JP5426673B2 - 液状封止ゴムをカプセルに塗布する方法 - Google Patents

Description

本発明は、分配された飲料原料が入った密封カプセルの分野に関する。特に、本発明は、カプセルに入った原料を基にして液体食料品を調製するよう設計された飲料製造装置の専用の包囲手段との間で液密の相互作用を可能にするために、封止用組成物をこのようなカプセルに付与ないしは塗布する方法に関する。

カプセル中へ加圧流体を注入することによって飲料を調製する装置は、特にコーヒーまたはコーヒータイプ飲料を製造する分野でよく知られている。さらに、チョコレートやミルク製品など、他の食料品原料もカプセル内に入れることができる。これらの原料と液体との相互作用によって、飲料や、例えばスープなどの他の食料品を製造することができる。相互作用は、例えば、抽出、浸出、溶解などのプロセスである。このようなカプセルは、加圧された湯がカプセル内に入るようにすることと、カプセルからコーヒー飲料を排出させることによってコーヒー飲料を製造するために、挽いたコーヒーを入れるように特に適応されている。

このようなシステムの利点は、飲料を調製する作業を容易にすることができることに加えて、特に原料の保存と鮮度である。

物質を含んだカプセルから液体食料品を得るシステムおよび方法は、例えば欧州特許第５１２４７０号（米国特許第５，４０２，７０７号の対応物）から知られている。

図１に示すカプセル１０１は、円錐台形状のカップ１０２を有しており、カップ１０２は、例えば、焙煎して挽いたコーヒー１０３を充填させていて、カップ１０２の側壁から側方に延びる鍔状の周縁に溶接および／または圧着されたホイル（箔）状の破断面カバー１０４によって閉塞されている。カプセルホルダ１１１が、浮出し表面要素部材１１３を有する流出グリル１１２を備えている。

カプセルホルダ１１１は、側壁１２４と抽出されるコーヒー飲料の通過用の穴１２７とを有する支持具１１５に収容されている。

図１からわかるように、抽出システムは、注水路１２０を有する注水器１０７と、内部のくぼみの形状がほぼカプセルの外形に対応する環状部材１０８とをさらに備えている。環状部材１０８は、その外周部に、抽出完了時にカプセルを解放するためのリング１２３を保持するバネ１２２を備えている。

運転時には、カプセルホルダ１１１内にカプセル１０１が置かれる。注水器１０７が、カップ１０２の上面に孔を開ける。カプセルの下方の破断面１０４が、カプセルホルダ１１１の放射状に配設された部材１１３上に載る。

水が注水器１０７の流路１２０を通して注入され、コーヒーの層１０３に当たる。カプセル１０１内の圧力が上昇し、破断面１０４が放射状の開口用浮出し部材１１３の形状に次第に従う。このような放射状の開口用浮出し部材は、角錐形状浮出し部材や他の浮出し形状によって置き換えられることもできる。破断面の構成材料がその破壊応力に達すると、破断面が浮出し部材に沿って破れる。抽出されたコーヒーが、流出グリル１１２のオリフィスから流出し、穴１２７の下の容器（図示せず）に回収される。

この抽出プロセスの原則は、本発明に関連して維持され得る限りにおいて、次のように要約することができる。
カプセルホルダ手段内には、もともと密封されたカプセルが挿入される。
その後、カプセルホルダ手段が、マシンの注水手段に対応して導入され、環状部材（図１の１０８）が密封カプセルを囲む。
カプセルの第１の壁に少なくとも１つの開口が形成される。
第１の壁の開口を通してカプセルに入った水が、カプセルの内部を移動する間に、カプセル内に入っている原料と相互に作用していき、その後、第２の壁に形成された少なくとも１つの開口または穿孔を通してカプセルから放出される。

それに関して、カプセル内の原料は、水の流動経路の「ボトルネック」を構成し、したがって、カプセル内を通る液体流れの上流側と下流側の間で圧力低下を発生させ、その圧力低下が、例えば原料の膨出に起因して液体と原料との相互作用の間に増大しさえする。したがって、実際には唯一の水の流れがカプセルの内部を通過して起きていること（矢印Ａ１）と、水が注水器から環状包囲部材１０８とカプセル１０１の外面との間の隙間に、そしてその後装置の排出穴１２７に流れないことが保証されなければならない。

矢印Ａ２は、この望ましくない水の流動経路を示す。換言すれば、カプセル１０１の外側のいかなる水の流れも、環状部材１０８とカプセル１０１（または環状部材とカプセルホルダ）の間の隙間、および注水器と飲料排出穴の間の流動経路に配置された封止接触によって止める必要がある。図１に示す実施形態では、このような封止接触を環状部材１０８と、カプセル１０１の側壁のフランジ状の周縁と、カプセルホルダとの間の挟持接触によって少なくともある程度達成することができる。

封止接触が適切に働いておらず、水がカプセル外に流出している場合には、破断面の破れを引き起こすのに十分な圧力がカプセル内に蓄積されなくなるか、あるいはその代わりに、圧力が破断面を完全に破るには至らず、そのために物質の抽出が貧弱になる。このような状況では、水は、カプセルに入った原料と相互作用せずに、または十分な圧力条件の下で完全には相互作用せずに飲料製造装置から排出されることになる。

