JP2021129991A - ポーションカプセル、およびポーションカプセルで飲料を製造するための方法 - Google Patents
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Abstract
Description
さらに、本発明は、ポーションカプセル製造方法と飲料を製造することへのポーションカプセルの使用とに関する。
コーヒーやエスプレッソを調製するための前文に係るポーションカプセルが、例えば、印刷物EP1792850B1、EP1344722A1、WO2012/038063A1、US2003/0172813A1に開示されている。
ポーションカプセルは、通例、閉じられたカプセル底とカラー縁を備えた開口注入側とを有し、ポーションカプセルの空洞にフィルタ要素が備えられ、顆粒化された粉末状または液状の飲料原料がこの空洞に充填されたのち、カバーフィルムがカラー縁に封止または接着されている。
フィルタ要素は、主に、飲料原料とカプセル底との間に配置され、カプセル底で支えられている。
これらのフィルタ要素は、熱可塑性プラスチックから射出成形されるかまたはプラスチックフィルムから深絞り成形または型押し成形され、または、織成材料または不織成材料から製造され、製造される飲料に飲料原料粒子が混入するのを防止する。
煎出チャンバを閉じる過程後または閉じる過程中にカプセルは、好ましくは、煎出チャンバ内に配置される開穴ピンによってその閉じられた底側が主に開穴され、煎出チャンバの密封後、主にポーションカプセルのカバーフィルムで閉鎖された注入側は少なくとも1つの穿刺手段によって主に刺孔される。
しかし、調製器具に導入される前に、少なくとも片側を既に開穴されたポーションカプセルもある。
引き続き、調製液、主に、熱水が加圧下にポーションカプセル内に移送される。
調製液は、飲料原料を貫流して抽出し、および/または飲料製造に必要な諸物質を飲料原料から溶かし出す。
エスプレッソの調製では、精油を抽出するために、例えば、最大20バールの煎出水圧がコーヒー粉末に作用する。
この圧力は、さらに、コーヒー粉末とカプセル底との間で、穿刺されたカプセル出口の前にある粒子スクリーンに作用する。
例えば、コーヒー粉砕法では、不可避的に一定の粉塵成分も発生するので、スクリーン孔が過度に大きいとコーヒー粒子が通り抜け、または、スクリーン孔が過度に小さいと、特に高圧時にスクリーンの閉塞が生じる。
さらに、最大20バールの煎出水圧を吸収し、(高い煎出水温度と一緒に)高い煎出水圧の結果としてスクリーンが変形するのを防止し、穿刺手段がフィルタ要素に入り込みおよび/またはフィルタ要素を貫通するのを防止するために、カプセル底に作用する適宜な支持要素がスクリーンの下に必要である。
不利なことに、これらの支持要素は、特に、射出成形法で製造したスクリーン組立体の場合、付加的材料投入を必要とし、そのため、製造費が高まる。
US2778739、EP1710173A1、US5352765に開示されたポーションカプセルは、比較的大きな貫通孔を備えたスクリーン支持体から成るスクリーン組立体を有し、貫通孔がフィルタ材料で覆われている。
これらの組立体の欠点として、スクリーン組立体が、安定したスクリーン支持体とこのスクリーン支持体上に配置されるフィルタ材料とから成り、および/または利用可能な濾過面積が過度に小さく、抽出過程または溶解過程が比較的長くかかることになるので、このようなスクリーン組立体を実現するには、材料と作製とに付加的費用が生じる。
この材料は、塑性成形、主に、深絞り成形されており、従って、平らでなく、その結果、平らなフィルタ要素よりも比較的大きな濾過面積を有し、この濾過面積は、特に、フィルタ要素を固着されるカプセル本体の横断面積よりも大きい。
それに加えて、先行技術から公知のプラスチックフィルタと比較して、不織成繊維材料から成るフィルタ要素は、それが著しく大きな液流入表面積を有するという利点を有している。
さらに、(フィルタ平面の主伸長平面と平行な)液の横断流が可能となり、これにより、改善された混合特性、流出特性が達成される。
さらに、このようなフィルタ材料を使用すると、スクリーン閉塞の虞が、著しく低減しもしくは殆ど一掃されることが判明した。
意外なことに、不織成フィルタ材料は、比較的低い圧力を受けた調製液で飲料を調製する場合でも、比較的高い圧力を受けた調製液で飲料を調製する場合でも、耐閉塞性を有していることが判明した。
さらに、フィルタ要素内で液の横断流は、常に確実に維持され、フィルタ要素に浸入した液が流出穴へと流出することは保証される。
すなわち、ポーションカプセル内にある飲料原料または食品原料、例えば、コーヒー粉末、スープ粉末または茶は、抽出過程前に周囲に対して基本的に香りを漏らさないように閉鎖されている。
しかし、ポーションカプセルは、気密密封でなければならないのでなく、その使用前に気密密封包装しておくこともでき、その場合包装は、例えば、手で開封される。
このようなポーションカプセルは、一般に、少なくとも1つの側面、主に、2つの側面が開穴されており、すなわち、刺孔されることなく調製液を流通させることができる。
本発明の趣旨における不織布は、繊維、特に、プラスチック繊維から成るランダム不織成構造体である。
本発明の趣旨における不織布は、主に、紙または紙類似物質を含んでおらず、完全にプラスチックから作製されている。
