JP3742343B2 - １回使用使い捨て飲料フィルタカートリッジ - Google Patents

Description

【０００１】
（関連出願のクロスリファレンス）
この出願は２０００年２月１８日に出願された米国仮特許出願番号第６０／１８３，６０６号および２００１年２月１３日に出願された米国特許出願（出願番号はわからず）について優先権を主張する。これらの特許出願の両方については、その全体を参照により明細書に組み込むものとする。
【０００２】
（技術分野）
この発明は１回使用の使い捨て飲料用フィルターカートリッジに関する。
【０００３】
（背景技術）
周知の１回使用の使い捨て飲料用フィルターカートリッジは米国特許第５，３２５，７６５号および第５，８４０，１８９号（シルバン（Ｓｙｌｖａｎ）ら）（それぞれの日付は１９９４年７月５日および１９９８年１１月２４日）において開示されている。この飲料用フィルターカートリッジは基本的に、内部がさらに浸透性（ｐｅｒｍｅａｂｌｅ）の円錐形状のフィルターにより第１および第２室に分割されている不浸透性（ｉｍｐｅｒｍｅａｂｌｅ）の降伏可能に（ｙｉｅｌｄａｂｌｙ）穴を開けることができる（ｐｉｅｒｃａｂｌｅ）カップ形状容器から構成される。顆粒状または粉末状の乾燥飲料媒体（ｍｅｄｉｕｍ）、例えば、ローストした顆粒状コーヒーが第１室に保存され、容器は不浸透性の湾曲可能な穴を開けることができる蓋（リッド：ｌｉｄ）により閉じられる。
【０００４】
抽出（ブリューイング：ｂｒｅｗｉｎｇ）サイクル中、蓋と容器の底にはそれぞれ環状入口プローブ（ｐｒｏｂｅ）および出口プローブにより穴が開けられる。入口プローブにより加熱された液体が導入され飲料媒体により浸出され、得られた抽出（ｂｒｅｗｅｄ）飲料はフィルタを通り第２室に入る。そこから、出口プローブを介して出て行きその下のカップに到達する。
【０００５】
この周知の飲料フィルタカートリッジは、最初の導入以来一貫する製造およびその後の使用に関する特定の問題および欠点にもかかわらず、急速にかつますます広範に受け入れられている。
【０００６】
例えば、フィルター媒体の１シートから円錐形状のフィルターを製造するにも、このように形成されたフィルター円錐体をカートリッジ容器に挿入し固定するにも高価で機械的に複雑な製造装置が必要とされる。これらの工程を制御する精密な許容値からわずかにずれると、フィルターが抽出サイクル中に裂け容器壁からはずれてしまい、抽出飲料が第１室からの飲料媒体残存物により汚染されることがある。
【０００７】
円錐形状の構造のため、フィルターの抽出貯蔵容量はカップ形状の容器の内部容積の６０％未満に限定される。フィルタ部品の周囲の未占有容積は通常頭隙（ヘッドスペース：ｈｅａｄｓｐａｃｅ）と呼ばれ、その大部分が無駄になり、このため飲料用フィルターカートリッジの全体サイズがさらに大きくなるという不都合が生じる。ヘッドスペースが増大すると容器中に酸素が残る可能性が増大し、製品の貯蔵寿命に悪影響が生じる。フィルタが円錐形状の構造だと、蓋に穴を開けたり飲料媒体による浸出用の液体の流入に有効な領域も制限される。
【０００８】
また、カップ形状の容器の側壁は比較的柔軟で、抽出サイクルの開始時に抽出者のプローブが容器の底や蓋に穴を開ける時に曲がりやすい。このため、穴開けプロセスに悪影響が生じ、プローブの周りから漏れが生じることがある。
【０００９】
そのため、上記問題および欠点を回避し、あるいは少なくともかなり抑える改良された飲料フィルタカートリッジが必要である。
【００１０】
（発明の開示）
本発明によれば、飲料フィルタカートリッジは底面と、前壁と、後壁と、上部開口の周りの周辺リムまで上方に向かって延在する側壁とを有する外側容器を含む。側壁はヘッドスペースを最小に抑え、剛性を増大させ、底面の上方に位置し前壁と後壁との間に延在する内部フィルター保持レッジを規定するような外形とされる（ｃｏｎｔｏｕｒｅｄ）。平面フィルタ部材はさらに容器の内部を第１室と第２室とに分割し、第１室は外側容器の総内部容積の少なくとも約８０％の貯蔵容積を有する。フィルタ部材の前縁および後縁領域はそれぞれ容器の前壁および後壁に固定され、フィルタ部品の縁領域は同様に容器側壁の内部レッジに固定される。
