JP2016524499A - 飲料調製用カプセル - Google Patents

Abstract

本発明は、少なくとも１つの区画（３４）内に少なくとも１つの前駆原材料を収容するように構成された、食品又は飲料調製用容器（１１）であって、少なくとも１つの加圧された混合材料供給源を有する食品又は飲料調製マシン（１）と結合するための注入壁（１７）を含み、それにより、混合材料を前駆原材料と混合することによって、食品又は飲料生成物が容器（１１）内で調製され、容器（１１）は、少なくとも１つの食品又は飲料送出壁（１６、３７）をさらに含む、容器（１１）において、注入壁（１７）は、容器（１１）を混合材料供給源に接続し、容器と混合材料供給源との間に流体連通を確立するのに適した外方に拡張可能な接続手段（１８、１９、２０）を含むことを特徴とする、容器（１１）に向けられる。【選択図】図１２

Description

本発明は、食品又は飲料調製用の容器（ｃｏｎｔａｉｎｅｒ）に関し、この容器は、食品又は飲料を調製するために容器の内容物と混合される、加圧された水供給源などの加圧された材料供給源に接続するように設計される。

容器内に収容される前駆原材料（ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ ｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔ）を、食品又は飲料調製マシン内に収容される加圧された供給源から供給される混合材料（ｍｉｘｉｎｇ ｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔ）と混合することによる食品又は飲料調製の分野である。

以下の説明において、混合材料の供給源は、加圧された水供給源であると考えられる。こうした限定は、本発明の範囲の限定であると理解すべきではない。本明細書において説明され、特許請求される容器は、混合材料の他の供給源と共に用いることができる。

また、本説明の残りの部分では、単純化するために、本発明の容器は、例えば飲料カプセルなどの飲料容器であると考えられる。この場合も、これを本発明の範囲の厳密な限定であると理解すべきではない。本発明の容器は、カプセル以外の別のタイプのものとすることができ、例えば、軟質パッド、ポッド、小袋（ｓａｃｈｅ）、剛性又は半剛性カートリッジ、又はこれらの組み合わせとすることができる。本発明の容器は、プラスチック、紙、ボール紙、金属若しくは合金、ガラス、合成若しくは天然ゴム若しくはエラストマー、又はこれらの組み合わせのような、いずれかのタイプの材料で作製することができる。材料は、少なくとも湿気及び酸素に対してバリア性（ｂａｒｒｉｅｒ ｐｒｏｐｅｒｔｙ）を有する、費用対効果が高く環境に優しい材料から選択されることが好ましい。本発明の容器内に収容される前駆原材料は、食品又は飲料生成物を調製するためのいずれかのタイプのものとすることができる。以下において、飲料容器をより詳細に説明する。しかしながら、本発明の原理は、それが、例えば、これらに限定されるものではないが、アイスクリーム、ポタージュ、スムージー、料理用生地、クルトンなどの固体要素を含むスープ、又はさらにペストリーなどの完全固形食品のように、飲料であろうと、又は半固形食品であろうと、又は固形食品であろうと、食用調製品の調製のためのあらゆる容器に適用することができる。

一般に、食品又は飲料調製マシンは、食品科学及び消費財の分野においてよく知られている。そうしたマシンは、消費者が家庭で、所与のタイプの食品又は飲料、例えばエスプレッソ若しくは淹出式コーヒーカップ（ｂｒｅｗ−ｌｉｋｅ ｃｏｆｆｅｅ ｃｕｐ）等のコーヒーベースの飲料、又はその他のタイプのチョコレート、茶、スープ等のような飲料を調製できるようにする。

今日、家庭用の飲料調製のための殆どの飲料調製マシンは、小分けされた飲料調製用原材料を収容することができるマシンで構成されたシステムを含む。そうした小分けは、軟質ポッド若しくはパッド、又は小袋（ｓａｃｈｅ）とすることができるが、ますます多くのシステムは、剛性ポッド又はカプセルなどの半剛性又は剛性の小分けを使用する。

マシンは、前述のカプセルを収容するためのレセプタクル又はキャビティと、好ましくは水である流体を圧力下でカプセルの中に注入するための流体注入システムとを含む。本発明による、コーヒー飲料の調製のためにカプセル内に圧力下で注入される水は、高温、すなわち７０℃を上回る温度であることが好ましい。しかしながら、幾つかの特定の例においては、周囲温度であっても、又は冷水であってもよい。カプセル内容物の抽出／溶解の際のカプセルチャンバ内部の圧力は、典型的には、溶解生成物に関しては約１バール〜約８バールであり、焙煎して挽いたコーヒーの抽出に関しては約２バール〜約１２バールである。そのような調製プロセスは、特に茶及びコーヒーの場合の飲料調製のいわゆる「淹出（ｂｒｅｗｉｎｇ）」プロセスは、淹出が流体（例えば熱水）による原材料の長時間の煎じ出しを伴う一方で、この飲料調製プロセスは、例えばコーヒーなどの飲料を消費者が数秒以内で調製するのを可能にするという点で、大きく異なる。

閉じたカプセルの内容物を圧力下で抽出及び／又は溶解する原理は既知であり、また、典型的には、マシンのレセプタクル又はキャビティ内にカプセルを挿入し、通常マシン上に取り付けられた流体注入針等の穿孔注入要素を用いてカプセルの面を穿孔した後、所定量の加圧水をカプセル内に注入してカプセル内に加圧環境を形成し、物質を抽出又は溶解し、その後、カプセルを通じて抽出した物質又は溶解した物質を解放することから成る。この原理の適用を可能にするカプセルは、例えば、本出願人の欧州特許第１４７２１５６Ｂ１号及び欧州特許第１７８４３４４Ｂ１号に既に記載されている。

