ES2963892T3 - Composite capsule and reinforced base structural configuration - Google Patents
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Abstract
La presente invención describe una cápsula (1) en un material compuesto, estando adaptada dicha cápsula (1) para contener una sustancia comestible, tal como por ejemplo granos de café molidos tostados, y para ser atravesada por un flujo presurizado con una presión de flujo mayor. superior a 4 bar, preferentemente superior a 8 bar, presentando dicha cápsula (1) una parte contenedora (11) que está provista de un material compuesto que incluye polímeros asociados a sustancias vegetales naturales, y que está configurada para resistir presiones internas de al menos 4 bar, preferentemente al menos 8 bar. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)The present invention describes a capsule (1) in a composite material, said capsule (1) being adapted to contain an edible substance, such as for example roasted ground coffee beans, and to be passed through a pressurized flow with a flow pressure elderly. greater than 4 bar, preferably greater than 8 bar, said capsule (1) presenting a containing part (11) that is provided with a composite material that includes polymers associated with natural plant substances, and that is configured to resist internal pressures of at least 4 bar, preferably at least 8 bar. (Automatic translation with Google Translate, without legal value)
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Cápsula de material compuesto y configuración estructural de base reforzada Composite capsule and reinforced base structural configuration
Campo de la invenciónfield of invention
La presente invención se refiere al campo de las cápsulas para preparar bebidas y producidas en un material compuesto que comprende una sustancia no sintética, en general, y que además presentan una configuración estructural reforzada, en particular. The present invention relates to the field of capsules for preparing beverages and produced in a composite material that comprises a non-synthetic substance, in general, and which also have a reinforced structural configuration, in particular.
Antecedentes de la invenciónBackground of the invention
La técnica anterior incluye varios documentos relacionados con cápsulas para preparar bebidas por medio de la mezcla de una sustancia comestible dentro de las mismas con un flujo presurizado, y que desvelan soluciones para reforzar la capacidad estructural de dichas cápsulas, en particular en caso de que la cápsula se produzca en un material sintético que incluya biopolímeros u otras sustancias con viabilidad de compostaje por medios naturales, como sustitutos de los materiales sintéticos habituales de origen fósil. En particular, en determinadas cápsulas, la pared de base de una parte de recipiente es la superficie de salida del flujo y la sometida a una mayor presión hidráulica y, por lo tanto, solicitación estructural. The prior art includes several documents related to capsules for preparing beverages by mixing an edible substance therein with a pressurized flow, and which disclose solutions to reinforce the structural capacity of said capsules, in particular in case the capsule is produced in a synthetic material that includes biopolymers or other substances that can be composted by natural means, as substitutes for the usual synthetic materials of fossil origin. In particular, in certain capsules, the base wall of a container part is the flow exit surface and the one subjected to greater hydraulic pressure and, therefore, structural stress.
El documento EP 1807318 B1 desvela una cápsula del tipo de la presente invención que comprende una parte de recipiente que presenta nervaduras en la pared lateral y nervaduras en la pared de base. Las nervaduras de la pared lateral parecen tener un espesor creciente hacia el perímetro de la pared lateral. EP 1807318 B1 discloses a capsule of the type of the present invention comprising a container part having ribs on the side wall and ribs on the base wall. The ribs of the side wall appear to have increasing thickness towards the perimeter of the side wall.
El documento EP 1961676 B1 desvela una cápsula en la que la pared de base presenta una porción de pared de mayor espesor que una región central, con respecto a la pared de base restante, por lo que esta porción de pared se extiende en el lado orientado aguas abajo, tal como una pluralidad de nervaduras. Document EP 1961676 B1 discloses a capsule in which the base wall has a wall portion of greater thickness than a central region, with respect to the remaining base wall, whereby this wall portion extends on the facing side downstream, such as a plurality of ribs.
El documento EP 2408691 B1 desvela una cápsula en la que la parte de recipiente está hecha de un polímero biodegradable y en la que la pared de base presenta una pluralidad de elementos en una disposición radial y una pluralidad de pasos de flujo en los espacios de cavidad conformados entre dichos elementos radiales, por lo que dichos pasos no están alineados con dichos elementos radiales. EP 2408691 B1 discloses a capsule in which the container part is made of a biodegradable polymer and in which the base wall has a plurality of elements in a radial arrangement and a plurality of flow passages in the cavity spaces formed between said radial elements, so said steps are not aligned with said radial elements.
El documento WO 2015/145361 A1 desvela una cápsula en la que la pared de base presenta una porción de superficie convexa proporcionada en la superficie orientada aguas abajo y que se extiende con un espesor que disminuye hacia el borde de su convexidad. WO 2015/145361 A1 discloses a capsule in which the base wall has a convex surface portion provided on the downstream facing surface and extending with a thickness that decreases towards the edge of its convexity.
