ПОРЦИОННАЯ КАПСУЛА С ПРИСОЕДИНЕННЫМ ПОСРЕДСТВОМ СВАРКИ ФИЛЬТРУЮЩИМ ЭЛЕМЕНТОМ
SINGLE SERVE CAPSULE COMPRISING A FILTER ELEMENT CONNECTED THERETO BY SEALING

Настоящее изобретение относится к порционной капсуле для приготовления напитка, имеющей боковую стенку и дно, которые совместно задают пространство, причем внутри пространства ко дну приварен фильтрующий элемент.
Подобные порционные капсулы известны из уровня техники и используются, например, для приготовления кофе или чая или подобных кофе напитков, таких как эспрессо. Например, в документах EP 1792850 B1, EP 1344722 A1 и US 2003/0172813 A1 раскрыты порционные капсулы для приготовления кофе и эспрессо.
Порционные капсулы, предпочтительным образом, имеют форму усеченного конуса или цилиндрическую форму. Их изготавливают, например, из изготовленной глубокой вытяжкой синтетической пленки или способом литья под давлением. Обычно они имеют боковую стенку с проходящим по периметру фланцем, открытую сторону заполнения для извлекаемого и/или растворяющегося для приготовления напитка субстрата напитка и дно капсулы, причем между субстратом напитка и дном капсулы расположен опирающийся на дно капсулы фильтрующий элемент. После введения и приваривания фильтрующего элемента ко дну порционной капсулы и заполнения субстрата напитка порционную капсулу закрывают покрывной пленкой, которая, например, напаивается или наклеивается на фланец.
Для приготовления кофейного напитка порционную капсулу помещают в заварочную камеру прибора для приготовления. До, после и во время введения порционной капсулы в заварочную камеру порционную капсулу открывают, предпочтительным образом, со стороны ее дна и после герметизации заварочной камеры закрытую укупорочной пленкой сторону заполнения порционной капсулы протыкают посредством протыкающего средства. Затем под давлением в порционную капсулу подают жидкость для приготовления, преимущественным образом горячую воду. Жидкость для приготовления протекает через субстрат напитка и извлекает и/или растворяет необходимые для приготовления напитка вещества из субстрата напитка. Для приготовления эспрессо для извлечения эфирных масел на кофейный порошок воздействует, например, давление кипятка до 20 бар. Но порционные капсулы согласно уровню техники имеют тот недостаток, что приготовленный напиток имеет на своей поверхности сравнительно много пены.
Поэтому задача данного изобретения заключалась в том, чтобы предоставить порционную капсулу, которая не имеет недостатков уровня техники.
Эта задача решена посредством порционной капсулы для приготовления напитка, имеющей боковую стенку и дно, которые совместно задают пространство, причем внутри пространства ко дну приварен фильтрующий элемент, и сварной шов предусмотрен в форме кольца, и причем внешний диаметр сварного шва составляет 75-85% от диаметра фильтрующего элемента.
Данные по предмету данного изобретения разъяснения аналогично действуют для других предметов данного изобретения и наоборот.
Так, удивительным образом, было установлено, что круговой сварной шов, внешний диаметр которого составляет 75-85% от диаметра фильтрующего элемента, приводит к очень низкому пенообразованию.
Фильтрующий элемент предусмотрен в форме диска и имеет круглое поперечное сечение. Сварной шов, который неразъемно соединяет фильтрующий элемент с дном порционной капсулы, выполняется, предпочтительным образом, посредством ультразвуковой сварки. Преимущественным образом, фильтрующий элемент после сварки является непроницаемым для жидкостей в области сварного шва.
Преимущественным образом, внутренний диаметр сварного шва составляет 67-77% диаметра фильтрующего элемента.
В одной предпочтительной форме осуществления ширина сварного шва составляет 1-1,5 мм.
Преимущественным образом, дно порционной капсулы имеет по существу плоский участок, который выполнен круглой формы и внешний диаметр которого составляет 84-94% диаметра фильтрующего элемента. К внешнему периметру плоского участка, предпочтительным образом, примыкает желобок, за счет которого плоский участок расположен немного на расстоянии от возможного выступа. Кроме того, желобок образует переход между плоским дном и боковой стенкой и придает порционной капсуле стабильность. Преимущественным образом, фильтрующий элемент проходит до участка желобка и заходит на него и, по меньшей мере, частично перекрывает его, не касаясь его.
Согласно одной предпочтительной форме осуществления дно имеет выемку такого размера, что при вытекании/протекании напитка через эту выемку по существу не возникает потери давления. Эта выемка, преимущественно, уже выполнена в дне капсулы до приваривания фильтрующего элемента ко дну капсулы. Выемка до процесса приготовления, преимущественным образом, закрыта пленкой или тому подобным материалом, который можно снять или пробить пробивным элементом.
