IT202000030299A1 - Capsula compostabile per la preparazione di bevande ad infusione o solubili - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
Forma oggetto della presente invenzione una capsula per la preparazione di bevande ad infusione o solubili, in particolare una capsula biodegradabile e/o compostabile auto-aprentesi per effetto dell?aumento della pressione interna alla capsula stessa.
Nel settore sono note capsule per il confezionamento di prodotti concentrati (ad esempio in forma di polvere, granuli, foglie) in dosi prestabilite e monouso, per la preparazione estemporanea di bevande (come t?, caff?, tisane, latte, cioccolata, ecc.) per mezzo dell?introduzione, all?interno della capsula stessa, di un fluido in pressione (per lo pi? acqua calda). L?attraversamento dell?essenza da infondere o sciogliere contenuta all?interno della capsula da parte di detto flusso di acqua calda, erogato da una macchina di estrazione, determina la preparazione estemporanea della bevanda.
Nel settore sono note differenti tipologie di macchine automatiche o semi-automatiche per la preparazione di bevande.
Una prima tipologia di macchine prevede la perforazione della capsula su entrambi i lati, per consentire l?iniezione all?interno della coppetta del fluido in pressione da un lato, e la fuoriuscita della bevanda dal lato opposto. Tale prima tipologia di macchine ? destinata a capsule molto semplici, comprendenti una coppetta chiusa da entrambi i lati, rispettivamente da un fondo e da un coperchio.
Una seconda tipologia di macchine prevede la perforazione della capsula solo su un lato per consentire l?iniezione all?interno della coppetta del fluido in pressione. Tale seconda tipologia di macchine ? destinata infatti a capsule complesse, comprendenti una coppetta dotata da un lato di un?apertura di uscita della bevanda e dal lato opposto di un coperchio di chiusura, oltre che di propri mezzi interni di apertura. Tali mezzi di apertura, solitamente in forma di punte o profili di taglio o perforazione, sono attivati dall?innalzamento della pressione all?interno della coppetta per perforare o lacerare un disco interno sigillante e consentire cos? la fuoriuscita della bevanda dall?apertura di uscita presente sul fondo della coppetta. Questa tipologia di capsule ? piuttosto complessa dal punto di vista costruttivo, soprattutto per quanto riguarda la realizzazione dei mezzi di apertura.
Tipicamente, per la realizzazione e l'erogazione della bevanda, il flusso di acqua calda viene iniettato all'interno della capsula con una pressione di circa 20 atmosfere per un tempo che varia da 15 a 90 secondi. Pertanto, le capsule in commercio sono realizzate prevalentemente con materiali di provenienza minerale e sintetica quali, ad esempio, alluminio e plastica, che garantiscono alla capsula stessa le caratteristiche necessarie per resistere alle sollecitazioni meccaniche, in particolare alla pressione, e termiche a cui ? sottoposta durante l'utilizzo.
Come noto, tali capsule sono di tipo monouso e una volta terminata l'erogazione della bevanda diventano rifiuti difficilmente smaltibili proprio a causa dei materiali di cui sono composte. In un?ottica maggiormente eco-responsabile sono state realizzate capsule in materiale biodegradabile e/o compostabile, come descritte ad esempio nel documento WO 2016/139554 A1 diretto ad una capsula compostabile per caff?. Come spiegato in WO 2016/139554 Al, le caratteristiche che un materiale deve possedere per poter essere definito "compostabile" sono stabilite dalla Norma Europea EN 13432 "Requisiti per imballaggi recuperabili mediante compostaggio e biodegradazione - Schema di prova e criteri di valutazione per l'accettazione finale degli imballaggi". WO 2016/139554 A1 descrive una capsula comprendente una coppetta molto semplice, chiusa da un fondo e da un coperchio, e destinata a macchine che prevedono la perforazione contemporanea della capsula su entrambi i lati.
Nel settore sono quindi note capsule biodegradabili e/o compostabili solo del tipo comprendente una coppetta chiusa su ambo i lati e destinata a macchine che prevedono la perforazione contemporanea della capsula su entrambi i lati.
Tuttavia, per creare una corretta pressione dell'acqua all'interno della cartuccia e garantire un?ottimale qualit? dell?estrazione, l'apertura del lato di erogazione della capsula deve avvenire solo successivamente rispetto all?iniezione del fluido in pressione.
