БИОРАЗЛАГАЕМАЯ КАПСУЛА СО ВСТРОЕННЫМ СРЕДСТВОМ ДЛЯ ОТКРЫВАНИЯ Российский патент 2025 года по МПК B65D85/804 B65D65/46 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к капсуле для приготовления напитка путем впрыскивания текучей среды в закрытую камеру для размещения вещества для приготовления напитка. Капсула содержит устройство для открывания закрытой камеры под действием давления впрыскиваемой текучей среды, повышающегося в закрытой камере. Настоящее изобретение дополнительно относится к способу конструирования и получения капсулы в соответствии с настоящим изобретением.

Уровень техники

В предшествующем уровне техники известны капсулы для приготовления напитка, выполненные с возможностью удаления, для устройств для приготовления напитков. Эти капсулы обычно используются для выдачи по запросу напитков, таких как кофе, чай или горячий шоколад, а также супов или других несладких блюд. Обычно капсула содержит компонент напитка и вставляется в приемник капсул устройства для приготовления напитков. Приемник капсул закрывается, и начинается приготовление напитка. Текучая среда, такая как вода или молоко, подается в капсулу и взаимодействует с компонентом напитка внутри капсулы с получением требуемого напитка.

В приемнике капсул капсула на одном конце прокалывается иглой для введения текучей среды в капсулу. Давление внутри капсулы увеличивается до тех пор, пока механизм самооткрывания в капсуле не активируется в тот момент, когда завершается экстракция компонента напитка, что впоследствии позволяет напитку вытекать из капсулы. Полученный таким образом напиток выходит из капсулы и выдается в чашку. В патенте EP 1 472 156 B1 описаны примеры принципов работы капсулы данного типа.

Такое приготовление напитков удобно, поскольку пользователи могут просто выбрать напиток по своему вкусу, поместить капсулу, содержащую требуемые компоненты напитка, в устройство и сразу после этого выпить напиток. Однако, поскольку капсулы часто предназначены только для одноразового использования, необходимо организовывать их утилизацию.

Обычно саму капсулу изготавливают из алюминия, поскольку это позволяет обеспечить капсулы такими преимуществами, как стойкость к высокому давлению, долговечность, гибкость, малый вес, коррозионная стойкость, длительный срок хранения и сохранение вкуса приготовленного напитка неизменным.

К сожалению, алюминий трудно поддается переработке, поскольку во многих странах системы переработки алюминия либо отсутствуют, либо недостаточно развиты, либо требуют наличия дополнительных систем утилизации отходов, таких как пункты сбора для потребителей, которые трудно реализовать на практике. Кроме того, производство алюминия для капсул требует большого количества энергии, что приводит к увеличению выбросов углерода при производстве капсул.

Кроме того, механические компоненты внутри капсулы, которые, например, обеспечивают функциональность вышеупомянутого механизма самооткрывания, выполнены из пластиковых или металлических материалов, поскольку они требуют определенной стойкости к давлению, механической устойчивости и не должны изменять вкус напитка. Однако, как и алюминий, такие материалы не считаются предпочтительными с точки зрения экологии, если они не перерабатываются, и трудно обеспечить эффективную систему переработки.

Поэтому были предприняты различные попытки заменить материалы, используемые в капсуле и для нее, альтернативными материалами.

Например, в качестве материала капсулы были предложены биопластики, выполненные из кукурузного крахмала или высушенной пульпы волокон сахарного тростника. Однако недостатком таких материалов является то, что они не обладают теми же особенностями и преимуществами, что и используемые в настоящее время материалы, такие как алюминий или пластик. Например, капсулы, выполненные из альтернативных материалов, часто имеют ограниченный срок хранения, поскольку они не образуют надежного барьера для кислорода и влаги. Кроме того, материалы, такие как пульпа, часто не обладают теми же механической прочностью и устойчивостью, которые необходимы для обеспечения функции самооткрывания. В предшествующем уровне техники эта проблема решалась путем возврата к традиционным материалам, таким как пластик. Хотя эти материалы обладают требуемыми механическими свойствами, часто бывает необходимо, чтобы элементы капсулы поставлялись в виде отдельных частей, что приводит к проблемам при производстве и, возможно, при переработке материалов. Кроме того, такое разнообразие материалов приводит к проблеме, заключающейся в том, что капсула, выполненная таким образом, также не всегда может полностью разлагаться, и в конце процесса компостирования остаются остатки. По этой причине такие смеси материалов часто не принимаются для промышленного компостирования.

Таким образом, целью настоящего изобретения является создание капсулы с конструкцией, которая позволяет полностью изготавливать капсулу и каждый из ее компонентов из биоразлагаемых и/или пригодных для компостирования материалов, но при этом обеспечивать по меньшей мере такие же, если не большие, функциональные возможности, чем известны в связи с капсулами предшествующего уровня техники. В частности, целью изобретения является обеспечение капсулы с механизмом самооткрывания, который встроен в капсулу и выполнен из биоразлагаемых и/или пригодных для компостирования материалов, что упрощает и улучшает утилизацию капсулы после ее использования.

Эти и другие цели, которые становятся очевидными при чтении описания, достигаются с помощью объекта изобретения независимых пунктов формулы изобретения. Зависимые пункты формулы изобретения содержат ссылки на предпочтительные варианты осуществления изобретения.

раскрытие изобретения

Первый аспект изобретения относится к капсуле для приготовления напитка. Капсула содержит корпус капсулы, образующий закрытую камеру для помещения вещества для приготовления напитка путем впрыскивания текучей среды в камеру. Корпус капсулы содержит подпорную стенку, ограничивающую часть камеры. Капсула дополнительно содержит устройство для открывания закрытой камеры. Устройство для открывания и подпорная стенка расположены относительно друг друга таким образом, что зацепление между подпорной стенкой и устройством для открывания осуществляется под действием давления впрыскиваемой текучей среды, повышающегося в закрытой камере для открывания закрытой камеры. Корпус капсулы с его подпорной стенкой, а также устройство для открывания выполнены из биоразлагаемого материала.

Предпочтительно капсула (с корпусом капсулы, подпорной стенкой и устройством для открывания) выполнена из материала, также пригодного для компостирования.

В настоящем документе выражение «биоразлагаемый материал» можно понимать как любой материал, который может быть расщеплен в экологически безвредные продукты посредством (под действием) живых организмов (таких как микроорганизмы, например бактерии, грибы или водоросли). Этот процесс может происходить в среде с присутствием кислорода или, в ином случае, без кислорода. Например, под этим подразумевается, что компостирование можно осуществлять вне специального полигона. В частности, в конце процесса компостирования не остается остатков материала, которые могут представлять опасность для окружающей среды, или небиоразлагаемых компонентов.

Примерами биоразлагаемых материалов могут быть растительные материалы, такие как древесина, бамбук, бамбуковые волокна, целлюлоза, целлюлозная масса, пульпа багассы, древесная пульпа, пульпа сахарного тростника, бумага и/или картон. Дополнительно, например, также биопластики, такие как полигидроксибутират (PHB) и сополимеры, полибутиленсукцинат (PBS), поли(бутиленсукцинат-ко-бутиленадипат) (PBS-A/PBSa), полилактид (PLA), полибутиленадипаттерефталат (PBAT), ацетат целлюлозы и крахмал.

В международных стандартах, таких как EU 13432 или US ASTM D6400, указываются технические требования и процедуры определения биоразлагаемости и пригодности материала для компостирования. Например, в одном из испытаний для того, чтобы продукт считался «пригодным для промышленного компостирования», требуется, чтобы по меньшей мере 90% рассматриваемого материала биологически разложилось в контролируемых условиях за 6 месяцев. Аналогичные схемы испытаний также существуют для сертификации материалов, пригодных для домашнего компостирования.

