JP2019523674A - 飲料カートリッジ - Google Patents

Abstract

飲料カートリッジ及び飲料カートリッジ形成方法。外カップを紙製とし、そのカップの内部空間にポリマライナを準備することができる。そのライナにより画定される内部空間をリッドにより閉ざすこと、またそれらライナ及びリッドを湿気及び気体に対し非透過性を呈するものとすることで、例えばその内部空間内の飲料素材を保護することができる。フィルタをそのライナ及び／又はリッドに取り付けること、並びにそのライナをカップから剥がし取り外せるようにすることができる。そのライナ、フィルタ及び／又はリッドをカップから一緒に取り外すことができる。

Description

本発明は、飲料形成システム例えばシングルサーブコーヒーメーカで用いられる飲料カートリッジに関する。

飲料形成マシンで用いられるカートリッジは周知であり、これには例えば１個又は複数個のフィルタ並びに飲料素材、例えば粉砕コーヒー豆、茶葉等々が組み込まれている。ある種のカートリッジではそのフィルタがカートリッジ内空間の複数部分間、例えば飲料素材がある第１部分とフィルタを通過した液が流れ込みうる第２部分との間に配置される。そうしたカートリッジの一例が特許文献１及び／又は特許文献２にて開示されており、これは特許文献３記載のそれに類する飲料作成マシンで用いることができる。

米国特許第５８４０１８９号明細書 米国特許第６６０７７６２号明細書 米国特許第７３９８７２６号明細書 米国特許出願公開第２０１２／００５８２２６号明細書

発明者の認識によれば、多くの飲料カートリッジで使用済飲料カートリッジ構成部材の分離、例えばリサイクル及び／又は堆肥化のためのそれが行えず、及び／又は、多くの飲料カートリッジにリサイクルや堆肥化が不可能な素材が含まれている。例えば、市販の飲料カートリッジに含まれるポリマ素材は、ポリマ複合材の態をなす素材の組合せである等の理由で、リサイクルすることができない。リサイクル可能及び／又は堆肥化可能な飲料カートリッジ、例えば可浸透性であり全体が紙素材製のカートリッジも提案されている。しかしながら、その種のカートリッジには、そのカートリッジ内にどのような飲用素材が入れられているのであれ、その質をそれらカートリッジ自体で長期間に亘り保つことができない、という問題がある。即ち、紙は湿気及び気体例えば酸素に対し可浸透性を呈し、多くの飲料素材例えばコーヒー粉が湿気、酸化その他の環境条件による汚染に対し敏感であるので、その環境条件によりその飲料素材の高品質飲料作成能が損なわれることとなりかねない。結果として、可浸透性カートリッジ例えば在来のティーバッグ型器具又はコーヒーポッドでは、比較的ましな条件の一般的キッチンキャビネットに陳列されているときでも、数日或いは一週間を大きく上回る期間に亘り焙煎コーヒー粉を新鮮に保つことはできない。結局、紙その他の可浸透性素材製カートリッジは二次容器、例えば湿気及び／又は気体に対する不浸透性障壁をもたらすオーバラップで包装する必要がある。

本発明の一態様に係るカートリッジは、底部と、当該底部から頂部へと上方に延びる側壁と、を有するカップを備える。それら側壁及び底部は内部空間を画定するものであり、例えば湿気及び気体に対しそのカップが可透過性を呈するよう、部分的にセルロース繊維で形成される。そのカップの内部空間には、底部と、当該底部から上縁へと上方に延びる側壁と、その側壁の上縁から外方に延びるフランジ（鍔）と、を有するライナ（中敷き）を所在させることができる。そのライナをポリマ素材入りで例えば湿気及び気体に対し非透過性を呈するライナとするとよく、またそのライナをカップの底部又は側壁に接合するとよい。リッド（蓋）をライナのフランジに接合すことで、そのライナにより画定された内部空間をそのリッドにより閉ざすことができ、またそのリッドを湿気及び気体に対し非透過性を呈するものとしライナに接合することで、当該内部空間を湿気及び気体に対し非透過性を呈するものにすることができる。少なくとも幾つかの実施形態における「可透過性」要素、例えばセルロース繊維で形成されたカップでは、一般家庭の貯蔵条件にて湿気及び／又は気体がその要素内を通過しうるので、その可透過性要素内に貯蔵されているコーヒー粉がだめになる、高品質コーヒー飲料の形成に不適切なものとなる等、２〜４週間以上も経てば何らかの目立った変化が生じるであろう。対する「非透過性」要素、例えば上述のライナやリッドは、一般家庭の貯蔵条件における湿気及び／又は気体の非透過性要素内通過に逆らうであろうから、４〜６週間以上後でさえ、その非透過性要素内に貯蔵されているコーヒー粉を用い高品質コーヒー飲料を形成することができる等、目立った飲料形成特性変化が現れないようにすることができる。幾つかの実施形態によれば、カップからライナを手で剥がすことでそのカップからそのライナを取り外すことができる。加えて、ライナを引っ張る等してカップから剥がすことで、それらリッド及びライナを一緒に取り外すことができる。リッドを非剥離性ボンドによりライナに接合することで、例えばリッドやライナの損傷無しでライナからリッドを取り外せないようにしてもよいし、リッドを可剥離性ボンドにより取り付けるようにしてもよい。

幾つかの実施形態では、カップに、更に、カップ側壁の頂部から外方に延びるカップフランジを具備させる。ライナのフランジをカップフランジに取り付けないようにすることで、例えばカップフランジからライナフランジを分離させやすくすることができるが、他の諸実施形態では一体接合されることもあろう。飲料マシンのアウトレット（出口）針が刺さるようカップの底部及びライナの底部を誂えてもよい。幾つかの実施形態では、ライナにポリエチレン及びＥＶＯＨを含有させ、ライナの底部の厚みが０．００１〜０．００４インチ以下（１インチ＝約２，５ｃｍ）とされる。幾つかの例では、ライナの底部の厚みがそのライナの側壁の厚みよりも小さくされる。これに代え又は加え、側壁の上部からその側壁の下部にかけライナの厚みにテーパを付してもよい。