Nel settore ? quindi sentita la necessit? di disporre di una capsula biodegradabile e/o compostabile dotata di propri mezzi interni di apertura che si attivino solo successivamente rispetto all?iniezione del fluido in pressione. Come gi? anticipato sopra tuttavia, questa tipologia di capsule ? piuttosto complessa dal punto di vista costruttivo, soprattutto per quanto riguarda la realizzazione dei mezzi di apertura. Tale complessit? viene accentuata quando si utilizzano materiali biodegradabili e/o compostabili tipicamente caratterizzati da scarse caratteristiche meccaniche e termiche.
Scopo della presente invenzione ? quello di realizzare una capsula per la preparazione di bevande ad infusione o solubili che risolva i problemi dell?arte nota tenendo conto delle necessit? del settore.
In particolare scopo della presente invenzione ? quello di fornire una capsula biodegradabile e/o compostabile auto-aprentesi per effetto dell?aumento della pressione interna, in grado di resistere alle sollecitazioni meccaniche e termiche a cui ? sottoposta durante l'utilizzo.
Tale scopo ? raggiunto da una capsula per la preparazione di bevande ad infusione o solubili in accordo con la rivendicazione 1. Le rivendicazioni dipendenti descrivono forme di realizzazione preferite dell?invenzione.
Le caratteristiche ed i vantaggi di una capsula per la preparazione di bevande ad infusione o solubili secondo la presente invenzione saranno evidenti dalla descrizione di seguito riportata, data a titolo esemplificativo e non limitativo in accordo con le figure allegate, in cui:
- la figura 1 mostra una vista in sezione di una capsula per la preparazione di bevande ad infusione o solubili, in accordo con la presente invenzione, in un esempio realizzativo;
- la figura 2 mostra una vista in sezione laterale della capsula di figura 1;
- la figura 3 mostra una vista dell?esterno della capsula di figura 1, in particolare del fondo per l?uscita della bevanda;
- la figura 4 mostra un dettaglio della capsula di figura 1, in particolare della base interna con l?uscita della bevanda;
- la figura 5 mostra una vista in sezione di una capsula per la preparazione di bevande ad infusione o solubili, in accordo con la presente invenzione, in un ulteriore esempio realizzativo;
- la figura 6 mostra una vista in sezione laterale della capsula di figura 5;
- la figura 7 mostra una vista dell?esterno della capsula di figura 5, in particolare del fondo per l?uscita della bevanda;
- la figura 8 mostra un dettaglio della capsula di figura 5, in particolare della base interna con l?uscita della bevanda;
- le figure 9 e 10 mostrano una prima modalit? di autoapertura rispettivamente delle capsule di figura 1 e 5, in cui il disco sigillante ? un disco unitario;
- le figure da 11 a 16 mostrano una seconda modalit? di auto-apertura delle capsule di figura 1 e 5, in cui il disco sigillante ? un disco composto da una porzione centrale e da una porzione anulare, in cui:
- nella variante delle figure da 11 a 13, il disco sigillante comprende una porzione centrale rigida e una porzione anulare flessibile: la figura 11 mostra la capsula ancora chiusa, la figura 12 mostra la capsula aperta con distacco completo della porzione anulare flessibile, la figura 13 mostra la capsula aperta con distacco parziale della porzione anulare flessibile;
- nella variante delle figure da 14 a 16, il disco sigillante comprende una porzione centrale flessibile e una porzione anulare rigida: la figura 14 mostra la capsula ancora chiusa, la figura 15 mostra la capsula aperta con distacco completo della porzione centrale flessibile, la figura 16 mostra la capsula aperta con distacco parziale della porzione centrale flessibile. Con riferimento alle figure allegate, ? rappresentata una capsula per la preparazione di bevande ad infusione o solubili, indicata con il numero di riferimento 1. La capsula 1 comprende un corpo o coppa 2 atto a definire un volume interno V in cui ? contenuta almeno una sostanza S da infondere o sciogliere, tipicamente in polvere o in forma granulare.
La coppa 2 ? dotata, da un lato, di un fondo 3 e, dal lato opposto, di un?apertura 21 di ingresso definita da un bordo 4 sporgente esteriormente.
La capsula 1 comprende un coperchio 6 fissato sul bordo 4 per sigillare superiormente la coppa 2.
La capsula 1 comprende un disco sigillante 5, disposto all?interno della coppa 2, che realizza la chiusura della capsula 1. Tra il coperchio 6 ed il disco 5 ? definito infatti il volume interno V in cui ? contenuta la sostanza S da infondere o sciogliere.
La coppa 2 ? dotata, in corrispondenza fondo 3, di un?apertura 31 di uscita atta a consentire la fuoriuscita della bevanda infusa.
