ITTO20121125A1 - Cartuccia per la preparazione di un prodotto liquido e procedimento per realizzarla - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE dell’invenzione industriale dal titolo:
“Cartuccia per la preparazione di un prodotto liquido e procedimento per realizzarlaâ€
TESTO DELLA DESCRIZIONE
Campo tecnico
La presente descrizione si riferisce alle cartucce per la preparazione di prodotti liquidi.
Varie forme di attuazione possono riferirsi a cartucce per la preparazione di bevande, ad esempio caffà ̈.
Sfondo tecnologico
Le cartucce (o capsule o cialde, secondo altre denominazioni correnti) per la preparazione di prodotto liquido, come ad esempio una bevanda, tramite introduzione nella cartuccia di liquido (eventualmente sotto pressione e/o in temperatura) e/o vapore costituiscono un settore tecnologico quanto mai ricco ed articolato, così come documentato, ad esempio, da FR-A-757 358, FR-A-2 373 999 (cui corrisponde US-A-4 136 202), FR-A-2 556 323, GB-A-938 617, GB-A-2 023 086, CH-A-406 561, US-A-3 403 617, US-A-3 470 812, US-A-3 607 297 (cui corrisponde FR-A-1 537 031), WO-A-86/02 537, EP-A-0 199 953, EP-A-0 211 511, EP-A-0 242 556, EP-A-0 468 078, EP-A-0 469 162, EP-A-0 507 905, WO 2010/106516 A1 ed EP-A-2 218 653.
Buona parte delle soluzioni descritte nei documenti citati si riferisce in via primaria alla preparazione di prodotti liquidi costituiti da bevande quali caffà ̈, tà ̈, cioccolata, brodo, minestre o infusi vari.
Per quanto riguarda la preparazione del caffà ̈ sono note (ad esempio da EP-A-0 507 905, già citato in precedenza e preso come modello per il preambolo della rivendicazione 1) soluzioni destinate a consentire la preparazione di caffà ̈ espresso.
Sono altresì note e largamente utilizzate soluzioni in cui il consumatore acquista una macchina (ad es. da caffà ̈) e si approvvigiona successivamente di cartucce specificatamente progettate e realizzate per funzionare in abbinamento con tale macchina.
In tal maniera per il consumatore risultano definite all’atto dell’acquisto e non più modificabili alcune caratteristiche salienti del sistema cartuccia/macchina quali:
- la forma esterna della capsula ai fini dell'introduzione nella macchina,
- la configurazione della camera di infusione che contiene la cartuccia durante il processo di estrazione del prodotto liquido quale la bevanda,
- le modalità di interazione del materiale costituente la cialda con la camera di infusione,
- le modalità di estrazione della bevanda,
- le modalità di introduzione della capsula a inizio erogazione, e/o
- le modalità di espulsione della capsula a fine erogazione.
Ad esempio, EP-A-0 507 905 descrive una cartuccia destinata ad essere perforata da punte filtranti per effetto della pressione del liquido e/o vapore immesso nella cartuccia.
Una soluzione di questo tipo può essere utilizzata, ad esempio, per realizzare cartucce o capsule di tipo perforabile in cui:
- la lamina di sigillatura superiore della cartuccia (ingresso acqua calda e/o vapore) Ã ̈ perforata meccanicamente dal gruppo di erogazione tramite un primo insieme di punte perforanti, e
- il fondo della cartuccia stessa (uscita bevanda) si deforma per effetto della pressione del liquido/vapore introdotto nella cartuccia così da essere perforato da un secondo insieme di punte cave (grossolanamente assimilabili ad aghi per iniezione) con caratteristiche filtranti.
Soluzioni di questo tipo sono particolarmente adatte per l’erogazione di bevande di tipo caffà ̈ espresso. La perforazione del fondo per effetto della pressione può infatti concorrere nel determinare il corretto regime idraulico di flusso di acqua calda in pressione (tipicamente nel campo di 3-9 bar a seconda dei prodotti).
Questa tecnologia può tuttavia risultare limitante in rapporto al campo di prodotti ottenibili con un certo abbinamento cartuccia/macchina, in quanto suscettibile di escludere, ad es. le bevande che richiedono una pressione di estrazione pari a zero (pressione ambiente), quali ad esempio il cosiddetto “caffà ̈ filtro†(filter coffee) ottenuto tradizionalmente per semplice percolazione gravimetrica.
Documenti quali EP 1 295 554 A1, WO 2006/005736 A2 o EP 1 886 942 A1 identificano specifiche soluzioni inerenti a punte filtranti, al meccanismo di apertura/chiusura/perforazione da parte delle punte perforanti ed alla tipologia di capsula, con relativo sistema.
Nella pratica realizzativa corrente può essere previsto che la parete laterale e la parete di fondo della cartuccia siano realizzate di materiale plastico quale, ad esempio, polipropilene coestruso in laminazione con etilene vinil alcool (EVOH), sagomato per termoformatura.