La técnica anterior incluye además varios documentos relacionados con sustancias compuestas que presentan una composición que incluye polímeros sintéticos, en particular en una matriz termoplástica, y biopolímeros. The prior art further includes several documents relating to composite substances having a composition including synthetic polymers, in particular in a thermoplastic matrix, and biopolymers.
El documento EP 2218653 A1 desvela una cápsula biológicamente descomponible que incluye una cubierta, una capa de fibra y una membrana de cierre que están constituidas en cada caso por un material biológicamente descomponible. Document EP 2218653 A1 discloses a biologically decomposable capsule that includes a shell, a fiber layer and a closure membrane that are each made of a biologically decomposable material.
El documento WO 03/000810 A1 desvela una composición mejorada de impregnación y recubrimiento a base de emulsiones de polímeros y látex de origen vegetal tales como cáscara y otras cenizas, incluyendo cenizas de cáscara de café. Document WO 03/000810 A1 discloses an improved impregnation and coating composition based on emulsions of polymers and latex of plant origin such as husk and other ashes, including coffee husk ashes.
El documento WO 2012/077066 A1 desvela una cápsula para preparar un producto líquido que comprende una pared de base que presenta una estructura en capas con al menos una capa hecha de un primer material compostable y al menos una capa hecha de un segundo material compostable que no sufren un reblandecimiento perceptible y/o una fusión a una temperatura de 70 °C - 120 °C. En particular, dicho primer material compostable se selecciona del grupo que incluye polímeros derivados de biomasas, polímeros sintéticos, polímeros producidos por microorganismos o bacterias modificadas genéticamente, polímeros de monómeros fósiles y mezclas de dichos polímeros con o sin aditivos. Dicho segundo material compostable se selecciona de papel, tal como papel de celulosa y, preferentemente el 100 % de papel de celulosa, cartón, papel celofán y acetato de celulosa, en particular, la capa de dicho primer material se dispone internamente con respecto a la capa de dicho segundo material. La cápsula desvelada puede estar constituida íntegramente por material compostable. Este documento describe las definiciones de "compostable" y de "biodegradabilidad", que están ambas están dentro del alcance de la presente solicitud. WO 2012/077066 A1 discloses a capsule for preparing a liquid product comprising a base wall having a layered structure with at least one layer made of a first compostable material and at least one layer made of a second compostable material that they do not undergo perceptible softening and/or melting at a temperature of 70 °C - 120 °C. In particular, said first compostable material is selected from the group that includes polymers derived from biomass, synthetic polymers, polymers produced by genetically modified microorganisms or bacteria, polymers of fossil monomers and mixtures of said polymers with or without additives. Said second compostable material is selected from paper, such as cellulose paper and, preferably 100% cellulose paper, cardboard, cellophane paper and cellulose acetate, in particular, the layer of said first material is arranged internally with respect to the layer of said second material. The disclosed capsule may be made entirely of compostable material. This document describes the definitions of "compostable" and "biodegradability", which are both within the scope of this application.
El documento US 2012/0097602 A1 desvela una cápsula de tipo similar, en la que el componente filtrante presenta una mezcla del 0 al 60 % de fibras de celulosa y de aproximadamente 40 a 100 de fibras de poliéster compostables. Document US 2012/0097602 A1 discloses a capsule of a similar type, in which the filter component has a mixture of 0 to 60% cellulose fibers and approximately 40 to 100 compostable polyester fibers.
El documento WO 2015/121489 A1 desvela una cápsula de tipo similar que comprende un material polimérico biodegradable y compostable, o una mezcla de dichos materiales, y un porcentaje de agentes de relleno, en la que los materiales poliméricos incluyen agropolímeros y biopoliésteres. WO 2015/121489 A1 discloses a capsule of similar type comprising a biodegradable and compostable polymeric material, or a mixture of said materials, and a percentage of fillers, in which the polymeric materials include agropolymers and biopolyesters.
El documento WO 2015/162632 A1 desvela un compuesto con un polímero termoplástico y un medio de relleno para producir envases para alimentos, en particular una cápsula de café, y que también incluye polisacáridos derivados de agropolímeros. Dicha cápsula presenta una única capa y se fabrica a partir de un material que comprende un polímero biodegradable y compostable, con un porcentaje de medio de relleno de entre el 15 % y el 80 % de al menos un poliéster alifático o aromático-alifático que contiene del 15 % al 90 % de uno o más medios de relleno con una granulometría D50. WO 2015/162632 A1 discloses a composite with a thermoplastic polymer and a filling medium for producing food packaging, in particular a coffee capsule, and which also includes polysaccharides derived from agropolymers. Said capsule has a single layer and is manufactured from a material comprising a biodegradable and compostable polymer, with a filling medium percentage of between 15% and 80% of at least one aliphatic or aromatic-aliphatic polyester containing from 15% to 90% of one or more filling media with a particle size D50.