Nell?esempio di figura 1, una pluralit? di finestre interne 321 confluisce in un ugello 32 terminante nell?apertura 31 di uscita. In uso, la bevanda confluisce nell?ugello 32 che la direziona nel contenitore finale, come ad esempio una tazza o un bicchiere.
Nell?esempio di figura 5, una pluralit? di finestre interne 321 confluisce in un vano 322 terminante nell?apertura 31 di uscita. In tale esempio, la capsula 1 ? infatti dotata di una protuberanza 323, in corrispondenza della porzione centrale 310 della base 33, rivolta verso l?interno della coppa 2, in direzione del coperchio 6. Il vano 322 definisce uno spazio di dimensioni adatte ad ospitare un elemento di perforazione inferiore della macchina per la preparazione della bevanda. In uso, nel vano 322 si inserisce, senza entrare in contatto con la capsula 1, l?elemento di perforazione della macchina che funge quindi solamente da elemento erogatore in quanto dotato di canali per la raccolta della bevanda e il suo convogliamento nel contenitore finale, come ad esempio una tazza o un bicchiere.
La coppa 2 comprende al suo interno una base 33, mostrata ad esempio nelle figure 4 e 8, dotata di una pluralit? di rilievi sporgenti verticalmente. La superficie dei rilievi ? sostanzialmente piana e priva di elementi di taglio o di puntura o di lacerazione. Sulla superficie dei rilievi della base 33 ? infatti fissato, tramite incollaggio o saldatura, il disco 5 sigillante che realizza la chiusura della capsula 1. Il disco 5 ? infatti posizionato tra il volume interno V e la base 33, al di sotto della sostanza 11.
La coppa 2 ? realizzata in materiale biodegradabile e compostabile.
Preferibilmente, la coppa 2 ? in materiale compostabile adatto a garantire stabilit? dimensionale e resistenza termica e meccanica. Un esempio di materiali adatti a questo scopo sono i poliesteri compostabili, in particolare l?acido polilattico (PLA) e il polibutilene succinato (PBS).
Inoltre, ? vantaggioso utilizzare talco nello strato di materiale comprendente acido polilattico (PLA) e/o polibutilene succinato (PBS), poich? il talco rende la coppa 2 meno fragile e la rinforza. Il contenuto di talco in questo strato di materiale ? compreso tra il 10% ed il 40%, preferibilmente tra il 15% ed il 30%. Preferibilmente, la coppa 2 ? realizzata in un materiale compostabile comprendente acido polilattico (PLA) e/o polibutilene succinato (PBS).
Preferibilmente, la coppa 2 ? realizzata in un materiale compostabile comprendente acido polilattico (PLA) e/o polibutilene succinato (PBS) avente almeno una delle seguenti caratteristiche:
- carico a snervamento a trazione tra 30 ? 50 MPa (Norma ASTM D638) oppure tra 35 ? 50 (ISO 527-1).;
- allungamento a rottura a trazione maggiore uguale al 10% (Norma ASTM D638) oppure tra 10% ? 35% (ISO 527-1); - modulo elastico a flessione compreso tra 2000 e 2500 MPa (ASTM D790) oppure tra 2000 e 4500 MPa (ISO 527-1). Tali caratteristiche consentono di ottenere una coppa 2 compostabile ad elevata resistenza termica e meccanica in grado di essere attraversata da un flusso di liquido ad elevata temperatura (tra i 90? ed i 95?C) e pressione (tra i 10 ed i 1 2bar) per tutti il tempo di erogazione (circa 1 minuto) senza rammollirsi e deformarsi (ad esempio in corrispondenza del fondo e dell?ugello) e senza rompersi (ad esempio in corrispondenza delle pareti laterali).
Preferibilmente, la coppa 2 ha uno spessore di parete compreso tra 0.4 mm e 0.8 mm, preferibilmente tra 0.5 mm e 0.7 mm.
La coppa 2 ? realizzata in materiale compostabile, tipicamente caratterizzato da scarse propriet? meccaniche e termiche. Pertanto, il fondo 3 della coppa 2 ? stato rinforzato esternamente con delle alette esterne di rinforzo 81. Tali alette esterne di rinforzo sono disposte in corrispondenza della porzione a labirinto 320. Preferibilmente, le alette esterne di rinforzo 81 si estendono radialmente e formano una successione circonferenziale uniforme. Preferibilmente, le alette esterne di rinforzo 81 sono presenti in numero elevato per fornire un adeguato sostegno al fondo 3 quando la pressione interna alla coppa 2 aumenta. Ad esempio, le alette esterne di rinforzo 81 sono presenti in numero maggiore di 15.
