JP7222934B2 - 封止部材を有するカプセル及びそのようなカプセルから飲料を調製するためのシステム - Google Patents

Description

本発明は、物質を収容したカプセルであって、カプセルに圧力下で水を供給することにより物質を抽出することによって飲料を調製するためのカプセルに関する。

本発明はまた、カプセル内に圧力下で供給される水を使用してカプセルから飲料を調製するためのシステムに関し、このシステムは、カプセルを受容するための封入部材を備える飲料調製デバイス及びカプセルを備える。

このようなカプセル、システムは、欧州特許第１６５４９６６（Ｂ１）号、欧州特許第２１５１３１３（Ｂ１）号、及び欧州特許第２３１８１９９（Ｂ１）号から公知である。

公知のシステムでは、カプセルには、本体部分の側壁部と、本体部分から延びている周縁部分との間の移行部にゴム弾性手段を有する封止部材が設けられている。封止部材は、カプセルの周縁部から側壁部への周方向移行部の周りに分布した連続部分を形成している。硬化した封止手段の外側表面は、断面図で見たときに直線状又は凹面状であり、封止部材の厚さは、ベース本体部分の側壁部における端部及び周縁部分における端部に向かってそれぞれ連続的に減少している。

更に、既知のシステムでは、このデバイスは、封入部材（「カプセルケージ」とも呼ばれる）及び閉鎖部材（「カプセルホルダ」とも呼ばれる）と、封入部材及び閉鎖部材の相対的変位のための手動又は自動機構と、を備える。手動又は自動機構は、封入部材が閉鎖部材上で閉鎖するときに、カプセルの封止部材に力を加える。この力は、水がバイパスせずに、本質的に全ての水がカプセルを通過するように、封入部材とカプセルとの間の液密封止を確実にするはずである。手動又は自動機構はベース部に対して移動するように構成されているため、システムの封止能力は、水注入手段によって注入される水の圧力に依存し得る。水圧が増加すると、カプセルの封止部材と封入部材の自由端部との間の力もまた増加し、それによってカプセルの封止部材と封入部材の自由端部との間の力も増加する。したがって、カプセルの封止部材は、最大水圧到達時に、封止部材が依然として封入部材とカプセルとの間に液密の封止接触をもたらすように構成されなければならない。

しかしながら、封止部材は、カプセルの外側の封入部材内の水圧が比較的低いときには、淹出の前又は開始時にも、封止部材が封入部材とカプセルとの間に水封止接触をもたらすように構成されなければならない。淹出の開始時に、カプセルと封入部材との間に水封止接触が存在しないと、漏れが発生することになる。しかしながら、漏れが生じた場合、手動又は自動機構が封入部材を閉鎖部材（カプセルホルダ）に向かって移動させると、封入部材内かつカプセルの外側の圧力が、封入部材の自由端部によって封止部材にかかる力を増加させるほど十分に増加しないおそれがある。十分な初期封止が存在する場合にのみ、封入部材内の圧力が増加することになり、それによって、カプセルの封止部材に作用する封入部材の自由端部の力も増加して、十分な水封止接触をもたらすことになる。更に、カプセルの外側のこの増加した水圧はまた、カプセル内部の水圧の増加をもたらし、このことは、カプセル内の流体圧力の影響下で飲料調製デバイスのカプセルホルダ（抽出プレートとも呼ばれる）のリリーフ部材上で裂開するように構成されたカバーがカプセルに設けられている場合には、必須である。

上記のことから、封止部材は、設計上非常に重要な部材ということになる。封入部材の自由端部によって封止部材に比較的小さな力しか加えられない場合には、封入部材とカプセルとの間に比較的低い流体圧力で水封止接触をもたらすことが可能であるべきだが、封入部材の自由端部によってカプセルの封止部材により高い力が加えられる場合には、カプセルの外側の封入部材内のはるかに高い流体圧力で水封止接触をもたらすべきでもある。具体的には、封入部材の自由接触端部に半径方向に延びた開放溝が設けられており、この開放溝が、封入部材とカプセルホルダとの間の力が放出されるとユーザがカプセルを取り出し易いように空気流入路として作用する場合、封止部材は、この半径方向に延びている開放溝を「閉鎖」して、有効な封止をもたらすことができなければならない。

本発明の目的は、封止部材を有する代替的なカプセルを提供することであって、封止部材を用いて良好な液密封止を、封入部材の自由端部によって封止部材に比較的小さな力しか加えられない場合（初期封止と呼ぶこともある）には、比較的低い水圧で、また封入部材の自由端部によってカプセルの封止部材により高い力が加えられる（例えば、淹出中）場合には、自由接触端部に半径方向に延びた開放溝が設けられている封入部材の場合でも、はるかに高い水圧で、の両方で、もたらすカプセルを提供することである。また、欧州特許第２１５１３１３（Ｂ１）号及び欧州特許第２３１８１９９（Ｂ１）号のうちの１つと比べて、より費用効率の高い解決策を提供しながら、カプセルのカバーを本体に取り付けるのに必要な十分な表面を維持することも目的である。