El documento FR 3035085 también desvela una cápsula producida a partir de un compuesto que incluye agropolímeros de una lista particular de posibles orígenes de dichos agropolímeros. FR 3035085 also discloses a capsule produced from a compound that includes agropolymers from a particular list of possible origins of said agropolymers.
Los documentos WO 2013/131117 A1 y WO 2018/050544 A1 también desvelan cápsulas del tipo de la presente invención, con medios de refuerzo de la pared lateral y de parte de la pared aguas arriba. Documents WO 2013/131117 A1 and WO 2018/050544 A1 also disclose capsules of the type of the present invention, with means of reinforcing the side wall and part of the upstream wall.
El documento EP 3045406 A1 se refiere a una cápsula rígida que puede obtenerse por medio moldeo por inyección de un material compostable, en la que la pared de base de la parte de recipiente está adaptada para proporcionar salida al flujo de bebida e incluye pasajes de flujo distribuidos en los espacios entre las nervaduras proporcionadas para refuerzo y/o soporte en un lado orientado aguas abajo. En particular, los bordes inferiores de dichas nervaduras pueden incluir al menos un tramo que se encuentra en el plano común a los extremos inferiores de las paredes laterales. La dimensión de dichas nervaduras de refuerzo no aumenta hacia la región central de la pared de base, más bien disminuye. EP 3045406 A1 relates to a rigid capsule obtainable by injection molding of a compostable material, in which the base wall of the container part is adapted to provide outlet for the flow of beverage and includes flow passages distributed in the spaces between the ribs provided for reinforcement and/or support on a downstream oriented side. In particular, the lower edges of said ribs may include at least one section that is located in the plane common to the lower ends of the side walls. The dimension of said reinforcing ribs does not increase towards the central region of the base wall, rather it decreases.
El documento EP 3044124 A1 se refiere a una parte de recipiente con una pared de base que presenta nervaduras y pasos de flujo, en la que las nervaduras se proporcionan radialmente en alineaciones curvas con dimensiones similares a lo largo de su extensión. En este caso la cara de la pared de base orientada aguas abajo no presenta una forma plana, más bien presenta una proyección circular centrada que aumenta el espesor de pared localmente a lo largo de dicha alineación circular. EP 3044124 A1 relates to a container part with a base wall having ribs and flow passages, wherein the ribs are provided radially in curved alignments with similar dimensions along their length. In this case, the downstream face of the base wall does not have a flat shape, but rather has a centered circular projection that increases the wall thickness locally along said circular alignment.
El documento IT MI20 082282 A1 también se refiere a una parte de recipiente con una pared de base que presenta nervaduras de refuerzo de dimensión constante a lo largo de la dirección radial. IT MI20 082282 A1 also refers to a container part with a base wall having reinforcing ribs of constant dimension along the radial direction.
El documento US 2018/178972 A1 se refiere a una cápsula que comprende una parte de recipiente en la que la pared de base está adaptada para la entrada de flujo, pero no para la salida de flujo. En cualquier caso, la cara orientada hacia abajo no presenta una forma plana e incluye un aumento localizado del espesor de los elementos similares a nervaduras en este lado de la pared de base orientado hacia abajo. US 2018/178972 A1 relates to a capsule comprising a container part in which the base wall is adapted for flow inlet, but not for flow outlet. In any case, the downward facing face does not have a planar shape and includes a localized increase in the thickness of the rib-like elements on this downward facing side of the base wall.
El uso de este tipo de materiales que comprenden biopolímeros presenta, sin embargo, dos limitaciones principales con respecto a los materiales sintéticos habituales de origen fósil: un aumento sustancial del coste del material por unidad de cantidad del mismo y una reducción de la resistencia estructural, que a su vez contribuye a agravar el coste del envase. The use of this type of materials that comprise biopolymers presents, however, two main limitations with respect to the usual synthetic materials of fossil origin: a substantial increase in the cost of the material per unit of quantity and a reduction in structural resistance, which in turn contributes to aggravating the cost of the packaging.
Ninguno de los documentos de la técnica anterior desvela una sustancia compuesta que presente una configuración estructural que proporcione una optimización de la resistencia estructural y, por lo tanto, de la cantidad de material utilizado. None of the prior art documents discloses a composite substance that has a structural configuration that provides an optimization of the structural strength and, therefore, of the amount of material used.
Descripción general de la invenciónOverview of the invention
El objetivo de la presente invención es proporcionar una cápsula para la preparación de bebidas mediante inyección de un flujo presurizado a una presión de flujo de al menos 0,8 MPa (8 bar) y proporcionada en una sustancia compuesta que comprende biopolímeros, estando configurada dicha cápsula de manera que presenta una mejor resistencia estructural, incluso en la pared de base de la parte de recipiente. The objective of the present invention is to provide a capsule for the preparation of beverages by injection of a pressurized flow at a flow pressure of at least 0.8 MPa (8 bar) and provided in a composite substance comprising biopolymers, said being configured capsule so that it has better structural resistance, even in the base wall of the container part.