Inoltre, nella variante realizzativa di figura 5, sono stati aggiunti anche dei rinforzi centrali 82 in corrispondenza della porzione centrale 310. Preferibilmente, i rinforzi centrali 82 si estendono radialmente e formano una successione circonferenziale uniforme. Preferibilmente, i rinforzi centrali 82, sostanzialmente di forma triangolare, sono presenti in numero maggiore di 5.
Anche il coperchio 6 ? realizzato in materiale biodegradabile e compostabile.
Preferibilmente, il coperchio 6 ? un multistrato in materiale compostabile, avente almeno uno strato che funga da barriera contro l?ossigeno e/o il vapore. Ad esempio, tale strato barriera ? lo strato esterno superiore, realizzato in cellulosa metallizzata.
Preferibilmente, il coperchio 6 ? dotato di almeno uno strato in materiale compostabile comprendente acido polilattico (PLA) e/o polibutilene succinato (PBS). Ad esempio, tale strato ? lo strato esterno inferiore, per fornire un materiale compostabile compatibile alla saldatura con la coppa 2.
Preferibilmente, il coperchio 6 ? un multistrato in materiale compostabile avente almeno una delle seguenti caratteristiche:
- carico di rottura (Norma ASTM D882) MD tra 20 e 25 MPa, TD tra 7 e 13 MPa;
- allungamento a rottura (Norma ASTM D882) MD tra 20 e 25 %, TD tra 65 e 75 %.
Il disco 5 ? realizzato in materiale biodegradabile e compostabile.
Nella variante di figura 1, il disco 5 ? completamente flessibile.
Nelle varianti delle figure da 11 a 16, il disco 5 ? solo parzialmente flessibile. Il materiale sotto descritto si riferisce alla parte flessibile.
Preferibilmente, il disco 5 ? un multistrato in materiale compostabile, avente almeno uno strato che funga da barriera contro l?ossigeno e/o il vapore. Ad esempio, tale strato barriera ? uno strato intermedio, realizzato in cellulosa metallizzata oppure in cellophane metallizzato.
Preferibilmente, il disco 5 ? dotato di almeno uno strato in materiale compostabile adatto ad entrare a contatto con la sostanza alimentare contenuta nella coppa 2. Ad esempio, tale strato ? lo strato esterno superiore, realizzato in carta oppure in cellophane. Preferibilmente, il disco 5 ? dotato di almeno uno strato in materiale compostabile comprendente acido polilattico (PLA) e/o polibutilene succinato (PBS). Ad esempio, tale strato ? lo strato esterno inferiore, per fornire un materiale compostabile compatibile alla saldatura con la coppa 2.
Preferibilmente, il disco 5 ? un multistrato in materiale compostabile avente almeno una delle seguenti caratteristiche:
- carico di rottura (Norma ISO 527 1-3) MD tra 85 e 95 MPa, TD tra 35 e 45 MPa;
- allungamento a rottura (Norma ISO 527 1-3) MD tra 10 e 20%, TD tra 40 e 50.
Tali caratteristiche consentono di ottenere un disco 5 compostabile ad elevata resistenza termica e meccanica in grado di sopportare l?azione di un flusso di liquido ad elevata temperatura (tra i 90? ed i 95?C) e pressione (tra i 10 ed i 1 2bar) per tutti il tempo di erogazione (circa 1 minuto) senza rammollirsi e deformarsi completamente tanto da non consentire la corretta apertura della capsula o addirittura da aderire completamente alla base 33 della coppa 2 chiudendo il passaggio di deflusso della bevanda.
Nella variante delle figure da 11 a 16, il disco 5 comprende anche una porzione rigida. In tale variante, la parte rigida ? realizzata con lo stesso materiale utilizzato per la coppa 2.
Come mostrato nelle figure 4 e 8, la base 33 comprende una porzione centrale 310 a copertura dell?almeno un?apertura 31 di uscita. La base 33 comprende inoltre almeno una porzione a labirinto 320 di forma sostanzialmente anulare, disposta concentricamente attorno alla porzione centrale 310, e di conseguenza attorno all?apertura 31 di uscita. La base 33 comprende anche un bordo perimetrale 360 sul quale ? fissato, tramite incollaggio o saldatura, il disco 5 sigillante. La base 33 ? dotata, tra il bordo perimetrale 360 e la porzione a labirinto 230, di un avvallamento di raccolta 330 atto a raccogliere la bevanda infusa ed a consentirne il deflusso verso la porzione a labirinto 230. L?avvallamento di raccolta 330 definisce uno spazio atto ad ospitare, senza ostacolarla, la deformazione del disco 5 sigillante, o di almeno una sua porzione, quando la pressione esercitata dal fluido all?interno della capsula 1 raggiunge un certo livello di soglia di apertura.
