LU508268B1 - Procede de fabrication d'une capsule destinee a recevoir une substance pour la preparation d'une boisson - Google Patents

Procede de fabrication d'une capsule destinee a recevoir une substance pour la preparation d'une boisson

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Abstract

L’invention concerne un procédé de fabrication d’une capsule (1) destinée à recevoir une substance pour la préparation d'une boisson, ladite capsule comprenant un corps (1a) présentant une paroi latérale (2) bordée de part et d’autre par un fond (3) et par un rebord (4) entourant une ouverture (5) dudit corps, ledit procédé prévoyant de former le corps (1a) par moulage d’une pulpe de cellulose, d’enduire au moins la paroi latérale (2) dudit corps d’une formulation chimique apte à former sur ladite paroi un revêtement hydrophobe par un mécanisme réactionnel de type sol-gel, puis de soumettre ladite formulation enduite à des conditions réactionnelles pour former ledit revêtement hydrophobe. Figure 1

Description

DPSTRA0011LU 1 LU508268
PROCEDE DE FABRICATION D’UNE CAPSULE DESTINEE A RECEVOIR
UNE SUBSTANCE POUR LA PREPARATION D'UNE BOISSON
L’invention concerne un procédé de fabrication d’une capsule destinée à recevoir une substance pour la préparation d'une boisson, ainsi qu’une telle capsule.
On connait des capsules dont le corps présente une paroi latérale bordée de part et d’autre par un fond et par un rebord entourant une ouverture dudit corps, la substance pour la préparation d’une boisson étant introduite dans ladite capsule par ladite ouverture, puis enfermée à l’intérieur de ladite capsule par association, par exemple par collage, d’un opercule sur le rebord pour occulter l'ouverture.
De telles capsules sont notamment destinées à la préparation d’une boisson chaude de type café, thé ou infusion. Pour ce faire, une capsule est installée dans le logement d'une machine prévue à cet effet, où elle est tenue par un piston pendant le passage d’un liquide extracteur, par exemple de l'eau chaude, a travers elle et la substance qu'elle contient, avant d’être expulsée de la machine par gravité après retrait du piston.
La capsule doit être ouverte pour permettre l’écoulement de la boisson au travers d'elle, mais la substance doit être conservée dans la capsule avec de bonnes propriétés de barrière contre l'oxygène et l'humidité de l’air afin de préserver ses propriétés organoleptiques.
Pour ce faire, on connaît des capsules dont le corps est formé par emboutissage d'une feuille de matériau métallique, notamment en aluminium. De telles capsules présentent de bonnes propriétés d'étanchéité à l’air et à l'humidité, mais s'avèrent onéreuses à produire, en plus d’être difficilement recyclables.
On connaît également, par exemple des documents WO-2024/028247 et
WO-2024/28248, des capsules dont le corps est formé par moulage d’une pulpe
DPSTRA0011LU 2 LU508268 de cellulose, la paroi latérale dudit corps étant recouverte d’un revêtement et/ou d’une étiquette d’étanchéité.
Ces capsules présentent un impact écologique amélioré, en ce qu’elles sont notamment biodégradables et compostables, tant au niveau industriel que domestique, et garantissent en outre une bonne conservation organoleptique de la substance qu’elles contiennent.
Toutefois, une capsule en cellulose présent l'inconvénient de ne pas être inerte vis-à-vis de l’eau, notamment sous l'effet combiné de la température et de la pression auxquelles elle est soumise lors de la préparation de la boisson.
Ainsi, après utilisation, on peut constater un gonflement et/ou un ramollissement de la capsule qui peut nuire à son expulsion par gravité, notamment par une mauvaise interférence entre la machine et le rebord de ladite capsule.
L’invention vise à perfectionner l’art antérieur en proposant notamment un procédé de fabrication et une capsule en cellulose dont l'expulsion par gravité après utilisation est fiabilisée.
A cet effet, selon un premier aspect, l'invention propose un procédé de fabrication d’une capsule destinée à recevoir une substance pour la préparation d'une boisson, ladite capsule comprenant un corps présentant une paroi latérale bordée de part et d’autre par un fond et par un rebord entourant une ouverture dudit corps, ledit procédé prévoyant de former le corps par moulage d’une pulpe de cellulose, d’enduire au moins la paroi latérale dudit corps d’une formulation chimique apte à former sur ladite paroi un revêtement hydrophobe par un mécanisme réactionnel de type sol-gel, puis de soumettre ladite formulation enduite à des conditions réactionnelles pour former ledit revêtement hydrophobe.
