JP2009538652A - 変形可能なシール要素を有するコーヒーカプセル - Google Patents

Abstract

飲料を生成する物質を受容するためのポーションパッケージは、好ましくは、湾曲ベース（１１）と、このベース（１１）に一体に形成される移行領域（１２）と、この移行領域（１２）に一体に形成され且つ円錐状に延びる側壁（１３）と、この側壁（１３）に一体に形成され且つ外側に突出する縁部（１４）とを備える。ベース（１１）、移行領域（１２）、および、側壁（１３）は、物質を受容するための空所を形成する。空所（１５）は、フィルム（５）を用いて閉じることができる開口を有する。変形可能なシール要素（３）がポーションパッケージに配置される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、変形可能なシール要素を有するポーションパッケージ（一人分用パッケージ）に関する。

従来技術は、様々なそのようなポーションパッケージおよび飲料の抽出のための装置を開示する。例えば、ＥＰ０５１２４７０は、対応する装置を用いて飲料を製造するためのポーションパッケージを開示する。

しかしながら、多くのポーションパッケージおよびそれらの関連する装置は、ポーションパッケージと装置との間の緊密性を常に確保することができないという欠点を有している。これは、調製されるべき飲料の品質に対して悪影響を及ぼす。

本発明の目的は、飲料を製造するための装置およびポーションパッケージであって、ポーションパッケージと装置との間で高い流体緊密性を生み出すことができるとともに、ポーションパッケージを従来技術の装置と共に使用できる、装置およびポーションパッケージを設計することである。

本発明の更なる目的は、従来技術のポーションパッケージではなく、本発明にしたがって設計されたポーションパッケージだけを、本発明に係る装置において使用できるようにすることである。

請求項１の特徴を伴うポーションパッケージがこの目的を達成する。本発明の有利な改良点が従属請求項に示されている。

物質を受容するためのポーションパッケージは、一般に、湾曲ベースと、このベースに一体に形成される移行領域と、この移行領域に一体に形成され且つ円錐状に延びる側壁と、この側壁に一体に形成されて外側に突出するとともにフランジと称することもできる縁部とを備える。ベース、移行領域、および、側壁は、物質、特にコーヒーを受容するための空所を形成する。空所は、フィルムを用いて閉じることができる開口を有しており、例えばコーヒー粉末などの物質を注入するために使用される。本発明によれば、変形可能なシール要素がポーションパッケージに一体形成される。

変形可能なシール要素は、抽出動作前および／または抽出動作中に対応する抽出装置の押さえ付け装置および／または対向部材によって変形させることができる。変形は、押さえ付け装置と、対向部材とシール要素との間で流体密な接触を形成できるようになっている。

流体密な接触により、高圧下で物質から飲料を抽出することができる。これは、例えばコーヒー飲料が挽いたコーヒーから抽出されるべき場合に特に有益である。

シール要素の変形または圧搾は、カプセルと押さえ付け装置との間で大きな緊密性が得られるという利点を有し、例えばシール要素の弾性変形などの異なるタイプの変形よりも有利である。

押さえ付け装置が閉じられると、押さえ付け装置の下側縁部とポーションパッケージの突出縁部との間に間隔が存在する。上記間隔は好ましくは０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍの高さを有する。上記高さは、突出縁部の表面から押さえ付け装置の下側縁部の所まで延びる。

このタイプの間隔は、抽出中に生じる圧力がシール点の所まで広がることができるという利点を有する。

シール要素は、突出縁部のほぼ外縁に配置されるとともに、ロールオーバー（rollover：巻込み状）エッジの形態を成すことが好ましい。

このタイプの配置および構成により、本発明に係るポーションパッケージを、特に簡単に、したがって、費用効率が高い様態で形成することができる。

ロールオーバーエッジは、略楕円または卵形の断面形状を有する。ロールオーバーエッジには、突出縁部の外縁に第１の領域が一体に形成される。第１の領域は、丸みのある形状を有するとともに、下方、すなわち、対向部材の方向へ突出する。第１の領域には、突出縁部の表面に対して略直角に配置されるように第２の領域が一体に形成される。第２の領域には第３の領域が一体に形成され、第３の領域は丸みのある形状を有する。第３の領域には第４の領域が一体に形成され、第４の領域は第２の領域と略平行に延びる。第４の領域は、この場合、突出縁部の外縁に接続することができ、あるいは、自立することができ、あるいは、内側に丸まることができ、その場合、自由端が４つの領域によって取り囲まれる。

