JP2013533012A - 抽出により飲料を調製するためのカプセル、装置および方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は、飲料を調製するための装置に使用するカプセルに関する。本発明はまた、飲料を調製するためのカプセルおよび装置の組立品にも関する。本発明はさらに、このような組立品を利用することにより飲料を調製するための方法に関する。
【選択図】 図2
【選択図】 図2
Description
本発明は、飲料を調製するための装置に使用するカプセルに関する。本発明はまた、飲料を調製するためのカプセルおよび装置の組立品にも関する。加えて、本発明は、本発明によるカプセルに使用するために明らかに意図された穿孔構造に関する。本発明はまた、飲料を調製するための装置においてこのようなカプセルを使用することに関する。本発明はさらに、このような組立品を利用することにより飲料を調製するための方法に関する。
飲料を調製するための装置に使用される種々のカプセルが従来知られている。公知のカプセルは、例えば、欧州特許公開第0512468号公報に記載されているように、ハウジングに液体を注入するための穿孔可能な供給面と、供給面からある距離をおいて設置された放出面と、ハウジング内に注入された液体を放出するための開口とを有するハウジングを備え、さらに、ハウジング内に抽出のために収容された挽いたコーヒー豆のような多少の物質と、放出面に設置された開口をシールしてハウジングに接続された、穴あけ可能なホイルとを備えている。この公知のカプセルは、飲料を調製するための装置に取り付けることができる。
カプセルはこの目的で装置のカプセルホルダーのカプセル収容場所に取り付けられる。カプセルは、その収容場所において支持物と締め具によってクランプされながら支持される。カプセルのハウジングの供給面は、カプセルのハウジングを通して実質的に移動する液体注入器によって穿孔され、比較的熱い液体、特に水を、通常15〜20バールの比較的高圧下でハウジングの中に導入することができる。ホイルは、カプセルホルダーおよびカプセルの一部を形成し、互いに移動する穿孔プレートによって穿孔され、抽出された液体は穿孔プレートを介して飲料容器に流れる。このようなカプセルを利用するときにおける、この公知の液体を調製するためのカプセルおよび装置を使用する上での欠点は、装置が比較的高いメンテナンスを必要とすることである。従って、より少ないメンテナンスを要求する装置が必要である。
本発明の目的は、上記の必要性を提供することにある。
本発明は、この目的のために前文に記載したタイプのカプセルを提供するものであり、以下を備える。
挽いたコーヒーのような抽出および/又は溶解される物質で少なくとも部分的に満たされたハウジングであって、水のような液体をカプセル内で加圧するための供給面と、抽出および/又は溶解された物質を提供する液体を前記カプセルを通してガイドして放出するために前記供給面から距離をおいて設置されている放出面とを備え、少なくとも前記ハウジングの放出面の一部は、穿孔可能なホイルによって最初はシールされているハウジングと、
飲料を調製するための装置によって前記カプセルのクランプを可能にするために前記ハウジングに接続している横方向に突出した係合端と、
前記ホイルを穿孔するために前記ホイルに面している少なくとも1つの穿孔要素を備えて前記係合端および/又は前記ハウジングに実質的に堅く結合した穿孔構造であって、前記穿孔構造は、前記ハウジングから離れて前記ホイルの面上に実質的に配置されており、カプセルを通した液体により押圧される際のホイルの変形によってホイルの穿孔が行われる穿孔構造とを備える。
挽いたコーヒーのような抽出および/又は溶解される物質で少なくとも部分的に満たされたハウジングであって、水のような液体をカプセル内で加圧するための供給面と、抽出および/又は溶解された物質を提供する液体を前記カプセルを通してガイドして放出するために前記供給面から距離をおいて設置されている放出面とを備え、少なくとも前記ハウジングの放出面の一部は、穿孔可能なホイルによって最初はシールされているハウジングと、
飲料を調製するための装置によって前記カプセルのクランプを可能にするために前記ハウジングに接続している横方向に突出した係合端と、
前記ホイルを穿孔するために前記ホイルに面している少なくとも1つの穿孔要素を備えて前記係合端および/又は前記ハウジングに実質的に堅く結合した穿孔構造であって、前記穿孔構造は、前記ハウジングから離れて前記ホイルの面上に実質的に配置されており、カプセルを通した液体により押圧される際のホイルの変形によってホイルの穿孔が行われる穿孔構造とを備える。
ホイルを穿孔するために専用の穿孔構造を有するカプセルを提供することにより、装置の一部を形成する従来の穿孔プレートはもはや必要とされない。これについての利点は、調製飲料が装置の従来の穿孔プレートを通して押されることがもはや必要とされないことである。しかし、オプションとしては調製飲料が飲料カップにカプセルから直接的に送り込まれることができる。これにより装置に残留した飲料の残りを大幅に削減する。これは衛生面から考えると好ましく、装置が必要とするメンテナンスを削減する。その上、この方法は、カプセルから押し出された飲料が1またはそれ以上の既に用いられたカプセルおよび装置に既に存在しているものからの飲料の残りと混じることを防ぐ、または少なくともそれに逆らう。これによって調製される飲料の風味を可能な限り完全に保証することができる。
