КАРТРИДЖ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЖИДКОГО ПРОДУКТА И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ Российский патент 2017 года по МПК B65D85/804 

Область, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к картриджам для приготовления жидких продуктов.

Различные варианты осуществления изобретения могут относиться к картриджам для приготовления напитков, например кофе.

Уровень техники

Картриджи, называемые также «капсулами», для приготовления жидкого продукта, например напитка, путем введения в картридж жидкости (возможно, под давлением и/или при высокой температуре) и/или пара, составляют чрезвычайно богатый и развитый технологический сектор, как описано, например, в документах FR-A-757 358, FR-A-2 373 999 (также опубл. как US-A-4 136 202), FR-A-2 556 323, GB-A-938 617, GB-A-2 023 086, СН-А-406 561, US-A-3 403 617, US-A-3 470 812, US-A-3 607 297 (также опубл. как FR-A-1 537 031), WO-A-86/02 537, ЕР-А-0 199 953, ЕР-А-0 211 511, ЕР-А-0 242 556, ЕР-А-0 468 078, ЕР-А-0 469 162, ЕР-А-0 507 905, WO 2010/106516 А1 и ЕР-А-2 218 653.

Многие из технических решений, описанных в упомянутых документах, относятся непосредственно к приготовлению жидких продуктов, представляющих собой напитки, такие как кофе, чай, горячий шоколад, бульоны, супы, или различные настои.

Что касается приготовления кофе, то известны решения (например, решение, раскрытое в упомянутом выше документе ЕР-А-0 507 905 и выбранное в качестве ближайшего аналога настоящего изобретения), относящиеся к приготовлению кофе эспрессо.

Также известны и широко распространены технические решения, в соответствии с которыми при покупке потребителем аппарата (например, аппарата для приготовления кофе) он также приобретает картриджи, специально разработанные и изготовленные для применения в данном конкретном аппарате.

В этом случае, некоторые существенные параметры системы картридж/аппарат заданы в момент покупки и не могут быть впоследствии изменены пользователем.

К таким параметрам, например, относятся:

- наружная форма картриджа или капсулы для установки в аппарат;

- конфигурация камеры ввода, в которой размещен картридж в ходе процесса экстракции жидкого продукта, такого как напиток;

- методы взаимодействия материала картриджа с камерой заваривания;

- методы экстракции напитка;

- методы ввода картриджа в начале подачи; и/или

- условия удаления картриджа в конце подачи.

Например, в документе ЕР-А-0 507 905 описан картридж, который под действием давления и/или пара, вводимого в картридж, перфорируется проникающими шипами.

Решение такого типа может быть применено, например, для картриджей или капсул перфорируемого типа, в которых:

верхняя, запечатывающая пленка картриджа (куда входит горячая вода и/или пар) механически перфорируется узлом подачи посредством первой группы перфорирующих шипов; и

дно самого картриджа (где находится напиток) деформируется под действием давления жидкости/пара, вводимого в картридж так, что становится возможной его перфорация второй группой полых шипов (в общих чертах напоминающих иглу шприца), имеющих проникающие свойства.

Технические решения подобного рода особенно подходят для приготовления таких напитков, как кофе эспрессо. Перфорация дна под действием давления может происходить одновременно с определением правильного расхода потока горячей воды под давлением (которое составляет, примерно, 3-9 бар, в зависимости от продукта).

Однако при использовании такой технологии имеются ограничения по диапазону продуктов, которые могут быть получены в конкретных комбинациях картридж/аппарат. В частности, может, например, быть исключена возможность приготовления таких напитков, для которых требуется, чтобы давление экстракции было равно нулю (атмосферное давление), например, такого напитка как кофе, приготовленного фильтрационным способом, с использованием простого гравиметрического процеживания.

В таких документах, как ЕР 1 295 554 А1, WO 2006/005736 А2 или ЕР 1 886 942, описаны конкретные решения, относящиеся к проникающим шипам, механизму открытия/закрытия/перфорации посредством перфорирующих шипов, типам картриджа, а также соответствующие системы.

В соответствии с современной практикой, боковая и нижняя стенка картриджа могут быть изготовлены из пластика, например из коэкструдированного полипропилена, соединенного путем ламинирования с этиленвиниловым спиртом (EVOH), с приданием ему конечной формы путем горячего формования.

Однако композиционный материал такого типа не может быть отнесен к компостируемым материалам.

Требования к свойствам материала, согласно которым материал должен быть компостируемым, в соответствии с общепринятым определением, употребляемым также и в патентных документах (например, ЕР-В-0 497 838, ЕР-В-0 561 982, ЕР-В-0 788 733, ЕР-В-0 723 572, ЕР-В-0 868 275, ЕР-В-0 971 818, ЕР-В-1 842 944), установлены, например, европейским стандартом «Требования к упаковке, восстанавливаемой компостированием и биологическим разложением. Программа испытаний и критерии оценки для классификации упаковки», принятым в Италии как UNI EN 13432.