あるいは、第１の領域は、上方へ、すなわち、対向部材から離れるように突出することもできる。第２の領域、第３の領域、および、第４の領域の形態は、前述した様態と同じ様態で形成される。

楕円または丸い断面を有するロールオーバーエッジは、突出側縁部から、下方へ、すなわち、対向部材の方向に、好ましくは１／３まで延びるとともに、上方へ、すなわち、対向部材から離れるように、２／３まで延びる。無論、他の比率も可能であり、特に、比率が１：１となることが考えられる。しかしながら、比率が１／５〜４／５であってもよい。

ロールオーバーエッジは、０．５ｍｍ〜２．５ｍｍの高さを有することが好ましい。１．０ｍｍ〜１．８ｍｍの高さが特に好ましい。ロールオーバーエッジの幅は、０．３ｍｍ〜０．８ｍｍの範囲にあることが好ましい。０．５ｍｍ〜０．７ｍｍの幅が特に好ましい。

側壁からロールオーバーエッジまでの距離は、突出縁部またはフランジの幅にほぼ対応しており、１ｍｍ〜５ｍｍであることが好ましい。１．５ｍｍ〜３ｍｍの距離が特に好ましい。

特に、第２の領域、第３の領域、および、第４の領域は、押さえ付け装置の対応するシール領域によって変形させることができる。

この楕円または卵形の断面形状は特に容易に変形させることができ、また、抽出動作に対してプラスの効果を及ぼす良好なシール作用を得ることができる。

ロールオーバーエッジの高さは、ロールオーバーエッジの幅よりも大きいことが好ましい。この場合、高さは、押さえ付け装置の動作方向に延びている。

変形動作中、第４の領域が第１の領域の丸みのある形状の内側へ導かれることができる。これは、特に良好なシール作用をもたらす。プロセス中、ロールオーバーエッジは、変形され、すなわち、不可逆的に変形され或いは圧搾される。この場合、押さえ付け装置が取り除かれた後におけるロールオーバーエッジのその当初の形状への完全な戻りは不可能である。しかしながら、ロールオーバーエッジすなわちシール要素の変形を部分的にのみ塑性変形にすることもできる。したがって、この場合、変形は、塑性成分を有するとともに、弾性成分も有する。そのため、ロールオーバーエッジの一部は、押さえ付け装置が取り除かれた後、それらの当初の形状へ戻ることができる。

また、ロールオーバーエッジは、１つの領域のみを有するように突出領域の外縁上に一体形成することができる。この領域は、ほぼ丸みのある断面形状をとる。螺旋断面形状も考えられる。

また、シール要素は、側壁上に配置させることができるとともに、本質的にビードとして構成することができる。

更に、シール要素は、突出側縁部上に配置させることができるとともに、本質的にビードとして構成することができる。

ポーションパッケージは、アルミニウムまたはアルミニウム合金から形成されることが好ましい。また、ポーションパッケージには、その内面および／または外面に、プラスチックまたは他の材料から構成される層を設けることができる。

一般に、シール要素は、アルミニウムおよび／またはプラスチックおよび／またはゴム弾性材料から形成することができる。その場合、ポーションパッケージの一部または全体をプラスチック材料から形成することができる。例えば、シール要素は、アルミニウム支持体と、流体緊密性を高めるゴム弾性外部ライニングとから形成することができる。

ポーションパッケージは、０．０５ｍｍ〜０．１２ｍｍの平均壁厚を有することが好ましい。０．０７ｍｍ〜０．１０ｍｍの平均壁厚が特に好ましい。

ポーションパッケージは、特にポーションパッケージがアルミニウムまたはアルミニウム合金を備える場合、深絞りプロセスによって製造されることが好ましい。これは、ポーションパッケージの効率的で且つ費用効率の高い製造を可能にする。

プラスチックの場合には、ポーションパッケージを熱成形または射出成形によって形成することもできる。

ポーションパッケージ内に収容される物質からの飲料の抽出によって飲料を製造するための装置であって、その内部にポーションパッケージを挿入できる装置は、少なくとも１つの押さえ付け装置と、パンチングプレートを有する対向部材とを備える。押さえ付け装置および／または対向部材は、ポーションパッケージの一部のシール変形のための手段を備える。シール要素に対して相補的な凹部が押さえ付け装置の下側領域に配置され、および／または、シール要素に対して相補的な凹部が対向部材に配置される。しかしながら、凹部を、２つの要素のうちの一方にだけ、すなわち、押さえ付け装置または対向部材のいずれかに配置することもできる。したがって、例えばゴムリングなどの更なる要素を伴うことなくシールが行なわれる。