Este objetivo se resuelve de acuerdo con la presente invención mediante una cápsula de acuerdo con la reivindicación 1, en la que las realizaciones preferidas se desvelan en las reivindicaciones dependientes. This object is solved according to the present invention by a capsule according to claim 1, wherein the preferred embodiments are disclosed in the dependent claims.
Un objetivo asociado es proporcionar una disposición de salida de flujo a través de la pared de base de la parte de recipiente que proporcione una mejor distribución de la presión hidráulica y las pérdidas de carga en la salida de flujo de bebida, contribuyendo de este modo a reducir las necesidades de refuerzo estructural de la pared de base. An associated objective is to provide a flow outlet arrangement through the base wall of the container part that provides better distribution of hydraulic pressure and head losses at the beverage flow outlet, thereby contributing to reduce the structural reinforcement needs of the base wall.
Otro objetivo asociado es proporcionar una sustancia compuesta que presente una composición que incluya polímeros sintéticos y biopolímeros, en particular usando fibras de materiales naturales en lugar de materiales plásticos biodegradables, en particular al menos que comprenda un biopolímero de origen vegetal y adaptado para que proporcione propiedades térmicas, mecánicas, de transporte de fluidos (permeabilidad) y de transporte de superficie (humectabilidad, coeficiente de fricción) y otras propiedades, ventajosas en vista de varios usos y con reducción de costes. Another associated objective is to provide a composite substance having a composition that includes synthetic polymers and biopolymers, in particular using fibers of natural materials instead of biodegradable plastic materials, in particular at least comprising a biopolymer of plant origin and adapted to provide properties thermal, mechanical, fluid transport (permeability) and surface transport (wettability, coefficient of friction) and other properties, advantageous in view of various uses and with cost reduction.
En particular, la cápsula se produce en un material que comprende entre el 60 y 90 % de un material asociado a al menos uno de: caña de azúcar, mandioca y maíz, en la que la composición restante incluye el polímero de PLA o similar. In particular, the capsule is produced in a material that comprises between 60 and 90% of a material associated with at least one of: sugar cane, cassava and corn, in which the remaining composition includes the PLA polymer or similar.
En particular, la cápsula de acuerdo con la presente invención se produce en una sustancia compuesta que incluye fibra de cascarilla de café en su composición, por lo que dicha sustancia compuesta no incluye PLA. In particular, the capsule according to the present invention is produced in a composite substance that includes coffee husk fiber in its composition, so said composite substance does not include PLA.
Dicha sustancia compuesta puede incluir al menos uno de: Said compound substance may include at least one of:
- un polietileno de la lista que incluye polietilenos de alta densidad y polietilenos de baja densidad (LDPE), - policaprolactona (PCL); - a polyethylene from the list that includes high-density polyethylenes and low-density polyethylenes (LDPE), - polycaprolactone (PCL);
- amida termoplástica (TPS); - thermoplastic amide (TPS);
- copolímero de etileno y alcohol vinílico (EVOH); - ethylene vinyl alcohol copolymer (EVOH);
- cloruro de polivinilideno (PVDC) y - polyvinylidene chloride (PVDC) and
- un agente de compatibilización. - a compatibilization agent.
Dicha sustancia compuesta puede incluir un polietileno injertado con anhídrido maleico (PE-co-MA) como agente de compatibilidad. Said composite substance may include a polyethylene grafted with maleic anhydride (PE-co-MA) as a compatibility agent.
Descripción de las figurasDescription of the figures
La invención se explicará a continuación en el presente documento con mayor detalle basándose en realizaciones preferidas y las Figuras adjuntas. The invention will now be explained herein in greater detail based on preferred embodiments and the accompanying Figures.
