WO2017025622A1 - Capsule pour la preparation d'une boisson - Google Patents

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WO2017025622A1
WO2017025622A1 PCT/EP2016/069222 EP2016069222W WO2017025622A1 WO 2017025622 A1 WO2017025622 A1 WO 2017025622A1 EP 2016069222 W EP2016069222 W EP 2016069222W WO 2017025622 A1 WO2017025622 A1 WO 2017025622A1
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capsule
label
side wall
frustoconical
lid
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Olivier Brivois
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Definitions

  • the present invention relates to a capsule for receiving a substance for the preparation of a beverage when the capsule is installed in the housing of a machine type coffee machine or infusion to be held by a piston during the passage extracting liquid through the capsule and the substance it contains, after the piercing of the bottom by the pins of the piston, the injected plastic capsule having a bottom and a side wall generally forming a truncated cone and a rim covered by a lid after loading the substance into the capsule.
  • capsules for coffee or infusion machines There are many embodiments of capsules for coffee or infusion machines. All aim to allow the preparation of a quality drink.
  • the quality of the drink obtained depends not only on the quality and nature of the product used for its preparation (coffee, infusion) but also importantly, the preservation of the product in the capsule and its protection against air ambient.
  • the capsules are generally made of plastic which is more or less porous by nature. There are certainly these plastics impermeable to gases and to protect the contents of the capsule, but they are relatively expensive and difficult to inject.
  • Another solution to protect the contents of a capsule is to wrap it in an oxygen-tight package. But this solution multiplies the number of waste, that is to say the packaging, the capsule and its various components so that its manufacture is relatively expensive, even if the packaging is automated. Then there is the problem of pollution by the amount of components put in the trash.
  • Such a capsule in a package is not very practical use, because it must first open the packaging which in principle, waterproof, does not open easily.
  • the product packaged is relatively large per unit, which represents a transportation cost and a carbon footprint.
  • the present invention aims to overcome the disadvantages of known capsules and proposes to develop a sealed capsule made with simple means, economically, which is easy to manufacture and use and allows the sale to the unit while reducing the volume of the packaged product and that of the waste after use of the product.
  • the invention relates to a capsule of the type defined above, characterized in that the side wall is formed of a single truncated cone between the rim and the bottom, the bottom is flat, formed of a inner ring, connected to the side wall and surrounding a central opening, the side wall is covered with a waterproof label and the open bottom including its inner ring is covered with a sealed cover.
  • the sealed lid is an inner lid.
  • the capsule according to the invention whose opening is closed by an aluminum seal, is sealed even if the plastic of the capsule does not have a good seal.
  • the sealed label completely covers the side wall of the capsule and the seal covers the bottom including the crown by joining the label covering the side wall.
  • the entire capsule thus surrounded is perfectly sealed which ensures the proper preservation of the product inside the capsule.
  • the packaging has a small footprint to the single volume of the capsule.
  • the capsule is particularly convenient to use since there is no packaging or overwrap to open and it can go directly into the coffee machine.
  • the waste produced is limited to the single capsule.
  • the capsule can be made very aesthetic by printing the label covering the entire side wall and the lid of the bottom.
  • the placement of the label is very simple since the side wall is a frustoconical surface extending between the underside of the rim and the bottom edge so that the label covers the entire lateral surface.
  • the film may advantageously be provided with a decoration and / or indications, such as a mark, a logo, a reference identifying the product, a date of manufacture and other useful indication.
  • the decoration of the side wall and the bottom makes it possible to personalize series of capsules, to play on the aesthetics, and to vary it according to different criteria.
  • the capsule is waterproof in itself, it can be distributed to the unit, which allows a mix of capsules at the time of purchase depending on the variety of coffees or infusions that the consumer can choose.
  • the sealed label and seal are integrated by injection molding in the wall and the bottom of the capsule.
  • the capsule comprises a spider formed of a central hub is connected to the crown by branches entering the volume of the capsule to not be touched by the pins.
  • the crown has a flattened frustoconical shape.
  • the label and the lid are made of an aluminum film and the lid is in particular embossed.
  • the label and the seal are made in a complex formed of an aluminum (AL) or (EVOH) film whose two faces are covered with a plastic film selected from the group consisting of PP, PLA.
  • the label has a height greater than the height of the side wall so that the upper edge of the label, in excess length, is integrated in the rim of the capsule during the injection of the plastic material for make the capsule.
  • the sealed label and seal are made of an aluminum film. This film can be printed perfectly to receive a decoration and / or technical information. It may also receive laser inscriptions such as the expiry date or other identifications of variable identifications from one capsule to another or from one batch of capsules to another.
  • the central opening of the bottom is preferably circular.
  • the bottom has a peripheral peripheral edge constituting a support for stacking empty capsules on the brackets inside the capsules.
  • These consoles oriented in the direction of the generatrix of the surface of the truncated cone also constitute reinforcements which transmit the forces exerted on the cover, itself attached to the crown of the bottom towards the side wall so as to avoid crushing. of the capsule and its deformation in case of unusual resistance of the seal to the piercing by the pin or pins of the machine.
  • the inner ring delimiting the opening of the bottom has a planar outer surface and a frustoconical inner surface so that the edge of the cap can be attached to the frustoconical inner surface to join the flat surface of the cone. opening in which appears the seal without requiring spacers or radial reinforcements that could interfere with the passage of the pin or pins of the machine.
  • the invention also relates to a method of manufacturing a capsule as defined above, this method being characterized in that
  • a mold is produced for a capsule having a truncated cone-shaped side wall provided with a flange at the large base of the truncated cone and whose flat top of the bottom of the capsule is in the form of an inner ring delimiting a central opening,
  • the mold consisting of a portion having a cavity in the form of the frustoconical lateral wall of the capsule, the bottom of the cavity corresponding to the bottom of the capsule being provided with a raised surface to form the opening of the bottom of the capsule and the other part of the mold is a core defining the inner surface of the capsule,
  • a form label corresponding to the development of the frustoconical lateral wall is placed in the cavity of the mold, then the mold is closed and the plastic material is injected.
  • the lid is placed on the core then the mold is closed and the plastic material is injected.
  • This manufacturing process is extremely simple and results in a capsule not only perfectly waterproof while being carried out in a single operation but which is used simply without risk of jamming of the capsule in the machine that prepares the drink.
  • this lid As the lid covering the bottom is placed in the mold before the injection, this lid is integrated in the bottom of the hot outlet capsule that by cooling, the lid will not only be attached to. the inner surface of the crown of the bottom but will also be stretched, which promotes the drilling by the pins of the piston of the machine.
  • the inner surface of the conical wall comprises brackets limiting the depression of the interlocking of a capsule. This makes it possible to group batches of capsules by fitting them after their manufacture to provide them to the roasters who load the capsules with the coffee powder or the infusion powder.
  • the capsule according to the invention offers multiple advantages of reducing pollution by waste, shelf life of the product in the capsule and the possibility of a very great diversity of appearance by the aesthetics given to the capsule through the printing of the label film covering the sidewall of the capsules.
  • FIG. 1A is a perspective view of a first embodiment of a capsule according to the invention, in the inverted position
  • FIG. 1B is a perspective view of the inside of the capsule before it is filled and closed
  • FIG. 2A is an axial sectional view of the capsule of FIG. 1,
  • FIG. 2B is a view from above of the capsule of FIG. 1
  • FIG. 3 is the development of a label covering the frustoconical wall of a capsule
  • FIG. 4A is a sectional view of the part of the bottom capsule without the lid and without the label
  • FIG. 4B is a view similar to that of FIG. 4A with the label and the cover,
  • FIG. 5A is a sectional view of the lower part of an injection mold, closed but empty,
  • FIG. 5B is a sectional view like that of FIG. 5A with the introduction of the label and the lid, before injection
  • FIG. 6 is an axial sectional view of the fitting of two empty capsules
  • FIG. 7 is a bottom perspective view of the second embodiment of the capsule according to the invention.
  • FIG. 8 is an axial section of the capsule of FIG. 7
  • FIG. 9 is a view from above of the capsule of FIG. 7, showing the internal structure
  • FIG. 10 is the development of a label-film covering the frustoconical wall of a capsule
  • FIG. 11 is a perspective view from below of a third embodiment of a capsule according to the invention.
  • FIG. 12 is a view in axial section of the capsule of FIG.