この原理の適用を可能にするマシンは、例えば、スイス国特許第６０５ ２９３号及び欧州特許第２４２ ５５６号に既に記載されている。これらの文献によれば、マシンは、カプセル用のレセプタクル又はキャビティと、末端領域に少なくとも１つの液体注入オリフィスを含む中空針の形態で作製された穿孔及び注入要素とを含む。針は、一方で針がカプセルの上部を開口し、他方で針がカプセル内への水の入口チャネルを形成するという点で、二重機能を有する。

マシンは、カプセル内に収容される原材料を圧力下で溶解し及び／又は煎じ出し及び／又は抽出するために用いられる流体を貯蔵するための流体タンク（殆どの場合、この流体は水である）をさらに含む。マシンは、内部で使用される水を作動温度（従来、最大８０〜９０℃の温度）まで加温することができる、ボイラ又は熱交換器等の加熱要素を含む。最後に、マシンは、水をタンクからカプセルに、随意的に加熱要素を通して流通させるためのポンプ要素を含む。水がマシン内で流通する方法は、例えば、本出願人の欧州特許出願公開第２１６２６５３Ｂ１号に記載されるタイプの蠕動弁などの選択弁手段によって選択される。

調製される飲料がコーヒーである場合、コーヒーを調製するための１つの興味深い方法は、内部に注入された熱水で抽出される焙煎して挽いたコーヒー粉末を収容するカプセルを消費者に提供することである。

多くの場合、マシンは、該マシンの対応するキャビティ又はレセプタクルに挿入し、そこから除去することを意図したカプセルを保持するためのカプセルホルダを含む。カプセルホルダがカプセルに搭載され、カプセルホルダが機能的な方法でマシンに挿入されると、上述のように、マシンの注水手段がカプセルに流体接続して、食品調製のために水を内部に注入することができる。カプセルホルダは、例えば、本出願人の欧州特許第１９６７１００Ｂ１号に記載されていた。

殆どの食品又は飲料容器（例えば、カプセル）は、容器が機能的構成でマシン内に挿入されると移動可能な、より正確には容器に向けて移動される、カプセル内に混合材料（例えば、水）を注入するための手段を含む食品及び飲料調製マシンと共に機能するように設計される。典型的には、容器（例えば、カプセル）が内部に挿入された後、こうしたマシンの注入手段が移動され、マシンが閉じられる。そうした構成において、マシンの注入手段は、カプセルの搭載に用いられる区画内に突出する。そうした流体接続の原理が働き、一般的に用いられるが、この原理は、中でもカプセルとマシンとの間の境界面において適切で確実な漏れ防止性（ｌｅａｋｔｉｇｈｔｎｅｓｓ）を保証することに伴う、いくらかの問題をもたらす。その理由は、カプセルが、通常、薄壁で製造され（環境保護及び費用上の理由で）、そこに外圧がかけられると容易に変形し得るためである。マシンの注入手段がカプセルに向けて動かされると、カプセルは、僅かであっても変形する傾向があり、これによりチャネルの漏れがもたらされる。こうした漏れの危険性のために、漏れ防止性を保証するためのカプセル及びマシンの付加的な技術的設計及び強化が必要となるが、その導入は費用がかかり、複雑である。

さらに、本出願人の欧州特許第１７８４３４４Ｂ１号、又は欧州特許出願第２０６２８３１号に記載され、特許請求されているカプセルは、食品調製、特に飲料調製用のこのような用途のために開発されたものである。

簡単に言えば、こうしたカプセルは、一般的に、
中空本体、並びに液体及び空気を透過せず、本体に取り付けられ、例えばマシンの注入針によって穿刺されるように構成されたる注入壁と、
抽出される焙煎して挽いたコーヒーの層（ｂｅｄ）、又は可溶性原材料若しくは可溶性原材料の混合物を収容するチャンバと、
カプセルの下端部に配置され、チャンバ内の内圧を保持するためにカプセルを密封するアルミニウム膜と、
を含む。

アルミニウム膜は、カプセルと一体であるか、又は例えばマシンのカプセルホルダ内など、カプセルの外側に配置された穿孔手段で穿孔されるように設計される。

穿孔手段は、チャンバ内の内圧がある所定の値に達すると、アルミニウム膜に供給用穴を穿孔するように構成される。

また、随意的に、このカプセルはさらに、流体の噴射を中断して、カプセル内に注入される流体の噴射速度を低下させ、流体を低下した速度で物質の層にわたって分散させるように構成された手段を含むことができる。

多くの食品及び飲料調製システムにおいて、幾つかのタイプの容器（カプセルなど）を同じマシンで使用することができる。一部のカプセルは、固定した前駆原材料（例えば、焙煎して挽いたコーヒー）の煎じ出しに使用することができ、これを通って混合材料（例えば、熱水）が流れる。一部の他のカプセルはまた、熱水のような混合材料と混合することによって溶解される、可溶性ミルク又はチョコレート粉末などの可溶性の前駆原材料を含むこともできる。

特に、カプセル内に収容される前駆原材料が可溶性である場合、カプセル内に大きなヘッドスペースを組み込み、マシンからカプセル内に注入された混合材料（好ましくは、液体である）が、カプセル内に収容された前駆原材料と適切に混合され得ることを確実にする必要がある。そのような適切な混合は、カプセル内での原材料の旋回運動によって保証される。旋回運動は、カプセル内に十分な空間を必要とする。

既知の解決法では、混合プロセスを実施するのに十分なヘッドスペースを与えるために、前駆原材料の収容に厳密に必要な容積をはるかに上回るように、カプセルの容積を拡大する必要がある。しかしながら、カプセルがより大きくなると、カプセルを作製するのに付加的なパッケージ材料が必要になる。これは、利便性、費用、及び環境保護上の理由から望ましくない。従って、カプセル内のヘッドスペースは無駄な容積であると考えられ、できる限り回避する必要がある。

