用于咖啡膠囊的杯子的制作方法
【專利摘要】所描述的為一種用于咖啡膠囊的杯子，包括在底部(2a)和上緣(2b)之間延伸的容納主體(2)，進(jìn)一步地，包括上緣(2b)上的環(huán)形凸邊(3)，環(huán)形凸邊(3)圍繞軸線(X)延伸并具有朝向容納主體(2)的背面(3a)和適配為容納密封蓋子(40)的正面(3b)，其中容納主體(2)和環(huán)形凸邊(3)由多層結(jié)構(gòu)限定，所述多層結(jié)構(gòu)具有內(nèi)層(S1)、外層(S2)和中間層(S3)，內(nèi)層(S1)由塑料制成并限定環(huán)形凸邊(3)的正面(3b)和容納主體(2)的內(nèi)表面，外層(S2)由硬度低于內(nèi)層(S1)的塑料制成，中間層(S3)在內(nèi)層(S1)和外層(S2)之間并由對氧氣和香氣不可滲透的材料制成，其中，環(huán)形凸邊(3)在其背面(3a)上具有環(huán)形脊或齒(6)和環(huán)形凹槽(4)，環(huán)形脊或齒(6)和環(huán)形凹槽(4)圍繞軸線(X)延伸并配置為連同咖啡機(jī)的壓力罩子元件(100)的末端邊緣(101)一起作用。
【專利說明】
用于咖啡膠囊的杯子
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及用于咖啡膠囊的杯子，尤其是由塑料制成的杯子，以及一種制造所述杯子的機(jī)器和一種包括所述杯子的咖啡膠囊。
【背景技術(shù)】
[0002]已知現(xiàn)有技術(shù)中(例如，專利文獻(xiàn)W02012/080501、EP2489609、W02013/076519、W02013/136209、US2010/288131和W02013/157924)的咖啡膠囊包括塑料杯子，填充有一劑咖啡粉并由密封在所述杯子上的圓形面板限定的蓋子關(guān)閉。所述杯子具有扁平的環(huán)形凸邊，所述蓋子密封在其正面上。
[0003]使用時，將咖啡膠囊嵌入到咖啡機(jī)的特定隔間中，咖啡機(jī)配備有用于給膠囊穿孔的刀具和配置為施壓并密封膠囊的環(huán)形凸邊的罩子(或蓋子)，從而根據(jù)該類機(jī)器行業(yè)中已知方法調(diào)制咖啡。
[0004]在一些方案中，所述刀具在蓋子上截取膠囊，通過所述蓋子引進(jìn)蒸汽或熱水。專利文件US2010/288131提供了這種類型膠囊的示例。相反，其他方案提供的是刀片在杯子的底部截取膠囊。專利文件W02013/136209提供了這種類型膠囊的示例。
[0005]應(yīng)該注意到，本發(fā)明尤其涉及設(shè)計為在杯子底部開口的杯子和膠囊。也就是說，本發(fā)明尤其涉及設(shè)計為在刀具通過杯子底部給膠囊穿孔的咖啡機(jī)中使用的杯子和膠囊。
[0006]在這些咖啡機(jī)中，在注入期間抵靠壓力罩子元件的上緣按壓環(huán)形凸邊的背面，以這樣一種方式，于刀具給杯子穿孔的杯子的底部末端，在環(huán)形凸邊的背面上產(chǎn)生杯子和罩子之間的液體緊封。
[0007]針對于此，膠囊的必需事物之一是在咖啡制造機(jī)的膠囊使用期間產(chǎn)生杯子和罩子之間的最佳液體緊封。
[0008]以下三個因素的變化負(fù)面地影響對良好密封的獲取:壓力罩子的形狀(咖啡制造機(jī)的制成部分)、膠囊的形狀，以及中心，也就是說，咖啡機(jī)中膠囊和壓力罩子的相對位置。
[0009]也應(yīng)該注意到，咖啡機(jī)的操作(罩子溫度的改變)會導(dǎo)致壓力罩子形狀和大小的其他變化。
[0010]進(jìn)一步地，設(shè)計為底部穿孔的膠囊技術(shù)需要膠囊底部相對剛硬從而推動刀具的切削作用。這一般通過增加膠囊底部的厚度獲得，然而，由于使用大量材料，導(dǎo)致了更高重量和更高生產(chǎn)成本的問題。
[0011]另一需要是保留咖啡的香氣。在這點上，應(yīng)該注意到，市場上現(xiàn)有的一些膠囊具有外包裝(袋子)，所述外包裝由對香氣不可滲透的材料制成，在使用時必須人工撕開。然而，這種方案是不利的，因為其包括額外的費(fèi)用，實際上，到了調(diào)制飲料的時刻，其在咖啡香氣保留上不是完全有效的。
[0012]現(xiàn)有技術(shù)的杯子不符合上述需求，因為它們不允許塑料咖啡膠囊的這樣的生產(chǎn)，即需保證在咖啡機(jī)上使用的高效性和可靠性，所述咖啡機(jī)給膠囊底部穿孔并由杯子自身的環(huán)形凸邊的背部緊緊地握住杯子。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于咖啡膠囊的杯子，其克服了上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點并符合上述需求。