  • FIG. 13A is a view from below of the capsule of FIG. 11
  • FIG. 13B is a view from above of the capsule of FIG. 11
  • FIG. 14 is an axial sectional view of the nesting of two empty capsules.
  • Figure 15 is a schematic sectional view of the capsule of Figure 1 1 in the piston of the coffee machine.
  • the subject of the invention is a capsule 100 intended to receive a substance such as a coffee or tea powder for the preparation of a beverage.
  • This capsule 100 is installed in the housing of a coffee machine or infusion. It is held by a piston provided with pins to pierce the bottom of the capsule 100. The other side of the capsule covered by a cap is crossed by the pin or pins injecting water to impregnate the powder.
  • the machine known per se is not represented.
  • the capsule 100 generally has a shape of revolution or more generally it is symmetrical in rotation with respect to its axis XX.
  • this example has a capsule having a conical shape of revolution, that is of circular section, this shape can also be rotationally symmetrical, with a polygonal section.
  • the capsule 100 consists of a frustoconical volume defined by the bottom 1 and a frustoconical wall 2 formed of a single truncated cone with a right generatrix between the bottom 1 and the rim 3 surrounding the opening of the top of the capsule .
  • the flat bottom 1 is formed of an inner ring 1 1 connected to the side wall 2 and surrounding a central opening 12 delimited by the inner edge 111 of the ring 1 1.
  • the opening 12 left free by the central ring 11 corresponds to the surface for which the capsule 100, whatever its orientation around the axis xx when it is placed in the cavity of the machine, meets the pins which pierce the bottom.
  • the bottom 1 is covered by a lid 14 fixed to the ring 1 1, the inner side of the capsule, which will be pierced by the pins.
  • the upper edge of the frustoconical side wall 2 is connected to the flange 3 whose upper face 31 is smooth ( Figure 1B).
  • the lower face (FIG. 1A) is surrounded by a stiffening ring 32 and an outer ring 33 surrounding itself the sealing lips 34 cooperating with the sealing means of the piston of the machine (FIG. 2A).
  • the inner surface of the frustoconical wall 2 comprises close to the bottom, consoles 21 whose top is a bearing surface 211 in a plane perpendicular to the axis XX to receive the lower edge 22 of the frustoconical wall 2 of a nested capsule.
  • FIG. 2A shows schematically by broken lines, the label 23 surrounding the frustoconical lateral wall 2 as well as the operculum 4 closing the top of the capsule and the inner lid 14 covering the crown 11 and the central opening 12 of the bottom 1.
  • These different waterproof cover elements are represented at a distance from the surfaces they cover. In reality, they are applied to them.
  • the label 23 and the seal 14, sealed, are preferably elements formed from an aluminum wire, where appropriate printed.
  • the label 23 covering the side wall 2 is advantageously provided with a decorative printing, if necessary personalized, also comprising indications, such as the origin, a production number, a date or other information relating to the content of the capsule.
  • FIG. 2B is a view from above of the capsule 100 revealing the inside of the capsule without the lid 14 and the brackets 21.
  • This view of the capsule 100 shows the inner ring 11 with the inclined shape of the frustoconical crown 112 the inner edge 11 and the central orifice 12.
  • Figure 3 shows the flat development of a label 23 which is a circular ring sector.
  • the label 23 has a surface 231 printed or decorated.
  • the developed form of the label 23 corresponds exactly to the development of the frustoconical surface of the wall 2 so that the homologous edges, for example "radial" 232a, b meet exactly on a generatrix of the side wall 2 of the truncated cone for its sealing.
  • the edges 232a, b are not necessarily radial but may have a different layout, on the sole condition that the homologous edges are of complementary shape so that they meet on the wall 2 without leaving an interval that would constitute a non-sealed area .
  • the decorative pattern 231 is preferably such that there is continuity on the periphery of the wall 2.
  • the inner lid 14 covering the bottom 1 is an aluminum film which may include inscriptions and / or information or it constitutes an advertising or decorative surface.
  • the lid 14 is placed in the cavity of the mold before injection of the capsule.
  • the inner lid 14, flat is applied against the crown 1 1 to join from inside the capsule, the line of the lower edge (outer side) of the label 23 covering the side wall 2.
  • the lid 4 covering the top and closing the capsule is put in place and fixed to the rim 3 once the capsule loaded with the product.
  • FIG. 4A shows on an enlarged scale an axial section of the lower part of the capsule 100 without the label 23 or the cover 14 highlighting the structure of the bottom 1 with its inner ring 11 and its inner edge 1 1 1 which joins the side wall 2 by a frustoconical ring 1 12 very flared.
  • this ring 112 is the lower edge 22 of the side wall 2.1e below 113 of the ring 1 1 is plane.
  • the lower edge 22 in the form of recess allows precise stacking of empty capsules 100a, 100b as shown in Figure 6, avoiding the bottom of a capsule slips over a console and thus blocks the capsule in the capsule that receives it.
  • FIG. 4B which is a section like that of FIG. 4A, shows the label 23 covering the side wall 2 to the lower edge 22 as well as the inner lid 14 attached to the frustoconical crown 1 12 to the edge 1 1 1 and covering the central opening 12.
  • the lid 14 heated by the temperature of the injection mold retracts while cooling when the injected capsule is demolded so that the portion of the lid covering the central opening 12 is stretched, which is advantageous for the appearance and also to facilitate the drilling by the pins of the machine.
  • FIGS. 5A, 5B show an empty injection mold 200, empty (FIG. 5A) and the same mold closed, empty, but with the label 23 and the seal 14 placed before the injection of the material ( Figure 5B).
  • the empty part of the injection mold 200 bears the same references as the corresponding parts of the capsule with the suffix A.
  • the injection mold 200 consists of a portion with the cavity 210 corresponding to the shape of the outer surface of the capsule and a raised portion forming the No. 25 to 250 giving the shape of the inner surface of the capsule.
  • the fixing means of the label 23 and the cover 14 in the mold, for example by depression, are not shown.
  • the cavity 210 has a bottom 21 1 whose central portion 12A is raised to form the central orifice 12 since the cover 14 will be inside and not outside the capsule.
  • the edge of the bottom 211 has a peripheral relief 22A to make the edge 22 of the capsule. This sharp-edged outward relief forms a shoulder for accurately positioning the lower edge of the label 23 ( Figure 5B).
  • the core 250 has a peripheral wall set back from the thickness of the wall 2 of the capsule to be injected to form a gap 2A.
  • the bottom 251 of the core is set back from the top of the relief 12A of the cavity 250 to take into account the thickness of the lid.
  • the core 250 further has recesses 21A to form the brackets 21.
  • FIG. 5B shows the closed mold 200 after placement of the label 23 and the lid 14.
  • the label 23 is supported by its lower edge against the relief 22A and the lid 14 is clamped between the bottom 251 of the core and the top of the raised portion 12A of the cavity so that it is sufficient to fix the outer edge 141 of the cover 14 against the frustoconical surface 212A of the core 250 so that the material does not pass between the edge 141 operculum 14 and the frustoconical surface 12A of the core 250.
  • Figure 5B shows that the entire surface of the capsule is thus covered by the label 23 and the lid 14 ensuring the hermeticity of the capsule.
  • cover 14 is clamped between the core 250 and the bottom 12A of the cavity 210 so that it is effectively put to the temperature of the mold to then have the retraction of the cover 14 and its setting in tension by the cooling of the mold outlet capsule.
  • the method of manufacturing a capsule 100 with the mold described above consists in producing a capsule mold for injecting it.
  • the label 23 Before injection of the capsule, the label 23 is fixed in the cavity of the mold and the inner lid 14 is fixed on the core, each time in the respective position of the label 23 and the lid 14 on the capsule once completed.
  • the holding in place of the two elements 23, 14 is for example by depression to avoid local detachment of one or other of the elements and passage of the material to be injected under the label film or the cap.
  • the mold 200 usually comprises several sets such as that described above, that is to say, several cavities and as many associated cores.
  • Figure 6 is a sectional view showing the interlocking of two capsules 100a, b.
  • the capsules are nested after their manufacture and before filling.
  • the description of the second and third embodiments hereinafter uses the same numerical references for the elements identical with the suffix (a) for the first embodiment and the suffix (b) for the second embodiment.
  • Figures 7 and 8 show the second embodiment of a capsule 100a for receiving a substance such as a coffee or tea powder for the preparation of a beverage.
