LU92799B1 - Capsule pour la préparation d'une boisson - Google Patents

Abstract

Capsule destinée à recevoir une substance pour la préparation d'une boisson avec une machine à café ou à infusion pour y être tenue par un piston pendant le passage du liquide extracteur après le perçage du fond par les picots du piston. La capsule en matière plastique injectée a un fond (1) et une paroi latérale (3) s'inscrivant globalement dans un tronc de cône ainsi qu'un rebord (4) couvert par un opercule (5) après chargement de la substance dans la capsule. La paroi latérale (2) est formée d'un tronc de cône unique entre le rebord (3) et le fond (1) ouvert (12), formé d'une couronne aplatie (11), reliée à la paroi latérale (2). La paroi latérale (2) est couverte d'une étiquette (23) et le fond ouvert (1) y compris sa couronne (11) est couvert d'un opercule étanche (14), à l’intérieur du fond. - Figure 2A

Description

« Capsule pour la préparation d’une boisson »

Domaine de l’invention

La présente invention se rapporte à une capsule destinée à recevoir une substance pour la préparation d’une boisson lorsque la capsule est installée dans le logement d’une machine de type machine à café ou à infusion pour y être tenue par un piston pendant le passage du liquide extracteur à travers la capsule et la substance qu’elle contient, après le perçage du fond par les picots du piston, la capsule en matière plastique, injectée ayant un fond et une paroi latérale s’inscrivant globalement dans un tronc de cône ainsi qu’un rebord couvert par un opercule après chargement de la substance dans la capsule. Etat de la technique

Il existe de multiples formes de réalisation de capsules pour les machines à café ou à infusion. Toutes ont pour objectif de permettre la préparation d’une boisson de qualité.

Or la qualité de la boisson obtenue dépend non seulement de la qualité et de la nature du produit utilisé pour sa préparation (café, infusion) mais également de façon importante, de la conservation du produit dans la capsule et de sa protection contre l’air ambiant.

En effet, les capsules sont généralement en matière plastique qui est par nature plus ou moins poreuse. Il existe certes, ces matières plastiques imperméables aux gaz et permettant de bien protéger le contenu de la capsule, mais elles sont relativement coûteuses et difficiles à injecter.

Une autre solution pour protéger le contenu d’une capsule est d’envelopper celle-ci dans un emballage étanche à l’oxygène. Mais cette solution multiplie le nombre de déchets, c’est-à-dire l’emballage, la capsule et ses différents composants de sorte que sa fabrication est relativement coûteuse, même si le conditionnement est automatisé. Ensuite, il y a le problème de la pollution par la quantité de composants mis à la poubelle.

Une telle capsule dans un emballage n’est pas d’une utilisation très pratique, car il faut d’abord ouvrir l’emballage qui par principe, étanche, ne s’ouvre pas facilement. De plus, le produit ainsi emballé est relativement volumineux à l’unité, ce qui représente un coût de transport et une empreinte carbone.

But de l’invention

La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des capsules connues et se propose de développer une capsule étanche réalisée avec des moyens simples, de façon économique, qui soit facile à fabriquer et à utiliser et permette la vente à l’unité tout en réduisant le volume du produit emballé et celui des déchets après utilisation du produit.

Exposé et avantages de l’invention A cet effet l’invention a pour objet une capsule du type défini ci-dessus, caractérisée en ce que la paroi latérale est formée d’un tronc de cône unique entre le rebord et le fond, le fond est plat, formé d’une couronne intérieure, reliée à la paroi latérale et entourant une ouverture centrale, la paroi latérale est couverte d’une étiquette étanche et le fond ouvert y compris sa couronne intérieure est couvert d’un opercule intérieur étanche.

La capsule selon l’invention dont l’ouverture est fermée par un opercule en aluminium, est rendue étanche même si la matière plastique de la capsule n’a pas une bonne étanchéité. L’étiquette étanche couvre complètement la paroi latérale de la capsule et l’opercule étanche couvre intérieurement le fond y compris la couronne en rejoignant l’étiquette couvrant la paroi latérale.