本発明によれば、第１の態様において、物質を収容するカプセルであって、飲料調製デバイス内のカプセルに圧力下で水を供給することにより物質を抽出することによって飲料を調製するものであるカプセルが提供され、このカプセルは、
カプセル本体中心軸線を有するアルミニウムカプセル本体であって、底部と、側壁部と、外向きに延びているフランジと、が設けられたカプセル本体と、
外向きに延びているフランジに取り付けられたカバーであって、カプセルを閉鎖しているカバーと、を備え、
カプセルは、外向きに延びているフランジに封止部材を備え、封止部材は、カプセルが飲料調製デバイスの封入部材内に配置され、封入部材が飲料調製デバイスの抽出プレートなどの飲料調製デバイスの閉鎖部材によって閉鎖されたときに、カプセルの外向きに延びているフランジ及びカプセルの封止部材の少なくとも一部分が、デバイスの封入部材と閉鎖部材との間に封止係合されるように、飲料調製デバイスの封入部材との水封止接触をもたらすものであり飲料調製デバイスの封入部材が、環状要素軸線と自由接触端部とを有する環状要素を備え、
封止部材は、外向きに延びているフランジ上に配置された高分子材料からなる環状層を備え、使用中、封入部材を閉鎖する際に、封止部材は、閉鎖要素に向かって移動される環状要素の自由接触端部によって圧縮され、
外向きに延びているフランジが、環状外側壁部と、環状外側壁部から延びている任意選択的なカール状外縁部と、環状外側壁部と側壁部との間の環状凹部と、を備え、環状凹部は、環状底壁部と、内側突出壁部及び外側突出壁部とを備え、両突出壁部は、カプセル本体の底部に向かう方向に延びており、
高分子材料からなる環状層は、環状凹部内に収容されており、環状外側壁部上には延びていない、カプセルである。

環状外側壁部は、好ましくは、カプセルの本体の本体軸線をほぼ横断する方向に外向きに延びている。環状凹部の内側突出壁部及び外側突出壁部は、環状外側壁部が延びている方向よりも、本体軸線に平行な方向により近い方向（角度が小さい）に延びている。その結果、環状外側壁部は、カバー封止のための適切な表面を形成し、一方、内側突出壁部は、封止部材を区切るための適切な表面を形成し、高分子材料の量を減少させる。

したがって、高分子材料の位置はより良好に制御され、必要とされる場所において正確な水密性を確保する。環状凹部内の高分子材料の変形を制御することにより、比較的低い水圧でも水密性を実行することができる。必要とされる高分子材料の量もまた減少する一方、カプセルのカバーを外向きに延びているフランジに取り付けるための表面は十分なままである。好ましくは、内側突出壁部と外側突出壁部との間の距離は、環状要素の自由接触端部がこれらの２つの突出壁部の間に配置されるような距離である。

したがって、突出壁部の圧縮変形が都合良く防止され、環状凹部内の封止部材にのみ圧縮変形が適用される。したがって、突出部は、封止部材が外向きに変形するのを防止し、十分な剛性で封止部材を維持する。その結果、封止部材の変形が制御され、ごく少量の封止高分子材料で十分な封止を得ることができる。

好ましくは、カプセルは、外向きに延びているフランジからカプセル本体の底部に向かって延びており、外側突出壁部を備える外側突出部を備える。更に、外側突出部は、環状空洞を有し、環状空洞は、外向きに延びているフランジの、カバーに向けられた面に沿って延びており、環状凹部の外側突出壁部と、上壁部又は頂線と、カプセル本体の底部に向けられた第２の外側突出壁部と、を備える。

このような中空構造では、突出部は、閉鎖部材を閉鎖する間の比較的低い流体圧力において及び淹出中の高圧においての両方で、環状凹部内の封止部材の変形を制御するのに十分に剛性である。突出部はまた、カプセルのアルミニウム本体において都合良く形成され得る。

あるモードでは、環状凹部の内側突出壁部が、本体の側壁部の一部として形成されている。これは、カプセルの本体の都合良く簡略化された構成をもたらす。

別のモードでは、カプセルが、外向きに延びているフランジから本体の底部に向かって延びている第２の突出部を備える。更に、第２の突出部が、環状空洞を有し、環状空洞は、外向きに延びているフランジの、カバーに向けられた面に沿って延びており、凹部の内側突出壁部と、上壁部又は頂線と、本体の底部に向けられた第２の内側突出壁部と、を備える。

好ましくは、環状凹部の最大幅は、外向きに延びているフランジの幅（Ｄ）よりも少なくとも二分の一未満である。特に、環状凹部の最大幅は、好ましくは１．９ｍｍ未満であり、より好ましくは１．０～１．５ｍｍである。高分子材料の最大量もまた、好ましくは４０ｍｇ未満、より好ましくは２０～３５ｍｇ、最も好ましくは２２～２８ｍｇである。

更に、第１の突出部及び／又は第２の突出部は、環状凹部の環状底壁部に対して、好ましくは０．１～１．５ｍｍであり、好ましくは、０．５～１．０ｍｍの高さを有する。突出部の高さを高分子材料からなる層の厚さに合わせて、満杯の材料が環状凹部内に収容され、それを超えて延びたり溢れたりしないようにすることが重要である。

第１の突出部及び／又は第２の突出部は、好ましくは、エンボス加工又は深絞りによって得られる。環状凹部を外向きに区切る外側突出壁部は、好ましくは、その基部において、３１．７ｍｍよりも大きい直径を有し、より好ましくは３１．８ｍｍ～３２．０ｍｍの直径を有する。環状凹部を内向きに区切る内側突出壁部は、好ましくは、その基部において、２９．９ｍｍよりも小さい直径を有し、より好ましくは２９．８５ｍｍ～２９．７０ｍｍの直径を有する。

