在咖啡机中使用的衬垫的制作方法
【专利说明】在咖啡机中使用的衬垫
[0001]本发明涉及一种在用于制备I或2杯饮料的咖啡机中使用的衬垫，该衬垫设置有具有内部空间的外壳，该内部空间填充有用于制备饮料的饮料制备产品，其中，该饮料制备产品包括待用流体提取的产品和/或可能地包括能溶解在流体中的产品，其中，外壳由第一盘形薄板和第二盘形薄板形成，第一盘形薄板和第二盘形薄板在邻近它们的纵向边缘的位置处相互连接，其中，第一薄板和第二薄板的相互连接的部分形成密封接缝，并且其中，第一薄板和第二薄板均形成过滤器，该过滤器能使流体经过并且该过滤器形成饮料制备产品的屏障，其中，在与咖啡机一起使用中，诸如水的流体在压力下被供应至衬垫，以使得流体受压穿过该衬垫以用于获得饮料，该饮料随即离开该衬垫。本发明还涉及一种用于制造这种衬垫的方法。
[0002]本发明还涉及一种系统，该系统设置有咖啡机以及这种衬垫，其中，咖啡机设置有用于接收该衬垫的保持器、用于封闭该保持器的盖体以及用于产生受压流体流动的流体装置，其中，该保持器设置有至少一个饮料流出开口并且该盖体设置有至少一个流体流入开口，该流体流入开口与流体装置流体地连通以用于将流体流动供应到该流体流入开口，以使得流体在压力下被供应至衬垫的第一薄板，从而使得流体受压穿过衬垫以用于在衬垫中制备饮料，其中，饮料经由第二薄板而离开衬垫以继续经由该至少一个饮料流出开口而离开该保持器。而且，本发明涉及这种衬垫的应用以及一种用于使用该衬垫来制备饮料的方法。这种衬垫、这种系统以及这种应用和方法本身从EP O 904 717 Al中是已知的。在EPO 904 717 Al中，饮料制备产品包括咖啡粉(ground coffee)。而且，第一薄板和第二薄板均由过滤纸制成。本发明旨在提供一种改进的衬垫。
[0003]根据本发明认为的是，第二薄板是定形设计的。本发明基于这样的认识:已知的衬垫在其已经被使用者放置在咖啡机的保持器中时偶尔可能会轻微地变形。这可能是因为已知的衬垫具有柔性的和易弯曲的设计而发生，并且该衬垫例如可在轻微变形的情况下从其包装中取出。如果已知的衬垫已经放置在保持器中，则使用者应该注意保持器中的衬垫具有其原始形状以使得衬垫的第二薄板在保持器的底部上方延伸至保持器的直立侧壁。如果使用者不这样做，则增大了旁路的风险。旁路是指在压力下被供应至衬垫的第一薄板的流体将部分地围绕衬垫而流动到饮料流出开口，该饮料流出开口设置在搁置衬垫的保持器的底部中。所有这一切的后果是:不是全部数量的被供应到衬垫的第一薄板上的流体将经由衬垫而流动到饮料流出开口。后果是，被接收在例如杯子中的饮料被该流体稀释。本发明旨在使衬垫的使用更便利。由于根据本发明的第二薄板为定形设计的，所以衬垫可放置在保持器中而不具有增大旁路风险的相关变形。此外表现出的是，由于第二薄板是定形的，所以饮料制备产品在衬垫的外壳中的分布在不同的衬垫中很少变化。这进而具有以下优点:基于迫使流体穿过衬垫而获得了具有预先良好限定性质的饮料。实际上，如果饮料制备产品的分布是不均匀的，而是例如在衬垫内部的特定位置处在第一薄板和第二薄板之间形成有相对薄的层，则在这个位置处将发生流体的流动阻力减小。由于受迫穿过衬垫的流体将选择最小阻力的路径，所以流体将优先精确地在这个区域中穿过衬垫，因此，与如果在第一薄板与第二薄板之间延伸的饮料制备产品的层的厚度是更均匀的相比，在最终的饮料中将混合更少量的饮料制备产品。而且，在根据本发明的定形衬垫的多种变型中表现出的是产生了防滴效果。也就是说，在使用之后可直接从机器中取出衬垫，同时减小了液滴掉落到衬垫的可能性。
