JP2018532462A - １回量カプセル、１回量カプセルを作るための方法、飲料を作るためのシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、飲料製造機械（１０）において飲料を作る１回量カプセル（１）であって、飲料原材料を受ける空洞（３）を有する円すい台形または円筒形のカプセル本体（２）と、空洞（３）を封止する膜（４）とを有する、１回量カプセル（１）に関する。カプセル本体（２）は、カプセル底部（５）を含む。材料の厚さが減少した中央の脆弱領域（６）が、カプセル底部（５）において形成され、飲料調製機械（１０）の穿孔手段（１１）により穿孔される。

Description

１回量カプセルに対応する飲料製造機械における飲料の調製は、先行技術から良く知られている。
典型的な１回量カプセルが、例えば、文献国際公開第２０１２／０３８０６３Ａ１号パンフレットおよび国際公開第２０１０／０８５８２４Ａ１号パンフレットから既知である一方で、１回量コーヒーマシンとも呼ばれる。
飲料製造機械は、例えば、文献国際公開第２０１１／１４７５５３Ａ１号パンフレットまたは国際公開第２０１１／１４７４９１Ａ１号パンフレットから既知である。

ユーザは、常に、飲料原材料が充填された１回量カプセルを飲料製造機械に供給し、続いて、飲料製造機械を閉鎖し、調製機構を開始する。
飲料製造機械が閉鎖されると、１回量カプセルは、少なくとも２つのポイントで穿孔され、熱水が圧力下で２つの穿孔開口の一方を通じて１回量カプセルの内部へ導入され、飲料が飲料原材料と相互作用する熱水により作られ、飲料は、２つの穿孔開口の他方を通って１回量カプセルから流れ出て、対応する飲料容器内へ案内される。
これらの１回量カプセルの欠点は、カプセル底部が比較的厚く安定的な態様で通常は形成され、そのため、カプセル底部を穿孔するための穿孔手段は、高レベルの摩耗にさらされるということである。

したがって、容易に製造可能であり費用対効果がある、飲料製造機械のための１回量カプセルであって、それにより穿孔手段の摩耗の増加が未然に防がられるとともに１回量カプセルの信頼性のある穿刺が確保される１回量カプセルを提供することが、本発明の目的である。

本発明の目的は、飲料原材料を収容するための空洞を有する円すい台形または円筒形のカプセル本体と、空洞を閉鎖する膜とを有する飲料製造機械において飲料を作る１回量カプセルであって、カプセル本体がカプセル底部を有し、材料の厚さが減少した脆弱領域がカプセル底部の中央において形成され、脆弱領域が飲料製造機械の穿孔手段を用いて穿孔される１回量カプセルにより達成される。

先行技術と比べると、本発明による１回量カプセルは、１回量カプセルが飲料製造機械の穿孔手段により穿孔されるカプセル底部におけるポイントに、材料の厚さが減少した脆弱領域が形成されるという利点を有する。
カプセル底部の貫通に必要な力が遥かに少なくなり、そのため、穿孔手段にかかる負荷が低下し、その寿命が延びる。
加えて、脆弱領域は、カプセル底部を穿孔したときに、脆弱化されていないカプセル底部の穿孔の場合よりも大きい開口がカプセル底部に形成されるのに十分に大きく構成される。
また、１回量カプセルは、カプセル底部における、飲料製造機械の穿孔手段により穿孔されることになる脆弱領域が、カプセル本体の残りと一体的におよび同じ材料から作られるという点で、費用対効果があるように作られる。
特に、カプセル本体は、熱成形プロセスで作られる。
この場合、カプセル本体は、脆弱領域を形成するための材料の厚さが減少した領域がカプセル底部において熱成形中に形成されるように、熱成形により作られる。
例えば、これは、熱成形工具における対応する成形要素により行われる。
このようにして、１回量カプセルは、比較的容易に、迅速に、および費用対効果的に作ることができる。
「熱成形」という用語は、本発明の意味において、カプセル本体を形成するために出発原料の塑性変形が行われる、カプセル本体の任意の成形動作を含む。
例えば、成形は、負圧、正圧、押し型またはソノトロードにより、熱および／または同様のものを加えて行われる。
特に、飲料原材料は、コーヒー粉またはコーヒー顆粒（好ましくは焙煎して挽いたコーヒー）、チョコレート粉、粉乳、茶、スープ用粉末などを含む。
代替的に、飲料原材料がインスタントコーヒーなど飲料抽出物を含むことが考えられる。