従って、本発明の目的は、既知の食品及び飲料容器並びにシステムの欠点をなくす容器を提供することである。

上述の目的は、少なくとも１つの区画内に少なくとも１つの前駆原材料を収容するように構成され、少なくとも１つの加圧された混合材料供給源を有する食品又は飲料調製マシンに結合するための注入壁を含む、食品又は飲料調製用容器であって、混合材料を前駆原材料と混合することによって、容器内で食品又は飲料生成物が調製され、容器は少なくとも１つの食品又は飲料送出壁をさらに含む、容器において、注入壁は、容器を混合材料の供給源に接続し、容器と混合材料の供給源との間に流体連通状態を確立するのに適した外方に拡張可能な接続手段を含むことを特徴とする、容器によって対処される。

カプセルをマシンに向けて拡張させることによって、カプセルとマシンとの間の流体接続が行われるという事実のために、望ましくない変形及び漏れをもたらし得る、流体接続が確立される境界面において圧縮力がカプセルにもたらされず、カプセルの拡張が制御され、従って、カプセルとマシンとの間の境界面における流体接続は漏れ防止性である。

外方に拡張可能な接続手段は、引裂き又は破壊を伴わずに外向き推力によって弾性的又は塑性的に外向きに変形され得る注入壁の少なくとも１つの伸張可能な部分、又は少なくとも１つの展開可能な蛇腹式部分のいずれかを含むことができる。

本発明の非常に好ましい実施形態において、変形は弾性変形であり、容器に適用される外向き推力が停止すると、容器の変形した部分はその初期位置（静止位置）に戻る。

有利なことに、拡張可能な接続手段は、
（ｉ）容器と供給源との間に流体連通が確立されると、少なくとも１つの混合材料供給源から容器の内部に向けて混合材料を案内するための接続開口部と、
（ｉｉ）初期容積の１％から２００％までの間、好ましくは２％から１００％までの間、より好ましくは５％から８０％までの間の増大で外方に拡張することが可能な、容器の拡張可能な壁部分と、
（ｉｉｉ）拡張可能な部分に隣接し、拡張可能な壁部分を拡張させることが可能なマシンの拡張アクチュエータと協働するように構成されたキャッチ手段と、
を含む。

この場合、拡張可能な壁部分は、接続開口部を囲む円形区域であることが好ましい。

さらに、接続開口部は、好ましくは、注入壁から外方に延びる円筒の形状を有し、より好ましくは、接続手段は、接続開口部を密封するための、拡張可能な壁部分に隣接する壁をさらに含み、この壁は少なくとも湿気及び酸素に対してバリアを有する材料で作製され、バリア壁は、加圧された混合材料供給源によって開口可能である。

後者の場合、バリア壁は、加圧された混合材料供給源の穿孔要素による穿孔、又は代替的に加圧された混合材料によって及ぼされる圧力による引裂きにより、開口可能である。

キャッチ手段は、剛性の溝部又は磁性面を含むことができる。キャッチ手段は、接続開口部を取り囲み、その境界を定めることが好ましい。

本発明の好ましい実施形態において、容器は、食品又は飲料用カプセルである。

容器は、好ましくは、側壁、底壁を有する剛性の本体を含み、側壁は、注入壁が取り付けられる外周縁を有する上部開口部を定める。

また、容器は、１つ又は幾つかの開口部を有する剛性又は半剛性プレートをさらに含み、プレートは、漏れを防止するように周縁に取り付けられ、注入壁に隣接し、注入壁の下に配置され、かつ、容器の接続開口部の密閉に適したプラグ手段をさらに含むことが非常に好ましい。そうしたプラグは、特に、接続手段の変形が弾性である（すなわち、外向き推力が解放されたときに可逆的である）場合、使用した後、漏れを防止するように容器を再密閉できることを保証する。これは、容器とマシンとの間の接続が解除された後、一部の生成物が圧力下で容器内に残った場合に、生成物が接続開口部を通して戻る又は漏れる危険性を除去する。

本発明は、少なくとも１つの前駆原材料を収容する、上述のような容器から食品又は飲料を調製するための方法であって、
（ｉ）容器を、加圧された混合材料供給源を有する食品又は飲料マシンに挿入するステップと、
（ｉｉ）容器と供給源との間に流体接続を確立するステップと、
（ｉｉｉ）混合材料を容器内に導入し、混合材料を前駆原材料と混合して、食品又は飲料生成物を生成するステップと、
（ｉｖ）食品又は飲料生成物を、容器の送出壁を通して消費者に送出するステップと、
を含む、方法において、
容器と加圧された混合材料供給源との間の接続は、容器の拡張可能な接続手段を外方に拡張させることによって行われることを特徴とする、方法にさらに向けられる。

本発明の好ましい実施形態において、容器の接続手段の拡張は、容器のキャッチ手段を、マシンの拡張アクチュエータに機械的に接続し、次いで、アクチュエータを作動させて外向き推力を拡張可能な接続手段に適用し、容器の接続開口部が、加圧された混合材料供給源と漏れ防止性の流体連通をもたらすように行われる。

さらに、容器の接続手段の拡張は、引裂き又は破壊を伴わずに外向き推力によって弾性的又は塑性的に外方に変形され得る注入壁の少なくとも１つの部分を伸張させること、或いは、引裂き又は破壊を伴わずに外向き推力によって弾性的又は塑性的に外方に変形され得る注入壁の少なくとも１つの蛇腹式部分を展開させることのいずれかによって行うことができる。

