WO2023135137A1 - Portion capsule - Google Patents

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WO2023135137A1
WO2023135137A1 PCT/EP2023/050461 EP2023050461W WO2023135137A1 WO 2023135137 A1 WO2023135137 A1 WO 2023135137A1 EP 2023050461 W EP2023050461 W EP 2023050461W WO 2023135137 A1 WO2023135137 A1 WO 2023135137A1
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WO
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collar
lid
base body
portion capsule
ribs
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PCT/EP2023/050461
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Inventor
Ralf MÜLLER
Original Assignee
Tchibo Gmbh
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Filing date
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    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65DCONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D85/00Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials
    • B65D85/70Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials for materials not otherwise provided for
    • B65D85/804Disposable containers or packages with contents which are mixed, infused or dissolved in situ, i.e. without having been previously removed from the package
    • B65D85/8043Packages adapted to allow liquid to pass through the contents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65BMACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B1/00Packaging fluent solid material, e.g. powders, granular or loose fibrous material, loose masses of small articles, in individual containers or receptacles, e.g. bags, sacks, boxes, cartons, cans, or jars
    • B65B1/02Machines characterised by the incorporation of means for making the containers or receptacles
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    • B65B29/02Packaging of substances, e.g. tea, which are intended to be infused in the package
    • B65B29/022Packaging of substances, e.g. tea, which are intended to be infused in the package packaging infusion material into capsules
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65BMACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
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    • B65B51/10Applying or generating heat or pressure or combinations thereof
    • B65B51/22Applying or generating heat or pressure or combinations thereof by friction or ultrasonic or high-frequency electrical means, i.e. by friction or ultrasonic or induction welding
    • B65B51/225Applying or generating heat or pressure or combinations thereof by friction or ultrasonic or high-frequency electrical means, i.e. by friction or ultrasonic or induction welding by ultrasonic welding
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    • B65D65/00Wrappers or flexible covers; Packaging materials of special type or form
    • B65D65/38Packaging materials of special type or form
    • B65D65/46Applications of disintegrable, dissolvable or edible materials
    • B65D65/466Bio- or photodegradable packaging materials

Definitions

  • the invention relates to the preparation of beverages or the like from an extraction material contained in a capsule, for example ground coffee. It relates in particular to a portion capsule.
  • Extraction devices for preparing beverages from an extraction material present in a portion pack are known, for example, as coffee, espresso or tea machines.
  • the portion packs are designed as capsules in which the extraction material is sealed, for example, in an airtight manner.
  • the capsule is pierced on two opposite sides.
  • a brewing liquid - generally hot water - is introduced on the first side.
  • the brewed product is discharged from the capsule.
  • Coffee portion capsules are known from WO 2010/118543 and WO 2015/096989, which have approximately the shape of a cube, are made of plastic and, in contrast to the known cup-shaped capsules, do not have a circumferential collar at the level of one (top) cover surface.
  • a peripheral collar is required, among other things, for closing the capsule with a film serving as a lid.
  • a curved cover is used according to WO 2010/118543 and WO 2015/096989.
  • the capsule produced according to the teaching of WO 2010/118543 therefore has a between the Cover surface defined planes circumferential, forming a collar welding brow, whose extension / lateral projection is significantly reduced compared to the collar of known capsules.
  • An energy director is required for the welding, which is formed by a circumferential rib and which can be present on the cup (according to WO 2010/118543) or on the lid (according to WO 2015/096989).
  • the rib is formed by forming a circumferential groove (groove) on the cover from the top (i.e. the side opposite the side with the energy director), for example using a deep-drawing process.
  • a circumferential groove is therefore formed on the capsule according to WO 2015/096989 for the purpose of forming the energy generator.
  • bio-plastics have also been discussed as capsule materials.
  • bio-plastics are plastics that are biodegradable (so-called biodegradable plastics).
  • the plastics proposed for the production of portion capsules are biodegradable and some contain a proportion of bio-based plastics.
  • biodegradable means biodegradable according to the ENI 3432 standard (as of the end of 2020), and “bio-based” means “made from renewable raw materials, not on a fossil basis”.
  • biodegradable plastics have the property that they soften at relatively low temperatures and therefore have a certain fluidity even at low temperatures (low glass transition temperature), but that they have to be heated to a fairly high degree before they are completely flowable (ie the melting temperature, as far as defined, is not particularly low). This poses special challenges when welding, since a transition to a very flowable state (if defined above the melting temperature) is a prerequisite for reliable welding, which is why the period of time during which the material is basically flowable is longer than with conventional plastics.
  • Plastic capsules of the type described in WO 2010/118543 and in WO 2015/096989 have proven themselves. However, their production is associated with a certain amount of effort. In addition, due to the sharp-edged ultrasonic tool to be used described in WO 2015/096989, it poses a certain challenge to adequately protect the diffusion barrier layer present in plastic capsules in the area of the weld.
  • a portion capsule filled with an extraction material for the production of a brewed product has, in a manner known per se, a base body made of plastic and a lid attached thereto.
  • the base body forms a base area, a circumferential side wall and a cover side towards the circumferential Side wall adjoining all-round main body collar.
  • the cover has a cover collar, the inside of which is welded to the base body collar, so that the base body collar and the cover collar together form a collar of the capsule.
  • the body and lid together form a capsule that encloses the extraction material.
  • the capsule has an essentially rectangular, in particular square outline, in that the base body has an essentially rectangular, in particular square outline, at least in the region of the collar.
  • the collar has a plurality of ribs which do not run parallel, ie at an angle to the side wall, and which run on the cover side.
  • the ribs have the following function: they are used during torsional welding--torsional welding is a known method which does not need to be described in detail here--to engage a tool so that rotational oscillations of the cover relative to the base body are made possible. This applies regardless of whether the ribs are created by this tool or whether they are created in a separate step.
  • the ribs can contribute to the stability of the connection between the base body and the cover by structuring the weld. As a result, they have a stabilizing effect, in particular against shearing forces between the base body and the cover.
  • any barrier layer remains intact.
  • the barrier layer is a layer integrated into the wall, which increases the oxygen-tightness of the capsule compared to a structure made only of plastic (e.g. polypropylene or a bioplastic), which means that, for example, an oxygen-tight outer packaging of the capsule can be omitted.
  • a barrier layer material is EVOH (ethylene vinyl alcohol copolymer).
  • Such a barrier layer can be integrated, for example, in the interior of the encapsulating material in the manner of a sandwich between layers of plastic.
  • a conventional plastic welding process with an energy director can locally destroy the barrier layer at the site of the energy director. This disadvantage is avoided by the ribs and the torsional welding made possible thereby, the mentioned stabilizing effect, in particular with regard to shearing forces, nevertheless existing.
  • the number of ribs can be selected as required, with a larger number generally being present, for example a total of at least 20 or at least 30, or at least 40 or else 60 and more.
  • a maximum number can be 150 or 120 or 100, for example, due to the dimensions of the capsule.
  • the width of the ribs and their spacing can be of a similar magnitude that that they form a rib and groove pattern.
  • the average distance between adjacent ribs may be less than or equal to five, four, or three times their average width, such that the width of the groove between the ribs is no more than four, three, or twice the width of the rib itself
  • the relative dimensions of ribs and intervening grooves need not be constant along the circumference of the capsule, but may vary markedly, e.g Ribs that are about the same width as the grooves or markedly less wide midway between the corners.
  • the ribs run at an angle to the side wall and to the course of the collar, for example approximately perpendicular.