Selon un second aspect, l’invention propose une capsule destinée à recevoir une substance pour la préparation d'une boisson, ladite capsule comprenant un corps
DPSTRA0011LU 3 LU508268 présentant une paroi latérale bordée de part et d’autre par un fond et par un rebord entourant une ouverture dudit corps, le corps étant formé par moulage d’une pulpe de cellulose, au moins la paroi latérale dudit corps étant pourvue d’un revêtement hydrophobe formé par un mécanisme réactionnel de type sol-gel.
D’autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit, faite en référence à la figure 1 annexée, qui représente en coupe axiale une capsule selon l'invention.
En relation avec cette figure, on décrit ci-dessous un procédé de fabrication d’une capsule 1 destinée à recevoir une substance pour la préparation d’une boisson, ainsi qu’une capsule 1 pouvant notamment être fabriquée par mise en œuvre d’un tel procédé.
La capsule 1 comprend un corps 1a présentant une paroi latérale 2 bordée de part et d’autre par un fond 3 et par un rebord 4 entourant une ouverture 5 dudit corps.
Le corps 1a est formé par moulage d’une pulpe de cellulose, et contient de préférence exclusivement de la cellulose, notamment issue à 100% de l’agriculture raisonnée et/ou biologique.
Ainsi, on peut fabriquer une capsule 1 facilement recyclable de façon peu coûteuse et avec un rendement élevé, avec des émissions de dioxyde de carbone réduites, notamment par rapport à un moulage par injection d’une matière plastique.
En outre, l’utilisation exclusive de cellulose permet d'obtenir une capsule 1 dont le corps peut être facilement composté, tant de façon industrielle que domestique, notamment avec une durée de compostage réduite (de l’ordre d’un mois) par rapport à la durée de compostage moyenne des capsules réalisées en matière plastique moulée compostable (environ 6 mois).
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En particulier, la capsule 1 est biodégradable et/ou compostable selon la norme
EN 13432.
Selon une réalisation, le corps 1a de la capsule 1 est formé par moulage par voie sèche d’une nappe de pulpe de cellulose, ce qui permet d’augmenter de façon considérable le rendement de fabrication de la capsule tout en limitant le nombre, l'encombrement et le coût des installations nécessaires, ainsi que les coûts en eau et en énergie.
En particulier, le recours a un tel procédé de fabrication permet d'obtenir un rendement de production de capsules 1 de l’ordre de 1000 capsules par minute, pour un volume de production annuel supérieur au milliard de capsules 1.
Le procédé de fabrication par moulage par voie sèche du corps 1a de la capsule 1 prévoit de former une nappe de pulpe de cellulose, puis de thermoformer le corps 1a de la capsule 1 par moulage à chaud de ladite nappe.
Selon une réalisation de ce procédé, on prévoit, préalablement au thermoformage, d'injecter de lair dans la nappe de pulpe de cellulose. En particulier, le procédé peut prévoir de : - Séparer des fibres de cellulose d’une source de cellulose, notamment par broyage d’une source naturelle de cellulose, telle que de la pulpe de bois, du coton, du lin, du chanvre, ou encore de la canne à sucre, ou d'une source de recyclage, telle que du papier, du carton ou du textile ; - recueillir les fibres de cellulose ainsi séparées sur un tapis roulant, notamment en leur injectant de l'air en amont de leur broyage, suivant un procédé appelé « air laid », de manière a former sur ledit tapis roulant une couche duveteuse, épaisse et dense, avec un grammage compris entre 300 et 15000 g/m? ; - compacter ladite couche duveteuse, notamment par passage entre deux rouleurs compresseurs, éventuellement chauffés, de manière à obtenir
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LU508268 une nappe de pulpe de cellulose d'épaisseur contrôlée, notamment comprise entre 500 et 700 um ; - préchauffer ladite nappe, notamment a une température comprise entre 150 et 170°C ; 5 - compresser ladite nappe ainsi préchauffée dans un moule de forme adaptée, notamment au moyen d’une presse hydraulique, avec une pression de l’ordre de 45 MPa, afin d'obtenir par thermoformage des corps 1a de capsule 1 à partir de ladite nappe compressée.