本発明のさらなる特徴及び利点は、図面を参照して以下で述べる現時点で好ましい実施形態の説明に記載されており、また、そこから明らかであろう。

マシン及びカプセルを含む食品又は飲料調製システムの概略斜視図である。 本発明の第１の実施形態によるカプセルの概略側面切断図である。 図２に示されるカプセルの分割図である。 本発明の第２の実施形態によるカプセルの概略側面切断図である。 図４に示されるカプセルの分割図である。 食品又は飲料マシン内への、第１の実施形態によるカプセルの導入を示す概略側面切断図である。 図６に類似した概略切断斜視図である。 図６に類似した概略切断斜視図である。 食品又は飲料調製マシン内に封入された、本発明の第１の実施形態によるカプセルの概略切断側面図である。 マシンの加圧された流体源に接続するために、カプセルがどのように拡張されるかを示す概略切断側面図である。 マシンの加圧された流体源に接続するために、カプセルがどのように拡張されるかを示す概略切断側面図である。 マシンの加圧された流体源に接続するために、カプセルがどのように拡張されるかを示す概略切断側面図である。 本発明の第２の実施形態によるカプセルがどのようにマシン内に導入されるかを示す。 図１３のカプセルを通して導入され、内部に収容された前駆原材料と混合するための混合材料の流路を示す。 図１３及び図１４のカプセルが、マシンからどのように取り出されるかを示す。

ここで図面を参照して、本発明による容器の２つの実施形態を詳細に説明する。これら２つの実施形態において、容器は、飲料調製マシンで用いる飲料カプセルであると考えられる。カプセルは、前駆原材料、典型的には、焙煎して挽いたコーヒー粉末を収容する。図１に示されるように、マシン及びカプセルは、飲料調製システムを構成する。

図１に示されるように、マシン１は、マシン本体２と、混合材料、例えば水などを収容するように構成され、補充するためにマシン本体２から取り外すことができるリザーバ３とを含む。本体２は、オン／オフ押しボタン４を含む。マシン１は、抽出ヘッド５をさらに含む。このヘッド５は、２つのボタン６（一方は熱い飲料の選択用、他方は冷たい飲料の選択用）の形態をとる熱湯又は冷水用の水温セレクタと、ロック用レバー７と、カプセルホルダ８を挿入するための開口部とを含む。マシン１は、抽出ヘッドの下にカップを保持するためのカップトレイ９をさらに含む。マシンは、例えば、供給される飲料の容積を選択するためのセレクタホイール、並びに、飲料調製設定についてのデータが表示されるスクリーンを含む制御パネル１０をさらに含む。カプセルホルダ８は、カプセル１１を受けるように構成される。

マシンは、リザーバ内に保持されている水を、抽出ヘッドに向けて運ぶ流体管システム及びポンプを含み、抽出ヘッドで、水がカプセル内に注入される。随意的に、マシンのリザーバと抽出ヘッドとの間に配置されたマシンの加熱要素又は冷却要素を通って、混合流体を運ぶことができる。水は、加圧された供給源としてカプセルに送出される。換言すれば、加圧された流体源は、流体リザーバ、流体ポンプ、及び随意的に流体を加熱又は冷却するための装置を含む飲料調製マシンにより構成される。

一般に、本発明の文脈において、「加圧された」混合材料（例えば、水）の供給源とは、供給源が、混合材料の流れを強制的にカプセルに向ける圧力を発生させる要素を含むことを意味する。しかしながら、カプセル区画内の混合材料の相対圧力は、必ずしも大気圧を上回るとは限らない。しかしながら、混合材料は、好ましくは、１バールから２０バールまでの間、より好ましくは２バールから１２バールまでの間に含まれる、カプセル内の相対圧力にある。

以下に説明されるように、マシン１は、前駆原材料カプセルを保持するのに適している。以下の説明において、カプセル内に収容される前駆原材料は、焙煎して挽いたコーヒー粉末（記載される第１の実施形態）であるか、又は代替的に、混合材料（水）と混合することによって溶解される可溶性粉末であると考えられる。

飲料カプセル１１の第１の実施形態が、図２及び図３に示される。カプセル１１は、ポリプロピレン又はポリエチレンなどの剛性又は半剛性の熱塑性性物質で作製されたカプセル本体２を含む密閉されたカプセルである。「密閉された（ｃｌｏｓｅｄ）」とは、少なくとも、固体、粉末、ゲル及び液体に対して耐密のカプセルを意味する。カプセル本体１２は、概ね円筒形又は切頭形状を有する。材料はまた、例えば、セルロース系繊維、又は澱粉を含有する材料などの生分解性材料から作製することもできる。製造プロセスは、熱成形又は射出とすることができる。製造プロセスはまた、例えば、湿気及び酸素バリア性を有するフィルムラベルを用いて特定のバリア性を有するカプセルを提供するように、インモールド・ラベリング（ｉｎ−ｍｏｌｄ ｌａｂｅｌｌｉｎｇ）を伴うこともできる。カプセルを作製するためのそうしたインモールド・ラベリング・プロセスは、一般に、本出願人の欧州特許第２５５９６３６Ａ１号に記載されている。そうしたインモールド・ラベリング・プロセスで作製されたカプセルが図２及び図３に示されており、ここで、カプセル本体１２は、注入されたプラスチックで作製された外側シェル１３と、湿気及び酸素バリア性を有するラベルである内側シェル１４とを含む。ラベル１４は、インモールド・ラベリング成形され、カプセルの上部を密閉する上部フィルム・バリア１５及びカプセル１１の下部供給開口部を密閉する底部バリア層１６のような、バリア性を有するカプセルの他の要素の上に重なる。そうしたカプセルのバリア要素の間の重なりは、湿気及び酸素に対する適切なバリア性が達成されることを保証し、このことは、貯蔵の際、カプセル内に収容された混合材料を、その官能特性の酸化及び劣化から保護する。バリア性は、単一の層若しくは複数の層を有するバリア熱塑性性フィルム、又はアルミニウム、又は、紙、又はこれらの組み合わせなどのいずれかの種類の適切な材料で達成することができる。