環状部材の内壁をゴム弾性材料で内張りすることによってこの封止接触をさらに向上させる改良が考えられる。換言すれば、当該手法によれば、飲料製造装置に固定されたか、または取り付けられた構造体によって封止接触が保証されている。この手法は、カプセルの相当な数の使用の後に、固定された封止手段の摩滅が起こる可能性があり、その結果、もはやまったく有効でない水封止を通過した水によって、製造飲料の品質がますます低下するという欠点がある。

カプセルの外面におけるいかなる「液漏れ」もカプセル内部の圧力蓄積を減少させる。圧力が不十分であれば、破断膜が開口しないか、または一部しか開口しない可能性がある。反対に、十分な抽出圧力がエスプレッソ式コーヒーの品質の鍵となる要因であることはよく知られている。

したがって、本発明は、このような飲料製造システムの液体注入口と飲料排出側との間に配置された封止接触の改良を目指すものである。

それに関して、封止接触の弾性部分を飲料製造装置側からカプセル側に移し替えることが本発明の中心的な考えである。その利点は、適切な水封止の機能が保証され、衛生、洗浄および／または湯あか堆積問題が封止部材側で発生することがより少なくなるように、いかなる弾性封止部材も１度しか（すなわち、対応するカプセルとともにしか）使用されないことである。

したがって、本発明は、例えば欧州特許第５１２４７０号に示す組込み式の封止手段を有する従来技術の飲料製造装置が本発明に係るカプセルに関しても使用できるように、特にカプセルの改良を目指すものである。

欧州登録特許第１６５４９６６号は、飲料製造装置に挿入されるように構成され、加圧された液体を内部に入れて内部の原料と相互作用させるためのカプセルに関する。それに関して、カプセルは、例えば、接着剤を用いたり、溶着したりすることによってカプセルの本体に貼り付けられた、Ｏリング形状またはＬ字形断面をもつリング形状の弾性封止部材を備えている。

このような封止手段をカプセルに施すための可能な方法の１つは、射出成形によるものであろう。しかし、この方法は、カプセルの本体ごとの金型と、射出およびツーリングの非常に高い精度とを必要とするという欠点がある。したがって、より安価でより簡便な方法は、カプセルに液状ゴムを付着させ、カプセルの本体上でゴムを硬化させることによって封止手段を施すことである。

カプセルの効率的な水封止を得るためには、封止手段のカプセル上での分布だけでなく、封止手段の位置も重要であることに留意すべきである。したがって、カプセルに設けられる封止手段の効率をさらに高めること、そして特に、カプセルにおける封止手段の配置方法を向上させることが本発明の目的である。

それに関して、凹面状の外面を有するＬ字形封止部分を形成するために、封止部をカプセルの周縁とカプセル本体の側壁との交差部に正確に配置しなければならない。

また、カプセルの効率的な水封止を維持しつつ、少量の液状ゴムしか必要としない方法が望まれている。不連続で少量の液状ゴムによって、カプセル周りの飲料製造装置の閉鎖力を低減させることが可能になり、重要な製造コストも節減される。

上記の目的は、独立請求項の特徴によって達成される。従属請求項は、本発明の中心的な考えをさらに発展させる。

本発明は、側壁を有する円筒形または円錐台形の本体部と、本体部の側壁から延びるフランジ状周縁部とを有するカプセルにゴム弾性の封止部材を用意する方法であって、
カプセルの周縁部に液状または粘性状の未硬化の封止用組成物を塗布するステップと、
塗布された封止用組成物が側壁に達するまで側壁に向かって少なくとも部分的に移動するように、封止用組成物を加熱するステップと、
側壁に向かう移動の後に封止用組成物を硬化させるステップと、を備える方法を提案する。

上記の方法によれば、カプセルの本体の側壁とフランジ状周縁部との交差部で液密の封止が得られるように、封止用組成物を交差部に正確かつ簡単に配置することができる。

通常、封止用組成物の塗布は、食品安全性、衛生面および事業遂行上の理由から充填ラインから離れた施設で実行される。それゆえ、封止用組成物は、好ましくは、カプセル本体の製造工程後に塗布される。次の工程において、カプセル本体が積み上げられて充填密封工場に送られ、その工場で、カプセル本体に対して対応する原料が充填され、その後、専用の膜を用いてカプセルの密封が行われる。

好ましい実施形態では、カプセルの周縁部への未硬化の封止用組成物の配置は、封止用組成物の供給部に接続された針またはノズル部材によって行われる。好ましくは、封止用組成物が設けられる多数のカプセルが、水平方向に変位可能な可動トレイ上に置かれる。

それに関して、封止用組成物の硬化前に行なわれる上述の未硬化封止用組成物の加熱により、封止用組成物とカプセルの本体側との間の静電力や表面張力などの引力のために、封止用組成物がカプセルの周縁部から側壁へ移動する。

好ましい実施形態では、カプセルは、アルミニウムなどの金属からなり、深絞り作業によって形成されている。それゆえ、カプセルの本体は、本体の深絞り時に必要で、封止用組成物のカプセル本体への引付けを促進させるラッカーおよび潤滑剤残留物で覆うことができる。したがって、硬化ステップ前の封止用組成物の加熱により、カプセルの周縁部と本体部との間の交差部に未硬化封止用組成物を望みどおりに均等に分布させることができる。

封止用組成物の付着は、好ましくは、カプセル本体の形成後、コーヒーの充填前で、なおかつ例えば周縁部に設けられる膜による周縁部での密封前に、カプセルの本体上になされることに留意されたい。