Преимущественным образом, диаметр фильтрующего элемента меньше, прежде всего на 1-5% меньше, внутренних размеров порционной капсулы на высоте дна.
Преимущественным образом, фильтрующий элемент имеет войлочную структуру. Прежде всего, это войлочная иглопробивная структура.
Преимущественным образом, фильтрующий элемент состоит по меньшей мере из одной войлочной структуры и несущей структуры, прежде всего тканой структуры, причем, особо предпочтительным образом, войлочная структура образует по меньшей мере один частичный участок объема несущей структуры. Преимущественным образом, войлочная структура проходит по всему поперечному сечению несущей структуры, но особо предпочтительным образом только по частичному участку высоты. Преимущественным образом, войлочная структура неразъемно с геометрическим и/или силовым замыканием соединена с несущей структурой. Преимущественным образом, фильтрующий элемент имеет две или несколько войлочных структур, которые, преимущественно, отделены друг от друга за счет несущей структуры. Толщина обеих войлочных структур может быть одинаковой или различной. Преимущественным образом, войлочная структура, обращенная к порошку или чаю, тоньше, чем обращенная ко дну капсулы войлочная структура или наоборот. Преимущественным образом, поверхность войлочной структуры обрабатывают, например, термически, чтобы, например, зафиксировать свободные волокна. Преимущественным образом, имеющий войлочную структуру фильтрующий элемент просто вкладывается в капсулу, прежде всего на ее дно. Но фильтрующий элемент также может быть соединен с капсулой, прежде всего ее дном, прежде всего неразъемно. В случае перфорации перфорирующее средство может проникнуть в этот фильтрующий элемент. Преимущественным образом, в капсуле располагают друг на друге несколько фильтрующих элементов, которые имеют одну или несколько войлочных структур и одну несущую структуру, и при необходимости скрепляют друг с другом.
Имеющий одну несущую структуру, прежде всего тканую структуру, и одну войлочную структуру фильтрующий элемент изготавливают, например, за счет того, что предоставляется тканая структура, состоящая из продольных и поперечных нитей. Для конструкции войлока, предпочтительным образом игольчатого войлока, выбирают, преимущественно, волокнистые единицы в 0,8-7 дтекс. Соединение отдельных волокон друг с другом в войлок и/или его закрепление в несущей структуре выполняется, преимущественно, посредством производственного процесса сшивания. При этом иглы с обратными зазубринами втыкают во вложенный впереди пакет волокон с высокой скоростью и снова вытаскивают. За счет зазубрин волокна переплетаются друг с другом и/или с несущей тканью за счет множества возникающих петель.
Несущий элемент, имеющий одну или несколько войлочных структур, предпочтительным образом, имеет распределение масс (также называемое грамматура или вес одной поверхностной единицы материала) от 100 до 800 грамм на квадратный метр, особо предпочтительным образом от 200 до 650 грамм на квадратный метр, и самым предпочтительным образом по существу в 150-250 грамм на квадратный метр, для приготовления чая и 600-700 грамм на квадратный метр для приготовления кофе, эспрессо или подобного напитка. Фильтрующий элемент или же нетканый материал имеет, предпочтительным образом, толщину от 0,8 до 3,3 мм, особо предпочтительным образом от 1,1 до 3,0 мм, и особо предпочтительным образом 1,2-1,4 мм, для приготовления чая и 2,6-3,0 мм для приготовления кофе.
Согласно еще одному предлагаемому или предпочтительному предмету настоящего изобретения боковая стенка и дно являются изготовленными литьем под давлением деталями.
Приведенное по предмету данного изобретения раскрытие аналогично действует для других предметов данного изобретения и наоборот.
Преимущественным образом, предусмотрены монолитные боковая стенка и дно.
Преимущественным образом, на дне порционной капсулы предусмотрен генератор энергии. Этот генератор энергии может иметь форму кольца, прямоугольную, квадратную, овальную форму или иметь иную закрытую форму. Генератор энергии может быть непрерывным или иметь прерывания. Предпочтительным образом, генератор энергии предусмотрен монолитно с дном и при литье под давлением его изготавливают вместе с ним. Преимущественным образом, поперечное сечение генератора энергии треугольное, прямоугольное, квадратное, круглое или овальное. Но поперечное сечение также может иметь любую другую форму, если генератор энергии выступает из поверхности. Генератор энергии, преимущественно, предусмотрен на поверхности дна, которое обращено к пространству, в котором находится извлекаемый и/или растворяемый субстрат напитка.
Далее изобретение объясняется на примере фиг. 1 и 2. Эти объяснения являются только примерами и не ограничивают общую изобретательскую мысль. Объяснения действуют для всех предметов настоящего изобретения одинаково.
На фиг. 1 показана первая форма осуществления предлагаемой порционной капсулы.
На фиг. 2 показана еще одна форма осуществления предлагаемой порционной капсулы.