不織布は、(坪量または基本重量とも称される)単位面積当たり質量が、好ましくは20〜140g/m2、特別好ましくは60〜80g/m2、まったく特別好ましくは基本的に70g/m2である。
フィルタ要素もしくは不織布は、厚さが、好ましくは0.2〜0.8mm、特別好ましくは0.3〜0.35mm、まったく特別好ましくは基本的に0.32mmである。
不織布は、100パスカルにおける不織布の通気性が、好ましくは1000〜3000L/(m2s) 、特別好ましくは1500〜2500L/(m2s)、まったく特別好ましくは2000L/(m2s)であるように形成されている。
予見できない意外なことに、このような不織布生地でもって抽出効率、混合特性、流出特性および耐閉塞性に関して、最適な結果を達成することができ、かつ、それにもかかわらず「クレマ」を生じることが判明した。
これは、特に、ニードルフェルト構造体である。
繊維材料は、主に、少なくとも1つのフェルト構造体と1つの支持構造体、特に、織布構造体とから成る。
特別好ましくは、フェルト構造体は、少なくとも1つの容積部分区域、支持構造体を含む。
フェルト構造体は、主に、支持構造体の横断面全体にわたって延設されており、しかし特別好ましくは高さ部分にわたってのみ延設されている。
フェルト構造体は、主に、支持構造体と嵌合結合、摩擦結合および/または素材結合されている。
繊維材料は、主に、2つ以上のフェルト構造体を有し、フェルト構造体は、主に、支持構造体によって相互に分離されている。
両方のフェルト構造体の厚さは、同一または異なるようにしておくことができる。
主に、粉末または茶に向き合うフェルト構造体は、カプセル底に向き合うフェルト構造体よりも薄く、または、その逆である。
例えば、遊離繊維を定着させるために、フェルト構造体の表面は、主に、処理、例えば、熱処理される。
1つのフェルト構造体を有しているフィルタ要素は、主に、カプセル、特に、その底に挿入されるだけである。
しかし、フィルタ要素は、カプセル、特に、その底と結合、特に、素材結合することもできる。
穿孔時に、穿孔手段は、このフィルタ要素に入り込むことができる。
単数または複数のフェルト構造体と1つの支持構造体とを有している複数のフィルタ要素は、主に、カプセル内で上下に配置され、場合によっては、互いに結合される。
フェルト、特に、ニードルフェルトを構成するため、主に、0.8〜7dtexの繊度が選択される。
個別繊維を互いに結合してフェルトとしおよび/またはこのフェルトを支持構造体内で固定することは、主に、ニードリング製造過程によって行われる。
逆向きの逆鉤を備えた針が、前置された繊維束に高速で穿刺され、そして、再び引き出される。
逆鉤によって繊維は、発生する多数のループを介して相互におよび/または支持織布と絡み合わされる。
フィルタ要素もしくは不織布は、厚さが、茶の製造では好ましくは0.8〜3.3mm、特別好ましくは1.1〜3.0mm、まったく特別好ましくは1.2〜1.4mm、そして、コーヒーの製造では2.6〜3.0mmである。
その際、例えば、ウエブ材料、または薄板、シートまたは厚板として提供される平らな繊維材料が三次元形状にされる。
不織成繊維材料の塑性変形、特に深絞り成形は、主に、圧力および/または温度の影響下で行われる。
このため、主に、ポンチがダイに押し込まれる。
その場合、繊維材料は、ポンチとダイとの間にあり、これにより、成形、例えば、深絞り成形される。
塑性変形後、フィルタ要素は、その三次元形状(3D形状)となる。
塑性成形、特に、深絞り成形によって、繊維材料は、飲料原料または食品原料を充填することのできる空間を形成する。
当業者にとって驚くべきことであったが、繊維材料は、そのフィルタ特性を失うことなく塑性成形、特に、深絞り成形することができる。
本発明の他の好ましい1実施形態によれば、平らな繊維材料が型押し成形される。
しかし、塑性変形は、当業者にとって馴染みのあらゆる別の塑性成形法によって行うこともできる。
このため、主に、フィルタ要素の外縁は、やはり、フランジとして形成されて、ポーションカプセルのカラー縁に載置される。
フィルタ要素の直径は、主に、カラー縁の外径に等しくまたはそれより小さく、特に、それより僅かに小さい。
この実施形態においてカバーフィルムは、主に、フィルタ要素、特に、その縁領域と、例えば、接着または融着によって結合される。
カバーフィルムとフィルタ要素との結合は、フィルタ要素とポーションカプセルとの間の結合と同時にまたは時間をずらして行うことができる。
主に、まず、フィルタ要素がポーションカプセルと結合され、次に、カバーフィルムがフィルタ要素に固着される。
この実施形態も、気密密閉しておくことができることは、当業者にとって全くの驚きで予期することができなかったことである。
すなわち、少なくとも原料に液が付加される前に、フィルタ要素がカプセル底に触れることはない。
特別好ましくは、フィルタ要素がカプセル底に触れることは決してない。
この実施形態の利点として、ポーションカプセルに突刺するときフィルタ要素が損傷することはない。
特に、側壁は、主に、型押し成形部を有し、そのことで、側壁の表面積が増大する。
側壁は、例えば、波形またはジグザグ状にされている。