封止用組成物は、好ましくは、エラストマ、シリコーン、プラスチック、ラテックス、バラタなどから選択される、弾性があるゴム弾性材料である。封止用組成物は好ましくは透明である。

好ましくは、Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｍｐａｎｙによって商品化され、「Ａｄｄｉｓｉｌ１５４０ｄ」として販売されているシリコーンゴムが、封止用組成物用の液状シリコーンゴムとして使用される。

好ましい実施形態では、封止用組成物は不連続に塗布される。この不連続な塗布とは、好ましくは、供給開始点と終了点の間に隙間が形成されるように、フランジ状周縁部上に封止用組成物の紐状体が定量供給されることを意味する。それゆえ、硬化ステップ前の未硬化封止用組成物の流動が予測される。したがって、開始点と終了点との間の接合線での局所的な封止材料の過供給が回避される。

好ましい実施形態では、封止用組成物の塗布は、好ましくは脈動的に行われる。特に、脈動化は、カプセルの周縁部に液状封止用組成物を定量供給する開始時に実行されてもよい。それにより、定量供給ステップの合間での材料貯留により定量供給の初めに針の先端により大滴の材料が沈着する、いわゆる「蛇の頭」状の過剰供給を効果的に防止することができる。したがって、封止用組成物の紐状体の送給が定量供給部材内でより円滑に増進して、塗布領域上により正確な厚みの紐状体が形成される。

封止用組成物は、好ましくは、カプセルの周縁部と側壁との交差部から所定距離だけ離れたカプセルの周縁部上に塗布される。それゆえ、塗布された封止用組成物は、加熱ステップ時にカプセルの側壁に向かって移動できるように、封止用組成物のカプセル側壁に対する所定距離が維持される。それに関して、カプセルの本体部からの距離は、好ましくは、封止用組成物が周縁部の中央部に塗布されるように選択される。

封止用組成物は周縁部に円周状に塗布され、したがって、塗布された封止用組成物の紐状体のカプセル側壁に対する距離は、カプセルのそれぞれの側で等しいことが好ましい。すなわち、封止用組成物の紐状体は、カプセル本体の中心軸線に対して同心状に配置されることが好ましい。

カプセルの周縁部に定量供給される封止材料の量は、好ましくは１０ｍｇと１５０ｍｇの間であり、より好ましくは４０ｍｇと８０ｍｇの間であり、最も好ましくは約５３（±３）ｍｇである。それゆえ、非常に少量の封止材料で効果的な封止手段をカプセルに形成することができる。その非常に少ない必要量により、封止材はほとんど肉眼では見えないが、飲料調製装置を閉じた際に液密の封止を形成するには十分である。封止材の環境に対する影響は非常に限定されており、カプセルに対するコスト増は最小限である。

塗布された封止材料の硬化状態での硬さは、好ましくはショアＡ２０〜４０である。

カプセルの周縁部に封止成分の紐状体を定量供給する時間は、好ましくは１秒未満、より好ましくは４００ミリ秒〜９００ミリ秒である。

カプセルの側壁に向かう封止用組成物の移動は、好ましくは封止用組成物を６０℃〜８０℃のオーブン温度で１分間〜４分間加熱することによって得られる。

カプセルの本体に向かう封止用組成物の移動により、好ましくはカプセルの周縁部上と本体の一部の上の両方に存在する連続封止部分が形成される。それに関して、上記連続封止部分内には隙間が存在しない。このことは、周縁部に定量供給された紐状体の端部、すなわち、供給開始点と終了点が上記の移動の後に接合されることを意味する。それゆえ、上記封止部分は、好ましくはカプセルの周縁部と本体部との間の円周状交差部の周辺に均等に分布される。これによれば、封止用組成物の正確な配置と単一の厚みが得られる。

また、加熱後に、したがって封止用組成物の移動後に、連続封止部分が、側断面図で見て凹面状のＬ字形断面を備えていることが好ましい。この実施形態によれば、最小限の量の封止材料でカプセルの効果的な水封止が得られる。

封止用組成物の硬化は、好ましくは、１１０℃〜１６０℃の温度で４分間〜１０分間実行される。したがって、硬化ステップ後に、安定的で弾性がある封止手段がカプセルに形成される。

本発明に係る加熱ステップと硬化ステップは、好ましくは、オーブン内でカプセルがトレイに支持された状態で移動させられるようにして実行される。それに関して、オーブンには、所望の温度に設定される複数の異なる加熱室が装備されていることが好ましい。オーブンは、好ましくは、６０℃〜８０℃に設定された１室と、１１０℃〜１６０℃に設定された他の３室の４室を有する。好ましくは、３室の硬化室は、硬化ステップをわずかに調整可能であるように温度が異なっている。硬化時の温度は、１６０℃を超えると封止部材またはカプセルの他の部品の損傷に至る恐れがあるため、１６０℃を超えるべきではない。

第２の局面では、本発明は、本体と、フランジ状の周縁と、外面に形成された弾性の封止部材とを備え、飲料原料を入れるためのカプセルであり、加圧された液体をカプセル内に入れてカプセル内の原料と相互作用させ、カプセルから飲料を排出させる飲料製造装置に挿入されるように設計されたカプセルであって、封止部材が、カプセルの周縁と本体との間の円周状交差部の周辺に均等に分布された連続部分を形成していることを特徴とするカプセルを提案する。