穿孔構造は、ハウジングに実質的に堅く(移動不可能に)結合しており、これにより、カプセルの外部の寸法設定は、カプセルホルダーによって囲まれる容積と同一または小さくなければならない。穿孔構造は、1またはそれ以上の、貫流流路または貫通供給開口を通常備えており、これらは、穿孔構造のホイルに面している側と穿孔構造のホイルから離れる側との間に延びている。この特有の利点は、複数の貫流流路が利用され、これらの貫流流路の寸法設定は、調製される飲料の性質に完全に適合させることができるからである。ここで、空気混和(aeration)の強度、圧力上昇の範囲、およびカプセルから押し出された飲料のとびはねは管理することができる。これらは、飲料の摂取の間における風味感覚を大幅に増進することができる。
なぜならば、ホイルは通常、先の尖った穿孔要素によって穿孔され、使用する間、穿孔構造に押し付けられ、ろ過作用が実現され、これにより、コーヒーの残りかすのような固形成分をハウジングに保持することができるからである。供給面はその他の点では、通常、最初は閉じた形状を有しており、使用の間に装置によって穿孔される。また、供給面は、製造工程の間にすでに予備的に穿孔されているようにすることもでき、これにより装置における更なる穿孔の手間を省くことができる。この欠点は、一方で、カプセルは通常十分に長い物質の賞味期限を可能するために包装されなければならず、そのためのカプセルであることである。
最初、カプセルの実質的な気密シールが通常、推奨される。ここで、オプションとして、物質の賞味期限を更に増加させるために、窒素や二酸化炭素のような不活性ガスによってカプセルを充満することができる。この結果、数百ミリバールのほんのわずかな超過圧力が通常カプセル内に存在することになる。この超過圧力は、もし、ある限られた量のガスを自然に発生するコーヒーパウダーがカプセル内に収容されるのであれば、ある程度の増加の可能性がある。
アルミニウム、および/又はプラスチック、特に、ポリプロピレン(PP)を含む種々の材料からハウジングを製造することができる。プラスチックハウジングが構成されるとき、ハウジングは、通常、ポリプロピレンおよびエチレンビニルアルコール(EVOH)のような複数のプラスチック層の積層板から製造されるであろう。アルミニウムハウジングが構成されるとき、通常、アルミニウムが1またはそれ以上の追加の層を有して積層される。この追加の層は、アルミニウムと調製される飲料との直接接触を避けるために保護ラッカーコーテングを含み、更に、ホイルとの(超音波)溶接接続を実現するために、例えばポリプロピレン層も含まれる。ホイルは、通常また、ホイルの片面または両面の接着を促進するために、オプションとして片面または両面にポリプロピレン層を備えたアルミニウムを有する。ホイルは、オプションとしてポリエチレンテレフタレート(PET)のようなプラスチックで積層されたアルミニウム酸化物(ALOX)を有することもできる。ここで、数ミクロンの大きさと同程度の厚さを有する格別に薄いホイルが得られる。ホイルは、通常、係合端に、特にハウジングの一部を形成するフランジに、溶接および/又は接着によって接続される。
穿孔構造は、普通はカプセルに占める体積を制限するためにプレート状の形状を取っている。穿孔構造は、好ましくは、ハウジングによって囲まれる容積内に少なくとも部分的に配置される。この利点は、ハウジングの寸法設定をカプセルとカプセルホルダーの標準の寸法設定に適合させる必要がないことであり、これは経済的観点から好ましい。ここで、穿孔構造が係合端に実質的に継ぎ目なしに(seamlessly)結合していることが好ましい。ここで穿孔構造は、係合端の一体的な部分を形成する、または係合端の少なくとも一部に一体的に接続される、ことができる。穿孔構造のホイルから離れた面および係合端の面が同一平面上に配置されていることは、カプセルの完全に平坦な底面を実際に実現することができるので、更に好ましい。ハウジングおよび穿孔構造は通常、最初は、(中心部分の)ホイルによって規定される面の両側に配置される。穿孔構造に対する適切な材料は、例えば、ポリプロピレン(PP)またはポリエチレン(PE)のようなプラスチックである。
係合端は、通常、ハウジングに一体的に接続された少なくとも1つのフランジを備える。また、フランジがハウジングの内面および/又は外面に、化学的および/又は物理的に接続しているようにすることもできる。係合端は、普通は、ハウジングに接続された少なくとも1つのフランジおよびフランジに結合された支持構造から積層された方法で構成されており、支持構造は、オプションとして穿孔構造と一体的に接続されている。穿孔構造の周囲の端部は、オプションとして少なくとも1つの接続要素を介して穿孔構造に接続されている。支持構造は、通常ここで実質的に環状の形状をとる。なぜならば、フランジは、普通同じ形状をしているからである。ここで、支持構造は、少なくともフランジを部分的に囲み、クランプ可能なようにさえなっていることもできる。支持構造は、普通はホイルを挟んでフランジに溶接される、および/または接着される、こともできる。支持構造は製造工程の間に、例えば、溶接または接着により相互に接続された複数の部分から構築されることができる。
