JP2022515846A - 飲料原材料カートリッジ - Google Patents

Abstract

飲料原材料をボトル内に放出して混合飲料を生成するための飲料原材料カートリッジは、液体原材料チャンバを画定する本体と、固体原材料チャンバを画定するキャップと、キャップ上に配置された開口機構と、を含む。飲料原材料カートリッジに印加される力により、ボトルの穿孔器がカートリッジの分配端を通って駆動され、開口機構の歯が液体原材料チャンバ及び固体原材料チャンバを封止するフィルムを引き裂く。これは、液体原材料チャンバの内容物を固体原材料チャンバの内容物と混合し、飲料原材料カートリッジから、液体によって充填されたボトル下方に混合した内容物を放出し、混合飲料を生成する。

Description

記載された実施形態は、概して、飲料原材料カートリッジに関する。具体的には、実施形態は、飲料原材料を飲料容器に分配するための、複数のチャンバを有する飲料原材料カートリッジに関する。

本発明の実施形態は、飲料容器に複数の原材料を分配するために収容して使用されることができる飲料原材料カートリッジを提供する。それらは、ユーザが使用時点で自身の飲料を作成することを可能にし、その際に、事前混合されたボトル詰め飲料の製造及び送達に関連する廃棄物及びコストを低減することを可能にする。カートリッジは、第１の原材料チャンバを画定する本体と、第２の原材料チャンバを画定するキャップと、を含み得る。キャップは、第１及び第２の原材料チャンバを封止するフィルムに向かって延在する歯を有する開口機構を含み得る。飲料容器の穿孔器が開口機構に押し付けられると、開口機構の歯が、まず、第１及び第２の原材料チャンバの封止部を穿刺し、その後引き裂くことができる。これにより、カートリッジの分配端を介して、第１の原材料チャンバ及び第２の原材料チャンバの両方の内容物を放出する。内容物は、飲料容器内の液体と混合して、混合飲料を生成する。

例えば、実施形態は、カートリッジが第１の原材料チャンバを画定する本体を含む、飲料原材料カートリッジを含む。第１の原材料チャンバは、本体の上端部に開口部を有し得、開口部を覆って延在し、第１の原材料チャンバを封止するフィルムを有し得る。カートリッジはまた、第２の原材料チャンバを画定するキャップを含み得る。キャップは、第２の原材料チャンバの上側を画定する開口機構を含み得、第２の原材料チャンバの下側を画定する第２の原材料チャンバフィルムを有し得る。開口機構は、キャップの上側リム部にヒンジ式で接続された２つのフラップを含み得、フラップの各々が、第２の原材料チャンバ内に延在する歯を有し得る。フラップは、閉鎖位置から開放位置へと回転移動可能であり得、閉鎖位置では、フラップはともに平坦な円形の形状を形成し、第２の原材料チャンバの上側を封止し得る。フラップは、閉鎖位置から開放位置へと移行するとき、歯が、第２の原材料チャンバフィルム及び第１の原材料チャンバフィルムの両方を貫通して引き裂き得、これにより、第２の原材料チャンバ及び第１の原材料チャンバの両方を、飲料原材料カートリッジの外部に向けて開口する。

実施形態はまた、カートリッジがフィルム封止部及び開口機構を含む飲料原材料カートリッジを含む。開口機構は、フィルム封止部の上に位置決めされた２つのみのフラップを含み得る。２つのフラップの外縁部は、閉鎖位置であるときにともに円を形成し得、各フラップは、円の縁部に形成された回転軸を有し得る。フラップの各々は、フィルム封止部に向かって延在する歯を有し得、各フラップの歯は、フラップの回転軸から、フラップの縁部で形成される円の半径よりも大きい距離に位置決めされ得る。

実施形態はまた、カートリッジが第１の原材料チャンバを画定する本体を含む、飲料原材料カートリッジを含む。第１の原材料チャンバは、本体の上端部に開口部を有し得、開口部を覆って延在し、第１の原材料チャンバを封止するフィルムを有し得る。カートリッジはまた、第２の原材料チャンバを画定するキャップを含み得る。キャップは、第２の原材料チャンバの上側を画定する開口機構を含み得、第２の原材料チャンバフィルムは第２の原材料チャンバの下側を画定する。開口機構が、第１の原材料チャンバフィルム及び第２の原材料チャンバフィルムの延在方向に正接する対向方向に穿孔して力を印加することによって、第１の原材料チャンバフィルム及び第２の原材料チャンバフィルムの両方を貫通して引き裂くように構成され得る。本体、第１の原材料チャンバフィルム、キャップ、及び第２の原材料チャンバフィルムの各々は、全体がポリエチレンテレフタレートで形成され得る。

添付図面は、本発明に組み込まれ、本明細書の一部を形成し、本発明の実施形態を例示し、説明と一緒に、更に本発明の原理を説明し、かつ当業者（複数可）が本発明を作製し、使用することを可能にする役割を果たす。

飲料原材料カートリッジ及びボトルの部分断面図である。

図１のボトル内に分配されている図１の飲料原材料カートリッジの部分断面図である。

飲料原材料カートリッジの部分分解図である。

図３の飲料原材料カートリッジの部分断面図である。

飲料原材料カートリッジのキャップの底面斜視図である。

飲料原材料カートリッジのキャップの底面斜視図である。

飲料原材料カートリッジのキャップの底面斜視図である。

飲料原材料カートリッジのキャップの上面図である。

分配動作中の第１の状態における、飲料原材料カートリッジをカートリッジ穿孔器の上で反転させた状態を示す部分透過側面図である。

分配動作中の第２の状態における、図７の飲料原材料カートリッジ及びカートリッジ穿孔器の部分透過側面図である。

分配動作中の第３の状態における、図７の飲料原材料カートリッジ及びカートリッジ穿孔器の部分透過側面図である。

図９の飲料原材料カートリッジ及びカートリッジ穿孔器のキャップの上面図である。

飲料原材料カートリッジのキャップの底面斜視図である。

図４の飲料原材料カートリッジの一部を拡大して示す部分断面図である。

以降、添付図面に例示されるような本発明の実施形態を参照して、本発明（複数可）を詳細に説明する。「１つの実施形態」、「一実施形態」、「例示的な実施形態」などの言及は、記載された実施形態が特定の特徴、構造、又は特性を含み得るが、全ての実施形態が特定の特徴、構造、又は特性を必ずしも含むわけではないことを示す。更に、このような句は、必ずしも同じ実施形態を言及するものではない。更に、特定の特徴、構造、又は特性が実施形態と関連して記載される場合、明確に記載されているかどうかに関わりなく、他の実施形態と関連するこのような特徴、構造、又は特性への影響は、当業者の知見内であるものとする。