以下、図面を参照して、本発明を更に詳しく説明する。

抽出動作前の本発明に係る装置の要素およびポーションパッケージの典型的な実施形態を示している。 抽出動作直前の図１の典型的な実施形態を示している。 抽出動作中の図１の典型的な実施形態を示している。

図１には、本発明に係るポーションパッケージの一例、および、本発明に係る装置の一例の要素が示されている。ここでは、ポーションパッケージがコーヒーカプセルとして示されている。

コーヒーカプセル１は、コーヒー飲料の生成のための挽いたコーヒーを受容する役目を果たす。移行領域１２が湾曲ベース１１上に一体に形成される。移行領域１２には側壁１３が一体に形成される。側壁１３には外側突出縁部１４が一体に形成される。外側突出縁部４は、円形ディスクリングの形状に構成されるとともに、平らな表面を有している。外側突出縁部１４はフランジと称されてもよい。ベース１１、移行領域１２、および、側壁１３は、開口を有する空所１５を形成する。空所１５は、開口を通じて注ぐことができる物質、ここではコーヒー粉末を受容する役目を果たす。開口はフィルムを用いて閉じることができる。また、ポーションパッケージには変形可能なシール要素３が配置され、好ましい典型的な実施形態では、シール要素３が突出縁部１４の外側に配置される。ポーションパッケージは、中心軸Ａ−Ａに対して回転対称に構成される。

この典型的な実施形態では、湾曲ベースの湾曲が空所１５内へ延びている。

この典型的な実施形態において、シール要素３は、ほぼ楕円または卵形の断面形状を有するロールオーバーエッジとして構成される。ロールオーバーエッジには、突出縁部１４の外縁に、第１の領域３１が一体に形成される。第１の領域３１の断面は、略半円の丸みのある形状を有する。第１の領域は、突出縁部１４から下方へ延びている。

突出縁部１４の表面に対して略直角に延びる第２の領域３２が第１の領域３１に一体に形成される。また、第２の領域３２は突出縁部１４の上方に延びている。つまり、ロールオーバーエッジの一部が突出縁部１４の下側で延び、一方、ロールオーバーエッジの他の部分が突出縁部１４の上側で延びる。

第２の領域３２には第３の領域３３が一体に形成される。第３の領域３３の断面は、略半円の丸みのある断面形状を成している。

第３の領域３３には第４の領域３４が一体に形成される。第４の領域３４は第２の領域３２と略平行である。この典型的な実施形態では、第４の領域の端部が自立している。すなわち、第４の領域の端部は突出側縁部１４に対して接続されていない。

好ましい典型的な実施形態において、ロールオーバーエッジの高さは、ロールオーバーエッジの幅よりも大きいサイズを有している。

４つの領域３１，３２，３３，３４によって境界付けられる空所３５は、ロールオーバーエッジの記載された形態によって形成される。

本発明の装置は、例えばコーヒーなどの飲料を生成する役目を果たす。この場合、前述したコーヒーカプセル１を装置内に挿入することができる。装置は、少なくとも１つの押さえ付け装置２と、その上にコーヒーカプセル１が配置されるパンチングプレート５を有する対向部材４とを備える。

押さえ付け装置２は、対向部材４および対向部材上に配置されるコーヒーカプセル１に対して軸方向に移動できる。

この典型的な実施形態において、押さえ付け装置２は、外面２３と内面２４とを有する環状ベース面を伴う中空円筒形状を成している。下側縁部２２が押さえ付け装置２の下端を形成する。下側縁部２２には外面２３の近傍にシール領域２１が配置され、このシール領域は押さえ付け装置２内へ延びている。シール領域２１は、この場合、コーヒーカプセル１のロールオーバーエッジシールに対してほぼ相補的な形状を有しており、また、ロールオーバーエッジの変形に起因して、また、シール領域の形成によって、シール作用が得られる。シール領域２１は、中空円筒状の押さえ付け装置２の全周にわたって延びている。

対向部材４は支持面４２および凹部４１を有している。凹部４１は、コーヒーカプセル１のロールオーバーエッジシールに対して相補的な形状を有している。対向部材４の凹部４１および押さえ付け装置２のシール領域２１は、互いに対して同心的に位置合わせされる。

このとき、コーヒーカプセル１は、ロールオーバーエッジが凹部４１内に位置し且つフィルムで閉じられる開口が支持面４２上およびパンチングプレート５上に載置されるように、支持面４２上に配置される。ここでも同様に、コーヒーカプセル１は、凹部４１およびシール領域２１に対して同心的である。すなわち、コーヒーカプセルの中心軸、押さえ付け装置の中心軸、および、対向部材の中心軸は、互いに対して同心的である。