【００１１】
飲料媒体は第１室に貯蔵され、蓋が容器周囲のリムに適用され、上部開口が密封される。
【００１２】
平面フィルタ部材はフィルター媒体の１シートから容易に形成され、容易に定位置に挿入され固定される。容器の前壁および後壁および側壁の内部レッジにより、フィルタ部材の縁領域が確実に固定できる十分な支持表面が提供される。好都合なことに外形加工された容器側壁により剛性が高くなり、これにより抽出サイクルの開始時に蓋と容器底面に穴が開けられる時のゆがみに耐えることができる。
【００１３】
第２室に比べかなり第１室はかなり容積が大きくより効率のよいパッケージが得られ、所定の全カートリッジサイズに対する飲料媒体の量を増大させる、あるいは所定量の飲料媒体に対し全カートリッジサイズを減少させることができる。
【００１４】
本発明のこれらのおよび他の特徴および利点について、以下の図面を用いてより詳細に説明する。
【００１５】
（発明を実施するための最良の形態）
図面について説明する。本発明にかかる飲料フィルタカートリッジは一般に１０で示される。カートリッジ部品は図２において別個に示されており、外側容器１２と、平面フィルタ部材１４と、蓋１６とが含まれる。
【００１６】
容器１０は底壁１８と、前壁２０と、後壁２２と、側壁２４，２６とを有する。前壁、後壁および側壁は底壁から上部開口３０の周りの周辺リム２８まで上方に向かって延在する。
【００１７】
側壁２４，２６は前壁２０と後壁２２との間に延在する概Ｖ字形状の第１のレッジ３２を規定するように適当な外形とされる。図８に示されるように、レッジ３２の低部は容器底面１８上方に離して配置され、側面は垂直に対しαの角度で上方に広がっている。
【００１８】
図４および６に示されるように、前壁２０および後壁２２は上部Ｘ、中間部Ｙおよび下部Ｚを有する。中間部Ｙは同じ角度αで上方に向かって広がっている第２のレッジ３４を規定し、これにより前壁２０と後壁２２とを横切って延在する第１のレッジが連続する。
【００１９】
底面１８は好ましくは上方に突出した中央に存在する突起（ボス：ｂｏｓｓ）を提供するような外形とされる。
【００２０】
容器は不浸透性の降伏可能（yieldably)に穴を開けることができる、熱シール可能な材料から形成されてもよい。好ましい例は、米国ウイスコンシン州オシュコシュ所在のキュアウッドフレキシブルパッケージング（Ｃｕｒｗｏｏｄ Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐａｃｋａｇｉｎｇ）により供給されるポリエチレン／ＥＶＯＨ／ポリスチレンである。
【００２１】
フィルタ部材１４は任意の適した柔軟で浸透性のシート材料から切断または圧断されてもよい。好ましい例は英国ローキャッシン、ベリー所在のＪ．Ｐ．クロンプトン社（Ｃｒｏｍｐｔｏｎ、Ｌｔｄ．）から供給されるセルロースポリプロピレンである。
【００２２】
図９に示されるように、フィルタ部材は前縁領域１４ａ、後縁領域１４ｂ、側縁領域１４ｃを有する。フィルタ部材は容器の内部を第１室Ｃ₁と第２室Ｃ₂にさらに分割するような形状、寸法とされ、機能可能なように配置される。第１室Ｃ₁の容積は容器１２の内部容積の少なくとも約８０％を含む。このように配置されると、フィルタ部材の側縁領域１４ｃは熱シーリングなどにより側壁２４，２６の第１のレッジ３２に固定され、前縁領域および後縁領域１４ａ、１４ｂは同様に前壁および後壁２０、２２の第２のレッジ３４に固定されることは理解されるであろう。好ましくは、フィルタ部材の底面はまた上方に突出している突起３６に３７で熱シーリングなどにより固定される。
【００２３】
飲料抽出物（エキストラクト：ｅｘｔｒａｃｔ）３８（図６および８においてのみ示す）は上部開口３０を介して収容され、第１室Ｃ₁に貯蔵される。その後、上部開口は熱シーリングによるなど蓋１６を容器周辺リム２８に固定することにより閉じられる。蓋は任意の不浸透性の熱シール可能、降伏可能に穴を開けることができる材料から切断または圧断されてもよい。好ましい例はカナダ、モントリオールのヒートシール−ウィンパック社（Ｈｅａｔ Ｓｅａｌ−Ｗｉｎｐａｋ、Ｌｔｄ．）により供給される金属／ポリマー積層物である。
