JP6511498B2 - 溶着によって接続されたフィルタ要素を含むシングルサーブカプセル - Google Patents

Description

本発明は、飲料を製造するためのシングルサーブカプセルに関し、シングルサーブカプセルは、集合的に空間を画定する側壁および基部を有し、空間内でフィルタ要素が基部に対して溶着される。

このタイプのシングルサーブカプセルは、従来技術から知られ、例えば、コーヒーまたは茶、あるいは、エスプレッソなどのコーヒータイプ飲料を製造するために利用される。
例えば、コーヒーおよびエスプレッソを入れるためのシングルサーブカプセルは、欧州特許第１ ７９２ ８５０ Ｂ１号明細書、欧州特許出願公開第１ ３４４ ７２２ Ａ１号明細書、および米国特許出願公開第２００３／０１７２８１３ Ａ１号明細書に開示されている。

シングルサーブカプセルは、好ましくは円錐台または円筒の形状であり、例えば、真空成形されたプラスチックフィルムから、または、射出成形によって製造される。
一般的に、それらは、周囲にフランジを有する側壁と、飲料を製造するために抽出および／または溶解される飲料基体のための開放充填側と、カプセル基部とを有し、カプセル基部に支持されるフィルタ要素が、飲料基体とカプセル基部の間に配置される。
シングルサーブカプセルの基部に対してフィルタ要素を挿入かつ溶着し、飲料基体を充填したあと、シングルサーブカプセルは、蓋フィルムを使用して閉鎖される。
蓋フィルムは、例えば、フランジに溶着される、または、フランジに接着剤で接合される。

コーヒー飲料をいれるために、シングルサーブカプセルが、製造装置の抽出チャンバに導入される。
シングルサーブカプセルを抽出チャンバに導入する前、後、または、これらの間に、シングルサーブカプセルは、好ましくは、その基部側で開放され、抽出チャンバを密閉すると、閉鎖フィルムを用いて閉鎖されているシングルサーブカプセルの充填側は、穴あけ手段を用いて穴をあけられる。
続いて、製造流体、好ましくは、熱湯が、圧力下にシングルサーブカプセルに送られる。
製造流体は、飲料基体を通って流れ、飲料基体から飲料の製造に必要な物質を抽出および／または溶解する。
エスプレッソの製造に関して、例えば、精油を抽出するために、最大２０バールの抽出水圧力がコーヒー粉末に作用する。
しかしながら、先行技術によるシングルサーブカプセルは、製造された飲料がその表面に比較的より多くの泡を見せるという欠点を有する。

従って、先行技術の欠点を示さないシングルサーブカプセルを提供することが本発明の目的である。

この目的は、集合的に空間を画定する側壁および基部を有する、飲料を製造するためのシングルサーブカプセルであって、空間内にフィルタ要素が基部に対して溶着され、溶着継目がトロイダル状であるように提供され、および溶着継目の外径がフィルタ要素の直径の７５〜８５％であるシングルサーブカプセルによって達成される。

本発明のこの主題に言及する記述は、本発明の他の主題に等しく適用可能であり、逆もまた同様である。

驚くべきことに、その外径がフィルタ要素の直径の７５〜８５％である円形の溶着継目は、少なくとも非常にわずかな泡の形成だけをもたらすことがここに見出された。

フィルタ要素は、ディスク状であるように提供され、円形の断面を含む。
物質的に一体化された方法でフィルタ要素をシングルサーブカプセルの基部に接続する溶着継目は、好ましくは、超音波溶接によって適用される。
溶着のあと、溶着継目の領域のフィルタ要素は、好ましくは液体に対し不透過性である。

溶着継目の内径は、フィルタ要素の直径の好ましくは６７〜７７％である。

１つの好ましい実施形態では、溶着継目の幅は、１〜１．５ミリメートルである。

シングルサーブカプセルの基部は、好ましくは、実質的に平坦な部分を含み、実質的に平坦な部分は円形であるように設計され、その外径は、フィルタ要素の直径の８４〜９４％である。
好ましくは、ビードが、平坦な部分の外径に隣接し、そのビードにより、平坦な部分は、潜在的片持ち位置からから幾分離間される。
さらに、ビードは、平坦な基部と側壁の間の移行部を形成し、シングルサーブカプセルに安定性を付与する。
フィルタ要素は、好ましくは、ビードの領域に延在し、ビードと接触することなく、ビードを少なくとも部分的に覆う。