カプセル本体１２は、上部及び下部開口部を含む。カプセル本体の上部開口部は、上部注入壁１７、及び、好ましくは注入壁１７とカプセル内部との間に配置される上部フィルム・バリア１５によって密閉される。図２に示されるように、上部注入壁１７は、カプセル本体の上周縁上に溶接される。

本発明によれば、図２及び図３に示されるように、注入壁１７は、カプセルを混合材料の供給源（すなわち、マシン）に接続し、容器とマシンとの間の流体連通を確立するのに適した外方に拡張可能な接続手段を含む。接続手段が拡張すると、カプセル１１が開口し、混合流体（例えば、水）が圧力下でカプセル区画に入ることが可能になる。以下の説明において、接続手段の少なくとも一部を外方に伸張させることによって、拡張が達成されると考えられる。

伸張は、
弾性的とすることができ（すなわち、材料の弾性変形区域において行われ、伸張力が解放されると、材料は実質的にその初期位置に戻ることが可能である）、又は、
恒久的とすることができ、ひとたびカプセルが接続されると、カプセルの伸張された部分は恒久的に変形される。そうした場合、恒久的変形は、使用済みのカプセルを再利用できないことを確実にする。

ここで説明される実施形態において、伸張は弾性的である。

さらに、外方に伸張可能な接続手段は、
（ｉ）カプセルとマシンとの間に流体連通が確立されると、水をマシン１からカプセル１１の内部に向けて案内するための接続開口部１８と、
（ｉｉ）初期容積の５％から８０％までの間の増加と共に外方に拡張され得るカプセルの伸張可能な壁部分１９と、
（ｉｉｉ）伸張可能な部分１９に隣接し、拡張可能な壁部分を拡張させることができるマシン１の拡張アクチュエータ２１と協働するように構成されたキャッチ手段２０と、
を含む。

この場合、図３に示されるように、伸張可能な壁部分１９は、接続開口部を囲む円形区域である。

さらに、接続開口部１８は、注入壁から外方に延びる円筒形の形状を有する。

キャッチ手段は、剛性の溝部２０を含む。図２及び図３に示されるように、キャッチ用溝部２０は、接続開口部１８を囲み、その境界を定める。

図２及び図３に示される本発明の第１の実施形態において、水がマシンにより圧力下でカプセル内に注入されると、典型的には、カプセルの内部区画内での内圧上昇の影響下で、外部穿刺機構（「外部」とは、「カプセル自体の部分ではない」ことを意味する）に対して底部バリア層１６を引き裂くこと、又は一般的に破断することによって、カプセルの底部が開口する。カプセル区画内の内圧の影響により、底部層１６が押圧され、穿刺機構に対して外方に撓み、それにより層１６が開口し、従ってカプセルの内容物の供給が可能になる。

本発明のこの第１の実施形態によるカプセル１１は、焙煎して挽いたコーヒー粉末に適している。コーヒー集合体（ｍａｓｓ）の効率的で均一な濡れを可能にし、かつ、コーヒーの抽出が最適化されるのを保証するために、カプセル１１は、幾つかの水分配用開口部２２を有する剛性プレート２１をさらに含む。プレート２１は、漏れを防止するようにカプセル本体１２の上周縁に取り付けられ、注入壁１７に隣接してその下に配置される。

図２にさらに示されるように、プレート２１はまた、カプセルの接続開口部１８を密閉するのに適したプラグ突出部２３を含む。そうしたプラグ２３は、特に接続手段の変形が弾性的である（すなわち、外向き推力の解放時に可逆的である）場合、使用後にカプセル１１が、漏れを防止するように再密閉可能であることを保証する。これは、容器とマシンとの間の接続が解放された後、一部の生成物が容器内で圧力がかけられたままである際の、接続開口部を通した生成物の再放出（ｒｅｓｕｒｇｅｎｃｅ）又は漏れの危険性を除去する。密閉プラグ２３の機能は、以下でさらに説明される。一般に、プラグ２３は、その外径が、接続開口部１８の内径に実質的に対応する（機能的遊びのための余裕をもった状態で）上向きに延びる円筒形状を有する。或いは、プラグ２３の外径は、接続開口部１８の内径より大きくすることができるが、上部注入壁１７の伸張可能区域を超えて延びることはできない。後者の代替案において、例えば図２に示されるように、プラグ２３のシール効果は、注入壁１７の下面に対する接触によって得られる。

重要なことには、容器（例えば、カプセル）と加圧された混合材料（例えば、水）の供給源との間の流体接続は、容器が拡張アクチュエータに機械的に接続されたときに、又はその後に行うことができる。例えば、流体接続は、容器の拡張可能部分が拡張した後に、又はさらに後に、流体源が圧力下に置かれたときに（マシンポンプの効果によって）行うことができる。

飲料カプセル１１の第２の実施形態が、図４及び図５に示される。本実施形態におけるカプセルの一般的な構造は、上述した第１の実施形態と同様である。２つの主な差異は、第１に分配器プレート２１に関し、第２に底部バリア層１６の開口を行う破断（ｒｕｐｔｕｒｅ）手段に関する。

図４及び図５に示されるように、この第２の実施形態による分配器プレート２１は、単一の分配器開口部２２を含む。この単一の開口部２２は、カプセル内部に強力な水の噴射を生成し、これにより、カプセル区画全体にわたる水の旋回流が形成される。こうした旋回効果は、可溶性粉末と水との間の混合及び溶解を改善するのに特に有利であり、場合によっては、カプセル内で生成された飲料生成物のエアレーション（ａｅｒａｔｉｏｎ）を生成するのにも役立ち、所望される場合（例えば、ミルク生成物、スムージー、又は冷茶において）、満足のいくクリーム状のエアレーションされた泡状テクスチャを与える。