В соответствии с указанным стандартом, компостируемый материал должен иметь следующие свойства.

Способность к биоразложению, т.е. распаду компостируемого материала в результате жизнедеятельности микроорганизмов до диоксида углерода. Для выявления указанного свойства применяют стандартный метод испытания, а именно метод prEN 14046, также опубликованный как ISO 14855 «Способность к биоразложению в условиях контролируемого компостирования». Приемлемый уровень способности к биоразложению составляет 90% (по отношению к целлюлозе) за период не более 6 месяцев.

Распад, то есть фрагментация и отсутствие, при визуальном наблюдении, в окончательном компосте (отсутствие визуально определяемого загрязнения) измеряется с использованием испытания компостированием в экспериментальном масштабе (метод prEN 14045). Образцы исследуемого материала подвергаются компостированию вместе с органическими отходами в течение трех месяцев, после чего компост просеивается через сито с размером ячеек 2 мм. Масса остатков исследуемого материала размером более 2 мм должна не превышать 10% от исходной массы.

Отсутствие неблагоприятного воздействия на процесс компостирования подтверждается посредством испытания компостированием в полупромышленных условиях.

Малое содержание тяжелых металлов (ниже заданных уровней) и отсутствие неблагоприятных воздействий на качество компоста (таких, как уменьшение агрономического объема и экотоксикологических воздействий на рост растений). Испытание на рост растений (модифицированное испытание OECD 208) проводится на образцах компоста, в которых происходит разложение исследуемого материала. Не должно быть выявлено никаких отличий по сравнению с контрольным компостом.

Другие исследуемые химико-физические свойства, которые не должны изменяться после разложения материала: рН, содержание солей, летучие вещества, Ν; Р; Mg; K.

Следует принимать во внимание, что биоразлагаемый материал не обязательно является компостируемым, поскольку он должен также разлагаться в ходе цикла компостирования. С другой стороны, материал, распадающийся в ходе цикла компостирования на микроскопические частицы, которые не являются полностью биоразлагаемыми, не является компостируемым.

Стандарт UNI EN 13432 является гармонизированным стандартом, то есть он опубликован в официальном бюллетене Европейского союза, принят в Европе на национальном уровне и предусматривает презумпцию соответствия с европейской директивой No. 94/62 ЕС, относящейся к упаковочным материалам и использованным упаковочным материалам.

Учитывая возрастающий интерес к сохранению окружающей среды и сроку разложения повседневных пищевых отходов, соответствие требованию «компостируемости» расценивается потребителями описываемых в настоящей заявке картриджей как очень важное.

В связи с этим было бы желательно разработать решение, направленное на изготовление корпуса такого картриджа из компостируемого материала (то есть, согласно термину, который иногда используется в данной области, из «биоматериала»), примерами которого являются: полимеры, экстрагируемые из биомассы (например, полисахариды, такие как крахмал (Mater-Bi®), целлюлоза, липиды, протеины); синтетические полимеры (например, полилактидная кислота (PLA), полученная путем ферментации крахмала); полимеры, полученные посредством микроорганизмов или генетически модифицированных бактерий (например, полигидроксиалканоат (PHAs)); и полимеры из ископаемых мономеров (например, полибутилсукцинат (PBS)). К этой категории можно также отнести смеси вышеуказанных веществ (так называемые компаунды), которые могут не содержать добавок или содержать добавки в виде наночастиц (например, тальк, материал Cloesite).

Следует отметить, что указанные биоматериалы, при их применении в аппаратах для приготовления кофе, оснащенных перфорирующими шипами, могут демонстрировать высокую степень удлинения при пределе текучести, что приводит к неэффективности перфорации, например, из-за того, что материал приобретает такую форму, что не разрывается перфорирующими шипами, а охватывает их, что может неблагоприятно отразиться на подаче.

В документе WO 2010/106516 А1 описан картридж, содержащий комбинацию фильтровальной бумаги и биополимера, причем фильтровальная бумага расположена на стороне выхода напитка (кофе).

Картридж такого типа может оказаться непригодным для использования в аппаратах для приготовления кофе, оснащенных перфорирующими шипами. Действительно, дно, которое предварительно перфорировано (и, следовательно, уже проницаемо), имеет плоскую форму, которая может оказаться непригодной для использования совместно с конкретными типами проникающих шипов, которые могут:

- сначала прокалывать биополимерную часть, а затем бумажную, в результате чего, например, молотый кофе под давлением, используемым для приготовления напитка, может быть увлечен напитком и попасть в емкость (чашку) для приема выдаваемой жидкости; или

- быть охвачены материалом, что будет препятствовать подаче.