１つの好ましい実施形態によれば、基部は、隙間を含み、隙間は、非常に大きいので、飲料がこの隙間から流れ出るおよび／またはこの隙間を通って流れるとき、圧力の大きな損失は発生しない。
この隙間は、好ましくは、フィルタ要素がカプセル基部に対して溶着される前にカプセル基部に予め組み込まれている。
隙間は、製造工程の前、フィルムまたはその類似物を用いて好ましくは閉鎖されている。
フィルムまたはその類似物は、引き裂くことができる、または穴あけ要素によって穴をあけることができる。

フィルタ要素の直径は、基部レベルで、シングルサーブカプセルの内側寸法より小さい、特に１〜５％小さいと好ましい。

フィルタ要素は、好ましくは、フェルト構造物を含む。
特に、本明細書においては、これは、ニードルフェルト構造物である。
フィルタ要素は、好ましくは、少なくとも１つのフェルト構造物と１つの支持構造物、特に、織布構造物とから構成され、特に好ましくは、フェルト構造物は、支持構造物の体積の少なくとも一部分を占める。
フェルト構造物は、好ましくは、支持構造物の断面全体にわたって、しかしながら、特に好ましくは、その高さの１つの部分領域のみにわたって延在する。
フェルト構造物は、好ましくは、形状が一致した状態で、圧力嵌めにより、および／または物質的に一体の状態で支持構造物に接続される。
フィルタ要素は、２つ以上のフェルト構造物を好ましくは含み、フェルト構造物は、好ましくは支持構造物によって互いに分離される。
２つのフェルト構造物の厚さは、同じでも異なっていてもよい。
好ましくは、粉末または茶に面するフェルト構造物は、シングルサーブカプセルの基部に面するフェルト構造物より薄い、または、その逆もあり得る。
フェルト構造物の表面は、例えば、緩んだ繊維を固定するために、処理されている、例えば熱処理されていると好ましい。
フェルト構造物を含むフィルタ要素は、シングルサーブカプセルに、特に、その基部に単に配置されると好ましい。
しかしながら、フィルタ要素は、シングルサーブカプセルに、特に、その基部に、特に、物質的に一体の状態で接続されてもよい。
穿孔の間、穿孔手段が、このフィルタ要素に入り込んでもよい。
好ましくは、フェルト構造物および支持構造物の１つまたは複数を含む複数のフィルタ要素が、上下になるようにシングルサーブカプセル内に配置され、場合により互いに接続される。

支持構造物、特に、織布構造物とフェルト構造物とを含むフィルタ要素が製造され、フィルタ要素に、例えば、縦糸および横糸から構成された織布構造物が提供されている。
フェルト、特に、ニードルフェルトの構造に関して、０．８〜７ｄｔｅｘの繊維単位が好ましくは選択される。
フェルトおよび／または前記支持構造物中の前記フェルトの定着部を形成するための各繊維の相互接続は、ニードリングの製造プロセスを用いて好ましくは起きる。
ここで、反転された返しを有する針が、提供された繊維パッケージに高速で穴をあけ、再びそれから引かれる。
返しにより、繊維は、相互にインターレースされる、および／または、複数のループが作られることによって支持布とインターレースされる。

フェルト構造物の１つまたは複数を含む支持要素は、１平方メートル当たり１００〜８００グラム、特に好ましくは、１平方メートル当たり２００〜６５０グラム、極めて特に好ましくは、茶の製造には、１平方メートル当たり実質的に１５０〜２５０グラム、およびコーヒー、エスプレッソまたはその類似物の製造には、１平方メートル当たり６００〜７００グラムの、質量の単位当たりの集合（坪量または面積重量とも呼ばれる）を好ましくは含む。
フィルタ要素または不織布は、それぞれ、０．８〜３．３ミリメートル、特に好ましくは１．１〜３．０ミリメートル、および、極めて特に好ましくは、茶の製造には、１．２〜１．４ミリメートル、およびコーヒーの製造には、２．６〜３．０ミリメートルの厚さを好ましくは有する。