Comme le dessus de la capsule est fermé par un opercule en aluminium, l’ensemble de la capsule ainsi entouré est parfaitement étanche ce qui garantit la bonne conservation du produit à l’intérieur de la capsule.

Le conditionnement a un encombrement réduit au seul volume de la capsule. La capsule est particulièrement pratique à utiliser puisqu’il n’y a aucun emballage ou suremballage à ouvrir et elle peut se mettre directement dans la machine à café. Les déchets produits sont limités à la seule capsule.

La capsule peut être rendue très esthétique par l’impression de l’étiquette couvrant toute la paroi latérale et l’opercule du fond. La mise en place de l’étiquette est très simple puisque la paroi latérale est une surface tronconique s’étendant entre le dessous du rebord et le bord du fond de sorte que l’étiquette couvre toute la surface latérale. Le film peut avantageusement être muni d’un décor et/ou d’indications, tels qu’une marque, un logo, une référence identifiant le produit, une date de fabrication et autre indication utile.

La décoration de la paroi latérale et du fond permet de personnaliser des séries de capsules, de jouer sur l’esthétique, et de la varier en fonction de différents critères. Enfin, comme la capsule est étanche en elle-même, elle peut être distribuée à l’unité, ce qui permet un panachage de capsules au moment de l’achat en fonction de la variété des cafés ou infusions que le consommateur peut ainsi choisir.

Suivant une autre caractéristique, l’étiquette et l’opercule étanches sont intégrés par moulage par injection dans la paroi et le fond de la capsule.

Suivant une autre caractéristique avantageuse, l’étiquette et l’opercule étanches sont réalisés dans un film d’aluminium. Ce film peut parfaitement être imprimé pour recevoir un décor et/ou des informations techniques. Il peut également recevoir des inscriptions par laser telles que la date de péremption ou autres mentions d’identifications variables d’une capsule à l’autre ou d’un lot de capsules à l’autre.

Suivant une caractéristique avantageuse, si la capsule a une forme de révolution, l’ouverture centrale du fond est de préférence circulaire.

Suivant une autre caractéristique, le fond comporte un bord périphérique rentrant constituant un appui d’empilage des capsules vides sur les consoles à l’intérieur des capsules. Ces consoles orientées dans la direction de la génératrice de la surface du tronc de cône constituent également des renforts qui transmettent les efforts exercés sur l’opercule, lui-même fixé à la couronne du fond vers la paroi latérale de manière à éviter l’écrasement de la capsule et sa déformation en cas de résistance inhabituelle de l’opercule au percement par le ou les picots de la machine.

De façon particulièrement avantageuse, la couronne intérieure délimitant l’ouverture du fond a une surface extérieure plane et une surface intérieure tronconique de sorte que le bord de l’opercule pourra être fixé à la surface intérieure tronconique pour rejoindre la surface plane de l’ouverture dans laquelle apparaît l’opercule sans nécessiter d’entretoises ou de renforts radiaux qui risqueraient de gêner le passage du ou des picots de la machine. L’invention a également pour objet un procédé de fabrication d’une capsule tel que défini ci-dessus, ce procédé étant caractérisé en ce qu’ on réalise un moule pour une capsule ayant une paroi latérale en tronc de cône munie d’un rebord à la grande base du tronc de cône et dont le sommet plat du fond de la capsule est en forme de couronne intérieure délimitant une ouverture centrale, - le moule se composant d’une partie ayant une cavité en forme de la paroi latérale tronconique de la capsule, le fond de la cavité correspondant au fond de la capsule étant muni d’une surface en relief pour former l’ouverture du fond de la capsule et l’autre partie du moule est un noyau définissant la surface intérieure de la capsule, on place dans la cavité du moule une étiquette de forme correspondant au développement de la paroi latérale tronconique et sur le noyau, on place l’opercule puis on ferme le moule et on injecte la matière plastique.

Ce procédé de fabrication est extrêmement simple et aboutit à une capsule non seulement parfaitement étanche tout en étant réalisée en une seule opération mais qui s’utilise tout simplement sans risquer de coincement de la capsule dans la machine qui prépare la boisson.