Un materiale composito di questa natura non à ̈ però classificabile come materiale compostabile.
Le caratteristiche che un materiale deve possedere per poter essere definito compostabile, secondo una definizione correntemente recepita anche a livello brevettuale (vedere, ad esempio, EP-B-0 497 838, EP-B-0 561 982, EP-B-0 788 733, EP-B-0 723 572, EP-B-0 868 275, EP-B-0 971 818 ed EP-B-1 842 944) sono stabilite, ad esempio, dalla norma europea EN 13432 "Requisiti per imballaggi recuperabili mediante compostaggio e biodegradazione - schema di prove e criteri di valutazione per l'accettazione finale degli imballaggi", adottata in Italia con la denominazione UNI EN 13432.
Secondo tale norma, le caratteristiche che un materiale compostabile deve avere sono quelle qui di seguito elencate.
- Biodegradabilità , ossia la conversione metabolica del materiale compostabile in anidride carbonica. Questa proprietà à ̈ misurata con un metodo di prova standard: il prEN 14046 (pubblicato anche come ISO 14855: biodegradabilità in condizioni di compostaggio controllato). Il livello di accettazione à ̈ pari al 90% (rispetto alla cellulosa) da raggiungere in meno di sei mesi.
- Disintegrabilità , cioà ̈ la frammentazione e perdita di visibilità nel compost finale (assenza di contaminazione visiva). È misurata con una prova di compostaggio su scala pilota (prEN 14045). Campioni del materiale di prova sono compostati insieme con rifiuti organici per tre mesi. Alla fine il compost viene variato con un vaglio di 2 mm. La massa dei residui del materiale di prova con dimensioni > 2 mm deve essere inferiore al 10% della massa iniziale.
- Assenza di effetti negativi sul processo di compostaggio. È verificata con una prova di compostaggio su scala pilota.
- Bassi livelli di metalli pesanti (al di sotto di valori massimi predefiniti) e assenza di effetti negativi sulla qualità del compost (esempio: riduzione del valore agronomico e di presenza di effetti ecotossicologici sulla crescita delle piante). Una prova di crescita di piante (test OECD 208 modificato) à ̈ eseguita su campioni di compost dove à ̈ avvenuta la degradazione del materiale di prova. Non si deve evidenziare alcuna differenza con un compost di controllo.
- Altri parametri chimico-fisici che non devono cambiare dopo la degradazione del materiale in studio: pH; contenuto salino; solidi volatili; N.; P.; MgpK.
Si apprezzerà che un materiale biodegradabile non à ̈ necessariamente compostabile perché deve anche disintegrarsi durante un ciclo di compostaggio. Dall'altra parte, un materiale che durante un ciclo di compostaggio si frantuma in pezzi microscopici tali da non essere poi totalmente biodegradabili non à ̈ compostabile.
La UNI EN 13432 à ̈ una norma armonizzata, à ̈ stata riportata nella Gazzetta Ufficiale delle Comunità Europee, à ̈ recepita in Europa a livello nazionale e fornisce presunzione di conformità con la Direttiva Europea 94/62 EC, sugli imballaggi e rifiuti da imballaggio.
Con il crescente interesse per l'ambiente e per il fine vita dei rifiuti alimentari quotidianamente prodotti, la compostabilità à ̈ avvertita come un'esigenza sempre più importante da parte dei consumatori delle cartucce (o capsule o cialde) qui considerate.
Al riguardo à ̈ stato osservato essere prospettabile la soluzione di ricorrere, per realizzare il corpo di tali cartucce, ad un materiale compostabile, ossia - secondo una denominazione talvolta utilizzata nel settore - un materiale "bio", quale ad esempio i polimeri estratti da biomassa (ad esempio polisaccaridi quali l'amido - Mater-Bi<®>- cellulosa, lipidi, proteine); i polimeri sintetici (ad es. acido polilattico - PLA derivato dalla fermentazione dell'amido); i polimeri prodotti da microrganismi o da batteri geneticamente modificati (ad es. polidrossialcanoati – PHA); i polimeri da monomeri fossili (ad es. polibutilensuccinato – PBS). Si annoverano in tale categoria anche miscele fra gli stessi (i cosiddetti "compound") e/o l'inserimento di additivi quali nano particelle (ad es. talco, cloesite).
È stato osservato che questi materiali "bio", in abbinamento a macchine per caffà ̈ dotate di punte perforatrici, possono dimostrare un elevato allungamento a rottura, tale da rendere poco efficaci le operazioni di perforazione, ad esempio in quanto il materiale si configura a guisa di calza attorno alle punte di perforazione invece di strapparsi, dando origine a possibili inconvenienti di erogazione.
Il documento WO 2010/106516 A1 descrive un tipo di cartuccia tale da abbinare una carta filtro ed un biopolimero, la carta filtro essendo posizionata sul lato dell'uscita della bevanda (caffà ̈).