  • This capsule 100a is installed in the housing of a coffee machine or infusion. It is held by a piston 200 ( Figure 9) provided with pins 210 to pierce the bottom of the capsule 100a. The other side of the capsule, covered by a lid, is crossed by the pin or pins injecting water to impregnate the powder.
  • the machine known per se is not represented.
  • the orientation chosen conventionally in the different figures does not correspond to an imposed orientation or that of the placement of the capsule in the machine. According to the orientation of the figures, the lower part is the bottom and the upper part, the top.
  • FIG. 7 shows the capsule 100a which globally has a shape of revolution with respect to its axis XX.
  • the capsule 100a consists of a frustoconical volume delimited by the bottom la and a frustoconical wall 2a formed of a single truncated cone with a right generatrix between the bottom and the rim 3a surrounding the opening of the top of the capsule.
  • the open bottom is formed of a frustoconical crown l ia connected to the side wall 2a and surrounding its circular central opening 12a.
  • the lower edge 11a of the frustoconical crown 11a which is also the inner edge delimiting the opening 12a partially defines a plane.
  • the upper edge of the frustoconical side wall 2a is connected to a flange 3a whose upper face 31a is smooth.
  • the lower face is surrounded by a stiffening ring 32a beyond the outer ring 33a itself surrounding the sealing lips 34a cooperating with the sealing means of the piston of the machine.
  • the inner surface of the frustoconical wall 2a has near the bottom, consoles 21a of triangular section with a surface support 21 1a on the top.
  • the bearing surface 21 1a defines a plane perpendicular to the axis XX to receive the lower edge 22a of the frustoconical wall 2a of a nested capsule.
  • FIG. 8 schematically shows the label film 23a surrounding the frustoconical lateral wall 2a as well as the lid 4a closing the top of the capsule and the lid 14a covering the underside of the capsule, including the frustoconical crown 11a and the central opening. 12a from the bottom.
  • These different covering elements are represented at a distance from the surfaces they cover. In reality, they are applied to them.
  • the label film 23a covering the side wall 2a is an aluminum film advantageously provided with a decorative printing, if necessary personalized, also comprising indications, such as the origin, a production number, a date or other information relating to the contents of the capsule.
  • Figure 10 shows the flat development of a label film 23 which is a ring sector.
  • the label film 23 has a surface 231 printed or decorated.
  • the developed form of the label film 23 corresponds exactly to the development of the frustoconical surface of the wall 2a so that the "radial" edges 232 meet exactly on a generator of the truncated cone.
  • the decorative pattern 231a is preferably such that there is continuity on the periphery of the wall 2a.
  • the label film 23 is integrated in the frustoconical wall 2a at the time of injection. For this it is placed in the cavity of the injection mold and then plastic material is injected to form the capsule and to secure and integrate the film-label in the frustoconical wall of the capsule.
  • the cover 14 covering the bottom 1 set up after the injection of the capsule is heat sealed.
  • the operculum 14, flat, preferably embossed, is folded around its central disc 141 and its annular edge 142 is applied against the frustoconical crown l ia to join the label film 23 covering the side wall 2a.
  • the circular disc 141 covers the opening 12a of the bottom.
  • the cover 4 covering the top is put in place and fixed to the rim 3a once the capsule loaded with the product.
  • FIG. 9 is a view from below of the capsule 100a showing the frustoconical crown 11 flattened delimiting the opening 12a of the bottom, the side wall 2a and the underside of the flange 3a with its stiffening ring 32a, its outer ring 33a and its sealing lips 34a.
  • FIG. 8 reveals the inside of the capsule with the brackets 21a on the inner surface of the frustoconical wall 2a
  • Figures 11 and 12 show the third embodiment of the capsule 100b without the cover normally covering its bottom.
  • the capsule has globally a form of revolution relative to its axis XX.
  • the parts of the capsule 100b of this third embodiment which correspond to those of the second embodiment carry the same reference numerals whose suffix (a) is replaced here by the suffix (b). Different parts carry numerical references without suffix.
  • This is the film-label 23 and the cover 4 covering the top and the cover 14 covering the bottom.
  • the capsule 100b consists of a frustoconical volume delimited by the bottom lb and a frustoconical wall 2b formed of a single truncated cone with a right generatrix between the bottom lb and the rim 3b surrounding the opening of the top of the capsule.
  • the open bottom lb is formed of a frustoconical crown 11b connected to the side wall 2b and surrounding the circular central opening 12b of the bottom.
  • This opening inside the ring 11b is occupied by a spider 13 consisting of a hub 131 carrying branches 132 which connect it to the frustoconical ring 1 1b.
  • the lower edge 111b of the frustoconical crown 11b which is also the inner edge delimiting the opening 12b and the cross 13b partially define a plane.
  • the branches 132, curved joining the rear of the frustoconical crown 11b are distributed equiangularly around of the axis XX of the capsule.
  • the branches 132b are preferably radial.
  • the branches 132b of the hub are curved so as to enter the volume of the capsule and deviate from the plane of the bottom by a sufficient distance to prevent the pins 210 of the piston 200 of the machine from touching one or the other of the branches 132, according to the random orientation of the capsule placed in the machine (see Figure 15).
  • the upper edge of the frustoconical side wall 2b is connected to a flange 3b whose upper face 31b is smooth.
  • the lower face is surrounded by a stiffening ring 32b beyond the outer ring 33b surrounding itself the sealing lips 34b cooperating with the sealing means of the piston 210 of the machine.
  • the spider 13 serves to inject the plastic into the mold of the capsule; the hub 131 corresponds to the arrival of the plastic material da.ns the mold which is then distributed by the branches 132 to the frustoconical ring 1 1b and the side wall 2b to the rim 3b.
  • the branches 132 are oriented in a regular manner about the axis of revolution XX and their section is suitable for allowing the passage of the pressurized plastic material so that it can easily reach the furthest places from the injection point. in the sealing lips of the underside of the rim 3b of the capsule.
  • the inner surface of the frustoconical wall 2b has close to the bottom consoles 21b of triangular section with on the top, a bearing surface 211b.
  • the bearing surface 21 1b defines a plane perpendicular to the axis XX to receive the lower edge 22b of the frustoconical wall 2b of a nested capsule, so that its bottom lb is located above the curved branches 132 of the capsule in which it is depressed and so on.
  • FIG. 12 schematically shows the label-film 23 surrounding the frustoconical lateral wall 2b as well as the lid 4 closing the top of the capsule and the lid 14 covering the underside of the capsule, including the frustoconical crown 1 1b and the opening power plant 12b of the bottom lb.
  • These different covering elements are represented at a distance from the surfaces they cover. In reality, they are applied to them.
  • the label film 23 covering the side wall 2b is, as already indicated, an aluminum film advantageously provided with a decorative printing, if necessary personalized, also including indications, such as the origin, a production number, a date or other information relating to the contents of the capsule.
  • the film-label 23 is integrated in the frustoconical wall
  • the cover 14 covering the bottom lb is put in place after the injection of the capsule because the opening 12b of the bottom allows the introduction of the movable elements of the injection mold, not shown.
  • the cover 14 is heat-sealed to the frustoconical crown 1 1b.
  • the operculum 14, flat, preferably embossed, is folded around its central disc 141 and its annular edge 142 is applied against the frustoconical crown 11b to join the label film 23 covering the side wall 2b.
  • the circular disk 141 covers the opening 12b of the bottom and comes against the lower surface of the hub 131.
  • the cover 4b covering the top is put in place and fixed to the rim 3b once the capsule loaded with the product.
  • FIG. 13A is a view from below of the capsule 100b showing the crosspiece 13 formed of the three branches 132 distributed equiangularly, the frustoconical crown 1 1b flattened delimiting the opening 12b of the bottom, the side wall 2b and the underside of the rim 3b with its stiffening ring 32b, its outer ring 33b and its sealing lips 34b.
  • Figure 13B is a top view of the capsule 100b revealing the inside of the capsule with the cross 13, its hub 131 and its three branches 132 and consoles 21b.
  • Some consoles 21b are preferably provided on the inner surface of the frustoconical wall 2b in the same radial plane as the arms 132 of the spider.
  • Other consoles 21b are in the intermediate position so as to have six consoles 21b forming a regular bearing surface inside the capsule 100b.
