带脱气阀的胶囊的制作方法

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的带脱气阀的胶囊。

特别地，本发明涉及一种用于制备液体产品的胶囊(也称为盒或荚)，该液体产品从可以借助于供应高温提取流体(例如/或蒸汽)的机器来提取的可溶产品开始。该胶囊设置有在储存期间(即在将胶囊用于机器中之前)适于将这些可溶产品释放的气体脱气的脱气阀。

更特别地，本发明涉及一种设置有脱气阀的胶囊，该胶囊中的可溶产品是新鲜咖啡。

背景技术：

已知可分配的胶囊与合适的机器一起用于制备饮料。

这种胶囊通常包括容器主体，该容器主体限定了用于容纳可溶的或可提取的产品的封闭腔室。容器主体具有第一基部和第二基部以及在第一基部和第二基部之间沿着纵向x-x延伸的侧壁。

特别地，第二基部和第一基部均由盖(也称为膜或密封片)封闭，并且根据所使用机器的类型，一个或两个盖可以由塑料材料、铝、纸或它们的组合制成。

为了进行饮料的提取，一个或多个盖可以被机器刺穿头刺穿，刺穿头继而也可以被构造成将提取流体供给到胶囊的封闭腔室中。

可溶的或可提取的产品通常包括用于制备饮料的脱水物质，脱水物质的示例是研磨咖啡、速溶咖啡、研磨咖啡和速溶咖啡的混合物或任何其它脱水可食用物质。

还规定，容纳在胶囊中的物质可以是可溶的脱气产品，诸如新鲜咖啡或经受脱气的其它食物或非食物物质。

然而，众所周知，新鲜咖啡会产生气体(诸如co2)，气体在胶囊的封闭腔室中会导致压力增大以破坏胶囊的一个或多个盖。

在这种情况下，胶囊不再是气密的并且发生咖啡降解。

这使得不可能将胶囊用于制备液体产品。

为了克服这个问题，已知使用脱气阀对腔室内部形成的气体进行脱气并且同时防止任何空气进入封闭的腔室。

ep3085642公开了一种胶囊，该胶囊设置有胶合到上基部的盖的脱气阀。

特别地，ep3085642教导了阀粘附到上基部的盖以使得气体可以通过该阀从腔室逸出并流出胶囊。

在生产饮料时，上盖和脱气阀被刺穿头刺穿，该穿刺头将加压提取流体供应到腔室中。

技术实现要素：

现有技术的问题

然而，尽管这样的胶囊功能齐全，但并非没有问题，其中一个问题恰好是将脱气阀配置于上盖。

实际上，这种配置意味着刺穿头必须在增大操作所需的力值的情况下刺穿脱气阀以及盖。

这意味着机器制造商必须提供合适的机构来增大传递到头的力，以有效地使用这种胶囊。

另一个缺点在于，将阀配置在用于封闭上基部的盖中会增加盖的总厚度，这也会导致刺穿头的更大磨损，因此从长远来看，盖的刺穿效果较差。

此外，将脱气阀配置于上基部的盖限制了胶囊的使用可能性。实际上，如果机器规定提取流体是通过下基部的盖供应的，那么明显的是，除了增加盖的厚度外，由于相同的脱气阀对比了与上基部相关联的盖的打开，上基部的盖上存在脱气阀也不利于饮料的通过。