【００２４】
抽出サイクルの開始時に、図６に示されるように、蓋１６と容器底面１８の穴開けをそれぞれ管状入口プローブ、出口プローブ４０、４２により行う。入口プローブにより加熱された液体が第１室Ｃ₁に入り、飲料媒体３８により浸出される。得られた抽出飲料は第１のフィルタ部材１４を通過し第２室Ｃ₂に入り、出口プローブ４２により出て行く。
【００２５】
前述したことを考えると、当業者であれば、この発明が前に説明した周知の飲料フィルタカートリッジよりも優れた利点を多く提供することは認識されるであろう。例えば、平面フィルタ部材１４はシート材料から容易に圧断され、容易に成形され、容器１２の所定の場所に挿入、固定される。容器レッジ３２および３４により、かなり広く容易にアクセス可能な表面が提供され、その表面上にフィルタ部材の縁領域を確実に熱シールすることができる。抽出物貯蔵室Ｃ₁の容積が大きいため容器内部の使用効率が最大となる。特定の外形とされた側壁２４，２６により全体構造に剛性が付与され、そうすると、蓋および容器底面に入口および出口プローブにより穴が開けられる時のねじれに耐えることができる。
【００２６】
カートリッジ容器は製造プロセス中に導入されたＮ₂、ＣＯ₂または他のガスの制御雰囲気を維持するように設計される。いったんシールされると、容器は所定の期間の間少なくとも２２″Ｈｇの誘起真空に耐え、使用可能なまま保持され、貯蔵室Ｃ₁中に含まれる飲料媒体が保護されるであろう。
【００２７】
外側容器および蓋は不浸透性材料から形成されるように説明したが、当業者であれば、その代わりにこれらの部品の１つまたは両方に浸透性材料を使用してもよいことは理解されるであろう。浸透性材料を使用した場合、完成カートリッジは好ましくはその後、個々にあるいはバッチで不浸透性ラッピングにより封入される。そのようなラッピング材料は周知であり、例えば、ＥＶＯＨフィルム、アルミ箔などが挙げられる。
【００２８】
この発明について好ましい実施の形態の観点から図示し、説明してきたが、当業者であれば、この中で図示せず、特に説明しなくても、この発明に関係する様々な変更および改良がこの発明の精神および範囲内にあることは理解される。添付の請求の範囲の請求項の番号は便宜上のものにすぎず、請求の範囲の請求項の順番は請求の範囲の言葉により表現されているもの以外、特に重量性を有していることを示唆するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明にかかる飲料フィルタカートリッジの斜視図である。
【図２】 飲料フィルタカートリッジの部品のより大規模な分解組み立て斜視図である。
【図３】 飲料フィルタカートリッジの正面図であり、背面図はこの図面の鏡像である。
【図４】 飲料フィルタカートリッジの側面図であり、反対側はこの図面の鏡像である。
【図５】 図３の線５−５についての垂直断面図である。
【図６】 図４の線６−６についての垂直断面図である。
【図７】 図６の線７−７についての水平断面図である。
【図８】 図４の線８−８についての拡大断面図である。
【図９】 カップ状容器に挿入する前の縮小規模のフィルタ部材の平面図である。

Claims (11)

1. 底面と、前壁と、後壁と、前記底面から上部開口の周りの周辺リムまで上方に向かって延在する側壁と、を有し、前記側壁は前記底面上方に位置し、前記前壁と後壁との間に延在し概Ｖ字形状である内部レッジを規定するような外形とされた外側容器と、
   前縁領域と、後縁領域と、側縁領域とを有する平面フィルタ部材であって、前記フィルタ部材は、前記容器の内側をさらに第１室と第２室とに分割するような構造、寸法とされ、配置され、前記前縁領域と後縁領域はそれぞれ、前記前壁および後壁に固定され、前記側縁領域は前記側壁の個々の内部レッジに固定される平面フィルタ部材と、
   前記第１室に保存された飲料媒体と、