  • the ribs can, for example, run approximately radially.
  • Ring and “axial” in this text always refers to the axis of the capsule, which runs centrally through the capsule and perpendicular to the plane defined by the collar (and generally also to the plane of the capsule base and a plane of the lid). This axis is also related to the function of the capsule: During brewing, the liquid flows axially, i.e. from the capsule base to the capsule lid (or vice versa).
  • the ribs can in particular run from the inside to the very outside of the collar, up to a radially outer edge.
  • the ribs are present on the collar on the cover side, i.e. they are formed in the cover collar. However, they can also cause the welding - i.e. the transition between the cover collar and base body collar, as far as still defined - itself gets a certain rib-groove pattern (wave pattern), so that in addition to the material connection there is also a certain interlocking, which contributes to the additional stabilization mentioned.
  • the lid cannot be flat but curved outwards (relative to a capsule interior), i.e. axially outwards, i.e. an axial end lid surface is opposite that of the collar defined level offset axially outwards.
  • the cover thus differs from a flat cover element, for example a foil or plate-like cover element. It is a three-dimensional shaped body.
  • the cover can be produced in particular by deep drawing or alternatively by injection molding, which also applies to the base body.
  • the shape of the lid can have, from the outside inward, the lid collar, a curved transition area and a central flat area which forms the actual upper-side cover surface.
  • the transition area can, for example, be curved in an S-shape or run continuously curved from an outer part standing at an angle to the plane of the collar to the central flat area.
  • the dimensioning is selected, for example, in such a way that the central flat area visually dominates, for example by being the same size as or only insignificantly (for example a maximum of 10%) smaller than the floor area.
  • this flat area occupies more than 60% of the diameter and correspondingly at least 40% of the area.
  • the lid collar will generally form a peripheral surface facing the lid side—with the ribs if they are present on the lid side—which extends from an outer edge of the collar to a base of the bulge. It can be provided in embodiments that the approach of Bulge compared to the part of the base body side wall, to which the collar connects, is offset inwards. Such an offset can be at least 0.2 mm, for example.
  • the base body and/or cover can be present, for example, as a multi-layer system with bioplastic (e.g. Ecovio)/PVOH/bioplastic, with PVOH forming the diffusion barrier layer.
  • a so-called tie layer i.e. an adhesive layer, can also be arranged between the PVOH layer and the bioplastic, so that the structure can then be bioplastic/tie/PVOH/tie/bioplastic.
  • Biodegradable tie layers are now known and available on the market, for example as natural waxes.
  • the base body and cover can also be made of another plastic, for example with a diffusion barrier layer, for example made of polypropylene.
  • the plastic material of the lid and that of the base body can be identical. However, it is also possible for the cover to consist of a plastic of a different composition, which can, however, be welded to the plastic of the base body.
  • a wall thickness in the area of the base body is in particular between 0.2 mm and 0.4 mm, for example between 0.25 mm and 0.35 mm. The same can also apply to the wall thickness of the lid. In one embodiment, the wall thickness of the lid corresponds approximately to the wall thickness of the base body.
  • a special optional feature can be that the base body forms a thickening in the area of the transition between the circumferential side wall and the base body collar, which forms a bead that projects radially inwards. This serves to stiffen the collar area.
  • the capsule can--this applies to all embodiments, including the first aspect--be designed in particular in such a way that the base body and the lid together completely enclose the extraction material, without an opening covered by a foil or the like, for example.
  • it can be hermetic and impermeable to oxygen, for example by having a suitable diffusion barrier.
  • FIG. 1 shows a capsule
  • FIG. 2 shows a base body for the production of a capsule according to Figure 1;
  • FIG. 3 shows a cover according to the prior art, drawn in section
  • - Fig. 5 is a section through the capsule shown only partially, in the area of the weld.
  • the capsule 1 according to FIG. 1 essentially has the shape of a cube with rounded edges. However, the expansion increases slightly towards the upper side so that, strictly mathematically speaking, the capsule has the shape of a truncated pyramid.
  • the angle of inclination of the lateral surfaces in the figure in relation to the perpendicular to the base surface 5 - meaning, of course, the plane perpendicular to the base surface that runs through the edge between the base surface and the corresponding lateral surface - is very small, it is preferably at most 2°, for example only about 1°.
  • the height of the capsule above the base corresponds approximately to the length of the base edges.
  • the capsule has a body (or cup) 2 and a lid 3 attached thereto along a peripheral collar 4 .
  • the base body forms a capsule base 5 and a peripheral side wall 6, which is closed off by the collar 4 at its outer end in relation to axial directions (axis 10), which is the upper end in the figure.
  • the lid is curved outwards, in that the lid surface 9, which is essentially parallel to the capsule base 5, is offset outwards compared to the peripheral collar 4, ie upwards in FIG.
  • FIG. 2 shows the base body 2 (cup) before filling and before closing.
  • the body collar 41 has an extent which may be greater than that of the collar 4 of the finished capsule.
  • FIG. 3 shows a cover 3 which—like the base body 2—is produced, for example, by deep-drawing or, for example, by injection molding.
  • the lid has a substantially planar central area 31, a transitional area 32 forming a bulge, and a lid collar 42.
  • Capsules of the type shown in FIG. 1, base body 2 of the type shown in FIG. 2 and cover 3 of the type shown in FIG. 3 are also already known from the prior art, for example from WO 2015/096990.
  • the base body 2 is first filled with the extraction material and then the cover 3 is positioned. Ultrasonic welding then takes place, specifically torsional welding as is known per se from the prior art. Depending on the initial expansion of the base body collar and the cover collar, a protruding collar section can optionally be detached after the welding.
  • FIG. 4 shows an example of a capsule 1 according to the invention.
  • the capsule has a plurality of ribs 50 with grooves 51 formed between them in the region of the collar 4 on the upper side—ie on the side of the cover collar.
  • the ribs 50 are radial with respect to the axis 10 . Deviations from the radial direction are also conceivable—for example, the ribs 50 could each run parallel to one another on each of the four sides and perpendicular to the capsule side wall.
  • the orientation of the ribs is not parallel to the circumferential direction (not locally parallel to the sidewall, i.e. at an angle to the plane defined locally by the sidewall at the location of the corresponding rib), nor parallel to the run of the collar.
  • the ribs can each run from radially-inside to the radially-outer end of the collar.
  • the ribs may be arranged relatively close together as shown in Figure 4 so that their width and spacing are of a similar magnitude and they form a rib and groove pattern.
  • the distance between adjacent ribs is not greater than Is four times or not more than three times its width.
  • arrangements with ribs further apart are also conceivable.
  • FIG. 5 shows a schematic cross section through the capsule in the area of the collar (in the area shown in dashed lines in FIG. 1).
  • the weld 70 between the base body 2 and the cover 3 is shown schematically by hatching. It can be seen in FIG. 5 that the diffusion barrier layer 70 is essentially intact up to the radially outer end (far left in FIG. 5).
  • FIG. 5 the following optional features, which are advantageous for the stable connection between the base body and the cover, are shown in FIG. 5:
  • offset v is relevant in comparison to the thickness of the capsule wall; it is in particular at least 0.2 mm.
  • the offset v is measured between the planes parallel to the outer surface of the base body in the area of the collar 4, which pass through the location of maximum concave curvature in the transition between the surface of the lid and the curvature of the lid or the outer surface of the base body.