Таким образом, пригодные для компостирования материалы могут быть просто помещены в компостные сооружения, которые являются специальными площадками с определенными условиями, зависящими от ветра, солнечного света, дренажа и других факторов, причем в землю после полного разрушения материала могут попадать питательные вещества. Компостирование можно осуществлять с помощью промышленных площадок для компостирования и/или с помощью домашних компостеров или контейнеров для продуктов. Например, в соответствии с вышеупомянутыми общепринятыми в международном праве стандартами пригодные для компостирования пластиковые материалы должны одновременно иметь следующие характеристики, чтобы материал подпадал под определение «пригодный для компостирования». Материал должен быть биоразлагаемым (как описано выше) и распадающимся, т.е. иметь фрагментацию не менее 90% в пересчете на сухой вес на куски размером менее 2×2 мм и быть невидимым в готовом компосте, а также не должен оказывать отрицательного влияния на процесс и качество компостирования.

Другими словами, в настоящем изобретении предложена капсула для приготовления напитка, которая (например, в целом) полностью выполнена из (по меньшей мере) биоразлагаемых материалов. И наоборот, капсула (и ее компоненты) не содержит элементов из небиоразлагаемого (непригодного для компостирования) материала. Это позволяет утилизировать капсулу после приготовления напитка таким образом, чтобы ее биологическое содержимое было переработано органически наилучшим доступным способом. Потребление энергии при производстве капсулы может быть уменьшено и, поскольку биоразлагаемые (и пригодные для компостирования) материалы, как правило, являются растительными, материалы имеют непрерывно пополняемые ресурсы.

В настоящем документе термин «капсула» может пониматься как закрытый приемный отсек, содержащий «вещество», которое может представлять собой любой тип (твердое вещество, жидкость, по меньшей мере частично растворимая и/или поддающаяся процеживанию) вещества конкретного или определенного химического состава. Примерами веществ могут быть обжаренный молотый кофе, растворимый кофе, чайные листья, концентрат сиропа, концентрат фруктового экстракта, шоколадный продукт, дегидратированные пищевые вещества, такие как дегидратированный бульон, биоразлагаемые вещества, и/или их комбинации. Соответственно, примерами напитков, которые могут быть приготовлены с такими веществами, могут быть напитки на основе кофе или шоколада, супы, бульоны или другие продукты питания подобного типа.

Обычно для приготовления напитка может потребоваться впрыскивание текучей среды в капсулу. Текучая среда может представлять собой текучее, жидкое и/или находящееся в другом нужном состоянии вещество любого типа. Текучая среда может представлять собой (горячую или холодную) воду или молоко в жидком состоянии.

Капсула содержит корпус капсулы с подпорной стенкой, причем каждый из них ограничивает закрытую камеру для помещения вещества для приготовления напитка. Таким образом, можно обеспечить капсулу с отделением в корпусе капсулы, которое не имеет отверстий для доступа и которое содержит и герметизирует вещество для приготовления напитка. Дополнительно капсула содержит устройство для открывания закрытой камеры. Таким образом, в момент ее применения можно открыть закрытую камеру и получить приготовленный напиток из капсулы. В частности, возможно открыть капсулу без использования дополнительных компонентов, например предусмотренных на соответствующем капсульном устройстве.

Более того, устройство для открывания и подпорная стенка выполнены (и/или скомпонованы) относительно друг друга таким образом, что не только подпорная стенка и устройство для открывания могут взаимодействовать (т.е. они могут действовать друг на друга или друг с другом) друг с другом под действием текучей среды, повышающей давление в закрытой камере, но также выполнены (и/или скомпонованы) таким образом, что при впрыскивании текучей среды в закрытую камеру для приготовления напитка и при повышении давления текучей среды в закрытой камере закрытая камера открывается.

Таким образом, можно активировать зацепление между устройством для открывания и подпорной стенкой путем повышения давления текучей среды, подаваемой в закрытую камеру в определенное время. Например, выражение «зацепление» может означать, что либо устройство для открывания, либо подпорная стенка, либо альтернативно оба из них могут быть перемещены относительно друг друга для осуществления открывания. Кроме того, эта конфигурация дополнительно способствует тому, что материалы, используемые для устройства для открывания и подпорной стенки, демонстрируют механические свойства, необходимые для открывания закрытой камеры. Таким образом, эта конфигурация капсулы позволяет использовать экологически благоприятные материалы и преодолеть проблему, заключающуюся в необходимости возврата к менее благоприятным материалам. Более того, эта конфигурация позволяет адаптировать конфигурацию капсулы к веществу и способу приготовления напитка (например, задание давления или времени приготовления, экстрагирование/растворение/вливание веществ в текучую среду), например, за счет выбора подходящих биоразлагаемых материалов.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления устройство для открывания и корпус капсулы могут быть выполнены из биоразлагаемых (и предпочтительно пригодных для компостирования) материалов с отличными друг от друга физическими свойствами, такими как жесткость (т.е. степень, в которой объект сопротивляется деформации в ответ на приложенное усилие, например сопротивление изгибу), прочность, пластичность, плотность и/или эластичность. Предпочтительно материал, используемый для устройства для открывания, может иметь более высокую жесткость и/или механическую устойчивость, чем материал, используемый для корпуса капсулы. Например, устройство для открывания может содержать (быть выполнено из) относительно жесткий материал, такой как твердая или отвержденная древесина. Корпус капсулы может содержать (быть выполнен из) относительно гибкий материал, например материал на основе пульпы, такой как волокнистая целлюлоза, пульпа багассы, бамбуковая пульпа и/или древесная пульпа.

Например, изготовив устройство для открывания механически более прочным и/или более жестким, чем корпус капсулы (например, включая подпорную стенку), можно обеспечить капсулу с механизмом самооткрывания, который подходит для открывания закрытой камеры, тогда как корпус капсулы может быть выполнен из относительно гибкого материала, такого как материал на основе пульпы. Таким образом, обеспечив устройство для открывания с прочностью на разрыв, отличной от прочности корпуса капсулы, можно контролировать увеличение давления внутри капсулы.

Предпочтительно капсула может быть выполнена из древесной пульпы и древесных частей. Термин «материал пульпы» или «пульпа» может относиться к любому материалу, полученному из (натурального/растительного) источника волокна, такого как лигноцеллюлозные волокна, и который можно использовать в качестве исходного материала для процесса формования волокна пульпы. Как правило, формованное волокно пульпы может быть получено путем преобразования в волокнистую массу, либо путем химического или механического отделения целлюлозных волокон от растительного материала, например древесины, бамбука, багассы, волокнистых культур или бумажных отходов. Предпочтительно капсула и/или корпус капсулы, и/или устройство для открывания могут быть выполнены с помощью (влажного или сухого) формования из пульпы.

Под термином «древесина» можно понимать древесные части, щепу или щепки в их первоначальном (естественном и/или связанном) виде. Древесные части или щепки могут быть химически или физически обработаны, например путем термоотверждения древесины. Например, древесные части могут быть обработаны таким образом, чтобы повысить сопротивление локальной пластической деформации, вызванной механическим вдавливанием или истиранием.

В соответствии с дополнительным предпочтительным вариантом осуществления устройство для открывания может содержать по меньшей мере один, предпочтительно множество, штыревой (-ых) элемент (-ов) для зацепления с подпорной стенкой для открывания закрытой камеры. Предпочтительно штыревой элемент может быть выполнен из жесткого материала, такого как твердая или отвержденная древесина, стабилизированная древесина, пригодная для компостирования смола и/или усиленная бумага. Предпочтительно штыревой элемент может быть выполнен из материала, обладающего твердостью по меньшей мере (равной или более) 1,0 кг/мм², более предпочтительно по меньшей мере 1,8 кг/мм².

В настоящем документе под твердостью конструкции и/или материала можно понимать их сопротивление проникновению наконечника твердомера. Существует несколько испытаний для определения твердости материала, таких как испытание по Бринелю, которые, например, можно использовать в данном случае. Например, число твердости по Бринелю (BHN) выражает отношение между механической нагрузкой, действующей на поверхность, и фактической площадью углубления. Однако для определения твердости материала можно использовать также другие испытания.

