用於製備諸如咖啡和類似飲料的膠囊的製造方法與工藝
2023-07-16 03:55:46 1
：本發明涉及一種膠囊，該膠囊用於諸如咖啡機等之類的飲料製備設備中以製備飲料如咖啡。本發明更具體地講涉及包括紙質材料的膠囊。更具體而言，本發明的膠囊致力於保護對氧化敏感的飲料配料，如烘焙研磨咖啡和類似飲料。
背景技術：
：一般來講，眾所周知，食品容器是由層壓紙製成的。由紙質材料形成的用於在咖啡機中製備飲料的飲料膠囊也是已知的。與由塑性材料製成的膠囊相比，紙質膠囊產生的潛在環境影響較小。紙質膠囊的重量也較輕。因此，從工業和商業角度來講，使用紙質膠囊非常有利。EP0524464A1涉及一種封閉或敞開的柔性膠囊，所述膠囊可包括與硬化元件相結合的多層鋁/紙/塑料。WO2009050540A1涉及用於製備諸如咖啡之類的飲料的膠囊，該膠囊由可生物降解的材料，尤其是包含澱粉、纖維、蛋白質、脂質和至少一種可生物降解的樹脂的組合物構成。EP2218653A1涉及一種包裝，該包裝具有纖維層和封閉膜，纖維層固定在外殼的壁中，封閉膜通過材料接合而連接到外殼。標記可布置在包裝處或包裝中或者與外殼或封閉膜一起固定布置，其中外殼、纖維層和封閉膜由生物可降解材料製成。封閉膜包括層合物，該層合物以無空氣方式連接到兩張金屬化的生物塑料薄膜。WO2009053811A2涉及一種容器，該容器被布置為容納一定劑量的用於提取飲料的固體產品；該容器具有壁，壁由不透水且不透氧的材料製成，並且可以是可降解和/或可食用的膜。WO2010137956A1涉及一種膠囊，該膠囊用於容納飲料配料，包括用於實現對飲料生產設備的密封效果的密封構件，其中密封構件的外表面包含纖維材料和/或類似紙的材料以在封閉期間抵靠設備的密封表面實現密封效果。WO2010137957A1涉及一種膠囊，該膠囊具有主體和凸緣，凸緣包括壁，壁包含被潤溼時會伸展的材料。EP2573008A1涉及一種膠囊，該膠囊具有紙質主體和蓋或密封薄膜；其周邊邊緣的剛性比託盤狀主體的剛性更大，可形成環。有利的是將紙或類似的可生物降解材料用作一次性膠囊的包裝材料以便在飲料製備設備中製備飲料。然而，一個問題是由於通過衝壓或摺疊所形成的片材的變形性質所引起的，一旦形成，這些性質就不允許形成凸緣的足夠光滑的表面。具體地講，凸緣上出現皺褶或摺痕。這些皺褶或摺痕使得膠囊不能緊密密封，具體地講，使得膠囊的凸緣與密封在凸緣上的蓋之間不能緊密密封。當密封不完好時，可能會發生某些飲料配料(例如，烘焙研磨咖啡)的快速氧化，對飲料的品質造成不利影響。此外，紙質表面太不規則而不能接納可讀識別標記如光學條形碼或等同物，諸如WO2011141532A1中所述的光學條形碼或等同物。另外，紙質表面的剛性通常不足以與設備的加壓環狀對應物相結合來設定壓力以控制咖啡提取，如WO2010066705A1中所述。因此，需要發明一種含紙的膠囊，所述膠囊提供足以用於飲料製備設備的機械性質，也提供與蓋的完好密封，以使得遇到的氧化風險減小。
技術實現要素：