  • the base body In the region of the transition between the circumferential side wall 6 and the base body collar 41, the base body forms a thickening 21, which forms a bead that projects radially inwards. -
  • the material thickness of the base body is increased in the base body collar compared to the surrounding side wall 6, ie the base body collar is thicker than the side wall. This is also used for reinforcement.

Abstract

A portion capsule (1) filled with an extraction material for the production of a brewed product has, in a manner known per se, a main body made of plastic and a lid (3) fastened thereto. The main body forms a bottom region, a peripheral side wall and, adjoining the peripheral side wall towards a lid side, a peripheral main body collar. The lid has a lid collar whose inner side is welded to the main body collar in such a way that the main body collar and the lid collar jointly form a collar (4) of the capsule. The main body and lid together form a capsule which encloses the extraction material. The capsule has a substantially rectangular, in particular square, outline by virtue of the main body having, at least in the region of the collar, a substantially rectangular, in particular square, outline. The collar has, on the lid side, a plurality of ribs (50) which extend so as to be non-parallel to, that is to say at an angle to, the side wall.

Description

PORTIONENKAPSEL PORTION CAPSULE
Die Erfindung betrifft die Zubereitung von Getränken oder dergleichen aus einem in einer Kapsel enthaltenen Extraktionsgut, beispielsweise gemahlenem Kaffee. Sie betrifft insbesondere eine Portionenkapsel. The invention relates to the preparation of beverages or the like from an extraction material contained in a capsule, for example ground coffee. It relates in particular to a portion capsule.
Extraktionsgeräte zum Zubereiten von Getränken aus einem in einer Portionsverpackung vorhandenen Extraktionsgut sind beispielsweise als Kaffee-, Espresso- oder auch Teemaschinen bekannt. In vielen entsprechenden Systemen sind die Portionsverpackungen als Kapseln ausgebildet, in denen das Extraktionsgut bspw. luftdicht abgeschlossen ist. Für die Extraktion wird die Kapsel an zwei einander gegenüberliegenden Seiten angestochen. Auf der ersten Seite wird eine Brühflüssigkeit - im Allgemeinen heisses Wasser - eingeleitet. Auf der zweiten Seite wird das Brüherzeugnis aus der Kapsel ausgeleitet. Je nach zuzubereitendem Getränk und System muss dabei im Innern der Kapsel ein recht erheblicher Druck herrschen. Extraction devices for preparing beverages from an extraction material present in a portion pack are known, for example, as coffee, espresso or tea machines. In many corresponding systems, the portion packs are designed as capsules in which the extraction material is sealed, for example, in an airtight manner. For the extraction, the capsule is pierced on two opposite sides. A brewing liquid - generally hot water - is introduced on the first side. On the second side, the brewed product is discharged from the capsule. Depending on the drink to be prepared and the system, there must be quite a considerable pressure inside the capsule.
Aus der WO 2010/118543 und der WO 2015/096989 sind Kaffee-Portionenkapseln bekannt, welche näherungsweise eine Würfelform aufweisen, aus Kunststoff gefertigt sind und im Unterschied zu den bekannten becherförmigen Kapseln keinen auf der Ebene der einen (oberseitigen) Deckfläche umlaufenden Kragen aufweisen. Ein solcher umlaufender Kragen wird bei Kapselsystemen gemäss dem Stand der Technik unter anderem zum Verschliessen der Kapsel durch einen eine als Deckel dienende Folie benötigt. Im Gegensatz dazu wird gemäss WO 2010/118543 und WO 2015/096989 ein gewölbter Deckel verwendet. Die gemäss der Lehre der WO 2010/118543 hergestellte Kapsel hat demnach eine zwischen den durch die Deckfläche definierten Ebenen umlaufende, einen Kragen bildende Schweissbraue, deren Ausdehnung/seitliches Vorstehen jedoch im Vergleich zum Kragen bekannter Kapseln deutlich reduziert ist. Für das Verschweissen wird ein Energierichtungsgeber benötigt, welcher durch eine umlaufende Rippe gebildet wird und welcher am Becher (gemäss WO 2010/118543) oder am Deckel (gemäss WO 2015/096989) vorhanden sein kann. Bei der Lösung gemäss WO 2015/096989 wird die Rippe gebildet, indem am Deckel von der Oberseite (also der Seite, die der Seite mit dem Energierichtungsgeber entgegengesetzt ist) her eine umlaufende Nut (Rille) geformt wird, bspw. im Tiefziehverfahren. An der Kapsel gemäss WO 2015/096989 ist also eine in Umfangrichtung umlaufende Rille ausgebildet, zwecks Bildung des Energi eri chtungsgeb er s . Coffee portion capsules are known from WO 2010/118543 and WO 2015/096989, which have approximately the shape of a cube, are made of plastic and, in contrast to the known cup-shaped capsules, do not have a circumferential collar at the level of one (top) cover surface. In the case of capsule systems according to the prior art, such a peripheral collar is required, among other things, for closing the capsule with a film serving as a lid. In contrast, a curved cover is used according to WO 2010/118543 and WO 2015/096989. The capsule produced according to the teaching of WO 2010/118543 therefore has a between the Cover surface defined planes circumferential, forming a collar welding brow, whose extension / lateral projection is significantly reduced compared to the collar of known capsules. An energy director is required for the welding, which is formed by a circumferential rib and which can be present on the cup (according to WO 2010/118543) or on the lid (according to WO 2015/096989). In the solution according to WO 2015/096989, the rib is formed by forming a circumferential groove (groove) on the cover from the top (i.e. the side opposite the side with the energy director), for example using a deep-drawing process. A circumferential groove is therefore formed on the capsule according to WO 2015/096989 for the purpose of forming the energy generator.
Als Kapselmaterialien sind insbesondere Aluminium und Kunststoffe, bspw. Polypropylen bekannt geworden. Auch sogenannte Bio-Kunststoffe sind schon als Kapselmaterialien diskutiert worden. Als solche werden einerseits Kunststoffe bezeichnet, die aus einem nachwachsenden Rohstoff gefertigt sind (sogenannte biobasierte Kunststoffe). Anderseits sind Bio-Kunststoffe Kunststoffe, die biologisch abbaubar sind (sogenannt bioabbaubare Kunststoffe). Die für die Herstellung von Portionenkapseln vorgeschlagenen Kunststoffe sind bioabbaubar und beinhalten teilweise einen Anteil von biobasierten Kunststoffen. In particular, aluminum and plastics, for example polypropylene, have become known as capsule materials. So-called bio-plastics have also been discussed as capsule materials. On the one hand, this refers to plastics that are made from a renewable raw material (so-called bio-based plastics). On the other hand, bio-plastics are plastics that are biodegradable (so-called biodegradable plastics). The plastics proposed for the production of portion capsules are biodegradable and some contain a proportion of bio-based plastics.
Im vorliegenden Text bedeutet „bioabbaubar“ biologisch abbaubar gemäss der Norm ENI 3432 (Stand: Ende 2020), und „biobasiert“ bedeutet „aus nachwachsenden Rohstoffen, nicht auf fossiler Basis gefertigt“. In the present text, "biodegradable" means biodegradable according to the ENI 3432 standard (as of the end of 2020), and "bio-based" means "made from renewable raw materials, not on a fossil basis".