フィルタ要素の側壁は、主に、ポーションカプセルに液を付加する前、ポーションカプセルの側壁に少なくとも完全には当接していない。
特別好ましくは、液の圧力は、ポーションカプセル側壁に対するフィルタ要素側壁の当接面積を増大させる。
その際、フィルタ要素の底が、主に、持ち上げられる。
カプセル本体が製造される材料は、多層で設けておくことができる。
カプセル本体は、主に、または本発明によれば、注入側にカラー縁を有し、このカラー縁に直接または間接的にカバーフィルムが封止または接着されている。
選択的に、カプセル本体とカプセル蓋とを機械的方法によって互いに結合しておくことも考えられる。
ポーションカプセルの底は、閉じられており、煎出チャンバにおいてはじめて、外部からポーションカプセル底に作用する穿孔手段によって穿孔されて流出穴が生成される。
しかし、選択的に、既に工場側でポーションカプセルの底に流出穴を備えて密封フィルムによって閉鎖しておくことも考えられよう。
その場合、密封フィルムは、例えば、穿孔手段によって穿孔可能であり、または、手でカプセル底から引剥し可能である。
フィルタ要素は、主に、耐裂性に形成されている。
密封フィルムは、主に、プラスチックフィルムであり、少なくとも1つの遮蔽層、例えば、1つの金属層、特に、1つのアルミニウム層または1つの酸化アルミニウム層を有している。
選択的に、製造すべき飲料の芳香物質用遮蔽層を有している純プラスチックフィルムを密封フィルムとして利用することができる。
プラスチックフィルムをカプセル底から比較的容易に剥がすことができるようにするために、プラスチックフィルムは、主に、カプセルに向き合うその側に「剥離層」を有している。
特別好ましくは、調合された飲料の流出時に流出穴でさしたる圧力損失が生じないような大きさ、特に、調合された飲料の顕著な渦化が生じ、飲料内にガスが入り込んで泡生成を生じることのないような大きさで流出穴は設けられている。
調合された飲料は、突刺手段と材料との間でカプセルに流れ込む。
その際、適切な圧力損失および/または適切な渦化が生じ、コーヒーの場合「クレマ」を生じる。
外部穿孔手段をカプセル底に突き通すと、フィルタ要素は、穿孔手段との接触時にその弾性に基づいて、フィルタ要素の穿孔が妨げられるように撓みもしくは伸びる。
フィルタ要素が穿孔手段によって穿孔され、かつ、飲料原料がポーションカプセルから濾過されることなく洗い流される虞は、こうして排除される。
こうして有利なことに、フィルタ要素がポーションカプセル内で滑ってずれることは防止される。
これにより、さらに、意図することなく液がフィルタ要素の周囲を流れることは防止される。
この固着は、主に、超音波融着によって行われる。
有利なことに、この突起は、穿孔手段を受容するのに役立ち、穿孔手段をカプセル底に刺し込むと、カプセル底は突起の領域で確かに穿孔されるが、しかし、穿孔手段は、引き続き突起の空洞内に留まる。
こうして、フィルタ要素が穿孔されることは予防される。
この実施形態では、特に、穿孔手段によってフィルタ要素を持ち上げる必要がない。
こうして、穿孔手段によってフィルタ要素が穿孔されることは、効果的に防止される。
カプセル底は、弱化線に沿って主に材料厚が低減されており、および/または弱化線に沿って穿孔されている。
有利なことに、所定破断部を実現したことによってカプセル底の穿孔が促進される。
そのことが有している利点として、さらに、カプセル底を穿孔するのにあまり鋭くはない穿孔尖端を使用することができ、フィルタ要素を持ち上げるとき、フィルタ要素が穿孔尖端によって破損する虞は低減されることになる。
特に、カプセル底を穿孔するのにいまや鈍角の穿孔手段で間に合う。
その際有利なことに、外部穿孔手段によるカプセル底の穿孔は、必要でない。
ポーションカプセルを煎出チャンバに挿入する前、フィルムは、引剥し用タブによってカプセル底から簡単に引き剥がされ、煎出過程は、開始させることができる。
予め作製された比較的大きい出口穴を不織成繊維材料、特に、不織布、フェルト、特に、ニードルフェルトから成るフィルタ要素と組合せると利点として、飲料液は、高圧のもとで出口穴から流れ出るのでなく、こうして、特に、コーヒーまたは茶の製造時に泡生成(「クレマ」)が防止される。
結合領域においてフィルタ要素は、特に、封止によってカプセル本体またはカプセル底と結合されている。
調合された飲料が濾過領域を貫流する。
ところで、本発明によれば、結合領域と濾過領域が互いに或る角度に設けられている。
例えば、フィルタ要素の結合領域は、カプセル本体の円錐状内面に当接し、濾過領域は、ポーションカプセルの底と平行に設けられまたは湾曲させて設けられている。
ヒダは、主に、その形状および/または寸法を違えて、および/または不規則な間隔で、 フィルタ要素の周面に設けられている。
主に、ヒダの部分的重なり領域は、封止時に互いに結合される。
ヒダは、主に、フィルタ要素の結合領域に当接する。
ヒダとそれに結合された部分的重なりとにもかかわらず、フィルタ要素を毀損することなくフィルタ要素を結合領域でカプセル本体と強固に結合することは達成される。
多層領域は、主に、3層のフィルタ材料を有している。
多層領域は、その形状および/または寸法を違えて、および/または不規則な間隔で、フィルタ要素の周面に設けられている。
主に、多層領域の層は、封止時に互いに結合される。