穿孔構造および支持構造は、確実な相互接続の実現を可能にするために、好ましくは、ポリプロピレン等から少なくとも部分的に同一の材料から製造される。既に述べたように、穿孔構造および支持構造は、例えば、注入モールドによって、相互に一体的に接続され、同一の製造過程で製造されることもできる。支持構造は、ここで、穿孔構造の(一体的な)拡張のようにみなすことも実際にできる。支持構造は、好ましくは、最初は穿孔プレートに直接に接続している下部および下部に接続している上部から構築され、ここで、下部および上部は、ハウジングに接続されたフランジまたはハウジングの形成部分の両面に少なくとも部分的に配置されている。これにより、フランジは支持構造によって下方側および上方側を少なくとも部分的に覆われる。支持構造の上方部分は、支持構造の下方部分と一体的に接続されることができ、ここで、支持構造は、1つの材料から、特にプラスチック、好ましくはポリプロピレンから製造することさえできる。支持構造の下方部分は、しかしながら通常は穿孔構造を初期的には保持(支持)するように構成される。支持構造の上方部分は、通常はシール要素として構成される。
従って、カプセルホルダー内のカプセルの確実なシールが実現できるように支持構造の上方部分の材料特性を選択することは一般に好ましい。これらの選択された材料特性は、好ましくはまた、支持構造の下方部分と支持構造の上方部分との間の確実な接続を実現することができるものである。支持構造の上方部分は、好ましくはこの目的のためにポリプロピレン、およびエチレンの構成単位とエチレン、プロピレン、1−ブテンのようなα−オレフィンの構成単位とのエラストマー共重合体を有する合成物から製造される。支持構造の上方部分は、好ましくは、20−50重量%の結晶性ポリプロピレンおよび50−80重量%のエラストマーエチレン共重合体から少なくとも部分的に製造される。更に、熱可塑性のポリプロピレンベースのエラストマーの詳細は、欧州特許公開第0770106号公報および欧州特許公開第0472946号公報に記載されている。このような熱可塑性ポリオレフィンはブランド名、Hifax(登録商標)特にHifax(登録商標)7334 XEP、Adflex(登録商標)特に、Adflex(登録商標)X500F、および、Softell(登録商標)として市販されている。他にまた、装置のカプセルのシールのために、カプセルの外側に少なくとも1つの他のシール要素を備えることもできる。
好ましい実施形態においては、穿孔構造は、液体の放出のために複数の貫流流路を備え、貫流流路は穿孔構造のホイルに面する側から、穿孔構造のホイルから離れる側に延びる。穿孔構造は通常、複数の穿孔要素を備えている。ここで、少なくとも複数の貫流流路が穿孔要素からある距離をおいて配置されているようにすることができる。しかしながら、少なくとも1つの穿孔要素は、1またはそれ以上の貫流流路を備えていることもでき、好ましいことでさえある。錐体の壁から出ている3つの貫流流路を通す円錐形の穿孔要素は、穿孔ホイル部分によって貫流流路が閉鎖されることを防止できるので、特に好ましいことがわかっている。
装置によって貫流流路の外側の端部を閉鎖することを防止することができる目的で、穿孔構造のホイルから離れた側が少なくとも1つの表面溝を備えており、表面溝が少なくとも1つの貫流流路の少なくとも1つの外端に接続していることが好ましい。更に、穿孔構造のホイルから離れた側が複数の表面溝を備えており、その表面溝が貫流流路の外端において相互に接続しているようにすることもできる。表面溝は相互に接続することができ、相互に交差し、このような方法で網状組織を形成する。
穿孔要素は、ホイルを穿孔することができるように十分に鋭くなければならない。従って、少なくとも複数の穿孔要素が、先の尖った、特に、ピラミッドのような形をした、及び/又は、円錐形の形状をとることが好ましい。円錐形(円錐形の)形状は、通常、上記の角錐形状の実施形態よりはるかに推奨される。円錐形の実施形態は、穿孔要素の高さに見られるように、周辺を明白により少なく変え、これにより、ホイルは周辺部を裂き、および/又はより段階的かつ容易に変形する。
ホイルに面する穿孔構造の端部は、ホイルに端部穿孔を実現するために1またはそれ以上の穿孔要素を通常備えている。穿孔要素は、ここで、穿孔構造の全体または一部の端部に渡って拡がることができる切断端を形成することができる。加えて、より中心に配置している穿孔要素の適用をすることができる。確実な穿孔を保証するために第1の位置においてホイルが少なくとも1つの穿孔要素に付勢されて係合することは、一般に好ましい。これはカプセルのハウジングにおける十分な圧力上昇となり、付勢の結果として、ホイルの比較的迅速な穿孔をもたらすことになる。