[0014]更具體地，本發(fā)明的目的是提供一種用于咖啡膠囊的杯子，其在使用時能夠與罩子產(chǎn)生最佳液體緊封。更具體地，目的是產(chǎn)生保持有效耐用的液體緊封，即使膠囊和咖啡機(jī)變化，以及即使壓力罩的形狀和大小變化、膠囊形狀變化還有壓力罩和膠囊相對彼此的中心變化。
[0015]本發(fā)明的另一目的是提供一種重量輕并且制造廉價的用于咖啡膠囊的杯子。
[0016]本發(fā)明的進(jìn)一步目的是提供一種用于咖啡膠囊的杯子，其能夠保持其包括的咖啡的高度香氣。根據(jù)本發(fā)明的杯子完全實現(xiàn)這些目的，其特征在于所附權(quán)利要求的一個或多個。
[0017]根據(jù)所附權(quán)利要求的一個或多個，本發(fā)明也具有目的為包括所述杯子的咖啡膠囊和制作所述杯子的方法和機(jī)器。
[0018]根據(jù)所附權(quán)利要求的一個或多個，本發(fā)明的另一目的是使用本發(fā)明的膠囊制造咖啡的方法。
[0019]本發(fā)明尤其涉及用于咖啡膠囊的杯子，其中，膠囊咖啡傾向于在配備有壓力罩子元件(鈴狀)的咖啡機(jī)上使用，所述壓力罩子元件具有末端邊緣，以在膠囊上提供封口。
[0020]所述杯子包括在底緣和上緣之間延伸的容納(外殼)主體和位于容納主體上緣的環(huán)形凸邊。
[0021]環(huán)形凸邊圍繞軸線延伸。所述軸線為膠囊的圓柱對稱軸線。
[0022]環(huán)形凸邊具有面對容納主體的背面和適配為容納杯子密封蓋的正面，以形成所述膠囊。
[0023]容納主體和環(huán)形凸邊由多層結(jié)構(gòu)限定(也就是形成)。該多層結(jié)構(gòu)具有由塑料制成的內(nèi)層，限定環(huán)形凸邊的正面和容納主體的內(nèi)表面。該多層結(jié)構(gòu)也具有由柔軟塑料制成的外層;所述外層限定環(huán)形凸邊的背面和容納主體的外表面。此外，多層結(jié)構(gòu)具有布置在內(nèi)層和外層之間的由對氧氣和香氣不可滲透的材料制成的中間層。
[0024]環(huán)形凸邊背面上具有環(huán)形脊和環(huán)形凹槽，圍繞所述軸線延伸(也就是它們圍繞所述軸線，也就是它們位于所述軸線周圍)。當(dāng)將膠囊嵌入到咖啡機(jī)中并且啟動壓力罩子元件時，將環(huán)形突起和環(huán)形凹槽有效操作性地聯(lián)接到壓力罩子元件的末端邊緣。因此，將環(huán)形脊和環(huán)形凹槽配置為(也就是適配為)與咖啡機(jī)的壓力罩子元件的末端邊緣配合，以在壓力元件和膠囊之間提供封口。
[0025]膠囊外層(限定環(huán)形突起和環(huán)形凹槽)是柔軟的事實使得杯子在咖啡機(jī)的飲料生產(chǎn)期間，在與壓力元件獲得這一封口上特別有效。
[0026]因此，環(huán)形突起和環(huán)形凹槽配置為能夠連同咖啡機(jī)的壓力罩子元件的末端邊緣一起作用；也就是說，將環(huán)形突起和環(huán)形凹槽配置為連同咖啡機(jī)的壓力罩子元件的末端邊緣一起操作性地有效起作用。
【附圖說明】
[0027]在所附權(quán)利要求中清楚地描述了參考以上目的的本發(fā)明的技術(shù)特征，并且從參考以下附圖的【具體實施方式】中，其優(yōu)點更加顯而易見，附圖描述了優(yōu)選非限制性的本發(fā)明示例實施例，其中
[0028]-圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的杯子；
[0029]-圖1A示出了壓力罩子的細(xì)節(jié)，設(shè)計為使用時與圖1的杯子相互作用；
[0030]-圖2示出了圖1的杯子的細(xì)節(jié)；
[0031]-圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的杯子；
[0032]-圖4示出了圖2的細(xì)節(jié)，示出了參數(shù)；
[0033]-圖5不出了圖1的杯子的一部分的橫截面；
[0034]-圖6示意性地示出了用于制造根據(jù)本發(fā)明的杯子的機(jī)器；
[0035]-圖7示出了圖6中細(xì)節(jié)A的放大圖；
[0036]-圖8示出了相互堆疊的多個圖1的杯子；
[0037]-圖9不出了圖8的多個杯子的橫斷面視圖。
【具體實施方式】
[0038]參考附圖，數(shù)字I表示根據(jù)本發(fā)明的用于咖啡膠囊的杯子整體。
[0039]杯子I基本上由兩部分制成:容納主體2和環(huán)形凸邊3，容納主體2在內(nèi)部限定上方開口的空間“V”，用于容納一劑30咖啡粉并在底部2a和上緣2b之間延伸，環(huán)形凸邊3位于容納主體2的上緣2b。