La base 33 ? dotata inoltre, tra la porzione a labirinto 320 e la porzione centrale 310, di un avvallamento di convogliamento 340 atto a raccogliere la bevanda infusa ed a consentirne il deflusso, attraverso l?almeno un?apertura 31 di uscita, verso l?esterno della capsula 1.
La porzione a labirinto 320 ? dotata di una pluralit? di canali capillari 421 che consentono il deflusso della bevanda verso l?apertura 31 di uscita e quindi verso l?esterno della capsula 1. Tali canali capillari 421 impediscono invece il passaggio della bevanda quando la pressione interna alla capsula 1 scende al di sotto di un valore di soglia, per evitare il gocciolamento della bevanda a fine erogazione.
Ciascun canale capillare 421 collega l?avvallamento di raccolta 330 con l?avvallamento di convogliamento 340. Il canale capillare 421 ? chiuso superiormente dal disco 5 realizzato in materiale compostabile, tipicamente dotato di scarse propriet? meccaniche e termiche. Quando il disco 5 ? un film flessibile in materiale compostabile, all?aumentare della pressione e della temperatura nella capsula 1, tende a rammollirsi e ad aderire al profilo della base 33.
Pertanto, sono stati realizzati canali capillari 421 a sezione ridotta, per evitare eventuali ostruzioni da parte del disco 5 sigillante, e ad elevata lunghezza, per garantire un efficacie effetto anti-gocciolamento. Preferibilmente, il canale capillare 421 ha un andamento a zig-zag o ?ad onda quadra?.
Preferibilmente, il labirinto 30 comprende un numero di canali capillari 421 compreso tra 10 e 40, preferibilmente compreso tra 20 e 30.
La porzione a labirinto 320 comprende canali capillari 421 separati da divisori 322 su cui ? fissato in maniera permanente il disco sigillante 5. Preferibilmente, la superficie occupata dai divisori 322 ? maggiore della superficie occupata dai canali capillari 421 per sostenere adeguatamente il disco sigillante 5 in materiale compostabile.
Come sopra anticipato, quando il disco 5 ? un film flessibile in materiale compostabile, all?aumentare della pressione e della temperatura nella capsula 1, tende a rammollirsi aderendo al profilo della base 33. Pertanto, la capsula 1 ? dotata, in corrispondenza della base 33, di sostegni 90 atti a mantenere sollevato il disco 5 sigillante in fase di autoapertura affinch? non aderisca completamente al fondo dell?avvallamento di raccolta 330, impedendo cos? il deflusso della bevanda. Preferibilmente, i sostegni 90 sono sporgenze radiali disposte sul fondo dell?avvallamento di raccolta 330.
Preferibilmente, la capsula 1 ? dotata, in corrispondenza della base 33, di supporti 350 su cui ? fissato o almeno appoggiato il disco 5 sigillante in fase di pre-apertura. Preferibilmente, i sostegni 90 sono rilievi ad arco di circonferenza sporgenti dal fondo dell?avvallamento di raccolta 330. Quando presenti, i supporti 350 definiscono tra loro una pluralit? di recessi 351 o vani. In particolare, un recesso 351 ? definito tra una coppia di supporti 350 adiacenti. Il recesso 351 definisce uno spazio atto ad ospitare, senza ostacolarla, la deformazione di almeno una porzione del disco 5 sigillante quando la pressione esercitata dal fluido all?interno della capsula 1 raggiunge un certo livello di soglia di apertura. Il recesso 351 definisce uno spazio preferenziale per la deformazione del disco 5.
Preferibilmente, quando la sostanza S ? polvere di caff?, la capsula 1 comprende un filtro 7 fissato sotto la sostanza 11, appena al di sopra del disco 5.
Il filtro 7 ? in materiale biodegradabile e compostabile.
Preferibilmente, il filtro 7 ? realizzato in fibre di carta oppure cellulosa, e comprende acido polilattico (PLA) e/o polibutilene succinato (PBS) almeno in corrispondenza del lato inferiore, per fornire un materiale compostabile compatibile alla saldatura con la coppa 2.
Preferibilmente, quando la sostanza S ? polvere di caff?, la capsula 1 comprende un film 8, permeabile o micro-forato, fissato ad una certa distanza sopra la sostanza S, al di sotto del coperchio 6. Il film 8 ? dotato di fori per consentire il passaggio uniforme del fluido iniettato dalla macchina verso la polvere alimentare.