事前作製された飲料は、多くの場合、プラスチックボトル内の様々な形態の包装において消費者に長く配布されている。そのようなボトル詰めされた事前作製された飲料の重量及び体積の有意な割合は、飲料の構成部分として、多くの場合、水に起因する。製造、出荷、保管、並びに他の製造及び流通コストの有意な割合は、多くの場合、事前作製された飲料の含水量に起因して、この体積及び重量から導出される。

更に、飲料が消費された後に、事前作製された飲料を収容するボトルの廃棄は、多くの場合、ボトルに適用されるリサイクル又は他の廃棄物管理プロセスを伴う。そのようなプロセスのコスト及び複雑さは、多くの場合、ボトルを形成する材料の体積に比例する。

本明細書に記載される飲料原材料カートリッジは、例えば、濃縮された香味料、栄養素、又は他の飲料添加物などの原材料を収容しており、消費者が、水、ジュース、牛乳、又は炭酸水などの液体を収容するボトル又は他の再利用可能飲料容器を使用して、混合飲料を生成することができる。

本明細書に記載されるいくつかの実施形態は、原材料（例えば、乾燥及び液体原材料）を別個に貯蔵するための複数の別個の原材料チャンバを含むカートリッジを提供することによって、容易かつ効率的な様式で再利用可能な飲料容器に同時に分配することができる。そのようなカートリッジは、従来の飲料ボトルよりも小さくすることができ、より少ない材料を必要とし、潜在的な製造、分配、及び廃棄の複雑さ及びコストを低減することができる。いくつかの実施形態によるカートリッジは、リサイクル可能な材料から完全に作製され得、このような飲料混合物の製造に伴う廃棄物を更に低減することができる。消費者が新たな飲料の作成に参加することを可能にすることは、更なる新鮮味を伴って消費者体験をも向上させることができる。

本発明のいくつかの実施形態による飲料原材料カートリッジを使用するために、飲料原材料カートリッジの分配端が、カートリッジを受け入れるように、かつカートリッジの内容物の分配を容易にするように構成されているボトル又は他の再利用可能な飲料容器の開口部内に設置され得る。次いで、ユーザはカートリッジを押圧し、カートリッジの分配端を再利用可能な飲料容器の穿孔器に押し付ける。カートリッジの分配端上に配置された歯を有するいくつかのフラップは、穿孔器がカートリッジの分配端を通って移動する際にカートリッジの内側で回転する。これにより、歯が、カートリッジの内部チャンバを封止する膜を穿刺して引き裂くことにより、カートリッジ内に収容された飲料原材料を再利用可能な飲料容器に放出し、消費者が楽しめる新しい新鮮な混合飲料を生成する。

ここで、本発明の実施形態を、図面を参照してより詳細に説明する。図１は、ボトル１０の上に位置決めされた飲料原材料カートリッジ１００を示し、カートリッジ１００は、ボトル１０の開口部１２に面した分配端１１０を有する。飲料原材料カートリッジ１００は、例えば、液体飲料原材料１２０（第１の飲料原材料）及び固体飲料原材料１３０（第２の飲料原材料）などの別個に貯蔵された原材料を収容することができ、ボトル１０は、液体２０（例えば、水、ジュース、牛乳、又は炭酸水）を収容することができる。ボトルは、飲料原材料カートリッジ１００を受容及び開くように構成された係合部分１４を含み得る。ボトル１０は、例えば、ボトル、カップ、マグカップ、タンブラー、ガラス、ピッチャーなどの任意の好適な種類の飲料容器であり得る。このような飲料容器は、カートリッジ１００（ボトル１０の係合部分１４のような）の開口を容易にする構造を含んでもよく、又は、カートリッジ１００を開口するための別個の取り外し可能な構造体（例えば、２０１６年６月１４日に出願された米国特許出願第１５／１８２，３５６号の穿孔装置６００であり、上記出願は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）とともに使用され得る。

図２に示されるように、軸方向力４０が飲料原材料カートリッジ１００に印加され得、カートリッジ１００を係合部１４のカートリッジ穿孔器１６に対して押し付け、それによって飲料原材料１２０及び１３０をボトル１０内に分配して液体２０と混合し、それによって新たな飲料混合物３０を生成する。カートリッジ穿孔器１６は、力４０に対向することが可能であり、それによって飲料原材料カートリッジ１００の分配端１１０に力を印加する任意の構造体であり得る。

図３～図４に示されるように、飲料原材料カートリッジ１００は、本体２００及びキャップ３００を含み得る。いくつかの実施形態では、飲料原材料カートリッジ１００の構成要素の全て（その中に含まれる任意の飲料原材料を除く）は、リサイクル可能な材料から作製され得る。材料は、熱間充填処理又は無菌処理などの様々な飲料製造プロセスにおける使用に好適であり得る。いくつかの実施形態では、飲料原材料カートリッジ１００の構成要素の全て（内部に含まれる任意の飲料原材料を除く）は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（polyethylene terephthalate、ＰＥＴ）などのプラスチックから作製され得る。飲料カートリッジ１００全体を同じ材料から作製することで、特に、材料が容易にリサイクル可能である場合（例えば、ＰＥＴ）、使用済みの空のカートリッジを、高価で複雑な分解及び仕分け手順を行う必要なく、シングルストリームリサイクルプロセスでリサイクルすることを可能にする。また、飲料カートリッジ１００内には、リサイクルストリームを汚染するような他の材料タイプが存在しないため、リサイクルストリーム（例えばＰＥＴ）への汚染物質の導入を低減するのに役立ち得る。

本体２００は、分配端１１０からボトル１０内に分配されて飲料混合物３０を形成することができる液体飲料原材料１２０（例えば、風味剤、濃縮された香味料、シロップ、又は他の流体飲料添加剤など）を収容するための液体原材料チャンバ２３０を画定することができる（図２を参照）。本体２００は、ほぼ半球体形状を有するように示されているが、例えば、円筒形、球形、円錐形、又は立方体を含む他の形状も同様にとてもよく、任意の軸に関して対称であっても対称でなくてもよい。

