JP6608942B2 - シーリングによって接続されたフィルタ要素を含む使い捨てカプセル - Google Patents
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Description
例えば、文献欧州特許第1792850B1号明細書、欧州特許出願公開第1344722A1号明細書、および、米国特許出願公開第2003/0172813A1号明細書には、コーヒー、および、エスプレッソを調製するための使い捨てカプセルが開示されている。
使い捨てカプセルは、好ましくは、円錐台または円筒の形状とされ、例えば、熱成形プラスチックフィルムから、または、プラスチック射出成形プロセスによって製造される。
これらは、通常、周囲をフランジにより取り囲まれる側壁と、飲料生成のために抽出、および/または、溶解される飲料基材のための開放した充填側と、基底部とを有し、基底部上に支持されるフィルタ要素が飲料基材と基底部との間に配置される。
フィルタ要素が組み込まれて基底部にシールされ、飲料基材が導入された後、使い捨てカプセルはカバーフィルムで閉じられ、これは、例えば、フランジにシールされるか、または、接着結合される。
コーヒー飲料を調製するために、使い捨てカプセルが調製装置の抽出チャンバ内に導入される。
使い捨てカプセルが抽出チャンバ内に導入される前、その後、または、その間、使い捨てカプセルは、好ましくは、その基底部側で開けられ、抽出チャンバが密閉された後、閉鎖フィルムにより閉じられた使い捨てカプセルの注入側が、穿刺手段によって穿孔される。
その後、調製液、好ましくは、熱湯が、加圧されて使い捨てカプセル内に送達される。
調製液は飲料基材を通って流れ、飲料生成に必要な物質を飲料基材から抽出し、および/または、溶解させる。
エスプレッソを調製するには、例えば、最高20バールの抽出水圧力がコーヒー粉末に作用して、コーヒーオイルが抽出される。
同時に、不織布をベースとするフィルタ要素の中心において利用可能な有効フィルタ面積が減少しても、飲料の生成にいかなる支障も生じないことがわかった。
したがって、本発明による使い捨てカプセルは、先行技術から知られている使い捨てカプセルと比較して、より容易に且つより高い費用対効果で製造できる。
好ましくは、シーリングシームの外径は、フィルタ要素の直径の60〜70パーセントである。
使い捨てカプセルには、飲料原材料、例えば、インスタントコーヒー粉末、焙煎コーヒー豆を挽いたもの、ブレンド茶葉、ココア粉末、ミルク粉末、および/または、その他が充填される。
また、フィルタ要素は、使い捨てカプセルの基底部に直接シールされるのではなく、使い捨てカプセルの内部に配置されたキャリア要素にシールされることも可能である。
キャリア要素は、フィルタ要素を担持する役割を果たし、好ましくは、基底部上に載置され、または、基底部から離間される。
キャリア要素は、例えば、硬質のプラスチック射出成形物とすることができる。
本発明において、フィルタ要素の直径は、フィルタ要素のこの断面の最大、または、平均直径を含む。
フィルタ要素を使い捨てカプセルの基底部に実質的に結合された状態で接続するシーリングシームは、好ましくは、超音波溶接により付着される。
好ましくは、フィルタ要素は、シーリング後にシーリングシームの領域において液体不透過性である。
そのようなシーリングシームの内径であっても、フィルタ要素の中央部分で十分に大きい有効フィルタ面積が依然として利用可能であり、使い捨てカプセルで高品質の飲料を迅速に作れることが示されている。
したがって、シーリングシームの幅は、好ましくは、1〜1.5ミリメートルである。
熱処理は、好ましくは、フィルタ要素の、飲料原材料と反対に面する側のみで行われて繊維を絡めるか、または、結合し、繊維が飲料中に混入しないようにされる。
フィルタ要素の反対側、すなわち、飲料原材料に面する側において、フィルタ要素は、好ましくは、カレンダ加工され、特に好ましくは、スポットカレンダ加工される。
このようにして、不織布の体積が縮小され、飲料原材料のためのより多くの空間が使い捨てカプセル内で利用可能となる。
しかしながら、フィルタ要素が、両面で熱処理されることも可能である。