Selon une autre réalisation de fabrication par moulage par voie sèche du corps 1a de la capsule 1, on prévoit de former la nappe sous la forme d’une feuille de pulpe de cellulose, présentant notamment une épaisseur comprise entre 0,5 et 1 mm, par exemple de l’ordre de 0,75 mm. En particulier, la feuille peut être à base de pulpe de cellulose de type NBSK (Northern Bleached Softwood Kraft, ou kraft de bois tendre du Nord blanchie).
De façon avantageuse, la feuille peut être mouillée, par exemple par vaporisation d’eau en surface, avant le thermoformage, afin d’améliorer sa capacité de moulage tout en permettant l’évaporation de l’eau lors du thermoformage.
Selon une autre réalisation, le procédé peut prévoir de former le corps 1a de la capsule 1 par moulage par voie humide, c'est-à-dire par la préparation d’une pâte comprenant de la pulpe de cellulose en suspension dans de l’eau, le corps 1a de la capsule 1 étant formé avec ladite pâte avant son séchage.
La pulpe de cellulose utilisée permet d'obtenir la compatibilité alimentaire qui est nécessaire pour le conditionnement une substance de préparation d’une boisson dans la capsule 1, notamment en s’affranchissant de l'ajout d’un revêtement intérieur compatible avec la nourriture.
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En particulier, la pulpe de cellulose utilisée est dépourvue de substances nocives pour la santé et/ou l’environnement, qui pourraient contaminer la substance de préparation de la boisson par contact avec le corps 1a de la capsule 1.
De façon avantageuse, le procédé prévoit le moulage du corps 1a à partir d’une pulpe de cellulose comprenant de la cellulose microfibrillée (MFC, pour l’anglais
Micro-Fibrillated Cellulose), notamment entre 1% et 50% en poids de cellulose microfibrillée MFC.
La cellulose microfibrilée MFC est constituée de microfibrilles de cellulose individualisées ou sous forme d'agrégats. Ces microfibrilles présentent généralement un diamètre de 2 à 20 nanomètres, et une longueur de l'ordre de quelques micrometres. Les agrégats de microfibrilles sont composés de plusieurs microfibrilles de cellulose agglomérées les unes aux autres.
La production de cellulose microfibrillée MFC est basée sur la libération des éléments constitutifs de la paroi secondaire des fibres lignocellulosiques par des moyens mécaniques couplés à des prétraitements, enzymatiques ou chimiques.
Les fibres utilisées peuvent être des pâtes chimiques écrues ou blanchies, des pâtes mécaniques produites a partir de bois, des pâtes recyclées...
En relation la figure, le corps 1a de la capsule 1 présente une géométrie de révolution autour d’un axe central A formant une paroi latérale 2 qui s'inscrit globalement dans un tronc de cône à génératrice droite entre le fond 3 et le rebord supérieur 4.
En variante non représentée, la paroi latérale 2 peut présenter une géométrie de révolution sensiblement cylindrique.
La capsule 1 est équipée d’un opercule supérieur (non représenté) qui est associé au rebord 4 pour venir recouvrir l’ouverture 5, en formant dans ledit corps un compartiment de chargement de la substance.
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Selon une réalisation, l’ouverture 5 peut permettre le chargement de la substance dans le compartiment qui est fermé à l’opposé par le fond 3, ladite ouverture étant ensuite fermée par l’opercule supérieur après ledit chargement.
Sur la figure, le fond 3 comprend une ouverture inférieure 6 destinée à être recouverte par un opercule inférieur (non représenté). En particulier, l’ouverture inférieure 6 peut être occultée en premier par l’opercule inférieur, afin de charger la substance dans le compartiment par l’ouverture supérieure 5, qui est ensuite fermée par l’opercule supérieur.
En variante, la capsule 1 représentée sur la figure peut être chargée par le fond 3. Dans ce cas, l’ouverture supérieure 5 est occultée en premier par I'opercule supérieur, puis la capsule 1 est retournée pour pouvoir charger la substance par l'ouverture inférieure 6, l’opercule inférieur étant ensuite associé à ladite capsule pour venir fermer ledit compartiment avant la préparation de la boisson.
La capsule 1 est notamment destinée à la préparation d’une boisson chaude de type café, thé ou infusion. Pour ce faire, la capsule 1 peut être disposée dans le logement d'une machine prévue à cet effet, afin d’y être traversée par au moins une broche pour injecter du liquide extracteur, notamment de l’eau chaude, dans la substance contenue dans la capsule 1. En particulier, la capsule 1 est tenue dans un piston lors de l’extraction avant d’être expulsée par gravité après retrait dudit piston en fin de préparation.