穿孔構造のホイルから離れた側におけるカプセルの好ましい実施形態においては、ホイルから離れる方向に突出する直立のシール端部を備える。この直立のシール端部は一方において装置に対するカプセルの改善された接続を提供し、これにより改善されたシールをもたらす。直立のシール端部の適用は、加えて、穿孔構造を積み重ね可能(嵌め込み可能)にし、これは、製造工程において特に好ましい。
本発明はまた、飲料を調製するためのカプセルおよび装置の組立品にも関する。この装置は、カプセルを収容するためのカプセルホルダーを備える。ここでカプセルホルダーは、好ましくは複数のホルダー部分を備える。複数のホルダー部分は、カプセルをカプセルホルダーに取り付けることができる解放状態と、カプセルの係合端がホルダー部分によって実質的に液密にクランプされる閉鎖状態との間で相互に移動可能である。
本発明は、さらに、飲料を調製するための装置における本発明によるカプセルの使用に関する。
加えて、本発明は、本発明によるカプセルの使用を明確に意図した穿孔構造に関する。穿孔構造は、通常、オプションとして支持構造に一体的に結合されている。
本発明はその上、本発明による組立品を利用して飲料を調製するための方法に関し、以下のステップを備える。
A)開かれたカプセルホルダーの少なくとも一部にカプセルを設置するステップ、
B)そのカプセルの係合端を実質的に液密にクランプしながらカプセルホルダーを閉じるステップ、
C)液体、特に水を、カプセルの供給面を介してカプセル内へ圧入するステップ、なお、これにより、ホイルが穿孔構造に押し付けられ、少なくとも1つの穿孔要素によって穿孔される、
D)穿孔されたホイルを介して液体がカプセルを通してガイドされ放出されるステップ。
なお、ステップBの間、供給面は、通常また、カプセルホルダーの一部を形成する穿孔手段によって穿孔される。
A)開かれたカプセルホルダーの少なくとも一部にカプセルを設置するステップ、
B)そのカプセルの係合端を実質的に液密にクランプしながらカプセルホルダーを閉じるステップ、
C)液体、特に水を、カプセルの供給面を介してカプセル内へ圧入するステップ、なお、これにより、ホイルが穿孔構造に押し付けられ、少なくとも1つの穿孔要素によって穿孔される、
D)穿孔されたホイルを介して液体がカプセルを通してガイドされ放出されるステップ。
なお、ステップBの間、供給面は、通常また、カプセルホルダーの一部を形成する穿孔手段によって穿孔される。
本発明は、以下に示す例示的な代表的実施形態に基づいて明らかにされる。ここで、
図1−6は、本発明によるカプセルまたはその部分の第1の実施形態の異なる図を示す説明図である。
図7〜図9は、飲料を調製するための装置のカプセルホルダーに取り付けられた図1−6に示すカプセルの断面を示す断面図である。
これらの図中、
本発明によるカプセル1の第1の実施形態の斜視図である。
本発明によるカプセル1の第1の実施形態の断面図である。
支持構造9および支持構造9に(一体的に)接続している穿孔構造10の組立品の斜視図である。
支持構造9および支持構造9に(一体的に)接続している穿孔構造10の組立品の上面図である。
カプセル1の底面図である。
図3−図5による組立品の側面図である。
カプセル1の使用に先立つ開かれた状況を示す断面図である。
飲料が準備されることができる閉じられた状況を示す断面図である。
水がカプセル1に圧入される閉じられた状況を示す断面図である。
本発明によるカプセルの第2の実施形態別の斜視図である。
図10によるカプセルの線C−Cに沿った断面を示す説明図である。
図10によるカプセルの穿孔構造の斜視図である。
図12による穿孔要素の線D−Dに沿った断面を示す説明図である。
図1−6は、本発明によるカプセルまたはその部分の第1の実施形態の異なる図を示す説明図である。
図7〜図9は、飲料を調製するための装置のカプセルホルダーに取り付けられた図1−6に示すカプセルの断面を示す断面図である。
これらの図中、
図1は本発明によるカプセル1の第1の実施形態の斜視図を示し、図2はその断面図を示す。カプセル1は、この目的のために、挽いたコーヒー、茶、ココア、粉ミルクなどのような抽出および/又は溶解される物質で少なくとも部分的に満たされた実質的に載頭円錐形の(frustoconical)(切頂円錐形の(truncated conical))ハウジング2を備える。ハウジング2は、カプセル1の供給面を形成する穿孔可能な上壁3を備える。上壁は、飲料を調製するための装置のカプセルホルダー内で穿孔され、その後、水、実際は通常、水と空気の混合物がカプセル1内へ1〜20バールの圧力で圧入される。ハウジング2は、また周壁4を備える。周壁は上壁3の方へある程度、先細になって上壁3と一体的に接続されており、図示した状況では周壁4は垂直から5度から7度の間の傾きが入っている。この傾斜の角度は市販の複数のカプセルホルダーの傾斜に対応しており、ハウジング2の容量を最大とすることができる。