液体原材料チャンバフィルム２３２は、本体２００の第１の端部２１０上の開口部２１２を横切って配置され、それによって液体原材料チャンバ２３０を封止することができる。いくつかの実施形態では、開口部２１２は、円形とすることができ、約２５～５０ミリメートルの直径を有することができる。環状リム部２１４は、開口部２１２の周囲に配置され得、液体原材料チャンバフィルム２３２が本体２００に接着され得る環状表面２１６を含み得る。環状リム部２１４はまた、以下で更に詳細に記載するように、本体２００をキャップ３００に固定するために使用され得る。いくつかの実施形態では、液体原材料チャンバフィルム２３２は、プラスチック（例えば、飲料原材料カートリッジ１００の他の構成要素と同じタイプのプラスチック）で作製され得る。いくつかの実施形態では、液体原材料チャンバフィルム２３２は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）で作製され得る。いくつかの実施形態では、液体原材料チャンバフィルム２３２は、液体原材料チャンバ２３０への酸素の侵入に抵抗する酸素バリア特性を含む。

キャップ３００は、図３及び図４に示すように、分配端１１０からボトル１０内に分配されて飲料混合物３０を形成することができる固体飲料原材料１３０（例えば、顆粒状甘味料、砂糖、又は他の固体飲料添加剤など）を収容するための固体原材料チャンバ３３０を画定することができる（例えば、図２を参照）。本体２００と同様に、キャップ３００は、示される形状及び外観に限定されるものではなく、様々な形状及び外観をとることができる。

説明の便宜上、本明細書では、本体２００の飲料原材料チャンバ２３０を「液体原材料チャンバ２３０」と呼び、キャップ３００の飲料原材料チャンバ３３０を「固体原材料チャンバ３３０」と呼ぶが、飲料原材料チャンバ２３０及び３３０はいずれも、任意の種類の飲料原材料（例えば、固体飲料原材料、液体飲料原材料、又は固体飲料原材料と液体飲料原材料の両方）を含み得る。

キャップ３００は、第１の周辺部３１４によって画定される第１の開口部３１２を有する第１の端部３１０を有し得る。いくつかの実施形態では、第１の周辺部３１４は、円形とすることができ、約２０～４５ミリメートルの直径を有することができる。キャップ３００は、第１の端部３１０に対向して配置され、第２の周辺部３２４によって画定される第２の開口部３２２を有する第２の端部３２０を有し得る。いくつかの実施形態では、第２の周辺部３２４は、円形とすることができ、約４０～６０ミリメートルの直径を有することができる。以下で更に詳細に記載するように、分配動作中、飲料原材料カートリッジ１００は、キャップ３００が本体２００の下に配置されるように配向され得る。したがって、液体飲料原材料１２０は、液体原材料チャンバ２３０からキャップ３００内へと通過し、最終的に、飲料原材料カートリッジ１００の分配端１１０上の第１の開口部３１２を通って分配され得る。いくつかの実施形態では、第２の周辺部３２４の直径は、第１の周辺部３１４の直径よりも小さくてもよい。このようにして、キャップ３００は、ボトル１０内に液体飲料原材料を漏斗状に入れることができる。

いくつかの実施形態では、封止リム部３４８は、キャップ３００の内面３４０上に配置され得る。固体原材料チャンバフィルム３３２は、封止リム部３４８を横切って配置されてもよく、したがって、固体原材料チャンバ３３０の下端を封止することができる。いくつかの実施形態では、封止リム部３４８は環状であり、封止リム部３４８の内径は、開口部２１２の直径とほぼ同じである。いくつかの実施形態では、固体原材料チャンバフィルム３３２は、プラスチック（例えば、飲料原材料カートリッジ１００の他の構成要素と同じタイプのプラスチック）で作製され得る。いくつかの実施形態では、固体原材料チャンバフィルム３３２は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）で作製され得る。いくつかの実施形態では、固体原材料チャンバフィルム３３２は、固体原材料チャンバ３３０への酸素の侵入に抵抗する酸素バリア特性を含む。

キャップ３００は、開口機構３５０を含み得る。開口機構３５０は、フラップ３６０、隆起部３７０及び歯３８０を含み得る。開口機構３５０は、キャップ３００の第１の端部３１０に配置されてもよく、第１の開口部３１２を封止し、したがって、固体原材料チャンバ３３０の上端部を封止し得る。開口機構３５０は、以下の記載から明らかとなるように、固体及び液体原材料チャンバ２３０、３３０の両方から飲料原材料１２０、１３０を放出するように構成され得る。

フラップ３６０は、キャップ３００に接続されてもよく、閉鎖位置であるときに第１の開口部３１２を封止するように構成され得る。各フラップ３６０は、第１の端部３６１と、第１の端部３６１に対向するように配置された第２の端部３６２を有し得る。ヒンジ３６４は、フラップ３６０の第２の端部３６２を第１の周辺部３１４に回転可能に接続するように構成され得る。例えば、フラップ３６０の外面３６６に力が印加されると、フラップ３６０は、ヒンジ３６４を中心に閉鎖位置（例えば、図７を参照）から開放位置へと（例えば、図９を参照）回転し得る。

開口機構は、様々な数のフラップ３６０を含んでもよく、フラップ３６０は様々な異なる形状を有し得る。フラップ３６０は、閉鎖位置であるとき、フラップ３６０の形状が、ともに、第１の開口部３１２の形状と一致し、それによって第１の開口部３１２を封止するように構成され得る。例えば、いくつかの実施形態では、第１の開口部３１２は円形形状を有してもよく、２つの半円フラップ３６０は、第１の開口部３１２を塞いで封止するように構成され得る。いくつかの実施形態では、第１の開口部３１２は円形形状を有してもよく、（各々が円の四分の一の形状を有する）４つのフラップ３６０が、第１の開口部３１２を塞いで封止するように構成され得る。いくつかの実施形態では、開口機構３５０の各フラップ３６０は、同じ形状を有し得る。いくつかの実施形態では、開口機構３５０の各フラップ３６０は、異なる形状を有し得る。いくつかの実施形態では、開口機構３５０の各フラップ３６０は、ある程度の対称性を有し得る。いくつかの実施形態では、開口機構３５０のフラップ３６０は、互いに対称性を有さなくてもよい。いくつかの実施形態では、フラップ３６０は、その外側表面上で実質的に平坦であり得る。