それに関して、封止部材は、上記に概説した方法によってカプセルの本体に塗布されることが好ましい。

好ましい実施形態では、硬化された封止手段の外面は、断面図で見て直線形またはメニスカス形である。

封止手段は、好ましくは、周縁部からベース本体の側壁への移行部から４５°の角度で測定したとき、０．３ｍｍ〜０．７ｍｍの、より好ましくは０．４ｍｍ〜０．６ｍｍの最大厚みを有している。この実施形態によれば、飲料製造過程中にカプセルの効果的な水封止が得られるように、封止手段とカプセルが供給される飲料製造装置の専用の包囲部材との相互作用を高めることができる。

好ましい実施形態では、封止手段の厚みは、ベース本体部の側壁側の端部と周縁部側の端部のそれぞれに向かって連続的に減少する。それゆえ、最小限の封止材料塗布量で効果的な封止手段をカプセルに提供することができる。これによれば、非常に費用効率の高い封止手段の実施形態を得ることができる。

カプセルの本体に効率的な液密の封止を得るためには、カプセルの周縁部と本体との間の交差部に封止用組成物を非常に一定かつ正確に塗布することが必要であり、それが本発明に係る方法によって達成されることに留意されたい。しかしながら、記載された利点を得るために、別のよく知られた方法が適用されてもよい。例えば、液状または粘性の封止用組成物の紐状体が、カプセル本体の側壁に塗布され、その後、加熱ステップによって周縁部に向かって移動させられることにより、封止手段を本体と周縁部との交差部に変位させることもできる。

記載された製造システムにより、本発明に係るカプセルとカプセルの内部に加熱加圧された液体を供給するよう設計された専用の飲料製造装置との間の効果的な相互作用が可能になる。本発明によれば、カプセルの液漏れを発生させることなく、記載された製造生産システムによって飲料を調製することができる。

本発明のさらなる特徴、利点および目的は、本発明の実施形態の以下の詳細な説明を読み、同封図面の図と併用すると、当業者にとって明らかになるであろう。

従来技術の文献欧州特許第５１２４７０号から公知の抽出カプセルを示す。 本発明に係るカプセルの本体を側断面図で示す。 図２に示す領域Ｚの拡大図を示す。 カプセル本体の周縁部への封止用組成物の塗布を示す。 カプセル本体の周縁部への封止用組成物の塗布を示す。 カプセル本体の周縁部への封止用組成物の塗布を示す。 加熱ステップ後の塗布された封止用組成物を示す。 加熱ステップ後の塗布された封止用組成物を示す。 硬化ステップ後の塗布された封止用組成物を示す。 飲料調製を可能にするために本発明に係るカプセルを包囲するのに適した包囲部材を備える飲料製造装置の好ましい実施形態を示す。 カプセルの周縁部と本体部との間の交差部に施された封止用組成物と飲料製造機の専用の包囲部材との相互作用を示す。

図２は、本発明に係るカプセルの好ましい実施形態を側断面図で示す。カプセル１は、側壁３ａと、ほぼ横方向に閉じた基部３ｂとを有する円錐台形の本体部３を備えている。上記基部３ｂは、中央のくぼみ３ｃを備えている。円錐台形の本体部３の他端では、カプセルの側壁３ａにフランジ状周縁部２が接続されている。それに関して、フランジ状周縁部２は、カプセル１の中心軸線ｃに対して垂直に方向づけられていることが好ましい。

カプセル１は、好ましくは、アルミニウムなどの金属からなる一体構成部分である。それに関して、図２に示す実施形態のカプセル１は、深絞り作業によって得られることが好ましい。

カプセル１は、外面７ａと内面７ｂを有している。

本体部３の側壁３ａとフランジ状周縁部２との交差部には、好ましくは、断面図で見て直線形またはメニスカス形の封止手段４が施されている。

カプセルの図示の高さｈは、好ましくは１０ｍｍ〜３０ｍｍである。カプセル１の本体３の、フランジ状周縁部２が接続されている側の図示の直径ｄ１は、好ましくは２０ｍｍ〜５０ｍｍである。また、カプセル１の本体部３の、くぼみ３ｃを備えるもう一方の側の図示の直径ｄ２は、好ましくは２０ｍｍ〜３０ｍｍである。

図３は、カプセルの本体部３と周縁部２との間の移行部８の側断面図に関する、図２に示す領域Ｚの拡大図である。

周縁部２は、カプセル本体部３の側壁３ａの表面７ａに隣接して配置された上面１３ａと、側壁３ａの内部表面７ｂに隣接する下面１３ｂとを備えている。

図３でわかるように、周縁部２と側壁３ａは、周縁部２と本体部３との間に急角度のへりが形成されないように、好ましくは湾曲する移行部１９によって交差していることが好ましい。それに関して、交差部１９は、好ましくはｒ＝０．２ｃｍとｒ＝０．８ｃｍの間の曲率半径を備えている。

また、図３に示すように、周縁部２は、本体部３の側壁３ａに対して、好ましくは９０°に等しいか、少し大きい、または少し小さいある角度αに方向付けられている。

フランジ状周縁部２の端部９には、好ましくは、渦巻き状の端部が形成されており、したがって、フランジ部２には、カプセルから急角度のへりが突出していない。したがって、使用者がカプセル１を扱うときに、使用者自身を傷つけることが防止される。