幾つかの実施形態では、フィルタが内部空間内に配置されライナの側壁に取り付けられることとなろう。飲料素材をその内部空間内に所在させ、カートリッジ内に導入された液と混ざって飲料を形成するよう誂えること、例えばコーヒー粉、茶、可溶飲料素材等々をその内部空間内に所在させることができる。フィルタは、ライナに非剥離性ボンドにより取り付けるのでも可剥離性ボンドにより取り付けるのでもよく、またカップからライナを剥がすことでフィルタ及びライナをそのカップから取り外せるようにしてもよい。フィルタに、専らライナに対する直接取付部、例えば専らライナ側壁に対する熱熔接によるそれを、具備させてもよい。フィルタをフィルタ側壁及びフィルタ底部を有するものとし、そのフィルタ底部をライナの底部より上に配置してもよい。

本発明の他態様に係る飲料カートリッジ形成方法においては、底部と、当該底部から頂部へと上方に延びる側壁と、を有するカップが準備される。それら側壁及び底部により内部空間を画定することができ、また、例えばそのカップが湿気及び気体に対し可透過性を呈するようそれら側壁及び底部を部分的にセルロース繊維で形成することができる。ライナは、そのカップの内部空間に位置するようカップ内に設けることができ、またそのライナを、底部と、当該底部から上縁へと上方に延びる側壁と、その側壁の上縁から外方に延びるフランジとを、有するものとすることができる。そのライナにより内部空間を画定すること、並びにそのライナにポリマ素材を含有させて例えば湿気及び気体に対し非透過性を呈するものとすることができる。ライナを、カップからそのライナを剥がして取り外すことができるよう、カップの底部及び側壁へのライナの接合により、カップに取り付けることができる。カートリッジ内に導入された液と混ざって飲料を形成するよう誂えられた飲料素材を内部空間内に準備することができる。リッドをライナのフランジに取り付けることで、そのライナにより画定された内部空間を閉ざすことができ、またそのリッドを湿気及び気体に対し非透過性を呈するものとしライナに取り付けることで、当該内部空間を湿気及び気体に対し非透過性を呈するものにすることができる。先に注記したカートリッジのその他の特徴も遜色なく組み込むことができる。

本発明のこれらの態様及びその他の態様が、後掲の記述及び特許請求の範囲から明らかとなろう。

以下、類似部材を類似符号で参照している後掲の図面を参照し本発明の諸態様について記述する。

本発明の諸態様に係る分解斜視図である。 図１のカートリッジの縦断面図である。 本発明の諸態様に係るカートリッジ製造方法中の諸ステップを模式的に描いた図である。

本願では本発明の諸態様が例証的実施形態を示す図面を参照し記述されていることをご理解頂きたい。本願記載の例証的実施形態は、必ずしも本発明に係る実施形態全てを示す意図のものではなく、寧ろその使用により記述されているのは少数の例証的実施形態である。即ち、本発明の諸態様がそれら例証的実施形態に鑑み狭く解釈されることは想定されていない。加えて、本発明の諸態様をそれ単独でも本発明の他態様とのどのような好適組合せでも用いうることを、ご理解頂きたい。

図１，図２は、順に、本発明の１個又は複数個の態様が組み込まれたカートリッジの例１０の分解斜視図，縦断面図である。本カートリッジ１０は飲料マシンにて用いることができ、それによりあらゆる好適飲料、例えば茶、コーヒーその他の煎出飲料や、液状又は粉末濃縮物を形成元とする飲料等々を形成することができる。即ち、カートリッジ１０内には、どのようなものであれ好適な飲料素材２を入れること、例えばコーヒー粉、茶葉、乾燥ハーブティー、飲料濃縮粉、乾燥果実抽出物又は粉末、粉末又は液状濃縮ブイヨンその他のスープ、粉末又は液状医薬素材（例えば粉末のビタミン、薬その他の薬剤、栄養補助食品等々）及び／又はその他の飲料作成素材（例えば粉ミルクその他のクリーマ、甘味料、増粘剤、香料等）を入れることができる。例証的実施形態の一つは、カートリッジ１０に入れる飲料素材をコーヒー及び／又は茶飲料形成マシンでの使用向けに構成するものであるが、本発明の諸態様はそうした点で限定されるものではない。

本例証的実施形態のカートリッジ１０はカップ１２を有しており、そのカップ１２が内部空間１２ａを有している。一例としては、そのカップ１２を、平らな底部１１と側壁１７とを有する円錐台状の形状とし、その側壁１７が底部１１から自側壁の頂部に向かい上方に延び、内部空間１２ａに至る開口１３の縁がそこに形成されるものにすることができる。本実施形態ではカップ１２がリム又はフランジ１９をも有しており、それが側壁１７の頂部から外方に延びているが、こうしたリム又はフランジ１９は必須なものではない。他の実施形態ではカップ１２が他の形状、サイズその他の特徴を備えることもあることをご理解頂きたい。例えば、カップ１２を円錐状又は円筒状の形状にしてもよく、正方形又は長方形カップ、ドーム状カップ、球又は部分球、不規則形状その他の好適形態の態にしてもよく、縦溝付き、波付きその他の整形側壁を有するものにしてもよい、等々である。底部１１が平らである必要はなく、畝付き、波付き、１個又は複数個の窪み（例．内部空間１２ａ内へと延びる中央窪み）付き等々であってもよい。また、カップ１２を堅固又はやや硬めにして特定形状を採らせる必要は必ずしもなく、寧ろやや柔軟でもかまわない。例えば、本実施形態におけるカップ１２はやや堅固及び／又は弾力的な構成を有していて、カップ１２の形状が保たれがちであるが、より柔軟及び／又は変形可能な構成、例えば可変形素材シート製サチェット（小嚢）容器に類する構成を呈するよう、カップ１２を製作してもかまわない。