Помимо этого, существует вероятность, что многократное воздействие подобного рода на шипы приведет к их разрушению.

В документе WO 2012/077066 А1 описан картридж, в котором перфорации способствует комбинация биоразлагаемого/компостируемого полимера с таким материалом, как бумага. С другой стороны, необходимо отметить, что в частных случаях применения, бумага, содержащаяся в картридже, может впитывать воду/напиток, что приведет к ее размягчению и возможным проблемам при удалении использованного картриджа из аппарата.

Для полноты изложения, следует также упомянуть документ WO 2010/137952 А1, в котором описан картридж или капсула, выполненная с возможностью применения в аппарате (изначально предназначенном для работы с картриджами другого типа), оснащенном шипами, которые разрывают картридж при механическом закрытии узла, чтобы обеспечить впуск в картридж воды через выполненные разрывы. Согласно решению, раскрытому в WO 2010/137952 А1 (в котором не упомянута возможность использования биоматериалов), картридж выполнен так, что он не взаимодействует с проникающими шипами аппарата пока указанные шипы не коснутся дна самого картриджа.

Раскрытие изобретения

Задача изобретения заключается в том, чтобы устранить по меньшей мере некоторые из вышеописанных ограничений.

Это, например, относится к ограничению диапазона напитков, которые изначально могут получены при использовании картриджа в аппарате, имеющем систему перфорации дна в результате внутреннего давления, и/или к увеличению срока службы картриджей по окончании (претерпевающих) процесса экстракции.

Указанная задача может быть решена посредством картриджа, выполненного в соответствии с вариантами осуществления изобретения, охарактеризованного формулой.

Также описаны различные варианты осуществления способа изготовления такого картриджа.

Формула изобретения составляет неотъемлемую часть технического описания изобретения, раскрытого в настоящей заявке.

Различные варианты осуществления картриджа (или капсулы), позволяют, отдельно или в комбинации, обеспечить следующие преимущества:

- возможность изготовления корпуса картриджа (и, возможно, только дна и/или картриджа целиком, включая запечатывающую пленку) из компостируемого материала при отсутствии соответствующих функциональных недостатков, упомянутых выше;

- возможность применения картриджа в аппаратах, оснащенных перфорирующими шипами, предназначенными для перфорации нижней стенки картриджа, без прокалывания нижней стенки шипами, а с обеспечением ее опоры на шипы в ходе экстракции жидкого продукта; и/или

- возможность применения картриджа для экстракции при атмосферном давлении, например, для приготовления так называемого кофе, приготовленного фильтрационным способом, то есть кофе, без кремообразной пленки.

Различные варианты осуществления изобретения позволяют получить биоразлагаемый/компостируемый картридж, который может применяться в уже имеющихся на рынке аппаратах, оснащенных перфорирующими (и, возможно, фильтрующими) шипами, с обеспечением возможности взаимодействия шипов с нижней стенкой картриджа, избегая при этом ее перфорации, но с обеспечением вместо этого опоры нижней стенки картриджа на шипы (например, путем механического соединения, такого как соединение типа «выступ/впадина» в специально предусмотренный вогнутых участках).

В различных вариантах осуществления изобретения нижняя стенка картриджа позволяет соответствующим образом осуществлять выдачу кофе эспрессо под давлением (3-9 бар в зависимости от типа продукта) без разрушения корпуса картриджа, предотвращая, таким образом, нежелательный выход молотого кофе, который может быть увлечен напитком в контейнер (чашку) для его потребления, что может вызвать негативное отношение со стороны потребителя.

В различных вариантах осуществления изобретения картридж может применяться для приготовления кофе, приготавливаемого фильтрационным способом. Этот вид жидкого продукта отличается почти полным отсутствием кремообразной пленки на поверхности напитка, налитого в чашку. Продукт такого типа традиционно получают экстракцией путем простого процеживания, то есть пропускания воды через слой молотого кофе под действием гравитации и при атмосферном давлении. Следовательно, применение системы в которой предусмотрена перфорация картриджа под действием давление, может оказаться несовместимым со способом приготовления данного напитка. Поскольку различные варианты осуществления изобретения не основаны на этом принципе, они могут обеспечить большую эксплуатационную гибкость и в целом более широкий диапазон продуктов, которые могут быть приготовлены в аппарате, который уже имеется у потребителя.