一態様によれば、カバーは、環状外側壁部及び／又は環状凹部の環状底壁部に取り付けられる。

したがって、カプセルの本体にカバーを取り付ける表面は、カプセル内の内部圧力に耐える強力な結合を作り出すのに依然として十分である。

一態様では、使用中に封入部材を閉鎖すると、封止部材が環状要素の自由接触端部によって圧縮されるように、環状凹部の内側突出壁部及び／又は外側突出壁部は離間されており、カプセルが飲料調製デバイスの封入部材内に配置され、封入部材が飲料調製デバイスの閉鎖部材によって閉鎖されたときに、封止部材の高分子材料は、環状要素の自由接触端部に軸方向及び半径方向の力を及ぼすように、自由接触端部の圧縮力によって内側突出壁部及び／又は外側突出壁部の間で流動する。

したがって、閉鎖する際に、封止部材の軸方向進行力及び半径方向進行力の両方が環状要素に既に作用しており、それによって環状要素の半径方向に延びている開放溝を「閉鎖する」ことができる効果的な封止をもたらす。

可能な態様では、環状凹部の内側突出壁部及び／又は外側突出壁部が、環状凹部の環状底壁部に対して４５～８５度の角度で傾斜している。

このような角度付けされた構成は、凹部内の封止材の分布を改善することができるだけでなく、同等の封止効果に必要な全体量もまた低減することができる。

封止部材の高分子材料は、圧縮性高分子材料とすることができる。これは、粘性又は液体形態で適用されてもよく、凹部に適用されると硬化されてもよい。高分子材料は、食品グレードゴム、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）又は、好ましくは軟質の、ポリマー又はコポリマーである。軟質のポリマー又はコポリマーは、一般に周囲温度（２０℃）において５０ショアＡ以下の硬度を有する。特に、高分子材料は、シリコーンゴム、ＥＰＤＭ、ポリウレタン、スチレンＴＰＥ（例えば、スチレン－ブロックコポリマー）、ポリエステルＴＰＥ（例えば、エーテル－エステルブロックコポリマー）、ポリアミドＴＰＥ（例えば、エーテル－アミドブロックコポリマー）、ポリオレフィン（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン）、及びこれらの組み合わせからなる群の中から選択することができる。

本発明は、本発明による飲料調製システムの実施形態に適用される場合に特に適している。本発明は、したがって、カプセル内へ圧力下で水を使用してカプセルから飲料を調製するためのシステムであってもよく、
カプセルを受容するための封入部材を備える飲料調製デバイスであって、封入部材は、カプセル内に圧力下で水を供給するための水注入手段と、飲料調製デバイスの封入部材を閉鎖するための、抽出プレートなどの閉鎖部材とを備え、飲料調製デバイスの封入部材は、自由接触端部と環状要素中心軸線とを有する環状要素を更に備え、環状要素の自由接触端部には、任意選択で、複数の半径方向に延びている開放溝が設けられている、飲料調製デバイスと、
前述のカプセルと、を備え、
環状要素の自由接触端部が、封入部材が閉鎖部材によって閉鎖されたとき、環状凹部内の高分子材料からなる層を圧縮するように構成されている、システムである。

本発明のシステムにおいて、環状凹部の内側突出壁部と外側突出壁部との間の距離が、環状要素の自由接触端部が内側突出壁部と外側突出壁部との間の環状凹部に入るような距離であるように、カプセルが構成される。更に、カプセルが飲料調製デバイスの封入部材内に配置され、封入部材が飲料調製デバイスの閉鎖部材によって閉鎖されたときに、環状要素の自由接触端部が環状凹部に入り、高分子材料が、環状要素の自由接触端部に軸方向及び半径方向の力を及ぼすように、自由接触端部の圧縮力がかかると内側突出壁部及び／又は外側突出壁部の間で流動する。

また、本発明は、飲料調製デバイス内で物質を抽出することにより飲料を調製するためのカプセルに関するものとして要約することができ、このカプセルは、
底部、側壁部、及び外向きに延びているフランジを有するアルミニウムカプセル本体と、
外向きに延びているフランジに取り付けられたカバーと、
外向きに延びているフランジにおいて、飲料調製デバイスの封入部材との水封止接触をもたらすための封止部材と、を備え、封止部材は、外向きに延びているフランジ上に配置された高分子材料からなる少なくとも１つの環状層を含み、使用中には、デバイス内で、封止部材が圧縮され、外向きに延びているフランジが、環状底壁部を有する環状凹部と、内側突出壁部及び外側突出壁部とを備え、両方の突出壁部が、カプセル本体の底部に向かう方向に延びており、高分子材料からなる環状層が、環状凹部内に完全に収容されており、環状凹部の最大幅が、外向きに延びているフランジの幅（Ｄ）よりも少なくとも２倍小さい。