[0040]環(huán)形凸邊3圍繞軸線“X”延伸，優(yōu)選地，軸線“X”構(gòu)成容納主體2的軸向?qū)ΨQ軸線，并更加優(yōu)選地，軸線“X”構(gòu)成整個杯子I的軸向?qū)ΨQ軸線。
[0041]環(huán)形凸邊3主要位于平面中，垂直于軸線“X”。
[0042]環(huán)形凸邊3具有背(或下)面3a和前(或上)面3b，背(或下)面3a指向容納主體2，前(或上)面3b適配為容納施加于其上的密封蓋子/盤子40從而密封地隔離空間“V”內(nèi)的一劑30咖啡以獲得圖3所示的膠囊50。有利地，環(huán)形凸邊3在其背面3a上具有圍繞軸線“X”延伸的環(huán)形凹槽4。凹槽4配置為連同注入機(jī)的壓力罩子元件100的末端邊緣101—起作用，以在杯子I中包含的咖啡注入期間產(chǎn)生氣密(hermeti c)封口。
[0043]因此，沿著以軸線“X”為中心的環(huán)狀線延伸的凹槽4是軸對稱的。
[0044]凹槽4橫截面上(也就是說，垂直于凹槽4順著延伸的線)具有至少部分被環(huán)形弧線限定的外形。如圖所示，凹槽4具有處于0.15mm和0.45mm之間的寬度“LI”(也就是徑向延伸)，優(yōu)選地，大約0.25mm，其相對軸線“X”在直徑上測量。
[0045]凹槽4具有處于0.15mm和0.40mm之間的深度“H1”，優(yōu)選地，大約0.24mm。
[0046]進(jìn)一步地，環(huán)形凹槽4位于與環(huán)形接合區(qū)域5隔開的位置(也就是連接過渡區(qū)域)，環(huán)形接合區(qū)域5使容納主體2的上緣2b和環(huán)形凸邊3相互接合。優(yōu)選地，環(huán)形凹槽4具有以處于0.2和0.4mm之間的距離“M”與環(huán)形接合區(qū)域5隔開的內(nèi)部緊固邊緣4a，優(yōu)選地，大約0.33mm0
[0047]因此，優(yōu)選地，在杯子I的主體2附近的凸邊的背面3a限定邊界51，也就是置于主體2(也就是容納主體2的上緣2b)和凹槽4(也就是凹槽4的緊固邊緣4a)之間的環(huán)形區(qū)域。優(yōu)選地，邊界51是平坦的，也就是沒有突起或凹槽，并且大體上垂直于軸線X，也就是說其徑向延伸。邊界51的寬度標(biāo)記為Μ。
[0048]所述凹槽具有三部分:內(nèi)壁4c(接近杯子I的主體2)、外壁4d(遠(yuǎn)離杯子I的主體2)和置于內(nèi)壁4c和外壁4d之間的底壁4e。
[0049]優(yōu)選地，環(huán)形凸邊3在其背面3a上也具有環(huán)形脊或齒6。優(yōu)選地，脊6鄰近凹槽4。優(yōu)選地，脊6在凹槽4的外側(cè)。環(huán)形脊6遠(yuǎn)離環(huán)形凸邊3的背面3a延伸(軸向地)(也就是說，其從環(huán)形凸邊3的背面3a凸出)。優(yōu)選地，環(huán)形脊6具有與凹槽4的出口邊緣4b相一致的緊固邊緣
6a ο
[0050]優(yōu)選地，環(huán)形脊6具有三部分:內(nèi)壁6b(接近杯子I的主體2)、外壁6c(遠(yuǎn)離杯子I的主體2)和置于內(nèi)壁6b和外壁6c之間的頂壁6d。
[0051 ] 環(huán)形脊6具有處于1.0mm和1.4mm之間的寬度“L2”(也就是徑向延伸)，優(yōu)選地，大約1.17mm，其相對軸線“X”在直徑上測量，以及具有處于0.25mm和0.70mm之間的深度“H2”，優(yōu)選地，大約0.34mm。
[0052]也就是說，脊6的頂壁6d(與外壁6c—起)具有等于“L2”的寬度。
[0053]優(yōu)選地，環(huán)形凸邊3的背面3a在通過軸線的平面的橫截面中具有一輪廓，所述輪廓具有筆直過渡延伸“T”，該延伸“T”將環(huán)形凹槽4和環(huán)形脊6相互接合并朝向軸線“X”。優(yōu)選地，筆直延伸“T”與軸線“X”平行。然而，其也可以相對軸線X傾斜，例如以六十進(jìn)制度的區(qū)間[0;20]的傾斜角度，該角度伴隨著軸線X的方向朝著杯子主體2的上緣2b，也就是朝著膠囊的蓋子40)形成。
[0054]筆直延伸“T”可以被具有垂直切線(也就是說，平行于軸線“X”)的凹形變化(彎曲)代替。優(yōu)選地，筆直延伸“T”由凹槽4的外壁4d和脊6的內(nèi)壁6b形成，相對彼此依次排列并平行于軸線“X”對齊。
[0055 ]凹槽4和脊6圍繞杯子的軸線“X”延伸。優(yōu)選地，由凹槽4的外壁4d和脊6的內(nèi)壁6b形成的筆直延伸“T”具有處于30.34mm和30.74mm之間的直徑“D”，更優(yōu)選地，大約30.54mm。
[0056]優(yōu)選地，凹槽4的內(nèi)壁4c和底壁4e限定弧形輪廓，更優(yōu)選地，圓弧。優(yōu)選地，凹槽4的外壁4d是筆直的并平行于軸線“X”。優(yōu)選地，脊6的寬度“L2”大于凹槽4的寬度“LI”。優(yōu)選地，脊6的寬度“L2”大于邊界51的寬度“M”。優(yōu)選地，脊6的寬度“L2”基本上等于(或大于)凹槽4的寬度“LI”和邊界51的寬度“M”的總和。