Таким образом, устройство для открывания (и/или его материал) может быть выполнено с возможностью сопротивления локальной пластической деформации, вызванной механическим вдавливанием или истиранием. Таким образом, для устройства для открывания можно обеспечить конструкцию, адаптированную к его предполагаемой функциональности, заключающейся в открывании закрытой камеры. Благодаря наличию множества таких элементов открывание камеры может быть обеспечено множество раз.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления устройство для открывания может дополнительно содержать несущую конструкцию, посредством которой штыревой элемент по меньшей мере частично заделан и/или заключен в оболочку. Предпочтительно несущая конструкция может быть выполнена из гибкого материала, такого как волокнистая целлюлоза, пульпа багассы, бамбуковая пульпа и/или древесная пульпа. Более предпочтительно несущая конструкция может быть выполнена за одно целое с корпусом капсулы (например, несущая конструкция может быть частью корпуса капсулы).

Таким образом, можно соединить и прикрепить устройство для открывания к корпусу капсулы и/или сделать устройство для открывания частью, выполненной за одно целое с корпусом капсулы. В частности, описанная выше конфигурация позволяет встроить устройство для открывания в корпус капсулы, просто вставив штыревой (-ые) элемент (-ы) в участок стенки корпуса капсулы. Кроме того, можно придать устройству для открывания характеристики гибкого и жесткого материала. Например, штыревой элемент может быть выполнен из (жесткого) материала, который особенно подходит для проникновения в подпорную стенку или сопротивления ей, тогда как несущая конструкция может быть выполнена из (гибкого) материала, который обеспечивает подходящее крепление к корпусу капсулы и рассеивает напряжения, вызванные эффектом повышения давления и/или зацеплением устройства для открывания с подпорной стенкой. Таким образом, устройство для открывания может быть выполнено простым и особенно выгодным образом.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления устройство для открывания (штыревой элемент) может образовывать углубление и/или выступ по отношению к подпорной стенке. Альтернативно или дополнительно устройство для открывания (штыревой элемент) может иметь коническую форму и/или пирамидальную форму. Предпочтительно, по меньшей мере часть штыревого элемента может выступать по направлению к подпорной стенке. Участок может выступать из несущей конструкции по направлению к подпорной стенке. Участок может быть выполнен с возможностью проникновения и/или частичного расслаивания подпорной стенки посредством повышения давления внутри закрытой камеры. Для простоты вышеупомянутый участок далее может именоваться «выступающим участком». Штыревой элемент или по меньшей мере его выступающий участок может сужаться по направлению к подпорной стенке предпочтительно с образованием заостренного и/или острого наконечника для прокола, разрыва, разрезания и/или разрушения подпорной стенки для открывания закрытой камеры при повышении давления.

Таким образом, можно обеспечить устройство для открывания с определенной конфигурацией, которая позволяет сгибать, растягивать или разрушать подпорную стенку так, что при этом образуется отверстие, сообщающееся с закрытой камерой. Например, выступы устройства для открывания могут преодолевать сопротивление материла подпорной стенки под действием растущего давления и, таким образом, прокалывать подпорную стенку. Кроме того, возможно, что подпорная стенка отделится, например, из-за отсутствия опоры со стороны устройства для открывания, со стороны корпуса капсулы, за счет чего может быть осуществлено расслаивание.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления устройство для открывания может представлять собой часть, выполненную за одно целое с корпусом капсулы. При этом устройство для открывания может быть встроено в часть корпуса капсулы. Альтернативно или дополнительно несущая конструкция может быть образована за одно целое с корпусом капсулы.

Обеспечивая капсулу устройством для открывания, встроенным в корпус капсулы, можно, например, придать устройству для открывания достаточную жесткостью для зацепления с подпорной стенкой под действием давления, так что, например, будет достигаться прокалывание подпорной стенки. Кроме того, можно упростить изготовление, поскольку можно точно определить положение устройства для открывания относительно подпорной стенки.

В настоящем документе выражение «выполненный за одно целое» может пониматься, например, как два элемента, образующие единый блок, и/или как компоненты, составляющие (единый) блок. Например, устройство для открывания можно считать частью, выполненной за одно целое с корпусом капсулы, если устройство для открывания не может быть извлечено из корпуса капсулы без разрушения одного из двух элементов.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления по меньшей мере часть подпорной стенки и/или по меньшей мере часть устройства для открывания может быть гибкой, чтобы обеспечить относительное перемещение по отношению друг к другу для обеспечения зацепления под действием давления впрыскиваемой текучей среды, повышающегося в закрытой камере, для открывания закрытой камеры.

Таким образом, можно облегчить зацепление между подпорной стенкой и устройством для открывания так, чтобы использовать тягу, создаваемую давлением в закрытой камере, эффективным образом. Более того, такая конфигурация позволяет точно управлять механизмом открывания.

В соответствии с дополнительным предпочтительным вариантом осуществления подпорная стенка может представлять собой пленку или мембрану. Подпорная стенка может быть выполнена из пригодного для компостирования и/или гибкого материала. Толщина подпорной стенки может быть такой, чтобы она разрушалась, рвалась и/или лопалась при зацеплении с устройством для открывания при превышении (заданного) давления в закрытой камере во время впрыскивания текучей среды.

Таким образом, можно определить характеристики подпорной стенки с привязкой к устройству для открывания. Например, в зависимости от материала и/или толщины пленки/мембраны подпорная стенка может быть открыта при заданном давлении. Таким образом, можно более точно определить ход процесса самооткрывания. Следовательно, можно улучшить процесс приготовления напитка и качество напитка. Также подпорная стенка может быть образована таким образом, что при превышении заданного давления внутри закрытой камеры подпорная стенка разрывается в случае неисправности механизма самооткрывания (в котором, например, в закрытой камере создается слишком большое давление до приведения в действие механизма самооткрывания).

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления корпус капсулы может иметь непрерывную боковую стенку для установления границ закрытой камеры. Корпус капсулы может иметь по меньшей мере одно отверстие, которое покрыто и закрыто подпорной стенкой. Предпочтительно корпус капсулы может иметь коническую форму, которая сужается по направлению к одной стороне. Устройство для открывания может быть предусмотрено в части боковой стенки, посредством которой предпочтительно корпус капсулы ограничен с одной стороны. Корпус капсулы может быть выполнен из материала на основе пульпы, такого как волокнистая целлюлоза, пульпа багассы, бамбуковая пульпа и/или древесная пульпа.

В соответствии с дополнительным предпочтительным вариантом осуществления корпус капсулы может содержать впрыскивающую стенку, выполненную из биоразлагаемого, предпочтительно также пригодного для компостирования, материала. Впрыскивающая стенка может ограничивать часть закрытой камеры и/или может быть выполнена с возможностью введения впрыскивающего устройства для впрыскивания текучей среды. При этом впрыскивающая стенка может покрывать и закрывать впрыскивающее отверстие корпуса капсулы. Впрыскивающее отверстие может быть образовано непрерывной боковой стенкой. Впрыскивающая стенка может представлять собой пленку или мембрану, которая может содержать (двунаправленный) барьер для кислорода и/или влаги.

Таким образом, закрытая камера может быть обеспечена простым и надежным способом. Более того, можно обеспечить закрытую камеру, позволяющую впрыскивать текучую среду и повышать давление в достаточной степени для зацепления между устройством для открывания и подпорной стенкой.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления корпус капсулы может содержать предпочтительно двунаправленный барьерный слой для блокирования поступления в закрытую камеру и/или выхода из нее газов, таких как кислород, и/или влаги. Барьерный слой может быть выполнен в виде облицовки и/или в виде покрытия на по меньшей мере отдельных частях обращенной к закрытой камере внутренней поверхности корпуса капсулы. Предпочтительно барьерный слой может представлять собой пригодный для компостирования полимер или смесь пригодных для компостирования полимеров, таких как полимолочная кислота (PLA), полигидроксиалканоат (PHA), полибутиленсукцинат (PBS), поли(бутиленсукцинат-ко-бутиленадипат) (PBSa), поли(виниловый спирт) (PVOH), поли(гликолевая кислота) (PGA), регенерированный целлофан, тальк и/или крахмал, или их соединения.