Las Figuras muestran, en representaciones esquemáticas simplificadas: The Figures show, in simplified schematic representations:
Figura 1: vista lateral de una realización de una cápsula del tipo de la presente invención; Figure 1: side view of an embodiment of a capsule of the type of the present invention;
Figura 2: vista superior de una realización de la cápsula (1); Figure 2: top view of an embodiment of the capsule (1);
Figura 3: vista en corte lateral de una realización de una cápsula (1) de acuerdo con la presente invención; Figure 3: side section view of an embodiment of a capsule (1) according to the present invention;
Figura 4: vista en corte lateral de una realización de una cápsula (1) que no es de acuerdo con la presente invención; Figura 5: vista superior de una realización de una parte de recipiente (11) de una cápsula de acuerdo con la presente invención; Figure 4: side section view of an embodiment of a capsule (1) that is not in accordance with the present invention; Figure 5: top view of an embodiment of a container part (11) of a capsule according to the present invention;
Figura 6: vista en corte lateral de una realización de una parte de recipiente (11) de una cápsula (1) de acuerdo con la presente invención; Figure 6: side sectional view of an embodiment of a container part (11) of a capsule (1) according to the present invention;
Figura 7: vista en corte lateral de una realización de una parte de recipiente (11) de una cápsula (1) que no es de acuerdo con la presente invención; Figure 7: side sectional view of an embodiment of a container part (11) of a capsule (1) that is not in accordance with the present invention;
Figura 8: vista en corte lateral de una realización de una parte de recipiente (11) de una cápsula (1) que no es de acuerdo con la presente invención; Figure 8: side sectional view of an embodiment of a container part (11) of a capsule (1) that is not in accordance with the present invention;
Figura 9: vista en corte lateral de una realización de una parte de recipiente (11) de una cápsula (1) que no es de acuerdo con la presente invención; Figure 9: side sectional view of an embodiment of a container part (11) of a capsule (1) that is not in accordance with the present invention;
Figura 10: vista en corte lateral de una realización de una parte de recipiente (11) de una cápsula (1) que no es de acuerdo con la presente invención; Figure 10: side sectional view of an embodiment of a container part (11) of a capsule (1) that is not in accordance with the present invention;
Figura 11: vista en corte lateral de una realización de una parte de recipiente (11) de una cápsula (1) de acuerdo con la presente invención; Figure 11: side sectional view of an embodiment of a container part (11) of a capsule (1) according to the present invention;
Figura 12: vista en perspectiva superior de una realización de una parte de recipiente (11) de una cápsula (1) de acuerdo con la presente invención. Figure 12: Top perspective view of an embodiment of a container part (11) of a capsule (1) according to the present invention.
Descripción detallada de las realizaciones preferidas de la invenciónDetailed description of preferred embodiments of the invention
Las cápsulas del tipo de la presente invención se usan en máquinas para preparar bebidas mediante inyección de un flujo presurizado a una presión de flujo de al menos 0,8 MPa (8 bar), en ocasiones de más de 1,5 MPa (15 bar), y comprenden básicamente una parte de recipiente (11) y una parte de tapa (12) adaptada para poder cerrar la anterior (véanse lasFiguras 1y2). Se hace que dicho flujo presurizado entre en la cápsula a través de la parte de tapa (12) y salga a través de la pared (111) de base de la parte de recipiente. La parte de recipiente (11) presenta una pared (111) de base y una pared lateral (112), por ejemplo de forma cilíndrica, que se extiende de manera simétrica con respecto a un eje central (x) de la cápsula. La cápsula puede proporcionarse en un material sintético que comprende biopolímeros, en general, para mitigar el impacto ambiental asociado. En el caso particular en el que dicha pared (111) de base es también la pared de salida de la bebida, entonces también es la que está sometida a mayores requisitos estructurales, como resultado de la presión hidráulica aguas arriba de la misma. Capsules of the type of the present invention are used in machines for preparing beverages by injection of a pressurized flow at a flow pressure of at least 0.8 MPa (8 bar), sometimes more than 1.5 MPa (15 bar ), and they basically comprise a container part (11) and a lid part (12) adapted to be able to close the previous one (see Figures 1 and 2). Said pressurized flow is caused to enter the capsule through the lid portion (12) and exit through the base wall (111) of the container portion. The container part (11) has a base wall (111) and a side wall (112), for example cylindrical in shape, which extends symmetrically with respect to a central axis (x) of the capsule. The capsule may be provided in a synthetic material comprising biopolymers, generally to mitigate the associated environmental impact. In the particular case in which said base wall (111) is also the beverage outlet wall, then it is also the one that is subject to greater structural requirements, as a result of the hydraulic pressure upstream thereof.
La cápsula puede presentar medios de refuerzo estructural con la forma de nervaduras, adaptados para reforzar estructuralmente las paredes laterales y de base de la misma. La pared (111) de base puede presentar nervaduras de refuerzo (131) de base y la pared lateral (112) puede presentar nervaduras de refuerzo laterales (132). The capsule may have structural reinforcement means in the form of ribs, adapted to structurally reinforce the side and base walls thereof. The base wall (111) may have base reinforcing ribs (131) and the side wall (112) may have lateral reinforcing ribs (132).
Como se muestra en la vista esquemática representativa de laFigura 3,una cápsula (1) de acuerdo con la presente invención comprende una parte de recipiente (11) por lo que la pared (111) de base presenta un espesor de pared que aumenta hacia el centro de la misma y de forma al menos aproximadamente simétrica con respecto a dicho eje central (X) y de manera al menos aproximadamente uniforme en todo el contorno de la misma. As shown in the representative schematic view of Figure 3, a capsule (1) according to the present invention comprises a container part (11) whereby the base wall (111) has a wall thickness that increases towards the center thereof and at least approximately symmetrical with respect to said central axis (X) and at least approximately uniformly throughout its contour.