最后，将脱气阀配置于上基部的盖会使阀暴露于可能甚至偶发的损坏，该损坏肉眼不可见但会影响阀的正确操作，因此不能确保咖啡新鲜度以及感官特性的保存。

发明的目的

本发明的目的是寻求一种能够解决现有技术的上述问题的容纳脱气产品的胶囊。

该目的借助于根据以下权利要求的用在标准的可商购机器中的胶囊来实现，该胶囊用于借助于加压提取流体从可溶的或可提取的产品开始制备饮料。

发明的效果

由于本发明的各种实施方式，可以提供一种胶囊，其可以单独地或组合地提供以下优点中的一个或多个：

-避免穿刺头的磨损；

-将盖的厚度维持在不需要使用改进的机器来刺穿较厚盖的数值范围内；

-用可分解的和氧气阻隔的材料可以将胶囊的主体、盖和/或盒制为整体，而不会引起功能上的问题；

-可以用在设置有被设计为刺穿胶囊的底壁但是底壁实际上没有被所述刺穿头刺穿的机器中；

-避免在胶囊的运输、储存和/或使用期间胶囊的阀的甚至偶发的任何损坏和/或篡改。

附图说明

-图1a和图1b分别以从上方的立体图和从下方的立体图示出了根据本发明的胶囊的第一实施方式。

-图1c以从下方的立体图示出了图1a和图1b的胶囊，但是没有覆盖盖；

-图1d示出了图1a或图1b的胶囊的平面图；

-图2示出了沿着图1d的胶囊的线ii-ii的截面的立体图；

-图3示出了沿着图1d的胶囊的线ii-ii的侧视截面图；

-图4a示出了处于第一操作状态的图3的胶囊的一部分的放大图；

-图4b示出了处于第二操作状态的图3的胶囊的一部分的放大图；

-图5示出了根据本发明的胶囊的第二实施方式的图3的相同部分的放大图。

具体实施方式

即使未明确强调，参照特定实施方式说明的各个特征也必须是指辅助的和/或可与参照其它实施方式说明的其它特征互换的。

在下文中，说明了胶囊1(或盒或荚，在这里等同地使用这些术语)的结构和优点，胶囊1借助于在本领域中已知因此不再进一步说明的机器供应的加压提取流体来制备可溶的或可提取的产品。

在各种实施方式中，所讨论的液体产品可以包括通过将加压和加热(即热)的液体和/或蒸汽引入盒中而获得的饮料，诸如咖啡。

在各种实施方式中，胶囊1可以包含借助于前述液体和/或蒸汽能够形成液体产品的物质(图中未示出)的可溶的或可提取的产品。这种物质的可溶的或可提取的产品可以包括咖啡粉或类似饮料的液体产品的另一前体(诸如茶、巧克力粉或颗粒)、制备肉汤、汤、软饮料和各种浸泡液的产品，该列表仅是示例性的而不是详尽的。

在优选的使用形式中，胶囊中容纳的可溶产品是在储存期间脱气的产品，即释放气体的产品。

甚至更优选地，胶囊中容纳的可溶产品是新鲜咖啡，特别地是新鲜研磨的咖啡粉。

附图表示了胶囊1的各种视图，胶囊1包括：

-形状像小碗或小杯的容器主体2，其限定了用于容纳可溶的或可提取的产品的封闭腔室21，

-第一基部3，

-第二基部5，以及

-在第一基部3和第二基部5之间沿着纵向x-x延伸的侧壁4。

应当注意的是，胶囊1的容器主体2优选地由可分解的或可生物降解的材料制成，其中可生物降解是指借助于一系列不可逆的化学反应将有机物质和材料降解为较简单分子的能力。可生物降解材料的认证中包括的要实现的可生物降解水平是在不超过6个月的时间内至少降解90％。

优选地，胶囊1的容器主体2由可生物降解材料制成，可生物降解材料选自如下的组：该组包括玉米淀粉、马铃薯淀粉、纤维素、已知商标名为mater-bi的可生物降解的和可分解的塑料和/或上述材料的任意组合。

特别地，胶囊1的容器主体2优选地由可分解材料制成，例如基于从淀粉等衍生的聚酯/pla/树脂的可分解材料。

在各种实施方式中，如附图所示，主体2可以具有从第一基部3开始朝向第二基部5发散的盆构造。

在各种实施方式中，发散构造可以是截头圆锥形构造。在优选地用于制造胶囊1的后一示例中，术语第一基部3是指直径小于胶囊的具有较大直径的第二基部的直径的基部。

然而，该优选实施方式不是必要的，这是因为胶囊1整体上可以具有不同的形状，例如棱柱形、截头锥体形、方形等。

如附图所示，胶囊1包括注入盖30和饮料分配盖50，注入盖30被设计成被打开以允许将提取流体供应到腔室中，饮料分配盖50被设计成被打开以释放由可溶产品和流体制备的饮料。

在本说明书中，术语盖是指胶囊的容器主体的封闭元件，其用于将可溶的或可提取的产品容纳在胶囊的容器主体内部，并防止液体和固体外部物质进入胶囊的容器主体内部。

根据优选方面，注入盖30和饮料分配盖50两者均是可分解的和氧阻隔型的盖。

术语阻隔盖是指对例如氧或水或气体或香气或前述物质的组合具有物理和化学耐受特性的封闭元件。

术语可分解的阻隔盖是指除前述特征之外还符合现有规定的可分解能力要求的封闭元件。

优选地，注入盖30紧密地与第一基部3关联，而饮料分配盖50紧密地与第二基部5关联。

盖30、50与相应的基部的关联借助于密封操作进行，如下所述。

根据优选的实施方式，设置有：

-注入盖30，其包括至少一个阻隔层和氧阻隔层，该阻隔层又包括可分解的阻隔膜；该盖30具有预定的厚度，该预定的厚度介于通过该特定技术可获得的最小厚度至最大200μm之间，表现出100至5000mpa的弹性模量。