本発明の構成および展開形態は、従属請求項および図面を参照した説明から分かる。

任意選択的に、１回量カプセルは、カプセル底部と飲料原材料との間に配置されたフィルタ要素を有する。
フィルタ要素は、天然および／または合成繊維でできている布地、例えば、紙、不織布またはフェルトを含む。
フェルトおよび不織布が設けられる場合、これらは、一緒に接合される。
フェルトおよび／または不織布は、単一層または多層の態様で構成される。
フィルタ要素は、繊維から作られたスポットカレンダー加工された材料を含む。

さらに、１つまたは複数のインサート要素、例えば、さらなるフィルタ要素、液体分配器、遮蔽シート、および／または同様のものも、空洞において設けられる。

カプセル本体は、充填側とも呼ばれるカプセル底部から離れた側に、膜が締結される包囲のカプセルフランジを有する。
カプセルの蓋は、カプセルフランジの領域において円錐台へ接着結合または溶接される。

１回量カプセルがフィルタの無い態様で形成され、飲料原材料は、カプセル底部の上に直接載っていることが考えられる。
特に、１回量カプセルは、飲料原材料がインスタント粉末を含む場合、フィルタの無い態様で構成される。

本発明の実施形態において、１回量カプセルは、フィルタの無い態様で構成され、脆弱領域は、円形の態様で構成され、脆弱領域の直径は、カプセル底部の直径の１０〜２５パーセント、好ましくは、１５〜２０パーセント、特に好ましくは、１７パーセントである。
特に、脆弱領域の直径は、４〜７ミリメートル、好ましくは、４．５〜６ミリメートル、特に好ましくは、５ミリメートルである。
特に、カプセル底部の直径は、２５〜３５ミリメートル、好ましくは、２８〜３２ミリメートル、特に好ましくは、３０ミリメートルにわたる。
したがって、脆弱領域の直径は、カプセル底部が穿孔されると対応して大きい飲料流出部が形成されるように十分に大きい。
この比較的大きい飲料流出部の形成には、高圧下で、対応する高速で飲料が１回量カプセルから噴出しないという利点がある。
このようにして、飲料を作っている間に飲料製造機械のごく近傍が汚れる、または、ユーザが火傷を負うリスクが未然に防がられる。
加えて、必要に応じて、作られた飲料上に泡またはクレマ層が形成されることを防ぐことができる。

本発明の実施形態において、脆弱領域における材料厚さは、カプセル底部の残りの領域における材料厚さの２０〜７０パーセント、好ましくは、３０〜６０パーセント、特に好ましくは、５０パーセントである。
提案された寸法が、穿孔手段に優しいカプセル底部の容易な穿孔を可能にすると同時に、１回量カプセルの、香りを逃さず、耐衝撃性の閉鎖が確保されることが分かっている。

本発明の実施形態において、カプセル底部は、その外周に、膜と反対側の方向に外向きに突出する包囲強化した隆起部が形成される。
脆弱領域により損なわれたカプセル底部の安定性は、この包囲強化した隆起部により補償される。

本発明のさらなる目的は、本発明による１回量カプセルを作るための方法であって、第１製造ステップにおいて、出発原料が熱成形工具の型の領域に配置され、第２製造ステップにおいて、出発原料が負圧により、および／または、可動押し型により、型へ引き入れられ、および／または押し込まれ、その結果、円すい台形または円筒形のカプセル本体が出発原料から形成され、第２製造ステップにおいて、カプセル底部の領域における材料が、脆弱領域を形成するために、成形要素により変位される方法である。