[0057]優(yōu)選地，寬度L2和量(M+L1)之間的比率在區(qū)間[2，3.5 ]。
[0058]優(yōu)選地，脊6的頂壁6d是平坦的或基本上平坦的。優(yōu)選地，將壁6c (脊6的外壁)傾斜以形成斜邊，將脊6接合到脊6自身外側(cè)上的凸邊3的背面3a的一部分。
[0059]優(yōu)選地，相對軸線X將壁6c以六十進(jìn)制度的O和45之間的角度傾斜。
[0060]至于凸邊3的背面3a的外形，應(yīng)該注意的是，存在用于膠囊密封的重要方面。
[0061]例如，凸邊3的背面3a依次限定從杯子I的主體2開始的邊界51、凹槽4和脊6的事實保證了對所有膠囊，以及對杯子I和壓力罩子100之間的所有接口點的有效密封。
[0062]針對于此，應(yīng)該注意的是，杯子(在凸邊3上)和/或壓力罩子的輪廓可能不是完全環(huán)形的。
[0063]除了咖啡制造機(jī)中的杯子I和壓力罩子100之間的可能的偏心誤差，這意味著取決于壓力罩子100自身的環(huán)境和區(qū)域(在壓力罩子100的輪廓延伸的360度內(nèi))，壓力罩子100可能接觸到凸邊的背面3a的不同區(qū)域。
[0064]無論何種情況，這些區(qū)域?qū)⒃谶吔?1和脊6之間(包括邊界51和脊6)。這保證壓力罩子100和凸邊3的背面3a之間的一直的良好密封。
[0065]優(yōu)選地，容納主體2在外部上限定其頂部的接近上緣2b的臺階7和/或位于容納主體2的較低部分的倒角8。
[0066]臺階7限定外肩7a，外肩7a設(shè)計為允許杯子I能夠駐留在其下面的相同杯子的環(huán)形凸邊3上。
[0067]另一方面，優(yōu)選地，倒角8具有圓形并限定底部2a方向上的容納主體2直徑的局部減薄，給容納主體2—個朝著底部2a逐漸縮小的外形。
[0068]容納主體2和環(huán)形凸邊3—體成型。容納主體2和環(huán)形凸邊3具有多層結(jié)構(gòu)，包括:
[0069]-由塑料制成的內(nèi)層“SI”，限定環(huán)形凸邊3的正面3b和容納主體2的內(nèi)表面；
[0070]-由柔軟塑料制成的外層(S2)，優(yōu)選地，其硬度低于內(nèi)層“SI”。
[0071]-內(nèi)層“SI”和外層“S2”之間的由對氧氣和香氣不可滲透的材料制成的中間層“S3”。
[0072]內(nèi)層“SI”由能夠當(dāng)?shù)撞?a自身受到特定刀具(未示出)的切削作用時授予容納主體2的底部2a以良好剛度的材料制成。優(yōu)選地，該材料為聚丙烯。
[0073]外層“S2”由可足夠變形為允許其粘著壓力罩子元件100的相應(yīng)上緣101的材料制成。優(yōu)選地，該材料具有低于制成內(nèi)層“SI”的材料的硬度。優(yōu)選地，外層“S2”由PE制成。或者，外層“S2”可以由PP或其他材料制成。
[0074]應(yīng)該注意到，杯子的外層“S2”(也就是杯子的凸邊3的外層“S2”)由柔軟可變形材料制成。該材料能夠忍受至少部分塑性變形。優(yōu)選地，制成外層“S2”的材料也能夠忍受至少部分塑性變形。針對于此，應(yīng)該注意到，優(yōu)選地，層S2的彈性模量低于1400MPa。也就是說，層S2的彈性模量在區(qū)間[O，1400 ]內(nèi)。
[0075 ] 優(yōu)選地，中間層由EVOH制成。
[0076]因此，杯子I從多層薄板或包括上述三層“SI”、“S2”、“S3”并依次由擠壓工藝的方法獲得的一塊薄板中經(jīng)熱成型過程制成。因此，該過程允許獲得指向空間“V”的部分更加剛硬而形成環(huán)形凹槽4和脊6的相對側(cè)則更加柔軟的杯子。
[0077]優(yōu)選地，為了增加容納主體2的底部2a的剛度，后者可以具有遠(yuǎn)離軸線“X”徑向布置的加強(qiáng)筋9。
[0078]制造上述杯子I的方法的一優(yōu)選實施例包括準(zhǔn)備多層薄板“F”或一塊薄板(優(yōu)選地擠壓所得的)的步驟，和使薄板“F”受到熱成型作用從而給薄板“F”以包括容納主體2的三維形狀的后續(xù)步驟，所述一塊薄板具有一對由不同硬度塑料制成的末端層“SI”、“S2”，以及位于末端層“SI”、“S2”之間并由對氧氣和香氣不可滲透的材料制成的中間層“S3”。
[0079]應(yīng)該注意到，也存在選定層S1、S2和S3的厚度的步驟，以達(dá)到成形過程要求和保持膠囊中包含的制品質(zhì)量之間的折中，例如通過選擇三層厚度的不同值。