-分配盖50，其至少包括第一阻隔层和氧阻隔层，该第一阻隔层又包括可分解的阻隔膜，并且具有介于20至200μm之间的厚度。

盖30和50的实施方式有利地允许在23℃下在0％相对湿度(rh)下获得低于10ccm²/天atm的氧阻隔值。

特别地参照图2至图5，胶囊1包括脱气阀6，脱气阀6的目的是将由容纳在腔室21中的产品释放的气体排出到胶囊1外部。

特别地，阀6在其打开构造中由可溶的或可提取的产品释放的气体致动(图4b)，并且在阀6的闭合构造中由机器供应的加压流体致动(图4a)。

为此，为了制造能够将由可溶的产品产生的气体释放出胶囊1并且使得胶囊1可以与标准机器一起使用的胶囊1，有利的是所述阀6被配置成靠近容器主体2，并且被构造成通过形成在注入盖30中的至少一个切口7与封闭腔室21流体连通，其中由机器供应的加压流体仅能够在打开注入盖30之后进入密闭腔室21。

阀6相对于容器主体2的这种配置有利地避免了机器的穿刺头的磨损，这是因为阀6未配置在被设计为封闭第二基部5的盖上，并且最重要的是将盖30和50的厚度保持在不需要使用改进的机器来刺穿较厚的盖的值内。

换言之，脱气阀6配置在第一基部3、第二基部5和/或侧壁4(即构成容器主体2的元件)附近。

因此，脱气阀6未配置在盖30和/或盖50附近。

根据一个方面，切口7包括具有适当形状和/或尺寸并形成在注入盖30的厚度中的一个或多个切口。允许由可溶的产品产生的气体通过所述切口，基本上避免可溶的产品的任何通过。

根据阀6通过形成在注入盖30中的切口7与封闭腔室21流体连通并且当阀6处于关闭构造时与外部隔离的一个方面，从外部看胶囊1时，盖30配置在阀6的后方。

换言之，盖30直接面对封闭腔室21，即与容纳在封闭腔室21中的可溶的产品直接接触。

在附图所示的实施方式中，胶囊1提供了单个阀6的使用，但是如果特定的应用要求，则不禁止具有两个或更多个阀6。例如，可以规定阀6配置在基部3附近，而另一阀配置在侧壁4附近。

在本发明的一个实施方式中，脱气阀6集成在容器主体2的厚度中，即集成在第一基部3的厚度中和/或集成在侧壁4的厚度中。换言之，阀6由单件制成或集成在第一基部3的厚度和/或侧壁4的厚度中。

将阀6制成在基部3和/或侧壁的厚度内具有以下优点：由于阀6被插入基部3和/或侧壁4的厚度内，因此防止了阀6的即使是偶发的任何损坏和/或篡改。

根据下文将说明的优选的实施方式，第一基部3(即在胶囊1的截头圆锥形构造的情况下具有较小直径的基部)被成形为将脱气阀6容纳在其厚度s中(特别地参照图4a，图4b和图5)。

为此，还参照附图，各种实施方式均可以参照以下事实，第一基部3具有：

-面向封闭腔室21的内表面300，以及

-面向胶囊1的外部的外表面301。

还参照图2和图3，第一基部3包括第一开口302以及第二孔303，第一开口302用于使提取流体从第一基部3(即，具有较小直径的基部)的外表面301通过到内表面300，第二孔303用于使封闭腔室21中包含的可溶的产品产生的气体通过。

因此：

-当腔室21内部的压力由于可溶的产品释放的气体(例如新鲜咖啡情况下的co2)而增大时，脱气阀6在其打开构造下被气体致动以允许气体通过设置在注入盖30中的切口7并通过开口303流出胶囊1。产品释放的气体从腔室21到胶囊1外部所遵循的路径在图4b中以虚线示出；

-当胶囊1用于制备饮料时，提取流体(例如h2o水)打开注入盖30，从而通过开口302进入封闭腔室21。特别地，提取流体作用在脱气阀6上以将阀6保持在关闭构造，从而防止提取流体通过阀进入以及在制备和分配过程中饮料的流出，这是因为也通过开口303进入的提取流体迫使阀保持关闭。由机器供应的提取流体(例如h2o水)所遵循的路径在图4a中以虚线箭头示出；