本発明による方法は、カプセル底部の脆弱化がカプセル本体の熱成形中に予めなされる、１回量カプセルの特に費用対効果がある製造を可能にする。
熱成形後、カプセル本体には、飲料原材料が充填され、続いて、膜により閉鎖される。
熱成形プロセスが、熱を加えることで実施されることが考えられる。
任意選択的に、カプセル本体は、熱成形中または後に冷却される。
特に、成形要素は、脆弱領域における熱成形材料を変位させるための隆起部を含む。
この目的のために、押し型が第２製造ステップにおいて動かされる限り、成形要素は、押し型または相手となる押し型（ｓｔａｍｐ ｃｏｕｎｔｅｒｐａｒｔ）の中心に形成される。
脆弱領域における材料変位が熱成形工具におけるカプセル底部の両側で達成されるように、成形要素が押し型上に形成され、かつ、対応する成形要素が、型または相手となる押し型上に形成されるのが好ましい。
特に、押し型は、円筒形または円すい台形の態様で構成される。
代替的に、２つの対向する成形要素の一方が、凹部であって、熱成形工具が閉鎖されると隆起部として構成される反対側の成形要素が係合する凹部の形で構成されることも考えられる。
成形要素が押し型または相手となる押し型に可動に形成されるとともに、第２製造ステップの間だけ拡張されることも考えられる。
例えば、成形要素がノズルを、押し型または相手となる押し型に含むことも可能である場合があり、前記ノズルは、脆弱領域を形成するために、正圧または負圧により材料を変位させる。

本発明のさらなる目的は、飲料製造機械と本発明による１回量カプセルとを含むシステムであって、飲料製造機械が第１および第２抽出チャンバ要素を有し、第１および／または第２抽出チャンバ要素が、装着位置であって、第１および第２抽出チャンバ要素が、１回量カプセルを飲料製造機械へ導入するために互いから間隔を空けて配される装着位置と、作動位置であって、第１および第２抽出チャンバ要素が、実質的に閉鎖された抽出チャンバを形成するために、一緒に移動させられている作動位置との間で可動であり、第２抽出チャンバ要素が第１抽出チャンバ要素の方向に突出する穿孔手段を有し、飲料流出部を作るために、飲料製造機械が装着位置から作動位置へ移されると、前記穿孔手段が脆弱領域においてカプセル底部を貫通するシステムである。

本システムにおいて、１回量カプセルが、カプセル底部に脆弱領域を有するという点で、穿孔手段への過剰な摩耗が防がれる。
穿孔手段は、カプセル底部において、飲料流出部であって、そこを通って作られた飲料が１回量カプセルを出て行くことができる特に飲料流出部を作る。

本発明の実施形態において、第１抽出チャンバ要素は、第２抽出チャンバ要素の方向に突出する複数のさらなる穿孔手段を有し、飲料製造機械が装着位置から作動位置へ移されると、入口開口を形成するために前記さらなる穿孔手段が膜を貫通する。
さらなる穿孔手段は、膜に開口を作り、そこを通じて抽出水が圧力下で１回量カプセルへ導入される。

本発明のさらなる目的は、本発明によるシステムで飲料を作るための方法であって、第１方法ステップにおいて、飲料製造機械が装着位置に設けられ、第２方法ステップにおいて、１回量カプセルが飲料製造機械に供給され、第３方法ステップにおいて、飲料製造機械が装着位置から作動位置へ移され、その結果、穿孔手段が脆弱領域を貫通し、カプセル底部が穿孔され、第４方法ステップにおいて、抽出水が１回量カプセルに強制的に供給される方法である。

本発明のさらなる特徴は、図面から、および図面を参照して実施形態の以下の説明から分かる。
この場合、図面は、本発明の実施形態のみを説明し、本発明の本質的な概念を限定するものではない。