Краткое описание чертежей

Далее, на примерах, не носящих ограничительного характера, описаны различные варианты осуществления изобретения со ссылками на приложенные чертежи, на которых:

на фиг. 1 в аксонометрии показан общий вид картриджа согласно вариантам осуществления изобретения;

на фиг. 2 показан картридж с фиг. 1 с удаленной запечатывающей пленкой;

на фиг. 3 в аксонометрии показан вид снизу картриджа согласно вариантам осуществления изобретения;

на фиг. 4 в увеличенном масштабе показано поперечное сечение по линии IV-IV с фиг. 3;

на фиг. 5 в аксонометрии показан вид снизу картриджа согласно вариантам осуществления изобретения;

на фиг. 6 в увеличенном масштабе показано поперечное сечение по линии VI-VI с фиг. 5;

на фиг. 7 в еще более увеличенном масштабе показан участок с фиг. 6, обозначенный стрелкой VII.

Осуществление изобретения

Для более полного понимания различных вариантов осуществления изобретения, ниже более подробно описаны его конкретные признаки. Изобретение может быть осуществлено без одного или более указанных конкретных признаков, или с применением других способов, материалов и т.п. В других случаях известные конструкции, материалы или операции не описаны или описаны неподробно с тем, чтобы избежать затруднений в понимании различных аспектов осуществления изобретения. Термин «вариант осуществления изобретения» или «один вариант осуществления изобретения» в контексте настоящего описания предназначен для указания на то, что конкретная конфигурация, структура или характеристика, относящаяся к изобретению, содержится в по меньшей мере одном варианте осуществления. Следовательно, фраза «в варианте осуществления изобретения» или «в одном варианте осуществления изобретения», которая может встречаться в различных местах описания, не обязательно означает один и тот же вариант осуществления. Конкретные конфигурации, конструкции или характеристики могут быть подходящим образом скомбинированы в одном или более вариантах осуществления изобретения.

Ссылки, используемые в настоящем описании, приведены только для удобства чтения и не определяют объем защиты изобретения.

На чертежах номером позиции 100 обозначен в целом картридж (или капсула) (указанные термины являются в настоящем описании эквивалентными) для приготовления жидкого продукта путем ввода в картридж жидкости и/или пара.

В различных вариантах осуществления, жидкий продукт может представлять собой напиток, например кофе (например, кофе эспрессо или фильтр-кофе), получаемый путем введения картридж жидкости и/или пара под давлением при высокой температуре.

В любом случае, повторяющиеся ссылки на приготовление кофе, в контексте настоящего подробного описания, ни в коей мере не ограничивают объем описания, являющегося обобщенным.

В различных вариантах осуществления, картридж 10 может содержать порцию 12 вещества, предназначенного для приготовления жидкого продукта с применением вышеупомянутых жидкости и/или пара. Для упрощения иллюстрации, порция вещества 12 показана схематически пунктирной линией только на фиг. 2.

В различных вариантах осуществления, порция 12 может включать в себя молотый кофе, или другой исходный продукт для приготовления жидкого продукта, например, такого напитка, как чай, порошковый или гранулированный шоколад, продукты для приготовления бульонов, супов, алкогольных напитков и различных настоев: этот список приведен только в качестве примера, не носящего ограничительный характер.

В различных вариантах осуществления, в конструкции картриджа 10, который может иметь форму наподобие лотка или маленькой чашки, внутри которой размещена порция 12 продукта, можно выделить следующие элементы:

- корпус 14, содержащий боковую стенку или цилиндр 140 и нижнюю стенку 142, которая закрывает корпус 14 на одном конце охватывающей стенки 140; и

- запечатывающая пленка 16 (на фиг. 2 удалена), например, отслаивающаяся пленка, которая закрывает картридж 10 на конце, противоположном нижней стенке 142.

Запечатывающая пленка 16 предназначена для обеспечения герметичного соединения, например, путем термосварки, с боковой стенкой 140 корпуса 14 картриджа, например, по отогнутой кромке 144, окружающей приемную часть корпуса 14.

В различных вариантах осуществления, показанных на приложенных чертежах, корпус 14 может иметь форму лотка, расширяющегося от нижней стенки 142 в направлении конца, закрытого запечатывающей пленкой 16. В различных вариантах осуществления, расширяющаяся конструкция может иметь форму усеченного конуса. С другой стороны, такая конфигурация не является обязательной, поскольку картридж 14 может иметь разные формы, например, призматическую, форму усеченной пирамиды, квадратную и т.п.

В различных вариантах осуществления, нижняя стенка 142 может иметь рельефную структуру, например, с выступающими и вогнутыми участками.