Таким образом, срок хранения капсулы может быть увеличен при сохранении биоразлагаемости (и пригодности для компостирования) капсулы. Кроме того, можно достичь того, что вкус напитка не будет изменяться из-за материала корпуса капсулы и что корпус капсулы не будет размокать в процессе приготовления напитка.

В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления капсула может содержать выпускную часть для выдачи приготовленного напитка из капсулы. Выпускная часть может сообщаться по текучей среде с камерой после зацепления между подпорной стенкой и устройством для открывания. Выпускная часть может быть выполнена за одно целое с по меньшей мере частью корпуса капсулы. Например, выпускная часть может представлять собой бумажную трубку или может быть выполнена за одно целое с корпусом капсулы. Кроме того, можно обеспечить выпускную часть, которая действует как аэратор для создания пены или крема в выдаваемом напитке.

Таким образом, характеристики потока приготовленного напитка, выходящего из капсулы, могут быть установлены так, чтобы напиток можно было разливать с определенной скоростью в определенных направлениях.

Дополнительный аспект настоящего изобретения относится к способу конструирования и изготовления капсулы в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения. Способ включает следующие стадии:

Обеспечивают по меньшей мере первую часть устройства для открывания (по меньшей мере один штыревой элемент), выполненную из первого биоразлагаемого материала, такого как древесина или отвержденная древесина. Первую часть устройства для открывания (по меньшей мере один штыревой элемент) помещают в форму. Предпочтительно первая часть устройства для открывания (по меньшей мере один штыревой элемент) может быть обеспечена путем вырезания устройства для открывания из твердого биоразлагаемого материала, такого как куски древесины или куски отвержденной древесины.

Второй биоразлагаемый материал, такой как волокнистая целлюлоза, пульпа багассы, бамбуковая пульпа и/или древесная пульпа, вдавливают в форму для получения устройства для открывания таким образом, чтобы первая часть устройства для открывания была по меньшей мере частично заформована вторым биоразлагаемым материалом. При этом первый биоразлагаемый материал отличается от второго биоразлагаемого материала. Предпочтительно материал пульпы может быть вдавлен в форму так, чтобы устройство для открывания имело определенную форму, такую как пирамидальная форма.

Более того, материал из биоразлагаемой пульпы, такой как волокнистая целлюлоза, пульпа багассы, бамбуковая пульпа и/или древесная пульпа, вдавливают в форму для формирования по меньшей мере части корпуса капсулы таким образом, что устройство для открывания становится частью, выполненной за одно целое с корпусом капсулы. Предпочтительно стадии вдавливания материала в форму для формирования устройства для открывания и формирования по меньшей мере части корпуса капсулы могут выполняться одновременно и предпочтительно с использованием одного и того же материала из биоразлагаемой пульпы.

Предпочтительно выпускная часть, выполненная из биоразлагаемого материала, может быть помещена в форму, а материал пульпы может быть вдавлен в форму таким образом, что выпускная часть становится (частью, выполненной за одно целое с) единым блоком с корпусом капсулы.

Сформированный корпус капсулы (и/или устройство для открывания) высушивают. Подпорная стенка формируется вместе с остальной частью корпуса капсулы таким образом, что закрытая камера образуется путем формования пульпы и/или путем прикрепления мембраны или пленки в качестве подпорной стенки к корпусу капсулы после его высушивания, например с помощью биоразлагаемого клея. Предпочтительно барьерный слой, выполненный из биоразлагаемого материала, может быть добавлен на поверхность корпуса капсулы, например, путем термоформования. Предпочтительно корпус капсулы может быть заполнен веществом для приготовления напитка.

Таким образом, можно получить капсулу с механизмом самооткрывания, при этом капсула и каждый из ее компонентов внутри полностью выполнены из биоразлагаемых и/или пригодных для компостирования материалов. Также в капсулу может быть встроен механизм самооткрывания. Таким образом, можно получить экологически благоприятную капсулу, не отказываясь от каких-либо функциональных возможностей, которые ранее были предусмотрены в таких капсулах.

Краткое описание чертежей

Дополнительные признаки, преимущества и объекты настоящего изобретения станут понятными для специалиста в данной области техники после ознакомления с приведенным ниже подробным описанием вариантов осуществления настоящего изобретения при их рассмотрении вместе с фигурами на прилагаемых графических материалах. В случае если номера на фигуре не указаны, например, для ясности, соответствующие элементы все еще могут присутствовать на фигуре.

На фиг. 1 представлен схематический вид капсулы в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения.

На фиг. 2 представлен схематический вид капсулы в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения.

На фиг. 3 представлен схематический вид увеличенного поперечного сечения устройства для открывания в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения.

На фиг. 4 представлен схематический вид увеличенного поперечного сечения устройства для открывания в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения.

Осуществление изобретения

На фигурах представлены различные виды вариантов осуществления капсулы 100 для приготовления напитка в соответствии с настоящим изобретением. Капсула 100 может быть применима для приготовления напитка путем впрыскивания текучей среды в капсулу 100. Предпочтительно капсула 100 может быть полностью (исключительно) выполнена из биоразлагаемого (и предпочтительно также пригодного для компостирования) материала.

Капсула 100 содержит корпус 200 капсулы. Корпус 200 капсулы выполнен из биоразлагаемого, предпочтительно также пригодного для компостирования, материала. Предпочтительно корпус 200 капсулы может быть выполнен из пульпы, такой как волокнистая целлюлоза, пульпа багассы, бамбуковая пульпа и/или древесная пульпа. Однако это является лишь примером, а не исчерпывающим перечнем.

Корпус 200 капсулы может иметь любой вид или форму. Например, корпус 200 капсулы может иметь форму кольца или чаши. На фиг. 1 и 2 показан пример корпуса 200 капсулы, имеющего коническую форму, которая сужается к одной стороне. Корпус 200 капсулы может иметь непрерывную боковую стенку 211. Предпочтительно боковая стенка 211 может быть кольцевой, проходить между двумя противоположными сторонами и охватывать пространство внутри корпуса 200 капсулы. Корпус 200 капсулы может иметь по меньшей мере одно, предпочтительно два отверстия для доступа к пространству внутри корпуса 200 капсулы. Отверстия могут быть предусмотрены на каждой из двух противоположных сторон. Корпус 200 капсулы может иметь ободковую зону 215, которая может быть предусмотрена на первой стороне корпуса 200 капсулы и может ограничивать одно из отверстий. Корпус 200 капсулы также может содержать плечевую зону 213, которая может проходить в пространстве, окруженном корпусом капсулы.

Корпус 200 капсулы образует закрытую камеру 210 для помещения вещества, используемого для приготовления напитка. Например, боковая стенка 211 может образовывать часть камеры 210. Это проиллюстрировано в качестве примера на фиг. 1 и 2.

Корпус 200 капсулы содержит подпорную стенку 220, которая дополнительно образует часть камеры 210. Подпорная стенка 220 может быть выполнена за одно целое с корпусом 200 капсулы или как отдельная часть. Корпус 200 капсулы может иметь по меньшей мере одно отверстие, которое покрыто и закрыто подпорной стенкой 220. Подпорная стенка 220 может иметь любую форму или вид. Например, подпорная стенка 220 может представлять собой пленку или мембрану, которая предпочтительно проходит по меньшей мере поверх отверстие. Подпорная стенка 220 может быть прикреплена к корпусу 200 капсулы. Например, подпорная стенка 220 может быть прикреплена к плечевой зоне 213 боковой стенки 211. Это показано в качестве примера на фиг. 1 и 2. Например, подпорная стенка 220 может быть прикреплена с помощью слоя клея к плечевой зоне 213. Толщина подпорной стенки 220 может быть такой, чтобы она разрушалась, рвалась и/или лопалась при превышении заданного давления в закрытой камере 210. Подпорная стенка 220 выполнена из биоразлагаемого, предпочтительно также пригодного для компостирования и/или гибкого материала.