本発明の実施形態による１回量カプセルの概略断面図。 本発明の実施形態による飲料を作るためのシステムおよび方法の概略図。 本発明の実施形態による飲料を作るためのシステムおよび方法の概略図。 本発明の実施形態による１回量カプセルを作るための方法の概略図。 本発明の実施形態による１回量カプセルを作るための方法の概略図。

様々な図において、同一部品には常に同じ参照符号が付され、原則として各々一度のみ言及される。

図１は、本発明の実施形態による１回量カプセル１の概略断面図を示す。

この場合の１回量カプセル１は、カプセル底部５と充填開口７とを備えた実質的に剛性または半剛性の円すい台形のカプセル本体２を有する。
充填開口７の領域において、カプセル本体２の包囲側壁は、包囲フランジ８で終端する。
充填開口７は、１回量カプセル１の内部の空洞３を飲料原材料で充填するのに役立つ。
空洞３は、その後、膜４により気密式に閉鎖され、膜４のエッジは、フランジ８で封止される。
特に、飲料原材料は、コーヒー粉またはコーヒー顆粒（好ましくは、焙煎して挽いたコーヒー）、チョコレート粉、粉乳、茶、スープ用粉末、インスタント粉末などを含む。

カプセル底部５は、中央の脆弱領域６を有し、この中央の脆弱領域６は、カプセル底部５が、残りのカプセル底部５の材料厚さと比べて、より薄い材料厚さを脆弱領域６において有することにより形成される。
脆弱領域６は、１回量カプセル１が使用されるときに、飲料出口を作るために、飲料製造機械１０の穿孔手段１１により穿孔されるところに形成される（図２ａおよび図２ｂを参照）。
脆弱領域６において材料厚さが比較的薄い結果、穿孔プロセス、または、飲料出口の製造が支持される。

好ましくは、１回量カプセル１は、空洞３内に、飲料原材料とカプセル底部５との間に位置するフィルタ要素（図示せず）を有する。
フィルタ要素は、特にフィルタ不織布またはフィルタフェルトを含み、フィルタ不織布またはフィルタフェルトは、任意選択的にカレンダー加工される。

カプセル底部５の下側に、カプセル本体２は、カプセル底部５の外周に、膜４と反対側の方向に外向きに突出する包囲強化した隆起部９を任意選択的に有する。

図２ａ、図２ｂは、本発明の実施形態による、飲料を作るためのシステムおよび方法の概略図を示す。
システムは、図１を参照して既に説明された１回量カプセル１と、飲料製造機械１０とを有する。

本発明の例において、飲料製造機械１０は、第１抽出チャンバ要素１２と第２抽出チャンバ要素１３とを含む。
第１抽出チャンバ要素１２は、第２抽出チャンバ要素１３に対して、図２ａに示された装着位置と、図２ｂに示された作動位置との間で変位可能である。
装着位置において、１回量カプセル１が、飲料製造機械１０内へ、ならびに第１および第２抽出チャンバ要素１２、１３の間に、例えば、重力の力を使用して上から導入可能となるように、第１抽出チャンバ要素１２は、第２抽出チャンバ要素１３から間隔を空けて配される。
続いて、第１抽出チャンバ要素１２は、第１抽出チャンバ要素１２および第２抽出チャンバ要素１３が、１回量カプセル１が中に配置される閉鎖された抽出チャンバをともに形成するまで、第２抽出チャンバ要素１３の方向に変位される。

第１抽出チャンバ要素１２が複数のさらなる穿孔手段１４を有する一方で、第２抽出チャンバ要素１３には、中央の穴開け手段１１が設けられる。
抽出チャンバが閉鎖されると、さらなる穿孔手段１４は、抽出水を１回量カプセル１へ導入するための入口開口を作るために、１回量カプセル１の膜４を貫通する。
同時に、第２抽出チャンバ要素１３の中央の穴開け手段１１は、カプセル底部５を、具体的には厳密に脆弱領域６において穿孔する。
結果として、飲料出口がカプセル底部５において形成され、それを通って、１回量カプセル１における、抽出水と飲料原材料との間の相互作用により作られた飲料が１回量カプセル１から流れ出ることができる。