本発明によるさらなる主題によれば、または、本発明の好ましい主題によれば、側壁および基部は、１つの射出成形部品である。

本発明のこの主題に言及する開示は、他の主題に等しく適用可能であり、逆もまた同様である。

好ましくは、側壁および基部は、一体であるように提供される。

エネルギ変換部が、シングルサーブカプセルの基部に好ましくは設けられる。
このエネルギ変換部は、環状、矩形、正方形、楕円形であってもよく、またはいずれかの他の閉鎖された形状であってもよい。
エネルギ変換部は、連続的であってもよく、または、中断箇所が設けられていてもよい。
エネルギ変換部は、好ましくは、基部と一体であるように提供され、および、射出成形の間、前記基部と一緒に製造される。
エネルギ変換部の断面は、好ましくは三角形、矩形、正方形、環状または楕円形である。
しかしながら、断面は、エネルギ変換部が表面から突き出る限り、他のいずれかの任意の形状を有してもよい。
エネルギ変換部は、好ましくは、抽出および／または溶解される飲料基体が配置される空間に面する基部の表面に提供される。

以下、本発明を、図１および図２を用いて説明する。
これら説明は、単なる例であり、本発明の一般概念を限定しない。
説明は、本発明の全ての主題に等しく適用可能である。

本発明によるシングルサーブカプセルの第１実施形態を示す。 本発明によるシングルサーブカプセルのさらなる実施形態を示す。

図１は、本発明によるシングルサーブカプセル１を示し、シングルサーブカプセル１は、この場合、実質的に円錐台状であるように実現されている。
シングルサーブカプセル１は、周囲の側壁１．２および基部１．１の領域を含む。
側壁１．２および基部１．１の領域は、空間１．７を画定し、空間１．７の中に、この場合、フェルト構造を含むフィルタ要素２が配置される。
フィルタ要素２は、ツール３によってシングルサーブカプセル１の基部１．１に対して溶着され、ツール３は、その下端部に溶着面３．１を含む一方、溶着継目７を構成する。
ここでは、シングルサーブカプセル１は、対向要素６の中に少なくとも部分的に保持されている。
シングルサーブカプセル１の基部１．１は、円形の平坦部を含み、円形の平坦部は、その外端部においてトロイダル状のビード１．３に隣接し、同時に、トロイダル状のビード１．３は、基部１．１と側壁１．２の間の移行領域５に相当する。
基部１．１の平坦部は、ビード１．３によって潜在的支持部から離間され、潜在的支持部には、ビード１．３が載っている。
隙間１．６が平坦部に設けられ、隙間１．６は、ここでは、円形の隙間であり、好ましくは非常に大きいので、圧力の特筆すべき損失が発生せず、および／または、製造された飲料が、シングルサーブカプセル１から流れ出るとき渦を巻かない。
フィルタ要素２がシングルサーブカプセル１の基部１．１に対して溶着され、特に、超音波によってそれに対して溶着され、そして、ツール３がシングルサーブカプセル１から除去されるとすぐに、シングルサーブカプセル１は、飲料基体、例えば、コーヒー粉末で満たされ、次に好ましくは、フィルムを用いて閉鎖され、フィルムは、トロイダル状に側壁１．２に隣接するフランジ１．４に溶着される、または、接着剤で接合される。
このため、フランジ１．４は、好ましくは、規定の溶着面として働く膨張部１．５を含む。

本発明によれば、次に提供されるのは、溶接継目７がトロイダルであるように提供されること、および、溶着継目７の外径Ｌ２が、フィルタ要素２の直径Ｌ３の７５〜８５％、この場合、７０．６％であることである。
溶着継目７のこの構成のために、飲料を製造する際、特に、コーヒーを製造する際、特筆すべき泡は、生成されない。
溶着継目７の内径Ｌ１は、フィルタ要素２の直径の好ましくは６７〜７７％、この場合７２．５％である。
溶着継目７の幅は、好ましくは、１．５ミリメートルである。
溶接の間、フィルタ要素２は、一方で、カプセル基部１．１に接続される。
しかしながら、フェルト構造も、同時に少なくとも部分的に圧縮され、好ましくは圧縮されると固定される。
溶接継目７の領域において、フェルト構造中の横方向の流れが、好ましくは、部分的に制限される。
さらに、フィルタ要素２の外径は、基部１．１の平坦部の外径より大きいように好ましくは提供される。
シングルサーブカプセルの基部１．１の平坦部の外径Ｌ４は、フィルタ要素２の直径Ｌ３の好ましくは８４〜９４％、この場合、９０％である。
その結果、フィルタ要素２は、ビード１．３の底部と接触することなく、ビード１．３の領域に突出する。
さらに、フィルタ要素２の外径Ｌ３は、基部１．１の領域において、シングルサーブカプセル１の直径より好ましくは小さい。
溶着継目７は、シングルサーブカプセル１の基部１．１において隙間１．６と同心であるように好ましくは提供される。

