用于制备诸如咖啡和类似饮料的胶囊的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种胶囊，所述胶囊用于诸如咖啡机等之类的饮料制备设备中以制备饮料如咖啡。更具体而言，本发明涉及一种胶囊，所述胶囊包含纸材料而不会损害饮料配料在胶囊中的储存品质及胶囊在设备中的功能属性。更具体而言，本发明的胶囊集中于保护对氧化敏感的饮料配料，如烘焙研磨咖啡。
【背景技术】
[0002]由层压纸制成的容器是已知的。由纸基材料形成的用于在咖啡机中制备饮料的饮料胶囊也是已知的。与由塑性材料制成的胶囊相比，纸基胶囊可产生潜在降低的环境影响。
[0003]EP0524464涉及一种封闭或敞开的柔性胶囊，所述胶囊可包括与硬化元件相结合的多层铝/纸/塑料。
[0004]W02009050540涉及用于制备诸如咖啡之类的饮料的胶囊，所述胶囊由可生物降解的材料，尤其是包含淀粉、纤维、蛋白质、脂质和至少一种可生物降解的树脂的组合物构成。
[0005]EP2218653涉及一种包装，所述包装具有纤维层和封闭膜，所述纤维层固定在外壳的壁中，所述封闭膜通过材料接合而连接到外壳。标记可布置在包装处或包装中或者与外壳或封闭膜一起固定布置，其中外壳、纤维层和封闭膜由生物可降解材料制成。封闭膜包括层合物，所述层合物以无空气方式连接到两个金属化的生物塑料薄膜。
[0006]W02009/053811涉及一种容器，所述容器被布置用于容纳用于提取饮料的定量分配量的固体产品；所述容器具有由不透水和氧气且可降解的材料和/或可食用膜制成的壁。
[0007]W02010137956涉及一种胶囊，所述胶囊用于容纳饮料配料，包括用于实现对饮料生产设备的密封效果的密封构件，其中密封构件的外表面包含纤维材料和/或类似纸的材料以在封闭期间抵靠设备的密封表面实现密封效果。
[0008]W02010137957涉及一种胶囊，所述胶囊具有主体和凸缘，所述凸缘包括壁，所述壁包含被润湿时会伸展的材料。
[0009]EP2573008涉及一种胶囊，所述胶囊具有纸主体和盖或密封膜；周边边缘具有比托盘状主体更大的刚度并且可形成为环。
[0010]非常有利的是将纸或类似的可生物降解材料用作一次性胶囊的包装材料以便在饮料生产设备中制备饮料。一个问题是由于通过冲压或折叠所形成的片材的性质所引起的，一旦形成，这些性质就不允许形成凸缘的足够光滑的表面。具体地讲，凸缘上出现皱褶或折痕。这些皱褶或折痕不允许胶囊的紧密密封，具体地讲，不允许胶囊的凸缘与密封在凸缘上的盖之间的紧密密封。当密封不完好时，可能会发生某些饮料配料(例如，烘焙研磨咖啡)的快速氧化，饮料的品质受到不利影响。
[0011]此外，纸基表面在表面上太不规则而不能接纳可读识别标记如光学条形码或等同物，如W0 2011/141532中所述的光学条形码或等同物。
[0012]另外，纸基表面通常刚性不足以用设备的加压环状对应物设定压力以控制咖啡提取，如WO 2010066705中所述。
[0013]因此，需要发明一种含纸的胶囊，所述胶囊提供足以用于饮料制备设备的机械性质，但提供与盖的完好密封，以使得遇到的氧化风险减小。
【发明内容】
[0014]以上提及的目标的解决方案用如本发明的独立权利要求中所述的胶囊实现。从属权利要求拓展了本发明的另外特性和优点。
