LU101633B1 - Capsule destinée à contenir une substance pour la préparation d'une boisson - Google Patents

Abstract

Capsule pour la préparation d'une boisson L'invention concerne une capsule destinée à contenir une substance pour la préparation d'une boisson en disposant ladite capsule dans le logement (7) d'un piston (6), ladite capsule comprenant un corps (1) présentant un rebord (4) et un anneau d'étanchéité (10) qui est rapporté sur la paroi inférieure (4b) dudit rebord en présentant un face supérieure (10a) en appui sur ladite paroi inférieure et une face inférieure libre (10b) dans laquelle est réalisée en creux une rainure (30) formant une portée interne (13) et une portée externe (14) qui sont espacées radialement en délimitant entre elles une gorge (15) qui est agencée pour recevoir de façon étanche le bord périphérique (11) du piston (6) lors de la préparation de la boisson.

Description

L’invention concerne une capsule destinée à contenir une substance pour la préparation d’une boisson.

Elie concerne également un système pour la préparation d’une boisson au moyen d’une telle capsule, ledit système comprenant un piston qui présente un logement dans lequel ladite capsule est destinée à être disposée pour permettre la préparation de ladite boisson.

De telles capsules sont notamment destinées à la préparation d’une boisson chaude de type café, thé ou infusion.

Pour ce faire, on connait des systèmes © dans lesquels le logement du piston est équipé d’un dispositif agencé pour injecter sous pression un liquide extracteur de la boisson, par exemple de l’eau chaude, à travers ladite capsule et la substance qu’elle contient, notamment par perçage de ladite capsule au moyen de broches d'injection d’un tel liquide prévues à cet effet dans ledit logement.

Lors de la préparation d’une boisson, le dispositif du piston injecte environ 50 millilitres de liquide extracteur dans le logement, et environ 45 millilitres de ce liquide sont effectivement utilisés pour ladite préparation.

Ainsi, à la suite de cette injection, environ 5 millilitres de liquide extracteur restent dans le logement, et peut éventuellement s'en échapper par fuite. e Pour limiter les fuites de liquide extracteur du logement, on connaît des documents EP-2 966 006 et EP-2 951 108 une capsule qui présente un rebord supérieur avec une paroi supérieure sur laquelle un opercule est destiné à être associé après chargement de la substance pour la préparation d’une boisson, ainsi qu’une paroi inférieure qui est équipée d’une structure d’étanchéité comprenant des couronnes intérieure et extérieure de sections sensiblement triangulaires, entre lesquelles s'étend une lèvre d'étanchéité, également de section rectangulaire.

Ainsi, lors de la disposition de la capsule dans le logement du piston, le bord périphérique dudit logement se positionne entre les couronnes extérieure et intérieure en écrasant la lèvre d’étanchéité, l’ensemble piston — couronnes — lèvre formant une chicane d'étanchéité pour limiter les fuites lors de l'injection du liquide extracteur dans la capsule.

En particulier, les capsules décrites dans ces documents comprennent un corps réalisé en un matériau plastique, et la structure d'étanchéité est formée en une seule pièce avec ledit corps. De façon avantageuse, le corps est réalisé par injection et moulage d’une matière plastique, ce qui permet de réaliser facilement la structure d'étanchéité en même temps que ledit corps.

© Dans la mesure où les matériaux plastiques peuvent s'avérer relativement difficiles à recycler, il est souhaitable d’en limiter l’utilisation. Pour ce faire, on connait également des capsules réalisées en matériau métallique, notamment à base d’aluminium. Ces capsules présentent l’avantage d’être faciles à fabriquer, notamment par emboutissage d’une feuille métallique, tout en étant faciles a recycler, le métal constituant le corps pouvant notamment être récupéré par fonte dudit corps, après en avoir extrait les résidus de la substance qu'il contenait.

Toutefois, il est problématique de former une structure d’étanchéité telle que ® décrite précédemment sur de telles capsules, dans la mesure ou les dimensions très fines des couronnes et de la lèvre d’étanchéité ne permettent pas de les obtenir par emboutissage.