-当获得最佳混合物时，饮料通过盖50被提取，盖50可以被属于机器的冲头雕刻(engraved)。

如图所示，有利地，与饮料生产的现有技术中已知的胶囊相比，脱气阀6的存在不涉及任何尺寸变化(甚至第一基部3的厚度s也不变化)，这是因为脱气阀6的存在不影响提取流体的供应方式以及如何生产和提取饮料。

这保证了胶囊1也可以在市场上已经出售的机器中使用而无需对机器进行变型，并且最重要的是胶囊1不会使盖30、50或侧壁4的厚度增加。

根据一个方面，第一开口302和第二开口303由具有任何形状(优选地具有圆形截面)的多个通孔构成。

特别地，第一开口302的多个孔的总开口面积在1mm²至8mm²之间，优选地等于4mm²，而第二开口303的多个孔的总开口面积在0.5mm²至3mm²之间，优选地等于1.5mm²。

根据一个方面，第一开口中的孔的数量是八个，而第二开口中的孔的数量是两个。

在优选的实施方式中，还参照图1c和图1d，第一开口302的孔排列成圆形冠状(circularcrown)，而第二开口303的孔沿着直线排列。

第一开口302和第二开口303的孔的这种配置的优点在于：在封闭腔室21中打开盖30之后，允许提取流体通过孔302均匀地进入，从而均质地投入可溶的产品，同时允许气体从孔303排出，从而集中在特定区域中并避免任何分散。

特别地，第一开口302的圆形冠状的直径使得也将第二开口303的孔包含在由圆形冠状标识的假设区域内。

根据优选的方面，切口7设置在第一开口的圆形冠状的中心。

根据一个方面，还参照图2和图4a-图4b，注入盖30借助于第一密封区域304和第二密封区域305密封地关联到第一基部3的内表面300。

特别地，由于所述两个密封区域304、305，第一开口302被密封，从而避免在胶囊1的储存期间任何空气通过开口302进入。

密封区域304和305优选地通过热密封或通过其它已知的技术(例如那些利用超声波或粘接材料的技术)获得。

根据一个方面，注入盖30包括延伸超过第一基部3的开口302的周边部，并且注入盖30被设计成密封地封闭所述开口302，即没有任何空气和/或气体通道。

优选地，除了被设置为用于在液体产品提取阶段使液体产品通过的一个或多个切口7以外，该注入盖30是无缝材料，即表面或厚度中没有不连续(即，不是多孔的)。

根据一个方面，注入盖30是盘形的并且可以由当通过机器的注入元件供应加压提取流体时热收缩、撕裂、刺穿、溶解的材料制成。

在优选的实施方式中，注入盖30是不热收缩的盖，其不会在与提取流体的接触中撕裂或溶解，而是相对于第一基部3的内表面300升高。

为此，在使用中，密封区域304能够至少在其一部分中屈服于经过开口302的提取流体的压力。换言之，密封区域304在由提取流体施加的液压的作用下屈服，即注入盖30的平均张力高于密封区域304的在液压的作用下屈服的那一部分的平均张力。根据一个方面，屈服密封区域304仅是整个密封区域的一部分。这是由于以下事实：一旦密封区域304的一部分屈服，则经过形成在第二盖30与屈服密封区域304之间的间隙的提取流体降低其压力，而保持密封区域304的未屈服剩余部分不变。特别地，提取流体的压力决定了对于第二可分解阻隔盖30的周边区域的至少一部分，密封区域304从第一基部3的环状部3011的第二侧分离并且提取流体的压力可在0.5bar和15bar之间变化。

可选地，当胶囊1在机器密闭腔室中使用时，第二密封区域305也可以是如下密封件：在经过所述开口302的提取流体的压力下至少在第二密封区域305的一部分中屈服使得注入盖30相对于第一基部3的表面300上升。

如图2所示，第一密封区域304和第二密封区域305的形状如圆形冠状，其中第一密封区域304的直径大于代表第一孔302的圆形冠状的直径，并且第二密封区域305的直径大于代表所述第二孔303的圆形冠状的直径，但小于代表第一孔302的圆形冠状的直径。