[0015]在一般方式下，本发明涉及用于在饮料制备设备中制备饮料的胶囊，所述胶囊部分地由纸材料制成。胶囊具有凸缘，所述凸缘部分地由纸制成，并部分地由聚合物制成。聚合物基本被布置在凸缘上以至少部分地覆盖纸部分，从而改善胶囊的内部密封度，具体地讲，防止空气经由皱褶和折痕进入胶囊内部。
[0016]更具体地讲，本发明涉及一种用于在饮料制备设备中制备饮料的胶囊，所述胶囊包括杯状主体；用于封闭杯状主体的盖；用于使盖密封于其上的凸缘；杯状主体由纸基片材形成，以形成容纳饮料配料的腔室壁，并且凸缘的内部从腔室壁向外延伸；其中凸缘还包括由模制聚合物基材料形成的外凸缘部分，所述外凸缘部分包括至少一环形凹陷部，所述环形凹陷部使内凸缘部分能够接纳于其中，并且使外凸缘部分的聚合物基材料能够至少部分地抵靠内凸缘部分的下表面并抵靠内凸缘部分的外边缘来密封，所述内凸缘部分的下表面取向为沿着朝所述腔室壁的方向B。
[0017]—般来讲，聚合物基材料提供饮料制备设备中的适当机械支撑，从而使胶囊能够对设备施加于其上的力提供适当响应。然而，改善的方面在于抵靠纸基凸缘部分(具体地讲，凸缘部分的外边缘)密封的一部分模制聚合物基材料的这种构型，确保了在任何表面处及纸基凸缘部分的厚度中存在的皱褶和折痕被适当封闭，从而限制气体渗漏的风险。
[0018]具体地讲，杯状形状主体优选形成旋转对称腔室壁，并且凹陷部优选为圆环形的。例如，腔室壁为穹顶形、筒形或圆柱形或它们的组合。因此，胶囊可被设计用于离心饮料(优选咖啡)制备设备，如W0 2010066705中所述的制备设备。
[0019]优选地，凸缘的外部在向外径向方向和轴向方向两者上延长(纸基)内凸缘部分。聚合物基部分引起的在凸缘维度的两个方向上的延伸有助于提供更有效的密封效果。这也为凸缘赋予了增大的刚度，这补偿了纸基凸缘的刚度的缺乏。
[0020]在另一个方面，(聚合物基)外凸缘部分向外(或径向地)延伸超过内凸缘部分的区域要厚于聚合物基外凸缘部分抵靠(纸基)内凸缘部分的下表面密封的下部。同样，聚合物基材料的更厚部分的该构型有助于更有效阻塞在所形成的纸基材料中存在的皱褶和折痕。这还促进了凸缘的最外侧区域上的更高刚度，这优选地是装配在设备中的胶囊的机械性质所需的。
[0021]更优选地，与凸缘的其余部分的轴向尺寸相比，外凸缘部分包括具有最长轴向尺寸的凸部(relief)，并且所述凸部在与(纸基)杯状主体的延伸方向相反的轴向方向上突出。
[0022]此类布置方式可提供力设定结构，所述结构使胶囊能够插入饮料制备设备中，所述设备包括环式压力构件以与胶囊组合形成饮料流量控制阀。作为一个例子，这种饮料设备描述于W0 2010066705中。在本发明中，胶囊的结构被优化为使得用适当聚合物基材料获得其承力结构，从而抵抗压扁并提供足够刚度，而胶囊的其余部分由更柔性的材料即纸基材料形成，选择纸基材料的原因是其质量轻，与全塑性溶液相比潜在地降低了对环境的影响，以及该材料的手感和触感更自然。
[0023]在第一模式中，外凸缘部分由上部向内进一步延伸，所述上部抵靠内凸缘部分的上表面密封。在这种可能构型中，凸缘的纸基部分覆盖在三个侧面(底面/顶面/边缘)上，从而确保皱褶和折痕的更完全填充并因此提供改善的防渗漏胶囊。
[0024]在该第一模式中，盖优选抵靠所述上部的环形顶表面密封。盖可能不必要密封到凸缘的整个上表面，而是至少沿着所述上部的足够大的环形部分密封。可对由模制聚合物基材料制成的上部给定合适的表面平整度，以提供盖在凸缘的整个周长上的完全粘附。为此，盖还优选径向延