Il film 8 ? in materiale biodegradabile e compostabile. Preferibilmente, il film 8 ? realizzato in acido polilattico (PLA) e/o polibutilene succinato (PBS) almeno in corrispondenza del lato inferiore, per fornire un materiale compostabile compatibile alla saldatura con la coppa 2.
Come mostrato nelle figure 1 e 5, la capsula 1 per la preparazione di bevande ad infusione o solubili, comprende un disco 5 sigillante atto a sigillare inferiormente la coppa 2.
Il disco 5 ? fissato in corrispondenza alla base 33 in maniera almeno parzialmente rilasciabile in modo tale da distaccarsi almeno parzialmente da essa per effetto dell?aumento di pressione all?interno del volume V in cui ? contenuta la sostanza alimentare S.
Il disco 5 ? fissato, in maniera permanente oppure rilasciabile, in corrispondenza del bordo perimetrale 360.
Il disco 5 ? fissato, in maniera permanente, in corrispondenza della porzione a labirinto 320 e della porzione centrale 310.
In uso, la capsula 1 viene inserita in un?apposita sede provvista nella macchina di estrazione, che perfora il coperchio 6 e inserisce all?interno del volume interno V in cui ? contenuta la sostanza S un fluido in pressione (per lo pi? acqua calda). La presenza del disco 5 sigillante a chiusura del fondo 3 della capsula 1 consente al fluido in pressione di rimanere per un certo intervallo di tempo a contatto con la sostanza 11 da infondere o da sciogliere garantendo una bevanda un?ottimale. La pressione esercitata dal fluido all?interno della capsula 1 si innalza fino a raggiugere un certo livello di soglia, o pressione di apertura (ad esempio compresa tra 4 e 8 bar), che spinge sul disco 5 fino a determinare l?auto-apertura per consentire la fuoriuscita della bevanda.
In particolare, come mostrato nelle figure da 9 a 16, l?apertura della capsula 1 ? determinata dalla deformazione almeno parziale del disco 5 sigillante. Nella variante realizzativa mostrata nelle figure 9 e 10, la capsula 1 si apre secondo una prima modalit? di auto-apertura. In tale variante realizzativa il disco 5 sigillante ? flessibile, in pezzo unico, privo di indebolimenti o tagli, ed ? fissato in maniera almeno parzialmente rilasciabile al bordo perimetrale 360. Per effetto dell?aumento di pressione all?interno della capsula 1, un bordo esterno del disco 5 si deforma e si separa almeno parzialmente dal bordo perimetrale 360 facendo venir meno l'effetto di tenuta precedentemente garantito e aprendo un passaggio P per la fuoriuscita della bevanda.
Nella variante realizzativa mostrata nelle figure da 11 a 16, la capsula 1 si apre secondo una seconda modalit? di auto-apertura. In tale variante realizzativa il disco 5 sigillante ? un disco composto, ovvero comprendente una porzione centrale 51 ed una porzione esterna anulare 52 fissate tra loro in maniera almeno parzialmente rilasciabile.
Il disco 5 ? fissato in maniera permanente alla base 33, ovvero almeno al bordo perimetrale 360 ed alla porzione a labirinto 320. Come si vede in figura 11 e 14, il bordo esterno 522 della porzione anulare 52 ? fissato sul bordo perimetrale 360 della base 33, ed il centro della porzione centrale 51 ? fissato sulla porzione a labirinto 320. Il bordo interno 521 della porzione anulare 52 ? fissato in maniera almeno parzialmente rilasciabile al bordo perimetrale 511 della porzione centrale 51.
Come sopra gi? esposto, quando il disco 5 ? un film flessibile realizzato in materiale compostabile, all?aumentare della pressione e della temperatura nella capsula 1 tende a rammollirsi aderendo al profilo della base 33. Pertanto, nella capsula 1 il disco 5 comprende una porzione rigida ed una porzione flessibile, unite tra loro. Il tal modo si riduce il rischio che il disco 5 si rammollisca aderendo completamente alla base.
Preferibilmente, il bordo della porzione flessibile ? fissato al di sotto del bordo della porzione rigida. Per effetto dell?aumento di pressione all?interno della capsula 1, la porzione flessibile del disco 5 si deforma e si separa almeno parzialmente dalla porzione rigida facendo venir meno l'effetto di tenuta precedentemente garantito e aprendo almeno un passaggio P per la fuoriuscita della bevanda.