周壁4は、公知のカプセルホルダーの多くに対してカプセル1のより良い取り付けを可能にするためにリッジ(ridge)5を具備している。ハウジング2は、上壁3および/又は周壁4から凹所に配置された複数の強化要素6を更に備える。強化要素6は、使用の間、できる限りハウジング2の変形を妨げる。加えて、ハウジング2は周壁と一体的に接続される(図2を参照)フランジ7を備える。フランジ7は、このように(図2のように)カプセル1の係合端14の一部を形成する。係合端14は、カプセルホルダーによってカプセル1のクランプを許容するように構成されている。フランジ7の内側の端部は、事実、カプセル1の(一部の)放出面として定められており、この放出面は、フランジ7に接続されたホイル8によって、最初から実質的に中程度に堅く(medium-tightly)シールされている。フランジ7とホイル8との間の接続は、好ましくは(超音波)熱溶接によって実現されており、これにより、フランジ7とホイル8との間の比較的確実な接続が実現されている。ここで、両者を同一の材料、例えば、ポリプロピレンで製造することにより相互に溶融している接続表面が得られるので好ましい。フランジ7は、プレートのような穿孔構造10に対する支持構造9によって、クランプされ、および/又は囲まれ、および/又は接続される。
代表的な実施形態において支持構造9は、穿孔構造10に一体的に接続されている。支持構造9は、上部9aおよび下部9bのモジュール構造を有し、下部9bは上部9aに接続され、好ましくは溶接されている。支持構造9の上部9aは、原則として、カプセルホルダー内のカプセル1をシールするように構成されている。ここで、支持構造の下部9bは、原則として、穿孔構造10を最初は保持するように構成されている。上部9aおよび下部9bは、オプションとしては、フランジ7に対する別々の要素として接続されることができる。図2に示すように、穿孔構造10は、ハウジング2によって囲まれる容積に実質的に完全に囲まれている。ここにおいて、ハウジング2および穿孔構造はホイル8によって分離されている。この代表的な実施形態において穿孔構造10は複数の穿孔要素12を備える。全ての穿孔要素12は、ピラミッド形状を有して具体化され、ホイル8に向かった鋭い外端部を有し、ホイル8を穿孔するように構成されている。穿孔要素12の間には、穿孔構造10の上側から穿孔構造10の下側に延びる貫流流路13があり、カプセル1内で例えば調製飲料のような物質によって濃縮された水を放出することを可能にする。
図2に示すように、貫流流路13の直径は、穿孔構造10の下側の方向にある程度増加しており、これにより、カプセル1から調製飲料の放出のみならず飲料の空気混和(aeration)を増強している。また、穿孔構造10が実質的に平坦な形状をとり、カプセル1の底面を規定していることも示している。穿孔構造10の底面および係合端部11の底面は、その上、同一の平面に存在し、これにより、カプセル1の取り扱い(保管、輸送、使用)を更に良くする。図示した初期状態において、ホイル8は実質的に全ての穿孔要素12と係合しているが、ホイル8は損傷をうけていないままである(閉じたままである)。図2は、更に穿孔構造10がハウジング2に配置された直立した周端部14を備えていることを示す。直立した周端部は、ちょうど穿孔要素12のところまで突き出しており、そこへホイル8を取り付けて使用することができる。これにより、ホイル8はもはやフランジ7に接続される必要はない。これは構造的見地から好ましい。
カプセルホルダーにおけるカプセル1のクランプの間に、カプセル1の上壁3は、カプセルホルダーの一部を形成する1またはそれ以上の切断要素によって通常、穿孔される。その後、穿孔工程の間に、水、実際は通常、水と空気の混合物がカプセル1内へ1〜20バールの圧力で圧入され、これによりホイル8が穿孔要素12に押し付けられ、ホイル8が穿孔される。穿孔されたホイル8および穿孔構造10の組立品は、ここでフィルターのように働き、これにより飲料が通過することができ、固体部分、特に残りかすは食い止められる。
クランプの間、カプセル1とそのカプセルホルダーとの間のシールを実現するために、特にカプセル1の係合端11がクランプされる。ここで、支持構造9の上部9aが熱可塑性ポリオレフィン(TPO)のような弾力材(resilient material)から製造されていることが好ましい。カプセルホルダーにおけるカプセルの確実な密閉は、支持構造9の上部9aの材料の熱可塑特性によって実現される。従来の熱硬化性エラストマー(thermosetting elastomers)(ゴムエラストマー)以外に、熱可塑性高分子化合物が樹脂を処理するために適した装置を用いて製造される。熱可塑性高分子化合物は、3つの冗長なステップ(混合、射出成形、架橋結合)により製造される熱硬化性エラストマーに比べて製造することが迅速かつ容易である。熱硬化性高分子化合物ではなく熱可塑性高分子化合物は、その上、完全にまたは部分的にリサイクルされることができる。支持構造9の下部9bは通常、少なくとも部分的にポリプロピレンから製造され、超音波溶接(ultrasonic welding)が下部9bと上部9aの相互接続のために推奨される。Adflex(登録商標)特に、Adflex(登録商標)X500Fのような熱可塑性のポリプロピレンベースのエラストマーを適用することが好ましい。