В различных вариантах осуществления (с возможными отличиями, которые могут быть замечены при сравнении фиг. 3 и 4, с одной стороны, и фиг. 5 и 6, с другой стороны), упомянутая рельефная структура означает, что если смотреть с наружной стороны картриджа (что соответствует ракурсу, показанному на фиг. 3 и 5), нижняя стенка 142 может иметь:

- центральный участок 1420, который может быть вогнутым, т.е. углубленным, как показано на фиг. 3 и 4, или выступающим, например, выпуклым (как показано на фиг. 5 и 6);

- первую кольцевую канавку 1422 (например, первый вогнутый кольцевой участок), окружающую центральный участок 1420;

- промежуточный кольцевой участок 1424, окружающий первую кольцевую канавку 1422 и отделенный от последней первым кольцевым ребром 1423; и

- вторую кольцевую канавку 1426 (т.е. второй кольцевой вогнутый участок), окружающую промежуточный участок 1424 и отделенную от последнего вторым кольцевым ребром 1425.

Вышеуказанная последовательность канавок и ребер лучше видна на виде в разрезе, показанном на фиг. 7, которая может соответствовать двум вариантам осуществления, как показанному на фиг. 3 и 4, так и показанному на фиг. 5 и 6.

В различных вариантах осуществления, нижняя стенка 142 может иметь отверстия 1428 для выхода жидкого продукта (например, напитка, такого как кофе), приготовленного в картридже 10.

В различных вариантах осуществления, отверстия 1428 для выхода жидкого продукта из картриджа 10 могут быть расположены по меньшей мере на одном из следующих участков:

- на центральном участке 1420;

- в первой кольцевой канавке 1422;

- на промежуточном кольцевом участке 1424; и/или

- во второй кольцевой канавке 1426;

и, опционально, на более чем одном, из вышеуказанных участков/канавок.

В различных вариантах осуществления, можно предусмотреть, чтобы отверстия 1428 для выхода жидкого продукта из картриджа 10 были расположены на (или «также на») ребрах, которые разделяют упомянутые участки/канавки.

В различных вариантах осуществления, по меньшей мере один из (а предпочтительно оба, как показано на чертежах) участков: центральный участок 1420 и промежуточный участок 1424, имеют отверстия для выхода жидкого продукта, приготовленного в картридже 10.

В различных вариантах осуществления, как проиллюстрировано на приложенных чертежах, на которых корпус 14 картриджа 10 имеет форму усеченного конуса, указанные кольцевые участки 1422, 1424 и 1426, также как и ребра 1423 и 1425, разделяющие кольцевые участки, могут иметь круглую форму; с другой стороны, такая форма не является обязательной и может быть изменена в соответствии с общей формой картриджа 10.

То же самое относится и к дополнительному ребру, обозначенному номером позиции 1430, которое может проходить между центральным участком 1420 и первой канавкой 1422, независимо от того является ли центральный участок 1420 вогнутым (т.е. углубленным, как показано на фиг. 3 и 4) или выпуклым (т.е. рельефным, как показано на фиг. 5 и 6). Термины «вогнутый» и «выпуклый» всегда употребляются относительно нижней стенки 142, наблюдаемой с наружной стороны картриджа 10.

В различных вариантах осуществления, как показано на фиг. 3 и 4, с углубленным центральным участком 1420, нижняя стенка 142 может представлять собой, как показано с внутренней стороны картриджа 10, общую плоскую поверхность (более наглядно показанную в поперечном сечении на фиг. 4) по меньшей мере в зоне вышеупомянутого центрального участка 1420 и различных углубленных участков 1422, 1424 и 1426.

Благодаря этому, можно разместить на этой плоской поверхности пленку (например, диск) фильтрующего материала 18, например, такого как фильтровальная бумага, выполненного с возможностью предотвращать нежелательный выход вещества порции 12 (например, молотого кофе) на наружную поверхность картриджа 10.

В различных вариантах осуществления, отверстия 1428 могут быть выполнены в виде проницаемых сквозных отверстий; сохранение аромата и, в общем, органолептических свойств вещества порции 12 до использования, может быть обеспечено путем помещения картриджа 10 в запечатывающий пакет (например, типа «флоу-пак»), который может быть открыт пользователем для того, чтобы достать картридж 10.

В различных вариантах осуществления, как показано на фиг. 5 и 6, центральный участок 1420 может выступать (также при наблюдении нижней стенки 142 с наружной стороны картриджа 10).

В этом случае фильтрующий элемент 18 может содержать:

- центральный диск 18а, размещенный в зоне, соответствующей отверстиям 1428, выполненным в центральном участке 1420; и/или

- кольцо 18b, размещенное так, чтобы закрывать отверстия 1428, выполненные на промежуточном участке 1424.

Независимого от применяемого решения, в различных вариантах осуществления, фильтрующая пленка 18 или 18а, 18b может быть размещена на внутренней стороне нижней стенки картриджа 10.