本実施形態では、カップ１２が、例えばボール紙又は段ボール素材に類する手法で、少なくとも部分的に紙その他のセルロース繊維により形成されている。即ち、カップ１２を、段ボール素材に類する手法でリサイクル可能及び／又は堆肥化可能なものとすることができる。概述すれば、本実施形態におけるカップ１２は、カートリッジ１０に係る構造支持を担うよう、ひいてはカートリッジ１０の形状及びサイズを決定づけるよう、構成することができる。即ち、カップ１２が幾らか柔軟又は可屈でもよいとはいえカップ１２に十分な剛性があった方がよく、そうすることで、そのカートリッジ１０を取り扱い、飲料マシンのカートリッジホルダ内に置き、１個又は複数個の部材例えばアウトレット針により穿刺すること、ひいてはそのカートリッジ１０内に液を導入すること及びそこから飲料を退出させることが可能となる。

カートリッジ１０はライナ２０をも有しており、これはカップ１２の内部空間１２ａ内に位置している。ライナ２０は様々な手法で実現することができ、湿気及び気体例えば酸素に対する障壁をそのライナ２０により提供することができる。即ち、ライナ２０を湿気及び空気にとり非浸透性又は非透過性なものとすることで、ライナ２０の内部空間２４内の飲料素材２例えばコーヒー粉を、周囲の湿気又は空気によるその飲料素材２への影響例えば目立った劣化を伴わずに、１〜２個月以上の期間に亘り貯蔵することができる。これは、カップ１２が他のボール紙又は厚紙製品と同じく湿気及び空気に対し浸透性又は可透過性を呈しうることと、対照的である。ある実施形態によれば、ライナ２０をポリエチレン及びＥＶＯＨ積層材で製作することや、ポリプロピレンその他の好適なポリマ素材若しくはその種の素材の組合せで製作することができる。ライナ２０に頼らずともカートリッジ１０に係る構造的無欠性を実現できるので、ライナ２０を割合に薄いものとすること、例えばそのライナの底部２１及び／又は側壁２２におけるライナ厚を０．００１〜０．００４インチ以下とすることができる。

本実施形態では、ライナ２０の底部２１及び側壁２２がカップ１２の内表面に、例えば熱熔接によって取り付けられている。カップ１２がリム１９を有しているのなら、ライナ２０のフランジ２３をそのリム１９に取り付けてもよい。だが、本例証的実施形態では、フランジ２３をリム１９に取り付けないことで、ユーザがより容易にライナ２０のフランジ２３を摘めるよう、ひいてはカップ１２からライナ２０を分離させられるようにしている。即ち、ライナ２０をカップ１２の内表面に取り付ける際に、その取付により可剥離性接合が形成されているため、ライナ２０をカップ１２から分離させることが可能となっている。ライナ２０の分離に当たりカップ１２の一部分がライナ２０に付いたまま残るようにしてもよいし、カップ１２の全部分がカップ本体と共に残る態でライナ２０の分離が生じるようにしてもよい。ライナ２０の摘持を助ける他の手段、例えばフランジ２３から延びる１個又は複数個のタブを設け摘持面を提供してもよい。無論、カップ１２にリム１９が設けられていなければ、ユーザは、より容易にライナ２０のフランジ２３を摘みそのライナ２０をカップ１２から引き出すことができる。幾つかの実施形態によれば、カップ１２及び側壁２２を径方向内方に押すこと、例えばユーザの指で押すことで、ライナ２０及びカップ１２を少なくとも局所的に分離させやすくし、ライナ２０の取り外しを助けることができる。例えば、ユーザがカップ１２を差し向かいの側壁２２上から摘み、例えば親指と人差し指に挟んで両側を一遍に扱けばよい。これによりカップ１２を部分的に変形させ、ライナ２０をカップ１２から分離させやすくすることができる。その後は、ユーザがライナ２０、例えばそのフランジ２３を摘み、そのライナ２０をカップ１２から引き出せばよい。幾つかの実施形態によれば、文字列その他の指示子をカップ１２に設け、カップ側壁２２のどこをユーザが押すべきかをそれにより示すこと、例えば文字列「press here」（ここを押す）をカップ側壁２２上に印刷し又はへこみ、えぐれ、窪みその他の有形特徴をカップ側壁２２上に設け、径方向力を印加すべき個所をそれにより示すことができる。

本実施形態ではカートリッジ１０がフィルタ３０をも有しており、それがライナ２０の内部空間２４内に設けられている。フィルタ３０は様々な手法で誂えうるものであり、この場合、内部空間２４の第１及び第２チャンバ又は部分を少なくとも通流的な意味で相互分離させるよう構成されている。即ち、第１チャンバ内の液が必ずそのフィルタ３０を通って第２チャンバに入り例えばカートリッジ外に出るよう、フィルタ３０を誂えればよい。本例証的実施形態では第１チャンバがフィルタ３０の上方、第２チャンバがフィルタ３０の下方にあるので、カートリッジ１０の頂部に導入された液は、第１チャンバ内に入りフィルタ３０を通って下方に流れ第２チャンバに至る。但し、他の実施形態では他のチャンバが内部空間２４内及び／又は第１及び第２チャンバの副部分又はエリア内に設けられることもあるので、そのことをご理解頂きたい。例えば、カートリッジ１０に３個の空間を設け、それらを２個のフィルタ、壁その他の構造で分離させること（例．第１有孔壁により第１チャンバの二部分を分離させること並びに第２フィルタにより第１及び第２チャンバを分離させること）等々が可能である。他の実施形態によれば、飲料に空気を導入するためのベンチュリその他の部材により、第１又は第２チャンバを二部分に分離させることができる。即ち、フィルタ、壁、分割器、通路その他の手段によって、第１及び／又は第２チャンバ（若しくは更なるチャンバ）を２個以上の部分又はエリアに分離させること、例えば分割することができる。

本例証的実施形態によれば、図示の通りフィルタ３０を略円錐台状の形状とし、その側壁３２を縦溝又はプリーツ付きのもの、底部３１を全体的に平らなものとすることができる。とはいえ、フィルタ３０はどのような好適形状でもよく、例えば円筒形、正方形カップ形状、ドーム状形状、平坦シートその他とすることができる。フィルタ３０をカートリッジ１０の諸部分に取り付ける手段はどのような好適手段でもよく、例えば接着剤、熱熔接、超音波熔接、化学接合、圧着その他の機械接合等々によるそれとすることができる。本例証的実施形態によれば、フィルタ３０を可浸透性の濾紙入りのものとし、その濾紙の製作にポリプロピレン及びセルロース素材を併用することができるが、他のポリマ、金属その他の素材を用いてもよい。

