. Tapa según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la película que comprende un polímero de polihidroxialcanoato (PHA) que tiene un gramaje entre 150 y 500 g/m2, de forma ventajosa entre 20 y 300 g/m2, preferiblemente del orden de 240 g/m2.
  11. 11. Tapa según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que es compostable y cumple con la norma EN13432.
  12. 12. Cápsula de bebida, en particular, café, que tiene una tapa según una de las reivindicaciones 1 a 11
  13. 13. Cápsula según la reivindicación 12, caracterizada por que la propia cápsula es de polímero de PHA/PLA.
  14. 14. Cápsula según una de las reivindicaciones 12 o 13, caracterizada por que la cápsula es compostable y cumple con la norma EN13432.
  15. 15. Uso de la cápsula según una de las reivindicaciones 12 a 14 en una máquina que dispensa bebidas individuales.
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