JP2018527267A - カプセル、カプセルの製造方法、カプセルの使用、カプセルと装置とからなるシステム、および液状の食品を生成するための装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、カプセル本体（２）と、２種類の物質を収容するための２つのチャンバ（５，６）とを有する、液状の食品を生成するためのカプセル（１）において、一方のチャンバが、前記カプセル本体（２）を穿孔するための穿孔要素（８）を含み、前記穿孔要素（８）に、前記カプセル（１）を挿入可能な装置のパンチ（２５）のためのアンビル（１１）が配置されている、カプセル（１）に関する。

Description

本発明は、液状の食品を生成するためのカプセル、そのようなカプセルの製造方法、液状の食品を生成するためのカプセルの使用、および装置とカプセルとからなるシステムに関する。

液状の食品、とりわけコーヒーを生成するためのカプセルが公知である。カプセル内には、物質、とりわけコーヒーを収容するための１つのチャンバが形成されている。カプセルのチャンバには液体を注入することができ、これによって物質と注入された液体とから所望の液状の食品、とりわけコーヒーが、対応する装置、例えばコーヒーマシンを用いて生成される。

欧州特許出願公開第１７１０１７２号明細書（EP1 710 172 A1）は、液体の水圧効果によって開放される取入口クロージャおよび排出口クロージャを有する使い捨てカプセルを開示している。このために液体は、所定の圧力の下で注入モジュールから供給され、使い捨てカプセルを穿孔するための追加の要素は必要とされない。

２つのチャンバを有するカプセルに関する実施形態は複雑であり、カプセルの２つの相異なるチャンバ内に存在する２種類の物質を、規定通りに所定のように混合させるという意味において、不満足な結果をもたらす。

本発明の課題は、カプセルからの液体の吐出を十分に規定通りに実施することが可能な、液状の食品を生成するためのカプセル、カプセルの製造方法、カプセルの使用、およびカプセルと装置とからなるシステムを提供することである。以下の欠点のうちの少なくとも１つを克服することが可能である：カプセルが挿入された装置の、カプセル内容物および／または生成された液体による汚染；カプセルに含まれた物質の、不十分な洗い流しおよび／または不十分な混合；とりわけ装置の洗浄時における装置内部の先鋭な要素での負傷の危険性；穿孔を実施するための要素とカプセルとの位置合わせの誤差；カプセルからの規定通りでない吐出および／または規定されずに制限された吐出。

上記の課題は、独立請求項の対象によって解決される。有利な実施形態は、対応する従属請求項と以下の記載の対象である。

１つの態様では、本発明は、カプセル本体を穿孔するための穿孔要素がカプセルの内部に配置されているようなカプセルを形成することが可能であるという基本的な思想に基づいている。したがって、本発明のこの態様によるカプセルは、とりわけ実質的に規定された穿孔箇所においてカプセル本体を穿孔することができる穿孔要素を含む。穿孔を実施するために穿孔要素にアンビルを配置することができ、この穿孔要素は、カプセルを挿入可能な機械のパンチと相互作用することができる。液状の食品を生成するために機械がパンチを用いてアンビルに対して圧力を加え、これにより、こうしてアンビルと作用接続された穿孔要素が、カプセル本体を穿孔する。カプセルが挿入される機械自体は、カプセルのカプセル本体を穿孔するための穿孔要素を有する必要はない。これによって、機械に形成されていた穿孔要素の汚染がなくなる。さらに、カプセルの製造時に既にカプセル内に装填しておくことができる、カプセルに適合された穿孔要素を使用することが可能である。したがって、カプセルの穿孔の適合を、カプセル内に存在する要素および幾何形状の範囲内で実施することが可能となる。本発明によるカプセルは、機械に設けられたパンチとの相互作用しか必要としないので、カプセルの内部に設けられる穿孔要素を適合可能にすることによって、カプセルの幾何形状および／または構造の変化を考慮に入れることが可能となる。カプセルのこの実施形態は、カプセルの穿孔の点で望ましいのみならず、充填する際と、これに後続して、２つのチャンバを離隔させるセパレータおよび蓋部を載置する際および結合させる際とにおける簡単な取り扱いを可能にし、かつ液状の食品を生成するための装置における簡単な使用を可能にする。穿孔要素は、使用後にはカプセル内に留置され、処分されることができる。

本発明によれば「カプセル」という用語は、好ましくは軸線対称の、とりわけ閉鎖された小型の容器であって、少なくとも一部の区分において実質的に楕円形、球形、円筒形、または逆円錐形とすることができる容器を含む。カプセルは、カップ形またはシャーレ形に形成することができる。カプセルの端部側または頭部側は、蓋部によって閉鎖することができる。カプセル内には、２つのチャンバのための隔壁を形成するためにセパレータを設けることができる。蓋部およびセパレータは、カプセルの対称軸線に対して実質的に垂直に、または小さな角度をもって配置することができる。カプセルの容量は、とりわけ約３０ｍｌ〜約２００ｍｌの間、好ましくは約５０ｍｌ〜約１５０ｍｌの間、とりわけ好ましくは約６０ｍｌ〜約１２０ｍｌの間とすることができる。

本発明によれば「カプセル本体」という用語は、蓋部によって閉鎖することができるカプセルシャーレまたはカプセルカップを含む。したがって、本発明によれば「カプセル本体」という用語は、カプセルの側壁および底部を含む。カプセル本体は、側壁および底部の領域においてカプセルの外側輪郭を画定することができる。蓋部によるカプセル本体の閉鎖は、カプセル本体に成形されたフランジにおいて、シールまたは熱シール、超音波溶接、または接着を用いて、とりわけ材料結合を形成する方法を用いて、蓋部とフランジとの間で実施することができる。本発明によれば「フランジ」という用語は、平面に対して突出した区分であって、とりわけ容器の頭部側に設けられていて、容器またはカプセルの縁部区分を形成することができる区分を含む。フランジの縁部側の上には、フィルムとして形成することができる蓋部が載置されている。カプセル本体は、とりわけポリマーを有するか、またはポリマーから形成することができる。カプセル本体は、複数の層を有することができ、例えばカプセル本体は、ＰＰ／ＥＶＯＨ／ＰＰ（ポリプロピレン／エチレン−ビニルアルコール／ポリプロピレン）からなる積層体を有することが可能である。カプセル本体は、生分解性材料を有することもできるか、または生分解性材料から形成することもできる。カプセル本体は、ＰＬＡから製造された熱可塑性樹脂を有することもできるか、またはＰＬＡから製造された熱可塑性樹脂から形成することもできる。カプセル本体は、プラズマ（ＳｉＯｘ）によってコーティングされたポリプロピレンを有することもできる。これらの材料は、簡単な射出成形、押出成形、ブロー成形、熱間成形、溶接、深絞り成形、および切削加工を可能にする。これらの材料はさらに、無臭で生理学的に無害であり、とりわけ食品分野および薬学での用途のために適している。

