CN102282083B - 用于诸如咖啡的芬芳产品的囊体 - Google Patents

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Abstract

一种用于浸泡诸如咖啡这样的芬芳产品(18)的囊体(1)，包括底部(3)、侧壁(2)和覆盖件(4)，它们限定出囊体的内部空间(19)，且囊体用能对空气的渗透起密封作用的材料制造，从而对设计为要被封装到内部空间中的芬芳产品进行保存。底部(3)在浸泡器中能变形。底部(3)和侧壁(2)包括先前分开的部分并通过对于侧壁和底部来说共用的表面区域(2b、11a)密封在一起。

Description

用于诸如咖啡的芬芳产品的囊体
技术领域
本发明涉及诸如咖啡、茶叶、药茶这样用于用热水泡制的芬芳产品的容器领域
背景技术
目前存在两各系列的用于浸泡的容器，过滤纸袋和囊体。
泡制袋允许热水穿过。产品在大气压下被热水泡制。这种袋通常用过滤纸制造且可选地被包装在另一容器中，以便保存要被泡制的产品。
咖啡机(如专利申请FR 2885288中所述的)使用上述类型的袋。这种袋被放在适用于该袋的封闭壳罩中，且加压的水从一侧输入且泡制的液体被收集在另一侧。使用浸透纸袋的机器不会刺破袋。热水穿过浸透纸。用于泡制的水压是中度的且袋中含有的咖啡被适度的压实(compacted)。
该发明更具体地涉及用于浸泡器的囊体。这种囊体通常是刚性且密封的。它们所含有的用于浸泡的咖啡或产品通常是被极大地压实的。
文献EP 1669011描述了一种浓咖啡机的头部。在该机器中，第一注入穿孔器刺穿囊体并将加压热水输入。另一收集穿孔器也刺穿囊体并收集泡制的液体，该液体在高压力下流过被压实的咖啡。值得注意的是，这样可以做出浓咖啡。这种囊体仅能用一次且在使用后被抛弃。存在的问题是会在使用之后造成囊体带来的废物处理的问题。
专利申请WO 2006/003115描述了用咖啡囊体进行冲泡的方法。所述的囊体用热塑性材料制造。这种囊体对环境特别有害，因为不可处理的废物占据了囊体的整个体积。更糟糕的是，囊体内的咖啡通常是可生物降解的。存在的其他囊体是含铝合金的。
发明内容
本发明提出一种囊体，用于浸透芬芳产品，如咖啡，该囊体对环境来说害处较小。
根据一个实施例，用于浸透如咖啡这样的芬芳产品的囊体包括底部、侧壁和覆盖件，它们限定出囊体的内部空间，且用对空气的渗透起密封作用的材料制造，从而保存被设计要封装在该内部空间中的芬芳产品。该囊体可通过浸透器浸透。底部可以在浸透器中变形。底部和侧壁用先前分开的部分制造并通过对侧壁和底部来说共用的表面区域以密封方式固定。
通过将底部在该表面上固定到侧壁，囊体在其***到浸透器之前执行其密封容器的功能。因为底部是可变形的，且通过其表面固定到侧壁的表面，所以浸透器中的变形能弱化底部和侧壁之间的连接。这可以更容易地在使用之后分解囊体，这可以将残留的咖啡渣释放。这能减小会对环境造成损害的材料量。
有利的是，侧壁是关于囊体的轴线呈截头圆锥形的，该覆盖件和底部基本垂直于所述轴线，底部在截头圆锥形最小直径的一侧上延伸。
有利的是，与侧壁和底部共用的表面区域具有裙状形状，该裙状形状在囊体内部空间的外侧上突出并关于囊体的轴线平行。
裙状部允许浸透器的收集穿孔器装在囊体底部的下方。通过穿孔器造成的囊体的穿孔不会有在浸透器的空腔关闭之前就发生的风险。这可以防止在穿孔确实发生之前对底部造成机械应力。这可以在收集穿孔器刺穿囊体的内部空间之前保持加压的热水处于压实的咖啡中。
有利的是，裙状部的轴向高度是囊体底部直径的10％至15％，优选是12％至14％，例如13％。底部和侧壁之间的表面固定由此被形成在表面上，从而其提供了在使用之前对囊体的良好机械结合。
有利的是，裙状部的轴向高度是囊体轴向高度的10％至20％，优选是14％至18％，例如16％。这可以增加囊体中含有的产品的紧实程度，而与在咖啡机中通常使用的囊体相比不会改变所含有的产品的量或囊体的外部体积。这允许本发明的囊体使用已存在的适于囊体外部体积的浸透器。