本例証的実施形態では、フィルタ３０がライナ２０の側壁２２に、例えば熱熔接により取り付けられている。例えば、フィルタ３０をカップ状の形状とし、その側壁３２の上部を、ライナ２０のフランジ２３より下方の個所にてそのライナ２０の側壁２２に熔接するとよい。他の構成ではフィルタ３０がライナ２０のフランジ２３その他の個所に取り付けられることもあろう。フィルタ３０の取付は、可除性又は可剥離性ボンドを用い行ってもよいし、フィルタ３０及び／又はライナ２０をその取付部にて分離させるとき又は分離させようとしたとき両者が損傷するよう非可除性ボンドを用い行ってもよい。フィルタ３０の機能により、所定サイズ以上の物質を液から除去すること、例えば第１チャンバ内の液からコーヒー粉を取り除くことができるので、コーヒー飲料をそのフィルタ３０経由で第２チャンバへと通すことが可能となる。例えば、液並びに所定サイズの溶解及び／又は懸濁物は通すが比較的大きな粒子は妨げられそのフィルタを流れ抜けないように誂えられた一片の濾紙を、そのフィルタに組み込めばよい。無論、フィルタ３０が複数個の段、例えば比較的大きな粒子を濾し取る粗濾過部分、それに後続しており比較的小さな粒子を濾し取る細濾過部分等々を有していてもよい。加えて、フィルタ３０が、自フィルタ３０を通過する液を濾過する機能のある１個又は複数個の部分と共に、非浸透性を有する等していて流れが制限される部分を有していてもよい。即ち、所望ならフィルタ３０を２個以上の個別部材で構成することができる。例えば、フィルタ３０に堅固で非浸透性なプラスチックスリーブを具備させライナ側壁２２に取り付けてもよいし、多孔質の濾紙をそのスリーブ例えばそのスリーブの底部に取り付けてもよい。即ち、フィルタの全部分が液に対し浸透性を呈する必要はない。また、フィルタ３０に浸透性違いのエリア群を設け、例えば流れをそのフィルタ３０のうちの１個又は複数個のエリアに向かわせるのに役立ててもよい。例えば、フィルタ３０の上部を下部に比べ低い浸透性を有するものにしてもよい。これを助力として、流れを飲料素材２経由でフィルタ３０の下部に向かわせることで、潜在的には液中への素材の溶け具合を改善することができる。

これに加え又は代え、フィルタ３０を、第２チャンバから第１チャンバへの飲料素材の移動を妨げる助けになるよう機能させてもよい。例えば、カートリッジ１０の飲料素材２が第２チャンバ内（例．図１及び図２ではフィルタ３０より下方）にあり、第１チャンバ内には飲料素材２がない場合がある。この場合、カートリッジ１０の頂部内に水その他の液を導入すべくカートリッジ１０に穿刺される針その他の液インレット（入口）に飲料素材２が接触することを、そのフィルタ３０の助力で防ぐことができる。例えば、飲料媒体２のなかには、粉末ドリンクミクスのように、インレット針との接触を許してしまうとその針が汚損例えば目詰まりしかねないものがある。フィルタ３０の助力でそうした接触を妨げ、適正なカートリッジ動作及び飲料調合が保たれるよう助力することができる。他の実施形態においては、フィルタがライナ２０の底部に位置すること、即ちライナ底部の上面上に直に据えられることもある。そのフィルタを、カップ及びライナの底部に穿刺されるアウトレット針による穿孔に対し抗性があるものとすること、例えば針が接触したときそのフィルタがその針につれて内方に動き穿孔無しでライナの底部から離れるようにすることもできる。他の構成においては、穿刺要素によるフィルタの損傷に抗するのに役立つフィルタガードがフィルタ・ライナ間に設けられることもある。無論、更に他の実施形態においては、カートリッジ内にフィルタが全く設けられないこともある。

本実施形態では、ライナ２０のフランジ２３に取り付けられたリッド又はカバー４０によりライナ２０の内部空間２４が閉ざされている。リッド４０・フランジ２３間接合は、例えば熔接、接着剤等々、どのような好適手段により形成してもよく、可剥離性でも非剥離性でもかまわないので、非剥離性接合にしてライナ２０からのリッド４０の分離を妨げリッド４０やライナ２０の損傷をなくすとよい。先に注記した通り、フィルタ３０は様々な手法でカートリッジ１０内に取り付けることができる。幾つかの実施形態では、特許文献４及び／又は特許文献２に記載のそれに類するリッド４０に、フィルタ３０が取り付けられることとなろう。例えば、フィルタ３０をリッド４０のみに取り付け、カートリッジ１０の他のどの部分にも取り付けないようにすることができる。これに代え、フィルタ３０をライナ２０のフランジ２３とリッド４０とに取り付けることで、例えば、フィルタ３０がリッド４０・フランジ２３間に挟まれるようにしてもよい。場合によっては、例えばライナ２０からリッド４０を剥がすことで、リッド４０及びフィルタ３０を一緒にライナ２０及びカップ１２から取り外せるようにしてもよい。これに代え、リッド４０、フィルタ３０及びライナ２０を一緒に取り外してカップ１２から分かつようにしてもよい。