「有する」という用語は、本発明の意味では広義に理解されるべきであり、「からなる／から形成される」という用語も含み、この場合、通常の不純物は排除されておらず、また、他の材料の存在も排除されていない。

「セパレータ」という用語は、２つのチャンバを離隔させるためにカプセルまたは容器に設けられた、カプセルの構造的な要素であると理解される。とりわけセパレータは、フィルムとして形成することができる。本発明によれば「フィルム」という用語は、薄く平らな要素であって、好ましくは非常に薄く形成することができる金属、紙、またはプラスチックの薄い要素として形成することができる要素を含む。セパレータは、好ましくは流体、とりわけ液体に対して不透過性とすることができる障壁を有することができるか、またはこのような障壁として形成することができる。セパレータは、一方のチャンバのために底部を形成することができ、他方のチャンバのために蓋部を形成することができ、したがって１つの要素によって２つの機能が果たされる。好ましくはセパレータ、および／またはセパレータとカプセル本体における肩部との結合部は、液状の食品の製造時にセパレータの離隔機能が終了して、カプセルの２つのチャンバを少なくとも部分的に流体が通流し、この流体と物質が混合されて液状の食品が生成されるように構成されている。とりわけ蓋部およびセパレータを、注射針状の要素によって刺突することができ、この要素には、上側のチャンバの高さに側方の孔部を形成することができ、これらの孔部を通って、この要素へと圧力が加えられた流体を、上側のチャンバへと洗い流すことができ、この上側のチャンバから、側方の孔部を介して第２のチャンバに到達させることができる。このようにして上側のチャンバが洗い流され、注入針状の要素を通って（側方の孔部に流入した後、引き続きこの要素の長手方向の延びに沿って）上側のチャンバの物質を有する流体が下側のチャンバに到達する。したがって、流体がセパレータの突破口を通って流れるのではなく、注入針状の要素の内部を通って一方のチャンバから他方のチャンバへと流れるような実施形態を提供することが可能となる。２つのチャンバの２種類の物質を有する流体は、穿孔要素によって形成された注出口においてカプセルから吐出される。

セパレータは、好ましくはカプセル本体に形成された肩部に結合されている。本発明によれば「肩部」という用語は、容器またはカプセルの内部空間に向かって延在する、カプセル本体の中間区分であって、容器またはカプセルの内側の周壁区分に対して角度をなすように形成された中間区分であると理解される。肩部は、プラットフォームの区分を形成することができる。好ましくは、カプセルの周壁は、肩部の領域と、肩部に続いている領域とにおいて実質的に同じ厚さを有し、したがって、少なくとも上記の領域では、カプセルの外側輪郭がカプセルの内側輪郭に一致している。肩部は、カプセルの外側の周壁区分に対して角度をなすように形成することもできる。肩部は、カプセルの周壁の外側輪郭の、そうでなければ一様であった延び具合を、中断することができる。肩部の縁部側の上にはセパレータが載置されており、セパレータは、例えば熱シール、超音波溶接、または接着を用いて、とりわけ材料結合によって肩部に結合されている。

本発明によれば「食品」という用語は、例えば飲料水のような液体と、固形、ペースト状、または流動性の食料品および栄養補助食品との両方を上位概念として含む。チャンバに収容される物質は、とりわけ微量栄養素、多量栄養素、ダイエット食品、高カロリー栄養補助食品、バランス栄養補助食品、果汁（濃縮物）、野菜ジュース（濃縮物）、果実粉末、果実抽出物、ピューレ濃縮物、パルプ濃縮物、および／またはこれらの混合物を有することができる。物質は、粘稠度に関して液状、ネクター状、シロップ状、蜂蜜状、固形、半固形、粉末状、顆粒状、可溶性錠剤、または気体発生を伴う発泡性錠剤とすることができる。粉末状の物質は、凍結乾燥された物質とすることができる。チャンバ内の物質の粘稠性は、それぞれ異なっていても、または同じであってもよい。例えば、一方のチャンバ内に粉末状の物質を設けて、もう一方のチャンバ内にシロップ状の物質を設けることができるか、または２つのチャンバ内に粉末状の物質を設けることができる。

水溶性および脂溶性とすることができる微量栄養素は、ビタミン、ミネラル、微量元素、および二次植物物質を含む。多量栄養素は、卵白、脂肪、および炭水化物を含む。

好ましくは、チャンバ内に存在する複数の物質を、物質の混合に対抗してより長期間の貯蔵が可能となるように離隔させることができる。これらの物質は、食品の生成および使用または経口摂取の直前に混合または接触させることができる。