図２による実施形態では、基部１．１および側壁１．２は、１つの射出成形部品として、好ましくはプラスチックから、好ましくは製造される。
さらに、基部１．１は、エネルギ変換部８を含み、エネルギ変換部８は、この場合、三角形の断面をここでは有するトロイダル状の隆起部として提供される。
エネルギ変換部８は、別の断面を有してもよく、また、連続的であるように提供されなくてもよいことは、当業者によって理解されよう。
エネルギ変換部８を使用して、フィルタ要素２とシングルサーブカプセル１の基部１．１との間の線状の溶着継目７を得ることができる。
エネルギ変換部８は、基部１．１の空間１．７に面する表面に提供される。
下の図では、側壁１．２は、明確にするために省略されている。

１ ・・・シングルサーブカプセル
１．１ ・・・基部の領域
１．２ ・・・側壁
１．３ ・・・基部の領域から側壁への移行部（ビード）
１．４ ・・・フランジ
１．５ ・・・フランジの膨張部、溶着面
１．６ ・・・隙間
１．７ ・・・空間
２ ・・・フィルタ要素（フェルト）
３ ・・・溶着のツール
３．１ ・・・溶着面
５ ・・・基部１．１と側壁１．２の間の移行領域
６ ・・・対向要素
７ ・・・溶着継目
８ ・・・エネルギ変換部（隆起部）
Ｌ１ ・・・溶着継目７の内径、例えば２２．５ｍｍ
Ｌ２ ・・・溶着継目７の外径、例えば２５．０ｍｍ
Ｌ３ ・・・フィルタ要素２の直径、例えば３１．０ｍｍ
Ｌ４ ・・・基部１．１の平坦部の直径、例えば２８．０ｍｍ

Claims (9)

1. 集合的に空間（１．７）を画定する側壁（１．２）および基部（１．１）を有し、前記空間（１．７）内でフィルタ要素（２）を前記基部（１．１）に対して溶着した溶着継目（７）がトロイダル状に連続し、前記溶着継目（７）の外径（Ｌ２）が前記フィルタ要素（２）の直径（Ｌ３）の７５〜８５％である、飲料を製造するためのシングルサーブカプセル（１）において、
   前記基部（１．１）が、円形の平坦な部分を含み、
   前記平坦な部分の外端部分に隣接するトロイダル状のビード（１．３）が、前記基部（１．１）と前記側壁（１．２）の間の移行領域を形成し、
   前記フィルタ要素（２）が、前記ビード（１．３）に延在して前記ビード（１．３）と接触することなく、前記ビード（１．３）を部分的に覆っていることを特徴とするシングルサーブカプセル（１）。
2. 前記平坦な部分の外径（Ｌ４）が、前記フィルタ要素（２）の直径（Ｌ３）の８４〜９４％であることを特徴とする請求項１に記載のシングルサーブカプセル（１）。
3. 前記基部（１．１）が、隙間（１．６）を含み、前記隙間（１．６）は非常に大きいので、前記飲料が、前記隙間（１．６）を通って流れ出るときに圧力の大きな損失は発生しないことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のシングルサーブカプセル（１）。
4. 前記フィルタ要素（２）の直径（Ｌ３）が、前記基部（１．１）の領域で、前記シングルサーブカプセル（１）の内側寸法より１〜５％小さいことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のシングルサーブカプセル（１）。
5. 前記フィルタ要素（２）が、少なくとも部分的にフェルト構造物を含むことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のシングルサーブカプセル（１）。
6. 前記フィルタ要素（２）が、多層であるように提供されていることを特徴とする請求項５に記載のシングルサーブカプセル（１）。
7. 前記側壁（１．２）および前記基部（１．１）が、１つの射出成形部品であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載のシングルサーブカプセル（１）。
8. 隆起部（８）が、前記基部（１．１）に設けられていることを特徴とする請求項７に記載のシングルサーブカプセル（１）。
9. 前記隆起部（８）が、前記基部（１．１）の、内側に面する表面に配置されていることを特徴とする請求項８に記載のシングルサーブカプセル（１）。