L’injection du liquide induit une augmentation de la pression dans le compartiment pour permettre, après rupture d’une paroi frangible de la capsule 1, l'écoulement de la boisson hors de ladite capsule.
Durant la préparation de la boisson, la capsule 1 est soumise à une injection d’eau de température comprise entre 86°C et 90°C et sous une pression qui peut aller jusqu’à 20 bars, pendant une durée d'environ 2 minutes. En particulier, pour
DPSTRA0011LU 8 LU508268 préparer une boisson de type café, la quantité d’eau injectée dans la capsule 1 est comprise entre 40 mL et 150 mL.
La capsule 1 représentée sur la figure est adaptée pour être disposée dans une machine dans laquelle elle est tenue par un piston muni de picots pour percer son fond 3 ou son opercule inférieur. En outre, le fond 3 ou l’opercule inférieur est traversé par au moins une broche pour injecter du liquide extracteur dans la substance contenue dans la capsule 1, ce qui induit une augmentation de pression dans le compartiment pour permettre, après rupture de l’opercule supérieur, l'écoulement de la boisson au travers de l’ouverture 5.
En particulier, l'opercule inférieur peut être agencé pour être traversé facilement par les broches à injecter, notamment plus facilement que le fond 3 en cellulose de la capsule 1, afin de limiter les risques de déformation de ladite capsule lors de son utilisation.
Par ailleurs, la machine comprend un socle pourvu d’un réseau de picots, sur lesquels l’opercule supérieur est destiné à venir se rompre sous l’effet de l'augmentation de pression dans la capsule 1, afin de permettre l'écoulement de la boisson.
Selon un mode de réalisation non représenté, la capsule peut être agencée pour permettre la préparation d’une boisson par perçage de son opercule supérieur avec des broches d'injection de liquide extracteur, le fond de la capsule présentant alors des moyens pour permettre son ouverture sous l'effet de l'augmentation de pression dans ladite capsule, afin de permettre l'écoulement de la boisson par ledit fond.
A cet effet, le fond peut présenter un orifice central qui débouche dans le compartiment de conditionnement de la substance, ainsi qu’une paroi supérieure qui s'étend sensiblement radialement dans ledit compartiment, et sur laquelle est
DPSTRA0011LU 9 LU508268 formé un réseau de picots en relief, une membrane perforable étant disposée dans ledit compartiment entre la substance et les picots en relief.
En variante, le fond peut présenter des moyens de perforation sous forme de saillies qui s'étendent à l’extérieur de la capsule, en étant portées par une plaque pourvue d'orifices permettant le passage de la boisson, un opercule inférieur étant disposé en regard desdites saillies à l'intérieur du compartiment de conditionnement de la substance, en étant associé à un rebord annulaire entourant radialement lesdites saillies.
Ainsi, lorsque la capsule 1 est placée dans une machine pour préparer une boisson, l’opercule supérieur 16 est traversé par au moins une broche pour injecter du liquide extracteur dans le compartiment, ce qui entraine une augmentation de la pression, sous l’effet de laquelle la membrane ou l’opercule inférieur vient se déchirer sur les moyens de perforation du fond 3, afin de permettre l'écoulement de la boisson par ledit fond.
Après la fabrication du corps 1a, le procédé prévoit d’enduire au moins la paroi latérale 2 dudit corps d’une formulation chimique apte à former sur ladite paroi un revêtement hydrophobe par un mécanisme réactionnel de type sol-gel, puis de soumettre ladite formulation enduite à des conditions réactionnelles pour former ledit revêtement hydrophobe.
La demanderesse a constaté qu’un tel revêtement hydrophobe permettait de fiabiliser grandement l'expulsion par gravité de la capsule 1 après utilisation, notamment en ce qu'il rend sensiblement inerte ladite capsule vis-à-vis de la pression et de la température du liquide extracteur.
En particulier, les performances d’un revêtement hydrophobe formé par un mécanisme réactionnel de type sol-gel permettent de garantir la stabilité dimensionnelle et les propriétés mécaniques du corps 1a de la capsule 1 après utilisation, notamment en évitant son gonflement et/ou son ramollissement, afin
DPSTRA0011LU 10 LU508268 pouvoir conserver l'interférence entre la machine et la capsule qui permet son expulsion par gravité à l'issue de la préparation de la boisson.