Comme l’opercule couvrant le fond est placé dans le moule avant l’injection, cet opercule est intégré dans le fond de la capsule à chaud de sortie que par refroidissement, l’opercule non seulement sera fixé à la surface intérieure de la couronne du fond mais sera également tendu, ce qui favorise le percement par les picots du piston de la machine.

Suivant une caractéristique avantageuse, la surface intérieure de la paroi conique comporte des consoles limitant l’enfoncement de l’emboîtement d’une capsule. Cela permet de regrouper des lots de capsules en les emboîtant après leur fabrication pour les fournir aux torréfacteurs qui chargent les capsules avec la poudre de café ou la poudre d’infusion.

En résumé, la capsule selon l’invention offre de multiples avantages de réduction de la pollution par les déchets, de qualité de conservation du produit dans la capsule et de la possibilité d’une très grande diversité d’aspect par l’esthétique donnée à la capsule grâce à l’impression du film étiquette couvrant la paroi latérale des capsules. Dessins

La présente invention sera décrite ci-après, de manière plus détaillée à l’aide d’un exemple de capsule représenté dans les dessins annexés dans lesquels : la figure IA est une vue en perspective d’une capsule selon l’invention, en position retournée, la figure IB est une vue en perspective de l’intérieur de la capsule avant son remplissage et sa fermeture, la figure 2A est une vue en coupe axiale de la capsule de la figure 1, la figure 2B est une vue de dessus de la capsule de la figure 1, la figure 3 est le développement d’une étiquette couvrant la paroi tronconique d’une capsule, la figure 4A est une vue en coupe de la partie de la capsule du fond sans l’opercule et sans l’étiquette, la figure 4B est une vue analogue à celle de la figure 4A avec l’étiquette et l’opercule, la figure 5A est une vue en coupe de la partie inférieure d’un moule d’injection, fermé mais vide, la figure 5B est une vue en coupe comme celle de la figure 5A avec la mise en place de l’étiquette et de l’opercule, avant injection, la figure 6 est une vue en coupe axiale de l’emboîtement de deux capsules vides.

Description d’un mode de réalisation de l’invention

Selon les figures IA et IB, l’invention a pour objet une capsule 100 destinée à recevoir une substance telle qu’une poudre de café ou de thé pour la préparation d’une boisson. Cette capsule 100 s’installe dans le logement d’une machine à café ou à infusion. Elle est tenue par un piston muni de picots pour percer le fond de la capsule 100. L’autre côté de la capsule couvert par un opercule est traversé par la ou les broches injectant de l’eau pour imprégner la poudre. La machine connue en soi n’est pas représentée.

La capsule 100 a globalement une forme de révolution ou plus généralement elle est symétrique en rotation par rapport à son axe XX. Bien que cet exemple présente une capsule ayant une forme conique de révolution, c'est-à-dire de section circulaire, cette forme peut également être symétrique en rotation, avec une section polygonale. L’orientation choisie conventionnellement dans les différentes figures ne correspond pas à une orientation imposée ou celle de la mise en place de la capsule 100 dans la machine. Par convention de langage, la petite base ou sommet de la forme tronconique est le fond 1 et la grande base, bordée par le rebord 3, est appelée dessus. Ainsi, à la figure IA, la capsule est représentée en position retournée par rapport à la position de la capsule dans les autres figures.

La capsule 100 se compose d’un volume tronconique délimité par le fond 1 et une paroi tronconique 2 formée d’un unique tronc de cône à génératrice droite entre le fond 1 et le rebord 3 entourant l’ouverture du dessus de la capsule.

Le fond plat 1 est formé d’une couronne intérieure 11 reliée à la paroi latérale 2 et entourant une ouverture centrale 12 délimitée par le bord intérieur 111 de la couronne 11. L’ouverture 12 laissée libre par la couronne centrale 11 correspond à la surface pour laquelle la capsule 100, quelle que soit son orientation autour de l’axe xx lorsqu’elle est placée dans la cavité de la machine, rencontre les picots qui percent le fond.

Le fond 1 est couvert par un opercule 14 fixé à la couronne 11, côté intérieur de la capsule, et qui sera percé par les picots.