  • Figure 14 is a sectional view showing the interlocking of two capsules 100b (or 100a).
  • the capsules are nested after their manufacture and before filling.
  • the bottom of the capsules is at this moment already provided with the lid 14.
  • the bearing surface 211b consoles 21b is located at a height sufficient for the capsule 100b sunken, which is supported by the lower edge 22b of its frustoconical wall 2b against the bearing surface 211b of the brackets 21b of the wall 2b, or such that the surface of the lid 14 covering the opening 12b of the bottom is level and preferably above the highest part of the branches 132 of the spider 13 so that the lid 14 is not likely to be damaged or broken by a branch 132 of the spider 13 of the capsule 100 in which it is fitted.
  • FIG. 15 shows in schematic section the piston 200 of the machine with its pins 210 projecting at the time of closure of the chamber in which the capsule 100 has been placed.
  • the pins 210 pierce the lid 14 to allow the passage of the liquid but they do not touch the branches 132 of the spider and do not risk deforming the capsule and jam in the piston 200.

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Abstract

Capsule destinée à recevoir une substance pour la préparation d'une boisson avec une machine à café ou à infusion pour y être tenue par un piston pendant le passage du liquide extracteur après le perçage du fond par les picots du piston. La capsule en matière plastique injectée a un fond (1) et une paroi latérale (3) s'inscrivant globalement dans un tronc de cône ainsi qu'un rebord (4) couvert par un opercule (5) après chargement de la substance dans la capsule. La paroi latérale (2) est formée d'un tronc de cône unique entre le rebord (3) et le fond (1) ouvert (12), formé d'une couronne aplatie (11), reliée à la paroi latérale (2). La paroi latérale (2) est couverte d'une étiquette (23) et le fond ouvert (1) y compris sa couronne (11) est couvert d'un opercule étanche (14), à l'intérieur du fond.

Description

« CAPSULE POUR LA PREPARATION D'UNE BOISSON »
Domaine de l'invention
La présente invention se rapporte à une capsule destinée à recevoir une substance pour la préparation d'une boisson lorsque la capsule est installée dans le logement d'une machine de type machine à café ou à infusion pour y être tenue par un piston pendant le passage du liquide extracteur à travers la capsule et la substance qu'elle contient, après le perçage du fond par les picots du piston, la capsule en matière plastique, injectée ayant un fond et une paroi latérale s'inscrivant globalement dans un tronc de cône ainsi qu'un rebord couvert par un opercule après chargement de la substance dans la capsule.
Etat de la technique
Il existe de multiples formes de réalisation de capsules pour les machines à café ou à infusion. Toutes ont pour objectif de permettre la préparation d'une boisson de qualité.
Or la qualité de la boisson obtenue dépend non seulement de la qualité et de la nature du produit utilisé pour sa préparation (café, infusion) mais également de façon importante, de la conservation du produit dans la capsule et de sa protection contre l'air ambiant.
En effet, les capsules sont généralement en matière plastique qui est par nature plus ou moins poreuse. Il existe certes, ces matières plastiques imperméables aux gaz et permettant de bien protéger le contenu de la capsule, mais elles sont relativement coûteuses et difficiles à injecter.
Une autre solution pour protéger le contenu d'une capsule est d'envelopper celle-ci dans un emballage étanche à l'oxygène. Mais cette solution multiplie le nombre de déchets, c'est-à-dire l'emballage, la capsule et ses différents composants de sorte que sa fabrication est relativement coûteuse, même si le conditionnement est automatisé. Ensuite, il y a le problème de la pollution par la quantité de composants mis à la poubelle.
Une telle capsule dans un emballage n'est pas d'une utilisation très pratique, car il faut d'abord ouvrir l'emballage qui par principe, étanche, ne s'ouvre pas facilement. De plus, le produit ainsi emballé est relativement volumineux à l'unité, ce qui représente un coût de transport et une empreinte carbone.
But de l'invention
La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des capsules connues et se propose de développer une capsule étanche réalisée avec des moyens simples, de façon économique, qui soit facile à fabriquer et à utiliser et permette la vente à l'unité tout en réduisant le volume du produit emballé et celui des déchets après utilisation du produit.
Exposé et avantages de l'invention
A cet effet l'invention a pour objet une capsule du type défini ci-dessus, caractérisée en ce que la paroi latérale est formée d'un tronc de cône unique entre le rebord et le fond, le fond est plat, formé d'une couronne intérieure, reliée à la paroi latérale et entourant une ouverture centrale, la paroi latérale est couverte d'une étiquette étanche et le fond ouvert y compris sa couronne intérieure est couvert d'un opercule étanche.
Selon une caractéristique avantageuse, l'opercule étanche est un opercule intérieur.
La capsule selon l'invention dont l'ouverture est fermée par un opercule en aluminium, est rendue étanche même si la matière plastique de la capsule n'a pas une bonne étanchéité. L'étiquette étanche couvre complètement la paroi latérale de la capsule et l'opercule étanche couvre intérieurement le fond y compris la couronne en rejoignant l'étiquette couvrant la paroi latérale.
Comme le dessus de la capsule est fermé par un opercule en aluminium, l'ensemble de la capsule ainsi entouré est parfaitement étanche ce qui garantit la bonne conservation du produit à l'intérieur de la capsule.
Le conditionnement a un encombrement réduit au seul volume de la capsule. La capsule est particulièrement pratique à utiliser puisqu'il n'y a aucun emballage ou suremballage à ouvrir et elle peut se mettre directement dans la machine à café. Les déchets produits sont limités à la seule capsule. La capsule peut être rendue très esthétique par l'impression de l'étiquette couvrant toute la paroi latérale et l'opercule du fond. La mise en place de l'étiquette est très simple puisque la paroi latérale est une surface tronconique s'étendant entre le dessous du rebord et le bord du fond de sorte que l'étiquette couvre toute la surface latérale. Le film peut avantageusement être muni d'un décor et/ ou d'indications, tels qu'une marque, un logo, une référence identifiant le produit, une date de fabrication et autre indication utile.
La décoration de la paroi latérale et du fond permet de personnaliser des séries de capsules, de jouer sur l'esthétique, et de la varier en fonction de différents critères. Enfin, comme la capsule est étanche en elle-même, elle peut être distribuée à l'unité, ce qui permet un panachage de capsules au moment de l'achat en fonction de la variété des cafés ou infusions que le consommateur peut ainsi choisir.
Suivant une autre caractéristique, l'étiquette et l'opercule étanches sont intégrés par moulage par injection dans la paroi et le fond de la capsule.
Suivant une autre caractéristique, la capsule comporte un croisillon formé d'un moyeu central est relié à la couronne par des branches rentrant dans le volume de la capsule pour ne pas être touchées par les picots.
Suivant une autre caractéristique, la couronne a une forme tronconique aplatie.
Suivant une autre caractéristique, l'étiquette et l'opercule sont réalisés dans un film d'aluminium et l'opercule est notamment gaufré.
Suivant une autre caractéristique, l'étiquette et l'opercule sont réalisés dans un complexe formé d'un film d'aluminium (AL) ou (EVOH) dont les deux faces sont couvertes d'un film de matière plastique choisie dans le groupe comprenant PP, PLA.
Suivant une autre caractéristique, l'étiquette a une hauteur supérieure à la hauteur de la paroi latérale pour que le bord supérieur de l'étiquette, en surlongueur, soit intégré dans le rebord de la capsule lors de l'injection de la matière plastique pour réaliser la capsule. Suivant une autre caractéristique avantageuse, l'étiquette et l'opercule étanches sont réalisés dans un film d'aluminium. Ce film peut parfaitement être imprimé pour recevoir un décor et/ ou des informations techniques. Il peut également recevoir des inscriptions par la- ser telles que la date de péremption ou autres mentions d'identifications variables d'une capsule à l'autre ou d'un lot de capsules à l'autre.
Suivant une caractéristique avantageuse, si la capsule a une forme de révolution, l'ouverture centrale du fond est de préférence circulaire.
Suivant une autre caractéristique, le fond comporte un bord périphérique rentrant constituant un appui d'empilage des capsules vides sur les consoles à l'intérieur des capsules. Ces consoles orientées dans la direction de la génératrice de la surface du tronc de cône constituent également des renforts qui transmettent les efforts exercés sur l'opercule, lui-même fixé à la couronne du fond vers la paroi latérale de manière à éviter l'écrasement de la capsule et sa déformation en cas de résistance inhabituelle de l'opercule au percement par le ou les picots de la machine.