多層領域とそれに結合された部分的重なりとにもかかわらず、フィルタ要素を毀損することなくフィルタ要素を結合領域でカプセル本体と強固に結合することは達成される。
円環の平均直径は、主に、22〜25mmである。
この固着は、飲料原料または食品原料をポーションカプセルに注入したのちに行われる。
切り抜かれたフィルタ要素は、超音波融着用に必要とされるソノトロードによって継続搬送され、および/またはカプセル、特に、その側壁またはカラー縁に押し付けられる。
その際に、フィルタ要素が変形し、フィルタ要素の一部がカプセル本体に当接することになる。
フィルタ要素は、ポーションカプセルにそっくり押し込まれ、但し、フィルタ要素とカプセル底との間に自由空間が存立する程度に押し込まれるだけである。
フィルタ要素が、カプセルに押し込まれたのち、フィルタ要素は、カプセル本体またはカラー縁と結合され、主に、封止によって結合される。
封止前に、フィルタ要素は、主に、弛緩される。
特に、後に濾過領域となる領域は弛緩される。
この弛緩は、例えば、ポンチからこの領域に加えられる圧力を低減することによって行うことができる。
図は、例示的なものにすぎず、一般的発明思想を限定するものではない。
明細書は、本発明のすべての対象に同様にあてはまる。
図2は、閉じられた煎出チャンバ内にある本発明の第1実施形態によるポーションカプセルの縦断面図である。
図3は、閉じられた煎出チャンバ内にある本発明の第2実施形態によるポーションカプセルの縦断面図である。
図4aと図4bは、本発明の第3実施形態によるポーションカプセルの断面図である。
図5aと図5bは、本発明の第4実施形態によるポーションカプセルの断面図である。
図6aと図6bは、本発明の第6実施形態によるポーションカプセルのカプセル底の平面図である。
図7は、本発明の第8実施形態によるポーションカプセルの断面図である。
図8a〜図8cは、フェルト、特に、ニードルフェルトを有しているフィルタ要素の異なる実施形態を示す。
図9aと図9bは、深絞り成形されたフィルタ要素の1実施形態を示す。
図10は、深絞り成形されたフィルタ要素の他の1実施形態を示す。
図11は、本発明に係るフィルタ要素の他の1実施形態を示す。
ポーションカプセル1が、円錐台形状のカプセル本体2を含み、このカプセル本体2は、閉じられたカプセル底3とその注入側4に配置されるカラー縁5とを有し、このカラー縁5にカバーフィルム6が融着または接着されている。
こうして、カプセル底3とカバーフィルム6との間に空気や香りを漏らさないように閉鎖された空洞100が形成されており、この空洞100に粉末状、顆粒状の飲料原料101が充填されている。
飲料原料101は、例えば、コーヒー、カカオ、茶および/またはミルクの粉末(もしくは顆粒)を含む。
閉じられたカプセル本体底3の内面3aに、すなわち、空洞100の内部に、不織成繊維材料から成るフィルタ要素7が配置されている。
このフィルタ要素7は、深絞り成形されており、すなわち、平らでない。
フィルタ要素7は、カプセル底3の内面3aに緩く載置されているか、またはカプセル本体底3の内面3aと強固に結合、すなわち、素材結合されている。
第2変更態様においてフィルタ要素7は、カプセル底3の縁領域3’でのみカプセル底3に素材接合して固着されている。
フィルタ要素7は、主に、ポリエステル微細繊維から製造される不織布生地を含む。
特別好ましくは繊維が、カレンダ成形によって互いに熱で結合され、例えば、押出成形された多数のポリエステル繊維が上下左右に並べて配置され、引き続き、加熱されたロールによって固化(平坦にカレンダ成形)される。
不織布生地は、ランダム繊維不織布生地および/または繊維配向不織布生地を含む。
不織布は、(坪量または基本重量とも称される)単位面積当たり質量が、好ましくは40〜100g/m2、特別好ましくは60〜80g/m2、まったく特別好ましくは70g/m2である。
フィルタ要素7もしくは不織布は、厚さが、好ましくは0.20〜0.8mm、特別好ましくは0.25〜0.39mm、まったく特別好ましくは0.32mmである。
100パスカルにおける不織布の通気性が、好ましくは1000〜3000L/(m2s)、特別好ましくは1500〜2500L/(m2s)、まったく特別好ましくは2000L/(m2s)となるように、不織布は形成されている。
さらに、破断強度が、縦方向では基本的に110N/5cm、横方向では基本的に67N/cm、そして、破断伸びが、縦方向では基本的に30%、横方向では基本的に38%であるように、不織布は形成されている。
煎出チャンバ8は、第1煎出チャンバ要素9と第2煎出チャンバ要素10とから成り、第1煎出チャンバ要素9は、ポーションカプセル1を導入するために、第2煎出チャンバ要素10に対して移動可能に設けられ、またはその逆となるように設けられている。
両方の煎出チャンバ要素9、10の間にシール11が配置されている。
第1煎出チャンバ要素9は、ポーションカプセル1のカバーフィルム6を開孔するための穿刺要素13a、13bを備えた閉鎖ピストン12と調製液供給部14とシール11とから成る。
第2煎出チャンバ要素10は、ポーションカプセル1を部分的に取り囲む煎出チャンバ鐘状体15と飲料放出部18とから成る。
この煎出チャンバ鐘状体15は、放出溝17を備えて煎出チャンバ鐘状体15の底に配置される開穴ピン16を備えている。