В соответствии с вариантами осуществления, показанными на фиг. 5 и 6, благодаря тому, что центральный участок 1420 нижней стенки 142 выступает в направлении наружной стороны картриджа 10, внутри картриджа 10 может быть выполнена, в зоне центрального участка 1420, центральная чашеобразная камера, выполненная с возможностью принимать некоторое количество вещества порции 12: при сравнении поперечных сечений, показанных на фиг. 4 и 6, указанную дополнительную приемную камеру можно увидеть в центре фиг. 6.

С другой стороны, в обоих вариантах осуществления, показанных на фиг. 3, 4 и 5, 6, можно предусмотреть наличие выступающих периферийных ребер 1432, проходящих по контуру нижней стенки 142, которые могут образовывать, внутри картриджа 10, дополнительную кольцевую камеру для приема вещества порции 12.

Как наиболее отчетливо видно на увеличенном поперечном сечении, показанном на фиг. 7, в зоне периферийного ребра 1432, во внутреннем пространстве картриджа 10 образована кольцевая камера для приема вещества порции 12. В различных вариантах осуществления, на внутренней стороне ребра 1432, в зоне, соответствующей внутренней периферии вышеуказанной кольцевой камеры для приема вещества порции 12, могут быть выполнены каналы 1434, которые проходят примерно в осевом/радиальном направлении относительно протяженности картриджа 10, для того, чтобы способствовать потоку жидкости для приготовления напитка. Этот поток (схематически показанный стрелкой F на фиг. 7), достигающий кольцевой периферийной камеры, предотвращает возможность того, что часть вещества порции 12, содержащаяся в периферийной камере, будет до некоторой степени исключена из потока, и, таким образом, только частично будет задействована в приготовлении жидкого продукта.

На той же фиг. 7 видно, что, в различных вариантах осуществления кольцевые канавки (например, 1422 и 1426), выполненные снаружи нижней стенки 142 картриджа 10, могут принимать шипы Р, имеющиеся в некоторых машинах для приготовления напитков для перфорации нижней стенки картриджей и выпуска приготовленного жидкого продукта.

В различных проиллюстрированных вариантах осуществления канавки, такие канавки, как 1422 и 1426, могут образовывать кольцевые гнезда, которые предназначены для того, чтобы охватывать вершины шипов Р. Таким образом, шипы Ρ не протыкают нижнюю стенку 142, а образуют вместо этого своего рода посадку, при необходимости, плотную посадку, так, что шипы Ρ функционируют в качестве опорных элементов, на которые может опираться нижняя стенка 142 картриджа 10, противодействуя некоторому негативному явлению, которое может проявляться при изготовлении корпуса 14 картриджа 10 из биоматериала, например, одного из материалов, упомянутых во вводной части настоящего описания.

В связи с этим, следует отметить, что запечатывающая пленка 16 может быть также изготовлена с использованием такого материала, благодаря чему, весь картридж будет изготовлен из компостируемого материала.

Отверстия, такие как отверстия 1428, могут быть также выполнены в зоне, соответствующей канавкам 1422 и 1426, хотя такой вариант не показан на приложенных фигурах. Шипы Ρ не будут препятствовать потоку жидкого продукта, исходящего из этих опциональных отверстий, поскольку они поддерживают нижнюю стенку 142, но не перфорируют ее.

В различных вариантах осуществления, компостируемые материалы, которые могут использоваться для изготовления нижней стенки 142 (и, предпочтительно, корпуса 14 картриджа целиком, а также, возможно, запечатывающей пленки 16), могут быть выбраны из группы, включающей в себя:

- полилактидную кислоту (PLA);

- поли-L-лактидную кислоту (PLLA);

- поли-D-лактидную кислоту (PDLA);

- стереокомплекс PDLA и PLLA;

- кукурузные крахмалы;

- целлюлозные материалы;

- смеси на основе PLA, PDLA и/или PLLA в комбинации с минеральными наполнителями;

- смеси на основе PLA, PDLA и/или PLLA в комбинации с минеральными наполнителями и пластификаторами;

- смеси на основе PLA, PDLA и/или PLLA и целлюлоза;

- смеси на основе кукурузных крахмалов в комбинации с минеральными наполнителями;

- полибутиленсукцинат;

- полибутиленсукцинат в комбинации с минеральными наполнителями;

- полимеры, произведенные микроорганизмами или бактериями, такие как полигидроксиалканоаты (PHAs) и поли-бета-гидроксибутираты (PBS);

- материалы, полученные путем комбинации растительных волокон и крахмалов;

- материалы, полученные путем комбинации растительной биомассы и крахмалов;

- материалы, полученные путем комбинации растительных волокон и PLA;

- материалы, полученные путем комбинации растительной биомассы и ΡLA;

- комбинации вышеупомянутых веществ.