De façon particulièrement avantageuse, la couronne inté- rieure délimitant l'ouverture du fond a une surface extérieure plane et une surface intérieure tronconique de sorte que le bord de l'opercule pourra être fixé à la surface intérieure tronconique pour rejoindre la surface plane de l'ouverture dans laquelle apparaît l'opercule sans nécessiter d'entretoises ou de renforts radiaux qui risqueraient de gêner le passage du ou des picots de la machine.
L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'une capsule tel que défini ci-dessus, ce procédé étant caractérisé en ce qu'
- on réalise un moule pour une capsule ayant une paroi latérale en tronc de cône munie d'un rebord à la grande base du tronc de cône et dont le sommet plat du fond de la capsule est en forme de couronne intérieure délimitant une ouverture centrale,
le moule se composant d'une partie ayant une cavité en forme de la paroi latérale tronconique de la capsule, le fond de la cavité corres- pondant au fond de la capsule étant muni d'une surface en relief pour former l'ouverture du fond de la capsule et l'autre partie du moule est un noyau définissant la surface intérieure de la capsule,
- on place dans la cavité du moule une étiquette de forme correspondant au développement de la paroi latérale tronconique puis on ferme le moule et on injecte la matière plastique.
Suivant une caractéristique du procédé, on place l'opercule sur le noyau puis on ferme le moule et on injecte la matière plastique.
Ce procédé de fabrication est extrêmement simple et aboutit à une capsule non seulement parfaitement étanche tout en étant réalisée en une seule opération mais qui s'utilise tout simplement sans risquer de coincement de la capsule dans la machine qui prépare la boisson.
Comme l'opercule couvrant le fond est placé dans le moule avant l'injection, cet opercule est intégré dans le fond de la capsule à chaud de sortie que par refroidissement, l'opercule non seulement sera fixé à. la surface intérieure de la couronne du fond mais sera également tendu, ce qui favorise le percement par les picots du piston de la machine.
Suivant une caractéristique avantageuse, la surface intérieure de la paroi conique comporte des consoles limitant l'enfoncement de l'emboîtement d'une capsule. Cela permet de regrouper des lots de capsules en les emboîtant après leur fabrication pour les fournir aux torréfacteurs qui chargent les capsules avec la poudre de café ou la poudre d'infusion.
En résumé, la capsule selon l'invention offre de multiples avantages de réduction de la pollution par les déchets, de qualité de conservation du produit dans la capsule et de la possibilité d'une très grande diversité d'aspect par l'esthétique donnée à la capsule grâce à l'impression du film étiquette couvrant la paroi latérale des capsules.
Dessins
La présente invention sera décrite ci-après, de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de capsules représentés dans les dessins annexés dans lesquels : la figure 1A est une vue en perspective d'un premier mode de réalisation d'une capsule selon l'invention, en position retournée, la figure 1B est une vue en perspective de l'intérieur de la capsule avant son remplissage et sa fermeture,
la figure 2A est une vue en coupe axiale de la capsule de la figure 1,
la figure 2B est une vue de dessus de la capsule de la figure 1 , la figure 3 est le développement d'une étiquette couvrant la paroi tronconique d'une capsule,
la figure 4A est une vue en coupe de la partie de la capsule du fond sans l'opercule et sans l'étiquette,
la figure 4B est une vue analogue à celle de la figure 4A avec l'étiquette et l'opercule,
la figure 5A est une vue en coupe de la partie inférieure d'un moule d'injection, fermé mais vide,
la figure 5B est une vue en coupe comme celle de la figure 5A avec la mise en place de l'étiquette et de l'opercule, avant injection, la figure 6 est une vue en coupe axiale de l'emboîtement de deux capsules vides,
la figure 7 est une vue en perspective de dessous du second mode de réalisation de la capsule selon l'invention,
la figure 8 est une coupe axiale de la capsule de la figure 7, la figure 9 est une vue de dessus de la capsule de la figure 7, montrant la structure intérieure,
la figure 10 est le développement d'un film-étiquette couvrant la paroi tronconique d'une capsule,
la figure 1 1 est une vue en perspective de dessous d'un troisième mode de réalisation d'une capsule selon l'invention,
la figure 12 est une vue en coupe axiale de la capsule de la figure
H,
la figure 13A est une vue de dessous de la capsule de la figure 1 1, la figure 13B est une vue de dessus de la capsule de la figure 11, la figure 14 est une vue en coupe axiale de l'emboîtement de deux capsules vides selon la figure 1 1 , la figure 15 est une vue en coupe schématique de la capsule de la figure 1 1 dans le piston de la machine à café.
Description d'un mode de réalisation de l'invention
Selon les figures 1A et 1B, l'invention a pour objet une capsule 100 destinée à recevoir une substance telle qu'une poudre de café ou de thé pour la préparation d'une boisson. Cette capsule 100 s'installe dans le logement d'une machine à café ou à infusion. Elle est tenue par un piston muni de picots pour percer le fond de la capsule 100. L'autre côté de la capsule couvert par un opercule est traversé par la ou les broches injectant de l'eau pour imprégner la poudre. La machine connue en soi n'est pas représentée.
La capsule 100 a globalement une forme de révolution ou plus généralement elle est symétrique en rotation par rapport à son axe XX. Bien que cet exemple présente une capsule ayant une forme co- nique de révolution, c'est-à-dire de section circulaire, cette forme peut également être symétrique en rotation, avec une section polygonale.
L'orientation choisie conventionnellement dans les différentes figures ne correspond pas à une orientation imposée ou celle de la mise en place de la capsule 100 dans la machine. Par convention de langage, la petite base ou sommet de la forme tronconique est le fond 1 et la grande base, bordée par le rebord 3, est appelée dessus. Ainsi, à la figure 1A, la capsule est représentée en position retournée par rapport à la position de la capsule dans les autres figures.
La capsule 100 se compose d'un volume tronconique dé- limité par le fond 1 et une paroi tronconique 2 formée d'un unique tronc de cône à génératrice droite entre le fond 1 et le rebord 3 entourant l'ouverture du dessus de la capsule.
Le fond plat 1 est formé d'une couronne intérieure 1 1 reliée à la paroi latérale 2 et entourant une ouverture centrale 12 délimi- tée par le bord intérieur 111 de la couronne 1 1. L'ouverture 12 laissée libre par la couronne centrale 11 correspond à la surface pour laquelle la capsule 100, quelle que soit son orientation autour de l'axe xx lorsqu'elle est placée dans la cavité de la machine, rencontre les picots qui percent le fond. Le fond 1 est couvert par un opercule 14 fixé à la couronne 1 1, côté intérieur de la capsule, et qui sera percé par les picots.
Le bord supérieur de la paroi latérale tronconique 2 est relié au rebord 3 dont la face supérieure 31 est lisse (figure 1B). La face inférieure (figure 1A) est entourée par une couronne de rigidification 32 et d'une couronne extérieure 33 entourant elle-même les lèvres d'étanchéité 34 coopérant avec les moyens d'étanchéité du piston de la machine (figure 2A).
Selon les figures 1B, 2A, 2B, la surface intérieure de la paroi tronconique 2 comporte près du fond, des consoles 21 dont le dessus est une surface d'appui 211 dans un plan perpendiculaire à l'axe XX pour recevoir le bord inférieur 22 de la paroi tronconique 2 d'une capsule emboîtée.
La figure 2A montre schématiquement par des traits interrompus, l'étiquette 23 entourant la paroi latérale tronconique 2 ainsi que l'opercule 4 fermant le dessus de la capsule et l'opercule intérieur 14 coiffant la couronne 11 et l'ouverture centrale 12 du fond 1. Ces différents éléments de recouvrement étanches sont représentés à distance des surfaces qu'elles couvrent. En réalité, elles sont appliquées sur celles-ci. L'étiquette 23 et l'opercule 14, étanches, sont de préférence des éléments formés à partir d'un fil d'aluminium, le cas échéant imprimé.
L'étiquette 23 couvrant la paroi latérale 2, est munie avantageusement d'une impression décorative, le cas échéant personnalisée, comportant également des indications, telles que l'origine, un numéro de fabrication, une date ou autres informations relatives au contenu de la capsule.