Pour pallier ces inconvénients, le document EP-1 816 935 décrit une capsule, notamment réalisée en aluminium, dans laquelle un anneau d’étanchéité à base de silicone est rapporté, notamment par surmoulage, sur la paroi inférieure du rebord de réception de l’opercule. Ainsi, lorsque le bord périphérique vient en appui sous le rebord, il exerce une compression locale sur une face inférieure libre de l'anneau, ce qui permet de limiter les fuites de liquide.

Cette solution pose problème quant au recyclage de la capsule. En effet, avant de fondre une capsule usagée pour en récupérer l'aluminium, il est nécessaire d’éliminer l’anneau en silicone en le brûlant, car son extraction mécanique de ladite capsule est impossible à mettre en œuvre. Or, le silicone étant d’origine fossile pétrochimique, sa combustion génère des particules fines nocives pour la santé et l’environnement.

Le document EP-1 839 543 décrit une capsule équipée d’un anneau réalisé en un matériau absorbant, par exemple à base de papier et/ou de coton, ledit anneau présentant une portion radiale disposée en appui sur la paroi inférieure © du rebord et une portion axi-radiale disposée en appui autour d'une portion supérieure de la paroi latérale du corps.

Cette solution ne donne pas non plus satisfaction, en ce que l’étanchéité est réalisée par déformation de l’anneau sous l’effet de la pression du liquide extracteur injecté dans le logement au moment de la préparation de la boisson.

Ainsi, il existe toujours un risque important de fuite de liquide hors du logement.

L’invention vise à perfectionner l'art antérieur en proposant notamment une capsule qui est agencée pour garantir une bonne étanchéité du logement du piston afin d’éviter une fuite du liquide extracteur lors de son injection, ceci tout ® en étant facilement recyclable avec un impact limité sur l’environnement.

A cet effet, selon un premier aspect, l'invention propose une capsule destinée à contenir une substance pour la préparation d'une boisson en disposant ladite capsule dans le logement d’un piston, ladite capsule comprenant un corps présentant une paroi latérale bordée de part et d'autre par un fond et par un rebord entourant une ouverture dudit corps, ledit rebord présentant une paroi inférieure saillante latéralement de ladite paroi latérale, ladite capsule étant équipée d’un anneau d’étanchéité qui est rapporté sur ladite paroi inférieure en présentant un face supérieure en appui sur ladite paroi inférieure et une face inférieure libre, l'anneau d’étanchéité présentant une rainure réalisée en creux dans la face libre, ladite rainure formant une portée interne et une portée externe qui sont espacées radialement en délimitant entre elles une gorge qui est agencée pour recevoir de façon étanche le bord périphérique du piston lors de la préparation de la boisson.

Selon un deuxième aspect, l'invention propose un système pour la préparation d’une boisson au moyen d’une telle capsule dans laquelle est conditionnée une substance pour la préparation de ladite boisson, ledit système comprenant un piston qui présente un logement pour la réception de la capsule, ledit logement comprenant un dispositif agencé pour injecter sous pression un liquide extracteur de la boisson à travers ladite capsule, ainsi qu’un bord périphérique agencé pour ® se placer de façon étanche dans la gorge formée entre les portées externe et interne de ladite paroi inférieure. D’autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit, faite en référence aux figures annexées, dans lesquelles : - les figures 1 et 1a représentent une capsule selon un mode de réalisation de l'invention, respectivement en coupe axiale (figure 1) et suivant un agrandissement de la zone A de la figure 1 (figure 1a) ; - les figures 2a, 2b et 2c représentent une capsule équipée d’un anneau d'étanchéité selon un mode de réalisation de l'invention, respectivement en vue de dessous (figure 2a), en coupe partielle suivant l’axe A-A centrée e sur le rebord (figure 2b) et suivant un agrandissement de la zone B de la figure 2a (figure 2c) ; - les figures 3a, 3b et 3c sont des vues analogues a celles des figures 2a, 2b et 2c correspondantes, avec un anneau d’étanchéité suivant une variante de realisation de l'invention ; - les figures 4a et 4b représentent, en coupe axiale partielle centrée sur le rebord, deux étapes de la disposition du bord périphérique d’un piston sur un anneau d'étanchéité équipant la capsule des figures 2a, 2b et 2c.