En particular, se ha demostrado que es suficiente, al menos para un intervalo determinado de presiones de flujo de operación, cuando dicho aumento del espesor de pared de la pared (111) de base solamente se proporciona en la cara orientada aguas arriba de la misma, de manera que la cara orientada aguas abajo conserve una forma plana desprovista de cavidades o proyecciones al menos en la región central de la misma. In particular, it has been shown to be sufficient, at least for a given range of operating flow pressures, when said increase in the wall thickness of the base wall (111) is only provided on the upstream facing face thereof. , so that the face facing downstream retains a flat shape devoid of cavities or projections at least in the central region thereof.
La pared (111) de base de una cápsula no de acuerdo con la invención puede presentar, en general, una forma convexa que se extiende aguas arriba, incluso con aumento del espesor de pared hacia la región central de la misma (veáse laFigura 4). Una cápsula de este tipo no tiene una pared de base que presente una cara orientada aguas abajo que presente una forma plana. The base wall (111) of a capsule not according to the invention may generally have a convex shape that extends upstream, even with an increase in wall thickness towards the central region thereof (see Figure 4). . A capsule of this type does not have a base wall that has a downstream face that has a planar shape.
Como el solicitante pudo demostrar experimentalmente, dichas configuraciones de la pared (111) de base proporcionan un aumento sustancial de la resistencia estructural de la pared (111) de base, en particular en la región central de la misma. As the applicant was able to demonstrate experimentally, said configurations of the base wall (111) provide a substantial increase in the structural strength of the base wall (111), in particular in the central region thereof.
Se prefiere que dicho aumento del espesor de pared (111) de base se despliegue al menos en una región central de la misma, por ejemplo, en una región central que se extiende en una extensión radial correspondiente al 20 y hasta al 50 % de la dimensión interior libre de dicha pared (111) de base. It is preferred that said increase in the thickness of the base wall (111) be deployed at least in a central region thereof, for example, in a central region that extends in a radial extent corresponding to 20 and up to 50% of the free interior dimension of said base wall (111).
De acuerdo con la invención, dicho aumento del espesor de pared (111) de base se despliega al menos de manera aproximadamente continua. According to the invention, said increase in the thickness of the base wall (111) unfolds at least approximately continuously.
La cápsula (1) de acuerdo con la presente invención, como se representa en las Figuras 5 y 6, se caracteriza porque presenta una parte de recipiente (11) que presenta medios de refuerzo que incluyen: The capsule (1) according to the present invention, as represented in Figures 5 and 6, is characterized in that it has a container part (11) that has reinforcing means that include:
- medios de refuerzo lateral (131) configurados de manera que presenten un aumento de espesor de pared lateral (112) hacia dicha pared (111) de base, y - lateral reinforcement means (131) configured so that they present an increase in the thickness of the side wall (112) towards said base wall (111), and
- medios de refuerzo (132) de base que presentan un aumento del espesor de pared de la pared (111) de base hacia el centro de dicha pared (111) de base, - base reinforcement means (132) that have an increase in the wall thickness of the base wall (111) towards the center of said base wall (111),
por lo que dichos medios de refuerzo (131, 132) se proporcionan como nervaduras que se extienden en la superficie interior de la parte de recipiente (11), de modo que proporcionan un aumento localizado del espesor de pared de dicha parte de recipiente (11), extendiéndose dicho aumento de espesor de pared generalmente en dirección aguas abajo y hacia el centro de la misma. whereby said reinforcing means (131, 132) are provided as ribs that extend on the inner surface of the container part (11), so as to provide a localized increase in the wall thickness of said container part (11). ), said increase in wall thickness generally extending in a downstream direction and towards its center.
Se proporciona ventajosamente con el presente documento una solución que evita un aumento generalizado del espesor de pared de dichos medios de refuerzo estructural, en particular mediante medios de refuerzo, por ejemplo del tipo de nervaduras, con un espesor uniforme a lo largo de su extensión, sino más bien se proporciona un aumento gradual del espesor de dichos medios de refuerzo y, por lo tanto, del refuerzo estructural de dicha pared (111) de base y pared lateral (112) de la parte de recipiente (11), en medida con los requisitos del flujo presurizado en el interior de la cápsula (1) durante el proceso de preparación de bebidas. A solution is advantageously provided hereby that avoids a general increase in the wall thickness of said structural reinforcement means, in particular by means of reinforcement means, for example of the rib type, with a uniform thickness along its extension, but rather a gradual increase in the thickness of said reinforcing means and, therefore, of the structural reinforcement of said base wall (111) and side wall (112) of the container part (11), is provided, in measure with the pressurized flow requirements inside the capsule (1) during the beverage preparation process.