ここで、本発明を、以下の図面を参照し、非限定的な例を用いて更に説明する。

本発明によるシステムの一実施形態の概略図を示す。 本発明によるシステムの飲料調製デバイスの一実施形態であり、複数の半径方向に延びている開放溝を有する飲料調製デバイスの封入部材の自由接触端部を示す。 先行技術のカプセルの拡大詳細断面図であり、外向きに延びているフランジ及び封止部材を示す。 飲料調製デバイスの環状要素によって係合されたときの、先行技術のカプセルの外向きに延びているフランジの拡大詳細図を示す。 第１のモードによる本発明のカプセルの拡大詳細断面図であり、外向きに延びているフランジ及び封止部材を示す。 飲料調製デバイスの環状要素によって係合されたときの、図５のカプセルの外向きに延びているフランジの拡大詳細図を示す。 第２のモードによる本発明のカプセルの拡大詳細断面図であり、外向きに延びているフランジ及び封止部材を示す。 飲料調製デバイスの環状要素によって係合されたときの、図７のカプセルの外向きに延びているフランジの拡大詳細図を示す。 飲料調製デバイスの環状要素によって係合されたときの、別の実施形態によるカプセルの外向きに延びているフランジの拡大詳細図を示す。

図１は、カプセル内に圧力下で供給された流体を使用して、カプセルから飲用に適した飲料を調製するためのシステムの一実施形態の概略断面図を示す。システム１は、カプセル２と、飲料調製デバイス１と、を備える。デバイス１は、カプセル２を保持するための封入部材２６を備える。デバイス１は、カプセル２を支持するために、抽出プレートなどの閉鎖部材１０を更に備える。

図１では、明確にするために、カプセル２と、封入部材２６及び抽出プレート１０との間に間隙が描かれている。使用中、カプセル２は封入部材２６及び抽出プレート部材１０と接触していてもよいことが理解されるであろう。一般に、封入部材２６は、カプセル２の形状に相補的な形状を有する。このデバイスは、６～２０バール、好ましくは１０～１８バールの範囲の圧力下で一定量の水を交換可能なカプセル２に供給するための水注入手段２７を更に備える。

図１に示す例では、交換可能なカプセル２は、カプセル本体中心軸線４及びアルミニウムカバー８を有するアルミニウムカプセル本体３を備える。本文脈において、「アルミニウム」の意味は、アルミニウム合金も含むと理解される。この例では、アルミニウムカプセル本体３は、側壁部６と、第１の端部において側壁部を閉鎖している底部５と、底部５の反対側の第２の端部において側壁部６の外向きに延びている、外向きに延びているフランジ７とを備える。側壁部６、底部５、及びカバー８は、物質を抽出及び／又は溶解することによって飲料を調製するための当該物質を含む内部空間部２８を封入している。好ましくは、この物質は、一杯の飲料の調製のための、５～２０グラム、好ましくは５～１０グラム、より好ましくは５～７グラムの焙煎及び粉砕したコーヒーである。カプセルはあらかじめ封止されており、すなわち、使用前に耐密的に閉じられている。

図１のシステム１は、カプセル２の底部５を貫通する又は引き裂くための底部穿孔部材３０を備え、少なくとも１つの入口開口部３１を底部に形成し、この入口開口部を通して抽出可能な製品に水を供給する。図１のシステム１は、カプセル２のカバー８を貫通するための、本明細書では閉鎖部材１０のピラミッド型突起部として具現化されたカバー貫通部材３２を更に備える。カバー貫通手段３２は、内部空間部２８内の（流体）圧力が、閾値圧力を超えて、カバーをカバー貫通手段に十分な力で押し付けると、カバーを引き裂くように構成することができる。カバーは、アルミニウム及び／又はポリマーであってよく、カプセル内の流体圧力（例えば、加圧された水、気体、及び固体の組み合わせによって生成される）の影響下で、飲料調製デバイスの閉鎖部材１０上で裂開されるように構成することができる。

カプセル２は、外向きに延びているフランジ７に配置された封止部材９を更に備え、この封止部材は、カプセルが封入部材内に配置され、封入部材が抽出プレート又は閉鎖部材１０によって閉鎖されたときに、カプセルの外向きに延びているフランジ及び封止部材の少なくとも一部分が、封入部材と抽出プレートとの間に封止係合されるように、封入部材２６との液封接触をもたらす。これは、封止部材と自由接触端部との間に液封接触が確立されることを意味する。

図２に示すように、飲料調製デバイスの封入部材２６は、環状要素中心軸線１２及び自由接触端部１３を有する環状要素１１を備える。封入部材２６は、図２に示すように、ベース部要素４１に接合された別個の環状要素１１を含むいくつかの部品から形成されることができる。あるいは、封入部材２６は、図１に示されるように、当該部材の残りの部分に一体化された環状要素１１を含む単一の部品から形成されてもよい。環状要素の自由接触端部１３は、複数の半径方向に延びている開放溝４０を備えてもよい。複数の半径方向に延びている開放溝４０は、環状要素１１の自由接触端部の接線方向において互いに対して均一に間隔を空けて配置されている。各溝の最も長い接線幅は、０．９～１．１ｍｍ、好ましくは０．９５～１．０５ｍｍであり、封入部材２６の軸方向における各溝の最大高さは、０．０１～０．０９ｍｍ、好ましくは０．０３～０．０７ｍｍである。溝４０の数は、９０～１１０の範囲である。

通常、溝４０の位置における自由端部の半径方向幅は、０．０５～０．９ｍｍ、より具体的には０．２～０．７ｍｍ、更に具体的には０．３～０．５５ｍｍである。

本発明によるカプセルの実施形態は、図５及び図６に更に詳細に示されている。図示の実施形態では、外向きに延びているフランジの外径は、カプセルの底部５の直径よりも大きい。図示の実施形態では、外向きに延びているフランジ７の外径は約３７．１ｍｍであり、底部５の直径は約２３．３ｍｍである。アルミニウムカプセル本体３の厚さは、２０～２００マイクロメートルとすることができる。