「穿孔要素」という用語は、穿孔が可能な要素、またはカプセル本体における注出口の形成が可能な要素を意味する。カプセル本体には穿孔要素によって、とりわけ実質的に所定の穿孔箇所に孔部を形成することができ、カプセルから洗い流された２つのチャンバ内に存在していた物質が、この孔部から吐出される。穿孔要素は、カプセルと一緒に処分されることができる。好ましくは、穿孔要素は、カプセル内で移動可能である。穿孔要素は、周囲を取り囲む物質と一緒にチャンバ内に配置することができる。この文脈における「取り囲む」という用語は、物質と穿孔要素の少なくとも一部とが、カプセルの中心軸線の方向においてカプセルの同じ高さで配置されていることを含む。穿孔要素は、とりわけ長く延びた形状に形成することができ、この場合、長手方向の長さと、長手方向の長さを横断する方向の断面（横方向の長さ）との比は、１．５より大きく、好ましくは２より大きく、より好ましくは２．５より大きく、とりわけ好ましくは３より大きい。穿孔要素は、少なくとも一方の端部側の端面において穿孔先鋭部を有する。穿孔先鋭部は、穿孔要素の先鋭に延びている断面によって形成することができる。穿孔先鋭部は、穿孔要素の長手軸線に対して９０°未満の角度を有する面領域を含むことができる。穿孔先鋭部は、穿孔要素の端面において先鋭に延びている、すなわち理想的には１つの点に向かって延びている端面を有することができる。穿孔先鋭部は、穿孔要素の少なくとも一方の端面に向かって先細ることができる。穿孔要素は、とりわけポリマーまたはポリプロピレンを有することができる。穿孔要素は、ポリアミド繊維または高性能ポリマーまたはポリフタルアミドも有することもできるか、またはこれらから形成することもでき、例えば、「Grivory」（登録商標）または「Grilon」（登録商標）という商品名で入手可能な材料を使用することができ、同様にしてＰＡ６．６を使用することもできる。

穿孔要素は、カプセル本体、蓋部、またはセパレータとの材料結合を有することなく、カプセルのチャンバ内に配置することができる。したがって、穿孔要素は、チャンバ内に自由にまたはルーズに配置することができ、この場合には、穿孔要素をチャンバ内で保持することができる。これによって、穿孔要素を単に別個の構成要素としてチャンバに装填可能にすることによって、カプセルの製造方法を簡単にすることが可能となる。

カプセル本体における穿孔箇所は、穿孔要素が作用したときに破壊される目標破壊箇所として形成することができる。穿孔箇所は、カプセル本体に存在する構造部として形成することができる。穿孔箇所は、カプセル本体における局所的な突起部として、または局所的な陥没部として形成することができる。突起部または陥没部は、とりわけ立体的に形成することができる。穿孔箇所は、とりわけカプセル本体の中央に配置することができる。穿孔箇所は、カプセル本体の材料の減少部を有することができる。

穿孔要素は、好ましくはカプセルの２つのチャンバのうちの下側のチャンバ内に配置されており、カプセルの断面が一方の端部に向かって先細っている場合には、先細っている端部に近い方のチャンバが下側のチャンバである。とりわけ他方の端面に位置する穿孔要素のアンビル側の区分は、穿孔要素の穿孔先鋭部に対して離間させることができる。したがって、穿孔要素は、好ましくは一方の端部において穿孔先鋭部を有し、他方の端部においてアンビル区分を有し、ただし、アンビル区分自体が（穿孔）先鋭部として形成されていることは排除されていない。穿孔要素は、好ましくは長く延びた要素の形態で形成されている。長手方向における穿孔要素の直径は、約３ｍｍ〜約１８ｍｍ、好ましくは約５ｍｍ〜約１５ｍｍ、特に好ましくは約５ｍｍ〜約１０ｍｍの範囲内にある。好ましい実施形態では、穿孔要素の直径は、約８ｍｍである。穿孔要素の長さは、約１５ｍｍ〜約３５ｍｍ、好ましくは約２０ｍｍ〜約３０ｍｍ、特に好ましくは約２３ｍｍ〜約２８ｍｍの範囲内にある。好ましい実施形態では、穿孔要素の長さは、約２５ｍｍである。穿孔要素は、とりわけマンドレル形状の要素として形成することができる。穿孔要素は、好ましくはカプセルの中心軸線に対して実質的に中央に配置されている。

本発明によれば「アンビル」という用語は、穿孔要素に直接的または間接的に接触している要素であって、装置側のパンチに直接的または間接的に接触することができる要素を含む。アンビルは、穿孔要素と一体的に形成することができる。アンビルを、穿孔要素とは別個に設けて、穿孔要素のアンビル区分を取り囲むようにすることができる。アンビル区分と、穿孔要素とは別個に形成されたアンビルとを、形状結合、力結合、および／または材料結合によって相互に結合させることができる。穿孔要素とアンビルとの一体的な形成は、カプセルを製造するために必要となる要素が少なくなるという利点を有する。穿孔要素とアンビルとが互いに別個に製造されるような複数のパーツでの形成は、カプセルまたはカプセル本体の実施形態に対して位置合わせされた穿孔要素を変更することなく、アンビルの実施形態によって、穿孔要素を装置側のパンチに適合させることが可能となるという利点を有する。本発明によるアンビルを、先鋭に延びている要素として、とりわけ端部側に配置された別の（穿孔）先鋭部として形成することもできる。

本発明によるカプセルは、２つのチャンバを有し、一方のチャンバ内にはシロップを設けることができ、他方のチャンバ内には粉末を設けることができる。カプセルは、冷水によって浸水されて、冷水は第１のチャンバ、例えばシロップによって充填されたチャンバと、例えば粉末を含むことができる第２のチャンバとを溶解させることができ、注出口を通ってカプセルから、生成された液状の食品を収容するために用意された容器に到達する。完全な浸水によってカプセルの内容物を完全に「洗い落とす」ことができ、これによって、洗浄された空のカプセルだけが依然として残り、この空のカプセルをプラスチック廃棄物および／または残留廃棄物としてとりわけ問題なく処分することができる。カプセルをリサイクルすることも可能である。

好ましくは、穿孔要素は、カプセルの底部側のチャンバ内に配置されている。穿孔要素およびアンビルの長さは、穿孔要素がアンビル区分に配置されたアンビルと共にチャンバ内に配置されている場合には、アンビルの−穿孔先鋭部から離間している方の−端部側が、２つのチャンバを離隔させるセパレータに接触するように設計することができる。セパレータは、穿孔要素の少なくとも一方の端部を、アンビルを介して直接的または間接的に安定させることができる。穿孔要素にアンビルを加えた長さは、とりわけ実質的に下側のチャンバの高さに一致することができる。