Die erhältlichen Biokunststoffe, insbesondere bioabbaubaren Kunststoffe, haben die Eigenschaft, dass sie schon bei relativ tiefen Temperaturen erweichen und also schon bei tiefen Temperaturen eine gewisse Fliessfähigkeit haben (tiefe Glasübergangstemperatur), dass sie aber doch recht hoch erhitzt werden müssen, bis sie vollständig fliessfähig sind (d.h. die Schmelztemperatur, soweit definiert, ist nicht besonders tief). Das ergibt besondere Herausforderungen beim Schweissen, da für eine verlässliche Verschweissung ein Übergang in einen sehr fliessfähigen Zustand (soweit definiert über der Schmelztemperatur) eine Voraussetzung ist, weshalb die Zeitspanne, während welcher das Material grundsätzlich fliessfähig ist, grösser ist als bei konventionellen Kunststoffen. The available bioplastics, in particular biodegradable plastics, have the property that they soften at relatively low temperatures and therefore have a certain fluidity even at low temperatures (low glass transition temperature), but that they have to be heated to a fairly high degree before they are completely flowable (ie the melting temperature, as far as defined, is not particularly low). This poses special challenges when welding, since a transition to a very flowable state (if defined above the melting temperature) is a prerequisite for reliable welding, which is why the period of time during which the material is basically flowable is longer than with conventional plastics.
Kunststoffkapseln der in WO 2010/118543 und in WO 2015/096989 beschriebenen Art haben sich bewährt. Ihre Herstellung ist jedoch mit einem gewissen Aufwand verbunden. Ausserdem stellt es aufgrund des in WO 2015/096989 beschriebenen zu verwendenden scharfkantigen Ultraschall Werkzeugs eine gewisse Herausforderung dar, die in Kunststoffkapseln vorhandene Diffusionssperrschicht im Bereich der Verschweissung ausreichend zu schützen. Plastic capsules of the type described in WO 2010/118543 and in WO 2015/096989 have proven themselves. However, their production is associated with a certain amount of effort. In addition, due to the sharp-edged ultrasonic tool to be used described in WO 2015/096989, it poses a certain challenge to adequately protect the diffusion barrier layer present in plastic capsules in the area of the weld.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Eigenschaften von Kapseln dieser Art weiter zu verbessern, insbesondere im Hinblick auf die Hersteilbarkeit, und insbesondere im Hinblick auf die Verwendbarkeit mit unterschiedlichen Materialien, darunter Biokunststoffen. It is therefore an object of the present invention to further improve the properties of capsules of this type, in particular with regard to manufacturability, and in particular with regard to their usability with different materials, including bioplastics.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen definiert ist. This object is solved by the invention as defined in the claims.
Eine mit einem Extraktionsgut gefüllte Portionenkapsel für die Herstellung eines Brüherzeugnisses weist in an sich bekannter Art einen Grundkörper aus Kunststoff sowie einen daran befestigten Deckel auf. Der Grundkörper bildet einen Bodenbereich, umlaufende Seitenwand und einem zu einer Deckelseite hin an die umlaufende Seitenwand anschliessenden umlaufenden Grundkörper-Kragen. Der Deckel weist einen Deckel-Kragen auf, dessen Innenseite mit dem Grundkörper-Kragen verschweisst ist, so dass der Grundkörper-Kragen und der Deckel-Kragen gemeinsam einen Kragen der Kapsel ausbilden. Grundkörper und Deckel bilden zusammen eine das Extraktionsgut umschliessende Kapsel. Die Kapsel hat einen im Wesentlichen rechteckigen, insbesondere quadratischen Grundriss, indem der Grundkörper mindestens im Bereich des Kragens einen im Wesentlichen rechteckigen, insbesondere quadratischen Grundriss hat. Der Kragen weist eine Mehrzahl von Rippen auf, welche nicht parallel, also in einem Winkel zur Seitenwand verlaufen, und welche deckelseitig verlaufen. A portion capsule filled with an extraction material for the production of a brewed product has, in a manner known per se, a base body made of plastic and a lid attached thereto. The base body forms a base area, a circumferential side wall and a cover side towards the circumferential Side wall adjoining all-round main body collar. The cover has a cover collar, the inside of which is welded to the base body collar, so that the base body collar and the cover collar together form a collar of the capsule. The body and lid together form a capsule that encloses the extraction material. The capsule has an essentially rectangular, in particular square outline, in that the base body has an essentially rectangular, in particular square outline, at least in the region of the collar. The collar has a plurality of ribs which do not run parallel, ie at an angle to the side wall, and which run on the cover side.
Die Rippen haben folgende Funktion: Sie dienen beim torsionalen Verschweissen - torsionales Verschweissen ist ein an sich bekanntes Verfahren, welches hier nicht näher zu beschreiben ist - dem Eingreifen eines Werkzeugs, so dass Rotationsoszillationen des Deckels relativ zum Grundkörper ermöglicht werden. Dies gilt unabhängig davon, ob die Rippen durch dieses Werkzeug erzeugt werden, oder ob sie in einem separaten Schritt erzeugt werden. The ribs have the following function: they are used during torsional welding--torsional welding is a known method which does not need to be described in detail here--to engage a tool so that rotational oscillations of the cover relative to the base body are made possible. This applies regardless of whether the ribs are created by this tool or whether they are created in a separate step.
Nach dem Verschwel ssvorgang können die Rippen zur Stabilität der Verbindung zwischen Grundkörper und Deckel beitragen, indem sie die Verschweissung strukturieren. Sie wirken dadurch stabilisierend insbesondere gegenüber Scherkräften zwischen Grundkörper und Deckel. After the welding process, the ribs can contribute to the stability of the connection between the base body and the cover by structuring the weld. As a result, they have a stabilizing effect, in particular against shearing forces between the base body and the cover.
Es zeigt sich, dass die Kombination solcher Rippen mit torsionalem Verschweissen erstens bei vielen Kunststoffmaterialien eine gute Schweissfestigkeit erzeugt, und zwar bei geringer Materialverformung. Besonders vorteilhaft ist, dass dadurch sehr verschiedene Materialien für die Kapsel zur Verfügung stehen, darunter insbesondere auch Biokunststoffe. Zweitens bleibt eine eventuelle Barriereschicht intakt. Die Barriereschicht ist in Kunststoffkapseln eine in der Wand integrierte Schicht, welche die Sauerstoffdichtigkeit der Kapsel im Vergleich zu einem Aufbau nur aus dem Kunststoff (bspw. Polypropylen oder einem Biokunststoff) erhöht, wodurch bspw. eine sauer stoffdichte Umverpackung der Kapsel entfallen kann. Ein Beispiel für ein Barriereschicht-Material ist EVOH (Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer). Eine solche Barriereschicht kann bspw. im Innern des Kapselmaterials sandwichartig zwischen Kunststoffschichten integriert sein. Ein konventionelles Kunststoffschweissverfahren mit einem Energierichtungsgeber kann die Barriereschicht am Ort des Energierichtungsgebers lokal zerstören. Durch die Rippen und das dadurch ermöglichte torsionale Verschweissen wird dieser Nachteil vermieden, wobei die erwähnte stabilisierende Wirkung insbesondere gegenüber Scherkräften trotzdem besteht. It turns out that the combination of such ribs with torsional welding firstly produces good welding strength with many plastic materials, with little material deformation. It is particularly advantageous that very different materials are available for the capsule, including bioplastics in particular. Second, any barrier layer remains intact. In plastic capsules, the barrier layer is a layer integrated into the wall, which increases the oxygen-tightness of the capsule compared to a structure made only of plastic (e.g. polypropylene or a bioplastic), which means that, for example, an oxygen-tight outer packaging of the capsule can be omitted. An example of a barrier layer material is EVOH (ethylene vinyl alcohol copolymer). Such a barrier layer can be integrated, for example, in the interior of the encapsulating material in the manner of a sandwich between layers of plastic. A conventional plastic welding process with an energy director can locally destroy the barrier layer at the site of the energy director. This disadvantage is avoided by the ribs and the torsional welding made possible thereby, the mentioned stabilizing effect, in particular with regard to shearing forces, nevertheless existing.