[0080]通過成型模200的方法實現(xiàn)熱成型，成型模200具有環(huán)形突起201并連同上沖頭“P”一起作用，環(huán)形突起201具有匹配凹槽4的形狀，從而將凹槽4的形狀印在薄板“F”上，上沖頭“P”設(shè)計為抵靠下面的成型模200按壓薄板“F”并給薄板“F”以限定杯子I的三維形狀。成型模200也具有環(huán)形凹槽202，環(huán)形凹槽202鄰近環(huán)形突起201并具有匹配環(huán)形脊6的形狀以將環(huán)形脊6的形狀印在薄板上。
[0081]在熱成型期間，將成型模200放置為接觸由硬度較小的塑料制成的外層“S2”。
[0082]制造上述杯子I的機(jī)器的一優(yōu)選實施例包括用于饋給多層薄板“F”或一塊薄板的裝置(因為它們?yōu)橐阎愋停晕词境?和配置為給薄板“F”以包括容納主體2的三維形狀的熱成型設(shè)備，所述熱成型設(shè)備包括剛剛所述類型的成型模200。
[0083]如上所述，使用根據(jù)本發(fā)明的杯子I的優(yōu)點，在使用與杯子I一起制成的膠囊50制作咖啡的過程特別顯而易見。
[0084]更具體地，根據(jù)該過程，將杯子I嵌入具有中空壓力罩子元件100的咖啡機(jī)，中空壓力罩子元件100適配為容納杯子I的底部2a并具有上述末端邊緣101，末端邊緣101適配為連同環(huán)形凸邊3的背面3a—起作用。
[0085]更具體地，如圖1和2所示，末端邊緣101具有設(shè)計為嵌入到杯子I的環(huán)形凹槽4中的環(huán)形突起102和設(shè)計為容納杯子I的環(huán)形脊6的環(huán)形凹槽103。
[0086]因此，環(huán)形突起102和環(huán)形凹槽103相對彼此依次布置，環(huán)形凹槽103在環(huán)形突起102的外側(cè)。
[0087]壓力罩子元件100的末端邊緣101設(shè)計為以這樣的方式抵靠杯子的環(huán)形凸邊3的背面3a按壓，以產(chǎn)生由更柔軟的材料制成的杯子I外層“S2”的至少部分塑性變形。優(yōu)選地，該變形也部分地為彈性。
[0088]優(yōu)選地，壓力罩子元件100的末端邊緣101和具有凹槽4和環(huán)形脊6的杯子I的環(huán)形凸邊3的背面3a的部分成形為緊密配合，伴隨著過盈配合，也就是說，至少在凹槽4的側(cè)壁上產(chǎn)生外層“S2”的變形。優(yōu)選地，該變形出現(xiàn)在上述筆直延伸“T”上，如圖2所示，圖中示出了環(huán)形凸邊4和壓力罩子元件100的末端邊緣的未變形輪廓，以及在兩部分一起被按壓后的變形配置。這可以通過使環(huán)形凹槽4的寬度相對環(huán)形突起102尺寸偏小和/或使環(huán)形脊6的寬度相對環(huán)形凹槽103尺寸偏大獲得。
[0089]也應(yīng)該注意到，過盈和隨之發(fā)生的變形發(fā)生在齒6的頂(平坦的)部或齒的外壁(以處于0°和45°之間的角度傾斜)也是可能的(由于壓力罩子和杯子的形狀和尺寸可變性)。
[0090]在壓力罩子元件100的運(yùn)動期間(在啟動氣密封口之前)，合適的刀具(圖中未示出)切割杯子I的底部2，從而利用高溫的水或蒸汽噴灑一劑咖啡30并由此開始咖啡調(diào)制過程。
[0091 ]本發(fā)明實現(xiàn)預(yù)設(shè)目的，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點。
[0092]實際上，具有環(huán)形凸邊的背面幾何結(jié)構(gòu)、具有環(huán)形凹槽和脊的多層結(jié)構(gòu)的組合(更具體地，三層結(jié)構(gòu))允許在使用期間尤其在壓力罩子元件施加壓縮作用期間大幅度提高膠囊和壓力罩子元件之間的氣密密封。
[0093]外層的更大柔軟度提供了密封有效性方面的優(yōu)點，因此，外層在接觸壓力罩子元件的合適成形的末端邊緣時更容易變形。
[0094]同時，內(nèi)層的更大剛度允許增加杯子強(qiáng)度(進(jìn)一步地，由杯子底部的加強(qiáng)筋增強(qiáng))，允許節(jié)省材料。
[0095]此外，從多層材料的薄板開始的熱成型過程的方法容易使多層結(jié)構(gòu)變形，因此簡化杯子的生產(chǎn)過程。
[0096]另外，配置為防止氣體尤其是氧氣和香氣通過的中間層的出現(xiàn)(例如，能夠?qū)ρ鯕夂拖銡猱a(chǎn)生屏障的EVOH或其他材料)允許咖啡香氣保持在膠囊內(nèi)部而不必進(jìn)一步在任何外部包裝紙中包裝膠囊。
[0097]香氣不可滲透層對氧氣也是不可滲透的。因此，限制了膠囊內(nèi)部氧氣的出現(xiàn)并因此限制了膠囊內(nèi)部的咖啡的氧化作用。