好ましくは、穿孔要素は、所定の箇所において、とりわけ穿孔箇所において規定された穿孔を実施することが可能となるように、チャンバの内部に配置されたガイドスリーブによって、とりわけ穿孔箇所の方向にガイドされている。「ガイドスリーブ」という用語は、少なくとも部分的に環形または管形の要素として形成されたガイド部を含み、このガイド部は実質的に、場合によって切欠部またはスリットを有する管形の周壁によって形成することができる。管形の周壁または管形の要素を、ピンまたは突起部によって形成することもでき、このピンまたは突起部は、穿孔要素を取り囲むことができる内側輪郭を画定している。内側輪郭は、必ずしも閉じた周を有する必要はない。穿孔要素によってカプセル本体の実質的に正確に１つの点を穿孔することが可能となるように、ガイドスリーブを位置合わせすることができる。好ましくは、ガイドスリーブは、カプセルの底部側においてカプセル本体に結合されている。とりわけカプセルは、このために底部側の平坦化部を有し、この平坦化部の領域においてガイドスリーブがカプセル本体に結合されている。ガイドスリーブは、ポリプロピレン、すなわち半結晶質の熱可塑性樹脂から形成することができるか、またはこの材料を有することができる。ガイドスリーブをカプセル本体と一体的に、または１つのパーツで形成することが可能である。カプセル本体は、射出成形法によってガイドスリーブと一緒に製造することができる。ガイドスリーブを別個に製造し、超音波溶接を用いてカプセル本体に結合させることも可能である。このために、ガイドスリーブにフランジ状の底面を形成することができ、このフランジ状の底面をカプセル本体の底部に結合させることができる。スリーブとフランジ状の底面とは、相互に実質的に９０°の角度を形成することができる。超音波溶接は、ソノトロードを用いて結合を実施することができ、ソノトロードでは、機械的な高周波振動がガイドスリーブに、とりわけフランジ状の底面領域および／またはカプセル本体の底部に導入される。ガイドスリーブは、穿孔要素のために実質的に直線形の移動方向を画定することができ、例えばスリーブは、カプセル本体からチャンバの内部空間へと延在することができ、穿孔要素の周側を、少なくともとりわけ端部側に配置された長手区分にわたって取り囲むように、穿孔要素を収容することができる。

好ましくは、カプセル本体は、とりわけ穿孔箇所を形成するためにガイドスリーブの通路内において、チャンバから離れる方向に湾曲している区分、またはチャンバに入る方向に湾曲している区分を通路内に有するように形成されている。これによって、規定された注出口のために有利であろう区分をカプセル本体に形成することが可能となる。とりわけ、ガイドスリーブの通路内にカプセル本体の突起形の区分を形成することができ、この突起形の区分は、カプセル本体の内部に突出している。穿孔要素の穿孔先鋭部を、突起部に対して位置合わせすることができ、突起部の領域においてカプセル本体を穿孔すると、形成および刺突された注出口を形成することができる。

好ましくは、ガイドスリーブは、側方のスリットを有し、この側方のスリットを通って、カプセル内に存在する物質によって生成された液状の食品をカプセルから吐出することができる。スリットは、液状の食品のための注出口として使用することができ、カプセル内に残っている液状の食品の残留物ができるだけ少なくなるようにする。スリットは、スリーブの長手方向に形成することができるか、またはスリーブの長手方向に対してねじれ状に形成することができる。ガイドスリーブの長手方向の長さに対して平行な直線形の実施形態とは異なる、ねじれ状の実施形態によって、食品の吐出を改善することが可能となる。なぜなら、ガイドスリーブの周りのより大きな周囲領域を捕捉することが可能となるからである。

１つの実施形態では、ガイドスリーブ内に、ガイドスリーブの長手方向に延在するガイド要素を形成することができ、このガイド要素は、穿孔要素に形成された（ガイドされる方の）対応する要素と相互作用することができる。穿孔要素のガイドを、ガイドスリーブに形成されたガイド要素によって向上させることができる。例えば、ガイドスリーブ内に突出する突出部は、穿孔要素に設けられた突出部と相互作用することができ、ガイドスリーブにおける穿孔要素の位置合わせおよび／またはガイドを改善することができる。例えば、ガイドスリーブにレール形状および／またはカム形状のガイド要素を形成することが可能である。カム形状のガイドまたはレール形状のガイドによって、縦長に形成された、穿孔要素に設けられた、穿孔要素の長手方向に少なくとも部分的に延在している、穿孔要素の要素を、カム形状および／またはレール形状のガイド要素に沿ってガイドすることができる。

好ましい実施形態では、穿孔要素は、断面が星形に形成されうる長手区分を有する。断面は、ｎ角形の多角形、とりわけ２ｎ角形とすることができ、この多角形の辺は、全て同じ長さとすることができる。鋭利に形成された辺によって、穿孔効果を高めることができる。周囲に関して均一な穿孔効果を達成するためには、とりわけ断面の中心点に対して対称な、とりわけ点対称な実施形態が好ましい。ｎ角星は、多角形の１つの角部を多角形または断面の中心点に接続する直線形の区分に縮小することができる。断面は、星形として十字形とすることもできる。断面の角部によって長手方向に延在する直線形の区分を形成することができ、これらの直線形の区分を、ガイドスリーブ内に場合によって設けられているガイド要素によるガイドのためにガイドすることもできる。穿孔要素が少なくとも部分的に十字形に形成される実施形態によって、穿孔要素の質量および材料を、円周のエンベロープに比べて低減することが可能となる。