Drittens ergeben sich auch weitere herstellungstechnische Vorteile, darunter kürzere Schweisszeiten. Thirdly, there are also other manufacturing advantages, including shorter welding times.
Eine der Erfindung zugrundeliegende Erkenntnis ist, die genannten Vorteile der Rippen im Kragen, die teilweise mit dem torsionalen Verschweissen Zusammenhängen, gerade auch bei nicht-runden, sondern eben rechteckigen Querschnitten ergeben, obwohl torsionales Verschweissen ja mit Drehbewegungen (Rotationsoszillationen) verbunden ist. One finding underlying the invention is the stated advantages of the ribs in the collar, which are partly associated with torsional welding, especially with non-round but rectangular cross-sections, although torsional welding is associated with rotary movements (rotational oscillations).
Die Anzahl der Rippen kann bedarfsgerecht gewählt werden, wobei im Allgemeinen eine grössere Anzahl vorhanden ist, bspw. insgesamt mindestens 20 oder mindestens 30, oder mindestens 40 oder auch 60 und mehr. Eine maximale Anzahl kann - durch die Dimensionen der Kapsel begründet - bspw. bei 150 oder 120 oder 100 liegen. Die Breite der Rippen und ihre Abstände können von einer ähnlichen Grösse sein, das dass sie ein Rippen-Rillen-Muster bilden. Beispielsweise kann der durchschnittliche Abstand zwischen benachbarten Rippen kleiner oder gleich dem fünffachen, vierfachen oder dreifachen von deren durchschnittlichen Breite sein, so dass die Breite der Rille zwischen den Rippen nicht mehr als viermal, dreimal bzw. doppelt so gross ist wie die Breite der Rippe selbst. Die relativen Dimensionen von Rippen und dazwischen liegenden Rillen muss entlang des Umfangs der Kapsel nicht konstant sein, sondern kann auch markant variieren, bspw. mit Rippen, die deutlich breiter sind als die Rillen dazwischen im Bereich der (abgerundeten) Ecken des Kragens und mit Rippen, die ungefähr gleich breit sind wie die Rillen oder auch markant weniger breit in der Mitte zwischen den Ecken. The number of ribs can be selected as required, with a larger number generally being present, for example a total of at least 20 or at least 30, or at least 40 or else 60 and more. A maximum number can be 150 or 120 or 100, for example, due to the dimensions of the capsule. The width of the ribs and their spacing can be of a similar magnitude that that they form a rib and groove pattern. For example, the average distance between adjacent ribs may be less than or equal to five, four, or three times their average width, such that the width of the groove between the ribs is no more than four, three, or twice the width of the rib itself The relative dimensions of ribs and intervening grooves need not be constant along the circumference of the capsule, but may vary markedly, e.g Ribs that are about the same width as the grooves or markedly less wide midway between the corners.
Die Rippen verlaufen wie erwähnt in einem Winkel zur Seitenwand und zum Verlauf des Kragens, bspw. ungefähr senkrecht. Die Rippen können bspw. ungefähr radial verlaufen. As mentioned, the ribs run at an angle to the side wall and to the course of the collar, for example approximately perpendicular. The ribs can, for example, run approximately radially.
«Radial» und «axial» bezieht sich in diesem Text immer auf die Achse der Kapsel, welche mittig durch die Kapsel und senkrecht zur vom Kragen definierten Ebene (und i. A. auch zur Ebene des Kapselbodens und einer Deckelebene) verläuft. Diese Achse hängt auch mit der Funktion der Kapsel zusammen: Bei der Brühung fliesst die Flüssigkeit axial, d.h. vom Kapselboden zum Kapseldeckel hin (oder umgekehrt). "Radial" and "axial" in this text always refers to the axis of the capsule, which runs centrally through the capsule and perpendicular to the plane defined by the collar (and generally also to the plane of the capsule base and a plane of the lid). This axis is also related to the function of the capsule: During brewing, the liquid flows axially, i.e. from the capsule base to the capsule lid (or vice versa).
Die Rippen können insbesondere von innen nach ganz aussen am Kragen verlaufen, bis zu einer radial-äusseren Kante. The ribs can in particular run from the inside to the very outside of the collar, up to a radially outer edge.
Die Rippen sind deckelseitig am Kragen vorhanden, also im Deckel-Kragen ausgebildet. Sie können aber auch bewirken, dass die Verschweissung - also der Übergang zwischen Deckelkragen und Grundkörperkragen, soweit noch definiert - selbst ein gewisses Rippen-Rillen-Muster (Wellenmuster) bekommt, so dass sich zusätzlich zum Stoffschluss auch eine gewisse Verzahnung ergibt, was zur erwähnten zusätzlichen Stabilisierung beiträgt. The ribs are present on the collar on the cover side, i.e. they are formed in the cover collar. However, they can also cause the welding - i.e. the transition between the cover collar and base body collar, as far as still defined - itself gets a certain rib-groove pattern (wave pattern), so that in addition to the material connection there is also a certain interlocking, which contributes to the additional stabilization mentioned.
Wie an sich aus WO 2010/118543 und WO 2015/096989 bekannt, kann der Deckel nicht flach, sondern nach aussen (in Bezug auf ein Kapselinneres), also nach axial- aussen gewölbt sein, d.h. eine axial endseitige Deckelfläche ist gegenüber der vom Kragen definierten Ebene nach axial-aussen versetzt. Der Deckel unterscheidet sich gemäss diesen Ausführungsformen also von einem flachen, bspw. folien- oder plattenartigen Deckelelement. Er ist ein dreidimensional geformter Körper. Der Deckel kann insbesondere durch Tiefziehen oder alternativ durch Spritzgiessen hergestellt sein, was auch für den Grundkörper gilt. As is known per se from WO 2010/118543 and WO 2015/096989, the lid cannot be flat but curved outwards (relative to a capsule interior), i.e. axially outwards, i.e. an axial end lid surface is opposite that of the collar defined level offset axially outwards. According to these embodiments, the cover thus differs from a flat cover element, for example a foil or plate-like cover element. It is a three-dimensional shaped body. The cover can be produced in particular by deep drawing or alternatively by injection molding, which also applies to the base body.
Die Form des Deckels kann in solchen Ausführungsformen von aussen nach innen den Deckel-Kragen, einen gekrümmten Übergangsbereich und einen mittigen flachen Bereich aufweisen, der die eigentliche oberseitige Deckfläche bildet. Der Übergangsbereich kann bspw. S-förmig gekrümmt sein oder stetig von einer in einem Winkel zur Kragenebene stehenden äusseren Partie hin zum mittigen flachen Bereich gekrümmt verlaufen. Dabei ist die Dimensionierung beispielsweise so gewählt, dass der mittige flache Bereich optisch dominiert, indem er bspw. gleich gross wie oder nur unwesentlich (bspw. maximal 10%) kleiner als die Bodenfläche ist. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass dieser flache Bereich mehr als 60% des Durchmessers und entsprechend mindestens 40% der Fläche, einnimmt. In such embodiments, the shape of the lid can have, from the outside inward, the lid collar, a curved transition area and a central flat area which forms the actual upper-side cover surface. The transition area can, for example, be curved in an S-shape or run continuously curved from an outer part standing at an angle to the plane of the collar to the central flat area. In this case, the dimensioning is selected, for example, in such a way that the central flat area visually dominates, for example by being the same size as or only insignificantly (for example a maximum of 10%) smaller than the floor area. In particular, it can be provided that this flat area occupies more than 60% of the diameter and correspondingly at least 40% of the area.