有利的是，侧壁具有顶部连接边沿，覆盖件先前与侧壁分开并通过共用表面区域固定到顶部连接边沿。
根据一个实施例，侧壁和/或底部和/或覆盖件包括用主要材料制造的主要层，该主要材料在一侧上被覆盖热可密封塑料膜。
该实施例优选地对于环境是有利的。主要材料可以在已使用囊体的回收过程中降解。具体说，浸透有助于使主要材料变湿。对于主要材料来说易于降解并促进囊体的分解，将已使用产品释放并回收所有的物质。
有利的是，所述膜适于与食物接触。“适于与食物接触”意味着材料符合欧洲标准2002/72/CE，或符合美国规范US FDA 176.170。也就是说，侧壁、和/或底部和/或覆盖件的材料其整体不会引起向刺激性食物的显著转变。具体说，且根据囊体的应用，需要的是适用于食物的材料应能经受热、湿、干燥或油脂。适于用在面包房中并不需要使用在咖啡机中的囊体。根据所述的标准，适于与食物接触也可以包括低于标准阈值的一定量的重金属。适于与食物接触还包括对机械弯曲有抵抗性。由此，适于与食物接触不会通过预成型、组装和填充囊体的过程而变差。
有利的是，所述膜被放在囊体中且在内部空间一侧。
有利的是，主要材料是可生物降解的，优选的是纸板。“可生物降解“意味着符合EPA(环境保护协会-美国)规则。具体说，可以包括低于标准与之的氯和二氧(杂)芑的踪迹。具体说，可生物降解性为材料提供了能机械地降解的能力，从而囊体能在使用之后自然地分解。可生物降解性是能被启动的机械弱化手段。由此，在使用之后，不仅囊体本身的材料溶于自然中，而且如此一来，其允许囊体的成分也溶解于自然中。
有利的是，覆盖件和侧壁用相同材料制造。可以获得实际上囊体的完全回收。
有利的是，热可密封塑料膜是聚丙烯膜，具有的厚度小于主要材料总厚度1/10、且优选小于1/30。
有利的是，主要材料的厚度小于0.5mm且特别是小于0.3mm。
根据一个实施例，囊体包括用于浸透的芬芳产品，其被压实在整个内部空间中，优选具有大于0.3g/cm3的密度。所含有的产品例如是颗粒或粉末的形式。
根据一个实施例，囊体包括从咖啡、茶、天然柠檬茶、绿茶、薄荷茶或一种或多种类型的药茶中选取的芬芳产品。这种产品还含有可溶于水的产品，如可可粉或牛奶或奶粉。
附图说明
通过阅读一些实施例的详细说明可以理解本发明的其他特征和优点，该实施例是作为非限制性的例子且通过所附附图展示，其中：
图1是准备好要被填装的囊体的图；
图2是囊体材料的截面；
图3是在预组装之前侧壁被打开的图；
图4是在组装囊体之前预成型的侧壁的外部视图；
图5是在预成型之前囊体底部的俯视图；
图6是在预成型之前囊体底部的截面；
图7是覆盖件的俯视图；
图8是在浸透器关闭阶段中囊体和浸透器的截面；和
图9是在浸透过程中囊体和浸透器的截面。
具体实施方式
将在图1到7的辅助下描述制造囊体1的方法。该囊体用三个元件制造，它们最初在预成型之前是分开的并随后被组装。囊体1包括三个元件，它们是侧壁2、底部3和覆盖件4。囊体的三个元件2、3、4用如图2所示的切割板5制造。切割板5用主要材料6制造，该材料被可热密封的塑料膜7覆盖。将板5进行层压的方法是膜7在板5坯料表面的整个表面区域上紧密地与主要材料6关联。板5仅在板的一侧被层压。
由此，三个元件2、3、4每一个具有相应的层压侧2a、3a、4a以及主要材料6仍处于原始状态的一侧。层压侧适于与食物接触。板5可以用可生物降解的食物纸板制造，如来来自ITC的″Indobarr
Figure BDA0000076389410000041
″材料。
侧壁2在展开状态下具有圆形弓形带21的形状，如图3所示，从而当在其被折叠在自身上且被其端部8密封时，侧壁2具有截头圆锥形形状，较小直径的一侧被设计为用于接收底部3而较大直径的一侧被设计为接收覆盖件4。通过将一个端部8的膜7密封到由圆形弓形带2另一端部的主要材料6所制造的那部分上，将侧壁2的两个端部8粘结在一起。侧壁2的截头圆锥形体形状基本上关于囊体1的轴线9是回转对称的。圆形弓形带2a通过其端部8做出的折叠使得层压侧2a位于侧壁2的内侧，也就是说在囊体的轴线9一侧上。