図3は、支持構造9および支持構造9に(一体的に)接続している穿孔構造10の組立品の斜視図であり、図4はその上面図である。図3は、穿孔要素12がピラミット状の形状を有することを示す。円錐形の(円錐の)穿孔要素は、オプションとして代わりに用いることができ、これもまた好ましい。貫流流路13は、穿孔要素12の間に配置される。穿孔要素12は、オプションとして貫流流路を備えることができる。
図4は、穿孔要素12およびその間に配置された貫流流路13の規則的配列を示す。貫流流路13の大きさおよび位置決めおよび貫流流路13の数は、調製される飲料の性質に適合させることができる。カプセルの圧力上昇は、例えば、貫流流路13をより小さくすることにより増加させることができ、これにより、より多くの物質を水によって運ぶことができ、これは結果としてより強力な飲料になる。穿孔構造10の係合端部14は、ぴったりと、または、ハウジング2の内側に付勢されてクランプされて係合するように構成することができる。これにより、改善された端部シールをハウジング2と穿孔構造10との間に得ることができ、これにより、水がカプセル1から貫流流路13を通って追い出される。上述した端部シールを用いる代わりに、ハウジング2、特にハウジング2の一部を形成するフランジ7と、例えば溶接および/又は接着により(一体的に)接続された穿孔構造10および/又は支持構造9という接続を用いることもできる。
図5は、カプセル1の底面図であり、貫流流路13の直径が穿孔構造10の下側の方向へ増加していることを示している。穿孔構造10の下側は、オプションとして貫流流路13の下方外端部に相互に接続している表面溝の網状組織を備えることができる。それにより、カプセルホルダーによる貫流流路13への可能なシールおよびこれによるカプセル1の閉塞、を防ぐことができる。図6は、図3−図5による組立品の側面図であり、特に、穿孔要素12が穿孔構造10の係合端部14よりも遠くへ突き出していないことを示している。
第1の実施形態に示される本発明によるカプセル1は、以下の製造仕様を適用することができる。プラスチックハウジング2が適用される場合には、それらの壁の厚さは変えることができ、ハウジング2の関連部分の機能に適合するようにできる。フランジ7の厚さは、例えば0.30mmから0.65mmの間になり、これに対して上壁の厚さは0.15mmになる。200から300ミリバールのわずかな加圧がカプセル1に存在することにより、使用するまでカプセル1の変形を防ぐことができ、ホイル8が穿孔構造10に押し付けられることができ、製造工程の間にカプセル1からより多くの酸素を追い出すことができる。中心穿孔要素12の典型的な高さは、1mmから2mmの間になり、ここで貫流流路13の長さは、好ましくは0.3mmから0.45mmの間である。貫流流路13の(最も狭い)直径は、0.7mmから0.9mmの間である。接続要素11の幅は、この実施例においては1mmから2mmの間になる。係合端14の全体的な厚さは、約1.0mmになり、ここで、フランジ7の厚さは、好ましくは0.3mmから0.4mmの間になり、ホイル8の厚さは約0.02mmになり、支持構造9の上部9aの厚さは約0.3mmであり、支持構造9の下部9bの厚さも約0.3mmである。上述した寸法設定により、約14cm3の比較的大きい内部容積を有するカプセルが得られる。
図7〜図9は、コーヒーマシンのような飲料を調製するための装置のカプセルホルダー15における図1−6によるカプセル1の異なる断面図を示す。ここで、図7はカプセル1の使用に先立つ開かれた状況であり、図8は飲料が準備されることができる閉じられた状況であり、図9は水がカプセル1に圧入される閉じられた状況である。カプセルホルダー15は、ここで、第1のホルダー部分15aおよび第1のホルダー部分15aから相対的に移動可能な第2のホルダー部分15bを備える。第1のホルダー部分15aは、カプセル1の上壁3を穿孔するための1またはそれ以上の切断要素16を備える。第1のホルダー部分15aは、更に、カプセルホルダー15が実質的に完全に液密にシールされるように、係合端11を第2のホルダー部分15b上に押しつけるクランプ端17を備え、これにより、形成された継ぎ目(seam)を通した水の漏れを防ぐことができる。第2のホルダー部分15bは、飲料のための1またはそれ以上の放出開口18を具備している。第1のホルダー部分15aおよび第2のホルダー部分15bの相互移動によってカプセルホルダー15が閉じる間に、カプセル1の上壁3が穿孔され、係合端11が2つのホルダー部分15aと15bとの間で実質的に液密にクランプされる。ホイル8は、このクランプの間は図8に示すように損傷を受けていないままである。水が、その後、穿孔された上壁3を通ってカプセル1へ1〜20バールの圧力で圧入され、これにより、水はハウジングに収容されたコーヒーパウダーまたはインスタントコーヒーのような物質と接触し、水がコーヒーに変わる。このカプセル1への水の注入のより、カプセル1における圧力上昇を生じる。この圧力上昇はとても大きいので、ホイル8は穿孔構造10の方向へ変形し、ホイル8は穿孔要素12によって穿孔される。その後、水が貫流流路13を通ってカプセル2から取り出される(図9を参照されたい)。