Например, подпорная стенка 220 может представлять собой один слой (монослой), такой как пленка или смесь полимолочной кислоты (PLA), полигидроксиалканоата (PHA), полибутиленсукцината (PBS), поли(бутиленсукцинат-ко-бутиленадипата) (PBSa), поли(винилового спирта) (PVOH), регенерированного целлофана, талька и/или крахмала. Также возможно, что подпорная стенка 220 может быть выполнена в виде слоистой/многослойной структуры. Например, подпорная стенка 220 может представлять собой слой бумаги, такой как пергамент, суперкаландрированной или стандартной, имеющей покрытие для герметизации. Кроме того, подпорная стенка 220 может содержать два или более слоя. Например, подпорная стенка 220 может представлять собой бумагу, такую как пергамент, суперкаландрированную или стандартную, с нанесенной на нее дополнительной пленкой, такой как пленка из PVOH. Подпорная стенка 220 также может представлять собой бумагу, такую как пергамент, суперкаландрированную или стандартную, с нанесенным на нее слоем регенерированной целлюлозы. Альтернативно или дополнительно подпорная стенка 220 может представлять собой комбинацию двух бумажных слоев и слоя PVOH, который может быть предусмотрен между двумя бумажными слоями. Однако также возможно, чтобы первый слой был выполнен из любого материала из группы материалов PLA, PHA, PBS, PBSa, талька, крахмала или их семейств. Дополнительно на первом слое может быть предусмотрен второй слой, выполненный из PVOH. За вторым слоем может следовать третий слой, который может быть выполнен из любого материала из группы материалов, таких как бумага, PLA, PHA, PBS, PBSa, тальк или крахмал. Однако это только примеры материалов и их комбинаций, которые могут быть подходящими для подпорной стенки 220, и, таким образом, это не является исчерпывающим перечнем.

Закрытая камера 210 может быть выполнена таким образом, что давление внутри камеры 210 может повышаться за счет впрыскивания текучей среды в закрытую камеру 210. Закрытая камера 210 может быть применима для приема вещества. Закрытая камера 210 может содержать инертный газ (в дополнение к веществу) для увеличения срока хранения капсулы 100.

Корпус 200 капсулы может дополнительно содержать двунаправленный барьерный слой 400 для блокирования поступления в закрытую камеру 210 и выхода из нее газов, таких как кислород, или влаги. Барьерный слой 400 может быть выполнен в виде облицовки или покрытия на внутренней поверхности 214, обращенной к закрытой камере 210, или на обращенной наружу поверхности корпуса 200 капсулы. Это проиллюстрировано в качестве примера на фиг. 1 и 2. Барьерный слой 400 может представлять собой биоразлагаемый, предпочтительно также пригодный для компостирования, материал.

Например, барьерный слой 400 может представлять собой пригодный для компостирования полимер или смесь пригодных для компостирования полимеров, таких как полимолочная кислота (PLA), полигидроксиалканоат (PHA), полибутиленсукцинат (PBS), поли(бутиленсукцинат-ко-бутиленадипат) (PBSa), поли(виниловый спирт) (PVOH), регенерированный целлофан, тальк и/или крахмал. Барьерный слой 400 может быть образован путем наслоения/создания множества слоев. Например, барьерный слой 400 может представлять собой один слой или множество (разных) слоев. Возможно, что первый слой может быть одним или смесью различных материалов из группы PLA, PHA, PBS, PBSa, талька, крахмала или PVOH. Второй последовательный слой может быть выполнен из PVOH. Третий слой может представлять собой либо один, либо состав (смесь) из группы материалов PLA, PHA, PBS, PBSa, талька, крахмала и/или PVOH. Однако этот перечень не является исчерпывающим, и возможны дополнительные примеры.

Например, барьерный слой 400 может быть нанесен на корпус 200 капсулы путем термоформования. Кроме того, также возможно, что подпорная стенка 220 может содержать барьерный слой 400 и/или дополнительное покрытие или многослойный материал, обеспечивающий герметизацию капсулы 100.

Корпус 200 капсулы может дополнительно содержать впрыскивающую стенку 500, образующую часть закрытой камеры 210. При этом впрыскивающая стенка 500 может иметь любую форму или вид. Например, на фиг. 1 и 2 впрыскивающая стенка 500 показана как пленка или мембрана. Предпочтительно впрыскивающая стенка 500 герметично прикреплена к корпусу 200 капсулы, например на ободковой зоне 215. Однако это не является ограничивающим фактором, и впрыскивающая стенка 500 может иметь другую конструкцию и крепиться отличным образом. Например, впрыскивающая стенка 500 может являться частью корпуса 200 капсулы. При этом впрыскивающая стенка 500 и корпус капсулы могут быть выполнены в виде двух полуоболочек, которые могут быть сварены вместе. Впрыскивающая стенка 500 может быть выполнена с возможностью введения доставляющего текучую среду впрыскивающего устройства, например впрыскивающего устройства в устройстве для приготовления напитка, для впрыска текучей среды. Впрыскивающая стенка 500 может покрывать и закрывать отверстие для впрыскивания корпуса 200 капсулы, образованное непрерывной боковой стенкой 211.

Например, впрыскивающая стенка 500 может представлять собой пленку или мембрану, выполненную из биоразлагаемого, предпочтительно также пригодного для компостирования, материала. Материал впрыскивающей стенки 500 предпочтительно может содержать (двунаправленный) барьер для кислорода и/или влаги. В частности, впрыскивающая стенка 500 может быть выполнена из тех же материалов и/или комбинаций материалов, как описано выше для нижней мембраны 220. Например, впрыскивающая стенка 500 может иметь разные слои, которые могут быть выполнены из любого из материалов PVOH, бумаги, PLA, PHA, PBS, PBSa, талька и/или крахмала. Однако также возможно, что впрыскивающая стенка может быть выполнена в виде одного слоя из одного из группы, состоящей из PVOH, бумаги, PLA, PHA, PBS, PBSa, талька или крахмала.

Капсула 100 дополнительно содержит устройство 300 для открывания закрытой камеры 210. Устройство 300 для открывания выполнено из биоразлагаемого, предпочтительно также пригодного для компостирования, материала. Устройство 300 для открывания показано в качестве примера на фиг. 1-4.

Устройство 300 для открывания может быть выполнено таким образом, что оно образует углубление и/или выступ относительно подпорной стенки 220. Например, устройство 300 для открывания может иметь коническую форму и/или пирамидальную форму, которая может образовывать выступы и углубления относительно поверхности подпорной стенки 220, обращенной к устройству 300 для открывания. Это проиллюстрировано в качестве примера на фиг. 1-4.

При этом устройство 300 для открывания может содержать по меньшей мере один или более штыревых элементов 310 для зацепления с подпорной стенкой 220 для открывания закрытой камеры 210. Штыревые элементы 310 показаны в качестве примера на фиг. 1-4. Штыревой элемент 310 может по меньшей мере содержать или быть выполнен из жесткого материала, такого как твердая или отвержденная древесина, стабилизированная древесина, пригодная для компостирования смола и/или усиленная бумага. Штыревой элемент 310 выполнен из материала, обладающего твердостью не менее (равной или более) 1,0 кг/мм2 и, более предпочтительно по меньшей мере 1,8 кг/мм2. Например, устройство 300 для открывания может быть снабжено отдельными деревянными шипами, которые могут образовывать множество штыревых элементов 310 пирамидальной формы. Альтернативно или дополнительно штыревые элементы 310 могут быть выполнены за одно целое друг с другом, как показано в качестве примера на фиг. 4. Например, устройство 300 для открывания может быть выполнено в виде пирамидальной пластины (т.е. диска со множеством пирамидальных штыревых элементов 310). Штыревой элемент 310 может сужаться по направлению к подпорной стенке 220 с образованием заостренного и/или острого наконечника для прокола, разрыва, разрезания и/или разрушения подпорной стенки 220 для открывания закрытой камеры 210 при повышении давления. Это показано в качестве примера на фиг. 3 и 4. Таким образом, в этой конфигурации штыревой элемент 310 может обеспечивать прокалывающую или режущую функцию шипа, ножа, лезвия и/или пики.