側壁３ａの厚みｔ１は、好ましくは周縁部２の厚みに等しい。それに関して、厚みｔ１は、好ましくは０．１ｍｍ〜０．５ｍｍである。

周縁部２と本体部３の側壁３ａとの間の移行部１９に設けられた封止手段４は、好ましくは、側断面図で見てＬ字形である。

参照符号「ａ」は、周縁部２に対して４５°の角度に配置され、カプセル１の周縁部２と側壁３ａとの図示の交差地点８を横切る軸を示す。それに関して、封止手段４は、図示の軸ａの方向に、好ましくは０．３ｍｍ〜０．７ｍｍ、より好ましくは０．４ｍｍ〜０．６ｍｍの最大厚みｔ２を有している。したがって、周縁部２と本体部３の側壁３ａとの間の移行部１９において、封止手段４の最大厚みｔ２が与えられる。それゆえ、飲料製造過程中のカプセル１の効果的な水封止を可能にするために、専用の飲料製造装置の包囲手段がカプセル１と効果的に相互作用することができる。

また、図３に参照符号ｔ２’およびｔ２”で示すように、封止手段４の厚みｔ２は、周縁部２の端部９に向かって、ならびに本体部３の側壁３ａにある封止手段４の図示の端部１５に向かって連続的に減少する。この実施形態によれば、凹面状のＬ字形状の封止手段４が得られる。

封止手段４は、カプセル１の側壁３ａと周縁部２の端部９との間に施されていることが好ましい、すなわち、封止手段４は、好ましくは３０ｍｍ〜４０ｍｍの外径ｄ４を有している。カプセル１の内径は、参照符号ｄ３で示されており、好ましくは２５ｍｍ〜３５ｍｍである。

図４ａ〜図４ｃに基づいて、以下に封止用組成物４のカプセル１の周縁部２への塗布ステップを説明する。

図４ａでわかるように、未硬化の、したがって液状または粘性の封止用組成物４が、フランジ状周縁部２の上面１３ａに定量供給される。それに関して、液状または粘性の封止用組成物４は、封止用組成物供給部１２に接続された定量供給用の針またはノズル部材１１によって定量供給される。また、供給部１２とノズル部材１１との間にポンプ１３が設けられており、これにより、液状封止用組成物４の定量供給を可能にするために、ノズル部材１１に所定の圧力を与えることができる。さらに、少なくともポンプ１３に接続され、それにより、印加される圧力の調整を可能にする制御ユニット１４が設けられてもよい。

封止用組成物４は、好ましくは、エラストマ、シリコーン、プラスチック、ラテックス、バラタなどから選択される。より好ましくは、封止用組成物として、下塗剤なしで多くの下地に接合する利点を有し、高温で急速に発生する熱硬化性ケイ素接着剤が使用される。好ましいシリコーンゴム封止用組成物は、特に、「Ａｄｄｉｓｉｌ１５４０Ｄ」などの一液硬化型シリコーン系である。このような系は、温度に敏感であり、付着の前に冷却温度（５℃〜８℃）に維持されなければならない。また、一液硬化型シリコーン系は、用量付与が正確であるとともに用量付与手段の閉塞の問題が回避されるように付着時の粘度を制御するために、周囲温度の調節雰囲気下で塗布される必要がある。

供給手段１２は、タンパシールバレルであってもよい。材料の粘度に、したがってカプセル１上の定量供給および形成能力にも影響を及ぼす硬化が始まってしまわないことを保証するため、材料は、カプセル１への付着前に冷却状態に保たれていることが好ましい。定量供給ステップの前に、バレルの蓋が取り去られ、ピストンに交換されてもよい。したがって、バレルは、液状ゴムの送給用のシリンダの働きをすることができる。記載された制御手段１４とピストンポンプ１３を用いて、定量供給ステップのために供給時間と供給圧力を調整することができる。

好ましくは、制御ユニット１４は、定量供給ステップの開始時に脈動が行われるように、ポンプ１３の印加圧を調整する。したがって、いわゆる「蛇の頭作用」を防止することができ、それにより、針またはノズル要素１１の先端部１１ａに封止用組成物が全く（または少なくとも減少した量しか）溜まらない。

液状封止用組成物４は、好ましくは、側壁３ａと周縁部２との移行部１９に対して所定距離ｄだけ離れたところに定量供給される。それに関して、封止用組成物４は、図４ａに示す周縁部２の中央部５に定量供給されることが好ましい。したがって、ノズルまたは針部材１１が定量供給ステップ時に周縁部２に接近するのに十分な空間が与えられる。

好ましくは、距離ｄは、０．５ｍｍ〜３ｍｍの間になるように選択される。カプセル１の本体部３の側壁３ａから遠すぎる位置に封止用組成物４を定量供給することは、結果として不十分な水封止になり、それにより、飲料製造過程中に液漏れが発生する恐れがあるので、行うべきではないことに留意すべきである。特に、供給位置は、カプセル１に施す封止部が非常に薄いものであることからも重要である。

図４ｂは、周縁部２に封止用組成物を定量供給した後のカプセル１の上面図を示す。図４ｂでわかるように、フランジ状周縁部２の上面１３ａに、カプセル１の本体３に対して円周状に紐状体１５が定量供給されている。それに関して、定量供給ステップは不連続であることが好ましい。すなわち、定量供給ステップの供給開始点１５ａと終了点１５ｂとの間に隙間１６が形成される。したがって、硬化前のゴム材料の流動が予測される。隙間の距離は、例えば、０．５ｍｍ〜３ｍｍであってもよい。