   前記リムに接合され前記上部開口を閉じるカバーであって、前記カバーは降伏可能に穴を開けることができ液体を前記第１室に注入させ前記飲料媒体と配合させることができ、これにより飲料が生成され、前記フィルタ部材は浸透性で前記第１室からの前記飲料を前記第２室に流すことができ、前記底面は降伏可能に穴を開けることができ前記第２室から前記飲料を前記カートリッジの外へと流し出すことができるカバーと、
   を備える飲料フィルタカートリッジ。
2. 前記前壁および後壁は前記周辺リムから中間部まで下方に向かって延在する上部と、前記中間部から前記底面まで下方に向かって延在する下部とを有する請求項１記載の飲料フィルタカートリッジ。
3. 前記中間部は前記上部と前記下部とを接合する第２のレッジを規定する請求項２記載の飲料フィルタカートリッジ。
4. 前記第２のレッジは前記上部から前記下部まで内方に向かって先細になる請求項３記載の飲料フィルタカートリッジ。
5. 前記フィルタ部材の前記前縁領域と後縁領域はそれぞれ、前記前壁および後壁の前記中間部に接合される請求項２記載の飲料フィルタカートリッジ。
6. さらに、前記容器の内側に向かって突出し、前記フィルタ部材と接触する前記底面上の中央突起を備える請求項１記載の飲料フィルタカートリッジ。
7. 前記第１室の容積は前記容器の容積の少なくとも約８０％である請求項１記載の飲料フィルタカートリッジ。
8. 前記外側の容器は不浸透性である請求項１記載の飲料フィルタカートリッジ。
9. 前記蓋は不浸透性である請求項１または８記載の飲料フィルタカートリッジ。
10. 底面と、前壁と、後壁と、前記底面から上部開口の周りの周辺リムまで上方に向かって延在する側壁と、を有し、前記側壁は前記底面上方に位置し前記前壁と後壁との間に延在する内部レッジを規定するような外形とされ、前記第１のレッジは概Ｖ字形状で、角度αで上方に向かって広がる側面を有し、前記前壁と後壁は前記周辺リムから中間部まで下方に向かって延在する上部と、前記中間部から前記底面まで下方に向かって延在する下部とを有し、前記中間部は角度αで上方に広がり第２のレッジを規定する、外側容器と、
    前縁領域と、後縁領域と、側縁領域とを有する平面フィルタ部材であって、前記フィルタ部材は、前記容器の内側をさらに第１室と第２室とに分割するような構造、寸法とされて、配置され、前記前縁領域と後縁領域はそれぞれ、前記第２のレッジに固定され、前記側縁領域は前記側壁の個々の第１のレッジに固定される平面フィルタ部材と、
    前記第１室に保存された飲料媒体と、
    前記リムに接合され前記上部開口を閉じるカバーであって、前記カバーは降伏可能に穴を開けることができ液体を前記第１室に注入させ前記飲料媒体と配合させることができ、これにより飲料が生成され、前記フィルタ部材は浸透性で前記第１室からの前記飲料を前記第２室に流すことができ、前記底面は降伏可能に穴を開けることができ前記第２室から前記飲料を前記カートリッジの外へと流し出すことができるカバーと、
    を備える飲料フィルタカートリッジ。
11. 底面と、前壁と、後壁と、前記底面から上部開口の周りの周辺リムまで上方に向かって延在する側壁と、を有し、前記側壁は前記底面上方に位置し前記前壁と後壁との間に延在する内部レッジを規定するような外形とされ、前記底面は前記容器の内側に上方に向かって突出する中央突起を有する、外側容器と、
    前縁領域と、後縁領域と、側縁領域とを有する平面フィルタ部材であって、前記フィルタ部材は概Ｖ字構造を有し、前記容器の内側をさらに第１室と第２室とに分割するように配置され、前記前縁領域と後縁領域はそれぞれ、前記前壁および後壁に固定され、前記側縁領域は前記側壁の個々の内部レッジに固定され、前記フィルタ部材の底部分は前記突起に固定される平面フィルタ部材と、
    前記第１室に保存された飲料媒体と、
    前記リムに接合され前記上部開口を閉じるカバーであって、前記カバーは湾曲し穴を開けることができ液体を前記第１室に注入させ前記飲料媒体と配合させることができ、これにより飲料が生成され、前記フィルタ部材は浸透性で前記第１室からの前記飲料を前記第２室に流すことができ、前記底面は降伏可能に穴を開けることができ前記第２室から前記飲料を前記カートリッジの外へと流し出すことができるカバーと、
    を備える飲料フィルタカートリッジ。

Images