ライナ２０と同じくリッド４０によっても、湿気及び／又は気体例えば酸素に対する障壁を提供することができる。例えば、ライナ２０及び／又はリッド４０をポリマ積層材製、例えばポリスチレン若しくはポリプロピレンの層とＥＶＯＨ及び／又はその他の障壁素材の層とを有するシートで形成されたそれとしてもよいし、金属箔及びポリマの積層材で製作してもよいし、金属例えばアルミニウムのみで製作してもよい。こうした構成によれば、例えば湿気、酸素及び／又はその他の物質に対する不要露出に対する適切な保護を、もしあるならその飲料素材２向けに提供することができる。とはいえ、リッド４０及び／又はライナ２０を他の素材又は素材組合せ、例えばバイオポリマ、堆肥化可能ポリマ、紙、箔等々で製作してもよいことを、ご理解頂きたい。リッド４０及びライナ２０は共に比較的薄手に製作すること、例えばリッド４０とライナ２０のフランジ２３との間の接合部を、他の個所と並びそのように製作することができる。例えば、リッド４０及び／又はライナ２０を可撓シート素材で製作し、その厚みを０．００５〜０．０２インチとすることができる。即ち、リッド４０及びライナ２０を、比較的薄っぺらで又は構造的に弱く、カートリッジ１０に構造強度をほとんど又は全くもたらさないものすることができる。

カートリッジ１０を用い飲料を形成する際には、リッド４０及び／又はカップ１２及びライナ２０に穿刺してカートリッジ内に液を導入し、そのカートリッジから飲料を受け出せばよい。（本願でいう「飲料」とは、液を飲料素材と作用させることで形成された飲用目的の液状物質のことである。即ち、飲料とは、消費準備が済んだ液例えばカップ内に注がれ飲用への準備が済んでいる液や、他の処理又は処置例えば濾過や香料、クリーマ、甘味料、他飲料等々の添加を経て消費される液のことである。）カートリッジ内に液を導入するには、例えば、図２に示す如くリッド４０の一部分にインレット穿刺要素５０（例．針）を刺し、水その他の液をそのカートリッジ１０内に注入すればよい。他のインレット穿刺手段、例えば剣山、シャワーヘッド、非中空針、円錐、ピラミッド、ナイフ、刃等々も採用することができる。カートリッジを用いる飲料マシンに同種又は異種の穿刺要素複数個を具備させてもよく、本発明はこの点で限定されるものではない。他の構成では、飲料マシンに備わる穿刺要素（例えばスパイク）により開口が形成された後、形成された孔に第２インレット要素（例えば管）が通され、それによりその容器内に液が導入されること（或いはそこから液が出されること）もあろう。他の実施形態では、リッド４０の外側に圧力を導き入れてそのリッド４０を穿つ等して、流れに対し実質的に開放させることもあろう。例えば、水インレットを押しつけてリッド４０の外面に密着させそこに水圧を導き入れればよい。その水圧によりリッド４０が穿たれる等して開き、カートリッジ１０内への流入が可能となろう。他の構成では、適切な圧力に曝されたとき及び／又は水インレット管その他の構造が嵌め合わされたときに開く弁、導路、ポートその他の構造が、リッド４０に設けられよう。

カートリッジ１０においては、アウトレット穿刺要素５２（例．針）をカップ１２の底部１１及びライナ２０の底部２１に刺すこともでき、別の実施形態に従い、特許文献４の図３に示したそれに類する手法にてリッド４０の第２部分即ちインレット開口から離れた部分に刺すこともできる。インレット穿刺手段でそうであったように、アウトレット穿刺手段をどのような好適形態で誂えてもよく、例えばインレットがカップ１２の底部、ライナ２０の側壁２２等々に形成されアウトレットがライナ２０の側壁、リッド４０その他の個所に形成されるのでもよい。インレット穿刺要素５０と同様、アウトレット穿刺要素５２には１個又は複数個の中空又は中実針、ナイフ、刃、管等を具備させることができる。これに代え、カートリッジ内に液が導入されると開いて飲料を出せるようになりそれ以外のときは閉じる（例．それにより外的条件例えば酸素、湿気その他から飲料素材を保護する）弁、隔壁その他の要素を、カートリッジ１０に具備させてもよい。その場合、アウトレット開口形成用の穿刺要素は必ずしも必要ではないが、それを用い例えば弁その他の要素を開かせるようにしてもかまわない。更に、本例証的実施形態では穿刺要素５２がその場に留置され、内部空間２４内に形成された隙間から出て行く飲料をその穿刺要素５２が受け入れるようになっている。しかしながら、他の実施形態では、開口形成後に穿刺要素５２が引き抜かれ、カートリッジ１０内に延びる穿刺要素５２無しで飲料がその隙間から出され受け取られることもある。

やはり特許文献４に記載の如く、そのカートリッジ内に導入された液を飲料素材内に分散させるのに役立ち及び／又は流体インレットの飲料素材との接触を妨げるのに役立つ要素、例えばフローディストリビュータを、カートリッジに具備させてもよい。特許文献４の図１〜図３に示されている構成例では、カートリッジにフローディストリビュータ３３が組み込まれインレット５０・飲料素材間に配置されている。フローディストリビュータは、浸透性素材例えば濾紙をリッド４０のインレット開口形成個所に取り付けることで形成することができる。こうしたフローディストリビュータは、液の飲料素材２内「トンネリング」を引き起こしかねない単一方向（又は特定複数方向）沿い入来液流動を防ぐのに、役立てることができる。そうした「トンネリング」は短絡回路を発生させかねず、そこでは液が飲料素材２と十分に相互作用しないので、許せないほど劣った品になってしまう。但し、フローディストリビュータは他形態、例えば飲料素材２上に載置された有孔円盤、飲料素材２上に載置された濾紙片、飲料素材２より上方でライナ側壁に取り付けられた有孔シートその他の形態も採りうる。即ち、フローディストリビュータがリッド４０やフィルタ３０に取り付けられている必要はなく、その代わりに単に第１チャンバ内で飲料素材２と併置されるのでもよい。これに加え又は代え、水その他の液を分散させるのに役立てるべくインレット針５０その他の流体インレットを誂えること、例えば飲料素材を過ぎる幾通りかの方向に都合複数通りの流れを差し向けること等々でそうすることもできる。フローディストリビュータは、インレット針５０と接触するよう配置しても針５０との接触を避けて配置してもよい。フローディストリビュータを針５０と接触させる場合は、十分に強靱及び／又は十分に堅固な素材をそれに組み込むことで、インレット針５０の接触によるフローディストリビュータの損傷を減らすようにするとよい。そうした素材の非限定的な例としては、可撓だが強靱な素材、堅固だが脆性な素材、伸縮自在又は弾性的だが抗引裂性な素材、強靱且つ堅固な素材等々がある。