しかしながら、フェルトをベースとするフィルタ要素を使用する場合、生成される飲料の品質が損なわれないようにするために、シーリングシームの外径は、不織布材料をベースとするフィルタ要素の場合より幾分大きくなるように設計しなければならないことが示されている。
加えて、さらに有利な点として、このような直径により、生成された飲料において泡の生成がほとんどないことが実現される。
好ましくは、シーリングシームの外径は、フィルタ要素の最大直径の80±2パーセントである。
本発明において、最大直径は多角形の角で測定される。フィルタ要素の最大直径は、好ましくは、多角形の角の領域において26〜37ミリメートル、特に好ましくは、31〜32ミリメートルである。
フィルタ要素の最小直径は、好ましくは、多角形の辺の領域において23〜35ミリメートル、特に好ましくは、28〜30ミリメートルである。
しかしながら、代わりに、不織布をベースとするフィルタ要素と同様に、フェルトをベースとするフィルタ要素に円形の断面が提供されることも可能である。
特に、これは、ニードルフェルト構造である。
好ましくは、フィルタ要素は、少なくとも1つのフェルト構造とキャリア構造、特に織物構造とからなり、特に好ましくは、フェルト構造はキャリア構造の体積の少なくとも一部を構成する。
好ましくは、フェルト構造はキャリア構造の断面全体にわたるが、特に好ましくは、高さの一部のみにわたって延びる。
好ましくは、フェルト構造はキャリア構造に形状結合式に、圧力嵌め式に、および/または、実質的に結合された状態で接続される。
好ましくは、フィルタ要素は2つ以上のフェルト構造を有し、これらは、好ましくは、キャリア構造によって相互に分離される。
2つのフェルト構造の厚さは、同じでも異なっていてもよい。
好ましくは、粉末または茶葉に面するフェルト構造は、基底部に面するフェルト構造より薄いか、またはその逆である。
熱処理は、好ましくは、フィルタ要素の、飲料原材料に面する側のみで行われて繊維を絡ませるか、または、結合させて、繊維が飲料中に混入しないようにされる。
フィルタ要素の反対側、すなわち、飲料原材料に面する側では、フィルタ要素は、好ましくは、カレンダ加工され、特に好ましくは、スポットカレンダ加工される。
このようにして、フェルトの体積が縮小されるため、使い捨てカプセル内で飲料原材料のためのより大きい空間が利用可能となる。
しかしながら、フィルタ要素の両面を熱処理することも想定可能であろう。
しかしながら、フィルタ要素は、また、使い捨てカプセルに、特にその基底部に、特に実質的な結合によって接続できる。
穿孔中、穿孔手段が、このフィルタ要素を穿刺できる。
好ましくは、1つまたは複数のフェルト構造と1つのキャリア構造とを有するいくつかのフィルタ要素が、使い捨てカプセル内で積み重ねて配置され、任意選択により相互に接続される。
フェルト、特に、ニードルフェルトを構成するために、好ましくは、0.8〜7デシテックスの単繊維が選択される。
個々の繊維は、好ましくは、ニードリングの製造工程によって相互に接続されてフェルトを形成し、および/または、キャリア構造内に固定される。
この場合、逆棘を有する針が供給された繊維パックを高速で穿刺し、それから引き抜かれる。
棘により、繊維は、作られる複数のループによって相互に、および/または、織物キャリアの布と絡まる。
不織布をベースとするフィルタ要素を有する実施形態において、フィルタ要素は、好ましくは、0.2〜0.8ミリメートル、特に好ましくは、0.25〜0.39ミリメートル、特に非常に好ましくは、実質的に0.32ミリメートルの厚さを有している。
平坦部分の外周には、好ましくは、ビードが隣接し、それにより、平坦部分は支持体となりうるものから若干離間される。
さらに、ビードは、平坦な基底部と側壁との間の移行部を形成し、使い捨てカプセルを安定化させる。
好ましくは、フィルタ要素はビードの領域へと延び、それと接触せずにそれを少なくとも部分的に取り囲む。
この間隙は、好ましくは、フィルタ要素が基底部にシールされる前に基底部にすでに組み込まれる。
間隙は、好ましくは、調製作業中にフィルム、または、その他によって閉じられ、フィルムは、剥がされるか、または、穿刺部材で穿孔されることができる。
しかしながら、フィルタ要素の直径が基底部の直径より大きいことも想定可能であろう。
その場合、フィルタ要素の周辺は基底部の周辺で折り曲げられる。