圆环面形状的顶部边缘10被形成在囊体1的上部中，也就是说在截头圆锥体形状的较大直径的一侧上。该圆环面形状的边沿10例如通过相应的圆环面形冲压或通过拨轮(thumbwheel)形成。
底部3具有初始的盘形形状，其中边沿11在与面3a的膜7相对的一侧上被弯曲，如图5和6所示。由此被预成型的底部3被***到截头圆锥体形的侧壁2中，从而底部3的中央部分12基本垂直于囊体1的轴线9且底部3的边沿11的一个轴向端11b基本平行于侧壁2的底部边缘13并与之具有一定距离。截头圆锥形带21的底部边缘13沿囊体1的轴线9的方向折叠并随后被压到边沿11的内面14上。
侧壁2的层压面2a具有面向底部3的边沿11的表面区域2b。未示出的拨轮可以将底部3的边沿11压住并将其夹在截头圆锥形带21的底部边缘13和该同一侧壁2的表面区域2b之间。由此，侧壁2的层压面2a的表面区域2b和底部边沿11的层压侧11a密封在一起并形成与侧壁2共用与底部3共用的表面。该热密封使得可以确保底部3和侧壁2之间的密封。底部3的层压面和侧壁2的层压面2a由此是连续的且与覆盖件4一起限定出囊体1的内部空间19。底部的边沿11、侧壁2的一部分2b和底部边沿13形成裙状部17，该裙状部在囊体1的外侧上轴向地延伸。
现在将描述填充和封闭囊体1的方法。如上所述的经密封的侧壁2和底部3被***到用于填充囊体1的工具23的腔室22中。填充工具23包括内部活塞15和截头圆锥形孔16，该孔具有的形状对应于侧壁2，以便形成空腔22。内部活塞15具有周向曲柄，从而可以接纳裙状部17。内部活塞15由此能紧密地遵循底部3的形状，从而可以在囊体2内压实颗粒或粉末形式的产品18。可以减少用于组装侧壁2的底部3的密封以及端部8的密封的机械应力。
膜7用适于与食物接触的材料制造。产品8可以是咖啡、茶(其可以涂以或可以不涂以天然柠檬或人工香料)、绿茶、薄荷茶、可可粉或奶粉。囊体1的内部空间19的填充可以通过将产品18的多个层进行连续压实来执行，或可以通过在未示出的活塞中进行预先压实来形成，该活塞能进入到已经被压缩的产品18的内腔19中。但是，尽管囊体的主要用途是容纳压实的产品，但是囊体1并不限于容纳这种产品。其也可以容纳诸如牛奶或奶油这样的液体产品。这种囊体可以用于容纳清洁剂，且更常见的用于对每种剂型必须以密封方式进行包装的任何类型的产品。
无论想用何种方法来压实产品18，该产品在压缩状态下可以与顶部边沿10齐平。覆盖件4被放置为使得其层压侧4a与产品18接触并与圆环面形边沿10接触。外部活塞20挤压该组件并允许覆盖件4的一个层压外部区域4a被加热密封在侧壁2的圆环面形边沿10的均匀层压的区域10a上。该加热密封能确保囊体1的机械封闭和密封，尽管产品18占据了囊体1的整个内部空间19。
根据一个实施例，在组装后囊体1具有25mm的轴向高度和30mm的底部直径，以及40mm的覆盖件直径。换句话说，圆形弓形带2a大约是36mm宽，允许内部边缘13和圆环面形边沿10的形成。芬芳产品18可以被压入到整个内部空间19中，密度大于0.3g/cm3。这可以将6.5g的咖啡放入到具有前述尺寸的囊体中。可热密封的塑料膜7可以是聚丙烯膜，具有的厚度小于主要材料6总厚度的1/10，优选小于其1/30。主要材料6的厚度可以小于0.5mm且特别是小于0.3mm。
目前，通过图8和9的辅助将描述浸泡器30中囊体1的一种使用方法。该浸泡器具有空腔31，该空腔对应于囊体1的形状，在其底部放有一系列收集穿孔器32。浸泡器30的顶部部分33被设置有一系列注入穿孔器34。
每个收集穿孔器32和注入穿孔器34在端部35具有尖锐的形状，并具有通过孔37引导到端部35处得尖锐部分的内部嘴36。
在第一浸泡步骤中，囊体1被***到空前31中。当空腔被浸泡器的顶部33压住时，囊体1的底部3位于收集穿孔器32的尖锐部分35上。在如图8所示的关闭顶部部分33的最初阶段中，注入穿孔器34对囊体1的覆盖件4打出孔并刺穿填充有产品18的内部空间19。这种穿孔力略微使得囊体1变形，且顶部部分33压住囊体1的覆盖件4，以便确保空腔31的密封。