液状または粘性のゴム封止材料の定量供給ステップの時間は、好ましくは４００ミリ秒と９００ミリ秒の間である。付着される封止材料の量が少量であることが好ましい、すなわち、４０ｍｇ〜８０ｍｇであることが好ましいので、少なくともノズル部材１１、ポンプ１３、制御手段１４、および供給手段１２を備える定量供給手段は、±３ｍｇの精度が達成されるように設計されていることが好ましい。それゆえ、封止成分４の非常に正確な定量供給が得られる。

封止用組成物紐状体１５の供給開始点および終了点１５ａ、１５ｂの間の隙間１６は、好ましくは０．１ｍｍ〜０．５ｍｍである。定量供給ステップの間に、紐状体１５に１つ以上の隙間１６が形成されてもよいことに留意すべきである。例えば、紐状体１５は周縁部２に断続的に塗布されてもよい。

図４ｂでわかるように、周縁部２に塗布された封止用組成物紐状体１５は、カプセル１の本体３に対して円周状に配置されており、好ましくはカプセル１の中心軸線ｃと同心である。それに関して、紐状体１５は、好ましくは１ｍｍ〜２ｍｍの単一幅ｔ３を有する。

図４ｃは、封止用組成物４の塗布後の周縁部２の側断面図（図４ｂに示すＡ−Ａ線）に関する。図４ｃでわかるように、液状または粘性の封止用組成物４は、周縁部２と側壁３ａとの移行部１９に対して一定距離ｄだけ離れて位置している。

図５ａ〜図５ｃは、加熱ステップ後および硬化ステップ後の塗布された封止用組成物の好ましい実施形態に関する。

図５ａは、加熱時の封止用組成物４の移動過程を示す。それに関して、参照符号４’は、定量供給ステップによって周縁部２に塗布されていた図４ｂおよび図４ｃに示す封止用組成物に関する。ここで、カプセル１の加熱の間に、矢印Ｍに示すように、封止用組成物４の本体３の側壁３ａに向かう移動が強制的に行われる。液状または粘性の封止用組成物４の加熱は、好ましくは６０℃〜８０℃の温度で実行される。より好ましくは、加熱温度は７０（±２）℃に設定される。

封止成分４の加熱は、１分間〜４分間、好ましくは３分間実行される。

封止成分４’の流れまたは移動がカプセルの本体の側への静電力や表面張力などの引力に起因することは理解されるべきである。引力は、カプセルの使用材料によって影響を受ける場合がある。さらに、カプセル本体３と周縁部２が好ましくは深絞り作業によって形成されることから、カプセル１は、深絞り作業に必要で、液状または粘性の封止用組成物４’の引力に影響を及ぼす可能性のあるラッカーおよび潤滑剤残留物に覆われている場合がある。封止部材の材料との親和性のために、シリコーン系潤滑剤など、特定の潤滑剤が好ましい場合がある。その他の潤滑剤は、架橋に悪影響を及ぼす恐れがあるので避けるべきである。例えば、エステル系潤滑剤は望ましくない。

封止成分４’が移動する間に、設けられた隙間１６は消失する。すなわち、供給開始点１５ａと終了点１５ｂがつながり、その結果、図５ｂに示すように、正確で単一な幅ｔ４の連続封止部分４が生じる。封止成分４がカプセル本体部３の側壁３ａに向かって流れるので、側壁３と封止成分４との間に隙間が存在しない。幅ｔ４は、好ましくは０．５ｍｍ〜２ｍｍである。

加熱ステップ後に、封止成分４の硬化が実行される。硬化は、好ましくは１１０℃〜１６０℃、より好ましくは１１５℃〜１２５℃の温度で実行される。それに関して、封止成分４は、４分間〜１０分間の所定時間硬化される。より好ましくは、６分間硬化が実行される。

封止用組成物４の硬化により、材料が本体３の側壁３ａまで飛んだ後、材料の架橋が得られる。

図５ｃは、硬化ステップ後の封止用組成物４の好ましい実施形態の側断面図（図５ｂのＢ−Ｂ線）に関する。硬化により、封止用組成物４が少し収縮する可能性がある。しかしながら、封止用組成物４の大まかな凹面状のＬ字形またはメニスカス形の形状は、本発明に係る硬化ステップによる影響を受けない。

図６は、本発明に係るカプセル１が飲料製造装置内に入れられた状態を示す。それに関して、カプセル１には、本発明に係る封止手段４が設けられている。また、カプセル１の内部は、分配された原料２１で満たされ、カプセル１は、ホイル部材２５によって封じられている。それに関して、ホイル部材２５は、カプセル１の本体部３を密閉するようにフランジ状周縁部２に封じられている。

カプセル１内の原料２１は、液体をカプセル１のくぼみ３ｃの領域でカプセルに入れてこのような原料３と相互作用させたときに飲料が製造されるように選択される。好ましい原料は、例えば、挽いたコーヒー、ティー、または飲料や他の液状もしくは粘性の食料品（例えば、スープ）を製造可能な他のあらゆる原料である。

図示のホイル部材２５は、カプセル内の挽いたコーヒーが自然にガスを放出することと、最終的には、例えば充填されたカプセル１を製造する際にさらに保護ガスを導入することによって引き起こされるカプセル内部の所定の超過圧力により、正確には平らでないことに留意されたい。

飲料製造装置のカプセルホルダ２０は、カプセル１のホイル部材２５を破って孔を開けるように設計された浮出し部材２２を装備していることが好ましい。ホイル部材のこの破れは、例えば、カプセル内の圧力が限界値を超えるとすぐに起こすことができる。浮出し部材２２が、ホイル部材を（部分的に）破ることが可能ないかなる突出形状も持ち得ることに留意されたい。例として、角錐、針、こぶ、円筒、細長いリブのみを挙げる。