Le bord supérieur de la paroi latérale tronconique 2 est relié au rebord 3 dont la face supérieure 31 est lisse (figure IB). La face inférieure (figure IA) est entourée par une couronne de rigidification 32 et d’une couronne extérieure 33 entourant elle-même les lèvres d’étanchéité 34 coopérant avec les moyens d’étanchéité du piston de la machine (figure 2A).

Selon les figures IB, 2A, 2B, la surface intérieure de la paroi tronconique 2 comporte près du fond, des consoles 21 dont le dessus est une surface d’appui 211 dans un plan perpendiculaire à l’axe XX pour recevoir le bord inférieur 22 de la paroi tronconique 2 d’une capsule emboîtée.

La figure 2A montre schématiquement par des traits interrompus, l’étiquette 23 entourant la paroi latérale tronconique 2 ainsi que l’opercule 4 fermant le dessus de la capsule et l’opercule intérieur 14 coiffant la couronne 11 et l’ouverture centrale 12 du fond 1. Ces différents éléments de recouvrement étanches sont représentés à distance des surfaces qu’elles couvrent. En réalité, elles sont appliquées sur celles-ci. L’étiquette 23 et l’opercule 14, étanches, sont de préférence des éléments formés à partir d’un fil d’aluminium, le cas échéant imprimé. L’étiquette 23 couvrant la paroi latérale 2, est munie avantageusement d’une impression décorative, le cas échéant personnalisée, comportant également des indications, telles que l’origine, un numéro de fabrication, une date ou autres informations relatives au contenu de la capsule.

La figure 2B est une vue de dessus de la capsule 100 laissant apparaître l’intérieur de la capsule sans l’opercule 14 et les consoles 21. Cette vue de la capsule 100 montre la couronne intérieure 11 avec la forme inclinée de la couronne tronconique 112 du bord intérieur 11 et l’orifice central 12.

La figure 3 montre le développement à plat d’une étiquette 23 qui est un secteur d’anneau circulaire. L’étiquette 23 a une surface 231 imprimée ou décorée. La forme développée de l’étiquette 23 correspond exactement au développement de la surface tronconique de la paroi 2 pour que les bords homologues, par exemple « radiaux » 232a,b se rejoignent exactement sur une génératrice de la paroi latérale 2 du tronc de cône pour son étanchéité. Les bords 232a,b ne sont pas nécessairement radiaux mais peuvent avoir un tracé différent, à la seule condition que les bords homologues soient de forme complémentaire pour qu’ils se rejoignent sur la paroi 2 sans laisser d’intervalle qui cons tituerait une zone non étanche. Le motif décoratif 231 est de préférence tel qu’il y a continuité sur la périphérie de la paroi 2. L’opercule intérieur 14 couvrant le fond 1 est un film en aluminium qui peut comporter des inscriptions et/ou des informations ou encore il constitue une surface publicitaire ou décorative. L’opercule 14 est mis en place dans la cavité du moule avant l’injection de la capsule. L’opercule intérieur 14, plat, est appliqué contre la couronne 11 pour rejoindre par l’intérieur de la capsule, la ligne du bord inférieur (côté extérieur) de l’étiquette 23 couvrant la paroi latérale 2. L’opercule 4 couvrant le dessus et fermant la capsule est mis en place et fixé au rebord 3 une fois la capsule chargée du produit.

La figure 4A montre à échelle agrandie une coupe axiale de la partie inférieure de la capsule 100 sans l’étiquette 23 ni l’opercule 14 mettant en évidence la structure du fond 1 avec sa couronne intérieure 11 et son bord intérieur 111 qui rejoint la paroi latérale 2 par une couronne tronconique 112 très évasée. Sous cette couronne 112 se trouve le bord inférieur 22 de la paroi latérale 2.1e dessous 113 de la couronne 11 est plan. Le bord inférieur 22 en forme de décrochement permet un empilage précis des capsules vides 100a, 100b comme le montre la figure 6, évitant que le fond d’une capsule ne glisse pardessus une console et bloque ainsi cette capsule dans la capsule qui la reçoit. Cette coupe met également en évidence les renforts que réalisent les consoles 21 combinées à la couronne intérieure 11 pour que la paroi latérale 2 résiste bien à la poussée des picots perçant l’opercule 14 sans déformer la paroi latérale 2 au risque de coincer la capsule dans la machine.