En relation avec ces figures, on décrit ci-dessous une capsule destinée à recevoir une substance pour la préparation d’une boisson, ainsi qu’un système pour la préparation d’une boisson au moyen d’une telle capsule.

La capsule comprend un corps 1 pour le conditionnement d’une telle substance, ledit corps étant réalisé de préférence en matériau métallique, notamment en aluminium. Ainsi, la capsule peut être facilement fabriquée, notamment par 5 emboutissage, mais également recyclée, notamment par fonte dudit corps après extraction des résidus de la substance, afin d'en récupérer l'aluminium pour une utilisation ultérieure. Le corps 1 présente une géométrie de révolution autour d’un axe central X, avec une paroi latérale 2 bordée de part et d'autre par un fond 3 et par un rebord 4 © entourant une ouverture 5 dudit corps. De façon connue, le rebord 4 comprend une paroi supérieure 4a lisse sur laquelle un opercule est destiné à être associé, notamment par collage, pour recouvrir l’ouverture 5 après chargement de la substance dans la capsule par ladite ouverture.

Dans la description, les termes « inférieur » et « supérieur » sont définis par rapport à la représentation de la capsule sur les figures 1 et 1a. Par ailleurs, les termes « axial » et « radial » sont définis par rapport à l’axe de révolution X, pour désigner une direction respectivement parallèle et perpendiculaire à cet axe X.

En particulier, la capsule est destinée à la préparation d’une boisson chaude de ® type café, thé ou infusion. Pour ce faire, le système comprend un piston 6 qui présente un logement 7 dans lequel la capsule est destinée a être disposée, ledit logement comprenant un dispositif (non représenté) qui est agencé pour injecter sous pression un liquide extracteur de la boisson à travers ladite capsule. Selon un mode de réalisation, le logement comprend un fond équipé d’un tel dispositif d'injection, notamment sous forme de broches agencées pour percer le fond 3 de la capsule et injecter le liquide extracteur au travers dudit fond. En outre, l’opercule supérieur est traversé par des motifs en reliefs prévus sur une base qui est disposée en regard du logement pour y maintenir la capsule, afin de permettre l'écoulement de la boisson hors de ladite capsule. De tels systèmes sont notamment décrits dans les documents EP-1 839 543 et EP-1 816 935.

Le corps 1 présente une épaisseur très fine, notamment de l’ordre de 0,1 mm, au moins au niveau du fond 3, afin de faciliter son perçage par les broches d'injection lors de la préparation de la boisson.

Dans les modes de réalisation représentés, le fond 3 présente une portion inférieure 3a sensiblement radiale, ainsi qu’une portion supérieure 3b qui s'inscrit globalement dans un tronc de cône à génératrice droite entre ladite portion inférieure et la paroi latérale 2. En particulier, la portion supérieure 3b présente une dimension axiale de l’ordre de 4 mm, forme un angle a de l’ordre de 60° avec © l’axe de revolution X, et est raccordee a la paroi laterale 2 par un congé arrondi 8 avec un rayon de courbure compris entre 0,7 et 1,5 mm. Sur les figures 2a et 3a, le fond 3 présente des empreintes 9 à base circulaire formées en creux sur une paroi externe de sa portion supérieure 3b, en étant équiréparties angulairement autour de l’axe X, lesdites empreintes étant agencées pour faciliter le perçage du fond 3 par les broches pour l'injection du liquide extracteur. En particulier, les empreintes 9 présentent une profondeur maximale de l’ordre de 0,9 mm, ainsi qu’un rayon de courbure de l’ordre de 1,5 mm.

® Le rebord supérieur 4 présente également une paroi inférieure 4b saillante latéralement de la paroi latérale 2, la capsule étant équipée d’un anneau d'étanchéité 10 qui est rapporté sur ladite paroi inférieure en présentant une face supérieure 10a en appui sur ladite paroi inférieure et une face inférieure libre 10b sur laquelle le bord périphérique 11 du piston 6 est destiné à venir en contact lorsque la capsule est placée dans le logement 7, afin de limiter les fuites de liquide hors dudit logement.