[0098]香氣不可滲透層以兩種方式作用。因此，其也防止外部香氣從外部滲透到膠囊內(nèi)。進(jìn)一步地，內(nèi)層SI的材料和/或制成外層S2的材料是對濕氣不可滲透的材料(例如，PP，或者PE)，在耐貯性、產(chǎn)品質(zhì)量和精確粉末密度的保持方面具有明顯優(yōu)點。
[0099]凸邊的背面3a的形狀允許通過在接觸區(qū)域中產(chǎn)生凸邊的背面3a的外層的變形和凸邊的背面3a自身和壓力罩子100之間的壓縮來進(jìn)一步改善氣密密封。更具體地，凸邊的背面3a的形狀保證沿著整個膠囊輪廓的最佳密封，即使壓力罩子100沒有完全環(huán)形輪廓和/或不是完全相對膠囊的軸線定心。
[0100]臺階和倒角的出現(xiàn)也允許提高膠囊的可用性。
[0101]位于杯子I的上半部、優(yōu)選地位于環(huán)形凸邊3a附近的臺階7使得堆疊相同杯子更容易，在可運(yùn)性和貯存方面具有明顯優(yōu)點。
[0102]另一方面，倒角8位于杯子I的下半部并給杯子以細(xì)長的錐形配置，使得在使用后從壓力罩子元件中抽出杯子更加容易。
[0103]倒角8的另一功能是在壓力罩子運(yùn)動期間防止壓力罩子100和膠囊50的底部和/或側(cè)面的撞擊。這有利地避免了在給膠囊穿孔和在壓力罩子和膠囊之間產(chǎn)生封口之前的膠囊變形的風(fēng)險。
[0104]在另一實施例中，本發(fā)明提供用于膠囊50的杯子I(針對咖啡或其他注入物)，包括在底部2a和上緣2b之間延伸的容納主體2，并包括在上緣2b上的圍繞軸線X延伸的環(huán)形凸邊3。
[0105]環(huán)形凸邊3具有朝向容納主體2的背面3a，以及具有適配為容納用于關(guān)閉杯子以形成膠囊的蓋子40的正面3b。
[0106]容納主體2和環(huán)形凸邊3可以由任何材料制成。例如，它們可以由鋁制成，或者他們可以由上述多層機(jī)構(gòu)限定。
[0107]也應(yīng)該注意到，杯子I可以用于制造填充咖啡以外制品的膠囊，用于制造熱的或冷的飲料或者其他類的注入物(例如，使用茶粉、大麥或其他注入制品)，但總是在壓力罩子元件100和杯子I的凸邊3之間產(chǎn)生液體緊封。
[0108]無論何種情況，環(huán)形凸邊3在其背面3a上具有柔軟可變形部分。該部分由至少部分塑性可變形的材料制成。優(yōu)選地，該材料也是至少部分彈性可變形的，優(yōu)選地，具有低于HOOMPa的彈性模量。在該實施例中，環(huán)形凸邊3在其背面3a上具有圍繞軸線X延伸的環(huán)形凹槽4。凹槽4配置為連同咖啡機(jī)的壓力罩子元件100的末端邊緣101—起作用。
[0109]環(huán)形凸邊3在其背面3a上具有環(huán)形脊6。優(yōu)選地，脊6鄰近凹槽4。脊6在同一凹槽4的外側(cè)。脊6遠(yuǎn)離環(huán)形凸邊3的背面3a延伸。
[0110]優(yōu)選地，環(huán)形凸邊3的背面3a在通過軸線的平面的橫截面中具有一輪廓，所述輪廓具有筆直過渡延伸“T”(大體上平行于軸線X)，由環(huán)形凹槽4和環(huán)形脊6的相應(yīng)壁限定并指向軸線X。
[0111]優(yōu)選地，環(huán)形脊6具有大于凹槽4徑向延伸的徑向延伸。
[0112]優(yōu)選地，環(huán)形凸邊3的背面3a具有徑向延伸并置于容納主體2的上緣2b和凹槽4之間的環(huán)形區(qū)域51。
[0113]優(yōu)選地，環(huán)形區(qū)域51的徑向延伸M、凹槽4的徑向延伸LI和環(huán)形脊6的徑向延伸L2滿足以下關(guān)系:
[0114]L2 = k(M+Ll)
[0115]其中k為區(qū)間[2;3.5]的數(shù)字。
[0116]優(yōu)選地，環(huán)形脊6具有外壁6c，外壁6c遠(yuǎn)離杯子I的主體2并傾斜以形成斜邊，將脊6接合到脊6自身外側(cè)上的凸邊3的背面3a的一部分。優(yōu)選地，相對軸線X的外壁6c的傾斜形成六十進(jìn)制度的O和45之間的角度。
[0117]應(yīng)該注意的是，環(huán)形區(qū)域51、凹槽4和環(huán)形脊6由上述柔軟可變形材料制成。也就是說，它們在環(huán)形凸邊3的背面3a上形成由上述柔軟可變形材料制成的區(qū)域。
[0118]因此，當(dāng)在咖啡機(jī)中調(diào)制咖啡時，壓力罩子元件100抵靠環(huán)形凸邊3的背面3a的運(yùn)動在環(huán)形凸邊3的以下部分的一個或多個中(或至少它們中的部分)導(dǎo)致環(huán)形凸邊3的外層S2的變形:環(huán)形凹槽4;環(huán)形脊6;凹槽4和環(huán)形脊6之間的筆直延伸T;徑向延伸并置于容納主體2的上緣2b和凹槽4之間的環(huán)形區(qū)域51。在所有這些情況下(也就是對剛剛提及的環(huán)形凸邊3的所有區(qū)域)，凸邊3和壓力罩子100之間的密封是有效的，因為其涉及環(huán)形凸邊3的(夕卜層S2的)可變形材料克服壓力罩子100的至少部分塑性變形。實際上，使用時，壓力罩子100的末端或者以以下方式之一接觸到環(huán)形凸邊3的背面3a:
[0119]i)壓力罩子100的末端與環(huán)形凸邊3的上述部分之一(邊界51、凹槽4或脊6)相互作用，導(dǎo)致至少那部分的變形；
[0120]i)壓力罩子100的末端與環(huán)形凸邊3的上述部分的兩鄰近部分(邊界51、凹槽4或脊6)相互作用，導(dǎo)致兩部分的(至少部分的)變形。無論何種情況，由于根據(jù)本發(fā)明的凸邊3的面3a的形狀，保證了密封。
[0121 ]這具有保證有效密封的優(yōu)點，即使壓力罩子100或凸邊3的外形不是規(guī)則的或完全環(huán)形的(該不規(guī)則性可歸因于，例如，壓力罩子的磨損)，或者即使壓力罩子和膠囊不是良好定心的，以及允許壓力罩子100和凸邊3之間的相互作用同時發(fā)生在環(huán)形凸邊3的不同區(qū)域(也就是遠(yuǎn)離膠囊軸線X的不同徑向距離的環(huán)形凸邊3的區(qū)域)。
【主權(quán)項】
1.一種用于咖啡膠囊(50)的杯子(I)，包括在底部(2a)和上緣(2b)之間延伸的容納主體(2)，進(jìn)一步地，包括上緣(2b)上的環(huán)形凸邊(3)，環(huán)形凸邊(3)圍繞軸線(X)延伸并具有背面(3a)和正面(3b)，背面(3a)指向容納主體(2)，正面(3b)適配為容納杯子密封蓋子(40)以形成所述膠囊， 其中容納主體(2)和環(huán)形凸邊(3)由多層結(jié)構(gòu)限定，所述多層結(jié)構(gòu)具有內(nèi)層(SI)、外層(S2)和中間層(S3)，內(nèi)層(SI)由塑料制成并限定環(huán)形凸邊(3)的正面(3b)和容納主體(2)的內(nèi)表面，外層(S2)由柔軟塑料制成，中間層(S3)位于內(nèi)層(SI)和外層(S2)之間并由對氧氣和香氣不可滲透的材料制成，其中，環(huán)形凸邊(3)在其背面(3a)上具有環(huán)形脊(6)和環(huán)形凹槽(4)，環(huán)形脊(6)和環(huán)形凹槽(4)圍繞軸線(X)延伸并配置為能夠連同咖啡機(jī)的壓力罩子元件(100)的末端邊緣(101)—起作用。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的杯子，其中，內(nèi)層(S2)由比外層(S2)更加剛硬的材料制成。3.根據(jù)上述權(quán)利要求的任一項所述的杯子，其中，環(huán)形脊(6)在凹槽自身的外側(cè)上鄰近凹槽(4)并遠(yuǎn)離環(huán)形凸邊(3)的背面(3a)延伸。4.根據(jù)上述權(quán)利要求的任一項所述的杯子，其中，環(huán)形凸邊(3)的背面(3a)在通過軸線(X)的平面的橫截面中具有一輪廓，所述輪廓具有大體上平行于軸線(X)的筆直延伸(T)，由環(huán)形凹槽(4)和環(huán)形脊(6)的相應(yīng)壁限定并指向軸線(X)。5.根據(jù)上述權(quán)利要求的任一項所述的杯子，其中，環(huán)形脊(6)具有大于凹槽(4)徑向延伸的徑向延伸。6.根據(jù)上述權(quán)利要求的任一項所述的杯子，其中，環(huán)形凸邊(3)的背面(3a)具有徑向延伸并置于容納主體(2)的上緣(2b)和凹槽(4)之間的環(huán)形區(qū)域(51)，其中，環(huán)形區(qū)域(51)的徑向延伸(M)、凹槽(4)的徑向延伸(LI)和環(huán)形脊(6)的徑向延伸(L2)滿足以下方程:L2 = k(M+Ll) 其中k為區(qū)間[2;3.5]內(nèi)的數(shù)字。7.根據(jù)上述權(quán)利要求的任一項所述的杯子，其中，環(huán)形脊(6)具有外壁(6c)，外壁(6c)遠(yuǎn)離杯子(I)的主體(2)并經(jīng)傾斜以形成將脊(6)接合到脊(6)自身外側(cè)上的環(huán)形凸邊(3)的背面(3a)的一部分的斜邊，其中，壁(6c)相對軸線(X)以六十進(jìn)制度的0°和45°之間的角度傾斜。8.根據(jù)上述權(quán)利要求的任一項所述的杯子，其中，容納主體(2)的上緣(2b)和環(huán)形凸邊(3)限定環(huán)形接合區(qū)域(5)，其中，凹槽(4)位于與環(huán)形接合區(qū)域(5)隔開的位置。9.根據(jù)上述權(quán)利要求的任一項所述的杯子，其中，容納主體(2)在接近上緣(2a)的其一部分中具有臺階(7)，臺階(7)限定適配為形成支撐壁的外肩(7a)，所述支撐壁能夠在與位于其下面的其他相同杯子的堆疊結(jié)構(gòu)中駐留在杯子(I)的環(huán)形凸邊(3)上。