Questo tipo di cartuccia può risultare inutilizzabile in macchine per caffà ̈ dotate di punte perforatrici. Infatti il fondo, che risulta pre-forato (quindi già pervio), ha una forma piana che può risultare inadatta per l’impiego in unione a particolari tipi di punte filtranti, suscettibili alternativamente di:
- incidere prima la parte di bio polimero e poi la carta con il rischio che, ad esempio, la polvere di caffà ̈ sotto pressione utilizzata per preparare la bevanda possa essere trascinata con la bevanda sino al recipiente (tazza) di erogazione,
- conformarsi a guisa di calza, inibendo l’erogazione Il tutto con il possibile rischio che le punte, se sottoposte a cicli ripetuti di tale natura, possano rompersi.
Ancora, il documento WO 2012/077066 A1 descrive una cartuccia in cui la perforazione à ̈ aiutata dall'abbinamento di un polimero biodegradabile/compostabile con materiale quale carta: si à ̈ peraltro osservato che, in particolari condizioni di impiego, la carta contenuta nella capsula può risultare imbibita di acqua/bevanda andando soggetta a rammollimento così da rendere difficoltosa l'espulsione dalla macchina in cui viene impiegata.
Per completezza di trattazione si può ancora far riferimento al documento WO 2010/137952 A1, in cui à ̈ descritta una cartuccia o capsula configurata per funzionare in una macchina (originariamente progettata per funzionare con una capsula di tipo diverso) provvista di punte destinate a lacerare la cartuccia alla chiusura meccanica del gruppo per permettere l'ingresso dell'acqua nella cartuccia tramite le lacerazioni ottenute. La capsula secondo la soluzione descritta in WO 2010/137952 A1 (che peraltro non menziona il possibile impiego di materiali "bio") à ̈ configurata in modo da non interagire con le punte perforanti della macchina, in quanto le punte in questione non toccano il fondo della capsula stessa.
Scopo e sintesi
Varie forme di attuazione si prefiggono lo scopo di ovviare ad almeno alcune delle limitazioni sopra citate.
Questo può valere, ad esempio, per le limitazioni relative alla gamma di bevande originariamente ottenibili da una cartuccia erogata in una macchina caratterizzata dall’avere un sistema di perforazione del fondo per effetto della pressione interna e/o per il miglioramento fine-vita delle capsule a valle del processo di estrazione.
Varie forme di attuazione permettono di conseguire tale scopo grazie ad una cartuccia avente le caratteristiche richiamate nelle rivendicazioni che seguono.
Varie forme di attuazione possono anche riguardare un procedimento per realizzare una tale cartuccia.
Le rivendicazioni formano parte integrante dell'insegnamento tecnico qui somministrato in relazione all'invenzione.
Varie forme di attuazione permettono di di realizzare una cartuccia (o capsula o cialda, che dir si voglia) in grado di offrire distintamente o in combinazione fra loro, uno o più dei seguenti vantaggi:
- possibilità di realizzare il corpo della cartuccia (ed eventualmente, anche il solo fondo e/o la cartuccia nel suo insieme, lamina di sigillatura compresa) con materiale compostabile senza dare origine agli inconvenienti funzionali delineati in precedenza,
- possibilità di impiego in macchine provviste di punte perforanti destinate a forare la parete di fondo della capsula, senza che la parete di fondo sia perforata da tali punte essendo invece sostenuta dalle punte durante il processo di estrazione del prodotto liquido, e/o
- possibilità di utilizzare la cartuccia per l’estrazione a pressione ambiente, ad esempio per la preparazione del cosiddetto caffà ̈ filtro ("filter coffee") ossia caffà ̈ senza crema.
Varie forme di attuazione permettono di realizzare una cartuccia biodegradabile/compostabile in grado di funzionare in macchine già presenti sul mercato provviste di punte perforanti (ed eventualmente filtranti) facendo sì che tali punte possano interagire con il fondo della capsula non già perforandolo, ma realizzando invece un’azione di sostegno del fondo della cartuccia (ad es. tramite un accoppiamento meccanico quale un accoppiamento maschio/femmina in apposite selle di contenimento allo scopo realizzate.
In varie forme di attuazione, il fondo della cartuccia permette di eseguire correttamente l'erogazione di caffà ̈ espresso in pressione (3 - 9 bar sulla base della tipologia di prodotto) senza che l'involucro della capsula risulti danneggiato, evitando così l'indesiderato rilascio di polvere di caffà ̈ suscettibile di essere trascinata dalla bevanda nel contenitore di consumo (tazza) con conseguente percezione negativa da parte del consumatore
In varie forme di attuazione, la cartuccia può prestarsi alla preparazione di caffà ̈ filtro (“filter coffee†). Tale particolare configurazione di prodotto liquido à ̈ caratterizzata dall’assenza pressoché totale di velo di crema sulla parte sommitale della bevanda contenuta in tazza. Un prodotto di questo genere à ̈ ottenibile tradizionalmente tramite un’estrazione per mera percolazione, ovvero attraversamento del letto di caffà ̈ macinato per gravità e quindi a pressione ambiente. L’adozione di un sistema in cui la cartuccia à ̈ forata per effetto della pressione può pertanto risultare incompatibile con la preparazione di tale bevanda. Varie forme di attuazione, non essendo basate su tale principio, possono offrire una maggiore flessibilità e una gamma di prodotto globalmente più ampia a parità di macchina da caffà ̈ già in dotazione presso il consumatore.