La figure 4B, qui est une coupe comme celle de la figure 4A, montre l’étiquette 23 couvrant la paroi latérale 2 jusqu’au bord inférieur 22 ainsi que l’opercule intérieur 14 fixé à la couronne tronconique 112 jusqu'au bord 111 et couvrant l’ouverture centrale 12. L’opercule 14 chauffé par la température du moule d’injection se rétracte en refroidissant lorsque la capsule injectée est démoulée de sorte que la partie de l’opercule couvrant l’ouverture cen- traie 12 se tend, ce qui est avantageux pour l’aspect et aussi pour faciliter le perçage par les picots de la machine.

Les figures 5A, 5B montrent un moule d’injection 200, fermé, vide (figure 5A) et le même moule fermé, vide, mais avec l’étiquette 23 et l’opercule 14 mis en place avant l’injection de la matière (figure 5B). La partie vide du moule d’injection 200 porte les mêmes références que les parties correspondantes de la capsule avec le suffixe A.

Le moule d’injection 200 selon cet exemple se compose d’une partie avec la cavité 210 correspondant à la forme de la surface extérieure de la capsule et d’une partie en relief formant le noyau 250 donnant la forme de la surface intérieure de la capsule. Les moyens de fixation de l’étiquette 23 et de l’opercule 14 dans le moule, par exemple par dépression, ne sont pas représentés.

La cavité 210 comporte un fond 211 dont la partie centrale 12A est en relief pour former l’orifice central 12 puisque l’opercule 14 sera à l’intérieur et non à l’extérieur de la capsule. Le bord du fond 211 comporte un relief périphérique 22A pour réaliser le bord 22 de la capsule. Ce relief à angle vif vers l’extérieur, forme un épaulement pour positionner de manière précise le bord inférieur de l’étiquette 23 (figure 5B).

Le noyau 250 a une paroi périphérique en retrait de l’épaisseur de la paroi 2 de la capsule à injecter pour former un intervalle 2A. Le dessous 251 du noyau est en retrait du dessus du relief 12A de la cavité 250 pour tenir compte de l’épaisseur de l’opercule. Le noyau 250 a en outre des creux 21A pour former les consoles 21.

Le dessous 251 est entouré par la forme tronconique 112A pour réaliser l’épaisseur de la couronne tronconique 112 au niveau du bord inférieur 22 et du relief périphérique 22A.

La figure 5B montre le moule fermé 200 après mise en place de l’étiquette 23 et de l’opercule 14. L’étiquette 23 s’appuie par son bord inférieur contre le relief 22A et l’opercule 14 est serré entre le fond 251 du noyau et le dessus de la partie en relief 12A de la cavité de sorte qu’il suffit de fixer le bord extérieur 141 de l’opercule 14 contre la surface tronconique 212A du noyau 250 pour que la matière ne passe pas entre le bord 141 de l’opercule 14 et la surface tronconique 12A du noyau 250.

La figure 5B montre que toute la surface de la capsule est ainsi couverte par l’étiquette 23 et l’opercule 14 assurant l’hermicité de la capsule.

Il convient également de remarquer que l’opercule 14 est serré entre le noyau 250 et le fond 12A de la cavité 210 de sorte qu’il est efficacement mis à la température du moule pour avoir ensuite la rétraction de l’opercule 14 et sa mise en tension par le refroidissement de la capsule sortie du moule.

Le procédé de fabrication d’une capsule 100 avec le moule décrit ci-dessus consiste à réaliser un moule de capsule pour injecter celle-ci.

Avant l’injection de la capsule, l’étiquette 23 est fixée dans la cavité du moule et l’opercule intérieur 14 est fixé sur le noyau, chaque fois dans la position respective de l’étiquette 23 et de l’opercule 14 sur la capsule une fois terminée.

Le maintien en place des deux éléments 23, 14 se fait par exemple par dépression pour éviter le décollement local de l’un ou l’autre des éléments et passage de la matière à injecter sous le film étiquette ou l’opercule.

Après la fermeture du moule 200, on injecte la matière plastique.