底部バリア層１６の開口を行う破断手段は、上述した第１の実施形態による外部機構の代わりに、カプセルに統合される。そうした破断手段が図５に示され、スパイク又はブレードの形状を有する、一連の上向きの組み込まれた突出部２４を含む。これらの破断用突出部は、カプセル内の水圧が増大したときに（内部に収容される可溶性粉末との溶解のためにカプセル内に水が注入される間）、上に位置するバリア層１６を破断する若しくは引き裂く、又は穿孔する効果を有する。所定の圧力において、バリア層１６が撓み、スパイク又はブレード２４に押圧されると、カプセルが開口する。

本発明は、さらに、上述のような容器から食品又は飲料を調製するための方法に向けられる。本方法は、以下に列挙され、説明されるステップを含む。

第１に、図６に示されるように、本発明によるカプセルが、加圧された混合材料の供給源を有する食品又は飲料マシンに挿入される。より正確には、カプセル１１は、引き出しに似た、マシン１の主本体から取り外し可能な又は半取り外し可能なカプセルホルダ２５内に搭載される。

ひとたびカプセル１１がカプセルホルダ２５内に搭載されると、図７に示されるように、カプセルホルダは、マシン１の抽出ヘッド内に挿入される。図７に示されるように、マシンは、突刺プレートの少なくとも一部分の表面を覆う、一連の破断用突出部（例えば、スパイク）２４の形態の突刺機構を保持するプレート２６を含む。プレート２６は、マシンの残りの部分に可動に取り付けられ、その前端２７が押し付けられると、水平方向に摺動することができる。その場合、プレート２６がマシン本体内に摺動し、押し付け効果が解放されると、最初の「伸長」位置に戻る。

上述のようなカプセルの第１の実施形態において、カプセルの高さは、カプセルの下部がカプセルホルダの保持用本体の近傍を超えて延びないものである。従って、カプセルを搭載したカプセルホルダがマシン内に挿入されたとき、カプセルはプレート２６の前端２７と接触しないので、図８に示されるように、マシンの突刺プレート２６は動かされない。さらに、カプセルホルダ２５がマシン１内に挿入されると、図８及び図９に示されるように、カプセル１１のキャッチ用溝部２０が、マシン拡張アクチュエータ２９の対応するキャッチ用溝部２８と接触し、これに機械的に接続する。

その後、第２に、図１０の矢印に示されるように、マシンの保持リング３０を下向きに動かし、それにより、カプセルの円形周辺区域においてカプセル１１の上面が押圧され、接続及び飲料調製プロセス中、カプセルがその周辺部の周りにしっかりと維持され、容器の拡張可能な接続手段が外方に拡張し、容器と供給源との間に流体接続が確立されることによって、カプセル１１と加圧された水供給源との間の接続が行われる。次いで、図１１に矢印で示されるように、マシンの拡張アクチュエータ２９を、カプセルの接続開口部１８が加圧された水供給源の出口３１と漏れ防止性の流体連通状態になるまで上向きに移動させることによって、カプセルの拡張が行われる。このアクチュエータ２９の上向き運動の間、カプセルの伸張可能な部分１９に外向き推力が印加され、それにより、これを破壊することも又は引き裂くこともなく、部分１９が弾性的に伸張される。或いは、材料に加えられる変形は、塑性的（すなわち、恒久的）変形の範囲内とすることができる。そうした場合、使用中にカプセルが損傷し、最初の使用時にカプセルに施される恒久的変形は、キャップ産業において不正開封防止機能として知られるものに類似した不正開封防止手段として働く。

さらに、図１１に示されるように、マシンの水供給源の出口３１とカプセルの接続開口部１８との間の接続により、上部フィルム・バリア１５が破壊される。このバリア層１５の位置に応じて、カプセル１１とマシン１との間の接続中、バリア層が破壊されることがある、又は代替的に、バリア層は、加圧された水がカプセル内に注入された後にのみ、開口し得る。いずれの場合も、バリア層は、これに印加される圧力（出口３１によって又は加圧された水自体によって印加される圧力）により機械的に引き裂かれて開口することが好ましい。バリア層１５が引き裂かれて開口する方法は、図１２により詳細に示される。

図１２では、水の注入中、マシンとカプセルとの間で加圧された水が漏れないことを保証するために、出口３１又はカプセル接続開口部１８の内面のいずれかに取り付けられたシール・リング３２が、出口２９とカプセル１１の接続開口部１８との間にどのように配置されるかも示される。

カプセル１１が図１２に示されるように拡張されると、ヘッドスペース３３が、カプセルの上壁１７と分配器プレート２１との間に生み出されるので、カプセルの容積が増大する。このカプセルの拡張構成において、上述した接続開口部１８の下部とプラグ２３との間に距離が生じ、従って、マシンからカプセル区画内部に向かう水のために、流路が解放される。

従って、本発明は、前駆体と混合材料の混合プロセスが行われるときに、適切なヘッドスペースをカプセルに与えるための優れた解決法である。マシンへの接続のためにカプセルの拡張中に生じたヘッドスペースは、追加のヘッドスペースとしてもよく（すなわち、カプセルは、マシンに接続され拡張される前に、既にヘッドスペースを含んでいる）、又は、カプセルの拡張時に全面的に生成されるヘッドスペースとしてもよい（すなわち、拡張される前に、カプセルは実際のヘッドスペースを含まず、前駆原材料で完全に充填されている）。ヘッドスペースとは、カプセルの内部容積の近傍内の空の容積を意味し、この空の容積は、ガス、例えば空気、中性ガス、又はこれらの組み合わせのみで充填される。

次に、第３に、図１２に示されるように、カプセル内に水が導入される。水の流路は矢印で示され、水は、マシンの出口３１から、上壁１７と分配器プレート２１との間のヘッドスペース３３内に入り、次いで分配用開口部２２を通り、カプセル区画２３内へと流れ、そこで前駆原材料（例えば、焙煎して挽いたコーヒー又は可溶性粉末）と混合されて食品又は飲料生成物を生成する。