図６に示すように、各フラップ３６０は、内縁部３６７及び外縁部３６８を含み得る。外縁部３６８は、閉鎖位置であるときに第１の周辺部３１４に隣接して配置されるフラップ３６０の部分の縁部であり得る。フラップ３６０の内縁部３６７は、閉鎖位置であるときに別のフラップ３６０の内縁部３６７に隣接して配置されるフラップ３６０の部分の縁部であり得る。フラップ境界面３６９は、２つのフラップ３６０の内縁部３６７が閉鎖位置であるときに交わる場所に形成される。

フラップ境界面３６９は、直線状であっても湾曲状であってもよく、又は直線部分及び湾曲部分の両方を含んでもよい。図６に示すように、例えば、開口機構３５０は、Ｓ字形フラップ境界面３６９で交わる２つのフラップ３６０を含み得る。フラップ境界面３６９は、図に示す形状に限定されず、様々な形状をとることができる。

いくつかの実施形態では、外縁部３６８は、外縁部３６８の長さに沿って第１の周辺部３１４に連続的に封止される。同様に、フラップ３６０は、フラップ境界面３６９に沿って連続的に封止され得る。このようにして、フラップ３６０は、閉鎖位置であるとき、第１の開口部３１２を完全に封止し得る。外縁部３６８及びフラップ境界面３６９に沿った封止部は、例えば、分配動作中に破断するように構成された材料の弱化部分であり得る。例えば、外面３６６に力が印加されると、フラップ３６０は、外縁部３６８に沿って第１の周辺部３１４から分離し、フラップ境界面３６９に沿って互いに分離することができ、それにより、各フラップ３６０は、それぞれのヒンジ３６４を中心に独立して回転することができる。

図５Ａ～図５Ｃに示すように、隆起部３７０は、フラップ３６０の内面３６５に配置され、内面３６５から垂直に延在し得る。いくつかの実施形態では、隆起部３７０は、フラップ３６０の内縁部３６７及び／又は外縁部３６８の部分に追従し得る。いくつかの実施形態では、隆起部３７０は、内縁部３６７と外縁部３６８との間の内面３６５上に配置され得る。隆起部３７０は、例えば、フラップ３６０の曲げ剛性を高めることによってフラップ３６０に剛性を提供することができる。以下に更に詳細に記載されるように、隆起部３７０は、分配動作中に飲料原材料１２０、１３０の流れを方向付けることができる。いくつかの実施形態では、隆起部３７０は、約１～５ミリメートルの高さを有する。いくつかの実施形態では、隆起部３７０の高さは、その長さにわたって変化する。

歯３８０は、フラップ３６０上に配置されてもよく、固体原材料チャンバ３３０内に延在し得る。歯３８０は、液体原材料チャンバフィルム２３２及び固体原材料チャンバフィルム３３２に向かって延在してもよく、分配動作中に液体原材料チャンバフィルム２３２及び／又は固体原材料チャンバフィルム３３２を穿刺及び／又は引き裂くように構成され得る。いくつかの実施形態では、歯３８０はほぼ三角形の形状を有するが、以下に記載される様式でチャンバフィルム２３２、３３２を穿孔することができる他の形状又は構造体が使用されてもよい。いくつかの実施形態では、歯３８０は隆起部３７０上に配置される。いくつかの実施形態では、歯３８０は、フラップ３６０の内面３６５上に直接配置される（例えば、隆起部上には配置されない）。いくつかの実施形態では、歯３８０は、フラップ３６０の内縁部３６７及び／又は外縁部３６８に沿って配置される。いくつかの実施形態では、歯３８０は、内縁部３６７及び／又は外縁部３６８との間に配置される。いくつかの実施形態では、歯３８０は、約２～１０ミリメートルの高さまで延在する。いくつかの実施形態では、隆起部３７０の最大高さは、歯３８０の最大高さの約１０～５０％である。

図５Ａ～図５Ｃには、キャップ３００の３つの例示的な構成を示すが、キャップ３００は、図５Ａ～図５Ｃに示されているものに限定されず、他の構成を有していてもよい。本明細書に記載のキャップ３００（図５Ａ～図５Ｃに示すキャップ３００を含む）のいずれかに、記載した様式で本体２００とともに使用され得る。

上述したように、歯３８０は、フラップ３６０上の様々な場所に配置され得る。例えば、図５Ａは、フラップ３６０の内縁部３６７付近に配置された６つの歯３８０を有するキャップ３００を示す。いくつかの歯３８０は隆起部３７０上に配置され、他の歯３８０は、部分的に隆起部３７０上に配置され、部分的に内面３６５上に配置される。更に、いくつかの歯３８０は、内縁部３６７の経路に従うように配向され、他の歯３８０は、内縁部３６７の経路に対して実質的に垂直であるように配向される。図５Ｂは、６つの歯３８０を有する別のキャップ３００を示し、歯３８０の全てが隆起部３７０上に配置され、歯３８０の全てが隆起部３７０の経路に従うように配向されている。いくつかの歯３８０は、内縁部３６７の近くに配置され、他の歯３８０は、内側部３６７と外縁部３６８との間に配置され、かつ内縁部３６７と外縁部３６８から間隔を空けて配置されている。図５Ａ及び図５Ｂに示すように、いくつかの実施形態では、歯３８０は分離しており、互いに接合されていない。図５Ｃは、８つの歯を有する別のキャップ３００を示し、歯３８０の全てが、内縁部３６７付近の隆起部３７０上に配置され、歯３８０の全てが隆起部３７０の経路に従うように配向されている。図５Ｃに示すように、いくつかの実施形態では、歯３８０は別個のものではなく、ともに接合されて鋸歯状の縁を形成する。