La figure 2B est une vue de dessus de la capsule 100 laissant apparaître l'intérieur de la capsule sans l'opercule 14 et les consoles 21. Cette vue de la capsule 100 montre la couronne intérieure 11 avec la forme inclinée de la couronne tronconique 112 du bord intérieur 11 et l'orifice central 12.
La figure 3 montre le développement à plat d'une étiquette 23 qui est un secteur d'anneau circulaire. L'étiquette 23 a une surface 231 imprimée ou décorée. La forme développée de l'étiquette 23 correspond exactement au développement de la surface tronconique de la paroi 2 pour que les bords homologues, par exemple « radiaux » 232a,b se rejoignent exactement sur une génératrice de la paroi latérale 2 du tronc de cône pour son étanchéité. Les bords 232a,b ne sont pas nécessairement radiaux mais peuvent avoir un tracé différent, à la seule condition que les bords homologues soient de forme complémentaire pour qu'ils se rejoignent sur la paroi 2 sans laisser d'intervalle qui constituerait une zone non étanche. Le motif décoratif 231 est de préférence tel qu'il y a continuité sur la périphérie de la paroi 2.
L'opercule intérieur 14 couvrant le fond 1 est un film en aluminium qui peut comporter des inscriptions et/ ou des informations ou encore il constitue une surface publicitaire ou décorative. L'opercule 14 est mis en place dans la cavité du moule avant l'injection de la capsule.
L'opercule intérieur 14, plat, est appliqué contre la couronne 1 1 pour rejoindre par l'intérieur de la capsule, la ligne du bord inférieur (côté extérieur) de l'étiquette 23 couvrant la paroi latérale 2.
L'opercule 4 couvrant le dessus et fermant la capsule est mis en place et fixé au rebord 3 une fois la capsule chargée du produit.
La figure 4A montre à échelle agrandie une coupe axiale de la partie inférieure de la capsule 100 sans l'étiquette 23 ni l'opercule 14 mettant en évidence la structure du fond 1 avec sa couronne intérieure 11 et son bord intérieur 1 1 1 qui rejoint la paroi latérale 2 par une couronne tronconique 1 12 très évasée. Sous cette couronne 112 se trouve le bord inférieur 22 de la paroi latérale 2.1e dessous 113 de la couronne 1 1 est plan. Le bord inférieur 22 en forme de décrochement permet un empilage précis des capsules vides 100a, 100b comme le montre la figure 6, évitant que le fond d'une capsule ne glisse pardessus une console et bloque ainsi cette capsule dans la capsule qui la reçoit. Cette coupe met également en évidence les renforts que réalisent les consoles 21 combinées à la couronne intérieure 1 1 pour que la paroi latérale 2 résiste bien à la poussée des picots perçant l'opercule 14 sans déformer la paroi latérale 2 au risque de coincer la capsule dans la machine. La figure 4B, qui est une coupe comme celle de la figure 4A, montre l'étiquette 23 couvrant la paroi latérale 2 jusqu'au bord inférieur 22 ainsi que l'opercule intérieur 14 fixé à la couronne tronconique 1 12 jusqu'au bord 1 1 1 et couvrant l'ouverture centrale 12.
L'opercule 14 chauffé par la température du moule d'injection se rétracte en refroidissant lorsque la capsule injectée est démoulée de sorte que la partie de l'opercule couvrant l'ouverture centrale 12 se tend, ce qui est avantageux pour l'aspect et aussi pour faciliter le perçage par les picots de la machine.
Les figures 5A, 5B montrent un moule d'injection 200, fermé, vide (figure 5A) et le même moule fermé, vide, mais avec l'étiquette 23 et l'opercule 14 mis en place avant l'injection de la matière (figure 5B). La partie vide du moule d'injection 200 porte les mêmes références que les parties correspondantes de la capsule avec le suffixe A.
Le moule d'injection 200 selon cet exemple se compose d'une partie avec la cavité 210 correspondant à la forme de la surface extérieure de la capsule et d'une partie en relief formant le noj^au 250 donnant la forme de la surface intérieure de la capsule. Les moyens de fixation de l'étiquette 23 et de l'opercule 14 dans le moule, par exemple par dépression, ne sont pas représentés.
La cavité 210 comporte un fond 21 1 dont la partie centrale 12A est en relief pour former l'orifice central 12 puisque l'opercule 14 sera à l'intérieur et non à l'extérieur de la capsule. Le bord du fond 211 comporte un relief périphérique 22A pour réaliser le bord 22 de la capsule. Ce relief à angle vif vers l'extérieur, forme un épaulement pour positionner de manière précise le bord inférieur de l'étiquette 23 (figure 5B).
Le noyau 250 a une paroi périphérique en retrait de l'épaisseur de la paroi 2 de la capsule à injecter pour former un intervalle 2A. Le dessous 251 du noyau est en retrait du dessus du relief 12A de la cavité 250 pour tenir compte de l'épaisseur de l'opercule. Le noyau 250 a en outre des creux 21A pour former les consoles 21.
Le dessous 251 est entouré par la forme tronconique 1 12A pour réaliser l'épaisseur de la couronne tronconique 112 au niveau du bord inférieur 22 et du relief périphérique 22A. La figure 5B montre le moule fermé 200 après mise en place de l'étiquette 23 et de l'opercule 14. L'étiquette 23 s'appuie par son bord inférieur contre le relief 22A et l'opercule 14 est serré entre le fond 251 du noyau et le dessus de la partie en relief 12A de la cavité de sorte qu'il suffit de fixer le bord extérieur 141 de l'opercule 14 contre la surface tronconique 212A du noyau 250 pour que la matière ne passe pas entre le bord 141 de l'opercule 14 et la surface tronconique 12A du noyau 250.
La figure 5B montre que toute la surface de la capsule est ainsi couverte par l'étiquette 23 et l'opercule 14 assurant l'herméticité de la capsule.
Il convient également de remarquer que l'opercule 14 est serré entre le noyau 250 et le fond 12A de la cavité 210 de sorte qu'il est efficacement mis à la température du moule pour avoir ensuite la rétraction de l'opercule 14 et sa mise en tension par le refroidissement de la capsule sortie du moule.
Le procédé de fabrication d'une capsule 100 avec le moule décrit ci-dessus consiste à réaliser un moule de capsule pour injecter celle-ci.
Avant l'injection de la capsule, l'étiquette 23 est fixée dans la cavité du moule et l'opercule intérieur 14 est fixé sur le noyau, chaque fois dans la position respective de l'étiquette 23 et de l'opercule 14 sur la capsule une fois terminée.
Le maintien en place des deux éléments 23, 14 se fait par exemple par dépression pour éviter le décollement local de l'un ou l'autre des éléments et passage de la matière à injecter sous le film étiquette ou l'opercule.
Après la fermeture du moule 200, on injecte la matière
Le moule 200 comporte habituellement plusieurs ensembles comme celui décrit ci-dessus, c'est-à-dire plusieurs cavités et autant de noyaux associés.
La figure 6 est une vue en coupe montrant l'emboitement de deux capsules 100 a, b. Les capsules sont emboîtées après leur fabrication et avant le remplissage. La description des deuxième et troisième modes de réalisation ci-après utilise les mêmes références numériques pour les éléments identiques avec le suffixe (a) pour le premier mode de réalisation et le suffixe (b) pour le second mode de réalisation.
Les figures 7 et 8 montrent le second mode de réalisation d'une capsule 100a destinée à recevoir une substance telle qu'une poudre de café ou de thé pour la préparation d'une boisson. Cette capsule 100a s'installe dans le logement d'une machine à café ou à infusion. Elle est tenue par un piston 200 (figure 9) muni de picots 210 pour percer le fond de la capsule 100a. L'autre côté de la capsule, couvert par un opercule, est traversé par la ou les broches injectant de l'eau pour imprégner la poudre. La machine connue en soi n'est pas représentée.
L'orientation choisie conventionnellement dans les différentes figures ne correspond pas à une orientation imposée ou celle de la mise en place de la capsule dans la machine. Selon l'orientation des figures, la partie inférieure est le fond et la partie supérieure, le dessus.
La figure 7 montre la capsule 100a qui a globalement une forme de révolution par rapport à son axe XX.
La capsule 100a se compose d'un volume tronconique délimité par le fond la et une paroi tronconique 2a formée d'un unique tronc de cône à génératrice droite entre le fond la et le rebord 3a entourant l'ouverture du dessus de la capsule.