好ましい実施形態では、カプセルは、押圧要素を有し、この押圧要素は、穿孔要素の作用方向にセパレータに配置されている。押圧要素を用いることにより、本来の穿孔要素および／または押圧要素がセパレータを貫通して延在する必要なしに、穿孔要素をカプセルの他方のチャンバへと延長させることが可能となる。チャンバ内に存在する穿孔要素は、装置側のパンチが作用したときに装置側のパンチと押圧要素と穿孔要素との間に力の流れが形成されるように、押圧要素と相互作用することができる。押圧要素は、とりわけ装置側のパンチと穿孔要素との作用接続の方向に作用要素を備えている。好ましくは、押圧要素の高さは、押圧要素が配置されているチャンバの高さに実質的に一致する。押圧要素は、装置側のパンチと穿孔要素との間に力の流れを形成するための、上側のチャンバの高さに存在する距離を、橋渡しすることができる。好ましくは、押圧要素は、上側のチャンバ内に配置されている。押圧要素は、セパレータの上にとりわけ自由に、すなわち材料結合によって結合されることなく載置されることができる。好ましい実施形態では、押圧要素は、カプセルの中心に配置されており、穿孔要素の中心に位置合わせされている。押圧要素を設けることにより、穿孔要素に対して作用するための装置側のパンチの移動距離を短縮することができる。

好ましい実施形態では、押圧要素は、位置合わせ要素、とりわけセンタリング要素を有する。位置合わせ要素またはセンタリング要素の外周は、カプセルにおける押圧要素の位置合わせおよび／またはセンタリングのために、カプセル本体の内側輪郭に適合させることができる。センタリング要素は、閉じられていない外周を有することができ、この場合には、個々の区分がカプセル本体の内側輪郭に一致している。センタリング要素は、例えばカプセル本体における肩部の内側輪郭に一致している外周要素を有することができる。センタリング要素は、環形、楕円形、または螺旋形に形成することができ、カプセル本体の肩部の上に、好ましくは肩部に対して位置合わせされた作用要素と共に載置することができる。環形の実施形態は、所定の配置および／または位置合わせのために使用することができる。押圧要素は、少なくとも１つまたは複数のウェブを有することができる。（１つまたは複数の）ウェブは、センタリング要素によって形成された平面内に延在している。１つまたは複数のウェブを、とりわけ作用方向に穿孔要素と装置側のパンチとの間に存在する、チャンバの高さで延在する作用要素に結合させることができる。作用要素とウェブとは、相互に一体的に形成することができる。ウェブを有する実施形態によって、中実の実施形態に比べて材料および重量を削減することが可能となる。本発明の意味における作用方向は、とりわけカプセルの蓋部に対して実質的に垂直に延在しており、好ましくはカプセルの中心にセンタリングされている。

好ましい実施形態では、穿孔要素の両方の端部が先鋭に形成されており、このことは、取り扱い時に、とりわけカプセルの充填時に利点をもたらす。例えばこれによって、下側のチャンバに充填すべき物質が充填時に穿孔要素に到着して、カプセルから搬出されなくなるという可能性を低減することができる。しかしながら、穿孔要素によって、カプセル本体の穿孔の他にセパレータおよび／または蓋部の穿孔も実施可能とすることもできる。例えば押圧要素は、作用方向に装置側のパンチと穿孔要素との間にポット形の実施形態を有することができ、このポット形の実施形態は、装置側のパンチの作用時に別の穿孔先鋭部を収容し、穿孔先鋭部と押圧リングとの間に配置されたセパレータを穿孔する。

本発明はまた、カプセル本体と、セパレータによって相互に離隔された、それぞれ１種類の物質を収容するように形成された２つのチャンバとを有する、液状の食品を生成するためのカプセルの製造方法を提供する。本方法は、一方のチャンバに穿孔要素を装填するステップと、チャンバを物質によって充填するステップと、セパレータを装填するステップと、セパレータとカプセル本体とを結合させるステップとを含む。本方法はさらに、セパレータの上方に配置された第２のチャンバを充填するステップと、カプセル本体をとりわけカバーフィルムとして形成することができる蓋部によって閉鎖するステップとを含む。

本発明はまた、カプセル、とりわけ上述したカプセルを装填可能な、液状の食品を生成するための装置を提供する。本装置はさらに、パンチを有し、このパンチは、収容空間の外側の第１の位置から、当該パンチが収容空間に部分的に突入する第２の位置へと移動可能である。

本発明はまた、液状の食品を生成するための上述したカプセルの使用を提供し、この場合には、とりわけ上述した装置を使用することができる。

本発明はさらに、上述したカプセルと、カプセルを挿入可能な上述した装置とを含むシステムを提供する。

本発明はさらに、装置と、カプセルとからなるシステムにおいて、装置は、当該装置の収容空間に挿入可能なカプセルを穿孔するための穿孔要素を有し、カプセルは、カプセル本体の領域において穿孔され、穿孔要素は、収容空間の外側の第１の位置から、当該穿孔要素が収容空間に部分的に突入する第２の位置へと移動可能であり、カプセルは、カプセル本体と、２種類の物質を収容するための２つのチャンバとを有する、システムを提供する。これによって、装置自体が穿孔要素を有することが可能になり、したがって、カプセル本体を穿孔するために穿孔要素を複数回使用することが可能となる。装置における穿孔要素は、所定回数のサイクルまたは穿孔の後に交換することができる交換要素として構成することができる。装置の収容空間に挿入可能なカプセルを穿孔するための穿孔要素を有する装置を提供する本発明の態様によれば、カプセルは、１つのチャンバを有することもできる。すなわち、セパレータによってカプセル本体内に形成されている第２のチャンバを設けることは必要ではないが、排除されてもいない。

好ましい実施形態では、システムの装置は、カプセル内の第２の位置に配置するために設けられた前方区分を有する穿孔要素を有する。この前方部分は、好ましくは、上述した本発明の態様に基づいてカプセル内に配置された、上述した穿孔要素の複数の好ましい実施形態のうちの上記または１つの実施形態のように構成されている。

カプセルから液状の食品を生成するための装置は、カプセル内に液体を投入することができる注入要素を有することができる。このような注入要素は、穿孔先鋭部を有することができ、この穿孔先鋭部によって注入要素は、カプセルシェルまたは蓋部またはセパレータを穿孔することができる。このような注入要素は、後方位置から前方位置へと移動され、このときにカプセルシェルまたは蓋部またはセパレータを穿孔することができる。注入要素は、とりわけ好ましくは、自身の長手方向の長さの少なくとも一部にわたって入口開口部および出口開口部を有する閉鎖されたチャネルを有し、このチャネルを通ってカプセル内に導入すべき液体を通流させることができる。出口開口部は、穿孔先鋭部の領域に設けることができる。好ましい実施形態では、装置の穿孔要素は、注入要素ではない。特に好ましくは、装置の穿孔要素は、自身の長手方向の長さの一部にわたって延在する閉鎖されたチャネルを有しておらず、とりわけ好ましくは、自身の長手方向の長さの一部にわたって延在する、入口開口部および出口開口部を有する閉鎖されたチャネルを有していない。