[0004]优选地认为的是，第二薄板在诸如饮料的流体流过第二薄板时还保持定形，而该流体可具有至多80摄氏度、更特别地具有至多90摄氏度、并且优选地具有至多99摄氏度的温度。这导致以下结果:当正在制备例如咖啡或者茶时，也在使用之后并因此在衬垫已经受到通常将具有高温的流体的流过之后，衬垫将仍然是定形的。如果第二薄板在使用之后仍然是定形的，使用者能更容易地从保持器中移除该衬垫，这是因为使用者可更好的握持衬垫。为了这个目的，优选地认为的是，第二薄板由热塑性材料制成。热塑性材料是随着温度上升而变得更有塑性的材料。优选地然后认识到的是，第二薄板在其与具有80摄氏度、更特别地具有90摄氏度并且优选地具有99摄氏度的温度的流体接触时还保持定形。
[0005]特别地认为的是，第二薄板由无纺材料制成。为了使第二薄板是定形的，在此特别地认为的是，无纺材料包括至少重量百分比为50%-70% (排除重量百分比为70%)的塑料或者包括重量百分比为至少70%的塑料，而特别地，塑料包括塑料纤维和/或塑料丝。换言之，为了使第二薄板是定形的，特别地在此总的来说认为的是，无纺材料包括至少重量百分比为50%的塑料，而特别地，塑料包括塑料纤维和/或塑料丝。
[0006]更特别地在此认为的是，无纺材料包括重量百分比为至少60-70% (排除重量百分比为70% )的塑料，或者包括重量百分比为至少70%的塑料，而特别地，塑料包括塑料纤维和/或塑料丝。换言之，为了使第二薄板是定形的，更特别地在此总的来说认为的是，无纺材料包括重量百分比为至少60%的塑料，而特别地，塑料包括塑料纤维和/或塑料丝。
[0007]更优选地认为的是，无纺材料包括重量百分比为至少70%、优选地重量百分比为至少80%、并且更优选地重量百分比为至少90%的塑料。在此，无纺材料可具有纤维的形式和/或丝的形式。
[0008]优选地认为的是，第二薄板包括重量百分比为50% -70% (排除重量百分比为70%)的塑料，或者包括重量百分比为70%-100%的塑料。因此总的来说认为的是，第二薄板优选地包括重量百分比为50% -100%的塑料。在此特别地认为的是，塑料包括塑料纤维和/或塑料丝。
[0009]更优选地认为的是，第二薄板包括重量百分比为60% -70% (排除重量百分比为70%)的塑料或者包括重量百分比为70%-100%的塑料。因此总的来说认为的是，第二薄板更优选地包括重量百分比为60% -100%的塑料。在此特别地认为的是，塑料包括塑料纤维和/或塑料丝。
[0010]再更优选地认为的是，第二薄板包括重量百分比为70% -100%的塑料，特别地包括重量百分比为75 % -95 %的塑料，并且更特别地包括重量百分比为80 % -95 %的塑料。在此特别地认为的是，塑料包括塑料纤维和/或塑料丝。
[0011]无纺材料的一个优点在于当无纺材料由于流体的供应而潮湿时无纺材料可与保持器形成良好的流体密封。当无纺材料至少部分地由塑料制成时，其通常可通过热处理而被制造成为定形的。塑料可例如包括聚合物，该聚合物包括PE、PET、PETP, coPET、LLDPE,CPP、PLA和/或PP。塑料以例如塑料纤维和/或塑料丝的形式存在于无纺材料中。
[0012]特别地认为的是，第二薄板另外设置有纤维素纤维和/或纤维素丝。再更特别地，第二薄板包括上文中提到的塑料纤维和/或塑料丝以及纤维素纤维和/或纤维素丝。因此，无纺材料可包括塑料纤维和/或塑料丝以及纤维素纤维和/或纤维素丝的组合。而且，可用塑料涂层来涂覆纤维素纤维。提到的实施方式的优点在于第二薄板使过滤纸的光学特性更强，同时其仍然是定形的。这是因为以重量百分比度量时存在比纤维素纤维和/或纤维素丝更多的塑料或者塑料纤维和/或塑料丝，同时特别地，无纺材料经受了热处理以增大定形性。
[0013]根据实际的实施方式认为的是，第二薄板的密度在15g/m2-60g/m2的范围中或在60g/m2-200g/m2 (排除60g/m2)范围中，优选地在70g/m2_150g/m2范围中，并且更优选地在90g/m2-120g/m2的范围中。在这些密度下，可良好地实现所涉及的定形性。特别地认为的是，第二薄板由聚酯纤维制成，特别地由斯玛希牌(Smash?)材料制成。优选地认为的是，第二薄板由150g/m2的斯玛希牌(SMASH?)材料制成。