カプセルが挿入された後、押さえ付け装置が支持面４２へ向けて中心軸Ａ−Ａに沿って移動される。このプロセスでは、押さえ付け装置のシール領域２１がカプセルのロールオーバーエッジに突き当たる。これは、図２において容易に分かる。

パンチングプレート５は、特に、押さえ付け装置と共に、空所１５を閉じるフィルムを変形させる役目を果たす。また、抽出流体がカプセルに侵入できるように、コーヒーカプセルをベースの領域で穿孔する機械的要素が存在する。これらの動作は当業者に知られており、そのため、その説明は無用である。

図３は、押さえ付け装置２をその端部位置で示している。押さえ付け装置２がこの位置にある場合には、飲料をここではコーヒー粉末から抽出することができる。この図から明らかに分かるように、ロールオーバーエッジの自立している第４の領域３４は、第１の領域３１の内部の輪郭に沿って移動してしまっている。ロールオーバーエッジのこの変形は、押さえ付け装置２と対向部材４との間の流体密な接触を達成する。これは、環境に対して流体密な様態で閉じられる空間８を形成する。

同様に図３から分かるように、コーヒーカプセル１の突出縁部１４と押さえ付け装置の下側縁部２２との間には間隔７が存在する。押さえ付け装置２の下側縁部２２とコーヒーカプセル１の突出縁部１４との間の接触はない。間隔７は０．０５ｍｍｍ〜０．５ｍｍの高さを有することが好ましい。０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの高さが特に好ましい。高さは、突出縁部１４の表面から押さえ付け装置２の下側縁部の所まで延びている。

飲料の抽出中に空間を加圧することにより、空間８内の増大された圧力が、間隔７を通じて、ロールオーバーエッジシールの所まで広がることができる。当該プロセスでは、圧力がロールオーバーエッジシールの内部空間３５に入ることができる。この場合、個々の領域が外側に変形される。この変形は、押さえ付け装置２、対向部材４、および、ロールオーバーエッジの第２の領域３２と接触する機械的な外側要素（図示せず）によって制限される。この変形は特に効果的なシールを達成する。

押さえ付け装置２は、機械的手段および／または液圧手段を使用して移動可能にすることができる。好ましい例では、最初に、押さえ付け装置が、機械的なアクチュエータ、すなわち、カム、膝継手、または、他のレバー機構によって移動され、その後、最終的な液圧閉塞が行なわれる。最終的な液圧閉塞は、装置の少なくともシール領域２１および下側縁部２２を形成し且つ装置の所定の支持部に装着された可動ピストンを備える押さえ付け装置２によって得られる。

１…コーヒーカプセル、２…押さえ付け装置、３…シール要素、カプセルのロールオーバーエッジ、変形シール、４…対向部材、５…パンチングプレート、７…間隔、８…空間、１１…ベース、１２…移行領域、１３…側壁、１４…突出縁部、１５…空所、２１…シール領域、２２…下側縁部、３１…第１の領域、３２…第２の領域、３３…第３の領域、３４…第４の領域

Claims (20)