図10を参照するとカプセル21の全体が示されている。カプセル21は、プラスチックから造られたハウジング22を備える。ハウジングは、穴あけ可能な水の供給面22aおよび水の供給面22aから距離をおいて配置されている放出面22bを備え、ハウジングに注入された水の放出のための開口を具備する。放出面22b上の開口は、穴あけ可能な、柔軟なホイル25によってシールされている。放出面上でハウジング22は支持端部22cを備え、これにより、カプセル21は飲料を調製するための装置に明確に設置することができ、使用の間、移動することができないか、または移動が困難である。カプセル21は、その上、支持端部22cを介して装置にクランプされる。ホイル25は、ここで支持端部22cおよび支持端部22cに接近したハウジング22の内側の一部と、接着接続または溶接接続によりハウジング22に接続している(図11もまた参照されたい)。ホイル25およびホイル25とハウジング22との間の接着の強度は、水をガイドしている間のカプセル21への想定される圧力から生じる力に耐えるために十分に強い。ハウジング22は、プレート状の穿孔構造26に接続している。穿孔構造26は、ホイル25のハウジングの外側に面している側に位置している。
穿孔構造26は、穿孔構造26にわたって分布している複数の連続開口27を備える。これらの連続開口は、カプセル21にガイドされた水を放出するために穿孔構造26に配置された貫流流路28の外端部を形成する。穿孔構造26の内側に面した面上で、例えば穿孔構造26のホイルに面した面で、穿孔構造26は複数の突起部を備える。この複数の突起部は、穿孔構造26の表面にわたって分布しており、錐体(pyramids)29のように形成されている(図11も参照されたい)。錐体29は、カプセル21の外側からホイル25を穴あけするための先端部30を備える。開口27は錐体29の間に配置されている。示された状況では、ホイル25は、あいかわらず穿孔構造26の上である。水が、カプセル21に圧力下でガイドされたとき、力Fがホイル25の上に加えられ、この力がホイル25を錐体29を備えた穿孔構造26の方向に推し進める。この力Fが設定された値を超えていれば、錐体の先端部30はホイル25を穿孔する。抽出された水は、これにより流路28およびカプセル21の外側を通してカプセル21の外側へガイドされる。カプセル21がその独自の穿孔構造26を備えているため、公知のカプセルの使用において必要とされる分離された穿孔要素は必要とされない。このことは、飲料を調製するための装置を単純化するのみならず、飲料が開口および流路28を通ってカプセル21の外側へ、飲料容器の中へ直接流れることができるので、装置における汚染のリスクも減少される。装置は、これによってメンテナンスがより少なくなり、使用の利便性が増大する。
図11は、図10のC−C線に沿ったカプセルの断面図を示す。ここで示されるカプセル21のハウジングは、切頭円錐形のように形成されているが、カプセルのハウジングは、また、円筒状または他の考えられる形状により実現することができる。
図12は、穿孔構造26により具体化された図10によるカプセル21の穿孔要素を示す。図13は、穿孔構造26により具体化された図12による穿孔要素のD−D線に沿った断面を示す。穿孔構造26は、ここで、ハウジング22に穿孔構造26を配置するための周端部31を備える。周端部31は、また、ホイルの(液密)取り付けのためにも用いることができる。穿孔構造26はまた、周端部31に一体的に接続され、穿孔構造26の支持構造ともみなすことができるフランジ32を備える。穿孔構造26は、ここで、フランジ32を介して接続され、ハウジング22の一体的部分を形成するフランジ22cに対する支持構造としても機能している。
本発明は、ここに示されると共に記載された代表的な実施形態に限定されず、添付の特許請求の範囲内で当業者に自明な種々の変形が可能であることは明らかである。
Claims (31)
- 水のような液体をカプセル内で加圧するための供給面と、抽出および/又は溶解された物質を提供する液体を前記カプセルを通してガイドして放出するために前記供給面から距離をおいて設置されている放出面とを備え、少なくとも前記放出面の一部は、穿孔可能なホイルによって最初はシールされており、挽いたコーヒーのような抽出および/又は溶解される物質で少なくとも部分的に満たされたハウジングと、
飲料を調製するための装置によって前記カプセルのクランプを可能にするために前記ハウジングに接続している横方向に突出した係合端と、
前記ホイルを穿孔するために前記ホイルに面している少なくとも1つの穿孔要素を備えて前記係合端および/又は前記ハウジングに実質的に堅く結合した穿孔構造であって、前記穿孔構造は、前記ハウジングから離れて前記ホイルの面上に実質的に配置されており、カプセルを通した液体により押圧される際のホイルの変形によってホイルの穿孔が行われる穿孔構造と、
を備える、飲料を調製するためのカプセル。 - 前記穿孔構造は、ハウジングによって囲まれる容積内に少なくとも部分的に配置される、請求項1に記載のカプセル。
- 前記穿孔構造は、前記係合端の少なくとも一部に一体的に接続される、請求項2に記載のカプセル。