В различных вариантах осуществления, могут быть учтены аспекты, связанные с компостируемостью вышеуказанных материалов, например, в отношении максимальной толщины деталей, из которых изготовлен картридж 10, например нижняя стенка 142.

Исходя из результатов испытаний, проведенных заявителем, значение толщины нижней стенки 142 на нижнем участке 1420 предлагается выбирать от 0,7 до 2,5 мм.

По аналогичным соображениям, предполагается, что высота периферийного ребра 1432, относящегося к общей плоскости раскрытия канавок 1422, 1424 и 1426, может иметь значение (например, порядка 2,5 мм) не менее чем двойная глубина канавок (которая может быть порядка 1 мм).

Ширина канавок, таких как канавки 1422 и 1426 (измеренная в радиальном направлении относительно корпуса 14 картриджа 10), может варьироваться между 0,5 и 1,2 мм, т.е. аспектное отношение поперечных сечений канавок 1422 и 1426 находится между примерно 1:1 и 2:1.

Корпус картриджа 10, такой как корпус 14, проиллюстрированный на чертежах, может быть изготовлен, согласно различным вариантам осуществления, путем формования, включающего в себя два этапа:

- наполнение формы; и

- выдерживание материала в закрытой форме при температуре выше комнатной.

Корпус картриджа 10, такой как корпус 14, проиллюстрированный на чертежах, может быть изготовлен, согласно различным вариантам осуществления, путем инжекционного формования, включающего в себя два этапа:

- инжекционное формование подходящим способом; и

- последующая обработка, которая может быть проведена двумя альтернативными путями:

- отверждение в термошкафу; и

- обработка ультрафиолетовым излучением.

В различных вариантах осуществления, корпус 14 картриджа 10, примеры которого приведены в данной заявке, может быть изготовлен путем литьевого прессования и/или штамповкой, включающими в себя следующие этапы:

- создание преформы в пластическом состоянии, например, из одного из вышеописанных материалов;

- размещение преформы внутри полости, имеющей форму, которую должен принять корпус 14 картриджа 10;

- штамповка преформы внутри полости, имеющей форму корпуса 14 картриджа 10, с использованием механического штампа; и

- последующая обработка, выполняемая, в свою очередь, тремя альтернативными путями:

- выдерживание корпуса в закрытой форме при температуре выше комнатной;

- отверждение в термошкафу при температуре выше комнатной;

- обработка ультрафиолетовым излучением.

Очевидно, особенности конструкции и варианты осуществления могут изменяться, даже существенно, без отхода от принципов изобретения, по сравнению с теми, которые были описаны выше исключительно в качестве примера, не носящего ограничительного характера. Такие изменения не будут выходить за границы объема охраны, определяемого формулой изобретения.

Настоящее изобретение относится к картриджам для приготовления жидких продуктов. Картридж (10), содержащий порцию (12) по меньшей мере одного вещества для приготовления жидкого продукта, например кофе, посредством введения в картридж (10) жидкости и/или пара, включает в себя корпус (14), содержащий указанную порцию (12), с нижней стенкой (142) для вытекания жидкого продукта из картриджа (10). Нижняя стенка (142) имеет при наблюдении с наружной стороны картриджа (10) центральный участок (1420), первую кольцевую канавку (1422), окружающую центральный участок (1420), промежуточный кольцевой участок (1424), окружающий первую кольцевую канавку (1422) и отделенный от нее первым кольцевым ребром (1423), и вторую кольцевую канавку (1426), окружающую промежуточный кольцевой участок (1424) и отделенную от него вторым кольцевым ребром (1425). Нижняя стенка (142) имеет выпускные отверстия (1428) для выхода жидкого продукта из картриджа, которые расположены, например, по меньшей мере на одном из, а предпочтительно на обоих участках: центральном участке (1420) и промежуточном участке (1424). Картридж по изобретению легко биоразлагаем и вместе с тем достаточно прочен. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Картридж (10), содержащий порцию (12) по меньшей мере одного вещества для приготовления жидкого продукта посредством введения в картридж (10) жидкости и/или пара, включающий в себя корпус (14), содержащий указанную порцию (12), с нижней стенкой (142) для вытекания указанного жидкого продукта из картриджа (10), отличающийся тем, что указанная нижняя стенка (142) имеет, при наблюдении с наружной стороны картриджа (10):

центральный участок (1420),

первую кольцевую канавку (1422), окружающую указанный центральный участок (1420),

промежуточный кольцевой участок (1424), окружающий первую кольцевую канавку (1422) и отделенный от нее первым кольцевым ребром (1423),

вторую кольцевую канавку (1426), окружающую промежуточный кольцевой участок (1424) и отделенную от него вторым кольцевым ребром (1425),

при этом указанная нижняя стенка (142) имеет выпускные отверстия (1428) для выхода указанного жидкого продукта из картриджа.