この場合、図面は、本発明の実施形態を示しているにすぎず、これは、本発明の本質的概念を限定しない。
使い捨てカプセル1は、実質的に円錐台形に具現化され、それを取り囲む側壁1.2および基底部1.1を有している。
側壁1.2および基底部1.1は、空間1.7を画定し、その中にフィルタ要素2が配置され、これは、この図の場合、フェルト構造を有している。
フィルタ要素2は、その下端にシーリング面3.1を有するシーリングツール3によって使い捨てカプセル1の基底部1.1にシールされて、シーリングシーム7を形成する。
この場合、使い捨てカプセル1は、少なくとも部分的にシーリングツール3のカウンタホルダ6内に保持される。
使い捨てカプセル1の基底部1.1は、円形の平坦部分を有し、その外側端部に環状のビード1.3が隣接し、これは同時に、基底部1.1と側壁1.2との間の移行領域5を表す。
ビード1.3により、基底部1.1の平坦部分は、その上にビード1.3が載る支持部となりうるものから離間される。
平坦部分には、間隙1.6、この場合には円形の間隙が提供され、これは、好ましくは、生成された飲料が使い捨てカプセル1から流出する際に認識可能な圧力低下が生じず、および/または、生成された飲料が渦にならないように十分に大きい。
フィルタ要素2が、超音波によって使い捨てカプセル1の基底部1.1にシールされ、シーリングツール3が、使い捨てカプセル1から取り外されると直ちに、これに飲料基材、例えば、ブレンド茶葉、または、挽かれたコーヒーが充填され、その後、好ましくは、環状に側壁1.2と隣接するフランジ1.4にシールされるか、または、接着結合されるフィルムにより閉じられる。
このために、フランジ1.4は、突出部1.5を有し、画定されたシーリング面としての役割を果たす。
このシーリングシーム7の配置により、飲料が生成されるとき、特に、コーヒーの生成中、認識される泡が生成されず、使い捨てカプセル1は、比較的容易に且つ高い費用対効果で製造される。
好ましくは、シーリングシーム7の内径L2は、フィルタ要素2の最大直径L3の66〜76%、特に好ましくは、71±2%、この場合には、71%である。
図1bは、この例におけるフィルタ要素2の断面が、6つの角と6つの辺とを有する六角形の形態で構成されていることを明らかにしている。
「フィルタ要素2の最大直径L3」という表現は、ここでは、角の領域での直径を意味すると理解される。
フィルタ要素2の最大直径L3は、多角形の角の領域において、特に26〜37ミリメートル、好ましくは、31〜32ミリメートルである。
多角形の辺の領域におけるフィルタ要素2の最小直径は、特に、23〜35ミリメートル、好ましくは、28〜30ミリメートルである。
しかしながら、代わりに、フィルタ要素2が、例えば、直径24〜36ミリメートル、好ましくは、29〜31ミリメートルの円形断面を有することも可能である。
溶接中、フィルタ要素2は、基底部1.1に接続される。
しかしながら、同時に、フェルト構造はまた、少なくとも部分的に圧縮され、好ましくは、圧縮された状態で固定される。
フェルト構造内の逆流は、好ましくは、少なくともシーリングシーム7の領域において限定される。
フィルタ要素2の外径は、さらに、好ましくは、フィルタ基底部の平坦部分の外径より大きくなるようにされる。
好ましくは、基底部1.1の平坦部分の外径L4は、フィルタ要素2の直径L3の84〜94%、この場合には、90%である。
その結果、フィルタ要素2は、ビード1.3の底部と接触せずにビード1.3の領域内に突出する。
さらに好ましくは、フィルタ要素2の外径L3は、基底部1.1の領域における使い捨てカプセル1の直径より小さい。
好ましくは、シーリングシーム7は、基底部1.1内の間隙1.6と同心円状に提供される。
第二実施形態による使い捨てカプセル1は、実質的に第一実施形態による使い捨てカプセル1に対応する(したがって、図1aを参照されたい)。
唯一の相違点は、第二実施形態による使い捨てカプセル1のフィルタ要素2が不織布から製造され、円形の断面を有することである。
加えて、今度は、本発明により、シーリングシーム7の外径L1がフィルタ要素2の最大直径L3の55〜75%、好ましくは、60〜70%、この場合には、67%であり、シーリングシームの内径L2がフィルタ要素2の最大直径L3の45〜65%、好ましくは、50〜60%、この場合には、58%であるようになされる。