図示の実施形態では、カバー８の壁厚は、アルミニウム製の場合、約４０マイクロメートルである。アルミニウムカバーの壁厚は、好ましくは、アルミニウムカプセル本体３の厚さよりも小さい。

カプセル本体４の側壁部６は、底部と反対側に自由端部３３を有する。アルミニウムカプセル本体の側壁部の自由端部３３の内径は、約２９．５ｍｍである。外向きに延びているフランジ７は、その自由端部３３からカプセル本体中心軸線４を少なくともほぼ横断する方向に延びている。外向きに延びているフランジ７は、カール状外縁部１５を含み得る。図示の実施形態では、外向きに延びているフランジのカール状外縁部１５は、約１．２ミリメートルの最大寸法を有する。アルミニウムカプセル本体３の側壁部６の自由端部３３とカール状外縁部１５の内側縁部との距離ｄは、約２．７ｍｍである一方、アルミニウムカプセル本体の側壁部の自由端部３３と外向きに延びているフランジの最も外側の縁部との間の距離Ｄは、約３．９ミリメートルである。環状凹部１６の最大幅（半径方向距離）は、好ましくは、二分の一未満である。したがって、環状凹部の最大幅は、１．９ｍｍ未満であり、好ましくは、１～１．５ｍｍであり得る。カール状外縁部１５の内縁部のカプセル本体中心軸線を中心とする直径は、好ましくは、少なくとも３４．７ｍｍである。

先行技術のカプセルが、図３及び図４に示され、例えば、欧州特許第２１５１３１３（Ｂ１）号及び欧州特許第２３１８１９９（Ｂ１）号に説明されている。このようなカプセルは、図１に示されるように飲料調製デバイス内に液密に受容されることができる。カプセルは、底部５、側壁部６、及び外向きに延びているフランジ７を有する本体３を含む。カプセルはカバー８を備え、このカバー８は、外向きに延びているフランジ７においてカプセル本体の底部とは逆方向に取り付けられている。ほぼ平坦な外向きに延びているフランジによって提供される環状取り付け表面は、比較的大きいことにより、カプセルが貫通前に閉じられているときの、又は淹出中の流体圧力に起因した、ガス（例えば、炭素及び／又は窒素）圧力などに起因する層間剥離の危険性がほとんどない強結合をもたらす。取り付けは、一般に、外向きに延びているフランジ７とカバー８との間を、適したシーラント層を用いて溶着することによって得られる。

閉鎖の際のデバイスとの液密封止係合のために、カプセルは、カプセルがデバイスの封入部材内に配置され、封入部材が抽出プレートなどの閉鎖部材１０によって閉鎖されたときに、飲料調製デバイスの封入部材２６との水封止接触をもたらすための封止部材９を、外向きに延びているフランジ７に備える。図４に示されたこのような構成では、外向きに延びているフランジ７及び封止部材９の一部が、デバイスの封入部材２６と閉鎖部材１０（点線の閉鎖部材１０）との間に封止係合されている。具体的には、環状要素１１の自由接触端部１３が、封止部材を、特に封止部材がより厚い側壁部の自由端部の隣で圧縮する。封止部材は弾性であり、カプセルのフランジから側壁部への周方向移行部の周りに分布した連続部分を形成している。封止手段の外側表面は、断面図で見ると、直線状（傾斜状）又は凹面状である。封止部材の厚さは、自由端部３３から側壁部６の端部に向かって連続的に減少している。厚さはまた、外向きに延びているフランジ７において、カール状外側端部１５に向かって減少している。封止部材は、一般に、外向きに延びているフランジ７上に粘稠な液体状態で適用されて、加熱され、それによって、フランジ及び側壁部の表面を覆うような封止部材の移動が引き起こされ、その後、封止部材は硬化される。このような封止部材構成では、多くの量の封止材は、封止部材と封入部材２６との封止係合に関与しない。実際、自由接触端部１３と封止部材９との間の封止接触は、外向きに延びているフランジ７のより小さい部分及び側壁部の自由端部３３における側壁部との移行領域に集中している。

第１の可能なモードによる本発明のカプセルを図５及び図６に示す。この場合、封止部材９は、外向きに延びているフランジ７の環状凹部１６内に収容されている。環状凹部は、環状底壁部１７と、外側突出壁部１９と、内側突出壁部１８とを備える。内側突出壁部１８は、側壁部６自体の一部であり、側壁部の自由端部３３から延びている。外側突出壁部１９は、外側突出部２１の一部である。外側突出部２１は、外向きに延びているフランジ７からカプセルの本体の底部５に向かって延びている。外側突出部２１は、上壁部２３及び第２の外側突出壁部２４を更に備える。この突出部は、外向きに延びているフランジ７の、カバー８に向けられた面に沿って延びている、空洞２２を有する。空洞は中空であってもよいが、十分に充填されていてもよく、又は平坦であってもよい。環状凹部１６は、外向きに延びているフランジ７の一部のみを形成し、フランジ７は、環状外側壁部１４によって更に外向きに延びている。カバー８は、好ましくは、環状外側壁部１４に溶着などによって取り付けられている。カバー８はまた、溶着などによって、凹部の底壁部に都合良く取り付けられることもできる。したがって、環状外側壁部は、好ましくは、カバーに対して適切な取り付け面を提供するために平坦である。「平坦」とは、表面が横断方向において湾曲（凸状又は凹状）していないことであるが、表面は、表面の筋又は小さな欠陥などがある状態で構造化することができる。外向きに延びているフランジ７は、カール状外縁部１５を含み得る。このような縁部は、一般に、深絞り操作後にアルミニウム本体のきれいな（非切断）縁部をもたらす。