Nell?esempio delle figure da 11 a 13, nella capsula 1 la porzione centrale 51 del disco 5, destinata a coprire almeno la porzione a labirinto 320, ? un disco rigido. Il tal modo si riduce il rischio che il disco 5 si rammollisca ostruendo i passaggi capillari 421. La porzione anulare 52 ? invece un film flessibile per potersi deformare almeno parzialmente e consentire l?apertura della capsula 1.
Nell?esempio delle figure da 14 a 16, nella capsula 1 la porzione anulare 52 del disco 5, destinata ad essere fissata sul bordo perimetrale 360, ? rigida. Il tal modo la saldatura con il bordo perimetrale 360 risulta di pi? facile realizzazione.
Nella variante realizzativa di figura 12 e 15, la porzione centrale 51 e la porzione anulare 52 sono fissate tra loro tramite una saldatura circolare rilasciabile. Pertanto, per effetto dell?aumento di pressione all?interno della capsula 1, la porzione flessibile del disco 5 si deforma e si separa completamente dalla porzione rigida formando un unico ampio passaggio P per la fuoriuscita della bevanda.
Nella variante realizzativa di figura 13 e 16, la porzione centrale 51 e la porzione anulare 52 sono fissate tra loro tramite una saldatura circolare parzialmente rilasciabile. Pertanto, per effetto dell?aumento di pressione all?interno della capsula 1, la porzione flessibile del disco 5 si deforma e si separa solo parzialmente dalla porzione rigida formando una pluralit? di piccoli passaggi P per la fuoriuscita della bevanda.
Una capsula secondo la presente invenzione ? utilizzabile per il confezionamento di prodotti concentrati (in forma di polvere o granuli o foglie) in dosi prestabilite e monouso, per la preparazione estemporanea di bevande come t? in foglie o solubile, caff? in polvere o istantaneo, tisane, latte, cioccolata, o altri prodotti disidratati e solubili. Innovativamente, una capsula per la preparazione di bevande ad infusione o solubili secondo la presente invenzione ? completamente biodegradabile e compostabile e dotata di propri mezzi interni di apertura che si attivano solo successivamente rispetto all?iniezione del fluido in pressione.
Vantaggiosamente, la capsula biodegradabile e compostabile secondo la presente invenzione ? autoaprentesi per effetto dell?aumento della pressione interna ed in grado di resistere alle sollecitazioni meccaniche e termiche a cui ? sottoposta durante l'utilizzo.
Vantaggiosamente, la capsula biodegradabile e compostabile secondo la presente invenzione ? dotata di rinforzi sul fondo per resistere alle sollecitazioni meccaniche e termiche a cui ? sottoposta durante l'utilizzo.
Vantaggiosamente, la capsula biodegradabile e compostabile secondo la presente invenzione ? autoaprentesi per effetto della deformazione almeno parziale di un disco sigillante parzialmente rigido per resistere alle sollecitazioni meccaniche e termiche a cui ? sottoposto durante l'utilizzo.
? chiaro che un tecnico del settore potrebbe apportare modifiche alla capsula per la preparazione di bevande ad infusione o solubili sopra descritta, tutte contenute nell'ambito di tutela come definito dalle rivendicazioni seguenti.
Claims (15)
1. Capsula (1) compostabile per la preparazione di bevande ad infusione o solubili, comprendente:
- una coppa (2) in cui ? definito un volume interno (V) in cui ? contenuta almeno una sostanza (S) da infondere o sciogliere; detta coppa (2) essendo dotata:
-- da un lato di un fondo (3) con un?apertura di uscita (31) per la bevanda,
-- dal lato opposto di un?apertura (21) di ingresso di un fluido;
-- internamente di una base interna (33) comprendente:
--- una porzione centrale (310) a copertura dell?apertura (31),
--- una porzione a labirinto (320) disposta attorno alla porzione centrale (310),
--- un bordo perimetrale (360) disposto attorno alla porzione centrale (310),
--- un avvallamento di raccolta (330) della bevanda disposto tra il bordo perimetrale (360) e la porzione a labirinto (230),
--- un avvallamento di convogliamento (340) della bevanda disposto tra la porzione a labirinto (230) e la porzione centrale (310);
- un coperchio (6) fissato a tenuta alla coppa (2) a chiusura dell?apertura (21);
- un disco sigillante (5) almeno parzialmente flessibile e fissato a tenuta sulla base interna (33) della coppa (2) per garantire, insieme al coperchio (6), una sigillatura del volume interno (V); caratterizzata dal fatto che la coppa (2), il coperchio (6) ed il disco sigillante (5) sono realizzati in materiale compostabile e l?apertura per la fuoriuscita della bevanda ? determinata dalla deformazione almeno parziale del disco sigillante (5), deformazione che fa venir meno la sigillatura del volume (V).