図３ａ、図３ｂは、本発明の実施形態による１回量カプセル１を作るための方法の概略図を示す。
作られる１回量カプセル１は、図１に示された１回量カプセル１と実質的に同じである。
第１製造ステップにおいて（図３ａを参照）、プラスチック材料を含む出発原料２０が、熱成形工具２１へ導入される。
熱成形工具２１は、型２２と、この型２２に対して可動である押し型２３とを含む。
押し型２３の下端部の中心に配置されるのは、成形要素２４である。
型２２の下側は、本発明の例においては、型２２と一体的に形成された相手となる押し型２６を形成する。
ここでは、相手となる押し型２６は、同様に中央のさらなる成形要素２５を有する。

第２製造ステップにおいて（図３ｂを参照）、押し型２３は、ここでは、出発原料２０が塑性変形により変形または熱成形して円筒形のカプセル本体２になるように、型２２内に移動している。
任意選択的に、熱成形工具２１は、出発原料２０の塑性変形を促進するために、第２製造ステップの前または間に加熱される。
この第３製造ステップにおいて、押し型２３は、型２２の内端まで、成形要素２４およびさらなる成形要素２５が事実上互いに接触するまで、移動する。
２つの成形要素２４、２５の領域において、材料は、材料の厚さが減少した脆弱領域６がカプセル底部５において形成されるように、熱成形中に、２つの成形要素２４、２５により変位される。

また、成形要素２４またはさらなる成形要素２５は、反対側の成形要素２４、２５が係合する凹部の形に構成される。

さらに、押し型２３の代わりに、出発原料２０が負圧により型２２に引き込まれるか、正圧により型２２に押し込まれることも可能である。

成形要素２４が押し型２３に対して可動に構成されるとともに、脆弱領域６を形成するために第２製造ステップにおいて押し型２３から拡張されることも考えられる。
同様に、さらなる成形要素２５も型底部または相手となる押し型２６から拡張可能であるように設計される。

さらなる代替形態において、成形要素２４は、ノズルであって、第２製造方法において、脆弱領域６を形成するために正圧または負圧により材料を変位させるノズルを含む。

図示されていない製造ステップにおいて、飲料原材料で充填されたカプセル本体２が熱成形工具２１から除去され、続いて、フランジ８に封止された膜４により閉鎖される。

Claims (15)