カートリッジ１０は相応な飲料マシン、例えば冷水、炭酸水及び／又は温水をカートリッジ内に導入すること及び形成された飲料をそのカートリッジから受け出すことが可能なあらゆる飲料マシンで、用いることができる。本発明の一態様によれば、図２に大まかに示すように、リッド４０がカップ１２の上方に来るようカートリッジが配置されている状態で、そのカートリッジを用い飲料を形成することができる。とはいえ、カートリッジ１０を用いる際にリッド４０（又はリッド構成部分）が鉛直面その他、水平面とは異なる角度の面沿いにあること、例えばカップ１２がリッド４０より上方に位置することもありうる。

図２には、フィルタより上方に内部空間２４の第１チャンバがあり、そこだけに飲料素材２がある実施形態を示したが、フィルタ３０より下方の第２チャンバ内やカートリッジのその他の部分内に飲料素材（第１チャンバ内のそれと同種でも異種でもよい）を準備してもよい。例えば、カートリッジの第１チャンバ内に焙煎コーヒー粉、第２チャンバ内にクリーマ及び甘味料を入れ、そのカートリッジによりカプチーノ類又はラテ類の飲料が形成されるようにしてもよい。他の実施形態に従い、第１チャンバ内にコーヒー粉、第２チャンバ内にホットチョコレート素材を入れ、そのカートリッジによりモカ型飲料が形成されるようにしてもよい。本件技術分野に習熟した者（いわゆる当業者）であれば他の組合せ、例えば第１チャンバ内に茶葉、第２チャンバ内に乾燥果実素材があるもの、第１チャンバ内に乾燥果実素材、第２チャンバ内にクリーマ／甘味料があるもの等を想起することができよう。幾つかの実施形態によれば、他のフィルタを設けること、例えば第２チャンバ内の飲料媒体を流体アウトレットから分離させるそれを設けることができる。

本発明の他態様としてはカートリッジ製造方法がある。図３は、ある例証的実施形態に係るカートリッジ形成方法中の諸ステップを模式的に描いたものである。ステップ（ａ）では、底部と、当該底部から頂部へと上方に延びる側壁と、を有するカップ１２が準備される。それら側壁及び底部により内部空間を画定することができ、またそれら側壁及び底部を少なくとも部分的にセルロース繊維で形成することができる。例えば、リサイクルされた段ボール繊維でカップを形成することができ、そうした場合、そのカップは湿気及び気体例えば液体の水、水蒸気及び酸素に対し可透過性又は可浸透性を呈するものとなろう。側壁の頂部に位置しその側壁から径方向外方に延びるリム又はフランジを、カップに具備させてもよいし具備させなくてもよい。

ステップ（ｂ）ではライナ２０をカップの内部空間内に準備するとよい。そのライナ２０は、底部と、当該底部から上縁へと上方に延びる側壁と、その側壁の上縁から外方に延びるフランジと、を有するものにするとよい。場合により、ライナの形状はカップの内部空間の形状と一致又は類似させてもよいし異ならせてもよい。例えば飲料形成に用いられる飲料素材を受け入れうる内部空間を、ライナにより画定することができる。ライナ２０には、例えばポリエチレン及びＥＶＯＨ積層材等、湿気及び気体に対し非透過性又は非浸透性を呈するポリマ素材を組み込むのがよい。ある実施形態によれば、図３中に模式的に描かれているように、ライナ２０を、例えば平坦ポリマシートから切り出されたブランク等、平坦素材片から形成することができる。そのブランクは例えば円形又は円盤状等、どのような好適形状でもよく、その初期厚は、ブランク切出元ポリマシートの厚みと等しい厚み例えば０．０１〜０．０２インチとすることができる。そのブランクを整形例えば型抜きすることで所望形状のライナ２０を生成することができる。例えば、平坦で円形のブランクを整形することで、底部、側壁及びフランジを有するカップ状のライナ２０を生成することができる。本実施形態によれば、ブランクを加熱すること並びにツール１０１を用いその加熱されたブランクをカップ１２の内部空間内に押し込むことで、ブランクを整形例えば型抜きすることができる。この動作により、ライナの底部、側壁及びフランジ部分を形成するだけでなく、そのライナ２０の底部及び側壁をカップ１２に取り付けることができる。一例としては、そのブランクの外周部にあり後にライナのフランジを形作るエリアにて、その加熱されたブランクをしっかりと保持、例えば挟持すればよい。ツール１０１、例えばそれ自体加熱されておりカップ１２の内部空間の形状とよく一致するカップ形状を有するそれを、ブランクの中央部、即ち挟持されているフランジ部分より内方にある部分に押しつけることで、フランジ部分をカップ１２の内部空間外に残しつつ、その加熱されているブランクを下方に向かいカップ１２内へと抜くことができる。この動作により、ツール１０１で以てライナ２０の底部及び側壁部分をカップ１２の底部及び側壁部分に押しつけ、ツール１０１により整形することができ、それにより、少なくとも底部及び／又は側壁エリアにてライナ２０をカップ１２に接合することができる。ブランクの型抜きにより、ライナの底部及び側壁の厚みを、ブランクの初期厚未満とすることができる。とはいえ、フランジ２３をブランクの初期厚と等しい厚みにすることで、ライナ２０の他部分よりも高い構造強度をそのフランジ２３に付与してもよい。加えて、ライナ２０の底部を、側壁での厚み未満の厚みとしてもよい。更に、側壁の上部が下部より厚くなるよう側壁の厚みにテーパを付してもよい。図示しないが、カップ１２自体をカップ状窪み付支持材内に置くことで、カップ１２が支持されるように、且つライナ２０が内部空間内の場所へと加圧されているときにカップ１２が過剰に加圧されないようにしてもよい。ライナ２０は、そのライナ２０をカップから剥がして取り外すこと、例えばツール及び／又は熱を用いずユーザが手で取り外すことができるよう、カップ１２の内表面に取り付けるとよい。熱活性化性その他の接合剤をカップ１２・ライナ２０間で用いてもよいし、カップ１２及びライナ２０内素材自体で好適な接合を例えば熱及び圧力に応じ形成してもよい。