Breve descrizione delle figure
Varie forme di attuazione saranno ora descritte, a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento alle figure annesse, in cui:
- la figura 1 Ã ̈ una generale vista in prospettiva di una cartuccia secondo forme di attuazione,
- la figura 2 illustra la cartuccia della figura 1 con una lamina di sigillatura rimossa,
- la figura 3 Ã ̈ una vista in prospettiva dal basso di forme di attuazione,
- la figura 4 corrisponde ad una sezione secondo la linea IV-IV della figura 3, riprodotta in scala magnificata,
- la figura 5 Ã ̈ una vista in prospettiva dal basso di forme di attuazione,
- la figura 6 corrisponde ad una sezione secondo la linea VI-VI della figura 5, riprodotta in scala magnificata, e
- la figura 7 illustra, in vista ulteriormente magnificata la porzione della figura 6 indicata dalla freccia VII.
Descrizione particolareggiata
Nella seguente descrizione sono illustrati vari dettagli specifici finalizzati ad un’approfondita comprensione di vari esempi di attuazione. Le forme di attuazione possono essere realizzate senza uno o più dei dettagli specifici, o con altri metodi, componenti, materiali, etc. In altri casi, strutture, materiali o operazioni noti non sono mostrati o descritti in dettaglio per evitare di rendere oscuri i vari aspetti delle forme di attuazione. Il riferimento ad “una forma di attuazione†nell’ambito di questa descrizione sta ad indicare che una particolare configurazione, struttura o caratteristica descritta in relazione alla forma di attuazione à ̈ compresa in almeno una forma di attuazione. Quindi, frasi come “in una forma di attuazione†, eventualmente presenti in diversi luoghi di questa descrizione non sono necessariamente riferite alla stessa forma di attuazione. Inoltre, particolari conformazioni, strutture o caratteristiche possono essere combinate in ogni modo adeguato in una o più forme di attuazione.
I riferimenti qui utilizzati sono soltanto per la comodità del lettore e non definiscono dunque l’ambito di tutela o la portata delle forme di attuazione.
Nelle figure, il riferimento numerico 10 indica nel complesso una cartuccia (o cialda o capsula, tali termini essendo qui utilizzati come equivalenti fra loro) per la preparazione di un prodotto liquido tramite introduzione nella cartuccia di liquido e/o vapore.
In varie forme di attuazione, il prodotto liquido in questione può essere costituito da una bevanda quale ad esempio caffà ̈ (ad esempio caffà ̈ espresso o caffà ̈ filtro) ottenuto introducendo nella cartuccia liquido e/o vapore sotto pressione ed in temperatura (ossia caldo).
In ogni caso, il ripetuto riferimento, nell'ambito della presente descrizione particolareggiata, alla preparazione della bevanda caffà ̈ non va inteso in senso limitativo della portata della descrizione, che à ̈ affatto generale.
In varie forme di attuazione, la cartuccia 10 può contenere una dose 12 di una sostanza suscettibile di formare il prodotto liquido tramite il suddetto liquido e/o vapore. Per semplicità di rappresentazione, la dose di sostanza 12 à ̈ rappresentata in modo schematico con linea a tratti nella sola figura 2.
In varie forme di attuazione, la dose 12 può essere costituita da caffà ̈ in polvere, o da un altro precursore di un prodotto liquido quale ad esempio una bevanda come tà ̈, cioccolato in polvere o in grani, prodotti per la preparazione di brodi, minestre, bibite e infusi di varia natura: tale elencazione deve intendersi come avente carattere esemplificativo e non tassativo.
In varie forme di attuazione, nella struttura della cartuccia 10, suscettibile di essere conformata come una vaschetta o piccolo bicchierino all'interno del quale si trova la dose 12, Ã ̈ possibile distinguere:
- un corpo 14, comprendente una parete laterale o di mantello 140 ed una parete di fondo 142 che chiude il corpo 14 ad una estremità della parete di mantello 140, e
- una lamina di sigillatura 16 (rimossa nella figura 2), ad esempio di tipo pelabile, che chiude la cartuccia 10 all'estremità opposta rispetto alla parete di fondo 142.
La lamina di sigillatura 16 si presta ad essere collegata a tenuta, ad esempio per termosaldatura, alla parete laterale 140 del corpo 14 della cartuccia, ad esempio in corrispondenza di una flangia 144 che circonda la parte di bocca del corpo 14.