Como se representa, dicha parte de recipiente (11) puede comprender nervaduras de refuerzo laterales (131) proporcionadas como nervaduras que se extienden en la cara interior de la pared lateral (12) a lo largo de la dirección de flujo predominante y que presentan un aumento del espesor de pared hacia la pared (111) de base, por lo que dicho aumento del espesor de pared se extiende en al menos una de, preferentemente ambas, las direcciones circular y radial de dichas nervaduras de refuerzo laterales (131), con respecto al eje central (X). As shown, said container part (11) may comprise lateral reinforcing ribs (131) provided as ribs extending on the inner face of the side wall (12) along the predominant flow direction and having a increase in wall thickness towards the base wall (111), whereby said increase in wall thickness extends in at least one of, preferably both, the circular and radial directions of said lateral reinforcement ribs (131), with with respect to the central axis (X).
Asimismo, dicha parte de recipiente (11) puede comprender nervaduras (132) de refuerzo de base que se extienden en una configuración radial en la pared (111) de base de la parte de recipiente (11), y que presentan un aumento del espesor de pared a lo largo de la dirección radial, preferentemente continuo y gradual, en dirección a la región central de la pared (111) de base. Likewise, said container part (11) may comprise base reinforcement ribs (132) that extend in a radial configuration in the base wall (111) of the container part (11), and that have an increase in thickness of wall along the radial direction, preferably continuous and gradual, in the direction of the central region of the base wall (111).
Se prefiere particularmente en una cápsula (1) de acuerdo con la presente invención, cuando al menos una parte de dichas primera y segunda nervaduras de refuerzo (131, 132), preferentemente todas, se extienden de manera alineada entre sí, se extienden preferentemente de forma continua entre sí, de manera que se proporcione un aumento al menos aproximadamente continuo del espesor de pared de la parte de recipiente (11) a lo largo de la pared lateral (12) y hasta la región central de la pared (111) de base. It is particularly preferred in a capsule (1) according to the present invention, when at least a part of said first and second reinforcing ribs (131, 132), preferably all, extend in an aligned manner with each other, preferably extending from continuous with each other, so as to provide an at least approximately continuous increase in the wall thickness of the container part (11) along the side wall (12) and up to the central region of the wall (111) of base.
Como comprenderá fácilmente un experto en la materia, la configuración descrita anteriormente de las nervaduras de refuerzo estructural, que se extienden de forma continua a lo largo de al menos parte de la pared lateral (112) y la pared (111) de base, y con un aumento gradual y continuo de dimensión en al menos una de las direcciones radial y angular, preferentemente ambas, en dirección a la región central de dicha pared (111) de base, proporciona un refuerzo estructural optimizado en vista de los requisitos predominantes durante el proceso de extracción de una bebida a presión. As will be readily understood by one skilled in the art, the above-described configuration of the structural reinforcement ribs, which extend continuously along at least part of the side wall (112) and the base wall (111), and with a gradual and continuous increase in dimension in at least one of the radial and angular directions, preferably both, in the direction of the central region of said base wall (111), provides an optimized structural reinforcement in view of the prevailing requirements during the process of extracting a beverage under pressure.
De acuerdo con otro aspecto preferente, representado esquemáticamente en lasFiguras 7a10que no están dentro del alcance de la invención, y además en lasFiguras 1ly12,dicha cápsula (1) puede presentar además una pluralidad de zonas (113) de paso de flujo en dicha pared (111) de base, configuradas y dispuestas para equilibrar las fuerzas de presión ejercidas por el flujo hidráulico aguas arriba de la misma. According to another preferred aspect, schematically represented in Figures 7 to 10, which are not within the scope of the invention, and also in Figures 1 and 12, said capsule (1) may also present a plurality of flow passage zones (113) in said wall ( 111) base, configured and arranged to balance the pressure forces exerted by the hydraulic flow upstream thereof.
En particular, dicha pared (111) de base puede presentar una pluralidad de zonas (113) de paso de flujo provistas de una forma alargada, preferentemente con una relación entre longitud y anchura comprendida entre 2 y 10, particularmente preferentemente entre 3 y 6, por lo que parte de dichas zonas (1131) de paso de flujo se extienden a lo largo de una dirección al menos aproximadamente radial, y al menos parte de las zonas (1132) de paso de flujo se extienden a lo largo de una dirección circular. In particular, said base wall (111) may have a plurality of flow passage zones (113) provided with an elongated shape, preferably with a ratio between length and width between 2 and 10, particularly preferably between 3 and 6, whereby part of said flow passage zones (1131) extend along an at least approximately radial direction, and at least part of the flow passage zones (1132) extend along a circular direction. .
Esta configuración y disposición particular de las zonas (113) de paso de flujo proporciona ventajosamente una mejor distribución de la presión hidráulica aguas arriba sobre la pared (111) de base, contribuyendo de este modo a mejorar los requisitos de la misma en términos de cantidad de material (es decir, espesor de pared) y refuerzo estructural, especialmente en la región central de la misma. This particular configuration and arrangement of the flow passage zones (113) advantageously provides a better distribution of the upstream hydraulic pressure on the base wall (111), thus contributing to improving its requirements in terms of quantity. of material (i.e., wall thickness) and structural reinforcement, especially in the central region of the wall.