ポーションカプセル1を受容するために煎出チャンバ8は、図示しない開放状態にあり、この開放状態のとき、第1煎出チャンバ要素9と第2煎出チャンバ要素10は、ポーションカプセル1の供給を保証するために相互に離間している。
図示した閉状態のときには、ポーションカプセル1によって飲料を製造するための調製過程を実行することができる。
閉状態のとき煎出チャンバ8は、圧密に閉鎖されている。
煎出チャンバ8を開放状態から図示した閉状態に移行させるとき、カバーフィルム6が穿刺要素13a、13bによって突き通され、調製液、特に、高温煎出水が調製液供給部14を通して圧力下にポーションカプセル1の空洞100内に達することになる。
さらに、煎出チャンバ8が閉じられると、カプセル底3は、開穴ピン16として形成された穿孔手段によって穿孔され、ポーションカプセル1に出口穴107が生成されることになり、製造された飲料液は、ポーションカプセル1からこの出口穴107を通して飲料放出部18の方向へと流れ出ることができる。
飲料液の導出を促進するために開穴ピン16は、その側面に放出溝17を有している。
図中、煎出チャンバ9、10内にあるカプセル底3は、第2煎出チャンバ要素10の開穴ピン16によって突き通される。
但し、穿刺箇所の上にあるフィルタ要素7は、開穴ピン16の穿刺尖端19によって僅かに持ち上げられているが、しかし、突き通されているのではない。
このことが達成されるのは、特に、中央領域7’’が、カプセル底3と素材結合されているのでなく、フィルタ要素7が、カプセル底3の縁領域3’でカプセル底3と素材結合されているだけであり、開穴ピン16の尖端と機械的に接触する結果として、フィルタ要素7が、カプセル底3から持ち上げられるだけであり、こうして、穿孔されないままに留まる(すなわち、開穴ピン16によって穿孔されない)ことによってである。
選択的にまたは付加的にフィルタ要素7は、深絞り成形によって、穿刺箇所でカプセル底3から持ち上げられるように成形されている。
カプセル底3の縁領域3’もしくはフィルタ要素7の縁領域7’でカプセル底3とフィルタ要素7は、互いに接触し、特に、互いに素材結合されたままであり、飲料原料101がフィルタ要素7の周囲を流れて飲料放出部18に達することはない。
カプセル底3は、カプセル底3が開穴ピン16によって穿孔されるその中心点106に選択的に所定破断部104を有し、カプセル底3を穿孔するのに比較的鈍角の開穴ピン16で間に合い、誤ってフィルタ要素7も開穴ピン16によって穿孔される虞は、こうして排除される。
しかし、第1実施形態とは異なり、カプセル底3は、開穴ピン16の穿刺領域に煎出チャンバ底3aの窪み20の方に向けられた突起21を有し(従って、突起21は、注入側4とは逆の方向を向いている)、この突起21に開穴ピン16は、フィルタ要素7を突き通すことなく刺し込まれる。
従って、フィルタ要素7をカプセル底3から持ち上げることは、特段必要でない。
飲料を製造するために、ポーションカプセル1を煎出チャンバ8に持ち込んだのちに、煎出チャンバ8は、やはり、閉じられる。
閉じる過程中にポーションカプセル1のカバーフィルム6は、穿刺手段13a、13bによって穿孔され、第1煎出チャンバ要素9と第2煎出チャンバ要素10とを一緒にして(シール11によって)密封を行ったのち、煎出水は、液入口6を介して注入可能となる。
同様に、煎出チャンバ8を閉じる過程中に開穴ピン16がポーションカプセル1の底3に穴を開ける。
穿孔箇所の上にあるフィルタ要素7は、その厚さと深絞り成形によって得られる形状の耐裂性とが開穴ピン16の穿刺尖端19の侵入深さに調整されており、フィルタ要素7が突き通されることはない。
選択的に、フィルタ要素7は、カプセル底3の煎出鐘状体底23の窪み20内にある突起21の上にあり、開穴ピン16は、カプセル底3の突起21に刺し込まれるだけで、フィルタ要素7にまで達することはない。
次に、液が、コーヒー製造時には、例えば、熱水が、カプセル1に流れ込む。
カプセル1内でこの液が飲料原料101を貫流して抽出し、および/または飲料製造用に必要な諸物質を飲料原料101から溶かし出す。
飲料原料101内での液の流れは、符号22で略示してある。
得られる飲料は、次に、飲料原料101とカプセル底3上に配置されるフィルタ要素7との間を流れる。
このフィルタ要素7は、得られる飲料内に飲料原料101の諸成分が粒子状で達し、開穴ピン16によってカプセル底3に開けられた穴と開穴ピン16の放出溝17とを介してさらに捕集容器、例えば、カップまたはポット内に達するのを防止する。
本事例においてフィルタ要素7は、不織成繊維材料から作製され、深絞り成形されている。
すなわち、フィルタ要素7の当初平らな繊維材料が、三次元形状にされている。
その縁領域7’でフィルタ要素7は、本事例においてカプセル本体2のカラー縁5と結合されている。
この結合は、例えば、封止または接着によって行うことができる。
フィルタ要素7をカプセル本体2のカラー縁5に固着することによってフィルタ要素7の中央領域7’’とフィルタ底3との間に自由空間が設けられており、開穴ピン16は、ポーションカプセル1に突き刺すときフィルタ要素7を突き通すことなくこの自由空間に入り込むことができる。
おそらく、フィルタ要素7の中央領域7’’が、その弾性に基づいて開穴ピン16によって変形されるだけである。