Le fond ouvert la est formé d'une couronne tronconique l ia reliée à la paroi latérale 2a et entourant son ouverture centrale circulaire 12a. Le bord inférieur 1 11a de la couronne tronconique l ia qui est aussi le bord intérieur délimitant l'ouverture 12a définit partiellement un plan.
Le bord supérieur de la paroi latérale tronconique 2a est relié à un rebord 3a dont la face supérieure 31a est lisse. La face inférieure est entourée par une couronne de rigidification 32a au-delà de la couronne extérieure 33a entourant elle-même les lèvres d'étanchéité 34a coopérant avec les moyens d'étanchéité du piston de la machine.
La surface intérieure de la paroi tronconique 2a comporte près du fond, des consoles 21a de section triangulaire avec une surface d'appui 21 1a sur le dessus. La surface d'appui 21 1a définit un plan perpendiculaire à l'axe XX pour recevoir le bord inférieur 22a de la paroi tronconique 2a d'une capsule emboîtée.
La figure 8 montre schématiquement le film étiquette 23a entourant la paroi latérale tronconique 2a ainsi que l'opercule 4a fermant le dessus de la capsule et l'opercule 14a coiffant le dessous de la capsule y compris la couronne tronconique l ia et l'ouverture centrale 12a du fond la. Ces différents éléments de recouvrement sont représentés à distance des surfaces qu'elles couvrent. En réalité, elles sont appliquées sur celles-ci.
Le film-étiquette 23a couvrant la paroi latérale 2a, est un film en aluminium muni avantageusement d'une impression décorative, le cas échéant personnalisée, comportant également des indications, telles que l'origine, un numéro de fabrication, une date ou autres informations relatives au contenu de la capsule.
La figure 10 montre le développement à plat d'un film- étiquette 23 qui est un secteur d'anneau. Le film-étiquette 23 comporte une surface 231 imprimée ou décorée. La forme développée du film- étiquette 23 correspond exactement au développement de la surface tronconique de la paroi 2a pour que les bords « radiaux » 232 se rejoignent exactement sur une génératrice du tronc de cône. Le motif décoratif 231a est de préférence tel qu'il y a continuité sur la périphérie de la paroi 2a.
Le film-étiquette 23 est intégré dans la paroi tronconique 2a au moment de l'injection. Pour cela il est placé dans la cavité du moule d'injection puis on injecte de la matière plastique pour former la capsule et solidariser et intégrer le film-étiquette dans la paroi tronconique de la capsule.
L'opercule 14 couvrant le fond 1 mis en place après l'injection de la capsule est thermoscellé.
L'opercule 14, plat, de préférence gaufré, est rabattu autour de son disque central 141 et son bord annulaire 142 est appliqué contre la couronne tronconique l ia pour rejoindre le film étiquette 23 couvrant la paroi latérale 2a. Le disque circulaire 141 couvre l'ouverture 12a du fond. L'opercule 4 couvrant le dessus est mis en place et fixé au rebord 3a une fois la capsule chargée du produit.
La figure 9 est une vue de dessous de la capsule 100a montrant la couronne tronconique l ia aplatie délimitant l'ouverture 12a du fond, de la paroi latérale 2a et du dessous du rebord 3a avec sa couronne de rigidification 32a, sa couronne extérieure 33a et ses lèvres d'étanchéité 34a.
La figure 8 laisse apparaître l'intérieur de la capsule avec les consoles 21a sur la surface intérieure de la paroi tronconique 2a
Les figures 11 et 12 montrent le troisième mode de réalisation de la capsule 100b sans l'opercule couvrant normalement son fond. La capsule a globalement une forme de révolution par rapport à son axe XX.
Les parties de la capsule 100b de ce troisième mode de réalisation qui correspondent à celles du second mode de réalisation portent les mêmes références numériques dont le suffixe (a) est remplacé ici par le suffixe (b). Les parties différentes portent des références numériques sans suffixe. Il en est ainsi du film-étiquette 23 et de l'opercule 4 couvrant le dessus ainsi que de l'opercule 14 couvrant le fond la.
La capsule 100b se compose d'un volume tronconique délimité par le fond lb et une paroi tronconique 2b formée d'un unique tronc de cône à génératrice droite entre le fond lb et le rebord 3b entourant l'ouverture du dessus de la capsule.
Le fond ouvert lb est formé d'une couronne tronconique 11b reliée à la paroi latérale 2b et entourant l'ouverture centrale circulaire 12b du fond. Cette ouverture à l'intérieur de la couronne 11b est occupée par un croisillon 13 composé d'un moyeu 131 portant des branches 132 qui le relient à la couronne tronconique 1 1b. Le bord inférieur 111b de la couronne tronconique 11b qui est aussi le bord intérieur délimitant l'ouverture 12b et le croisillon 13b définissent partiellement un plan.
Les branches 132, incurvées rejoignant l'arrière de la couronne tronconique 11b sont réparties de façon équiangulaire autour de l'axe XX de la capsule. Les branches 132b sont de préférence radiales.
Les branches 132b du moyeu sont incurvées de façon à rentrer dans le volume de la capsule et s'écarter du plan du fond d'une distance suffisante pour éviter que les picots 210 du piston 200 de la machine ne risquent de toucher l'une ou l'autre des branches 132, suivant l'orientation aléatoire de la capsule placée dans la machine (voir figure 15).
Le bord supérieur de la paroi latérale tronconique 2b est relié à un rebord 3b dont la face supérieure 31b est lisse. La face inférieure est entourée par une couronne de rigidification 32b au-delà de la couronne extérieure 33b entourant elle-même les lèvres d'étanchéité 34b coopérant avec les moyens d'étanchéité du piston 210 de la machine.
Le croisillon 13 sert à l'injection de la matière plastique dans le moule de la capsule ; le moyeu 131 correspond à l'arrivée de la matière plastique da.ns le moule qui est ensuite répartie par les branches 132 vers la couronne tronconique 1 1b et la paroi latérale 2b jusqu'au rebord 3b. Les branches 132 sont orientées de manière régulière autour de l'axe de révolution XX et leur section est appropriée pour permettre le passage de la matière plastique sous pression afin que celle-ci arrive facilement jusqu'aux endroits les plus éloignés du point d'injection dans les lèvres d'étanchéité du dessous du rebord 3b de la capsule.
La surface intérieure de la paroi tronconique 2b comporte près du fond, des consoles 21b de section triangulaire avec sur le dessus, une surface d'appui 211b. La surface d'appui 21 1b définit un plan perpendiculaire à l'axe XX pour recevoir le bord inférieur 22b de la paroi tronconique 2b d'une capsule emboîtée, de façon que son fond lb se situe au-dessus des branches incurvées 132 de la capsule dans laquelle elle est enfoncée et ainsi de suite.
La figure 12 montre schématiquement le film-étiquette 23 entourant la paroi latérale tronconique 2b ainsi que l'opercule 4 fermant le dessus de la capsule et l'opercule 14 coiffant le dessous de la capsule y compris la couronne tronconique 1 1b et l'ouverture centrale 12b du fond lb. Ces différents éléments de recouvrement sont représentés à distance des surfaces qu'elles couvrent. En réalité, elles sont appliquées sur celles-ci.
Le film-étiquette 23 couvrant la paroi latérale 2b, est, comme déjà indiqué, un film en aluminium muni avantageusement d'une impression décorative, le cas échéant personnalisée, comportant également des indications, telles que l'origine, un numéro de fabrication, une date ou autres informations relatives au contenu de la capsule.
Le film-étiquette 23 est intégré dans la paroi tronconique
2 au moment de l'injection. Pour cela il est placé dans la cavité du moule d'injection puis on injecte de la matière plastique pour réaliser la capsule et aussi solidariser et intégrer le film-étiquette dans la paroi tronconique de la capsule.
L'opercule 14 couvrant le fond lb est mis en place après l'injection de la capsule car l'ouverture 12b du fond permet la mise en place des éléments mobiles du moule d'injection, non représenté. L'opercule 14 est thermoscellé à la couronne tronconique 1 1b.
L'opercule 14, plat, de préférence gaufré, est rabattu au- tour de son disque central 141 et son bord annulaire 142 est appliqué contre la couronne tronconique 11b pour rejoindre le film étiquette 23 couvrant la paroi latérale 2b. Le disque circulaire 141 couvre l'ouverture 12b du fond et vient contre la surface inférieure du moyeu 131.
