JP6910469B2 - 飲料調製カプセル - Google Patents

Description

本発明は、飲料調製カプセルおよび飲料の調製方法に関する。特に、これらには、エスプレッソタイプの飲料を調製するのに適したクランプアセンブリを含む飲料調製装置で使用するための飲料調製カプセルが含まれる。

多くの飲料調製システムが知られている。典型的には、一杯分の飲料は、挽いたコーヒーなどの粒状の飲料調製成分を含むカプセルを飲料調製装置の飲料調製ステーションに挿入することにより調製される。次に、装置はカプセルに水を注入して、飲料調製成分を水に溶解または浸出させて飲料を形成する。次に、飲料は、カプセルの開口部または穿孔であり得る好適な出口を通ってカプセルから流出するか、またはカプセルの出口領域を貫通する出口管を含み得る。カプセルはまた、コーヒーかすなどの固体成分がカプセルから出るのを防ぐためにフィルターを組み込んでもよい。例えば、この一般的なタイプの飲料調製システムは、ＷＯ９４０１３４４Ａ１、ＥＰ０５１２４６８Ａ１およびＥＰ０４６８０７９Ａ１（すべてネスレ）、ＵＳ５８４０１８９およびＷＯ０１６０２２０Ａ１（Ｋｅｕｒｉｇ）、ＥＰ０２７２９２２Ａ２（Ｋｅｎｃｏ）、ＷＯ２００７０９３３５５Ａ１（Ｓａｍａｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）、ＵＳ２０１１０１４２９９６Ａ１（Ｋｒｕｇｅｒ）、ＥＰ０７１０４６２Ａ１（Ｉｌｌｙｃａｆｆｅ）、ＥＰ０８２１９０６Ａ１、ＵＳ２０１１００００３７６Ａ１およびＵＳ２０１１００２７４２５Ａ１（Ｓａｒａ Ｌｅｅ）に記載されている。さらに、ＧＢ２１２１７６２Ａ、ＧＢ２１２２８８１Ａ、ＥＰ０１７９６４１Ａ２、ＥＰ０２４７８４１Ａ２、ＷＯ９９０５０４４Ａ１、ＷＯ０２１９８７５Ａ１およびＷＯ２０１２１７５９８５Ａ１は、登録商標ＦＬＡＶＩＡ（登録商標）の下でＭａｒｓ Ｄｒｉｎｋｓによって現在広く使用および販売されているタイプのカプセルベースの飲料調製システムを説明している。

エスプレッソコーヒーなどの特定の高級飲料の調製のために、水は、５バール（５００ｋＰａ）より大きく、約２０バール（２０００ｋＰａ）までの圧力でコーヒー層を通る。したがって、カプセルは、通常、カプセルの周りにぴったりとフィットする形状の硬い金属製の抽出チャンバに挿入される。硬い金属製の抽出チャンバは、カプセルを破裂させずに５〜１５バール（５００〜１５００ｋＰａ）の圧力でカプセルの内部に温水を注入できるように、カプセルを拘束および支持する。

これに関連して、密に圧縮された挽いたコーヒーの一部を含む、空気および水分不透過性材料から形成された円錐台形または扁平回転楕円体形状を有する個々のカプセルからエスプレッソコーヒーの個々の部分を抽出することも知られている。カプセルは、通常、カプセルの周囲にぴったりとフィットする形状の硬い金属製の抽出チャンバに挿入される。抽出チャンバは、ベースにフィルター要素、カプセルの下面に穴を開ける手段、およびエスプレッソコーヒーを抽出するためにカプセルの内部に５００〜１５００ｋＰａ（５〜１５バール）の圧力で温水を注入する手段を備えている。このタイプのエスプレッソコーヒー抽出カプセルおよびシステムは、例えば、ＷＯ９３１７９３２Ａ１およびＷＯ９４０２０５９Ａ１に記載されている。

上記のタイプの飲料調製カプセルは、広く使用されている。ただし、それらにはいくつかの欠点がある。例えば、多くの既存の飲料抽出カプセルは、同じカプセル内に複数の飲料調製成分の組み合わせを含めるのには適しておらず、成分は互いに適合しない。これは、特定の成分が保管中に同じカプセル内で混合されると有害反応を引き起こす可能性があり、それが成分の腐敗または飲料の品質の低下につながるからである。

さらに、多くの既存のエスプレッソ抽出カプセルは、特定の寸法のコーヒー層を収容し、該コーヒー層に必要な圧力を加えるように正確に寸法決めされた剛性の抽出空洞を有する特定の従来のエスプレッソマシンでの使用に適合し、該マシンでの使用に限定される。これにはいくつかの問題がある。カプセル内のコーヒーの量を変えたり、抽出中のコーヒー層の圧縮度を変えたり、標準化されていないカプセルを使用したりできる範囲が限られてしまうからである。