凹部は、少なくとも高分子材料からなる１つの層を収容するように比較的浅くてもよい。凹部の深さは、外側突出部２１の高さによって画定することができる。高さは、例えば、０．１～１．２ｍｍ、好ましくは０．２～０．８ｍｍとすることができる。凹部の底壁部及び／又は突出壁部は、平滑でなくてもよく、小さい筋又は波状構造体を含んでもよい。環状凹部は、挿入物、例えば、グリッド又は高分子封止材に埋め込まれたマイクロビーズ若しくは充填剤などの小片を更に含んでもよい。

封止部材のための高分子材料の重量は、２０～３０ｍｇ、好ましくは約２５ｍｇである。これは、先行技術の欧州特許第２１５１３１３（Ｂ１）号の封止部材と比較して、約５０％の節約を表す。

図６に示されるように、環状要素１１の自由接触端部１３は、圧縮によって環状凹部１６内の高分子材料からなる層と係合するように構成されている。内側突出壁部１８と外側突出壁部１９とを配置する距離は、環状要素１１の自由接触端部が、凹部内で、好ましくは隣接する又はごく近距離にあるこれらの２つの突出壁部の間に配置されるような距離とする。封止部材の材料は、一般に、内側壁部１８及び外側突出壁部１９に沿って流れることによって変形して、環状要素の自由接触端部の曲面を覆い得る。軸方向及び半径方向の両方の封止する力の成分が、封止部材に及ぼされる。また、自由接触端部の内側及び外側の両方が封止部材と接触し、それによって、限定的な材料量での封止係合を更に改善する。高分子封止材が軟質発泡体である場合には、封止部材は、圧縮されたときに体積が単純に減少することもあり、そのような場合には、突出壁部に沿って上方にはあまり流れないことがある。このような場合、封止係合は、本質的に軸方向封止力を伴っている。

第２の可能なモードによる本発明のカプセルを図７及び図８に示す。この場合、封止部材９は、やはり外向きに延びているフランジ７の環状凹部１６内に収容されている。環状凹部は、やはり環状底壁部１７と、外側突出壁部１９と、内側突出壁部１８とを備える。外側突出壁部１９は、やはり外側突出部２１の一部である。第１のモードとの１つの違いは、内側突出壁部１８が、側壁部６からわずかに外向きに離れた内側突出部２５の一部であることである。突出部２１、２５は、両方とも、外向きに延びているフランジ７からカプセルの本体の底部５に向かって延びている。第２の突出部２５は、上壁部３４及び第２の内側突出壁部３５を更に備える。第２の突出部２５は、外向きに延びているフランジ７の、カバー８に向けられた面に沿って延びている、空洞３６を有する。空洞は中空であってもよいが、十分に充填されていてもよく、又は平坦であってもよい。環状凹部３７は、環状外側壁部１４によって更に外向きに延びている、外側に延びているフランジ７の一部のみを形成する。内側突出部２５と側壁部６との間に、第２環状凹部３７が設けられている。このような凹部は、必ずしも高分子封止材で充填されなくてもよく、好ましくは空のままである。内側環状凹部は、好ましくは、環状底壁部３８によってカバーに向かって延びている。環状底壁部１７、３８は、好ましくは、環状外側壁部１４と外向きに一直線に並んでいる（すなわち、著しい高さの変化なし）。カバー８は、好ましくは、環状外側壁部１４に溶着などによって取り付けられている。カバー８は、封止部材のための環状凹部１６の環状底壁部１７に、及び／又は内側凹部３７の環状底壁部３８に、溶接などによって都合良く取り付けられることができる。

２つの突出部２１、２５は、好ましくは、本体の形成プロセス中のエンボス加工によって得られる。

前述のモードについて、凹部は、少なくとも高分子材料からなる１つの層を収容するように比較的浅くてもよい。凹部の深さは、外側突出部２１の高さによって画定することができる。高さは、例えば、０．１～１．２ｍｍ、好ましくは０．２～０．８ｍｍとすることができる。凹部の底壁部１７及び／又は突出壁部１９は、平滑でなくてもよく、小さい筋又は波状構造体を含んでもよい。環状凹部は、挿入物、例えば、グリッド又は高分子封止材に埋め込まれたマイクロビーズ若しくは充填剤などの小片を更に含んでもよい。

図８に示されるように、環状要素１１の自由接触端部１３もまた、圧縮によって環状凹部１６内の高分子材料からなる層と係合するように構成されている。内側突出壁部１８と外側突出壁部１９とを配置する距離は、環状要素１１の自由接触端部１３が、凹部内で、好ましくは隣接する又はごく近距離にあるこれらの２つの突出壁部の間に配置されるような距離とする。封止部材の材料は、一般に、内側壁部１８及び外側突出壁部１９に沿って流れることによって変形して、環状要素の自由接触端部の曲面を覆い得る。軸方向及び半径方向の両方の封止する力の成分が、封止部材に及ぼされる。また、自由接触端部の内側及び外側の両方が封止部材と接触し、それによって、限定的な材料量での封止係合を更に改善する。高分子封止材が軟質発泡体である場合には、封止部材は、体積が単に減少することもあり、そのような場合には、突出壁部に沿って上方にはあまり流れないことがある。このような場合、封止係合は、本質的に軸方向封止力を伴っている。