На фиг. 1 показана предлагаемая порционная капсула 1, которая в данном случае выполнена в форме по существу усеченного конуса. Порционная капсула 1 имеет проходящую по периметру боковую стенку 1.2 и участок 1.1 дна. Боковая стенка 1.2 и участок дна закрывают пространство 1.7, в котором находится фильтрующий элемент 2, который в данном случае имеет войлочную структуру. Фильтрующий элемент 2 приваривают посредством инструмента 3, который на своем нижнем конце имеет поверхности спаивания 3.1, к дну 1.1 порционной капсулы 1 с образованием сварного шва 7. При этом порционная капсула 1, по меньшей мере, частично удерживается в контропоре 6. Дно 1.1 порционной капсулы имеет круглый плоский участок, к внешнему концу которого примыкает выполненный в форме кольца желобок 1.3, который одновременно представляет собой переходный участок 5 между дном и боковой стенкой. За счет желобка 1.3 плоский участок дна располагается на расстоянии от возможной опоры, на которой стоит желобок. На плоском участке предусмотрена выемка 1.6, в данном случае круглая выемка, которая, предпочтительным образом, имеет такой размер, чтобы при вытекании приготовленного напитка из порционной капсулы не возникало значительной потери давления и/или чтобы приготовленный напиток не завихрялся. Как только фильтрующий элемент 2 приварен ко дну порционной капсулы, прежде всего посредством ультразвука, и инструмент 3 удален из порционной капсулы, ее заполняют субстратом напитка, например молотым кофе тонкого помола, и затем, преимущественным образом, закрывают пленкой, которая приваривается или приклеивается к фланцу 1.4, который примыкает по кругу к боковой стенке. Для этого фланец, предпочтительным образом, имеет выступ 1.5, который служит в качестве определенной поверхности запаивания.
Согласно изобретению теперь предусмотрено, что сварной шов предусмотрен в форме кольца, и что внешний диаметр L2 сварного шва составляет 75-85%, в данном случае 70,6%, от диаметра L3 фильтрующего элемента. За счет такого расположения сварного шва при приготовлении напитка, прежде всего при приготовлении кофе, не создается значительная пена. Преимущественным образом, внутренний диаметр L1 сварного шва составляет 67-77%, в данном случае 72,5% диаметра фильтрующего элемента. Предпочтительным образом, ширина сварного шва составляет 1,5 мм. При запайке, во-первых, соединяют фильтрующий элемент 2 с дном 1.1 капсулы. Но одновременно также и войлочная структура, по меньшей мере, частично сдавливается и, преимущественным образом, фиксируется в сдавленном виде. Поперечные течения в войлочной структуре в области сварного шва, преимущественным образом, по меньшей мере, частично ограничены. Внешний диаметр фильтрующего элемента по-прежнему предусмотрен больше, чем внешний диаметр плоского участка дна фильтра. Преимущественным образом, внешний диаметр L4 плоского участка дна капсулы составляет 84-94%, в данном случае 90% диаметра L3 фильтрующего элемента. Следовательно, фильтрующий элемент 2 заходит в область желобка, не касаясь дна желобка. Кроме того, предпочтительным образом, внешний диаметр L3 фильтрующего элемента меньше диаметра фильтрующего элемента порционной капсулы в области дна. Преимущественным образом, сварной шов предусмотрен концентрически относительно выемки 1.6 в дне капсулы.
В форме осуществления согласно фиг. 2 дно 1.1 и боковая стенка 1.2, предпочтительным образом, выполнены как отлитая под давлением деталь, предпочтительным образом из пластика. Кроме того, дно имеет генератор 8 энергии, который в данном случае предусмотрен в виде выполненного в форме кольца возвышения, в данном случае с треугольным поперечным сечением. Специалист понимает, что генератор энергии также может иметь другое поперечное сечение и также не должен предусматриваться непрерывным. С помощью генератора энергии получают линейный сварной шов между фильтрующим элементом и дном капсулы. Генератор энергии предусмотрен на обращенной к пространству 1.7 поверхности дна 1.1. На чертеже ниже боковая стенка 1.2 для наглядности не показана.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1 Порционная капсула
1.1 Участок дна
1.2 Боковая стенка
1.3 Переход участок дна/боковая стенка, желобок
1.4 Фланец
1.5 Выступ во фланце, поверхность запаивания
1.6 Выемка
1.7 Пространство
2 Фильтрующий элемент, войлок
3 Запечатывающий инструмент
3.1 Поверхность запаивания
5 Переходный участок между дном 1.1 и боковой стенкой 1.2
6 Контропора
7 Сварной шов
8 Генератор энергии
L1 Внутренний диаметр сварного шва, например 22,5 мм
L2 Внешний диаметр сварного шва, например 25,0 мм
L3 Диаметр фильтрующего элемента, например 31,0 мм
L4 Диаметр плоской части дна, например 28,0 мм