Selon une réalisation, le procédé prévoit d’enduire la formulation chimique sur la totalité de la surface du corps 1a de la capsule 1, afin de pouvoir bénéficier des performances du revêtement hydrophobe sur l’ensemble de la capsule 1.
En variante, le procédé prévoit d’enduire la formulation chimique sur la majeure partie de la surface du corps 1a, notamment à l’exception d’un anneau formé sur la paroi inférieure 4a du rebord 4, sur lequel un bord périphérique du piston de la machine est destiné à venir en appui lors de la préparation de la boisson.
Cette dernière variante permet de laisser au niveau de l’anneau une portion de cellulose sans revêtement hydrophobe, ce qui favorise l’étanchéité de l’appui du piston, et ainsi limite les risques de fuite de liquide extracteur et/ou de boisson durant l'extraction.
De façon avantageuse, la formulation chimique est biodégradable et/ou compostable, de manière à faciliter le recyclage de la capsule 1 après son utilisation. Par ailleurs, la formulation chimique présente des propriétés de compatibilité alimentaire, afin de pouvoir éviter linterposition d’une couche supplémentaire entre le revêtement hydrophobe et la substance de préparation de la boisson. De tels revêtements sont notamment décrits dans le document
FR-3 136 236, WO-2022/112566, WO-2022/171893 et WO-2021/119220.
Selon une réalisation, la formulation chimique comprend une suspension de particules colloïdales, qui est préparée en mélangeant notamment des précurseurs chimiques adaptés, notamment des alkoxydes et/ou des sels métalliques, par exemple de silicium (tétraéthylorthosilicate TEOS et/ou tétraméthoxysilane TMOS), de titane (tétra-n-butyl-titanate) et/ou d'aluminium (isopropoxyde d’aluminium), avec de l’eau, éventuellement complétée d’un solvant non aqueux, notamment a base d’éthanol et/ou de méthanol.
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Selon un mode de réalisation préféré, la formulation chimique est préparée à partir de précurseurs de silicium, notamment à base de TEOS et/ou de TMOS.
Le solvant est agencé pour dissoudre les précurseurs chimiques et faciliter les réactions chimiques au sein de la suspension, et peut également influencer la vitesse du mécanisme réactionnel sol-gel nécessaire à la formation du revêtement hydrophobe, ainsi que la structure finale du matériau sur lequel est formé ledit revêtement hydrophobe.
La présence d’eau est par ailleurs essentielle pour permettre I'hydrolyse des précurseurs, qui constitue une étape clé dans la formation du gel constituant le revêtement hydrophobe. En effet, l'eau provoque la rupture des liaisons chimiques M-OH (où M est un métal), en remplaçant les groupes alkoxyles par des groupes hydroxyles (-OH), ce qui permet d’initier la polymérisation du réseau de particules colloïdales.
La formulation chimique peut également comprendre au moins un catalyseur, notamment un acide tel que l'acide chlorhydrique ou une base telle que l’ammoniaque, afin de contrôler la vitesse des réactions d’hydrolyse et de condensation, la nature et/ou la quantité du(des)dit(s) catalyseur(s) déterminant les propriétés finales du matériau sur lequel est enduit le revêtement hydrophobe.
Pour obtenir des propriétés hydrophobes, la formulation chimique comprend notamment des agents hydrophobes spécifiques tels que des silanes fluorés et/ou des organosilanes.
La formulation chimique peut également comprendre d'autres additifs et/ou agents modificateurs, notamment des agents complexants, des agents stabilisants et/ou des modificateurs de surface, de manière à ajuster ses propriétés physico-chimiques, notamment sa viscosité, sa stabilité et/ou sa
DPSTRA0011LU 12 LU508268 mouillabilité. De tels additifs peuvent également permettre de contrôler la porosité et/ou la texture du revêtement hydrophobe final.