- 前記ホイルは、最初は、前記ハウジングを実質的に中程度に堅くシールする、請求項1から3のいずれかに記載のカプセル。
- 前記穿孔構造は、実質的にプレート状の形状を有する、請求項1から4のいずれかに記載のカプセル。
- 前記穿孔構造の周囲の端部は、少なくとも1つの接続要素を介して前記係合端に接続されている、請求項1から5のいずれかに記載のカプセル。
- 前記係合端は前記ハウジングに一体的に接続された少なくとも1つのフランジを備える、請求項1から6のいずれかに記載のカプセル。
- 前記係合端は、積層された構造を有し、前記ハウジングに接続された少なくとも1つのフランジおよび前記フランジに結合されるとともに前記穿孔構造に接続された支持構造を備える、請求項1から7のいずれかに記載のカプセル。
- 前記穿孔構造の前記ホイルから離れた面および前記係合端の面が同一平面上に配置されている、請求項1から8のいずれかに記載のカプセル。
- 前記係合端の少なくとも一部は弾力材、特にエラストマー、より詳細にはラバーイラストマーから製造されている、請求項1から9のいずれかに記載のカプセル。
- 前記弾力材はポリプロピレンを有する、請求項10に記載のカプセル。
- 前記弾力材は、少なくとも部分的に熱可塑性ポリオレフィン(TPO)から製造されている、請求項10または11に記載のカプセル。
- 前記熱可塑性ポリオレフィン弾力材は、ポリプロピレンおよびエラストマー共重合体を有するポリオレフィンの合成物を有し、前記共重合体は、エチレンの構成単位およびα−オレフィンの構成単位を有する、請求項12に記載のカプセル。
- 前記α−オレフィンは、エチレン、ポリプロピレン、または1−ブテンから形成される、請求項13に記載のカプセル。
- 前記カプセルの外壁は、少なくとも前記装置において前記カプセルをシールするための少なくとも1つのシール要素を備える、請求項1から14のいずれかに記載のカプセル。
- 前記穿孔構造は、液体の放出のための複数の貫流流路を備え、前記貫流流路は、前記穿孔構造の前記ホイルに面する側から前記穿孔構造の前記ホイルから離れる側に延びる、請求項1から15のいずれかに記載のカプセル。
- 前記穿孔構造は複数の穿孔要素を備える、請求項1から16のいずれかに記載のカプセル。
- 少なくとも複数の貫流流路が前記穿孔要素から距離を有して配置されている、請求項16または17に記載のカプセル。
- 少なくとも1つの穿孔要素が少なくとも1つの貫流流路を備える、請求項16から18のいずれかに記載のカプセル。
- 前記穿孔構造の前記ホイルから離れた側に少なくとも1つの表面溝を備え、前記表面溝は、少なくとも1つの貫流流路の少なくとも1つの外端に接続している、
請求項16から19のいずれかに記載のカプセル。 - 前記穿孔構造の前記ホイルから離れた側に複数の表面溝を備え、前記表面溝は、前記貫流流路の外端においてお互いに接続している、請求項20に記載のカプセル。
- 少なくとも複数の穿孔要素が、先の尖った形状をとり、特にピラミッド状、および/又は円錐状の形状を有する、請求項1から21のいずれかに記載のカプセル。
- 前記ホイルに面する前記穿孔構造の端部は、前記ホイルに端部穿孔を実現するための少なくとも1つの穿孔要素を備える、請求項1から22のいずれかに記載のカプセル。
- 前記ホイルが少なくとも1つの穿孔要素に付勢されて係合する、請求項1から23のいずれかに記載のカプセル。
- 前記穿孔構造の前記ホイルから離れた側に、前記ホイルから離れる方向に突出する直立のシール端部を備えている、請求項1から24のいずれかに記載のカプセル。
- 請求項1から請求項25のいずれかに記載のカプセルおよび前記カプセルを受容するためのカプセルホルダーを備える飲料を調製するための装置の組立品。
- 前記カプセルホルダーは複数のホルダー部分を備え、前記複数のホルダー部分は、前記カプセルを前記カプセルホルダーに取り付けることができる解放位置と、前記カプセルの係合端が前記ホルダー部分によって実質的に液密にクランプされる閉鎖位置との間で、相互に移動可能である、請求項26に記載の組立品。
- 飲料を調製するための装置における、請求項1から請求項25のいずれかに記載したカプセルの使用。
- 請求項1から25のいずれかに記載したカプセルの使用のための穿孔構造。
- A)開かれたカプセルホルダーの少なくとも一部にカプセルを設置するステップと、
B)前記カプセルの前記係合端を実質的に液密にクランプしながら前記カプセルホルダーを閉じるステップと、
C)液体、特に水を、前記カプセルの前記供給面を介して前記カプセル内へ圧入するステップと、なお、これにより、ホイルが穿孔構造に押し付けられ、少なくとも1つの穿孔要素によって穿孔される。
D)前記穿孔されたホイルを介して液体が前記カプセルを通してガイドされ放出されるステップと、
を有する、請求項26または27に記載の組立品を利用して飲料を調製するための方法。 - ステップB)によって前記カプセルホルダーが閉じられる間、前記カプセルの供給面は、前記カプセルホルダーによって穿孔される、請求項30に記載の方法。
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