第１の開口部３１２が円形であるいくつかの実施形態では、ヒンジ３６４は、フラップ３６０の回転半径３６３が第１の開口部３１２の半径よりも大きくなるように位置決めされる。回転半径３６３は、フラップ３６０がそのヒンジ３６４を中心に回転したときに、形成される円弧の最大半径である。いくつかの実施形態では、回転半径３６３は、ヒンジ３６４から第１の端部３６１までの距離である。いくつかの実施形態では、歯３８０は、歯３８０からフラップ３６０の回転軸までの距離（すなわち、ヒンジ３６４での距離）が、第１の開口部３１２の半径よりも大きくなるように、フラップ３６０上に配置される。

図４に示すように、カートリッジ１００が組み立てられた構成にあるとき、本体２００及びキャップ３００は、互いに連通して配置され得る。本体２００の外面２０２の形状及びキャップ３００の外面３０２の形状は、カートリッジ１００が組み立てられた構成にあるとき、外面２０２、３０２が実質的に同一平面上になるような形状であり得る。

図３～図５Ｃ及び図１２に示すように、キャップ３００は、本体２００をキャップ３００に固定するように構成された、キャップ３００の内面３４０上に配置された本体接続部材３４２を含み得る。本体接続部材３４２は、例えば、本体２００及びキャップ３００が、環状スナップ嵌め接続などのスナップ嵌め接続を使用してともに固定され得るように構成された、隆起した表面、隆起部などであり得る。本体接続部材３４２は、内面３４０に沿って放射状パターンで間隔を空けて配置され得る（例えば、図５Ａ及び図５Ｂを参照）。いくつかの実施形態では、本体接続部材３４２は、環状であり、内面３４０に沿って連続している（例えば、図５Ｃを参照）。

本体２００の中心から環状リム部２１４の外縁部２１５まで測定される半径２１８（図３を参照）は、キャップ３００の中心から本体接続部材３４２の内縁部３４４まで測定される半径３４６よりわずかに大きくてもよい。組み立て中、本体２００の第１の端部２１０は、環状リム部２１４が本体接続部材３４２と接触するキャップ３００の第２の開口部３２２に挿入されてもよい。本体２００及びキャップ３００がともに押圧されると、本体２００及び／又はキャップ３００の一部が弾性的に変形し、環状リム部２１４が本体接続部材３４２を超えて所定の場所にスナップ嵌めされ得る。本体２００がキャップ３００とともに適所にスナップ嵌めされた後、本体接続部材３４２及び封止リム部３４８の上面３４３が、環状リム部２１４をそれぞれ下方及び上方から固定して、本体２００を所定の場所に保持する（図１２を参照）。以下で更に詳細に記載されるように、キャップ３００は、本体２００及びキャップ３００が、最初に組み立てられた後に分解された場合に視覚的指標を提供するように構成された不正開封検出システム３９０を含み得る。

上述したように、いくつかの実施形態では、２つのチャンバフィルム２３２、３３２が、液体原材料チャンバ２３０及び固体原材料チャンバ３３０をそれぞれ封止するために使用される。しかしながら、いくつかの実施形態では、１つのフィルムのみを使用して、液体原材料チャンバ２３０及び固体原材料チャンバ３３０の両方を封止する。例えば、単一のフィルムが、一方の側の封止リム部３４８及び他方の側の環状リム部２１４に接着されてもよく、これにより液体原材料チャンバ２３０及び固体原材料チャンバ３３０の両方を封止する。２つのチャンバフィルム２３２、３３２を使用するいくつかの実施形態では、液体原材料チャンバフィルム２３２の外面２３４と固体原材料チャンバフィルム３３２の外面３３４とがともに取り付けられて、積層構造を形成し得る。いくつかの実施形態では、チャンバフィルム２３２、３３２は、接着剤を使用してともに取り付けられ得る。

図１及び図２を参照すると、カートリッジ穿孔器１６が外面３６６と接触している状態で、飲料原材料カートリッジ１００に印加される軸方向の力４０が、カートリッジ穿孔器１６を飲料原材料カートリッジ１００の分配端１１０を介して駆動させ、それによってフラップ３６０をキャップ３００の内側で回転させ、それによって歯３８０をチャンバフィルム２３２、３３２に穿刺して引き裂くこととなる。カートリッジ穿孔器１６は、分配動作全体にわたってその形状を維持するのに十分な剛性を有してもよく、外面３６６の中央に位置し、外面３６６に対して垂直である力を外面３６６に力印加し得る。

図７～図９は、このような分配動作中の、ボトル１０の他の部分から分離されたカートリッジ穿孔器１６と、飲料原材料カートリッジ１００とを示す。フラップ３６０の外部面３６６がカートリッジ穿孔器１６に押し付けられると、２つのフラップ３６０は、外縁３６８に沿って第２の周辺部３２４から離れ、それぞれのヒンジ３６４を中心に独立して回転することができるように、フラップ境界面３６９（図６を参照）に沿って互いに離れていく。フラップ３６０が回転すると、歯３８０は、チャンバフィルム３３２に向かって移動し、チャンバフィルム３３２に実質的に垂直な力を印加し、それによって、歯をチャンバフィルム３３２に貫通して穿孔させる。同様に、歯３８０は、次に、液体原材料チャンバフィルム２３２に向かって移動し、チャンバフィルム２３２に実質的に垂直である力を、チャンバフィルム２３２に印加し、それによって、歯をチャンバフィルム２３２に貫通して穿孔させる。

上述のように、飲料原材料カートリッジ１００の全体をＰＥＴで形成することは、リサイクル性の向上に役立つことができる。したがって、いくつかの実施形態では、チャンバフィルム２３２、３３２はＰＥＴで形成され得る。ＰＥＴフィルムは、（例えば、容器チャンバを封止するために使用される可能性のあるような金属箔と比較して）比較的高い引張強度を有し得る。フラップ３６０の穿孔及びその後の引き裂き作用は、チャンバフィルム２３２、３３２のより高い引張強度を効果的に克服するのを助け、それにより、飲料原材料カートリッジに印加される単一の下向きの力で、消費者が飲料原材料カートリッジ１００を開放することを可能にし、その一方でチャンバフィルム２３２、３３２にＰＥＴを使用することも可能にする。この作用はまた、歯３８０が、飲料原材料を放出するための大きな孔２３６を作るように、チャンバフィルム２３２、３３２を効果的に穿孔し、通過することを可能にするのに役立つ。いくつかの実施形態では、チャンバフィルム２３２、３３２は、（例えば、チャンバフィルム２３２、３３２内に部分的に切断された浅いスコアによって）弱化されてもよく、さもなければ別の方法でフラップ３６０の作用下で破断するように付勢され得る。チャンバフィルム２３２、３３２が穿孔されると、フィルムに孔２３６が形成され、それによって液体飲料原材料１２０が液体原材料チャンバ２３０から放出され得る。