次いで、最終的に、生成物は、突刺プレート２６の供給チャネル３６を通って、カプセルの下に置かれたカップ３５（図６に示される）に送出される。カプセルは、本出願人の欧州特許第１４７２１５６Ｂ１号に記載されるカプセルの自動開口原理に従って、カプセル区画内の圧力が上昇すると自動開口し、底部バリア層１６を下方に突刺プレート２６の破断用突出部２４まで撓ませ、それにより層１６が破壊されて開口する。

図１３、図１４及び図１５は、上述した第２の実施形態によるカプセルが、飲料の調製のために飲料調製マシンにおいてどのように用いられるかを示す。上述のように、そうしたカプセルは、例えば、乳製品粉末、又は粉末状茶抽出物、又は可溶性コーヒー若しくはチョコレートなどの可溶性原材料である、カプセル内に収容された前駆原材料から飲料を調製するために用いられることが好ましい。この場合、カプセル１１は、高さがより高いものであり、その底部がカプセルホルダ２５の下部開口部の外に突出する。図１３に示されるように、カプセルホルダ及びカプセルがマシン１内に挿入されると、突出するカプセルの底部が、突刺プレート２６の前端２７を押し付ける。従って、カプセルホルダ２５及びカプセル１１をマシン１内に挿入することにより、図１３の矢印で示されるように、ユーザはまた、突刺プレート２６をマシン内に後退させる。カプセルホルダの挿入は、マシンの内外へのカプセルホルダの摺動運動を垂直方向に保持し案内するマシン抽出ヘッドの案内経路（例えば、コーピング・レール）に沿って、カプセルホルダを摺動させることによって行われる。

図１４は、カプセルがマシンに接続されたとき及び拡張（伸張）構成にあるとき、マシンからカプセル１１に向かう流路を示す、図１２と同様の図である。一般に、カプセル１１及びマシン１の機能は、カプセルの第１の実施形態について前述されたものと同じである。カプセル内の圧力の上昇時に、破断用突出部２４の上で底部膜１６が開口するのは同様である。しかしながら、図１３及び１４に示されるように、この例では、破断用突出部は、カプセルの一部として一体的に形成される。ひとたびカプセル底部が開口すると、図１４に示されるように、生成物は、直接、カプセルの供給チャネル３７全体にわたって流れることにより、カップ内に供給される。

飲料生成物がカップ内に供給された後、ユーザは、マシンを停止することができる、又はマシンは自動的に停止する。マシンの手動の実施形態が、図１５に示され、そこでは、マシンがレバー３８を含み、該レバーは、マシンのアクチュエータ２９を上昇又は下降させてマシンとカプセルとの間の流体接続を確立するために用いられる。飲料の調製及び供給が終わると、ユーザは、レバーを用いてアクチュエータ２９を降下させ、カプセル１１の伸張可能な部分１９に印加された伸張推力を解放し、図１５に示されるように、部分１９はその初期位置に戻る。この位置において、カプセルの接続開口部１８の下部が、プラグ２３に押し当たるので、流路は実質的にブロックされ、液体も又は固体粒子も、カプセル区画からカプセルの接続開口部を通って上向きに逆流することができない。カプセルの上部を再密閉することによって、底部供給チャネル３７を通るカプセル区画からの残りの液体の滴下が実質的に低減されることも見出された。

また、この位置において、カプセルキャッチ用溝部２０を、マシン・アクチュエータの対応するキャッチ用溝部２８から解放することができ、図１５の矢印で示されるように、使用済みカプセルを収容するカプセルホルダ２５をマシンから取り出すことができる。カプセルホルダ２５がマシンから取り出されると、同じく図１５に矢印で示されるように、ばね式突刺プレート２６は、その初期位置に戻される。次いで、使用済みカプセルを、カプセルホルダから取り出し、廃棄することができ、又は、そうした可能性が許容される場合は再利用される。本発明によるカプセルは、使い捨てカプセルであることが好ましい。

大事なことを言い忘れたが、驚くべきことに、本発明によるカプセルはまた、接続されることが意図されたマシンの単純化及び改善に関する利益も提供する。カプセルは、マシンに接続するように拡張されるので、水供給源がマシン内で可動である必要はなく、従って、マシンの送水管システムが単純化され、マシン内に用いられる可撓性管の代わりに、剛性管を用いることができ、そこで、水注入システムをカプセルに向けて動かすことが必要である。さらに、剛性管が用いられるという事実により、マシンの動作中に発生する振動及び雑音が大きく低減される（流体が流れるとき、可撓性管の振動によって雑音が発生することが見出された）。従って、本発明によるカプセルと共に用いられるマシンは、配管流体システムがあまり複雑ではないため、よりコンパクトである。

本明細書に記載された、現時点で好ましい実施形態に対する種々の変更及び修正は、当業者には明らかであることを理解されたい。そうした変更及び修正は、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、かつ本発明に付随する利点を減ずることなく行うことができる。従って、こうした変更及び修正は、添付の特許請求の範囲に包含されることが意図される。

Claims (19)