10.根據(jù)上述權(quán)利要求的任一項所述的杯子，其中，容納主體(2)在其底面部分中具有形狀優(yōu)選地為圓形的倒角(8)，在底部(2a)的方向上限定容納主體(2)直徑的局部減薄。11.根據(jù)上述權(quán)利要求的任一項所述的杯子，其中，內(nèi)層(SI)由PP或PS制成，外層(S2)由PE或PP制成，中間層(S3)由EVOH或能夠?qū)ρ鯕夂拖銡庑纬善琳系钠渌牧现瞥伞?2.—種咖啡膠囊(50)，包括根據(jù)上述權(quán)利要求的任一項所述的杯子(I)、放置在容納主體(2)中的一劑(30)咖啡粉和放置在杯子(I)的環(huán)形凸邊(3)上以牢牢密封容納主體(2)的蓋子(40)。13.—種制造根據(jù)權(quán)利要求1到11中任一項所述的杯子(I)的方法，包括以下步驟: -準(zhǔn)備擠壓的多層薄板(F)，多層薄板(F)具有由塑料制成的內(nèi)層(SI)和外層(S2)以及位于內(nèi)層和外層(S1、S2)之間的中間層(S3)，外層(S2)是柔軟的，中間層(S3)由對氧氣和/或香氣不可滲透的材料制成； -將多層薄板(F)熱成型以給多層薄板(F)以限定容納主體(2)的三維形狀； 其中，熱成型步驟通過成型模(200)進(jìn)行，成型模(200)放置為接觸由塑料材料制成的外層(S2)，成型模(200)具有環(huán)形突起(201)，環(huán)形突起(201)成形為匹配凹槽(4)的形狀以將凹槽(4)的形狀印在薄板(F)上。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，內(nèi)層(SI)比外層(S2)更硬。15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的方法，其中，成型模(200)具有在環(huán)形突起(201)旁邊的環(huán)形凹槽(202)以將環(huán)形脊(6)的形狀印在薄板(F)上。16.—種制造根據(jù)權(quán)利要求1到11中任一項所述的杯子的機(jī)器，包括: -進(jìn)給多層薄板(F)的裝置； -配置為給薄板(F)以包括容納主體(2)的三維形狀的熱成型設(shè)備(200、P); 其中，熱成型設(shè)備(200、P)包括具有環(huán)形突起(201)的成型模(200)，環(huán)形突起(201)成形為匹配凹槽(4)的形狀以將所述杯子環(huán)形凸邊(3)的背面(3a)上的凹槽(4)的形狀印在薄板(F)上。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的機(jī)器，其中，成型模(200)具有環(huán)形凹槽(202)，環(huán)形凹槽(202)成形為匹配環(huán)形脊(6)的形狀以將所述杯子環(huán)形凸邊(3)的背面(3a)上的環(huán)形脊(6)的形狀印在薄板(F)上，環(huán)形凹槽(202)鄰近環(huán)形突起(201)并在環(huán)形突起(201)的外側(cè)。18.—種制作咖啡的方法，包括以下步驟: -準(zhǔn)備根據(jù)權(quán)利要求12所述的膠囊(50); -將膠囊(50)嵌入配備有壓力罩子元件(100)的咖啡機(jī)外殼中，壓力罩子元件(100)具有環(huán)形的末端邊緣(101)并設(shè)置有環(huán)形突起(102); -以這樣的方式抵靠膠囊(50)的杯子(I)的環(huán)形凸邊(3)的背面(3a)移動壓力罩子元件(100)，以使壓力罩子元件(100)的環(huán)形突起(102)通過過盈嚙合杯子(I)的環(huán)形凹槽(4)，從而使環(huán)形凹槽(4)處的外層(S2)變形； -在底部(2)上給容納主體(2)穿孔； -通過膠囊(50)傳送熱蒸汽或熱水以制作咖啡。19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，抵靠環(huán)形凸邊(3)的背面(3a)移動壓力罩子元件(100)的步驟在環(huán)形凸邊(3a)的以下部分的一個或多個中導(dǎo)致外層(S2)的變形:環(huán)形凹槽(4);環(huán)形脊(6);凹槽(4)和環(huán)形脊(6)之間的過渡的筆直延伸(T);徑向延伸并置于容納主體(2)的上緣(2b)和凹槽(4)之間的環(huán)形區(qū)域(51)。
【文檔編號】A47J31/44GK106028885SQ201580010313
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2015年2月24日
【發(fā)明人】G·明甘蒂
【申請人】伊莫拉Sacmi機(jī)械合作公司