図６に示すように、カプセル１は、飲料製造装置のカプセルホルダ２０上に置かれている。ホイル部材２５は、カプセルホルダ２０の浮出し部材２２側に載っており、カプセル１のベース本体３は、すでに部分的に飲料製造装置の包囲部材２３の周壁２４に包囲されている。図示の包囲部材２３は鐘の形状を有している。しかしながら、包囲部材２３の内側輪郭（くぼみ）のデザインがほぼカプセル１の輪郭と一致するように概ね適応された他の形状もあり得る。

包囲部材２３は、飲料製造装置に包囲部材を装着するための雄ねじ２６と、包囲部材２３に着脱可能に装着される（螺着される）注水器２８に、例えば加圧された湯などの液体を供給するための注水口２７とを備えていてもよい。

図示のねじ２６は接続手段の一例に過ぎず、したがって、包囲部材２３を飲料製造装置に接続するために、他のいかなる着脱可能なまたは永久の接続手段も使用可能であることに留意すべきである。

例えば、包囲部材２３を、最終的にはカプセルホルダ２０も変位させる機構など、飲料製造装置の他の部品は、カプセルベースのエスプレッソマシンの分野では、従来技術から公知である。

注水器２８に、カプセル１の本体に注水口を穿孔する針またはノズル要素（図示せず）が装備されていてもよい。

また、注水器２８は、好ましくは、カプセル１の表面を開口する開口手段２９を備えている。このような開口手段２９は、カプセルホルダ２０と包囲部材２３が例えば手動操作または自動の機構によって近付けられる時に、カプセル１のくぼみ３ｃまたは頂壁３ｂに開口を形成するように設計された、例えば、ブレード、ピンなどの穿孔要素であってもよい。これによれば、穿孔要素２９がカプセル１の内部に突出するとすぐに、水などの液体をカプセル１の内部に供給することができる。

好ましくは、包囲部材２３には、カプセル１に対する液体注入の後にカプセル１を放す解放手段３０が装備されている。解放手段３０は、カプセル１が包囲部材２３とカプセルホルダ２０によって包囲された後に解放される際の「真空作用」を防止する。したがって、カプセルホルダ２０が開放される際、カプセル１が、落下する代わりに、「真空効果」により包囲部材２３に吸い込まれたままになる危険を回避することができる。好ましくは、解放手段３０は、カプセル１の頂壁３ｂおよび側壁３ａと包囲部材２３の内壁２３ｂとの間のそれぞれの隙間に空気が入るように、包囲部材２３の下縁２３ａの円周に設けられた開口またはくぼみである。

図７は、カプセル１の周縁部２と本体部３ａとの間の交差部に施された封止手段４と飲料製造装置の包囲部材２３との相互作用に関する。

図７でわかるように、カプセル１に設けられた硬化した封止用組成物４は圧縮可能である。したがって、包囲部材２３およびカプセルホルダ２０（図６参照）が、カプセル１を包囲する位置まで動かされると、包囲部材２３の下縁２３ａが、封止手段４に対して、したがって周縁部２に対して押圧される。それに関して、包囲部材２３の下縁２３ａと内壁２３ｂとの移行部２３ｃは、図７に示すように丸い形状であることが好ましい。しかしながら、移行部２３ｃは面取りされていてもよい。

下縁２３ａには、カプセル１が包囲手段２３とカプセルホルダ２０から解放される際の「真空作用」を防止するために、既述したように、放射状の溝またはくぼみ３０が装備されていることが好ましい。

また、包囲部材２３は、「Ｂｅｖｅｒａｇｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｄｅｖｉｃｅ ｆｏｒ ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ ａ ｂｅｖｅｒａｇｅ ｆｒｏｍ ａ ｓｉｎｇｌｅ−ｕｓｅ ｃａｐｓｕｌｅ」という名称の同時係属特許出願ＥＰ０８１５３０５０．３に記載されているように、カプセルが装置に挿入されていないときにニップを通して水の排出を促進させるための環状スカート３１と円形くぼみ２３ｄとを備えている。

注水器２８（図６参照）によってカプセル１に水が注入される場合、矢印Ｐ（図７参照）で示すように、包囲部材２３の内壁２３ｂとカプセル１の側壁３ａとの間に、加圧された液体が存在する可能性がある。しかしながら、下縁２３ａとカプセル１に設けられた封止手段４との相互作用により、上記加圧された液体がカプセル１を回避することが防止される。したがって、飲料製造過程中のカプセル１の効果的な水封止が得られる。

包囲部材２３の下縁２３ａに設けられた放射状の溝またはくぼみ３０は、カプセルホルダ２０に対して包囲手段２３を閉じた位置では、封止手段４によって完全に覆われ、および／または埋められるように設計されていることに留意すべきである。それに関して、封止手段４の凹面状のＬ字形状により、放射状の溝またはくぼみ３０を、包囲手段２３の内面側も含めて効果的に覆うことができ、それにより、効果的な水封止が得られる。したがって、液体が上記の溝またはくぼみ３０を抜けてカプセルを回避しないようにすることができる。