Устройство 300 для открывания может содержать несущую конструкцию 320, с помощью которой штыревой элемент 310 может быть по меньшей мере частично встроен и/или заключен в оболочку. Несущая конструкция 320 может быть выполнена из гибкого материала, например древесной целлюлозы, и/или из того же материала (-ов), который (-ые) используется (ются) для корпуса 200 капсулы.

Несущая конструкция 320 может представлять собой участок стенки корпуса 320 капсулы, так что устройство 300 для открывания может быть встроено в часть корпуса 200 капсулы, как показано в качестве примера на фиг. 1, 3 и 4. При этом устройство 300 для открывания может быть частью, выполненной за одно целое с корпусом 200 капсулы, поскольку несущая конструкция 320 образует часть корпуса 200 капсулы. Однако также возможно, что устройство 300 для открывания может содержать несущую конструкцию 320 в виде отдельной от корпуса 200 капсулы части, которая может быть приклеена к корпусу 200 капсулы. Это показано в качестве примера на фиг. 2.

По меньшей мере часть штыревого элемента 310 может выступать по направлению к подпорной стенке 220 в качестве выступающего участка 312 штыревого элемента 310. Это показано в качестве примера на фиг. 3 и 4. Предпочтительно выступающий участок 312 может выступать от несущей конструкции 320 по направлению к подпорной стенке 220 и может быть выполнен с возможностью проникновения и/или частичного отслаивания подпорной стенки 220 посредством повышения давления внутри закрытой камеры 210. Выступающий участок 312 может проходить без покрытия от несущей конструкции 320 и сужаться с образованием заостренного и/или острого наконечника для прокола, разрыва, разрезания и/или разрушения подпорной стенки 220. Штыревой элемент 310 может дополнительно содержать корневой участок 313 для прикрепления к несущей конструкции 320.

Устройство 300 для открывания и корпус 200 капсулы могут быть выполнены из биоразлагаемых материалов с отличными друг от друга физическими свойствами, такими как твердость, жесткость, прочность, пластичность, плотность и/или эластичность. Это показано в качестве примера на фиг. 1 и 2 путем окрашивания компонентов устройства 300 для открывания (в отличие от корпуса 200 капсулы) в черный цвет. Например, устройство 300 для открывания может содержать относительно жесткий или твердый материал, такой как твердая или отвержденная древесина. Для сравнения корпус 200 капсулы может содержать относительно мягкий или гибкий материал, например материал на основе пульпы, такой как древесная пульпа. При этом материал, используемый для устройства 300 для открывания, может обладать более высокой жесткостью, чем материал, используемый для корпуса 200 капсулы. Альтернативно или дополнительно материал, используемый для устройства 300 для открывания, обладает более высокой твердостью (например, измеренной в испытании по Бринелю), чем материал, используемый для корпуса 200 капсулы.

Таким образом, материал, используемый для штыревого элемента 310, может представлять собой жесткий или твердый материал, такой как древесина или отвержденная древесина, стабилизированная древесина, пригодная для компостирования смола и/или усиленная бумага, в сравнении с материалом, используемым для несущей конструкции 320, который может представлять собой гибкий или мягкий материал, такой как материал на основе пульпы, например волокнистая целлюлоза, пульпа багассы, бамбуковая пульпа и/или древесная пульпа.

На фиг. 3 и 4 показан пример конфигурации устройства 300 для открывания. При этом устройство 300 для открывания (штыревой элемент 310) может иметь составную конструкцию, которая включает в себя по меньшей мере два компонента. Компоненты могут образовывать один блок, как показано в качестве примера. При этом первый компонент может быть образован штыревым элементом 310. Второй компонент, который по меньшей мере частично охватывает первый компонент, может быть образован несущей конструкцией 320.

Устройство 300 для открывания и подпорная стенка 220 расположены относительно друг друга таким образом, что зацепление между подпорной стенкой 220 и устройством 300 для открывания выполняется под действием давления впрыскиваемой текучей среды, повышающегося в закрытой камере 210, для открывания закрытой камеры 210. На фиг. 1-4 показаны примеры таких конфигураций. Однако их не следует понимать как ограничивающие изобретение. Напротив, возможны дополнительные конфигурации, обеспечивающие требуемую функциональность.

По меньшей мере часть подпорной стенки 220 или по меньшей мере часть устройства 300 для открывания могут быть выполнены гибкими, чтобы обеспечить относительное перемещение относительно друг друга для зацепления под действием давления впрыскиваемой текучей среды, поднимающегося в закрытой камере 210, для открывания закрытой камеры 210. Альтернативно или дополнительно оба из устройства 300 для открывания и подпорной стенки 220 могут быть выполнены гибкими относительно друг друга. Например, на фиг. 1, 3 и 4 в качестве примера показана конфигурация капсулы 100, в которой подпорная стенка 220 может быть выполнена гибкой по отношению к устройству 300 для открывания. Для сравнения на фиг. 2 показан пример конфигурации капсулы 100, в которой устройство 300 для открывания может быть выполнено гибким по отношению к подпорной стенке 220. Например, несущая конструкция 320 может быть обеспечена в виде гибкого элемента, который проталкивается к подпорной стенке 220 под действием давления, повышающегося в закрытой камере 210.

В этом примере несущая конструкция 320 может быть выполнена в виде гибкого элемента и во время приготовления напитка может проталкиваться к подпорной стенке 220 под действием давления впрыскиваемой текучей среды, повышающегося в закрытой камере 210. Таким образом, несущая конструкция 320 может действовать как механический рычаг. При зацеплении между подпорной стенкой 220 и имеющим, например, форму лезвия выступающим участком 312 штыревого элемента 310 подпорная стенка 220 может быть проколота так, что в подпорной стенке 220 образуется отверстие.

Толщина подпорной стенки 220 может быть такой, чтобы она разрушалась, рвалась и/или лопалась при зацеплении с устройством 300 для открывания при превышении предпочтительно заданного давления в закрытой камере 210 во время впрыскивания текучей среды. Например, может быть необходимо создать определенную разницу давления внутри закрытой камеры 210, чтобы обеспечить достаточное усилие для выполнения зацепления между устройством 300 для открывания и подпорной стенкой 220.

На фиг. 1 и 2 дополнительно в качестве примера показано, что устройство 300 для открывания может быть предусмотрено внутри или снаружи закрытой камеры 210. Также возможно, что устройство 300 для открывания обеспечено в части боковой стенки 211 сбоку от подпорной стенки 220. Кроме того, устройство 300 для открывания может быть обеспечено на части корпуса 200 капсулы таким образом, что устройство 300 для открывания ограничивает корпус 200 капсулы с одной стороны.

Капсула 100 может дополнительно содержать выпускную часть 600 для выдачи приготовленного напитка из капсулы 100. При этом выпускная часть 600 может быть соединена по текучей среде с камерой 210, как только подпорная стенка 220 будет открыта посредством (успешно выполненного) зацепления между подпорной стенкой 220 и устройством 300 для открывания. Выпускная часть 600 может выполнять функцию фильтрации. Выпускная часть 600 может быть частью, выполненной за одно целое с по меньшей мере частью корпуса 200 капсулы. Выпускная часть 600 может быть выполнена из биоразлагаемого, предпочтительно также пригодного для компостирования, материала. Например, выпускная часть 600 может представлять собой бумажную трубку. Альтернативно или дополнительно также возможно, что устройство 300 для открывания может содержать по меньшей мере одно выпускное отверстие 360 для направления приготовленного напитка из камеры 210 наружу капсулы 100. Это проиллюстрировано в качестве примера на фиг. 3 и 4. Выпускное отверстие 360 и/или выпускная часть 600 могут содержать фильтр. Выпускное отверстие 360 может иметь функцию фильтра, например для отфильтровывания нерастворимых остатков вещества.