In varie forme di attuazione, così come rappresentate nelle figure annesse, il corpo 14 può presentare una conformazione a vaschetta divergente a partire dalla parete di fondo 142 verso l'estremità chiusa dalla lamina di sigillatura 16. In varie forme di attuazione, la conformazione divergente può essere una conformazione troncoconica. Tale conformazione non à ̈ peraltro imperativa in quanto la cartuccia 14 può presentare nel suo complesso forme diverse, ad esempio una forma prismatica, tronco piramidale, quadrata ecc.
Varie forme di attuazione possono riferirsi al fatto che il fondo 142 può presentare una struttura sculturata, ossia con parti rispettivamente in rilievo ed incassate.
In varie forme di attuazione (con possibili differenze apprezzabili dal confronto fra le figure 3 e 4, da una parte, e le figure 5 e 6, dall’altra parte) tale struttura sculturata fa sì che, osservata dal lato esterno rispetto alla cartuccia (ossia secondo il punto di osservazione delle figure 3 e 5), la parete di fondo 142 possa presentare:
- una porzione centrale 1420 suscettibile di essere sia “incassata†ossia in recesso (vedere figure 3 e 4), sia emergente o in rilievo (vedi figure 5 e 6),
- una prima gola anulare 1422 (ossia una prima porzione anulare incassata) che circonda la porzione centrale 1420,
- una porzione anulare intermedia 1424 che circonda la prima gola anulare 1422 ed à ̈ separata dalla stessa da una prima nervatura anulare 1423,
- una seconda gola anulare 1426 (ossia una seconda porzione incassata anulare) che circonda la porzione intermedia 1424 ed à ̈ separata dalla stessa da una seconda nervatura anulare 1425.
La suddetta sequenza di gole e nervature à ̈ meglio visibile nella vista sezionata della figura 7 che di per sé à ̈ suscettibile di applicarsi ad entrambe le forme di attuazione rappresentate nelle figure 3, 4 e, rispettivamente, 5 e 6.
In varie forme di attuazione, la parte di fondo 142 può presentare aperture 1428 per consentire la fuoriuscita del prodotto liquido (ad es. una bevanda quale caffà ̈) formato nella cartuccia 10.
In varie forme di attuazione, le aperture 1428 per la fuoriuscita del prodotto liquido dalla cartuccia 10 possono essere localizzate in almeno una fra:
- la porzione centrale 1420,
- la prima cavità anulare 1422,
- la porzione anulare intermedia 1424, e/o
- la seconda cavità anulare 1426,
ed opzionalmente in più di una di tali porzioni/cavità .
In varie forme di attuazione, à ̈ possibile prevedere che le aperture 1428 per la fuoriuscita del prodotto liquido dalla cartuccia 10 siano collocate nelle (o anche nelle) nervature che separano le suddette porzioni/cavità .
In varie forme di attuazione, almeno una (e preferibilmente entrambe, così come illustrato nelle figure) fra la porzione centrale 1420 e la porzione intermedia 1424 sono provviste di aperture 1428 di efflusso del prodotto liquido preparato nella cartuccia 10.
In varie forme di attuazione, così come esemplificate nelle figure annesse, in cui il corpo 14 della cartuccia 10 presenta una conformazione tronco-conica, le suddette porzioni anulari 1422, 1424 e 1426, nonché le nervature 1423, 1425 estendentisi a separazione delle stesse possono avere una forma circolare; tale forma non à ̈ peraltro imperativa e può essere modificata in funzione della forma complessiva della cartuccia 10.
Analoghe considerazioni possono valere per una ulteriore nervatura, indicata con 1430, che può estendersi fra la porzione centrale 1420 e la prima gola 1422 sia che la porzione centrale 1420 risulti incassata (ossia in recesso, figure 3 e 4), sia che la porzione centrale 1420 risulti sporgente (ossia in rilievo figure 5 e 6), le connotazioni “in recesso†e “in rilievo†essendo sempre riferite alla parete di fondo 142 osservata dal lato esterno rispetto alla cartuccia 10.
In varie forme di attuazione, così come esemplificate nelle figure 3 e 4, con la porzione centrale 1420 incassata, la parete di fondo 142 può presentare, se osservata dal lato interno rispetto alla cartuccia 10, una superficie complessivamente planare (meglio apprezzabile nella vista in sezione della figura 4) almeno in corrispondenza della suddetta porzione centrale 1420 e delle varie parti incassate 1422, 1424 e 1426.
Questo con la conseguente possibilità di applicare su tale superficie planare una lamina (ad es. un dischetto), di materiale filtrante 18, quale ad es. carta filtro, destinato ad impedire l’indesiderata fuoriuscita di sostanza della dose 12 (ad esempio polvere di caffà ̈) all'esterno della capsula 10.