Pour former le revêtement hydrophobe, le procédé peut prévoir de : - préparer la formulation chimique par : o hydrolyse, en mélangeant les précurseurs chimiques choisis avec de l'eau, afin de remplacer les groupes alkoxyles desdits précurseurs par des groupes hydroxyles (-OH) ; o condensation, par réaction des groupes hydroxyles entre eux, de manière à former des liaison M-O-M (où M est un métal), et à libérer de l’eau et/ou de l’alcoo!, en obtenant ainsi un réseau tridimensionnel; o g@élation, en laissant le réseau tridimensionnel s’étendre sur tout le volume du liquide, et ainsi y emprisonner l’eau et l’'éventuel solvant ; - enduire la formulation chimique au moins sur la paroi latérale 2 d’un corps 1a de capsule 1, notamment par trempage, pulvérisation ou transfert ; - former le revêtement hydrophobe en laissant vieillir, puis sécher ladite formulation chimique sur ladite paroi latérale, de manière à éliminer l’eau et léventuel solvant, et ainsi former une couche de revêtement hydrophobe poreuse et solide.
Les conditions de température, de pH et/ou de temps de réaction peuvent étre ajustées durant n'importe quelle étape de formation du revêtement, de manière à en influencer les propriétés physico-chimiques finales. Ainsi, des températures basses permettent d’obtenir des formulations chimiques plus délicates, tandis que des températures plus hautes permettent d’accélérer la polymérisation du réseau.
En particulier, après son enduction sur le corps 1a de la capsule 1, la formulation hydrophobe peut être soumise à un traitement thermique supplémentaire, afin de durcir et de densifier la structure du revêtement, mais aussi d’améliorer son
DPSTRA0011LU 13 LU508268 adhésion à la paroi latérale 2 dudit corps et de développer ses propriétés physico- chimiques finales.
A l'issue du séchage du revêtement, les agents hydrophobes qu'il contient s’orientent vers la surface dudit revêtement, créant ainsi une couche superficielle hydrofuge. On obtient ainsi un revêtement a faible énergie de surface, qui fait perler les gouttes et les fait rouler, minimisant ainsi l'absorption d’eau et la contamination du corps 1a de la capsule 1.
L’usage d'un tel revêtement hydrophobe permet, du fait de sa composition en eau, de réduire l'usage de composés organiques volatils (COV), ce qui le rend plus écologique que les alternatives à base de solvants non-aqueux.
La formation dun revêtement par réaction sol-gel s'avère en outre particulièrement polyvalente, notamment pour les raisons suivantes : - elle peut être réalisée à des températures relativement basses par rapport à d'autres procédés d’enduction, ce qui permet de réduire la consommation d'énergie ; - elle permet de réaliser un contrôle très précis de la composition chimique dudit revêtement final, ; - elle permet un mélange homogène des précurseurs à l’échelle moléculaire, ce qui permet d’obtenir une distribution uniforme des matériaux dans ledit revêtement final, essentielle à l’obtention de propriétés physiques et chimiques uniformes dans tout ledit revêtement ; - elle permet la fabrication de différentes formes de revêtements, notamment sous formes de films minces.
Un tel revêtement hydrophobe sol-gel présente en outre les avantages suivants : - une bonne stabilité mécanique ; - une résistance à l’abrasion ; - une bonne durabilité, notamment dans différentes conditions environnementales ;
DPSTRA0011LU 14 LU508268 - une transparence optique ; - des fonctionnalités supplémentaires, notamment de protection contre les rayons du soleil (UV), la buée, la résistance a la corrosion, ou encore des propriétés autonettoyantes.
Pour pouvoir conserver les caractéristiques organoleptiques de la substance stockée avant son utilisation pour préparer une boisson, la capsule 1 doit étre étanche, notamment en formant une barrière contre la circulation de l’oxygène et de 'humidité, tant vers l'intérieur de ladite capsule, pour éviter l’altération de la substance qu’elle contient par l’air et l'humidité ambiants, que vers l’extérieur, notamment pour éviter 'asséchement d’une substance conditionnée sous forme humide et/ou graisseuse.
En particulier, pour assurer une conservation optimale de la substance, la capsule 1 présente les caractéristiques suivantes : - un taux de transmission d'oxygène inférieur à 10 cm3®m?2jour.atm, notamment d’au plus 5 cm*/m° jour.atm, et plus particulièrement inférieur à 1 cm®m?Z.jour.atm, mesuré selon la norme ASTM D3985 ; - un taux de transmission de vapeur d’eau inférieur à 60 g/m.24h, et plus particulièrement inférieur à 10 g/m2.24h, mesuré selon la norme ASTM
E96 en condition tropicale (38°C et 90% d'humidité).
Avec de telles caractéristiques, la capsule 1 peut notamment être stockée : - avant son remplissage avec une substance de préparation d’une boisson : à une température comprise entre 15 et 25°C, et jusqu’à 50°C durant une durée maximale de 6 semaines durant son transport ; - apres remplissage : dans un lieu sec et tempéré, avec un taux d'humidité ambiant maximal compris entre 35 et 55%.