無論、ライナ２０を他の手法例えば真空熱成形、鋳型その他で形成してもよいし、独特なカップ状その他の形状を呈するようライナ２０をカップ１２内挿入に先立ち形成してもよい。即ち、カップ状その他所望形状を有するライナを準備した後、その事前形成済ライナ２０をカップの内部空間内に挿入してもよい。ライナ２０をカップのリムに取り付けてもよいし取り付けなくてもよい（カップがリムを有している場合）。

ステップ（ｃ）では、オプションたるフィルタ３０をライナ２０の内部空間内に準備すればよい。フィルタ３０は必須ではないが、フランジ２３より下方の個所にてライナ２０の側壁にフィルタを熔接、接着等々することで、フィルタ３０をライナ２０に取り付けるとよい。或いは、ライナ２０に取り付けられるリッド４０にフィルタ３０を取り付けること、例えばフィルタ３０の一部分をライナ２０のフランジ２３とリッド４０との間に挟み込むようにすることも可能であるし、フィルタ３０をリッド４０のみに取り付けライナ２０には直に取り付けないようにしてもよい。フィルタ３０は上述の通り様々な形態を採りうるものであり、本実施形態では縦溝が付いた側壁と平らな底部とを有するカップ形状とされている。フィルタ３０を内部空間内に配置する際には、フィルタ３０の底部その他の部分が、飲料を形成すべくカートリッジに刺されるどのようなインレット又はアウトレット穿刺要素とも接触しないようにするとよい。或いは、フィルタを穿刺要素と接触させること、例えばスポンジ状円盤の形態にしてライナ２０の底部に向かい落入させることも可能である。

ステップ（ｄ）では飲料素材２が内部空間内に準備され、リッド４０をライナ２０に取り付けることでライナ２０の内部空間２４が閉ざされる。本実施形態では、フィルタ３０により画定された空間内に飲料素材２が準備されているが、飲料素材２を内部空間２４内、フィルタ３０より下方に準備するのでも、フィルタ３０抜きでそれだけを準備するのでもよい。リッド４０をライナ２０のフランジ２３に取り付け内部空間を閉ざすことで、リッド及びライナの協働で内部空間を湿気及び気体に対し非透過性又は非浸透性とすることができる。これは、湿気や気体に対する障壁がカップ１２によりほとんど又は全く提供されない場合にひときわ有用たりうる。

カートリッジの形成より後、例えば飲料形成後には、ライナをフィルタ（設けられている場合）及び／又はリッドと一緒にカップから剥がせばよい。これは、カップを基準にしてライナのフランジを引っ張り、それによりカップの内部空間からライナを引き出すことで、実行すればよい。場合によっては、カップ側壁を径方向内方に押すことで、例えばそのカップ側壁を部分的に変形させることができる。この動作は、少なくともその変形エリアにてカップからライナを分離させるのに役立ちうるものであり、またカップからのライナの取り外しを容易化するのに役立ちうるものである。或いは、カップ１２を例えば切り取り線にて引き裂き、ライナ２０から引っ張り取るようにしてもよい。他の実施形態では、リッド４０の一部分が摘まれ、ライナ２０と共にカップ１２から引っ張り取られることとなろう。他の場合には、リッド４０又はリッド４０の一部分がライナ２０から取り外され、あらゆる残留飲料素材２を内部空間から取り除けるようにした上で、ライナが摘まれカップ１２から取り外されることとなろう。こうすることで、カートリッジの構成部材、例えば金属箔リッド４０、堆肥化可能なコーヒー粉２、リサイクル可能なポリマライナ２０及びフィルタ３０、並びにリサイクル可能な紙カップ１２を、互いに相互分離させることができる。

ご理解頂けるように、図３中に概記されている方法の諸ステップは、どのような好適順序で実行してもよい。例えば、ある実施形態では、フィルタ３０により画定された空間内に飲料素材２が準備された後に、そのフィルタ３０がリッド４０に取り付けられ、そしてそれらリッド４０、フィルタ３０及び飲料素材２がライナ２０に組み付けられることとなろう。他の実施形態では、フィルタがリッドに取り付けられた後に、そのフィルタ３０により画定された空間内に飲料素材２が供給されることとなろう。例えば、リッドがリッドに取り付けられ、そのフィルタにより画定された空間内へと、そのリッドの開口を介し飲料素材が供給されることとなろう。その後、そのリッドの開口を閉ざせばよい。

以上、本発明の少なくとも１個の実施形態について幾つかの態様を記述してきたが、お察し頂けるように、いわゆる当業者であれば様々な改変、修正及び改善を直ちに想起することができよう。そうした改変、修正及び改善は本件開示の一部分と目され、また本発明の神髄及び技術的範囲内にあるものと目される。従って、以上の記述及び図示は専ら例示に過ぎない。

Claims (30)