Der Deckel-Kragen wird im Allgemeinen eine umlaufende, zur Deckelseite hin gewandte Fläche - mit den Rippen, wenn diese deckelseitig vorhanden sind - bilden, die sich von einer Aussenkante des Kragens bis zu einem Ansatz der Wölbung erstreckt. Es kann in Ausführungsformen vorgesehen sein, dass der Ansatz der Wölbung im Vergleich zu der Partie der Grundkörper-Seitenwand, an welche der Kragen anschliesst, nach innen versetzt ist. Ein solcher Versatz kann bspw. mindestens 0.2 mm betragen. The lid collar will generally form a peripheral surface facing the lid side—with the ribs if they are present on the lid side—which extends from an outer edge of the collar to a base of the bulge. It can be provided in embodiments that the approach of Bulge compared to the part of the base body side wall, to which the collar connects, is offset inwards. Such an offset can be at least 0.2 mm, for example.
In Ausführungsformen können Grundkörper und/oder Deckel bspw. als Mehrschichtsy stem mit Biokunststoff (bspw. Ecovio)/PVOH/Biokunststoff vorliegen, wobei PVOH die Diffusionssperrschicht bildet. Insbesondere für tiefziehbare Schichtsysteme kann zwischen die PVOH-Schicht und den Biokunststoff auch eine sogenannte tie-Schicht, d.h. eine Haftschicht angeordnet sein, so dass der Aufbau dann Biokunststoff/tie/PVOH/tie/Biokunststoff sein kann. Bioabbaubare tie-Schichten sind inzwischen bekannt und am Markt erhältlich, bspw. als natürliche Wachse. In embodiments, the base body and/or cover can be present, for example, as a multi-layer system with bioplastic (e.g. Ecovio)/PVOH/bioplastic, with PVOH forming the diffusion barrier layer. In particular for thermoformable layer systems, a so-called tie layer, i.e. an adhesive layer, can also be arranged between the PVOH layer and the bioplastic, so that the structure can then be bioplastic/tie/PVOH/tie/bioplastic. Biodegradable tie layers are now known and available on the market, for example as natural waxes.
Als Alternative zur Ausgestaltung aus Biokunststoff können Grundkörper und Deckel auch aus einem anderen Kunststoff- bspw. mit Diffusionssperrschicht - gestaltet sein, bspw. aus Polypropylen. As an alternative to the design made of bioplastics, the base body and cover can also be made of another plastic, for example with a diffusion barrier layer, for example made of polypropylene.
Das Kunststoffmaterial des Deckels und dasjenige des Grundkörpers können identisch sein. Es ist aber auch möglich, dass der Deckel aus einem Kunststoff anderer Zusammensetzung besteht, der jedoch mit den Grundkörper-Kunststoff verschweissbar ist. The plastic material of the lid and that of the base body can be identical. However, it is also possible for the cover to consist of a plastic of a different composition, which can, however, be welded to the plastic of the base body.
Eine Wandstärke im Bereich des Grundkörpers beträgt insbesondere zwischen 0.2 mm und 0.4 mm, bspw. zwischen 0.25 mm und 0.35 mm. Dasselbe kann auch für die Wandstärke des Deckels gelten. In einer Ausführungsform entspricht die Wandstärke des Deckels ungefähr der Wandstärke des Grundkörpers. Ein besonderes optionales Merkmal kann sein, dass der Grundkörper im Bereich des Übergangs zwischen der umlaufenden Seitenwand und dem Grundkörper-Kragen eine Verdickung ausbildet, die eine nach radial-innen ragende Wulst bildet. Diese dient der Versteifung im Bereich des Kragens. A wall thickness in the area of the base body is in particular between 0.2 mm and 0.4 mm, for example between 0.25 mm and 0.35 mm. The same can also apply to the wall thickness of the lid. In one embodiment, the wall thickness of the lid corresponds approximately to the wall thickness of the base body. A special optional feature can be that the base body forms a thickening in the area of the transition between the circumferential side wall and the base body collar, which forms a bead that projects radially inwards. This serves to stiffen the collar area.
Die Kapsel kann - das gilt für alle Ausführungsformen, auch des ersten Aspekts - insbesondere so ausgebildet sein, dass der Grundkörper und der Deckel zusammen das Extraktionsgut vollständig umschliessen, ohne bspw. durch eine Folie oder dergleichen abgedeckte Öffnung. Sie kann insbesondere hermetisch und sauer stoffdicht sein, bspw. indem sie eine geeignete Diffusionsbarriere aufweist. The capsule can--this applies to all embodiments, including the first aspect--be designed in particular in such a way that the base body and the lid together completely enclose the extraction material, without an opening covered by a foil or the like, for example. In particular, it can be hermetic and impermeable to oxygen, for example by having a suitable diffusion barrier.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder analoge Elemente. Die Zeichnungen sind nicht massstäblich und zeigen teilweise einander entsprechende Elemente in von Figur zu Figur unterschiedlichen Grössen. Es zeigen: Exemplary embodiments of the invention are described below with reference to drawings. In the drawings, the same reference numbers indicate the same or analogous elements. The drawings are not to scale and partially show corresponding elements in different sizes from figure to figure. Show it:
- Fig. 1 eine Kapsel; - Figure 1 shows a capsule;
- Fig. 2 einen Grundkörper für die Herstellung einer Kapsel gemäss Fig. 1; - Figure 2 shows a base body for the production of a capsule according to Figure 1;
- Fig. 3 einen Deckel gemäss dem Stand der Technik, angeschnitten gezeichnet; - Figure 3 shows a cover according to the prior art, drawn in section;
- Fig. 4 eine Ansicht einer erfindungsgemässen Kapsel; and 4 is a view of a capsule according to the invention; other
- Fig. 5 einen nur ausschnittweise, im Bereich der Verschweissung dargestellten Schnitt durch die Kapsel. - Fig. 5 is a section through the capsule shown only partially, in the area of the weld.
Die Kapsel 1 gemäss Figur 1 hat im Wesentlichen die Form eines Würfels mit gerundeten Kanten. Die Ausdehnung nimmt jedoch zur oben liegenden Seite hin leicht zu, so dass die Kapsel streng mathematisch gesehen eine Pyramidenstumpfform hat. Der Neigungswinkel der in der Figur seitlichen Flächen gegenüber der Senkrechten zur Grundfläche 5 - gemeint ist natürlich diejenige zur Grundfläche senkrechte Ebene, die durch die Kante zwischen der Grundfläche und der entsprechenden seitlichen Fläche verläuft - ist sehr klein, er beträgt vorzugsweise höchstens 2° zum Beispiel nur ca. 1°. Ausserdem entspricht die Höhe der Kapsel über der Grundfläche näherungsweise der Länge der Grundflächenkanten. The capsule 1 according to FIG. 1 essentially has the shape of a cube with rounded edges. However, the expansion increases slightly towards the upper side so that, strictly mathematically speaking, the capsule has the shape of a truncated pyramid. The angle of inclination of the lateral surfaces in the figure in relation to the perpendicular to the base surface 5 - meaning, of course, the plane perpendicular to the base surface that runs through the edge between the base surface and the corresponding lateral surface - is very small, it is preferably at most 2°, for example only about 1°. In addition, the height of the capsule above the base corresponds approximately to the length of the base edges.