Pour ce faire, le corps de la capsule 1 peut être soumis à un traitement préliminaire pour fermer les pores de la nappe de cellulose le constituant, afin de former une première barrière contre l’oxygène et la vapeur d'eau.
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Par ailleurs, l’utilisation d’une pulpe de cellulose comprenant de la cellulose microfibrillée MFC contribue favorablement à l’étanchéité de la capsule contre l'oxygène et la vapeur d'eau, tout en favorisant la tenue mécanique du revêtement hydrophobe sur le corps 1a.
De façon avantageuse, le revêtement hydrophobe obtenu par le mécanisme réactionnel sol-gel est agencé pour présenter en outre des propriétés barrière contre l’oxygène et l'humidité, afin de limiter le nombre d’éléments nécessaires pour fabriquer la capsule 1, et ainsi de faciliter ladite fabrication et avec des coûts de production réduits. En outre, le revêtement hydrophobe permet de diminuer le nombre d’additifs incorporés dans la pulpe de cellulose.
Le revêtement hydrophobe peut être avantageusement réalisé à base d’une formulation chimique comprenant un acide silicique, notamment à base d’oxoacide de silicium (SiOx, avec x variant entre 1,5 et 5, et notamment SiO4), de carbone et de nanoparticules. En effet, l’utilisation d’oxoacide de silicium permet d’obtenir un revêtement avec des propriétés barrière efficaces contre la diffusion de gaz et de vapeur d’eau, mais aussi avec une faible densité, une grande surface spécifique, et de bonnes propriétés d'isolation thermique.
En variante, un revêtement et/ou une étiquette d’étanchéité additionnel(le)(s) peu(ven)t être appliqués sur la paroi latérale 2 de la capsule 1 en plus du revêtement hydrophobe, afin de renforcer et/ou d'apporter les propriétés spécifiques de barrière à l'oxygène et/ou à la vapeur d’eau recherchées pour garantir la conservation des propriétés organoleptiques de la substance.

Claims (9)

DPSTRA0011LU 16 LU508268 REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication d’une capsule (1) destinée à recevoir une substance pour la préparation d'une boisson, ladite capsule comprenant un corps (1a) présentant une paroi latérale (2) bordée de part et d'autre par un fond (3) et par un rebord (4) entourant une ouverture (5) dudit corps, ledit procédé prévoyant de former le corps (1a) par moulage d’une pulpe de cellulose, d’enduire au moins la paroi latérale (2) dudit corps d’une formulation chimique apte à former sur ladite paroi un revêtement hydrophobe par un mécanisme réactionnel de type sol-gel, puis de soumettre ladite formulation enduite à des conditions réactionnelles pour former ledit revêtement hydrophobe.
2. Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps (1a) de la capsule (1) est formé par moulage par voie sèche d’une nappe de pulpe de cellulose ou par moulage par voie humide d’une pâte comprenant de la pulpe de cellulose en suspension dans de l’eau.
3. Procédé de fabrication selon la revendication 2, caractérisé en ce qu’il prévoit de former une nappe de pulpe de cellulose puis de thermoformer le corps (1a) de la capsule (1) par moulage à chaud de ladite nappe.
4. Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il prévoit le moulage d’une pulpe de cellulose comprenant de la cellulose microfibrillée MFC.
5. Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la formulation chimique est biodégradable et/ou compostable.
6. Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la formulation chimique est enduite sur la paroi latérale (2) par trempage, par pulvérisation ou par transfert.
DPSTRA0011LU 17 LU508268
7. Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la formulation chimique est enduite sur la totalité de la surface du corps (1a) de la capsule (1).
8. Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la formulation chimique n’est pas enduite suivant un anneau formé sur la paroi inférieure (4a) du rebord (4).
9. Capsule (1) destinée à recevoir une substance pour la préparation d'une boisson, ladite capsule comprenant un corps (1a) présentant une paroi latérale (2) bordée de part et d’autre par un fond (3) et par un rebord (4) entourant une ouverture (5) dudit corps, ledit corps étant formé par moulage d’une pulpe de cellulose, au moins la paroi latérale (2) dudit corps étant pourvue d’un revêtement hydrophobe formé par un mécanisme réactionnel de type sol-gel.
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