1. 飲料カートリッジであって、
   底部と、当該底部から頂部へと上方に延びる側壁と、を有するカップであり、それら側壁及び底部が内部空間を画定し且つ部分的にセルロース繊維で形成されており、湿気及び気体に対し可透過性を呈するカップと、
   上記カップの内部空間内にあり、底部と、当該底部から上縁へと上方に延びる側壁と、その側壁の上縁から外方に延びるフランジと、を有するライナであり、ポリマ素材を含有しており、上記カップの底部又は側壁に取り付けられており、湿気及び気体に対し非透過性を呈するライナと、
   上記ライナのフランジに取り付けられ、上記ライナにより画定された内部空間を閉ざしているリッドであり、湿気及び気体に対し非透過性を呈していて、当該内部空間が湿気及び気体に対し非透過性を呈するよう上記ライナに取り付けられたリッドと、
   を備え、上記カップから上記ライナを手で剥がすことでそのカップからそのライナを取り外せるカートリッジ。
2. 請求項１のカートリッジであって、上記カップが、更に、上記カップ側壁の頂部から外方に延びるカップフランジを有するカートリッジ。
3. 請求項２のカートリッジであって、上記ライナのフランジが上記カップフランジに取り付けられていないカートリッジ。
4. 請求項１のカートリッジであって、飲料マシンのアウトレット針が刺さるよう上記カップの底部及び上記ライナの底部が誂えられたカートリッジ。
5. 請求項１のカートリッジであって、上記ライナがポリエチレン及びＥＶＯＨを含有しており、そのライナの底部が０．００１〜０．００４インチ以下（１インチ＝約２，５ｃｍ）の厚みを有するカートリッジ。
6. 請求項１のカートリッジであって、上記カップから上記ライナを剥がすことで上記リッド及び上記ライナを一緒に取り外せるカートリッジ。
7. 請求項１のカートリッジであって、非剥離性ボンドにより上記リッドが上記ライナに接合されたカートリッジ。
8. 請求項１のカートリッジであって、更に、
   上記内部空間内にあり、上記ライナの側壁に取り付けられているフィルタと、
   上記内部空間内にあり、本カートリッジ内に導入された液と混ざって飲料を形成するよう誂えられている飲料素材と、
   を備えるカートリッジ。
9. 請求項８のカートリッジであって、非剥離性ボンドにより上記フィルタが上記ライナに接合されたカートリッジ。
10. 請求項８のカートリッジであって、上記カップから上記ライナを剥がすことで上記フィルタ及び上記ライナをそのカップから取り外せるカートリッジ。
11. 請求項８のカートリッジであって、上記フィルタが、専ら上記ライナに対する直接取付部を有するカートリッジ。
12. 請求項８のカートリッジであって、上記リッドを上記ライナから取り外すことで上記内部空間が開放され、その内部空間から上記飲料素材を上記フィルタを伴わずに取り除けるようになるカートリッジ。
13. 請求項８のカートリッジであって、上記フィルタが上記ライナに熱熔接されたカートリッジ。
14. 請求項８のカートリッジであって、上記フィルタがフィルタ側壁及びフィルタ底部を有し、そのフィルタ底部が上記ライナの底部より上に位置するカートリッジ。
15. 請求項１のカートリッジであって、上記ライナの底部の厚みが自ライナの側壁の厚みより小さいカートリッジ。
16. 請求項１のカートリッジであって、上記ライナの厚みに、上記ライナ側壁の上部からそのライナ側壁の下部にかけテーパが付されたカートリッジ。
17. 飲料カートリッジを形成する方法であり、
    底部と、当該底部から頂部へと上方に延びる側壁と、を有するカップを準備するステップであり、それら側壁及び底部が内部空間を画定し且つ部分的にセルロース繊維で形成されていて湿気及び気体に対し可透過性を呈するカップを、準備するステップと、
    ライナを上記カップにそのカップの内部空間内にて取り付けるステップであり、そのライナが、底部と、当該底部から上縁へと上方に延びる側壁と、その側壁の上縁から外方に延びるフランジと、を有し、そのライナが、内部空間を画定し、ポリマ素材を含有し且つ湿気及び気体に対し非透過性を呈し、そのライナをそのカップに取り付けるに当たり、そのカップからそのライナを剥がして取り外せるようそのカップの底部又は側壁にそのライナを接合するステップと、
    飲料素材を上記内部空間内に準備するステップであり、その飲料素材が、上記カートリッジ内に導入された液と混ざって飲料を形成するよう誂えられたものであるステップと、
    リッドを上記ライナのフランジに取り付けることで、そのライナにより画定された内部空間を閉ざすステップであり、そのリッドが、湿気及び気体に対し非透過性を呈しそのライナに取り付けられて当該内部空間を湿気及び気体に対し非透過性にするものであるステップと、
    を有する方法。
18. 請求項１７の方法であって、更に、
    ある初期厚を有するポリマシートからブランクを切り出すことで上記ライナを形成するステップと、
    上記ブランクを型抜きすることで上記ライナに係る底部、側壁及びフランジを形成するステップと、
    を有する方法。
19. 請求項１８の方法であって、上記型抜きステップが、上記ブランクを加熱するステップと、加熱されたブランクをツールを用い上記カップの内部空間内へと押し込み上記ライナの底部及び側壁をそのカップに取り付けるステップと、を有する方法。
20. 請求項１８の方法であって、上記ライナの底部及び側壁の厚みが上記初期厚未満である方法。
21. 請求項１８の方法であって、上記ブランクが円形であり、上記型抜きステップが、そのブランクを加熱するステップと、そのブランクのうちフランジ部分をしっかり保持するステップと、そのフランジ部分を基準にしてツールを用い上記ライナの側壁及び底部を形成するステップと、を有する方法。
22. 請求項１７の方法であって、更に、
    上記内部空間内で上記ライナ側壁にフィルタを取り付けるステップを有する方法。
23. 請求項２２の方法であって、上記飲料素材準備ステップが、上記フィルタにより画定された空間内へと上記飲料素材を供給するステップを含む方法。
24. 請求項２２の方法であって、上記フィルタが上記ライナ側壁に熱熔接される方法。
25. 請求項２２の方法であって、上記フィルタ及び上記ライナがポリプロピレン製である方法。
26. 請求項２２の方法であって、更に、上記カップから上記ライナ及び上記フィルタを一緒に剥がすステップを有する方法。
27. 請求項１７の方法であって、上記ライナがポリエチレン及びＥＶＯＨを含有する方法。
28. 請求項１７の方法であって、上記カップが、上記カップ側壁の頂部から外方に延びるフランジを有し、上記ライナのフランジがそのカップフランジに取り付けられていない方法。
29. 請求項１７の方法であって、更に、上記ライナのフランジに対する引っ張りによりそのライナを上記カップから剥がすステップを有する方法。
30. 請求項１７の方法であって、更に、飲料マシンのアウトレット針を上記カップの底部及び上記ライナの底部に刺すステップを有する方法。
    

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