Le moule 200 comporte habituellement plusieurs ensembles comme celui décrit ci-dessus, c'est-à-dire plusieurs cavités et autant de noyaux associés.

La figure 6 est une vue en coupe montrant l’emboîtement de deux capsules 100 a, b. Les capsules sont emboîtées après leur fabrication et avant le remplissage. NOME NCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX (Sans les références littérales) 100 Capsule 1 Fond de la capsule 11 Couronne intérieure 111 Bord intérieur 112 Couronne tronconique 113 Surface extérieure plane 12 Ouverture centrale 14 Opercule intérieur du fond 141 Bord de l’opercule 2 Paroi latérale tronconique 21 Console 211 Surface d’appui 22 Bord inférieur 23 Etiquette 231 Surface imprimée 232a,b Bords de l’étiquette 3 Rebord de la capsule 31 Surface supérieure 32 Couronne de rigidification 33 Couronne extérieure 34 Lèvres d’étanchéité 4 Opercule du dessus de la capsule 200 Moule d’injection 210 Cavité 211 Fond 212A Surface tronconique 250 Noyau 251 Dessous du noyau 2A Intervalle 12A Relief du fond de la cavité 2 IA Creux 22A Relief périphérique 112A Surface tronconique

Claims (8)

1°) Capsule destinée à recevoir une substance pour la préparation d’une boisson lorsque la capsule est installée dans le logement d’une machine de type machine à café ou à infusion pour y être tenue par un piston pendant le passage du liquide extracteur à travers la capsule et la substance qu’elle contient, après le perçage du fond par les picots du piston. * la capsule en matière plastique injectée ayant un fond (1) et une paroi latérale (3) s’inscrivant globalement dans un tronc de cône ainsi qu’un rebord (4) couvert par un opercule (5) après chargement de la substance dans la capsule, capsule caractérisée en ce que - la paroi latérale (2) est formée d’un tronc de cône unique entre le rebord (3) et le fond (1), - le fond (1) est plat, formé d’une couronne intérieure (11), reliée à la paroi latérale (2) et entourant une ouverture centrale (12), la paroi latérale (2) est couverte d’une étiquette étanche (23) et le fond ouvert (1) y compris sa couronne intérieure (11) est couvert d’un opercule intérieur étanche (14).

2°) Capsule selon la revendication 1, caractérisée en ce que l’étiquette (23) et l’opercule (14) sont intégrés par le moulage par injection de la capsule.

3°) Capsule selon la revendication 1, caractérisée en ce que l’ouverture centrale (12) du fond (1) est circulaire.

4°) Capsule selon la revendication 1, caractérisée en ce que l’étiquette (23) et l’opercule (14) sont réalisés dans un film d’aluminium.

5°) Capsule selon la revendication 1, caractérisée en ce que le fond (1) comporte un bord périphérique (22) rentrant, constituant un appui d’empilage de capsules vides.

6°) Capsule selon la revendication 1, caractérisée en ce que la couronne intérieure (11) a une surface extérieure (113), plane, et une surface intérieure (112) tronconique.

7°) Capsule selon la revendication 1, caractérisée en ce que la surface intérieure de la paroi conique (2) comporte des consoles (21) limitant l’enfoncement de l’emboitement d’une capsule.

8°) Procédé de fabrication d’une capsule selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu’ on réalise un moule (200) pour une capsule (100) ayant une paroi latérale (2) en tronc de cône munie d’un rebord (3) à la grande base du tronc de cône et dont le sommet plat du fond (1) de la capsule est en forme de couronne intérieure (11) délimitant une ouverture centrale (12), le moule (200) se composant d’une partie ayant une cavité (210) en forme de la paroi latérale tronconique de la capsule, le fond de la cavité correspondant au fond (1) de la capsule étant muni d’une surface en relief (12A) pour former l’ouverture (12) du fond de la capsule et l’autre partie du moule est un noyau (250) définissant la surface intérieure de la capsule, on place dans la cavité du moule une étiquette (23) de forme correspondant au développement de la paroi latérale (2) tronconique et sur le noyau (250), on place l’opercule (14) puis on ferme le moule et on injecte la matière plastique.