ポーションカプセル1は、カバーフィルム6で閉鎖されており、このカバーフィルム6は、特別好ましくは、フィルタ要素7の縁領域と例えば封止または接着によって結合されている。
本事例においてフィルタ要素7の縁領域7’は、例えば、封止または接着によってカプセル本体2の側壁と結合されている。
本事例において、カバーフィルム6は、カプセル本体2のカラー縁5と直接結合されている。
その他では、図4a、図4bについての詳述が参考にされる。
本事例において、フィルタ要素7は、同様に主に深絞り成形されている。
ポーションカプセル1が、図6では「下」から図示されている。
この図に認めることのできる選択的な所定破断部104は、この場合、3つの弱化線105を含み、これらの弱化線105は、カプセル底3の中心点106を中心に半径方向で放射状に配置されている。
弱化線105に沿ってカプセル底3は、材料厚が低減されており、および/または煎出チャンバ8内での穿孔を促進するために、カプセル底3は、予め穿孔されている。
カプセル底3を予め穿孔した場合でも、飲料原料101の香気が長期の保管期間にわたって維持されるように、カプセル底3は、少なくとも所定破断部104の領域において、主に、穿孔可能なフィルムまたは手で引剥し可能なフィルム108で封止されている。
このため、フィルム108は、例えば、カプセル底3の外面に接着され、引剥し用タブ109を備えている。
この引剥し用タブ109は、カプセル底3に接着されるのでなく、この引剥し用タブ109でフィルム108は、手で引き剥がすことができる。
カプセル底3の穿孔の態様の弱化線105とフィルム108とを備えた実施形態が、図6bに示してある。
この第8実施形態は、図1に示した第1実施形態と基本的に同じであるが、しかし、図示した別のいずれの実施形態とも組合せることができる。
第8実施形態のポーションカプセル1は、カプセル底3に永続的な出口穴107を備えており、この出口穴107は、出発状態のときフィルム108で密封されている。
それゆえに、ポーションカプセル1は、所定破断部を有していない。
フィルム108は、フィルム108を手で引き剥がすための引剥し用タブ109をやはり有している。
外部穿孔手段16によってカプセル底3を穿孔することは、予定されていない。
むしろ、ポーションカプセル1が煎出チャンバ8に挿入されると、フィルム108は、引剥し用タブ109によってカプセル底3から簡単に引き剥がされ、引き続き煎出過程は、カプセル底3を穿孔することなく直接開始することができる。
このフィルタ要素7は、主に、支持構造体7.2、例えば、織布構造体を有している。
この織布構造体7.2の表面および/または内部で、コーヒー粉末または茶に向き合う表面全体にフェルト構造体7.1が配置され、例えば、ニードルフェルト法によって織布構造体と結合され、そのことが図8aに示してある。
図8bによる実施形態は、支持構造体7.2の表面および/または内部にそれぞれ配置される2つのフェルト構造体7.1、7.3を有している。
両方の構造体は、主に、フィルタ要素7の断面全体にわたって、すなわち、ここでは、円形表面全体にわたって延設されている。
フェルト構造体7.1、7.3は、同じ厚さまたは異なる厚さとすることができる。
フェルト構造体7.1は、主に、フェルト構造体7.3の層よりも薄く実施されており、またはその逆とされている。
その場合、支持層は、フィルタ要素7の厚さに関して中心からずらして設けられている。
フェルト構造体7.1、7.3は、異なる材料または同一の材料から製造しておくことができる。
このことは、フェルト構造体7.1、7.3を製造する物質に関係するだけでなく、フェルト構造体7.1、7.3を作製する糸径および/または糸長にも関係している。
両方のフェルト構造体7.1、7.3の間に支持構造体7.2が設けられており、この支持構造体7.2内には、フェルト構造体7.1、7.3がなくまたは僅かに存在するだけであり、主に、横断流を許容する。
図8cは、フェルト構造体を有しているフィルタ要素7の他の実施形態を示す。
本事例では、フェルト構造体を有している2つのフィルタ要素7が、例えば、図8a、図8bにより述べたように、上下に配置されている。
フィルタ要素7は、上下に重ねまたは互いに結合しておくことができるだけである。
しかし、フィルタ要素7は、支持構造体7.2なしにフェルトを有しているだけとすることもできる。
これにより、例えば、コーヒーは、クレマなしに、すなわち、泡なしに、または、茶は、 泡なしに製造することができる。
フェルト構造体を有しているフィルタ要素7は、主に、カプセル1に挿入されるだけである。
フェルト構造体を有しているフィルタ要素7は、主に、カプセル底よりも大きな直径を有し、縁領域でカプセル1の壁体に押し付けられることになる。
特に、図8a〜図8cによるフィルタ要素7は、深絞り成形しておくこともできる。
本事例において、このフィルタ要素7は、円錐状の側壁を有し、その縁領域7’には、フランジ状のカラーを有し、このカラーは、カプセル本体2のカラー縁5と結合することができる。
縁領域7’には、ポーションカプセル1のカバーフィルム6も取り付けることができる。
本事例においてフィルタ要素7の側壁に溝の態様の窪み103’が型押し成形されている。