In varie forme di attuazione, i fori 1428 possono essere realizzati sotto forma di fori passanti pervi; la conservazione dell’aroma e, in generale, delle doti organolettiche della sostanza della dose 12 prima dell’impiego può essere allora ottenuta inserendo la cartuccia 10 in una busta a tenuta (ad esempio tipo flowpack) apribile dall'utilizzatore per estrarre la capsula 10 in vista dell'impiego.
In varie forme di attuazione, così come esemplificate nelle figure 5 e 6, la porzione centrale 1420 può risultare sporgente (sempre osservando la parete di fondo 142 dal lato esterno rispetto alla capsula 10).
L’elemento filtrante 18 può allora comprendere:
- un dischetto centrale 18a applicato in corrispondenza delle aperture 1428 provviste nella porzione centrale 1420, e/o
- una corona anulare 18b applicata a copertura delle aperture 1428 provviste nella porzione intermedia 1424.
Quale che sia la soluzione adottata, in varie forme di attuazione la lamina filtrante 18 o 18a, 18b può essere applicata sul lato della parete di fondo 142 rivolto verso l'interno della cartuccia 10.
Nelle forme di attuazione esemplificate nelle figure 5 e 6 - grazie al fatto che la porzione centrale 1420 della parete di fondo 142 sporge verso l’esterno della cartuccia 10 - all'interno della capsula 10 può formarsi, in corrispondenza della porzione centrale 1420, una camera a catino centrale suscettibile di ricevere una certa quantità della sostanza della dose 12: il confronto fra le viste in sezione della figura 4 e della figura 6 esemplifica appunto la presenza, al centro della figura 6, di tale camera di ricezione addizionale.
Entrambe le forme di attuazione esemplificate nelle figure 3, 4 e 5, 6 possono peraltro prevedere la presenza, lungo il contorno della parete di fondo 142, di una nervatura periferica sporgente 1432 suscettibile di formare, all'interno della capsula 10, un'ulteriore camera anulare di ricezione di sostanza della dose 12.
Così come meglio apprezzabile nella vista in sezione ingrandita della figura 7, in corrispondenza della nervatura periferica 1432, nel volume interno della capsula 10 viene così a formarsi una camera anulare di ricezione della sostanza della dose 12. In varie forme di attuazione, sul lato interno della nervatura 1432, dunque in corrispondenza della periferia interna della suddetta camera anulare di ricezione di sostanza della dose 12, possono essere previsti canali 1434 che si estendono in direzione approssimativamente assiale/radiale rispetto allo sviluppo della cartuccia 10 al fine di favorire il flusso di preparazione del prodotto liquido. Tale flusso “di lavaggio†della camera periferica anulare (schematicamente rappresentato dalle frecce F della figura 7) permette di evitare che la porzione di sostanza della dose 12 ricevuta in tale camera periferica possa essere in una certa misura esclusa da tale flusso e contribuire solo in parte alla preparazione del prodotto liquido.
La stessa figura 7 mette in luce il fatto che, in varie forme di attuazione, le cavità anulari (ad es. 1422 e 1426) provviste nel lato esterno nella parete di fondo 142 della cartuccia 10 possono accogliere le punte P provviste in talune macchine di preparazione al fine di perforare la parete di fondo delle cartucce e determinare la fuoriuscita del prodotto liquido in preparazione.
In varie forme di attuazione così come qui illustrate, cavità come le cavità 1422 e 1426 possono formare sedi anulari suscettibili di disporsi, per così dire, "a cavallo" delle parti di vertice delle punte P. In questo modo, le punte P -- non perforano -- la parete di fondo 142 e realizzano invece con la stessa una sorta di accoppiamento, se del caso ad interferenza, tale da far sì che le punte P fungano da formazioni di supporto in grado di sostenere la parete di fondo 142 della cartuccia 10 contrastando il manifestarsi di taluni fenomeni negativi eventualmente legati alla scelta di realizzare il corpo 14 della cartuccia 10 con un materiale "bio" quali quelli evocati nella parte introduttiva della presente descrizione.
Al riguardo si apprezzerà che anche la lamina di sigillatura 16 à ̈ suscettibile di essere realizzata con un tale materiale, dando origine ad una cartuccia 10 costituita completamente di materiale compostabile.
Anche se questa soluzione non à ̈ esemplificata in modo esplicito nelle figure annesse, fori quali i fori 1428 potrebbero essere provvisti anche in corrispondenza delle cavità 1422 e 1426. L’efflusso del prodotto liquido a partire da tali eventuali fori non risulterebbe infatti ostacolato dalle punte P che sostengono la parete di fondo 142 senza forarla.