図９は、本発明のカプセルの別の実施形態を示す。この実施形態では、封止部材９は、外向きに延びているフランジ７の環状凹部１６内に収容されている。環状凹部は、環状底壁部１７と、内側突出壁部１８と、外側突出壁部１９とを備える。内側突出壁部１８は、側壁部６自体の一部である。外側突出壁部１９は、外側突出部２１の一部である。突出部２１は、カプセルの本体の底部５に向かって延びている。突出部２１は、プラトー部を形成する上壁部２３を含む。プラトー部は平坦とすることができる。このような上壁部又はプラトー部２３は、凹部に接する外側突出壁部１９によって、及び外向きに延びているフランジの外縁部１５上の第２の外側突出壁部２４によって、画定される。外縁部はカール状で外側突出壁部２４に直接接続されてもよい。外側突出部２１は、外向きに延びているフランジ７の、カバー８に向けられた面に沿って延びている、空洞２２を有する。図５及び図６の実施形態とは対照的に、外側突出部２１は、環状外側壁部１４の幅の大部分を占める。外側突出部２１は、環状凹部１６よりも大きい。

図９のカプセルの実施形態の利点は、凹部及び外側突出壁部１９の形成が容易になり、折り目又は隙間などの欠陥が生じにくくなることである。

凹部を形成し高分子材料で充填した後、プレスなどによって、外側突出壁部を変形させることができる。外側突出壁部は、外側突出壁部１９、２４がそれぞれ、底壁部１７及び突出部２１とほぼ横方向に一直線に並ぶまで平坦化することができる。外側突出部２１を平坦化する利点は、本質的に、比較的大きな、平坦な環状アルミニウム表面を復元して、その上をカバーで封止することを可能にすることである。

Claims (20)