飲料製造時にフィルタ要素7は ポーションカプセル1の側壁の方向で加圧され、側壁に少なくとも部分的に触れ、または、フィルタ要素7の側壁は、最初から少なくとも部分的にカプセル本体2の側壁に当接している。
カプセル本体2の側壁と窪み103’とが通路を成形し、調合された飲料は、この通路を通して流出する。
当業者は、窪み103’が主にフィルタ要素7の側壁の周面全体の周りに延設され、特別好ましくは等距離に設けられていることを認識している。
これにより、波形部分または折畳み部分103’が生じる。
特に、図9bから読み取ることができるように、溝103’は、三角形または部分円形の横断面を有していることができる。
基本的に図9についての詳述を参考にすることができ、本事例において、底は、球形底とされ、側壁は、円錐状とされている。
側壁の円錐度の度合は、主に、可変であり、主に、フィルタ要素7の穴に向かって増加している。
必要なら、側壁は、窪み103’を有していることができる。
ポーションカプセル1が、やはり、円錐台形のカプセル本体2を含み、このカプセル本体2は、閉じられたカプセル底3とその注入側4に配置されるカラー縁5とを有し、このカラー縁5にカバーフィルム6が融着または接着されている。
カプセル底3は、比較的大きな穴、特に、円形穴を備えておくことができ、この穴は、例えば、引剥し可能なフィルムで閉鎖されている。
ポーションカプセル1の内部にあるフィルタ要素7が、結合領域27と濾過領域28とを有している。
結合領域27でフィルタ要素7は、特に、封止によって、すなわち、熱および/または圧力の影響下でカプセル本体2と結合されている。
濾過領域28は、調合された液状飲料が貫流する。
はっきり認識できるように、カプセル底3とフィルタ要素7との間に距離が設けられており、この距離は、主に、圧力および/または液の影響を受けてもフィルタ要素7がカプセル底3に触れることのないような大きさである。
好ましくはさらに、この距離は、場合によって煎出チャンバ8内に設けられる開穴ピン16(例えば図4b、図5b参照)がフィルタ要素7に触れることのないような大きさで設けられている。
本事例において、濾過領域28は、湾曲を有し、そのことが、アールrで表してある。
当業者は、この湾曲が円切片状湾曲である必要がないことを理解する。
フィルタ要素7は、主に、紙または紙類似材料から成る素材で作製されている。
この材料は、フィルタ要素7を封止によってカプセル本体2と結合できるように、封止可能なプラスチック材料で少なくとも部分的に被覆されている。
主に、フィルタ要素7の結合領域27が、カプセル本体2に当接するまでポンチによってポーションカプセル1に押し込まれる例えば円形の平らなディスクとしてフィルタ要素7を設けることによって、ポーションカプセル1は製造される。
しかし、フィルタ要素7は、フィルタ要素7の下面とカプセル底3との間に距離が存続する程度にのみポーションカプセル1に押し込まれる。
引き続き、熱と圧力の作用によって、例えば、ポンチが加熱されることによって、フィルタ要素7はカプセル本体2に封止される。
封止前に、フィルタ要素7の濾過領域28は、主に、弛緩される。
この弛緩は、例えば、ポンチを2部分で設け、ポンチ下部をポンチ導入方向とは、逆に、引き上げることによって行うことができる。
これにより、濾過領域28は、結合領域27に対する圧力を低減させることなく弛緩される。
はっきり認識できるように、結合領域27に複数のヒダ24および/または多層領域25が設けられており、ヒダ24もしくは多層領域25は、主に、その形状および/または寸法が異なっており、それらの相互距離が主に異なっており、それらの形状は、基本的に三角形である。
さらに認識できるように、ヒダ24もしくは多層領域25は、結合領域27に当接し、ヒダ24の層は、封止によって互いに結合されている。
2 ・・・カプセル本体
3 ・・・カプセル底
3a ・・・カプセル底の内面
3’ ・・・カプセル底の縁領域
4 ・・・注入側
5 ・・・カラー縁
6 ・・・蓋、カバーフィルム
7 ・・・フィルタ要素
7’ ・・・フィルタ要素の縁領域
7’’ ・・・フィルタ要素の中央領域
7.1 ・・・フェルト構造体、ニードルフェルト構造体
7.2 ・・・支持構造体
7.3 ・・・フェルト構造体、ニードルフェルト構造体
8 ・・・煎出チャンバ
9 ・・・第1煎出チャンバ要素
10 ・・・第2煎出チャンバ要素
11 ・・・シール
12 ・・・閉鎖ピストン
13a ・・・穿刺要素
13b ・・・穿刺要素
14 ・・・調製液供給部
15 ・・・煎出鐘状体
16 ・・・開穴ピン
17 ・・・放出溝
18 ・・・放出部
19 ・・・穿刺尖端
20 ・・・窪み
21 ・・・窪み/突起
22 ・・・調製液の流れ
23 ・・・煎出鐘状体底
24 ・・・ヒダ
25 ・・・多層領域
27 ・・・結合領域
28 ・・・濾過領域
100 ・・・空洞
101 ・・・飲料原料
102 ・・・側壁領域
103’ ・・・窪み、波形領域または折畳み領域
104 ・・・所定破断部
105 ・・・弱化線
106 ・・・中心点
107 ・・・穴、出口穴
108 ・・・フィルム
109 ・・・引剥し用タブ
r ・・・濾過面の湾曲のアール
Claims (20)
- カプセル底とフランジを有するカプセル本体と、前記フランジに接続された蓋と、前記カプセル底と前記蓋との間に設けて、粉末状または液状の飲料原料を受け入れるための空洞と、前記空洞内に配置されたフィルタ要素とを備えたポーションカプセルであって、