Se prefiere cuando dicha pared (111) de base presenta una pluralidad de zonas (113) de paso de flujo que incluyen primeras zonas (1131) de paso de flujo de orientación radial proporcionadas en una región central que presenta un mayor espesor de pared, y segundas zonas (1132) de paso de flujo de orientación circular proporcionadas en una región periférica que presenta menor espesor de pared, por lo que dichas primera y segunda zonas (1131, 1132) de paso de flujo presentan dimensiones características, en particular longitud y anchura, al menos aproximadamente similares. It is preferred when said base wall (111) has a plurality of flow passage zones (113) that include first radially oriented flow passage zones (1131) provided in a central region that has a greater wall thickness, and second circularly oriented flow passage zones (1132) provided in a peripheral region that has a lower wall thickness, whereby said first and second flow passage zones (1131, 1132) have characteristic dimensions, in particular length and width , at least approximately similar.
Asimismo, dicha pared (111) de base puede presentar una pluralidad de primeras zonas (1131) de paso de flujo dispuestas a lo largo de una orientación al menos aproximadamente radial proporcionada en una región central de espesor de pared mayor y/o creciente de dicha pared (111) de base. Likewise, said base wall (111) may have a plurality of first flow passage zones (1131) arranged along an at least approximately radial orientation provided in a central region of greater and/or increasing wall thickness of said base wall (111).
Complementariamente al aspecto preferente mencionado anteriormente, dicha pared (111) de base puede presentar una pluralidad de segundas zonas (1132) de paso de flujo dispuestas a lo largo de una orientación al menos aproximadamente angular proporcionada en una región periférica de espesor de pared más pequeña y/o constante de dicha pared (111) de base. Complementary to the preferred aspect mentioned above, said base wall (111) may have a plurality of second flow passage zones (1132) arranged along an at least approximately angular orientation provided in a peripheral region of smaller wall thickness and/or constant of said base wall (111).
En particular, dicha pared (111) de base puede comprender una pluralidad de regiones adaptadas para el paso de flujo, por lo que dichas regiones para el paso (113) de flujo se proporcionan como al menos una de: aberturas y zonas de material debilitado adaptadas para que se rompan bajo el efecto de la presión hidráulica aguas arriba de las mismas. In particular, said base wall (111) may comprise a plurality of regions adapted for flow passage, whereby said regions for flow passage (113) are provided as at least one of: openings and areas of weakened material adapted to break under the effect of hydraulic pressure upstream of them.
Como se ha referido, la cápsula (1) de acuerdo con la presente invención se proporciona en una sustancia compuesta que comprende biopolímeros. As mentioned, the capsule (1) according to the present invention is provided in a composite substance comprising biopolymers.
En particular, la cápsula (1) puede producirse mediante inyección de dicha sustancia compuesta en moldes, al menos de dicha parte de recipiente (11), preferentemente también de dicha parte de tapa (12). In particular, the capsule (1) can be produced by injection of said composite substance into molds, at least of said container part (11), preferably also of said lid part (12).
En particular, dicha sustancia compuesta puede presentar una composición que incluya fibras naturales adaptadas para que proporcionen características dimensionales y funcionales similares a las de dichos polímeros sintéticos, incluyendo preferentemente fibras naturales resultantes del procesamiento de especies vegetales, tales como, por ejemplo, café, canela, caña de azúcar, maíz y mandioca. In particular, said composite substance may present a composition that includes natural fibers adapted to provide dimensional and functional characteristics similar to those of said synthetic polymers, preferably including natural fibers resulting from the processing of plant species, such as, for example, coffee, cinnamon. , sugar cane, corn and cassava.
Asimismo, se prefiere particularmente cuando dichas fibras naturales incluyen al menos una de, preferentemente al menos dos de la lista de fibras naturales resultantes del procesamiento de: Likewise, it is particularly preferred when said natural fibers include at least one of, preferably at least two of the list of natural fibers resulting from the processing of:
- granos de café verde; - green coffee beans;
- canela; - cinnamon;
- caña de azúcar; - sugar cane;
- maíz; - corn;
- mandioca. - cassava.
De acuerdo con un aspecto particularmente preferido, la cápsula (1) de acuerdo con la presente invención está provista de una sustancia compuesta que presenta una matriz termoplástica reforzada con fibras naturales, incluyendo fibra de cascarilla de café, y en la que la matriz polimérica que agrupa la fibra de cascarilla de café comprende polímeros de origen natural, incluyendo un derivado de celulosa y poliésteres alifáticos. According to a particularly preferred aspect, the capsule (1) according to the present invention is provided with a composite substance that has a thermoplastic matrix reinforced with natural fibers, including coffee husk fiber, and in which the polymeric matrix that Coffee husk fiber groups comprise polymers of natural origin, including a cellulose derivative and aliphatic polyesters.
Claims (18)
Applications Claiming Priority (2)
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