いくつかの実施形態では、歯３８０は、固体原材料チャンバフィルム３３２及び液体原材料チャンバフィルム２３２を同時に貫通して穿孔し得る。いくつかの実施形態では、例えば、いくつかの歯３８０がフラップ３６０の回転軸からほぼ同じ距離に配置されている場合（図５Ａを参照）、同じフラップ３６０のいくつかの歯３８０は、チャンバフィルム２３２、３３２を同時に係合して穿孔する。いくつかの実施形態では、例えば、いくつかの歯がフラップの回転軸から様々な距離に配置されている場合（図５Ｂを参照）、同じフラップ３６０の異なる歯３８０は、分配動作の異なる段階でチャンバフィルム２３２、３３２を係合して穿孔する。

カートリッジ穿孔器１６がカートリッジ１００内に更に移動してフラップ３６０が移動及び回転し続けると、チャンバフィルム２３２、３３２に対して実質的に垂直に配向されている歯３８０が、チャンバフィルム２３２、３３２の延在方向と平行な方向に向かって回転し始める。図９及び図１０に示すように、カートリッジ用穿孔器１６は、次に、フラップ３６０を対向する方向に移動させ、その結果、２つのフラップ３６０上の歯３８０が、チャンバフィルム２３２、３３２の延在方向にほぼ正接する方向に、対向する力をチャンバフィルム２３２、３３２に印加し始める。このような対向する力により、チャンバフィルム２３２、３３２が引き裂かれ、及び／又は伸ばされ、液体飲料原材料１２０が液体原材料チャンバ２３０からより迅速に放出され得るように、孔２３６（歯３８０がチャンバフィルム２３２、３３２を穿刺したときに最初に作られた）を拡大する。

いくつかの実施形態では、歯３８０は、チャンバフィルム２３２、３３２内の１つの連続孔２３６を引き裂く。いくつかの実施形態では、歯３８０は、チャンバフィルム２３２、３３２内のいくつかの孔２３６を引き裂き、そのうちのいくつかは、上記の引き裂き作用を介してともに拡大及び融合され得る。いくつかの孔２３６が形成されるいくつかの実施形態では、液体飲料原材料１２０は、ある孔２３６から流出し、空気が別の孔２３６内に流れ込み、それによって液体原材料チャンバ２３０内に生じる真空を低減し、それによって液体飲料原材料１２０をより迅速に分配することができる。いくつかの実施形態では、全ての孔２３６の総面積は、フィルムの元の面積の約２０～５０％であり得る。

上述のように、飲料原材料カートリッジ１００のいくつかの実施形態は、使用済みの空のカートリッジが、例えば、シングルストリームリサイクルプロセスで容易にリサイクルされ得るように、完全に１つの材料（例えば、ＰＥＴ）で作製される。この材料の均一性を達成するために、チャンバフィルム２３２、３３２は、材料の均一性が望ましくない場合、飲料原材料チャンバ２３０、３３０を封止するために使用され得る他の材料（例えば、アルミニウム箔）と比較して、比較的高い引張強度を有する材料（例えば、ＰＥＴ）で作製され得る。チャンバフィルム２３２、３３２の引張強度の増加はまた、カートリッジの内容物を分配するのに必要な軸方向力４０を増加させ、それによってカートリッジの使いやすさを低下させる可能性がある。しかしながら、開口機構３５０は、大きな軸方向力４０を必要とせずにカートリッジの内容物が分配され得るように、フィルムの引張強度の増大を補償するように構成され得る。

例えば、上述したように、歯３８０は、チャンバフィルム２３２、３３２に対して実質的に垂直な力をチャンバフィルム２３２、３３２に印加し得る。チャンバフィルムへ垂直方向に力を印加するために、歯３８０は、歯３８０からフラップ３６０の回転軸までの距離が第１の開口部３１２の半径よりも大きくなるように、フラップ３６０上に配置され得る。したがって、歯３８０がチャンバフィルム２３２、３３２に係合するためにフラップ３６０が受けなければならない回転量は、歯３８０からフラップ３６０の回転軸までの距離が第１の開口部３１２の半径よりも小さい場合よりも少なくなる。歯３８０がフラップ３６０からチャンバフィルム２３２、３３２に向かって延在するため、歯３８０がフィルムに係合するのに必要な回転量を減少させることにより、歯３８０が実質的に垂直方向にフィルムに力を印加することを可能にし得る。チャンバフィルム２３２、３３２に垂直な力を印加することにより、フィルムを破断するのに必要な力は、非垂直方向の力がチャンバフィルム２３２、３３２に印加された場合よりも小さくてよい。したがって、チャンバフィルムを穿刺するのに必要な軸方向力４０は、歯が実質的に垂直方向ではない力をフィルムに印加した場合よりも小さくてもよい。

更に、歯３８０は、最初にチャンバフィルム２３２、３３２を穿刺して、次に、チャンバフィルム２３２、３３２を引き裂き始めるため、孔２３６を作って拡大するのに必要な力は、フィルムが単一の方向にのみ穿刺された場合又はチャンバフィルム２３２、３３２が、同時に穿刺され及び引き裂かれた場合よりも小さくなり得る。これはまた、チャンバフィルムを破断するのに必要な軸方向力４０を低減することができる。

いくつかの実施形態では、飲料原材料カートリッジ１００からボトル１０内に原材料を分配するのに必要な軸方向力４０の大きさは、３０重量ポンド未満とすることができる。いくつかの実施形態では、飲料原材料カートリッジ１００からボトル１０内に原材料を分配するのに必要な軸方向力４０の大きさは、２０重量ポンド未満とすることができる。