好ましくは、前記フランジと前記肩部とは、相互に一体的に結合されている。これによって製造が簡単になり、規定された前提条件が得られるようにすることが可能となる。特に好ましい実施形態では、カプセルの容器が一体的に形成されており、これによって構造および製造がさらに簡単になる。例えば容器を、深絞り成形または射出成形することができる。カプセルまたはカプセル本体の周壁は、好ましくは周壁の形状全体にわたって実質的に同じ厚さを有することができ、この場合、容器のフランジを、わずかにより厚く形成することができる。

好ましい実施形態では、前記フランジの面法線と、前記肩部の面法線とは、実質的に同じ向きを有する。これによって後続の方法ステップにおける充填と、蓋部およびセパレータの載置および／または固定とを、同じ１つの装置において実施することが可能となり、かつ／または蓋部およびセパレータを載置および／または固定するためにカプセルを移動させたり、または異なる向きにしたり、またはそれどころか異なるステーションに移動させたりする必要がなくなる。特に好ましくは、フランジと肩部とは、相互に同心に形成されている。第１のチャンバと第２のチャンバとを、容器の同じ１つの開口部を通して充填することが可能となる。２つのチャンバに関する規定された前提条件がもたらされる。セパレータの上方に配置されたチャンバは、セパレータと共に１つの底部を有することができ、この底部は、蓋部に対して実質的に平行に延在することができる。

好ましくは、前記カプセル本体は、平坦化部を有する部分球形または部分楕円形の区分を含み、前記平坦化部は、前記フランジおよび／または前記肩部の面法線と実質的に同じ向きを有する。これによって下側のチャンバおよび／または上側のチャンバに関して規定された前提条件を形成することができる。カプセル本体は、平坦化部の面法線に対して回転対称に形成することができる。取り扱いを簡単にすることができる。すなわち、平坦化部と、部分球形または部分楕円形の区分とによって、液状の食品を生成するための装置への装填に関する規定を満たすような幾何形状が得られる。フランジに対する平坦化部および／または肩部の向きが同じであることによって、カプセルを載置することができる設置面がさらに可能となる。

好ましい実施形態では、前記平坦化部は、前記部分球形または部分楕円形の区分に対して後退させられているか、または前記区分に対して前方へ押し出されている。

好ましい実施形態では、前記カプセル本体の前記部分球形または部分楕円形の区分は、平滑に形成されている。本発明の文脈における「平滑」という用語は、段部、エッジ、および／または角部を有さない実施形態を含む。とりわけ、部分球形および／または部分楕円形の区分は、当該区分の中心軸線に対して、かつ／または平坦化部の中心面法線に対して回転対称とすることができ、これによって、カプセル本体を充填する際、かつ／または液状の食品を生成するための装置においてカプセルを使用する際において簡単にされた、カプセルの容易な取り扱いが可能となる。すなわち、好ましい姿勢を考慮する必要がなくなる。

好ましい実施形態では、前記フランジと前記肩部との間に、前記周壁の縁部区分が延在しており、前記縁部区分は、前記フランジと共に９０°未満の角度を形成している。これによって、カプセル本体の製造後にカプセル本体を積み重ねることが可能となると同時に、積み重ねられた容器を迅速に分離することも可能になる。この角度によって、アンダーカット部を形成することができる。このような９０°未満の角度を形成することによって、セパレータおよび蓋部が設けられていない容器同士を、一方のカプセル本体の肩部の裏面がその下に位置するカプセル本体のフランジの内側の縁部領域の上に載置されるように、確実に相互に嵌め込むことが可能となる。これによって、カプセル本体同士が、カプセル本体同士の側方の周側の縁部領域の固定的な形状結合に至ることなく、むしろ実質的に相互の載置面が形成されてカプセル本体同士がルーズに上下に載置されることが保証される。積み重ねによって輸送体積を小さくすることができ、複雑性なしに構成されうるオートメーション化を達成することができる。なぜなら、簡単に分離することが可能となるからである。

好ましい実施形態では、セパレータが載置される肩部に、肩部と共に９０°以上の角度を形成している周壁が続いており、この周壁は、部分楕円形または部分球形の区分の一部であるか、またはこの区分に移行している。これによってフランジと、フランジに続いている区分との間のアンダーカット部の効果を増加させることが可能となり、迅速に分離すべき積み重ねを改善することができる。

特に好ましくは、前記フランジと前記肩部との間に設けられた前記縁部区分は、実質的に直線形に延在している。これによって容器の製造が簡単にされた、簡単な形状が可能となる。好ましくは、直線形に延在する必要がない縁部区分は、肩部と共に９０°未満の丸み付けられた角度を形成することができる。

好ましい実施形態では、上側のチャンバと下側のチャンバとの容積比は、１：４〜１：１０、さらに好ましくは１：５〜１：９、とりわけ好ましくは１：６〜１：８、非常に特に好ましくは１：６．５〜１：７．５の範囲内にある。好ましくは、上側のチャンバは、約１０ｍｌ〜約２５ｍｌ、好ましくは約１５ｍｌ〜約２０ｍｌ、非常に特に好ましくは約１８ｍｌの体積によって充填することができる。好ましくは、下側のチャンバは、約３０ｍｌ〜約５０ｍｌ、好ましくは約３５ｍｌ〜約４５ｍｌ、非常に特に好ましくは約４０ｍｌの体積によって充填することができる。それぞれ異なる大きさに形成されるチャンバは、液状の食品を製造するための要件に適合させることができ、とりわけ必要とされるだけの大きさに形成することができる。例えば、微量栄養素、多量栄養素、ダイエット食品、高カロリー栄養補助食品、およびバランス栄養補助食品を、２つのチャンバのうちの小さい方に設けることができる。