L'opercule 4b couvrant le dessus est mis en place et fixé au rebord 3b une fois la capsule chargée du produit.
La figure 13A est une vue de dessous de la capsule 100b montrant le croisillon 13 formé des trois branches 132 réparties de manière équiangulaire, la couronne tronconique 1 1b aplatie délimitant l'ouverture 12b du fond, la paroi latérale 2b et le dessous du rebord 3b avec sa couronne de rigidification 32b, sa couronne extérieure 33b et ses lèvres d'étanchéité 34b.
La figure 13B est une vue de dessus de la capsule 100b laissant apparaître l'intérieur de la capsule avec le croisillon 13, son moyeu 131 et ses trois branches 132 ainsi que les consoles 21b. Cer- taines consoles 21b sont de préférence prévues sur la surface intérieure de la paroi tronconique 2b dans le même plan radial que les branches 132 du croisillon. D'autres consoles 21b sont en position intermédiaire de façon à avoir six consoles 21b formant une surface d'appui régulière à l'intérieur de la capsule 100b.
La figure 14 est une vue en coupe montrant l'emboîtement de deux capsules 100b (ou 100a). Les capsules sont emboîtées après leur fabrication et avant le remplissage. Le fond des capsules est à ce moment déjà muni de l'opercule 14. La surface d'appui 211b des consoles 21b est située à une hauteur suffisante pour que la capsule 100b enfoncée, qui prend appui par le bord inférieur 22b de sa paroi tronconique 2b contre la surface d'appui 211b des consoles 21b de la paroi 2b, soit telle que la surface de l'opercule 14 couvrant l'ouverture 12b du fond soit à niveau et de préférence au-dessus de la partie la plus haute des branches 132 du croisillon 13 de façon que l'opercule 14 ne risque pas d'être abîmé, voire défoncé par une branche 132 du croisillon 13 de la capsule 100 dans laquelle elle est emboîtée.
La figure 15 montre en coupe schématique le piston 200 de la machine avec ses picots 210 en saillie au moment de la fermeture de la chambre dans laquelle a été placée la capsule 100. Les picots 210 percent l'opercule 14 pour permettre le passage du liquide mais ils ne touchent pas les branches 132 du croisillon et ne risquent pas de déformer la capsule et de la coincer dans le piston 200.
Les références utilisées dans la description seront simplifiées dans les revendications et se limiteront à la partie numérique.
NOME NCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX (Sans les références littérales) Capsule
Fond de la capsule
1 1 Couronne intérieure / couronne tronconique
1 1 1 Bord intérieur/ bord inférieur
1 12 Couronne tronconique
113 Surface extérieure plane
12 Ouverture centrale
13 Croisillon
131 Moyeu
132 Branche
14 Opercule intérieur du fond
141 Bord de l'opercule
142 Disque central
Paroi latérale tronconique
21 Console
211 Surface d'appui
22 Bord inférieur
23 Etiquette/ film-étiquette
231 Surface imprimée
232a,b Bords de l'étiquette
Rebord de la capsule
31 Surface supérieure
32 Couronne de rigidification
33 Couronne extérieure
34 Lèvres d'étanchéité
Opercule du dessus de la capsule Moule d'injection
Cavité
Fond
Surface tronconique
Noyau 1 Dessous du noyau Intervalle
A Relief du fond de la cavitéA Creux 0 Piston
0 Picot A Relief périphérique2A Surface tronconique

Claims

R E V E N D I C A T I O N S
1°) Capsule destinée à recevoir une substance pour la préparation d'une boisson lorsque la capsule est installée dans le logement d'une machine de type machine à café ou à infusion pour y être tenue par un piston pendant le passage du liquide extracteur à travers la capsule et la substance qu'elle contient, après le perçage du fond par les picots du piston. * la capsule en matière plastique injectée ayant un fond (1) et une paroi latérale (3) s'inscrivant globalement dans un tronc de cône ainsi qu'un rebord (4) couvert par un opercule (5) après chargement de la substance dans la capsule,
capsule caractérisée en ce que
- la paroi latérale (2) est formée d'un tronc de cône unique entre le rebord (3) et le fond (1),
- le fond (1) est plat, formé d'une couronne intérieure (11), reliée à la paroi latérale (2) et entourant une ouverture centrale (12), la paroi latérale (2) est couverte d'une étiquette étanche (23) et le fond ouvert (1) y compris sa couronne intérieure (1 1) est couvert d'un opercule étanche (14).
2°) Capsule selon la revendication 1,
caractérisée en ce que
l'opercule étanche (14) est un opercule intérieur.
3°) Capsule selon les revendications 1 et 2,
caractérisée en ce que
l'étiquette (23) et l'opercule (14) sont intégrés par le moulage par injection de la capsule.
4°) Capsule selon la revendication 1,
caractérisée en ce que
l'ouverture centrale (12) du fond (1) est circulaire.
5°) Capsule selon la revendication 1 ,
caractérisée en ce qu' elle comporte un croisillon (13) formé d'un moyeu central (131) est relié à la couronne (1 1) par des branches (132) rentrant dans le volume de la capsule pour ne pas être touchées par les picots. 6°) Capsule selon la revendication 1 ,
caractérisée en ce que
la couronne (11) a une forme tronconique aplatie.
7°) Capsule selon la revendication 1 ,
caractérisée en ce que
l'étiquette (23) et l'opercule (14) sont réalisés dans un film d'aluminium et l'opercule est notamment gaufré.
8°) Capsule selon la revendication 1 ,
caractérisée en ce que
l'étiquette (23) et l'opercule (14) sont réalisés dans un complexe formé d'un film d'aluminium (AL) ou (EVOH) dont les deux faces sont couvertes d'un film de matière plastique choisie dans le groupe comprenant PP, PLA.
9°) Capsule selon la revendication 1,
caractérisée en ce que
l'étiquette (23) a une hauteur supérieure à la hauteur de la paroi latérale (2) pour que le bord supérieur de l'étiquette, en surlongueur, soit intégré dans le rebord (3) de la capsule lors de l'injection de la matière plastique pour réaliser la capsule.
10°) Capsule selon la revendication 5,
caractérisée en ce que
les branches (137) sont radiales.
11°) Capsule selon la revendication 1,
caractérisée en ce que
le fond (1) comporte un bord périphérique (22) rentrant, constituant un appui d'empilage de capsules vides. 12°) Capsule selon la revendication 1,
caractérisée en ce que
la couronne intérieure (11) a une surface extérieure (113), plane, et une surface intérieure (112) tronconique.
13°) Capsule selon la revendication 1 ,
caractérisée en ce que
la surface intérieure de la paroi conique (2) comporte des consoles (21) limitant l'enfoncement de l'emboîtement d'une capsule.
14°) Capsule selon la revendication 13,
caractérisée en ce que
les consoles (21) ont une surface d'appui (211) au-dessus du croisillon (13) pour que l'opercule (14) couvrant le fond d'une capsule enfoncée ne s'appuie pas sur les branches (132) du croisillon (13) de la capsule dans laquelle cette autre capsule est enfoncée.
15°) Procédé de fabrication d'une capsule selon l'une quelconque des revendications 1 à 14,
caractérisé en ce qu'
- on réalise un moule (200) pour une capsule (100) ayant une paroi latérale (2) en tronc de cône munie d'un rebord (3) à la grande base du tronc de cône et dont le sommet plat du fond (1) de la capsule est en forme de couronne intérieure (1 1) délimitant une ouverture centrale (12),
le moule (200) se composant d'une partie ayant une cavité (210) en forme de la paroi latérale tronconique de la capsule, le fond de la cavité correspondant au fond (1) de la capsule étant muni d'une surface en relief (12A) pour former l'ouverture (12) du fond de la capsule et l'autre partie du moule est un noyau (250) définissant la surface intérieure de la capsule,
- on place dans la cavité du moule une étiquette (23) de forme correspondant au développement de la paroi latérale (2) tronconique et sur le noyau (250), on place l'opercule (14) puis on ferme le moule et on injecte la matière plastique. 16°) Procédé de fabrication d'une capsule selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'
on place l'opercule (14) sur le noyau (250) puis on ferme le moule et on injecte la matière plastique.
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