1. 物質を収容するカプセル（２）であって、飲料調製デバイス（１）内の前記カプセルに圧力下で水を供給することにより前記物質を抽出することによって飲料を調製するためのものであり、前記カプセルは、
   カプセル本体中心軸線（４）を有するアルミニウムカプセル本体（３）であって、底部（５）と、側壁部（６）と、外向きに延びているフランジ（７）と、が設けられたカプセル本体と、
   前記外向きに延びているフランジ（７）に取り付けられたカバー（８）であって、前記カプセルを閉鎖しているカバーと、を備え、
   前記カプセルは、前記外向きに延びているフランジ（７）に封止部材（９）を備え、前記封止部材（９）は、前記カプセルが前記飲料調製デバイスの封入部材（２６）内に配置され、前記封入部材が前記飲料調製デバイスの抽出プレートなどの前記飲料調製デバイスの閉鎖部材（１０）によって閉鎖されたときに、前記カプセルの前記外向きに延びているフランジ（７）、及び前記カプセルの前記封止部材の少なくとも一部分が、前記デバイスの前記封入部材と前記閉鎖部材（１０）との間に封止係合されるように、前記飲料調製デバイスの前記封入部材との水封止接触をもたらすものであり、前記飲料調製デバイスの前記封入部材は、環状要素軸線（１２）と自由接触端部（１３）とを有する環状要素（１１）を備え、
   前記封止部材（９）は、前記外向きに延びているフランジ上に配置された高分子材料からなる環状層を備え、使用中、前記封入部材を閉鎖する際に、前記封止部材は、前記閉鎖部材に向かって移動される前記環状要素の前記自由接触端部（１３）によって圧縮され、
   前記外向きに延びているフランジ（７）は、環状外側壁部（１４）と、前記環状外側壁部（１４）と前記側壁部（６）との間の環状凹部（１６）と、を備え、前記環状凹部（１６）は、環状底壁部（１７）と、内側突出壁部（１８）及び外側突出壁部（１９）とを備え、両突出壁部（１８、１９）は、前記カプセル本体の前記底部（５）に向かう方向に延びており、前記高分子材料からなる環状層（２０）は、前記環状凹部（１６）内に収容されており、前記環状外側壁部（１４）上には延びていない、カプセル。
2. 前記外向きに延びているフランジ（７）は、前記環状外側壁部（１４）から延びているカール状外縁部（１５）をさらに備える、請求項１に記載のカプセル。
3. 前記内側突出壁部（１８）と前記外側突出壁部（１９）との間の距離は、前記環状要素（１１）の前記自由接触端部（１３）が２つの前記突出壁部（１８、１９）の間に配置されるような距離である、請求項１又は２に記載のカプセル。
4. 前記カプセルは、前記外向きに延びているフランジ（７）から前記カプセル本体の前記底部（５）に向かって延びるとともに前記外側突出壁部（１９）を備える外側突出部（２１）を備える、請求項１～３のいずれか一項に記載のカプセル。
5. 前記外側突出部（２１）は、前記外向きに延びているフランジ（７）の前記カバー（８）に向けられた面に沿って延びている環状空洞（２２）を有し、前記環状凹部の前記外側突出壁部（１９）と、上壁部又は頂線（２３）と、前記カプセル本体の前記底部（５）に向けられた第２の外側突出壁部（２４）と、を備える、請求項４に記載のカプセル。
6. 前記環状凹部（１６）の前記内側突出壁部（１８）は、前記カプセル本体の側壁部（６）の一部として形成されている、請求項４又は５に記載のカプセル。
7. 前記カプセルは、前記外向きに延びているフランジ（７）から前記カプセル本体の前記底部（５）に向かって延びている内側突出部（２５）を備える、請求項４又は５に記載のカプセル。
8. 前記内側突出部（２５）は、前記外向きに延びているフランジ（７）の前記カバー（８）に向けられた面に沿って延びている環状空洞（３６）を有し、前記環状凹部の前記内側突出壁部（１８）と、上壁部（３４）又は頂線と、前記カプセル本体の前記底部（５）に向けられた第２の内側突出壁部（３５）と、を備える、請求項７に記載のカプセル。
9. 前記外側突出部（２１）及び／又は内側突出部（２５）は、前記環状凹部（１６）の前記環状底壁部（１７）に対して０．１～１．５ｍｍの高さを有する、請求項４～８のいずれか一項に記載のカプセル。
10. 前記外側突出部（２１）及び／又は内側突出部（２５）は、エンボス加工又は深絞り加工によって得られている、請求項４～９のいずれか一項に記載のカプセル。
11. 前記カバー（８）は、前記環状外側壁部（１４）及び／又は前記環状凹部（１６）の前記環状底壁部（１７）に取り付けられている、請求項１～１０のいずれか一項に記載のカプセル。
12. 使用中に前記封入部材（２６）を閉鎖すると、前記封止部材（９）が前記環状要素の前記自由接触端部（１３）によって圧縮されるように、前記環状凹部の前記内側突出壁部（１８）及び／又は外側突出壁部（１９）は離間されており、前記カプセルが前記飲料調製デバイスの前記封入部材（２６）内に配置され、前記封入部材（２６）が前記飲料調製デバイスの前記閉鎖部材（１０）によって閉鎖されたときに、前記封止部材（９）の高分子材料は、前記環状要素（１１）の前記自由接触端部（１３）に軸方向及び半径方向の力を及ぼすように、前記自由接触端部（１３）の圧縮力によって前記内側突出壁部（１８）及び／又は前記外側突出壁部（１９）の間で流動する、請求項１～１１のいずれか一項に記載のカプセル。
13. 前記環状凹部（１６）の前記内側突出壁部（１８）及び／又は前記外側突出壁部（１９）は、前記環状凹部の前記環状底壁部（１７）に対して４５～８５度の角度で傾斜している、請求項１～１２のいずれか一項に記載のカプセル。
14. 前記高分子材料は、食品グレードゴム、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）、又は、軟質のポリマー若しくはコポリマーである、請求項１～１３のいずれか一項に記載のカプセル。
15. 前記高分子材料は、シリコーンゴム、ＥＰＤＭ、ポリウレタン、スチレンＴＰＥ、ポリエステルＴＰＥ、ポリアミドＴＰＥ、ポリオレフィン、及びこれらの組み合わせからなる群の中から選択される、請求項１４に記載のカプセル。
16. 前記高分子材料は、発泡体、スポンジ、又は非発泡固形体である、請求項１～１５のいずれか一項に記載のカプセル。
17. カプセル内への圧力下の水によって前記カプセルから飲料を調製するためのシステムであって、
    前記カプセルを受容するための封入部材（２６）を備える飲料調製デバイス（１）であって、前記封入部材は、前記カプセル（２）内に圧力下で水を供給するための水注入手段（２７）と、前記飲料調製デバイスの前記封入部材（２６）を閉鎖するための、抽出プレートなどの閉鎖部材（１０）とを備え、前記飲料調製デバイスの前記封入部材（２６）は、環状要素中心軸線（１２）と自由接触端部（１３）とを有する環状要素（１１）を更に備える、飲料調製デバイスと、
    請求項１～１６のいずれか一項に記載のカプセル（２）と、を備え、
    前記環状要素の前記自由接触端部（１３）は、前記封入部材が前記閉鎖部材によって閉鎖されたときに、前記環状凹部（１６）内の前記高分子材料からなる層を圧縮するように構成されている、システム。
18. 前記環状要素の前記自由接触端部には、複数の半径方向に延びている開放溝（４０）が設けられている、請求項１７に記載のシステム。
19. 前記環状凹部（１６）の前記内側突出壁部（１８）と前記外側突出壁部（１９）との間の距離は、前記環状要素の前記自由接触端部が前記内側突出壁部（１８）と前記外側突出壁部（１９）との間の前記環状凹部に入るような距離である、請求項１７又は１８に記載のシステム。
20. 前記カプセルが前記飲料調製デバイスの前記封入部材内に配置され、前記封入部材（２６）が前記飲料調製デバイスの前記閉鎖部材（１０）によって閉鎖されたときに、前記環状要素（１１）の前記自由接触端部（１３）は、前記環状凹部に入り込み、前記高分子材料は、前記環状要素の前記自由接触端部に軸方向及び半径方向の力を及ぼすように、前記自由接触端部（１３）の圧縮力によって前記内側突出壁部（１８）及び／又は前記外側突出壁部（１９）の間で流動する、請求項１９に記載のシステム。

Images