In varie forme di attuazione, la scelta di materiali compostabili utilizzabili per realizzare la parete di fondo 142 (e di preferenza il corpo 14 della capsula nel suo complesso, nonché eventualmente la lamina di sigillatura 16) può estendersi a:
- acido polilattico (PLA),
- poli-L-lactide (PLLA),
- poli-D-lactide (PDLA),
- blend stereocomplesso di PDLA e PLLA
- amidi di mais,
- materiali cellulosici,
- formulazioni a base di PLA, PDLA e/o PLLA in abbinamento con cariche minerali,
- formulazioni a base di PLA, PDLA e/o PLLA in abbinamento con cariche minerali e plasticizzanti,
- formulazioni a base di PLA, PDLA e/o PLLA e cellulosa,
- formulazioni a base di amidi di mais in abbinamento con cariche minerali,
- polibutilensuccinato,
- polibutilensuccinato in abbinamento con cariche minerali,
- polimeri prodotti da microrganismi o batteri quali PHA (Poli-idrossi-alcanoati) e PHB (poli-betaidrossibutirrato),
- materiali risultanti dall'abbinamento di fibre vegetali e amidi,
- materiali risultanti dall'abbinamento di biomasse vegetali e amidi,
- materiali risultanti dall'abbinamento di fibre vegetali e PLA,
- materiali risultanti dall'abbinamento di biomasse vegetali e PLA, e
- combinazioni di quanto precede.
Varie forme di attuazione possono tenere in conto aspetti legati alla compostabilità di tali materiali, ad esempio per quanto riguarda lo spessore massimo delle parti componenti la cartuccia 10, ad esempio la parete di fondo 142.
Esperienze condotte dalla Richiedente portano a suggerire per lo spessore della parete di fondo 142 in corrispondenza della porzione di fondo 1420 valori compresi tra 0,7 e 2,5 mm.
Analoghe considerazioni portano a suggerire che l’altezza della nervatura periferica 1432, riferita al piano comune di bocca delle cavità 1422, 1424 e 1426 possa avere un valore (ad esempio dell'ordine di 2,5 mm) non inferiore al doppio della profondità di tali cavità (che può essere dell'ordine di 1 mm).
La larghezza di cavità quali le cavità 1422 e 1426 (rilevate in direzione radiale rispetto al corpo 14 della cartuccia 10) può essere compresa tra 0,5 e 1,2 mm, ossia con un "aspect ratio" delle sezioni trasversali delle cavità 1422 e 1426 compreso circa fra 1:1 e 2:1.
Un corpo di cartuccia 10 avente le caratteristiche del corpo 14 esemplificato nelle figure può essere realizzato, in varie forme di attuazione, con un processo di stampaggio suddiviso in due sottofasi:
- riempimento della cavità di stampo,
- permanenza del materiale nello stampo chiuso mantenuto ad una temperatura maggiore di quella ambientale.
In varie forme di attuazione, un corpo di cartuccia 10 avente le caratteristiche del corpo 14 esemplificato nelle figure può essere realizzato, in varie forme di attuazione, con un processo di stampaggio ad iniezione anch’esso suddiviso in due sottofasi:
- stampaggio ad iniezione vero e proprio,
- post-trattamento eseguibile con due modalità alternative:
- cottura all'interno di un forno, e
- trattamento ai raggi ultravioletti (UV).
In varie forme di attuazione, il corpo 14 di una cartuccia 10 così come qui esemplificata, può essere realizzato tramite un processo di inietto-compressione e/o forgiatura comprendente le seguenti fasi:
- creazione di una pastiglia allo stato semifuso, ad es. con uno dei materiali "bio" esemplificati in precedenza,
- deposizione della pastiglia all'interno di una cavità avente la sagoma che si intende conferire al corpo 14 della cartuccia 10,
- forgiatura di tale pastiglia all'interno di una cavità avente la sagoma del corpo 14 e la cartuccia 10 da parte di un punzone meccanico, e
- post-trattamento eseguito a sua volta secondo tre modalità alternative:
- permanenza in stampo chiuso mantenuto ad una temperatura maggiore di quella ambientale,
- cottura all'interno di un forno ad una temperatura maggiore di quella ambientale,
- trattamento ai raggi ultravioletti.
Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, i particolari di realizzazione e le forme di attuazione potranno variare, anche in modo significativo, rispetto a quanto qui illustrato a puro titolo di esempio non limitativo senza per questo uscire dall'ambito di protezione dell'invenzione; tale ambito di protezione à ̈ definito dalle rivendicazioni annesse.
Claims (13)
- RIVENDICAZIONI 1. Cartuccia (10) contenente una dose (12) di almeno una sostanza per la preparazione di un prodotto liquido mediante liquido e/o vapore introdotto nella cartuccia (10), la cartuccia comprendendo un corpo (14) contenente detta dose (12) con una parete di fondo (142) attraverso la quale detto prodotto liquido à ̈ suscettibile di defluire dalla cartuccia (10), caratterizzata dal fatto che detta parete di fondo (142) presenta, osservata sul lato esterno rispetto alla cartuccia (10): - una porzione centrale (1420), - una prima cavità anulare (1422) che circonda la porzione centrale (1420), - una porzione anulare intermedia (1424) che circonda la prima cavità anulare (1422) ed à ̈ separata dalla stessa da una prima nervatura anulare (1423), - una seconda cavità anulare (1426) che circonda la porzione anulare intermedia (1424) ed à ̈ separata dalla stessa da una seconda nervatura anulare (1425), ed in cui detta parete di fondo (142) presenta aperture (1428) per la fuoriuscita di detto prodotto liquido dalla cartuccia (10).