1. 飲料を生成する物質を受容するポーションパッケージであって、
   物質を受容する空所と、側壁（１３）と、前記側壁（１３）に一体形成され且つ外側に突出する縁部（１４）とを備え、前記空所（１５）が、フィルム（５）を用いて閉じることができる開口を有するポーションパッケージにおいて、
   変形可能なシール要素（３）が当該ポーションパッケージに配置されることを特徴とする、ポーションパッケージ。
2. 前記変形可能なシール要素（３）が、抽出動作前および／または抽出動作中に対応する抽出装置の押さえ付け装置（２）および／または対向部材（５）によって変形させることができ、それにより、前記押さえ付け装置（２）と、前記対向部材（５）と前記シール要素（３）との間で流体密な接触を形成できることを特徴とする、請求項１に記載のポーションパッケージ。
3. 前記押さえ付け装置（２）が閉じられると、前記押さえ付け装置（２）の下側縁部（２２）と前記突出縁部（１４）との間に間隔（７）が存在することを特徴とする、請求項１に記載のポーションパッケージ。
4. 前記間隔（７）が好ましくは０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍの高さを有し、前記高さが前記突出縁部（１４）の表面から前記押さえ付け装置（２）の下側縁部の所まで延びていることを特徴とする、請求項３に記載のポーションパッケージ。
5. 前記シール要素（３）が前記突出縁部の外縁に配置され、前記シール要素（３）が好ましくはロールオーバーエッジとして形成されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のポーションパッケージ。
6. 前記ロールオーバーエッジが略楕円または卵形の断面形状を有し、前記ロールオーバーエッジには、前記突出縁部（１４）の外縁に第１の領域（３１）が一体に形成され、前記第１の領域（３１）が丸みのある形状を有するとともに下方へ突出し、前記第１の領域（３１）には、前記突出縁部（１４）の表面に対して略直角に配置されるように第２の領域（３２）が一体に形成され、前記第２の領域（３２）には第３の領域（３３）が一体に形成され、前記第３の領域（３３）が丸みのある形状を有し、前記第３の領域（３３）に第４の領域（３４）が一体に形成され、前記第４の領域（３４）が前記第２の領域（３２）と略平行に延び、前記第４の領域（３２）が前記突出縁部の外縁に接続され或いは自立していることを特徴とする、請求項５に記載のポーションパッケージ。
7. 前記ロールオーバーエッジが略楕円または卵形の断面形状を有し、前記ロールオーバーエッジには、前記突出縁部（１４）の外縁に第１の領域（３１）が一体に形成され、前記第１の領域（３１）が丸みのある形状を有するとともに上方へ突出し、前記第１の領域（３１）には、前記突出縁部（１４）の表面に対して略直角に配置されるように第２の領域（３２）が一体に形成され、前記第２の領域（３２）には第３の領域（３３）が一体に形成され、前記第３の領域（３３）が丸みのある形状を有し、前記第３の領域（３３）に第４の領域（３４）が一体に形成され、前記第４の領域（３４）が前記第２の領域（３２）と略平行に延び、前記第４の領域（３２）が前記突出縁部の外縁に接続され或いは自立していることを特徴とする、請求項５に記載のポーションパッケージ。
8. 前記第２の領域（３２）、前記第３の領域（３３）、および、前記第４の領域（３４）が、前記押さえ付け装置（２）の対応するシール領域（２１）によって変形させることができることを特徴とする、請求項６または７に記載のポーションパッケージ。
9. 前記ロールオーバーエッジの高さがその幅よりも大きいことを特徴とする、請求項６〜８のいずれか一項に記載のポーションパッケージ。
10. 変形動作中、前記第４の領域（３４）が前記第１の領域（３１）の丸みのある形状の内側へ導かれることを特徴とする、請求項６〜９のいずれか一項に記載のポーションパッケージ。
11. 前記ロールオーバーエッジが前記突出縁部（１４）の外縁上に一体に形成され、前記ロールオーバーエッジが１つの領域（４１）を有し、この１つの領域（４１）がほぼ丸い断面形状をとることを特徴とする、請求項５に記載のポーションパッケージ。
12. 前記ロールオーバーエッジが前記突出縁部から上方および／または下方へ延びることを特徴とする、請求項１１に記載のポーションパッケージ。
13. 前記シール要素（３）が、前記側壁（１３）上に配置されるとともに、本質的にビードとして構成されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のポーションパッケージ。
14. 前記シール要素が、突出側縁部（１４）上に配置されるとともに、本質的にビードとして構成されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のポーションパッケージ。
15. アルミニウムまたはアルミニウム合金から形成されることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のポーションパッケージ。
16. 内面および／または外面に、プラスチックから構成される層が設けられることを特徴とする、請求項１５に記載のポーションパッケージ。
17. ポーションカプセルが０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍの平均壁厚を有することを特徴とする、請求項１〜１６のいずれか一項に記載のポーションパッケージ。
18. ポーションパッケージを製造するための方法であって、ポーションカプセルが深絞りプロセスによって製造されることを特徴とする、方法。
19. ポーションパッケージ内に収容される物質からの飲料の抽出によって飲料を製造するための装置であって、その内部にポーションパッケージを挿入できるとともに、少なくとも１つの押さえ付け装置（２）と、パンチングプレート（５）を有する対向部材（４）とを備え、前記押さえ付け装置（２）および／または前記対向部材（４）がポーションパッケージのシール要素を変形させるための手段を備える装置において、
    前記シール要素に対して相補的な凹部（２１）が前記押さえ付け装置（２）の下側領域に配置され、および／または、前記シール要素に対して相補的な凹部（４１）が前記対向部材に配置され、前記凹部がポーションパッケージのシール変形を引き起こすことを特徴とする、装置。
20. 飲料を抽出するための請求項１９に記載の装置内での請求項１に記載のポーションパッケージの使用。

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