包囲部材２３、カップホルダ２０およびカプセル１の図示の閉鎖押圧接触の間に、カプセル１の開口された壁または表面３ｃ、３ｂによってカプセル１の内部に入った水がカプセル内の圧力を上昇させる。また、カプセル内部の昇圧により、浮出し部材２２が、カプセル１のホイル部材２５に開口を形成する。したがって、カプセル１内に十分な水圧が蓄積されると、注入された水とカプセルに入っている分配された原料との間の相互作用によって作られた飲料を浮出し部材２２と周囲のホイル部材２５との間の少しの隙間に排出することができる。それに関して、封止手段４のために、カプセル１に供給された液体は、カプセルの外面ではなく、カプセル内にのみ流れることができる。

本発明を好ましい実施形態に基づいて説明してきたが、多くの変更および変化が添付の特許請求の範囲によって定義されるこの発明の範囲から逸脱することなく、当分野の通常の技術者によってなされてもよい。

例えば、本発明は、あるカプセルのデザイン、すなわち、カプセルが円筒形または円錐台形のベース本体と密閉用ホイル部材とを備えるデザインに基づいて説明されている。しかしながら、例えば、２枚のほぼ揃いの対向壁（例えばホイル）が例えば環状端縁で封止されたレンズ形状のカプセルなど、カプセルの他のデザインもあり得ることを理解されたい。総じて、本発明に係るカプセルは、水封止されたフランジ状周縁部領域を形成することにより、密封された内部を包囲するように端縁で互いに接続された少なくとも２枚の対向する壁部材を備えている。

塗布される封止用組成物の製造方法をさらに改善するために、封止用組成物の硬化後に、封止が正確に施されたか、および形状寸法が正しいかを検査する品質制御プロセスが実行されてもよい。制御は、好ましくはビジョンシステムやＸ線などの手段によってなされる。このようなビジョンシステムには、専用のカメラ、例えば、青色光や赤色光の多くのフラッシュを発生させ、その反射光が専用の適切なソフトウェアによって分析および処理されるＣｏｇｎｅｘカメラが装備されていてもよい。また、水封止のあらゆる欠陥をも検出するために、水封止にＸ線を付与する手段が使用されてもよい。

Claims (14)

1. 飲料製造装置内で飲料を製造するように意図され、側壁（３ａ）を有する本体部（３）と、前記本体部（３）の前記側壁（３ａ）から延びるフランジ状周縁部（２）とを有するカプセル（１）にゴム弾性の封止部材を設ける方法であって、
   前記カプセル（１）の前記周縁部（２）に液状または粘性状の未硬化の封止用組成物（４）を塗布するステップと、
   前記塗布された封止用組成物（４）が前記側壁（３ａ）に達するまで前記側壁に向かって少なくとも部分的に移動するように、前記封止用組成物を加熱するステップと、
   前記側壁（３ａ）に向かう移動の後に前記封止用組成物（４）を硬化するステップと、を含む方法。
2. 前記封止用組成物（４）が、エラストマ、シリコーン、プラスチック、ラテックス、バラタ、その他同様のものから選択される、請求項１に記載の方法。
3. 前記封止用組成物（４）の塗布が、不連続に行われる、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記封止用組成物（４）が、前記カプセルの前記側壁（３ａ）と前記周縁部（２）との交差部からある距離（ｄ）だけ離れた前記周縁部（２）上に塗布される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記封止用組成物（４）が前記周縁部（２）の中央部（５）に塗布される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記封止用組成物（４）が、前記周縁部（２）と前記本体部（３）の前記側壁（３ａ）の一部との両方に存在する連続部分を形成するように部分的に移動する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記連続部分（４）が、前記周縁部（２）と前記側壁（３ａ）との間の円周状移行部（１９）の周辺に分布される、請求項６に記載の方法。
8. 前記連続部分（４）が凹面状のＬ字形断面を有する、請求項７に記載の方法。
9. 前記封止用組成物（４）の加熱が７０℃〜８０℃のオーブン温度で実行される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記封止用組成物（４）の硬化が１２０℃〜１６０℃のオーブン温度で実行される、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記封止用組成物（４）が、１０ｍｇ〜１５０ｍｇの量で塗布される、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 本体部（３）の側壁（３ａ）と前記側壁から延びる周縁部（２）との間の移行部にゴム弾性の封止手段（４）を備え、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法によって得られるカプセル（１）。
13. 飲料原料を入れるためのカプセル（１）であり、加圧された液体を当該カプセル内に入れて当該カプセル内の原料と相互作用させ、当該カプセルから飲料を排出させる飲料製造装置に挿入されるように設計された、カプセル（１）であって、側壁（３ａ）を有する本体部（３）と、フランジ状の周縁部（２）と、外面（７ａ）に形成された弾性の封止部材（４）とを備えるカプセル（１）において、
    前記封止部材（４）が、前記カプセル（１）の前記周縁部（２）から前記側壁（３ａ）への円周状移行部（１９）の周辺に分布された連続部分を形成しており、
    硬化された前記封止部材（４）の外面（４ａ）が、断面図で見て直線形またはメニスカス形であり、
    前記封止部材（４）が、前記本体部（３）の前記側壁（３ａ）から前記周縁部（２）への前記移行部（１９）から４５°の角度で測定したとき、０．３ｍｍ〜０．７ｍｍの最大厚み（ｔ２）を有する、カプセル。
14. 前記封止部材（４）の厚み（ｔ２’、ｔ２”）が、前記本体部（３）の前記側壁（３ａ）側の端部（１５）と前記周縁部（２）側の端部（９）のそれぞれに向かって連続的に減少する、請求項１３に記載のカプセル。

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