液体原材料チャンバ２３２が穿孔された後、液体飲料原材料１２０は、まず、重力により、固体原材料チャンバ３３０と第１の開口部３１２を通って、最終的にボトル１０に引き込まれる。重力によって分配されない固体飲料原材料１３０は、それらが固体原材料チャンバ３３０を通過する際に液体飲料原材料１２０によって洗い流されることができる。このようにして、液体飲料原材料１２０及び固体飲料原材料１３０は、それらが飲料原材料カートリッジ１００から出る前にも混合し始めることができる。それらが出た後、液体飲料原材料１２０及び固体飲料原材料１３０は、ボトル１０内の液体２０と混合し（図１を参照）、飲料混合物３０を生成する（図２を参照）。

いくつかの構成では、ヒンジ３６４の近くなどの固体原材料チャンバ３３０の領域は、重力によって分配されず、又は液体飲料原材料１２０によって洗い流されずに、固体飲料原材料１３０が集積しがちになることがあり得る。隆起部３７０は、液体飲料原材料１２０によって固体原材料チャンバ３３０から洗い流される固体飲料原材料１３０の量を増加させるために、固体原材料チャンバ３３０の特定の領域を通して、液体飲料原材料１２０の一部の流れを方向付けることができる。図５Ａ～図５Ｃを参照すると、流路３７２は、隣接した隆起部３７０間に形成されてもよく、液体飲料原材料１２０の流れを方向付けるために使用され得る。いくつかの実施形態では、歯３８０が、流路３７２の一部を形成してもよく、液体飲料原材料１２０の流れを方向付けるのに役立ち得る。液体飲料原材料１２０が重力によって固体原材料チャンバ３３０内に引き込まれると、液体飲料原材料１２０の一部は、流路３７２が液体飲料原材料１２０の流れを固体原材料チャンバ３３０の特定の領域、例えばヒンジ３６４の近くを通ってボトル１０内に方向付けるフラップ３６０の内面３６５に落下し、液体飲料原材料１２０によって洗い流される固体飲料原材料１３０の量を増加させることができる。いくつかの実施形態では、カートリッジ１００の原材料の約７５～９０％が、上述のような分配動作中のボトル１０内に分配され得る。いくつかの実施形態では、カートリッジ１００の原材料の約９０％超が、上述のような分配動作中のボトル１０内に分配され得る。

いくつかの実施形態では、一時封止部は、ボトル内の液体とともにカートリッジから分配された原材料を更に混合し、飲料原材料カートリッジ１００からの残りの原材料を得られた飲料混合物３０内ですすぎ洗いするために、ユーザによって一体に保持されたときにボトル１０及び飲料原材料カートリッジ１００が液体をこぼすことなく揺さぶられる又は別の方法で移動させることができるように、外面２０２及び／又は外面３０２及び係合部１４との間に（例えば、力４０の印加によって）形成されることができる。

図１１及び図１２を参照すると、キャップ３００は、飲料原材料カートリッジ１００が最初に組み立てられた後に分解された場合、又は別の方法で損傷若しくは危険にさらされている場合に、ユーザに視覚的に示すように構成された不正開封検出システム３９０を含み得る。不正開封検出システム３９０は、キャップ３００の第２の端部３２０の周りに放射状に配置されたタブ３９２を含み得る。タブ３９２の各々は、対応するヒンジ３９６でキャップ３００に接続され得、隣接したタブ３９２は、弱化部分３９４において互いに接続され得る。弱化部分３９４は、例えば、タブの回転軸（すなわち、ヒンジ３９６を中心として）を中心としてモーメントが生じる方向にタブ３９２に力が印加されると、弱化部分３９４が破断して、タブ３９２がそのヒンジ３９６を中心に回転することを可能にする程度に弱化されたノッチなどであり得る。上述のように、本体２００及びキャップ３００は、スナップ嵌め接続を使用してともに接続され得る。本体２００及びキャップ３００が組み立て中に接合された後、本体２００及び／又はキャップ３００は、本体２００を再びキャップ３００から分離するために（例えば、てこによって）変形させる必要があり得る。例えば、本体２００とキャップ３００との間をこじ開けようとして、ねじ回しなどのレバーが、接合部３９８で本体２００とキャップ３００との間に挿入された場合、レバーは、タブ３９２の回転軸を中心とするモーメントを生じさせる方向に力を印加して、隣接した弱化部分３９４を破断させ、それによってタブ３９２をそのヒンジ３９６を中心として回転させ得る。破断された弱化部分３９４及び／又は回転されたタブ３９２は、可視及び明白であり得、したがって、飲料原材料カートリッジ１００が危険にさらされていることをユーザに示す。このような不正開封検出システム３９０は、本明細書に記載されるキャップ３００のいずれかに含まれ得る。

発明の概要及び要約の項ではなく、発明を実施するための形態の項は、特許請求の範囲を解釈するために使用されることが意図されていることを理解されたい。「発明の概要」及び「要約書」の項は、本発明者（複数可）によって考えられるように、本発明の１つ以上であるが全てではない例示的な実施形態を示し得るが、決して本発明及び添付の特許請求の範囲を限定するものではない。

特定の実施形態の前述の説明は、当業者が知識を適用することにより、他の人にも可能である、そのような特定の実施形態を様々な用途に容易に変更及び／又は適合させ、過度の実験をすることなく、本発明の一般的な概念から逸脱することなく、本発明の一般的な性質を完全に明らかにするであろう。したがって、そのような適合及び修正は、本明細書で提示した教示及び指導に基づいて、開示された実施形態の等価物の意味及び範囲内にあることが意図される。本明細書の表現法又は用語法は、説明を目的とするものであって、限定するものではないことを理解されたく、その結果、本明細書の用語法又は表現法は、教示及び指導の観点から当業者によって解釈されるべきである。

本発明の広がり及び範囲は、上記の例示的な実施形態のいずれによっても制限されるべきではなく、特許請求の範囲及びそれらの等価物に従ってのみ定義されるべきである。

Claims (20)