Дополнительный аспект изобретения относится к системе для приготовления напитка. Система не показана на фигурах. Система содержит капсулу 100 с описанными выше элементами. Система дополнительно содержит устройство для приготовления напитков для приготовления и выдачи напитка из капсулы 100. Устройство для приготовления напитков содержит отверстие для капсулы для приема капсулы 100, впрыскивающее устройство для впрыскивания текучей среды в капсулу 100, нагнетательное устройство для подачи текучей среды во впрыскивающее устройство с предпочтительно заданным давлением и выпускное отверстие для выдачи приготовленного напитка.

Дополнительный аспект изобретения относится к процессу приготовления напитка. Способ включает в себя стадию обеспечения системы для приготовления напитка, как описано выше. Впоследствии капсулу 100 помещают в устройство для приготовления напитка, например в отверстие для капсулы. Предпочтительно впрыскивающее устройство может работать так, что впрыскивающая стенка 500 прокалывается насадкой впрыскивающего устройства. Следовательно, устройство для приготовления напитков работает таким образом, что текучая среда впрыскивается в капсулу 100 под давлением, так что подпорная стенка 220 и устройство 300 для открывания входят в контакт друг с другом, открывая капсулу 100, как только давление внутри капсулы 100 достигает заданного уровня. Впоследствии приготовленный напиток выдается из капсулы 100. Это также может иллюстрировать применение капсулы 100 для приготовления напитка, что может составлять дополнительный аспект настоящего изобретения.

Дополнительный аспект изобретения относится к способу конструирования и изготовления описанной выше капсулы 100. Пример процесса описан ниже:

По меньшей мере один штыревой элемент 310, выполненный из первого биоразлагаемого материала, такого как древесина или отвержденная древесина, может быть обеспечен и помещен в форму. Впоследствии второй биоразлагаемый материал, такой как волокнистая целлюлоза, пульпа багассы, бамбуковая пульпа и/или древесная пульпа, может быть вдавлен в форму для формирования устройства 300 для открывания таким образом, чтобы по меньшей мере один штыревой элемент 310 был по меньшей мере частично заформован вторым биоразлагаемым материалом, и одновременно был образован корпус 200 капсулы. При этом второй биоразлагаемый материал может отличаться от первого биоразлагаемого материала. Устройство 300 для открывания может стать частью, выполненной за одно целое с корпусом 200 капсулы. Впоследствии образованная таким образом капсула 100, содержащая по меньшей мере корпус 200 капсулы и устройство 300 для открывания, может быть высушена. После этого подпорная стенка 220 может быть сформирована вместе с остальной частью корпуса 200 капсулы таким образом, что закрытая камера 210 будет сформирована либо путем формования из пульпы, либо путем прикрепления, например, с помощью биоразлагаемого клея, мембраны или пленки в качестве подпорной стенки 220 к корпусу 200 капсулы.

Предпочтительно по меньшей мере один штыревой элемент 310 может быть обеспечен путем вырезания устройства 300 для открывания из твердого биоразлагаемого материала, такого как куски древесины или куски отвержденной древесины. Предпочтительно штыревые элементы 310 могут иметь определенную форму, такую как пирамидальная форма. Альтернативно штыревые элементы 310 могут быть обеспечены в виде стабилизированной древесины, пригодной для компостирования смолы и/или усиленной бумаги в форме. Кроме того, выпускная часть 600, выполненная из биоразлагаемого материала, может быть помещена вначале в форму, а материал пульпы может быть вдавлен в форму так, что выпускная часть 600 станет частью, выполненной за одно целое с корпусом 200 капсулы, благодаря чему эта стадия может выполняться одновременно со стадией формирования устройства 300 для открывания и/или корпуса 200 капсулы. Барьерный слой 400, выполненный из биоразлагаемого материала, может быть добавлен на поверхности 214 корпуса 200 капсулы, например путем термоформования. Впоследствии корпус 200 капсулы может быть заполнен веществом для приготовления напитка.

Изобретение не ограничено вариантами осуществления, описанными выше в настоящем документе, при условии, что они охвачены прилагаемыми пунктами формулы изобретения. Все особенности вариантов осуществления, описанные в настоящем документе выше, могут быть скомбинированы любым возможным способом и могут применяться взаимозаменяемо. Например, вышеописанный порядок стадий способа изготовления капсулы 100 может быть произвольно изменен.

Изобретение относится к капсуле для приготовления напитка путем впрыскивания текучей среды в закрытую камеру для размещения вещества для приготовления напитка. Изобретение также относится к способу изготовления капсулы (100). Капсула (100) для приготовления напитка содержит корпус (200), ограничивающий закрытую камеру (210) для помещения вещества для приготовления напитка путем впрыскивания текучей среды в камеру (210). Корпус (200) капсулы содержит подпорную стенку (220), ограничивающую часть камеры (210). Капсула (100) дополнительно содержит устройство (300) для открывания закрытой камеры (210). При этом устройство (300) для открывания и подпорная стенка (220) расположены относительно друг друга таким образом, что зацепление между подпорной стенкой (220) и устройством (300) для открывания осуществляется под действием давления впрыскиваемой текучей среды, повышающегося в закрытой камере (210), для открывания закрытой камеры (210). Корпус (200) капсулы с его подпорной стенкой (220), а также устройство (300) для открывания выполнены из биоразлагаемого материала. Технический результат заключается в обеспечении капсулы механизмом самооткрывания, который встроен в капсулу и выполнен из биоразлагаемых и/или пригодных для компостирования материалов, что упрощает и улучшает утилизацию капсулы после ее использования. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Капсула (100) для приготовления напитка, содержащая:

- корпус (200) капсулы, ограничивающий закрытую камеру (210) для размещения вещества для приготовления напитка путем впрыскивания текучей среды в камеру (210), причем корпус (200) капсулы содержит подпорную стенку (220), ограничивающую часть камеры (210), и

- устройство (300) для открывания закрытой камеры (210),

причем устройство (300) для открывания и подпорная стенка (220) расположены относительно друг друга таким образом, что зацепление между подпорной стенкой (220) и устройством (300) для открывания выполняется под действием давления впрыскиваемой текучей среды, повышающегося в закрытой камере (210), для открывания закрытой камеры (210),

при этом корпус (200) капсулы с его подпорной стенкой (220), а также устройство (300) для открывания выполнены из биоразлагаемого материала,

при этом устройство (300) для открывания и корпус (200) капсулы выполнены из биоразлагаемых материалов с отличными друг от друга физическими свойствами, такими как жесткость, прочность, пластичность, плотность и/или эластичность,

отличающаяся тем, что устройство (300) для открывания содержит относительно жесткую твердую или отвержденную древесину, а корпус (200) капсулы и подпорная стенка (220) содержат относительно гибкий материал на основе пульпы, например древесную пульпу, и/или материал, используемый для устройства (300) для открывания, обладает более высокой жесткостью, чем материал, используемый для корпуса (200) капсулы.

2. Капсула (100) по п. 1, в которой устройство (300) для открывания содержит по меньшей мере один, предпочтительно множество, штыревой элемент (310) для зацепления с подпорной стенкой (220) для открывания закрытой камеры (210), причем штыревой элемент (310) предпочтительно выполнен из жесткого материала, такого как твердая или отвержденная древесина, стабилизированная древесина, пригодная для компостирования смола и/или усиленная бумага, при этом предпочтительно, чтобы штыревой элемент (310) был выполнен из материала, обладающего твердостью, равной или превышающей 1,0 кг/мм²,

при этом устройство (300) для открывания предпочтительно дополнительно содержит несущую конструкцию (320), посредством которой штыревой элемент (310) по меньшей мере частично встроен и/или заключен в оболочку, причем несущая конструкция (320) предпочтительно выполнена из гибкого материала, такого как древесная пульпа, и более предпочтительно выполнена за одно целое с корпусом (200) капсулы, и

при этом предпочтительно, чтобы по меньшей мере часть штыревого элемента (310) выступала по направлению к подпорной стенке (220), более предпочтительно от несущей конструкции (320) к подпорной стенке (220), и была выполнена с возможностью проникновения и/или частичного отслаивания подпорной стенки (220) посредством повышения давления внутри закрытой камеры (210).