[0014]特别地可替换地认为的是，第二薄板由聚乳酸(PLA)纤维制成。优选地，第二薄板由 70-100g/m2 的 PLA 制成。
[0015]而且优选地认为的是，第二材料由100%的聚乳酸(PLA)纤维及可能的衍生物制成。由于此，第二薄板在使用之后至少大体上可完全生物降解。
[0016]在本申请中，定形性可例如如下限定。根据测试的第二薄板的定形性被以在该测试期间测量的施加在第二薄板上的力来表示，而该测试在第二薄板上这样执行，即，在不具有第一薄板和饮料制备产品但是例如当第二薄板形成衬垫的一部分时具有保持的形状的衬垫上执行该测试。为了执行该测试，第二薄板这样的放置水平表面上，即，衬垫在不具有第一薄板和饮料制备产品的情况下使得第二薄板由其纵向边缘支撑在水平表面上，水平表面设置有具有30mm的宽度的细长凹槽并且第二薄板相对于凹槽而对称地覆盖在凹槽上并且其在凹槽的相对侧上支撑在水平表面上，而在执行该测试中，使用了刀具，刀具的长度对应于衬垫的直径，刀具的切割面具有3mm的厚度并且切割面的长度方向在凹槽的长度方向上沿着水平方向延伸，其中为了测试，刀具从在衬垫的上方的位置沿着竖直方向以10mm/分钟的恒定速度向下移动，在竖直方向上观察时，切割面的中心位于第二薄板的重心的上方，并且其中，从刀具接触第二薄板的时刻开始，以牛顿为单位的阻力被测量为刀具所经受的随着刀具向下移动而由刀具造成的衬垫变形的结果，并且其中，继续向下移动直到刀具的切割面位于相对于水平表面的12mm深的凹槽处，并且其中，测量的最大阻力是第二薄板的弯曲刚度的度量。
[0017]根据衬垫的优选的实施方式，根据测试测量的最大阻力(也就是以牛顿为单位最大的测量的力)在0.2牛顿-4牛顿的范围内，和/或在测试中的最大的测量的力大于I牛顿。
[0018]在本申请中，根据NEN-EN-1SO 53-2011限定薄板的厚度。
[0019]此外可实现的是，第二薄板的厚度在50微米-400微米或400微米-500微米(μπι)(排除400微米)的范围内，因此总的来说，在50微米-500微米的范围内，优选地在100微米-500微米的范围内，优选地在110微米-350微米的范围内，更优选地在150微米-300微米的范围内。因此实现的是，一方面第二薄板不是太重而另一方面第二薄板对于流体也是良好可渗透的。特别地在此认为的是，当引起流体流动穿过衬垫时，饮料制备产品上的压降大于第二薄板上的压降，特别地大10倍，更特别地大20倍。第一薄板的厚度可为例如比第二薄板的厚度小1.4-10倍。
[0020]此外优选地认为的是，第一薄板是柔性设计的。第一薄板可由本身已知的过滤纸制成。特别地认为的是，第一薄板设置有至少70%的纤维素纤维和/或纤维素丝，更优选地设置有至少80 %的纤维素纤维和/或纤维素丝，还更优选地设置有至少90 %的纤维素纤维和/或纤维素丝，而可能地，第一薄板的其余部分由如上文中提到的种类的塑料聚合物制成，该塑料聚合物特别地为塑料纤维和/或塑料丝的形式。第一薄板优选地包括小于30%的塑料聚合物。第一薄板还可由100%的PLA制成。而且，第一薄板可包括PLA和纸，例如，25%的PLA和75%的纸。这些聚合物可为与所讨论的第二薄板相同的种类。然而，第一薄板也可为定形设计的，并且优选地由与第二薄板相同的材料制成。
[0021]更特别地认为的是，第一薄板和第二薄板由同一薄板或者多个相同的薄板制造。如果第一薄板和第二薄板已经经受热处理以使该薄板成为定形的，则在这种情况下，热处理优选地也将是相同的，使得第一薄板和第二薄板具有相同的特性。
[0022]特别地认为的是，第二薄板的位于密封接缝的轮廓内的部分是碟形设计的，而特别地，第一薄板是扁平设计的。这具有的优点在于当咖啡衬垫放置在具有与衬垫对应的形状的保持器中时咖啡衬垫是自定位的。对于第二薄板而言旨在将其搁置在这种保持器的底部上。
[0023]为此，根据本发明的系统设置有咖啡机，该咖啡