L’anneau 10 peut notamment être associé au rebord 4 en étant fixé sur sa paroi inférieure 4b, par exemple au moyen d’un adhésif, par thermocollage ou thermo- scellage. Pour ce faire, l'anneau 10 peut comprendre un revêtement thermocollant, notamment à base de polyéthylène, qui est disposé sur sa face supérieure 10a pour permettre l'association de l'anneau 10 au rebord 4. En variante, l'anneau 10 peut simplement être coincé sur la paroi inférieure 4b. Selon une autre réalisation, l'anneau 10 comprend une bande autocollante qui est disposée sur sa face supérieure 10a pour permettre l'association, notamment par pression, de l'anneau 10 au rebord 4. En particulier, la bande peut présenter une première face autocollante pour son association à l'anneau 10 et une face opposée autocollante pour son association au rebord 4.

Sur les figures, le rebord 4 comprend une extrémité libre qui est repliée sur elle- © même pour former un bourrelet 4c, l'anneau 10 étant calé latéralement entre ledit bourrelet et la paroi latérale 2. En particulier, le rebord 4 est raccordé à la paroi latérale 2 par un congé arrondi 12 avec un rayon de courbure compris entre 0,3 mm et 0,4 mm. Par ailleurs, le bourrelet 4c présente une section de géométrie sensiblement circulaire, avec un diamètre de l’ordre de 1,3 mm. L’anneau d’étanchéité 10 présente une rainure 30 réalisée en creux dans la face libre 10b, ladite rainure formant une portée interne 13 et une portée externe 14 qui sont espacées radialement en délimitant entre elles une gorge 15 qui est ® agencée pour recevoir de façon étanche le bord périphérique 11 du piston 6 lors de la préparation de la boisson. Ainsi, les portées externe 14 et interne 13 forment avec le bord périphérique 11 une chicane d'étanchéité qui permet de limiter de façon particulièrement fiable les fuites de liquide extracteur hors du logement 7. De façon avantageuse, l'anneau d'étanchéité 10 est réalisé a base d’un matériau absorbant, afin d’améliorer l'étanchéité en absorbant les quantités de liquide qui franchissent la chicane mentionnée précédemment. En particulier, l'anneau 10 peut être réalisé à base d’un papier absorbant de type buvard, avec un taux d’absorption d’eau supérieur ou égal à 200 ml/cm* mesuré selon la méthode de Cobb, telle que décrite par exemple dans la norme NF ISO 535. L'anneau d'étanchéité 10 peut également être réalisé en un matériau biodégradable et/ou compostable, notamment suivant la norme EN 13432, ce qui permet d'améliorer le recyclage de la capsule en limitant son impact sur l’environnement.

Selon une réalisation, 'anneau 10 est réalisé à base d’un matériau cellulosique, notamment en carton et/ou en papier, un tel matériau présentant de bonnes © proprietes en termes d’absorption de liquide et de recyclage.

En particulier, l'anneau 10 peut être réalisé a base d'un carton présentant notamment les caractéristiques suivantes : - un grammage compris entre 350 et 370 g/m?, mesuré selon la norme NF ISO 536 ; - une épaisseur totale, en incluant un éventuel revêtement thermocollant, comprise entre 486 et 516 um, mesurée selon la norme NF ISO 534 ; - un taux d'absorption d’eau de l’ordre de 30 g/m? pour une exposition durant 60 secondes, mesuré selon la méthode de Cobb telle que décrite par exemple dans la norme NF ISO 535 ; ® - un moment de flexion longitudinale compris entre 31,7 et 36,4 mNm et un moment de flexion transversale compris entre 13,2 et 15,2 mNm, mesurés selon la méthode Taber, telle que décrite notamment dans la norme NF ISO 2493 ; - une résistance à la traction longitudinale comprise entre 28 et 28,5 kN/m et une résistance à la traction transversale comprise entre 12,5 et 14 kN/m, mesurées selon la norme NF ISO 1924-2 ; - une résistance à ia déchirure longitudinale comprise entre 4900 et 5300 mN et une résistance à la déchirure transversale comprise entre 5300 et 5800 MN, mesurées selon la norme NF ISO 1974.

De façon avantageuse, l'anneau 10 peut être réalisé en un matériau à base de carton et/ou de papier recyclé, ce qui permet de limiter d'autant plus la pollution générée par la fabrication de la capsule.