2. Картридж по п. 1, отличающийся тем, что выпускные отверстия (1428) для выпуска указанного жидкого продукта из картриджа (10) размещены на по меньшей мере одном из следующих участков: указанный центральный участок (1420), указанная первая кольцевая канавка (1422), указанная вторая кольцевая канавка (1426) и указанный промежуточный кольцевой участок (1424), предпочтительно, на по меньшей мере одном из следующих участков: указанный центральный участок (1420) и указанный промежуточный участок (1424).

3. Картридж по п. 1 или 2, отличающийся тем, что он включает пленку из фильтрующего материала (18), размещенную на нижней стенке (142) картриджа (10) на указанных выпускных отверстиях (1428) для жидкости, причем указанный фильтрующий материал предпочтительно размещен на внутренней стороне нижней стенки (142) по отношению к картриджу (10).

4. Картридж по п. 1 или 2, отличающийся тем, что указанный центральный участок (1420) отделен от первой кольцевой канавки (1422) третьим кольцевым ребром (1430).

5. Картридж по п. 1 или 2, отличающийся тем, что указанный центральный участок (1420), при наблюдении со стороны нижней стенки (142), являющейся наружной по отношению к картриджу (10), является углубленным.

6. Картридж по п. 1 или 2, отличающийся тем, что указанный центральный участок (1420), при наблюдении со стороны нижней стенки (142), являющейся наружной по отношению к картриджу (10), представляет собой выступ и образует внутри картриджа (10) соответствующую приемную камеру для указанного по меньшей мере одного вещества (12).

7. Картридж по п. 1 или 2, отличающийся тем, что указанная нижняя стенка (142) имеет периферийное выступающее ребро (1432), образующее внутри картриджа (10) кольцевую приемную камеру для указанного по меньшей мере одного вещества (12).

8. Картридж по п. 7, отличающийся тем, что он имеет проточные каналы (1434) для указанного жидкого продукта, выполненные на внутренней поверхности нижней стенки (142) по отношению к картриджу (10), проходящие радиально внутри по отношению к указанной кольцевой приемной камере.

9. Картридж по любому из пп. 1, 2 или 8, отличающийся тем, что корпус (14) картриджа (10) и предпочтительно запечатывающая пленка (16) для герметизации корпуса картриджа (10) на конце корпуса, противоположном указанной нижней стенке (142), содержат компостируемый материал.

10. Картридж по п. 9, отличающийся тем, что указанный компостируемый материал выбран из группы, включающей в себя:

полилактидную кислоту (PLA);

поли-L-лактидную кислоту (PLLA);

поли-D-лактидную кислоту (PDLA);

стереокомплекс PDLA и PLLA;

кукурузные крахмалы;

целлюлозные материалы;

смеси на основе PLA, PDLA и/или PLLA в комбинации с минеральными наполнителями;

смеси на основе PLA, PDLA и/или PLLA в комбинации с минеральными наполнителями и пластификаторами;

смеси на основе PLA, PDLA и/или PLLA и целлюлозы;

смеси на основе кукурузных крахмалов в комбинации с минеральными наполнителями;

полибутиленсукцинат;

полибутиленсукцинат в комбинации с минеральными наполнителями;

полимеры, произведенные микроорганизмами или бактериями, такие как полигидроксиалканоаты (PHAs) и полигидроксибутираты (PBS);

материалы, полученные путем комбинации растительных волокон и крахмалов;

материалы, полученные путем комбинации растительных биомасс и крахмалов;

материалы, полученные путем комбинации растительных волокон и PLA;

материалы, полученные путем комбинации растительных биомасс и PLA;

комбинации вышеупомянутых веществ.

11. Картридж по любому из пп. 1, 2, 8 или 10, отличающийся тем, что он содержит запечатывающую пленку (16) для герметизации корпуса картриджа (10) на конце корпуса, противоположном указанной нижней стенке (142), причем указанная запечатывающая пленка (16) представляет собой отслаивающуюся пленку.

12. Способ изготовления корпуса (14) картриджа (10) по любому из пп. 1-11, включающий в себя следующие этапы:

первый этап, на котором формируют указанный корпус (14), и

второй этап, на котором выполняют последующую обработку, включающую в себя один или более из следующих этапов:

i) выдерживание в закрытой форме,

ii) отверждение в термошкафу, и/или

iii) обработка ультрафиолетовым излучением.

13. Способ по п. 12, в котором указанный первый этап формирования указанного корпуса (14) выбирают из группы:

i) формование в матрице пресс-формы,

ii) инжекционное формование, и

iii) штампование заготовки в пластическом состоянии.