2. Capsula (1) in accordo con la rivendicazione 1, in cui la coppa (2), il disco sigillante (5) e il coperchio comprendono acido polilattico (PLA) e/o polibutilene succinato (PBS).
3. Capsula (1) in accordo con la rivendicazione 1 o 2, in cui la coppa (2) ? realizzata in materiale compostabile avente almeno una delle seguenti caratteristiche:
- carico a snervamento a trazione tra 30 ? 50 MPa (Norma ASTM D638) oppure tra 35 ? 50 (ISO 527-1).;
- allungamento a rottura a trazione maggiore uguale al 10% (Norma ASTM D638) oppure tra 10% ? 35% (ISO 527-1); - modulo elastico a flessione compreso tra 2000 e 2500 MPa (ASTM D790) oppure tra 2000 e 4500 MPa (ISO 527-1).
4. Capsula (1) in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il disco (5) ? realizzato almeno parzialmente in materiale compostabile avente almeno una delle seguenti caratteristiche:
- carico di rottura (Norma ISO 527 1-3) MD tra 85 e 95 MPa, TD tra 35 e 45 MPa;
- allungamento a rottura (Norma ISO 527 1-3) MD tra 10 e 20%, TD tra 40 e 50.
5. Capsula (1) in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il disco (5) ? almeno parzialmente un multistrato avente uno strato intermedio barriera in cellulosa metallizzata oppure in cellophane metallizzato e/o uno strato esterno superiore in carta oppure in cellophane.
6. Capsula (1) in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il disco (5) ? almeno parzialmente rigido e realizzato con il medesimo materiale della coppa (2).
7. Capsula (1) in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il fondo (3) della coppa (2) ? rinforzato esternamente da alette esterne di rinforzo (81) disposte radialmente ed in corrispondenza della porzione a labirinto (320), dette alette esterne di rinforzo (81) essendo presenti in numero maggiore di 15.
8. Capsula (1) in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il fondo (3) della coppa (2) ? rinforzato esternamente da rinforzi centrali (82), disposti radialmente ed in corrispondenza della porzione centrale (310).
9. Capsula (1) in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la porzione a labirinto (320) ? dotata di una pluralit? di canali capillari (421) che collegano l?avvallamento di raccolta (330) con l?avvallamento di convogliamento (340), chiusi superiormente dal disco (5) e separati tra loro da divisori (322) su cui ? fissato in maniera permanente il disco (5), in cui la superficie occupata dai divisori (322) ? maggiore della superficie occupata dai canali capillari (322).
10. Capsula (1) in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la base interna (33) ? dotata di sostegni (90) radiali disposti sul fondo dell?avvallamento di raccolta (330) e/o di supporti (350) ad arco di circonferenza sporgenti dal fondo dell?avvallamento di raccolta (330).
11. Capsula (1) in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il disco (5) ? un film flessibile in pezzo unico, fissato in maniera rilasciabile sul bordo perimetrale (360) ed in maniera permanente sulla porzione a labirinto (320), e in cui per effetto dell?aumento di pressione un bordo esterno del disco (5) si deforma e si separa almeno parzialmente dal bordo perimetrale (360) aprendo almeno un passaggio (P) per la fuoriuscita della bevanda.
12. Capsula (1) in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 10, in cui il disco (5) ? composto da una porzione centrale (51) fissata in maniera permanente sulla porzione a labirinto (320), e da una porzione esterna anulare (52) fissata in maniera permanente sul bordo perimetrale (360), in cui la porzione centrale (51) e la porzione esterna anulare (52) sono fissate tra loro in maniera almeno parzialmente rilasciabile, e una tra la porzione centrale (51) e la porzione esterna anulare (52) ? un film flessibile, e in cui per effetto dell?aumento di pressione detta porzione flessibile del disco (5) si separa almeno parzialmente dalla porzione rigida del disco (5) aprendo almeno un passaggio (P) per la fuoriuscita della bevanda.
13. Capsula (1) in accordo con la rivendicazione 12, in cui un bordo della porzione flessibile ? fissato al di sotto di un bordo della porzione rigida.
14. Capsula (1) in accordo con la rivendicazione 12 o 13, in cui la porzione centrale (51) del disco (5), destinata a coprire la porzione a labirinto (320), ? un disco rigido e la porzione anulare (52) ? un film flessibile.
15. Capsula (1) in accordo con la rivendicazione 12, in cui la porzione centrale (51) del disco (5), destinata a coprire la porzione a labirinto (320), ? un film flessibile e la porzione anulare (52) ? rigida.
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