La rainure 30 est réalisée notamment par embossage sur la face libre 10b de l’anneau 10. Selon une réalisation, l'anneau 10 présente une épaisseur radiale de l’ordre de 0,50 mm, la rainure 30 présentant une profondeur de l’ordre de 0,35 mm et une dimension radiale de l’ordre de 0,55 mm.

Par ailleurs, les portées interne 13 et externe 14 sont chacune inscrites dans un diamètre de l’ordre de e 10 respectivement 305 mm et 316 mm.

Dans les modes de réalisation représentés, les portées interne 13 et externe 14 s’étendent toutes les deux axialement.

En variante, au moins une portée 13, 14 peut présenter une pente convergeant dans la gorge 15, afin d'améliorer le guidage du bord périphérique 11 dans ladite gorge.

Le bord périphérique 11 présente une lèvre interne 11a agencée pour venir en contact étanche dans la gorge 16 au moins sur chacune des portées 14, 15, ladite lèvre présentant deux pentes convergentes interne et externe agencées pour coulisser contre respectivement la portée interne 15 et la portée externe 14 lors de sa disposition dans ladite gorge. © De façon avantageuse, l'anneau 10 et le bord périphérique 11 sont agencés pour permettre audit bord de venir en contact étanche sur l'anneau 10 en trois zones, à savoir le fond de la gorge 15 et chacune des portées 13, 14, lesdites zones s'étendant généralement suivant deux directions, a savoir radiale pour ledit fond et axiale pour lesdites portées.

Ainsi, le bord périphérique 11 n’a pas besoin de comprimer l’anneau 10, ce qui permet de garantir une bonne étanchéité durant toute la durée de la préparation de la boisson, et notamment dès l’enfermement de la capsule dans le logement 7. Par ailleurs, le bord périphérique 11 est prolongé extérieurement par un crochet 25 s'étendant sensiblement axialement, ledit crochet étant destiné à venir en prise sous le bourrelet 4c pour assurer un calage de la capsule 1 dans le logement 7, et ainsi disposer la rainure 30 en regard axial dudit bord périphérique. Sur les figures 4a et 4b, le bord périphérique 11 comprend en outre une lèvre externe 11b agencée pour venir en appui étanche sur une portée 19, notamment essentiellement radiale, formée sur la face inférieure libre 10b à l'extérieur de la gorge 15, ce qui permet de former un barrage supplémentaire contre d'éventuelles fuites de liquide au-delà de la chicane formée par la gorge 15, les parois 13, 14 et la lèvre interne 11a.

© Dans le mode de réalisation représenté, notamment sur les figures 1 et 1a, la paroi latérale 2 du corps 1 s'inscrit globalement dans un tronc de cône de génératrice droite entre la portion supérieure 3b du fond et le rebord 5, et forme avec l’axe de révolution X un angle B d’environ 7,5°.

Par ailleurs, 'anneau 10 comprend une couronne interne 16 qui est entourée par la rainure 30, ladite couronne interne étant disposée en appui contre la paroi latérale 2.

En particulier, la couronne interne 16 présente des dents 21 réparties angulairement en étant espacées par des encoches 20, lesdites dents définissant e une dimension intérieure qui est inférieure à la dimension extérieure de la paroi latérale 2, de sorte à assurer un serrage de l'anneau 10 autour de ladite paroi latérale.

Sur les figures 2a et 2c, les dents 21 présentent une extrémité distale effilée pouvant être déformée par appui sur la paroi latérale 2, ce qui permet d'augmenter la dimension de la surface d’appui entre la couronne 16 et ladite paroi, et donc de garantir le serrage de l’anneau 10 autour de ladite paroi.

Sur les figures 3a et 3c, les dents 21 sont agencées pour pouvoir être rabattues le long de la paroi latérale 2 par appui sur elle. Pour ce faire, les dents 21 présentent une base 21a agencée pour se plier lors du rabattement.

En particulier, les dents 21 sont formées dans le prolongement radial intérieur de la couronne 16, qui forme ainsi la base 21a desdits dents, afin de permettre un pliage de l'anneau 10 au niveau de la portée interne 13 lors de sa disposition autour de la paroi latérale 2.