前記フィルタ要素は、前記フィルタ要素が折り畳まれて自身に取り付けられた複数の部分的重なり領域を含むことを特徴とするポーションカプセル。 - 前記部分的重なり領域が、前記フィルタ要素が前記空洞の内壁に封止されている領域に位置し、
前記フィルタ要素が、前記フランジに取り付けられておらず、
前記フィルタ要素が、前記カプセル底に取り付けられていないことを特徴とする請求項1に記載のポーションカプセル。 - 前記部分的重なり領域からなるヒダの少なくともいくつかは、その形状および/または大きさが互いに異なり、
前記ヒダの少なくともいくつかは、前記フィルタ要素の周面に不規則な間隔で存在していることを特徴とする請求項2に記載のポーションカプセル。 - 前記フィルタ要素が、前記空洞の内壁に取り付けられる側壁を有し、
前記フィルタ要素を前記カプセル本体に封入する際に前記フィルタ要素が折り畳まれて取り付けられ、前記複数の部分的重なり領域が形成されることを特徴とする請求項1に記載のポーションカプセル。 - 前記フィルタ要素が、前記フランジに取り付けられておらず、
前記フィルタ要素が、前記カプセル底に取り付けられていないことを特徴とする請求項4に記載のポーションカプセル。 - 前記フィルタ要素が、紙または紙類似材料で構成されていることを特徴とする請求項5に記載のポーションカプセル。
- 前記フィルタ要素が、少なくとも部分的にプラスチックでコーティングされていることを特徴とする請求項6に記載のポーションカプセル。
- 前記フィルタ要素が、紙または紙類似材料で構成され、
前記フィルタ要素が、前記フランジに取り付けられておらず、
前記フィルタ要素が、カプセル底に取り付けられていないことを特徴とする請求項2に記載のポーションカプセル。 - 前記カプセル本体が、前記空洞を規定する内側の側壁を備え、
前記フィルタ要素の領域が、少なくとも部分的に前記側壁に沿って延びていることを特徴とする請求項8に記載のポーションカプセル。 - 前記フィルタ要素が、前記空洞の充填側の方向に実質的に突出する領域、および/または、前記空洞の充填側の方向に曲げられた領域を含むことを特徴とする請求項9に記載のポーションカプセル。
- 前記フィルタ要素を自身に折り畳んで複数の部分的重なり領域を形成し、前記部分的重なり領域を前記カプセル本体に封止することを含む請求項1に記載のポーションカプセルを形成する方法。
- 前記ポーションカプセルを気密封止することを含み、
前記フィルタ要素が、前記フランジへのいかなる取り付けもなく、
前記フィルタ要素が、前記カプセル底へのいかなる取り付けもないことを特徴とする請求項11に記載の方法。 - 前記フィルタ要素が、前記空洞の充填側の方向に実質的に突出する領域、および/または、前記空洞の充填側の方向に曲げられた領域を含むことを特徴とする請求項12に記載の方法。
- カプセル底およびフランジを有するカプセル本体と、前記フランジに接続された蓋と、前記カプセル底と前記蓋との間に設けて、粉末状または液状の飲料原料を受け入れるための空洞と、前記空洞内に配置されたフィルタ要素とを備えたポーションカプセルであって、
前記フィルタ要素は、前記フィルタ要素が折り畳まれて自身に取り付けられた複数の部分的重なり領域を含み、
前記部分的重なり領域が、前記フィルタ要素が前記空洞の内壁に封止される前記フィルタ要素の領域に位置し、
前記フィルタ要素が、前記フランジに取り付けられておらず、
前記フィルタ要素が、前記カプセル底に取り付けられていないことを特徴とするポーションカプセル。 - 前記カプセル本体が、前記空洞を規定する内側の側壁を備え、
前記フィルタ要素の領域が、少なくとも部分的に前記側壁に沿って延びていることを特徴とする請求項14に記載のポーションカプセルを形成する方法。 - 前記部分的重なり領域からなるヒダの少なくともいくつかは、その形状および/または大きさが互いに異なり、
前記ヒダの少なくともいくつかは、前記フィルタ要素の周面に不規則な間隔で存在していることを特徴とする請求項15に記載の方法。 - 前記フィルタ要素が、紙または紙類似材料からなり、
前記フィルタ要素の少なくとも一部が、プラスチックでコーティングされていることを特徴とする請求項16に記載のポーションカプセル。 - 前記フィルタ要素を自身に折り畳んで複数の前記部分的重なり領域を形成することと、前記部分的重なり領域を前記カプセル本体に封止することとを含む請求項14に記載のポーションカプセルを形成する方法。
- 前記ポーションカプセルを気密封止することを含み、
前記フィルタ要素が、前記フランジへのいかなる取り付けもなく、
前記フィルタ要素が、前記カプセル底へのいかなる取り付けもなく、
前記カプセル本体が、前記空洞を規定する内側の側壁を含み、
前記フィルタ要素の領域が、前記側壁に沿って少なくとも部分的に延在することを特徴とする請求項18に記載の方法。 - 前記部分的重なり領域からなるヒダの少なくともいくつかは、その形状および/または大きさが互いに異なり、
前記ヒダの少なくともいくつかは、前記フィルタ要素の周面に不規則な間隔で存在していることを特徴とする請求項19に記載の方法。
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