3. Капсула (100) по п. 2, в которой штыревой элемент (310) или по меньшей мере его выступающий участок сужается по направлению к подпорной стенке (220), предпочтительно с образованием заостренного и/или острого наконечника для прокола, разрыва, разрезания и/или разрушения подпорной стенки (220) для открывания закрытой камеры (210) при повышении давления.

4. Капсула (100) по любому из предшествующих пунктов, в которой устройство (300) для открывания, предпочтительно штыревой элемент (310), образует углубление и/или выступ по отношению к подпорной стенке (220) и/или имеет коническую форму, и/или пирамидальную форму.

5. Капсула (100) по любому из предшествующих пунктов, в которой устройство (300) для открывания выполнено как одно целое с корпусом (200) капсулы, причем предпочтительно устройство (300) для открывания встроено в часть корпуса (200) капсулы, и/или при этом несущая конструкция (320) выполнена за одно целое с корпусом (200) капсулы.

6. Капсула (100) по любому из предшествующих пунктов, в которой по меньшей мере часть подпорной стенки (220) и/или по меньшей мере часть устройства (300) для открывания является гибкой, чтобы сделать возможным относительное перемещение по отношению друг к другу для обеспечения зацепления под действием давления впрыскиваемой текучей среды, повышающегося в закрытой камере (210), для открывания закрытой камеры (210).

7. Капсула (100) по любому из предшествующих пунктов, в которой подпорная стенка (220) представляет собой пленку или мембрану, которая предпочтительно выполнена из гибкого материала, и/или при этом толщина подпорной стенки (220) является такой, чтобы она разрушалась, рвалась и/или лопалась при зацеплении с устройством (300) для открывания при превышении предпочтительно заданного давления в закрытой камере (210) во время впрыскивания текучей среды.

8. Капсула (100) по любому из предшествующих пунктов, в которой корпус (200) капсулы имеет непрерывную боковую стенку (211) для ограничения закрытой камеры (210), корпус (200) капсулы имеет по меньшей мере одно отверстие, которое покрыто и закрыто подпорной стенкой (220), причем предпочтительно корпус (200) капсулы имеет коническую форму, которая сужается к одной стороне, при этом более предпочтительно устройство (300) для открывания обеспечено в части боковой стенки (211), ограничивающей корпус (200) капсулы с одной стороной, и/или

при этом корпус (200) капсулы выполнен из материала на основе пульпы, такого как волокнистая целлюлоза, пульпа багассы, бамбуковая пульпа и/или древесная пульпа.

9. Капсула (100) по любому из предшествующих пунктов, в которой корпус (200) капсулы содержит впрыскивающую стенку (500), выполненную из биоразлагаемого, предпочтительно также пригодного для компостирования, материала, которая ограничивает часть закрытой камеры (210) и выполнена с возможностью введения впрыскивающего устройства для впрыскивания текучей среды, причем впрыскивающая стенка (500) предпочтительно покрывает и закрывает отверстие для впрыскивания корпуса (200) капсулы, которое предпочтительно образовано непрерывной боковой стенкой (211), при этом впрыскивающая стенка (500) предпочтительно представляет собой пленку или мембрану, которая более предпочтительно содержит барьер для кислорода и/или влаги.

10. Капсула (100) по любому из предшествующих пунктов, в которой корпус (200) капсулы содержит предпочтительно двунаправленный барьерный слой (400) для блокирования поступления в закрытую камеру (210) и выхода из нее газов, таких как кислород, и/или влаги, причем барьерный слой (400) предпочтительно предусмотрен в виде облицовки и/или в виде покрытия на по меньшей мере частях обращенной к закрытой камере (210) внутренней поверхности (214) корпуса (200) капсулы, и/или

при этом барьерный слой (400) обеспечен путем наслоения и/или выполнен из пригодного для компостирования полимера или смеси пригодных для компостирования полимеров, таких как полимолочная кислота (PLA), полигидроксиалканоат (PHA), полибутиленсукцинат (PBS), поли(бутиленсукцинат-ко-бутиленадипат) (PBSa), поли(виниловый спирт) (PVOH), поли(гликолевая кислота) (PGA), регенерированный целлофан, тальк, крахмал и/или их комбинации.

11. Капсула (100) по любому из предшествующих пунктов, причем капсула (100) содержит выпускную часть (600) для выдачи приготовленного напитка из капсулы (100), причем предпочтительно выпускная часть (600) сообщается по текучей среде с камерой (210) после выполнения зацепления между подпорной стенкой (220) и устройством (300) для открывания, при этом предпочтительно выпускная часть (600) выполнена за одно целое с по меньшей мере частью корпуса (200) капсулы, и/или при этом предпочтительно выпускная часть (600) представляет собой бумажную трубку.

12. Способ изготовления капсулы (100) по любому из предшествующих пунктов, включающий следующие стадии:

- обеспечение по меньшей мере первой части устройства (300) для открывания, предпочтительно по меньшей мере одного штыревого элемента (310), выполненной из первого биоразлагаемого материала, такого как древесина или отвержденная древесина;

- помещение первой части устройства (300) для открывания, предпочтительно по меньшей мере одного штыревого элемента (310), в форму;

- вдавливание второго биоразлагаемого материала, такого как волокнистая целлюлоза, пульпа багассы, бамбуковая пульпа и/или древесная пульпа, в форму для формирования устройства (300) для открывания таким образом, что первая часть устройства (300) для открывания по меньшей мере частично заформовывается вторым биоразлагаемым материалом, причем первый биоразлагаемый материал отличается от второго биоразлагаемого материала;

- вдавливание материала из биоразлагаемой пульпы, такого как волокнистая целлюлоза, пульпа багассы, бамбуковая пульпа и/или древесная пульпа, в форму для формирования по меньшей мере части корпуса (200) капсулы таким образом, что устройство (300) для открывания образует одно целое с корпусом (200) капсулы;

- сушка образованного корпуса (200) капсулы; и

- формирование подпорной стенки (220) вместе с остальной частью корпуса (200) капсулы таким образом, чтобы закрытая камера (210) была образована путем

• формования из пульпы, и/или

• прикрепления мембраны или пленки в качестве подпорной стенки (220) к корпусу (200) капсулы после его сушки, например, с помощью биоразлагаемого клея.

13. Способ по п. 12, в котором первая часть устройства (300) для открывания, предпочтительно по меньшей мере один штыревой элемент (310), выполнена путем вырезания устройства (300) для открывания из твердого биоразлагаемого материала, такого как куски древесины или куски отвержденной древесины, и/или

при этом стадии вдавливания материала в форму для формирования устройства (300) для открывания и формирования по меньшей мере части корпуса (200) капсулы выполняют одновременно с использованием одного и того же материала из биоразлагаемой пульпы.

14. Способ по п. 12 или 13, дополнительно включающий по меньшей мере одну из следующих стадий:

- вдавливание материала пульпы в форму для придания устройству (300) для открывания определенной формы, например пирамидальной формы;

- помещение выпускной части (600), выполненной из биоразлагаемого материала, в форму и вдавливание материала пульпы в форму таким образом, что выпускная часть (600) образует одно целое с корпусом (200) капсулы;

- добавление барьерного слоя (400), выполненного из биоразлагаемого материала, на поверхность (214) корпуса (200) капсулы, например путем термоформования; и/или

- заполнение корпуса (200) капсулы веществом для приготовления напитка.