Claims (16)

| 12 LU101633 REVENDICATIONS

1. Capsule destinée à contenir une substance pour la préparation d’une boisson en disposant ladite capsule dans le logement (7) d’un piston (6), ladite capsule comprenant un corps (1) présentant une paroi latérale (2) bordée de part et d'autre par un fond (3) et par un rebord (4) entourant une ouverture (5) dudit corps, ledit rebord présentant une paroi inférieure (4b) saillante latéralement de ladite paroi latérale, ladite capsule étant équipée d’un anneau d’étanchéité (10) qui est rapporté sur ladite paroi inférieure en présentant un face supérieure (10a) en appui sur ladite paroi inférieure et une face inférieure libre (10b), ladite capsule e étant caractérisée en ce que l'anneau d'étanchéité (10) présente une rainure (30) réalisée en creux dans la face libre (10b), ladite rainure formant une portée interne (13) et une portée externe (14) qui sont espacées radialement en délimitant entre elles une gorge (15) qui est agencée pour recevoir de façon étanche le bord périphérique (11) du piston (6) lors de la préparation de la boisson.

2. Capsule selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'anneau d'étanchéité (10) est réalisé à base d'un matériau biodégradable et/ou compostable.

® 3. Capsule selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que l'anneau d'étanchéité (10) est réalisé à base d’un matériau absorbant.

4. Capsule selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'anneau d’étanchéité (10) est réalisé a base d’un matériau cellulosique, notamment en carton ou en papier.

5. Capsule selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le corps (1) est réalisé en matériau métallique, notamment en aluminium.

6. Capsule selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l’anneau d'étanchéité (10) comprend une couronne interne (16) qui est entourée par la rainure (13), ladite couronne interne étant disposée en appui contre la paroi latérale (2) du corps (1).

7. Capsule selon la revendication 6, caractérisée en ce que la couronne interne (16) présente des dents (21) réparties angulairement en étant espacées par des encoches (20), lesdites dents définissant une dimension intérieure qui est inférieure à la dimension extérieure de la paroi latérale (2) de sorte à assurer un serrage de l'anneau (10) autour de la paroi latérale (2).

8. Capsule selon la revendication 7, caractérisée en ce que les dents (21) © présentent une extrémité distale effilée pouvant être déformée par appui sur la paroi (2).

9. Capsule selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisée en ce que les dents (21) sont agencées pour pouvoir être rabattues le long de la paroi (2) par appui sur elle.

10. Capsule selon la revendication 9, caractérisée en ce que les dents (21) présentent une base (21a) agencée pour se plier lors du rabattement.

11. Capsule selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ® ce que l’anneau d’étanchéité (10) est associé au rebord (4) par thermocollage.

12. Capsule selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'anneau d'étanchéité (10) comprend un revêtement thermocollant disposé sur sa face supérieure (10a) pour permettre l’association de l'anneau (10) au rebord (4).

13. Capsule selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que l’anneau d'étanchéité (10) comprend une bande autocollante disposée sur sa face supérieure (10a) pour permettre l’association de l’anneau (10) au rebord (4).

14. Capsule selon l’une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que le rebord (4) comprend une extrémité libre repliée sur elle-même pour former un bourrelet (4c), l'anneau d’étanchéité (10) étant calé latéralement entre ledit bourrelet et la paroi latérale (2).

15. Système pour la préparation d'une boisson au moyen d’une capsule selon l’une quelconque des revendications 1 à 14 dans laquelle est conditionnée une substance pour la préparation de ladite boisson, ledit système comprenant un piston (6) qui présente un logement (7) pour la réception de la capsule, ledit logement comprenant un dispositif agencé pour injecter sous pression un liquide © extracteur de la boisson à travers ladite capsule, ainsi qu’un bord périphérique (11) agencé pour se placer de façon étanche dans la gorge (15) formée entre les portées externe (14) et interne (13) de ladite paroi inférieure.

16. Système selon la revendication 15, caractérisé en ce que le bord périphérique (11) comprend une lèvre (11a) agencée pour venir en contact étanche dans la gorge (15) au moins sur chacune des portées (13, 14). e