1. 飲料原材料を収容する空洞（３）を有する円すい台形または円筒形のカプセル本体（２）と、前記空洞（３）を閉鎖する膜（４）とを有する、飲料製造機械（１０）において飲料を作る１回量カプセル（１）であって、
   前記カプセル本体（２）が、カプセル底部（５）を有し、
   前記カプセル底部（５）において材料の厚さが減少した脆弱領域（６）が、中央に形成され、
   前記脆弱領域（６）が、前記飲料製造機械（１０）の穿孔手段（１１）を用いて穿孔される、１回量カプセル（１）。
2. 前記脆弱領域（６）を形成するための材料の厚さが減少した領域が前記カプセル底部（４）において熱成形中に形成されるように、前記カプセル本体（２）が、熱成形により作られている、請求項１に記載の１回量カプセル（１）。
3. 前記１回量カプセル（１）が、フィルタの無い態様で形成され、
   前記飲料原材料が、前記カプセル底部（５）の上に直接載っている、請求項１または請求項２に記載の１回量カプセル（１）。
4. 前記脆弱領域（６）が、円形の態様で形成され、
   前記脆弱領域（６）の直径が、前記カプセル底部（５）の直径の１０〜２５パーセント、好ましくは、１５〜２０パーセント、特に好ましくは、１７パーセントである、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の１回量カプセル（１）。
5. 前記脆弱領域（６）の直径が、４〜７ミリメートル、好ましくは、４．５〜６ミリメートル、特に好ましくは、５ミリメートルである、請求項４に記載の１回量カプセル（１）。
6. 前記カプセル底部（５）の直径が、２５〜３５ミリメートル、好ましくは、２８〜３２ミリメートル、特に好ましくは、３０ミリメートルにわたる、請求項５に記載の１回量カプセル（１）。
7. 前記脆弱領域（６）における材料厚さが、前記カプセル底部（５）の残りの領域における材料厚さの２０〜７０パーセント、好ましくは、３０〜６０パーセント、特に好ましくは、５０パーセントである、請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の１回量カプセル（１）。
8. 前記カプセル底部（５）が、その外周に、前記膜（４）と反対側の方向に外向きに突出する包囲強化した隆起部が形成されている、請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の１回量カプセル（１）。
9. 第１製造ステップにおいて、出発原料（２０）が、熱成形工具（２１）の型（２２）の領域に配置され、
   第２製造ステップにおいて、前記出発原料（３０）が負圧および／または押し型（２３）により前記型（２２）内へ移動させられて、円すい台形または円筒形のカプセル本体（２）が前記出発原料（２０）から形成され、
   前記第２製造ステップにおいて、前記カプセル底部（５）の領域における材料が、脆弱領域（６）を形成するために、少なくとも１つの成形要素（２４、２５）により変位される、請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の１回量カプセル（１）を作るための方法。
10. 前記成形要素（２４）が、前記押し型（２３）または前記型（２２）の中心に配置されている、請求項９に記載の方法。
11. 前記第２製造ステップにおいて、前記押し型（２３）が相手となる押し型（２６）まで移動させられ、前記成形要素（２５）が前記相手となる押し型（２６）上に形成される、請求項９または請求項１０に記載の方法。
12. 前記押し型（２３）が円筒形または円すい台形の態様で形成され、および／または、前記成形要素（２４）が、前記押し型（２３）または前記型（２２）の隆起部または凹部を含む、請求項９〜請求項１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 飲料製造機械（１０）が、第１抽出チャンバ要素（１２）および第２抽出チャンバ要素（１３）を有し、
    前記第１抽出チャンバ要素（１２）および／または第２抽出チャンバ要素（１３）が、前記第１抽出チャンバ要素（１２）および第２抽出チャンバ要素（１３）が１回量カプセル（１）を前記飲料製造機械（１０）へ導入するために互いから間隔を空けて配される装着位置と、前記第１抽出チャンバ要素（１２）および前記第２抽出チャンバ要素（１３）が閉鎖された抽出チャンバを形成するために一緒に移動させられている作動位置との間で可動であり、
    前記第２抽出チャンバ要素（１３）が、前記第１抽出チャンバ要素（１２）の方向に突出する穿孔手段（１１）を有し、飲料流出部を作るために前記飲料製造機械（１０）が前記装着位置から前記作動位置へ移されると、前記穿孔手段（１１）が前記脆弱領域（６）において前記カプセル底部（５）を貫通する、前記飲料製造機械（１０）と請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の１回量カプセル（１）とを有するシステム。
14. 前記第１抽出チャンバ要素（１２）が、前記第２抽出チャンバ要素（１３）の方向に突出する複数のさらなる穿孔手段（１４）を有し、
    前記飲料製造機械（１０）が前記装着位置から前記作動位置へ移されると入口開口を形成するために前記穿孔手段（１４）が膜（４）を貫通する、請求項１３に記載のシステム。
15. 第１方法ステップにおいて、飲料製造機械（１０）が装着位置に設けられ、
    第２方法ステップにおいて、１回量カプセル（１）が前記飲料製造機械（１０）に供給され、
    第３方法ステップにおいて、前記飲料製造機械（１０）が前記装着位置から作動位置へ移され、前記穿孔手段（１１）が脆弱領域（６）を貫通し、カプセル底部（５）が穿孔され、
    第４方法ステップにおいて、抽出水が前記１回量カプセルに強制的に供給される、請求項１３または請求項１４に記載のシステムで飲料を作るための方法。

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