根据所需咖啡的特点，可以调整用于将浸泡器30进行封闭的阶段的时刻，在该过程中空腔31的收集孔32以它们自身的顺序对囊体1的底部3打孔。
在温度约90°下且在20bar以下的加压热水38通过注入穿孔器34注入到压实的产品18中。发生浸泡现象且底部3的变形增加。在此时刻，收集穿孔器32已经完全对底部3打孔，从而浸泡而来的水39通过收集穿孔器32的孔37收集。
在浸泡之后，其覆盖件和其底部3都被穿孔的囊体1被抛弃。在一个变化例中，囊体还适用于注入和/或收集穿孔器位于囊体周围其他位置的浸泡器。
应理解，侧壁2、底部3和覆盖件4的可生物降解纸板在浸透之后的产品18残渣开始渗透到纸板中之后就立即降解。而且，通过收集穿孔器2的穿孔造成的变形可有助于将底部3与侧壁2的固定弱化，从而在使用后囊体的降解能被加速。
以通常的方式，本发明涉及适用于但不限于芬芳产品18(如咖啡)的浸泡。囊体包括底部3、侧壁2和覆盖件4，它们界定出囊体1的内部空间19。囊体1用能对空气的渗透起密封作用的材料5制造，以便保存被设计为要被封装在内部空间19中的产品18。囊体包括机械弱化手段，其能通过囊体的使用而启动。
当包含在囊体中的产品18不能在使用中完全从囊体中清理出来时这是很有用的。通过机械弱化手段(其能通过囊体的使用而启动)，囊体能被破坏性地打开并能将没有在使用中清理出来的其余产品释放出来。所述囊体由此对环境的危害更小。
机械弱化手段(其能被启动)可包括通过表面固定结构而与侧壁关联的底部，该固定结构在由于使用浸泡器而造成的变形之后很容易破裂。
该能启动的弱化手段可以替换地或组合地包括囊体元件(包括密封膜和主要材料)中的一个的材料，所述膜与主要材料相比相对较薄，且主要材料是可生物降解的且在机械方面比膜相对更强。在使用之后，不仅囊体本身的材料溶于自然中，而且如此一来也允许囊体的成分溶于自然。

Claims (10)

1.一种用于浸泡芬芳产品（18）的囊体（1），包括底部（3）、侧壁（2）和覆盖件（4），它们限定出囊体（1）的内部空间（19），且囊体用能对空气的渗透起密封作用的材料（5）制造，从而对设计为要被封装到内部空间（19）中的芬芳产品（18）进行保存，囊体（2）能被浸泡器（30）浸泡，底部（3）和侧壁（2）用先前分开的部分制造并通过对于侧壁和底部（3）来说共用的表面区域（2b、11a）以密封的方式固定，且该底部能在浸泡器（30）中变形，其特征是，对于侧壁和底部来说共用的表面区域（2b、11a）具有裙状形状（17），该裙状形状在囊体（1）的内部空间（19）外侧突出并关于囊体的轴线（9）平行延伸。
2.如权利要求1所述的囊体，其中，侧壁（2）关于囊体的轴线（9）呈截头圆锥形，覆盖件（4）和底部（3）基本垂直于所述轴线（9），底部（3）在截头圆锥形的最小直径一侧上延伸。
3.如权利要求2所述的囊体，其中，侧壁（2）具有顶部连接边沿（10），覆盖件（4）先前与侧壁（2）分开并通过覆盖件（4）与侧壁（2）的共用的表面区域（10a）固定到顶部连接边沿（10）。
4.如前述权利要求中任一项所述的囊体，其中，侧壁（2）和/或底部（3）和/或覆盖件（4）包括用主要材料（6）制造的主要层，所述主要材料在一侧上被可热密封的塑料膜（7）覆盖，所述膜（7）适于与食物接触并在内部空间（19）的一侧被置于在囊体（1）中。
5.如权利要求4所述的囊体，其中，主要材料（6）是可生物降解的。
6.如权利要求5所述的囊体，其中，所述主要材料（6）是纸板。
7.如权利要求4所述的囊体，其中，底部（3）、覆盖件（4）和侧壁（2）用相同材料（5）制造。
8.如权利要求4所述的囊体，其中，可热密封的塑料膜（7）是聚丙烯膜，具有的厚度小于主要材料（6）总厚度的1/10，和/或其中，主要材料（6）的厚度小于0.5mm。
9.如权利要求1所述的囊体，包括用于浸泡的芬芳产品（18），该产品被压实在整个内部空间（19）中。
10.如权利要求1所述的囊体，包括从咖啡、茶中选取的芬芳产品。
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