- 2. Cartuccia secondo la rivendicazione 1, in cui dette aperture (1428) per la fuoriuscita di detto prodotto liquido dalla cartuccia (10) sono localizzate in almeno una fra detta porzione centrale (1420), dette prima (1422) e seconda (1426) cavità anulare e detta porzione anulare intermedia (1424), preferibilmente in almeno una fra detta porzione centrale (1420) e detta porzione intermedia (1424).
- 3. Cartuccia secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 2, comprendente una lamina di materiale filtrante (18) applicata sulla parete di fondo (142) della cartuccia (10) in corrispondenza di dette aperture (1428) per la fuoriuscita del liquido, detto materiale filtrante essendo di preferenza applicato sul lato della parete di fondo (142) interno rispetto alla cartuccia (10).
- 4. Cartuccia secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 3, in cui detta porzione centrale (1420) à ̈ separata dalla prima cavità anulare (1422) da una terza nervatura anulare (1430).
- 5. Cartuccia secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui detta porzione centrale (1420), osservata sul lato della parete di fondo (142) esterno rispetto alla cartuccia (10), Ã ̈ incassata.
- 6. Cartuccia secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni 1 a 4, in cui detta porzione centrale (1420), osservata sul lato della parete di fondo (142) esterno rispetto alla cartuccia (10), Ã ̈ sporgente e forma all'interno della cartuccia (10) una rispettiva camera di ricezione per detta almeno una sostanza (12).
- 7. Cartuccia secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui detta parete di fondo (142) presenta una nervatura periferica sporgente (1432) formante, all'interno della cartuccia (10), una camera di ricezione anulare per detta almeno una sostanza (12).
- 8. Cartuccia secondo la rivendicazione 7, comprendente canali di flusso (1434) per detto prodotto liquido ricavati sulla superficie della parete di fondo (142) interna rispetto alla cartuccia (10) in posizione radialmente interna rispetto a detta camera di ricezione anulare.
- 9. Cartuccia secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui il corpo (14) della cartuccia (10) e, di preferenza, una lamina di sigillatura (16) posta a chiusura del corpo della cartuccia (10) all'estremità del corpo opposta a detta parete di fondo (142), incorporano un materiale compostabile.
- 10. Cartuccia secondo la rivendicazione 9, in cui detto materiale compostabile à ̈ scelto fra: - acido polilattico (PLA), - poli-L-lactide (PLLA), - poli-D-lactide (PDLA), - blend stereocomplesso di PDLA e PLLA - amidi di mais, - materiali cellulosici, - formulazioni a base di PLA, PDLA e/o PLLA in abbinamento con cariche minerali, - formulazioni a base di PLA, PDLA e/o PLLA in abbinamento con cariche minerali e plasticizzanti, - formulazioni a base di PLA, PDLA e/o PLLA e cellulosa, - formulazioni a base di amidi di mais in abbinamento con cariche minerali, - polibutilensuccinato, - polibutilensuccinato in abbinamento con cariche minerali, - polimeri prodotti da microrganismi o batteri quali PHA (Poli-idrossi-alcanoati) e PHB (poli-betaidrossibutirrato), - materiali risultanti dall'abbinamento di fibre vegetali e amidi, - materiali risultanti dall'abbinamento di biomasse vegetali e amidi, - materiali risultanti dall'abbinamento di fibre vegetali e PLA, - materiali risultanti dall'abbinamento di biomasse vegetali e PLA, e - combinazioni di quanto precede.
- 11. Cartuccia secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni comprendente una lamina di sigillatura (16) posta a chiusura del corpo della cartuccia (10) all'estremità del corpo opposta a detta parete di fondo (142), in cui la lamina di sigillatura (16) à ̈ di tipo pelabile.
- 12. Procedimento per realizzare il corpo (14) di una cartuccia (10) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, detto procedimento comprendendo: - una prima fase di formazione di detto corpo (14), e - una seconda fase di post-trattamento comprendente uno o più fra: - i) permanenza in stampo chiuso, - ii) cottura in forno, e/o - iii) trattamento agli ultravioletti.
- 13. Procedimento secondo la rivendicazione 12, in cui detta prima fase di formazione di detto corpo (14) à ̈ scelta fra: - i) stampaggio in cavità di stampa, - ii) stampaggio ad iniezione, e - iii) forgiatura a punzone di una pastiglia allo stato semifuso.
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