Die Kapsel weist einen Grundkörper (oder Becher) 2 und einen entlang eines umlaufenden Kragens 4 daran befestigten Deckel 3 auf. Der Grundkörper bildet einen Kapselboden 5 und eine umlaufende Seitenwand 6, welche an ihrem in Bezug auf axiale Richtungen (Achse 10) äusseren, in der Figur oberen, Ende durch den Kragen 4 abgeschlossen wird. Der Deckel ist nach aussen gewölbt, indem die zum Kapselboden 5 im Wesentlichen parallele Deckelfläche 9 im Vergleich zum umlaufenden Kragen 4 nach aussen, also on Fig. 1 nach oben, versetzt ist. The capsule has a body (or cup) 2 and a lid 3 attached thereto along a peripheral collar 4 . The base body forms a capsule base 5 and a peripheral side wall 6, which is closed off by the collar 4 at its outer end in relation to axial directions (axis 10), which is the upper end in the figure. The lid is curved outwards, in that the lid surface 9, which is essentially parallel to the capsule base 5, is offset outwards compared to the peripheral collar 4, ie upwards in FIG.
Figur 2 zeigt den Grundkörper 2 (Becher) vor der Befüllung und vor dem Verschliessen. Der Grundkörper-Kragen 41 weist eine Ausdehnung auf, welche grösser sein kann als diejenige des Kragens 4 der fertigen Kapsel. FIG. 2 shows the base body 2 (cup) before filling and before closing. The body collar 41 has an extent which may be greater than that of the collar 4 of the finished capsule.
Figur 3 zeigt einen Deckel 3, der - wie auch der Grundkörper 2 - beispielsweise durch Tiefziehen oder bspw. auch durch Spritzgiessen hergestellt ist. Der Deckel weist einen im Wesentlichen ebenen zentralen Bereich 31, einen eine Wölbung bildenden Übergangsbereich 32 sowie einen Deckel-Kragen 42 auf. Kapseln der in Figur 1 gezeichneten Art, Grundkörper 2 in der in Figur 2 gezeichneten Art und Deckel 3 der in Fig. 3 dargestellten Art sind auch schon aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus der WO 2015/096990. FIG. 3 shows a cover 3 which—like the base body 2—is produced, for example, by deep-drawing or, for example, by injection molding. The lid has a substantially planar central area 31, a transitional area 32 forming a bulge, and a lid collar 42. Capsules of the type shown in FIG. 1, base body 2 of the type shown in FIG. 2 and cover 3 of the type shown in FIG. 3 are also already known from the prior art, for example from WO 2015/096990.
Bei der Kapselherstellung wird zunächst der Grundkörper 2 mit dem Extraktionsgut befüllt, und anschliessend wird der Deckel 3 positioniert. Daraufhin findet ein Ultraschallschweissen statt, und zwar ein torsionales Verschweissen wie an sich aus dem Stand der Technik bekannt. Je nach anfänglicher Ausdehnung des Grundkörper- Kragens und des Deckel-Kragens findet anschliessend an das Verschweissen optional noch ein Abtrennen einer überstehenden Kragenpartie statt. During the production of the capsule, the base body 2 is first filled with the extraction material and then the cover 3 is positioned. Ultrasonic welding then takes place, specifically torsional welding as is known per se from the prior art. Depending on the initial expansion of the base body collar and the cover collar, a protruding collar section can optionally be detached after the welding.
Figur 4 zeigt ein Beispiel einer erfmdungsgemässen Kapsel 1. Man sieht, dass die Kapsel im Bereich des Kragens 4 oberseitig - also auf der Seite des Deckel -Kragens, eine Mehrzahl von Rippen 50 mit dazwischen ausgebildeten Rillen 51 aufweist. Die Rippen 50 verlaufen in Bezug auf die Achse 10 radial. Auch Abweichungen von der radialen Richtung sind denkbar - bspw. könnten die Rippen 50 jeweils auf jeder der vier Seiten je zueinander parallel und senkrecht zur Kapsel-Seitenwand verlaufen. Jedenfalls ist die Ausrichtung der Rippen nicht parallel zur Umfangsrichtung (nicht lokal parallel zur Seitenwand, d.h. in einem Winkel zur Ebene, welche lokal am Ort der entsprechenden Rippe durch die Seitenwand definiert wird), und auch nicht parallel zum Verlauf des Kragens. Insbesondere können die Rippen jeweils von radial - innen bis zum radial-äusseren Ende des Kragens verlaufen. FIG. 4 shows an example of a capsule 1 according to the invention. It can be seen that the capsule has a plurality of ribs 50 with grooves 51 formed between them in the region of the collar 4 on the upper side—ie on the side of the cover collar. The ribs 50 are radial with respect to the axis 10 . Deviations from the radial direction are also conceivable—for example, the ribs 50 could each run parallel to one another on each of the four sides and perpendicular to the capsule side wall. In any case, the orientation of the ribs is not parallel to the circumferential direction (not locally parallel to the sidewall, i.e. at an angle to the plane defined locally by the sidewall at the location of the corresponding rib), nor parallel to the run of the collar. In particular, the ribs can each run from radially-inside to the radially-outer end of the collar.
Die Rippen können wie in Figur 4 dargestellt relativ nahe beieinander angeordnet sein, so dass ihre Breite und ihre Abstände von einer ähnlichen Grösse sind und sie ein Rippen-Rillen-Muster bilden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Abstand benachbarter Rippen (gemessen jeweils von deren Mitte aus) nicht grösser als das Vierfache oder nicht grösser als das Dreifache ihrer Breite beträgt. Auch Anordnungen mit weiter voneinander entfernten Rippen sind jedoch denkbar. The ribs may be arranged relatively close together as shown in Figure 4 so that their width and spacing are of a similar magnitude and they form a rib and groove pattern. For example, it can be provided that the distance between adjacent ribs (measured from their center) is not greater than Is four times or not more than three times its width. However, arrangements with ribs further apart are also conceivable.
Figur 5 zeigt einen schematischen Querschnitt durch die Kapsel im Bereich des Kragens (im in Figur 1 gestrichelt dargestellten Bereich). Die Verschweissung 70 zwischen Grundkörper 2 und Deckel 3 ist schematisch durch eine Schraffur dargestellt. Man sieht in Fig. 5, dass die Diffusionssperrschicht 70 bis zum radial-äusseren Ende (in Fig. 5 ganz links) im Wesentlichen intakt ist. FIG. 5 shows a schematic cross section through the capsule in the area of the collar (in the area shown in dashed lines in FIG. 1). The weld 70 between the base body 2 and the cover 3 is shown schematically by hatching. It can be seen in FIG. 5 that the diffusion barrier layer 70 is essentially intact up to the radially outer end (far left in FIG. 5).