1. 飲料原材料カートリッジであって、
   第１の原材料チャンバを画定する本体であって、前記第１の原材料チャンバが、前記本体の上端部に開口部を有する、本体と、
   前記開口部を覆って延在し、前記第１の原材料チャンバを封止する、第１の原材料チャンバフィルムと、
   第２の原材料チャンバを画定するキャップであって、前記キャップが、開口機構を備え、前記開口機構が、前記第２の原材料チャンバの上側を画定する、キャップと、
   前記第２の原材料チャンバの下側を画定する、第２の原材料チャンバフィルムと、を備え、
   前記開口機構が、前記キャップの上側リム部にヒンジ式で接続された２つのフラップを備え、前記フラップの各々が、前記第２の原材料チャンバ内に延在する歯を有し、
   前記フラップが、閉鎖位置から開放位置へと回転移動可能であり、
   前記閉鎖位置において、前記フラップがともに平坦な円形形状を形成し、前記第２の原材料チャンバの上側を封止し、
   前記フラップが前記閉鎖位置から前記開放位置へと移行するとき、前記歯が、前記第２の原材料チャンバフィルム及び前記第１の原材料チャンバフィルムの両方を貫通して引き裂き、前記第２の原材料チャンバ及び前記第１の原材料チャンバの両方を、前記飲料原材料カートリッジの外部に向けて開口する、飲料原材料カートリッジ。
2. 前記本体、前記第１の原材料チャンバフィルム、キャップ、及び第２の原材料チャンバフィルムの各々は、全体がポリエチレンテレフタレートで形成されている、請求項１に記載の飲料原材料カートリッジ。
3. 前記飲料原材料カートリッジの全体は、内部に収容された任意の飲料原材料を除いて、全体がポリエチレンテレフタレートで形成されている、請求項１に記載の飲料原材料カートリッジ。
4. 前記第１の原材料チャンバフィルム及び前記第２の原材料チャンバフィルムがともに取り付けられている、請求項１に記載の飲料原材料カートリッジ。
5. 前記フィルムが、積層構造でともに取り付けられている、請求項４に記載の飲料原材料カートリッジ。
6. 前記フィルムが、接着剤によってともに取り付けられている、請求項４に記載の飲料原材料カートリッジ。
7. 前記閉鎖位置である前記フラップ間の境界面が湾曲している、請求項１に記載の飲料原材料カートリッジ。
8. 前記閉鎖位置である前記フラップ間の境界面がＳ字型である、請求項１に記載の飲料原材料カートリッジ。
9. 前記フラップが前記開放位置であり、前記歯が、前記第２の原材料チャンバフィルム及び前記第１の原材料チャンバフィルムの両方を貫通して引き裂いたとき、前記第２の原材料チャンバ及び前記第１の原材料チャンバの両方が、前記フラップによって以前に閉鎖された開口部を通って前記飲料原材料カートリッジの前記外部に向けて開く、請求項１に記載の飲料原材料カートリッジ。
10. 前記フラップが、前記閉鎖されたフラップの外側表面に中心及び垂直に印加される力によって、前記閉鎖位置から前記開放位置へと回転移動可能である、請求項１に記載の飲料原材料カートリッジ。
11. 前記第１の原材料チャンバ内に配置された液体飲料原材料と、
    前記第２の原材料チャンバ内に配置された固体飲料原材料と、を更に備える、請求項１に記載の飲料原材料カートリッジ。
12. 飲料原材料カートリッジであって、
    フィルム封止部と、
    開口機構であって、
    前記フィルム封止部の上に配置された２つのみのフラップと、
    前記フィルム封止部に向かって延在する各フラップ上に配置された歯と、を備える、開口機構と、を備え、
    前記２つのフラップの外縁部が、閉鎖位置であるときに円をともに形成し、
    各フラップが、前記円の縁部に形成された回転軸を有し、
    各フラップの歯は、そのフラップの回転軸からの距離が、前記円の半径よりも大きい距離で配置される、飲料原材料カートリッジ。
13. フラップが開放位置内へ回転可能であり、
    前記フラップの前記歯が、前記開放位置に移動されるとき、前記フィルム封止部を貫通して開口部を引き裂く、請求項１２に記載の飲料原材料カートリッジ。
14. 前記開放位置に移動されたときに前記歯によって前記フィルムを貫通して引き裂かれた全ての開口部の面積が、前記フィルムの総面積の少なくとも２０％である、請求項１３に記載の飲料原材料カートリッジ。
15. 前記飲料原材料カートリッジが、２つのフィルム封止部を備え、１つが前記飲料原材料カートリッジの２つの原材料チャンバの各々を封止する、請求項１３に記載の飲料原材料カートリッジ。
16. 前記フラップが前記開放位置に移動されると、前記歯が前記２つのフィルムを同時に引き裂く、請求項１５に記載の飲料原材料カートリッジ。
17. 飲料原材料カートリッジであって、
    第１の原材料チャンバを画定する本体であって、前記第１の原材料チャンバが、前記本体の上端部に開口部を有する、本体と、
    前記開口部を覆って延在し、前記第１の原材料チャンバを封止する、第１の原材料チャンバフィルムと、
    第２の原材料チャンバを画定するキャップであって、前記キャップが、開口機構を備え、前記開口機構が、前記第２の原材料チャンバの上側を画定する、キャップと、
    前記第２の原材料チャンバの下側を画定する、第２の原材料チャンバフィルムと、を備え、
    前記開口機構が、前記第１の原材料チャンバフィルム及び前記第２の原材料チャンバフィルムの延在方向に正接する対向方向に穿孔して力を印加することによって、前記第１の原材料チャンバフィルム及び前記第２の原材料チャンバフィルムの両方を貫通して引き裂くように構成され、
    前記本体、第１の原材料チャンバフィルム、キャップ、及び第２の原材料チャンバフィルムの各々は、全体がポリエチレンテレフタレートで形成されている、飲料原材料カートリッジ。
18. 前記開口機構が、前記キャップに印加される力を受けて、前記第１の原材料チャンバフィルム及び前記第２の原材料チャンバフィルムの両方を貫通して引き裂くように構成されている、請求項１７に記載の飲料原材料カートリッジ。
19. 前記第１の原材料チャンバ内に配置された第１の飲料原材料と、
    前記第２の原材料チャンバ内に配置された第２の飲料原材料と、を更に備える、請求項１７に記載の飲料原材料カートリッジ。
20. 前記キャップにヒンジ式で接続され、前記開口機構に対向する前記キャップの開口部の周りに放射状に配置されたタブを備え、
    各タブは、弱化部分において隣接したタブに接続され、
    タブに印加された力が、前記タブを、隣接したタブから分離させ、かつ、前記タブのヒンジを中心に回転させる、不正開封検出システムを更に備える、請求項１７に記載の飲料原材料カートリッジ。

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