1.1 ・・・ 基底部
1.2 ・・・ 側壁
1.3 ・・・ ビード
1.4 ・・・ フランジ
1.5 ・・・ フランジの突出部(シーリング面)
1.6 ・・・ 間隙
1.7 ・・・ 空間
2 ・・・ フィルタ要素(フェルト、不織布)
3 ・・・ シーリングツール
3.1 ・・・ シーリング面
5 ・・・ 基底部1.1と側壁1.2との間の移行領域
6 ・・・ カウンタホルダ
7 ・・・ シーリングシーム
L1 ・・・ シーリングシームの外径
L2 ・・・ シーリングシームの内径
L3 ・・・ フィルタ要素の直径
L4 ・・・ 基底部の平坦部分の直径
Claims (14)
- 一体で空間(1.7)を画定する側壁(1.2)および基底部(1.1)を有し、不織布を含むフィルタ要素(2)が前記空間(1.7)内で環状のシーリングシーム(7)によって前記基底部(1.1)にシールされるか、または、前記基底部(1.1)とフィルタ要素(2)との間に配置されて前記フィルタ要素(2)に担持するキャリア要素にシールされる飲料を生成するための使い捨てカプセル(1)において、
前記シーリングシーム(7)の外径(L1)が、前記フィルタ要素(2)の直径(L3)の60〜70パーセントであることを特徴とする使い捨てカプセル(1)。 - 前記シーリングシームの内径(L2)が、前記フィルタ要素(2)の直径(L3)の45〜65パーセントであることを特徴とする請求項1に記載の使い捨てカプセル(1)。
- 前記シーリングシームの内径(L2)が、前記フィルタ要素(2)の直径(L3)の50〜60パーセントであることを特徴とする請求項2に記載の使い捨てカプセル(1)。
- 前記フィルタ要素(2)の直径(L3)が、24〜36ミリメートルある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使い捨てカプセル(1)。
- 前記フィルタ要素(2)の直径(L3)が、29〜31ミリメートルであることを特徴とする請求項4に記載の使い捨てカプセル(1)。
- 前記シーリングシームの幅が、1〜1.5ミリメートルであることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の使い捨てカプセル(1)。
- 前記基底部(1.1)における平坦な部分の外径(L4)が、前記フィルタ要素(2)の直径(L3)の84〜94パーセント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使い捨てカプセル(1)。
- 前記基底部(1.1)が、前記飲料が間隙(1.6)を通って流出する際に圧力低下が生じない間隙(1.6)を有していることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の使い捨てカプセル(1)。
- 前記フィルタ要素(2)の直径(L3)が、前記基底部(1.1)の高さにおける前記使い捨てカプセル(1)の内径より1〜5パーセント小さいことを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか一項に記載の使い捨てカプセル(1)。
- 前記フィルタ要素(2)が、多層式に形成されていることを特徴とする請求項1〜請求項9のいずれか一項に記載の使い捨てカプセル(1)。
- 前記フィルタ要素(2)の最大直径(L3)が、前記基底部(1.1)の直径より大きいことを特徴とする請求項1〜請求項10のいずれか一項に記載の使い捨てカプセル(1)。
- 前記フィルタ要素(2)の少なくとも前記空間(1.7)に面する側が、カレンダ加工されていることを特徴とする請求項1〜請求項11のいずれか一項に記載の使い捨てカプセル(1)。
- 前記フィルタ要素(2)の少なくとも前記空間(1.7)に面する側が、スポットカレンダ加工されていることを特徴とする請求項12に記載の使い捨てカプセル(1)。
- 前記フィルタ要素(2)の少なくとも前記空間(1.7)と反対に面する側が、熱処理されていることを特徴とする請求項12に記載の使い捨てカプセル(1)。
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