Ausserdem sind in Fig. 5 folgende optionale, aber für die stabile Verbindung zwischen Grundkörper und Deckel vorteilhafte, Merkmale dargestellt: In addition, the following optional features, which are advantageous for the stable connection between the base body and the cover, are shown in FIG. 5:
- Der Ansatz 12 der Wölbung des Deckels ist im Vergleich zur Aussenseite der umlaufenden Seitenwand 6 nach radial -innen versetzt (Versatz v). Der Versatz v ist dabei im Vergleich zur Dicke der Kapselwand relevant; er beträgt insbesondere mindestens 0.2 mm. Der Versatz v wird zwischen den zur Aussenfläche des Grundkörpers im Bereich des Kragens 4 parallelen Ebenen gemessen, die durch den Ort maximaler konkaver Krümmung im Übergang zwischen der deckel sei tigen Fläche und der Wölbung des Deckels bzw. der Aussenfläche des Grundkörpers gehen. - The approach 12 of the curvature of the cover is compared to the outside of the peripheral side wall 6 offset radially -inside (offset v). The offset v is relevant in comparison to the thickness of the capsule wall; it is in particular at least 0.2 mm. The offset v is measured between the planes parallel to the outer surface of the base body in the area of the collar 4, which pass through the location of maximum concave curvature in the transition between the surface of the lid and the curvature of the lid or the outer surface of the base body.
- Der Grundkörper bildet im Bereich des Übergangs zwischen der umlaufenden Seitenwand 6 und dem Grundkörper-Kragen 41 eine Verdickung 21 aus, die eine nach radial-innen ragende Wulst ausbildet. - Die Materialstärke des Grundkörpers ist im Bereich des Grundkörper-Kragens erhöht im Vergleich zur umlaufenden Seitenwand 6, d.h. der Grundkörper- Kragen ist dicker als die Seitenwand. Auch das dient der Versteifung. - In the region of the transition between the circumferential side wall 6 and the base body collar 41, the base body forms a thickening 21, which forms a bead that projects radially inwards. - The material thickness of the base body is increased in the base body collar compared to the surrounding side wall 6, ie the base body collar is thicker than the side wall. This is also used for reinforcement.

Claims

PATENTANSPRÜCHE Mit einem Extraktionsgut gefüllte Portionenkapsel (1) für die Herstellung eines Brüherzeugnisses, aufweisend PATENT CLAIMS Portion capsule (1) filled with an extraction material for the production of a brewed product, having
- Einen Grundkörper (2) aus Kunststoff, mit einem Bodenbereich (5), einer umlaufenden Seitenwand (6) und einem zu einer Deckelseite hin an die umlaufende Seitenwand anschliessenden umlaufenden Grundkörper-Kragen- A base body (2) made of plastic, with a base area (5), a peripheral side wall (6) and a peripheral base body collar adjoining the peripheral side wall towards a cover side
(41); und einen Deckel (3) aus Kunststoff, mit einem umlaufenden Deckel-Kragen (42), wobei der Deckel am Grundkörper befestigt ist, indem eine Innenseite des Deckel-Kragens mit dem Grundkörper-Kragen verschweiss ist, so dass sich ein gemeinsamer Kragen (4) ausbildet; (41); and a lid (3) made of plastic, with a surrounding lid collar (42), the lid being attached to the base body by welding an inside of the lid collar to the base body collar, so that a common collar (4 ) trains;
- wobei der Grundkörper und der Deckel das Extraktionsgut umschliessen; - The base body and the cover enclosing the extraction material;
- wobei der Grundkörper (2) im Bereich des Kragens (4) einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt hat; - wherein the base body (2) in the region of the collar (4) has a substantially rectangular cross-section;
- wobei der Kragen (4) auf einer Aussenseite eine Mehrzahl von Rippen (50) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (50) im Kragen deckelseitig verlaufen. Portionenkapsel nach Anspruch 1, wobei die Rippen (50) in einem Winkel zur Seitenwand verlaufen. Portionenkapsel nach Anspruch 2, wobei die Rippen (50) radial in Bezug auf eine Achse (10) verlaufen, die senkrecht auf eine Ebene steht, in welcher der Kragen (4) verläuft. Portionenkapsel nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Rippen (50) bis zu einem radial-äusseren Ende des Kragens verlaufen. Portionenkapsel nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Deckel (3) eine Wölbung bildet, so dass so dass der Deckel zu einem Kapselvolumen beiträgt und eine Deckelfläche (9) zum Kragen (4) versetzt ist. Portionenkapsel nach Anspruch 5, wobei der Kragen eine umlaufende, zur Deckelseite hin gewandte Fläche (8) bildet, die sich von einer Aussenkante (7) des Kragens (4) bis zu einem Ansatz (12) der Wölbung erstreckt, wobei der Ansatz (12) der Wölbung im Vergleich zu einem Übergang zwischen der Seitenwand (6) und dem Kragen (4) nach innen versetzt ist. Portionenkapsel nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Deckel (3) durch Tiefziehen hergestellt ist. Portionenkapsel nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Grundkörper (2) durch Tiefziehen hergestellt ist. Portionenkapsel nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Deckel (3) und der Grundkörper (2) aus einem selben Kunststoff gefertigt sind. - 16 - Portionenkapsel nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Deckel (3) und/oder der Grundkörper (2) aus einem bioabbaubaren Kunststoff gefertigt sind. Portionenkapsel nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Deckel (3) und der Grundkörper (2) eine Diffusionssperrschicht (70), bspw. aus einem- The collar (4) having a plurality of ribs (50) on an outside, characterized in that the ribs (50) run in the collar on the cover side. A portion capsule according to claim 1, wherein the ribs (50) extend at an angle to the side wall. Portion capsule according to Claim 2, in which the ribs (50) extend radially with respect to an axis (10) which is perpendicular to a plane in which the collar (4) extends. Portion capsule according to one of the preceding claims, wherein the ribs (50) extend to a radially outer end of the collar. Portion capsule according to one of the preceding claims, wherein the lid (3) forms a bulge such that the lid contributes to a capsule volume and a lid surface (9) is offset to the collar (4). Portion capsule according to claim 5, wherein the collar forms a peripheral surface (8) facing the lid side, which extends from an outer edge (7) of the collar (4) to a projection (12) of the curvature, the projection (12 ) of the curvature compared to a transition between the side wall (6) and the collar (4) is offset inwards. Portion capsule according to one of the preceding claims, in which the lid (3) is produced by deep-drawing. Portion capsule according to one of the preceding claims, in which the base body (2) is produced by deep-drawing. Portion capsule according to one of the preceding claims, in which the lid (3) and the base body (2) are made from the same plastic. - 16 - Portion capsule according to one of the preceding claims, wherein the cover (3) and / or the base body (2) are made of a biodegradable plastic. Portion capsule according to one of the preceding claims, wherein the cover (3) and the base body (2) has a diffusion barrier layer (70), for example
PVOH, aufweisen. Portionenkapsel nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Grundkörper (2) im Bereich eines Übergangs zwischen der umlaufenden Seitenwand (6) und dem Grundkörper-Kragen (41) eine Verdickung (21) ausbildet, die eine nach radial-innen ragende Wulst bildet. Portionenkapsel nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Anzahl der Rippen (50) mindestens 20 beträgt. Portionenkapsel nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein Abstand zwischen zwei benachbarten Rippen (50) nicht mehr als das Dreifache von der durchschnittlichen Breite der Rippen (50) beträgt. PVOH. Portion capsule according to one of the preceding claims, wherein the base body (2) forms a thickening (21) in the region of a transition between the peripheral side wall (6) and the base body collar (41), which forms a radially inwardly projecting bead. Portion capsule according to one of the preceding claims, wherein the number of ribs (50) is at least 20. Portion capsule according to one of the preceding claims, wherein a distance between two adjacent ribs (50) is not more than three times the average width of the ribs (50).
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