以下では本発明を、図面に図示された実施形態に基づいてより詳細に説明する。

本発明によるカプセルの側方部分断面図である。 図１のカプセルをセパレータおよび蓋部なしで上から見た図である。 図２のカプセルを斜め上から見た図である。 図１のカプセルのためのカプセル本体を示す図である。 穿孔要素の側面図である。 図５ａの穿孔要素の断面図である。 押圧要素を上から見た図である。 図６ａの押圧要素の部分断面図である。 ガイドスリーブの側面図である。 カプセルと装置との相互作用を示す図である。 別の実施形態における、装置と装置に挿入されたカプセルとの相互作用を示す図である。 別の実施形態における、装置と装置に挿入されたカプセルとの相互作用を示す図である。 装置と装置に挿入されたカプセルとの相互作用に関するフローチャートである。

図１は、カプセル１の側方断面図を示す。カプセル１は、カプセル本体２と、蓋部３と、セパレータ４とを有する。

カプセル１またはカプセル本体２の頭側は、蓋部３によって閉鎖されている。セパレータ４は、カプセル１の内部空間を２つの領域に分割するか、または閉鎖されたカプセル本体２を２つのチャンバ５，６に分割する。セパレータ４は、上側のチャンバ６と下側のチャンバ５とを形成しており、上側のチャンバ６は、蓋部３とセパレータ４との間に設けられており、下側のチャンバ５は、カプセル本体２によって底部側および側方が画定される。カプセル１は、中心軸線に対して実質的に回転対称である。

２つのチャンバ５，６の中には、それぞれ１種類の図示されていない物質が設けられている。

カプセル本体２の底部には穿孔箇所７が形成されており、この穿孔箇所７を穿孔要素８によって刺突することができる。穿孔要素８は、長く延びたマンドレルとして形成されており、穿孔要素８の端面側の端部は、穿孔箇所７の方に向かって先鋭に延びている。穿孔要素８の端面側の端部は、穿孔先鋭部９を有する。

穿孔要素８は、チャンバ５内にルーズに設けられており、ガイドスリーブ１０によって取り囲まれている。穿孔要素８は、ガイドスリーブ１０によって穿孔箇所７に対して位置合わせされており、穿孔要素８の移動に関してガイドスリーブ１０によってガイドされている。

穿孔要素８は、穿孔先鋭部９から離間している方の端部においてアンビル１１を有する。アンビル１１は、カプセルが装置に装填されたときに、作用方向に、カプセル１を装填可能な装置のパンチに対して位置合わせされている。穿孔要素８のアンビル１１は、セパレータ４に自由に当接している。

セパレータ４の上には押圧要素１２が載置されている。押圧要素１２は、載置される際には、自身の外側輪郭によってカプセル本体２内で位置合わせされており、この押圧要素１２の外側輪郭は、載置領域において、カプセル本体２の内側輪郭に実質的に一致している。

図２、図３、図６ａ、および図６ｂに詳細に図示された押圧要素１２は、中央の作用要素１３を有し、この作用要素１３は、穿孔要素８の中心に対して位置合わせされている。作用要素１３をカプセル本体２に対して位置合わせするために作用要素１３から複数のウェブ１５が延在しており、これらのウェブ１５が作用要素１３をカプセル本体１２と穿孔要素８とに対してセンタリングする。ウェブ１５の、作用要素１３から離間している方の端部側は、それぞれセンタリングリング１６を介して結合されている。

以下では、図４に図示されたカプセル本体についてより詳細に説明する。上側のチャンバ６は、部分円錐形に形成されている。カプセル本体２の上側のチャンバ６の周側の縁部は、直線形の区分１７を有する。直線形の区分１７には肩部１８が続いており、この肩部７は、区分１７と９０°未満の角度を形成している。肩部１８の縁部側は、下側のチャンバ５の開口部を取り囲んでいる。セパレータ４は、肩部１８の縁部側の上に載置されており、肩部１８に少なくとも部分的に結合されている。カプセル本体２の周壁は、下側のチャンバ５の領域では、楕円形の区分の形態で形成されている。

カプセル本体２の頭側にはフランジ１９が形成されており、このフランジ１９の縁部側は、上側のチャンバ６の開口部またはカプセル本体２の開口部を取り囲んでいる。フランジ１９の上には蓋部３が載置されており、この蓋部３は、少なくとも部分的にフランジ１９に固定されている。

カプセル１の、蓋部３から離間している底部側は、楕円形の区分の領域に平坦化部２０を有し、この平坦化部２０は、カプセル本体２の中央に回転対称に形成されている。平坦化部２０は、部分楕円形の区分に対して前方へ押し出されている。

図５ａおよび図５ｂは、穿孔要素８の１つの実施形態を示す。穿孔要素８は、穿孔先鋭部９とアンビル１１とを有する。穿孔先鋭部９は、相互に９０°の角度を形成している複数の面２１を有する。図５ｂから見て取れるように、穿孔要素８の断面は、少なくとも部分的に十字形に形成されている。十字形は、アンビル１１から開始して穿孔先鋭部９まで維持される。

図７は、ガイドスリーブ１０の１つの実施形態を示し、このガイドスリーブ１０は、管形のガイド本体２２と、フランジ状の底面２３とを有する。ガイド本体２２と底面２３とは、相互に実質的に９０°の角度を有する。ガイド本体２２には複数のスリット２４が形成されている。チャンバ５の底部に位置する液体は、これらのスリット２４を通ってガイド本体２２内に進入し、そして、穿孔要素８を用いて穿孔箇所７に形成された孔部を通って吐出されることになる。スリット２４は、螺旋状に形成されている。それぞれのスリット２４は、相互に離れる方向に向けられた少なくとも２つの楕円形区分または弓形区分を有する。底面２３を介して、ガイドスリーブ１０をカプセル本体２の内側の底部に結合させることができる。