：在構成本說明書的一部分的所附權利要求書中概括性地定義了本發明。具體地講，本發明涉及一種用於在飲料製備設備中製備飲料的膠囊，該膠囊包括杯狀主體、用於閉合該杯狀主體的密封蓋；用於將蓋密封在其上的凸緣；該杯狀主體由包括至少一層氣體屏障層的紙質材料形成，並且該杯狀主體具有容納飲料配料的腔壁；其中凸緣密封地附接到主體上，並且凸緣由第一聚合物和第二聚合物形成；第二聚合物構成了與杯狀主體重疊的氣體屏障層。具體地講，由第二聚合物製成的氣體屏障層優選地與杯狀主體的氣體屏障層重疊。因此，本發明的膠囊因採用紙質而重量輕，同時還具有在較長時間內防止飲料配料氧化的能力。膠囊各部分間的密封得到改善，從而降低了氣體洩漏的風險。該膠囊還保持了足夠的剛性，以承受飲料生產設備中的機械壓力和液壓壓力。術語「氣體屏障」在本文中用於表示顯著減少氣體(特別是氧氣)在材料層中的透過率的性質。氧氣透過率可定義為在一定溫度和一定相對溼度下，在單位壓力下在單位時間內的單位表面積上所透過的氧氣量。根據ISO14663-2標準，在65％的相對溼度下，當層的氧氣透過率低於10cc.20μm/m2.day.atm，更優選地低於1cc.20μm/m2.day.atm時，可將該層視為氣體屏障層。優選地，氣體屏障層嵌入第一聚合物中。因此，氣體屏障完整性得以保持，並且免受外界侵擾，具體地講免受溼氣的侵擾。更具體地講，凸緣包括第一密封部分和第二密封部分，第一密封部分用於附接密封蓋，第二密封部分用於附接杯狀主體，並且其中氣體屏障層從第一密封部分延伸至第二密封部分。因此，凸緣的兩個密封區域與其相應部件(即，密封蓋和主體)的氣體屏障連續性可得到保持。這使膠囊的氣密性得到改善。可通過共注射第一材料和第二材料來製備凸緣。然而，諸如共層合和熱成型，或單獨注射和焊接組裝的另選方法也是可能的。在第一形式中，第一密封部分和第二密封部分在凸緣處彼此徑向遠離。這兩個密封部分彼此遠離的優點在於能夠更容易且更可靠地將密封蓋密封到膠囊的凸緣上。具體地講，降低了在將蓋密封到凸緣上時凸緣與杯狀主體間的密封劣化的風險。具體地講，凸緣可包括第一向外突出的環形構件和第二管狀或截錐形構件，其中第一向外突出的環形構件包括第一密封部分，第二管狀或截錐形構件包括第二密封部分。第二密封部分優選地被密封到杯狀主體上的形狀互補的管狀或截錐形部分。在一種形式中，第二密封部分被密封到管狀或截錐形部分的外表面上。在一種另選形式中，第二密封部分被密封到管狀或錐形部分的內表面上。在一種另選形式中，第一密封部分和第二密封部分在徑向上彼此重疊。具體地講，凸緣可包括相對平坦的環形構件或階梯狀環形構件。在這種情況下，紙質杯狀主體包括向外突出的凸緣部分，向外突出的凸緣部分被密封到凸緣的環形構件上。本質上根據氣體阻隔性質來選擇第二聚合物。凸緣的第二聚合物優選地選自乙烯-乙烯醇共聚物(如EVOH)、PVDC、聚醯胺(如PA6、PA66或PA-MXD6)、聚乙烯醇(PVA或PVOH或PVAI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚萘二甲酸丁二醇酯(PBN)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)以及它們的組合。屏障層的厚度可介於2至30μm之間，更優選地在5至20μm之間。第一聚合物無需提供氣體阻隔性質，但需提供更多的機械性質和防潮性。在選擇第一聚合物也要考慮以下方面：能夠優選地通過注射成型而良好地成型，以及共注射和/或粘附至第二實施例時具有相容性。第一聚合物優選地選自聚醯胺(PA)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、乙烯-乙烯醇(EVOH)，聚乙烯醇(PVOH或PVA)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚萘二甲酸丁二醇酯(...