1. 少なくとも１つの区画（３４）内に少なくとも１つの前駆原材料を収容するように構成され、加圧された混合材料の少なくとも１つの供給源を有する食品又は飲料調製マシン（１）に結合するための注入壁（１７）を含む、食品又は飲料調製用容器（１１）であって、
   前記混合材料を前記前駆原材料と混合することによって、前記容器（１１）内で食品又は飲料生成物が調製され、前記容器（１１）は、少なくとも１つの食品又は飲料送出壁（１６、３７）をさらに含む、容器（１１）において、
   前記注入壁（１７）は、前記容器（１１）を前記混合材料の供給源に接続し、前記容器と前記混合材料の供給源との間に流体連通を確立するのに適した、外方に拡張可能な接続手段（１８、１９、２０）を含むことを特徴とする、容器（１１）。
2. 前記外方に拡張可能な接続手段（１８、１９、２０）は、引裂き又は破壊を伴わずに外向き推力によって弾性的又は塑性的に外方に変形され得る、前記注入壁（１７）の少なくとも１つの伸張可能部分（１９）を含む、請求項１に記載の容器（１１）。
3. 前記外方に拡張可能な接続手段（１８、１９、２０）は、引裂き又は破壊を伴わずに外向き推力によって、弾性的又は塑性的に外向きに変形され得る、前記注入壁の少なくとも１つの展開可能な蛇腹式部分を含む、請求項１に記載の容器（１１）。
4. 前記拡張可能な接続手段は、
   （ｉ）前記容器と前記供給源との間に流体連通が確立されると前記混合材料の少なくとも１つの供給源から前記容器の内部に向けて前記混合材料を案内するための接続開口部（１８）と、
   （ｉｉ）初期容積の１％から２００％までの間、好ましくは２％から１００％までの間、より好ましくは５％から８０％までの間の増分で外方に拡張され得る、前記容器の拡張可能な壁部分（１９）と、
   （ｉｉｉ）前記拡張可能な壁部分（１９）に隣接し、前記拡張可能な壁部分を拡張させることができる前記食品又は飲料調製マシンの拡張アクチュエータと協働するように構成された、キャッチ手段（２０）と、
   を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の容器（１１）。
5. 前記拡張可能な壁部分（１９）は、前記接続開口部（１８）を囲む円形区域である、請求項４に記載の容器（１１）。
6. 前記接続開口部（１８）は、前記注入壁（１７）から外方に延びる円筒形状を有する、請求項４又は５に記載の容器（１１）。
7. 前記接続手段（１８、１９、２０）は、前記接続開口部（１８）を密封するための、前記拡張可能な壁部分（１９）に隣接する壁（１５）をさらに含み、前記壁は、少なくとも湿気及び酸素に対してバリア性を有する材料で作製され、バリア性の前記壁（１５）は、加圧された混合材料の前記供給源によって開口可能である、請求項４〜６のいずれか一項に記載の容器（１１）。
8. バリア性の前記壁（１５）は、加圧された混合材料の前記供給源の穿孔要素（３１）による穿孔によって開口可能である、請求項７に記載の容器（１１）。
9. バリア性の前記壁（１５）は、加圧された前記混合材料により及ぼされる圧力による引裂きによって開口可能である、請求項７に記載の容器（１１）。
10. 前記キャッチ手段は、剛性の溝部（２０）を含む、請求項４〜９のいずれか一項に記載の容器（１１）。
11. 前記キャッチ手段は、磁性面を含む、請求項４〜９のいずれか一項に記載の容器（１１）。
12. 前記キャッチ手段（２０）は、前記接続開口部（１８）を取り囲み、その境界を定める、請求項４〜９のいずれか一項に記載の容器（１１）。
13. 前記容器は、食品又は飲料カプセル（１１）である、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の容器（１１）。
14. 側壁（１３、１４）、底部壁を有する剛性の本体（１２）を含み、前記側壁は、前記注入壁（１７）が取り付けられる外周縁を有する上部開口部を定める、請求項１３に記載の容器（１１）。
15. １つ又は幾つかの開口部（２２）を有する剛性又は半剛性プレート（２１）をさらに含み、前記プレート（２１）は、漏れを防止するようにカプセルの本体（１２）の周縁に取り付けられ、前記注入壁（１７）に隣接し、前記注入壁（１７）の下に配置され、前記プレートは、前記カプセルの接続開口部（１８）を解放可能に密閉するためのプラグ手段（２３）をさらに含む、請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の容器（１１）。
16. 少なくとも１つの前駆原材料を収容する、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の容器（１１）から食品又は飲料を調製するための方法であって、
    （ｉ）前記容器（１１）を、加圧された混合材料の供給源を有する食品又は飲料マシン（１）に挿入するステップと、
    （ｉｉ）前記容器（１１）と前記供給源（３１）との間に流体接続を確立するステップと、
    （ｉｉｉ）前記混合材料を前記容器（１１）内に導入し、前記混合材料を前記前駆原材料と混合して、食品又は飲料生成物を生成するステップと、
    （ｉｖ）前記食品又は飲料生成物を、前記容器（１１）の送出壁（１６、３７）を通して消費者に送出するステップと、
    を含む方法において、
    前記容器（１１）と加圧された前記混合材料の供給源との間の接続は、前記容器（１１）の前記拡張可能な接続手段（１８、１９、２０）を外方に拡張させることによって行われることを特徴とする、方法。
17. 前記容器の接続手段（１８、１９、２０）の拡張は、前記容器（１１）の接続開口部（１８）が、加圧された前記混合材料の供給源の供給出口（３１）と漏れ防止性の流体連通をもたらすように、前記容器のキャッチ手段（２０）を前記食品又は飲料調製マシン（１）の拡張アクチュエータ（２９）に機械的に接続し、次いで、前記拡張アクチュエータ（２９）を作動させて外向き推力を前記拡張可能な接続手段（１８、１９、２０）に加えることによって行われる、請求項１６に記載の方法。
18. 前記容器の接続手段（１８、１９、２０）の拡張は、引裂き又は破壊を伴わずに外向き推力によって弾性的又は塑性的に外方に変形され得る、前記注入壁（１７）の少なくとも１つの部分（１９）を伸張させることを含む、請求項１６又は１７に記載の方法。
19. 前記容器の接続手段（１８、１９、２０）の拡張は、引裂き又は破壊を伴わずに外向き推力によって弾性的又は塑性的に外方に変形され得る、前記注入壁（１７）の少なくとも１つの蛇腹式部分を展開させることを含む、請求項１６又は１７に記載の方法。

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