図８は、カプセル１とカプセルが装填された装置との相互作用を概略的に示す。装置は、パンチ２５を有し、このパンチ２５は、穿孔要素８の方向にカプセル１の蓋部側に向かって移動される。パンチ２５から押圧要素１２および穿孔要素８への力の伝達を発生させることができ、これによってカプセル本体２は、穿孔要素８によって穿孔箇所７において穿孔される。穿孔要素８のアンビル１１と押圧要素１２との間では、セパレータ４は穿孔されない。なぜなら、穿孔要素８のアンビル１１は、実質的に平坦に形成されているからである。パンチ２５の他に、液体を注入可能な注入要素２６も、−パンチ２５と一緒に−カプセル１に向かって移動させることができ、蓋部３と場合によってはセパレータ４とを刺突することができる。これによって液体を供給することができ、この液体によって、チャンバ５，６内に存在する物質を穿孔箇所７から洗い流すことができる。

図９は、装置と装置に挿入されたカプセル１との相互作用を示し、ここでは、穿孔要素８の両側が先鋭に形成されている。穿孔要素８の両端面側は、それぞれ１つの穿孔先鋭部９を有し、これらの穿孔先鋭部９は、穿孔箇所７においてカプセル本体２を穿孔し、押圧要素１２の作用要素１３の領域においてセパレータ４を穿孔する。押圧要素１２または押圧要素１２の作用要素１３は、このために収容部を有し、この収容部内に頭部側の穿孔先鋭部９が進入することができる。この収容部を、装置からカプセル１への流体チャネルとして構成することもできる。

図１０は、装置と装置に挿入されたカプセル１との相互作用を示し、ここでは、穿孔要素８ａが装置に形成されており、この穿孔要素８ａによってカプセル本体２、セパレータ４、および／または蓋部３を穿孔することができる。穿孔要素８ａは、穿孔要素８と実質的に同様に形成されているが、液体通路を有することもでき、これによって液体を、穿孔要素８ａを介してチャンバ５，６内に導くことが可能となる。

図１１は、水が貯蔵された装置におけるカプセルの相互作用に関するフローチャートを示す。装置は、水に圧力を加えることができるポンプをさらに有する。装置内には注水ユニットが形成されており、この注水ユニットにカプセルを挿入可能である。注水ユニットは、カプセルのための収容空間と、圧力が加えられた水をカプセルに注入することができる注入要素とを含むことができる。水は、カプセル内に存在する物質を洗い流し、装置の注出口から吐出されて、注出口の下に配置された容器を液状の食品（飲料）によって充填する。

Claims (16)

1. カプセル本体と、２種類の物質を収容するための２つのチャンバとを有する、液状の食品を製造するためのカプセル（１）において、
   一方のチャンバが、前記カプセル本体を穿孔するための穿孔要素を含む、
   カプセル（１）。
2. 前記穿孔要素に設けられたアンビルが、前記チャンバ同士を離隔させるセパレータに接触している、
   請求項１記載のカプセル（１）。
3. 前記穿孔要素は、一方のチャンバの内部に配置されたガイドスリーブによってガイドされている、
   請求項１または２記載のカプセル（１）。
4. 前記ガイドスリーブは、前記カプセル本体に結合されている、
   請求項３記載のカプセル（１）。
5. 前記カプセル本体は、前記ガイドスリーブの通路内において、（ａ）前記チャンバに入る方向に湾曲している区分、または（ｂ）前記チャンバから出る方向に湾曲している区分を有する、
   請求項３または４記載のカプセル（１）。
6. 前記ガイドスリーブは、側方のスリットを有する、
   請求項３から５までのいずれか１項記載のカプセル（１）。
7. 前記穿孔要素は、断面が星形に形成されている長手区分を有する、
   請求項１から６までのいずれか１項記載のカプセル（１）。
8. 前記チャンバ同士を離隔させる前記セパレータに、前記穿孔要素の作用方向に押圧要素が配置されている、
   請求項１から７までのいずれか１項記載のカプセル（１）。
9. 前記押圧要素は、位置合わせ要素を有する、
   請求項８記載のカプセル（１）。
10. 前記穿孔要素の両方の端部に、穿孔先鋭部が形成されている、
    請求項１から９までのいずれか１項記載のカプセル（１）。
11. 前記穿孔要素に、前記カプセルを挿入可能な装置のパンチと相互作用するためのアンビルが配置されている、
    請求項１から１０までのいずれか１項記載のカプセル（１）。
12. ２つのチャンバを取り囲むカプセル本体と、前記チャンバ同士を離隔させるセパレータとを有する、液状の食品を製造するためのカプセルの製造方法において、
    一方のチャンバに穿孔要素を装填するステップと、
    前記チャンバを物質によって充填するステップと、
    前記セパレータを装填するステップと、
    前記セパレータと前記カプセル本体とを結合させるステップと、
    前記セパレータの上方に配置された第２のチャンバを充填するステップと、
    前記カプセル本体を蓋部によって閉鎖するステップと
    を実施する、製造方法。
13. カプセル、とりわけ請求項１から１１までのいずれか１項記載のカプセルを収容空間内に装填可能な、液状の食品を製造するための装置において、
    前記装置は、パンチを有し、
    前記パンチは、前記収容空間の外側の第１の位置から、当該パンチが前記収容空間に部分的に突入する第２の位置へと移動可能である、
    ことを特徴とする装置。
14. とりわけ請求項１３記載の装置における、請求項１から１１までのいずれか１項記載の液状の食品を製造するためのカプセルの使用。
15. 請求項１から１１までのいずれか１項記載のカプセルと、請求項１３記載の装置とからなるシステム。
16. 液状の食品を製造するための装置と、カプセルとからなるシステムにおいて、
    前記装置の収容空間に、カプセル本体を有するカプセルを装填可能であって、前記装置は、前記収容空間内に前記カプセル本体を穿孔するための穿孔要素を有し、
    前記穿孔要素は、前記収容空間の外側の第１の位置から、当該穿孔要素が前記収容空間に部分的に突入する第２の位置へと移動可能であり、
    前記カプセルは、カプセル本体と、２種類の物質を収容するための２つのチャンバとを有する、
    システム。

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