饮料分配盖50密封地关联到第二基部5，即，饮料分配盖50提供气密密封。

根据优选的实施方式，第二基部5限定环状边缘501，并且饮料分配盖50借助于密封区域(图中未示出)密封地关联到环状边缘501。

密封区域优选地通过热密封或通过其它已知的技术(例如那些利用超声波或粘接材料的技术)来获得。

饮料分配盖50还有利地具有被刺穿或撕裂的能力和/或诸如允许提取液体加压打开的厚度。

根据一个方面，饮料分配盖50为盘形并且例如没有切口，即饮料分配盖50没有屈服区域，但是仍然与旨在根据已知且因此未说明的技术供应加压提取流体的设备的机构接触。

根据一个方面，如图2和图3所示，第一基部3可以具有雕刻结构，即具有分别凸起和凹陷的部分。

特别地，当从外部观察时，第一基部3包括：

-中央部3010；

-围绕中央部3010的环状部3011，环状部3011被构造成相对于中央部3010凹陷，

-第一开口302设置在环状部3011中，第二开口303设置在所述中央部3010中，

-并且，切口7设置在所述中央部3010中。

根据一个方面，第一密封区域304和第二密封区域305设置在环状部3011中，即设置在面对封闭腔室21的表面中，使得注入盖30配置在封闭腔室21内部，与可溶的或可提取的产品直接接触。

还应注意，在面向胶囊外部的凹陷区域3013中，可以插入机器的头，而不会由此接触注入盖30。

如图2和图3所示，环状部3011优选地借助于具有优选地直线的部分3012连接到胶囊1的侧壁4，该部分3012在胶囊1配置于支撑平面时用作胶囊1的支撑。

根据本说明书的特征方面，脱气阀6包括：

-阀体60，其在第一基部3的厚度s中被形成单件。

-膜62，其相对于所述主体60可在第一操作打开位置和第二操作位置之间移动，该第一操作打开位置允许气体从封闭腔室21通过到外部(图4b)，第二操作位置防止气体通过和提取流体进入封闭腔室21(图4a)，当达到预定气体阈值时允许所述第一操作位置；

-保持部件63，其用于防止可移动膜62丢失。

换言之，脱气阀6是单向型阀，其通常是关闭的，防止腔室21中包含的气体释放，当腔室21的压力值高于阈值时脱气阀6打开，允许气体离开腔室21，并且当腔室21内部的压力值返回到阈值以下时脱气阀6再次关闭，保持可溶的产品的特性。

根据一个方面，可移动膜62被配置为靠近第二开口303，以便基于在密闭腔室21中产生的气体的排出要求而打开/关闭开口303。为此，膜62具有足够的表面尺寸以覆盖第二开口303。

为了在膜62的两个操作位置之间允许通过，优选地使用可生物降解的油(例如咖啡油)，该油用作阀体60和膜62之间的密封剂。

应当注意，在提取流体的供应阶段期间，通过开口303的这种流体通过将膜62推靠在阀体60上而迫使膜62保持关闭，从而避免了饮料在制备和分配期间从腔室21的任何泄漏。

可移动膜62的厚度不小于20μm，并且可以由诸如pla或聚酯等材料制成。

在图4a和图4b所示的脱气阀6的实施方式中，确保可移动膜62不会丢失的密封部件63包括保护元件70，保护元件70与外表面301相关联，即与面向胶囊1的外部的表面关联。

保护元件70配置在脱气阀6的可移动元件62处，并且被构造成保护该可移动元件62免受胶囊外部的物质的伤害。

该保护元件70被实施为盘形元件，该盘形元件与第一基部3的表面301相关联，以便完全覆盖第一基部3，即覆盖第一基部3的整个表面。保护元件70到第一基部3的表面301的粘附借助于热密封或通过其它已知的技术(例如那些利用超声波或粘接材料的技术)来实现。

根据一个方面，保护元件70优选地由可渗透到液体的可生物降解的材料制成。

在使用中，该保护元件70是被机器的头刺穿以便供应提取流体的元件。

可移动膜62的替代实施方式(附图中未示出)提供了橡胶元件的使用，该橡胶元件优选地由厚度最大为1.5mm的盘形弹性体(甚至nbr)制成。该橡胶元件也被保护元件70保持就位。

在图5所示的脱气阀6的实施方式中，与图4a和图4b所示的脱气阀的其它特征相似，保持部件包括盖632，盖632被构造成与第一基部3的外表面301机械地接合，以便防止可移动膜62在打开位置时丢失，并保护所述脱气阀6不受所述胶囊1的外部物质的影响。

应当注意，图5的阀的实施方式不必提供保护元件70。

根据一个方面，胶囊1包括过滤器40，过滤器40被构造成防止产品朝向脱气阀6离开封闭腔室21。

该过滤器40介于注入盖30和脱气阀6的阀体之间。

为此，胶囊1包括座41，座41在内表面300附近形成在第一基部3的厚度s内，座41被成形为容纳该过滤器。

过滤器40被实施在由纸、塑料和纤维素材料制成的元件中。

显然，为了满足偶发的和特定的需求，本领域技术人员可以对上述变型进行多种修改，但是所有这些修改都包含在由所附权利要求限定的保护范围内。