上記の問題を克服する試みがなされてきたが、成功は限られており、多くの問題が残っている。例えば、ＥＰ０５２１１８６Ａ１は、エスプレッソタイプの機械で使用するための、挽いたコーヒーなどの圧縮飲料抽出成分を含むカプセルを記載している。カプセルは、使用するエスプレッソマシンの空洞の形状に合わせて変形可能である。これにより、既存のエスプレッソマシンをカプセルの正確な形状と構成に適合させるための特別なアダプターが不要になる。残念ながら、それはまた、カプセル内のコーヒーが最適なエスプレッソコーヒーの抽出に必要な程度に圧縮されない可能性があり、複数の飲料成分間の有害反応を防ぐ能力がないことを意味する。空洞の形状を考慮したカプセルの変形性もカプセルに余分なストレスを与え、特に大きすぎる空洞に入れて圧力がかかりすぎると、カプセルが破裂するリスクも高まる。連続的な抽出による相互汚染の問題もこの構成に存在し、これは抽出チャンバのベース部分を通ってカプセルから出る飲料によって引き起こされ、それにより抽出チャンバが汚染される。

ＥＰ０８２１９０６Ａ１は、飲料抽出成分を含む真空パックがクランプに配置され、温水が中空針を通して真空パックに注入され、抽出された飲料が真空パックの閉じ目から逃げることを可能にする飲料を抽出する方法を記載している。このパックには、抽出前にクランプで真空パックを圧縮するために使用される、真空パックの閉じた継ぎ目の反対側に可動プレートが含まれている。抽出空洞を構成するプレートは、剛性のある平らなプレートである。しかし、これらのプレートは、パックを破裂させるリスクなしに真空パックを絞るための高圧を加えることができず、複数の飲料成分間の有害反応を防ぐ能力はない。

ＷＯ０２１９８７５Ａ１は、飲料抽出成分を含むカプセルを通る水性流体の伝達によって飲料を抽出する装置を記載している。この装置は、前記抽出中に水性流体をカプセルに注入する１つ以上の注入器と、カプセルのクランプと、を含む。このクランプは、該クランプを開閉するために移動可能な１つまたは複数の部材を含み、該部材は、クランプの閉位置において抽出中に前記カプセルを実質的に包囲および支持するように適合され、かつ前記空洞の下部に飲料出口通路を画定するようにさらに適合された空洞を画定する内面を有する。少なくとも１つのクランプ部材の内面が、クランプが前記閉位置にある間に可動である支持体に取り付けられた少なくとも１つの変形可能領域を含む。これにより、クランプが閉位置にある間に空洞または出口経路の形状を変更して、カプセルの所望の抽出構成を提供することができる。カプセルは、適宜ＦＬＡＶＩＡ（登録商標）タイプのカプセルであり、必要に応じて変更できる。

ＷＯ２０１５００１３４０Ａ１は、飲料調製成分および追加の機能成分を含む飲料調製カプセルを記載しており、カプセルの内面の少なくとも一部は、機能成分を含む水分散性コーティングで覆われている。機能性成分は、カカオポリフェノール抽出物などのフラボノイドである。機能性成分を含むコーティングは、機能性成分と飲料調製成分との間の有害反応を回避するのに役立つ。しかし、そうするためには、機能性成分を水分散性コーティングに埋め込む必要があり、それにより、カプセルに含めることができる機能性成分の量が比較的少量（通常は約０．５ｍｇ〜約５００ｍｇ）に制限されることになるが、この点は、飲料の主要成分を提供するのに適していない。

したがって、前述のカプセルは、複数の飲料調製成分に由来する飲料を調製するための便利で信頼できる手段を提供しない。したがって、使用前の保管中に成分間の有害反応のリスクを回避または最小限に抑えながら、複数の飲料調製成分を含むことができるカプセルへのニーズが存在している。好適には、排他的ではないが、これらのカプセルはＦＬＡＶＩＡ（登録商標）タイプの機器で使用することができる。

さらに、クランプアセンブリで使用される場合、従来技術の既存のカプセルは、クランプ内のカプセルの完全な整列に依存しており、常にこの状態を達成することは困難であり得る。カプセルがクランプ内で完全に整列していない場合、クランプ部材は、飲料調製成分を保持するカプセルの一部をクランプする場合がある。これはいくつかの問題を引き起こす可能性がある。第一に、飲料調製成分の一部がクランプ部材間に閉じ込められる可能性があり、これにより、抽出できる飲料調製成分の量が減少する。すると、飲料調製成分が無駄となり、溶解または浸出された材料の濃度が低下した飲料が得られ、一貫性のない自動販売性能および劣悪な飲料味につながる可能性がある。第二に、飲料調製成分がクランプ部材の間に閉じ込められている場合、これにより２つのクランプ部材間のシールの品質が低下し、抽出飲料がクランプアセンブリから流れ出て、クランプで好適に支持されていなければ、カプセルの可撓性フィルム材は高圧下で破裂する可能性がある。第三に、抽出チャンバの一部がクランプ部材間に閉じ込められていると、抽出チャンバの利用可能な容積が減少する可能性がある。これはまた、一貫性のない自動販売性能につながり、カプセルに追加の負担をかける可能性がある。これらの問題を回避するために、従来の考えは、カプセルがクランプ部材と確実に整列できるように飲料調製カプセルの調製を注意深く制御することであった。ただし、これは調製コストの増加につながり、常に成功するとは限らない。

したがって、改善されたカプセルおよびカプセルから飲料を調製する方法、特に、エスプレッソおよびエスプレッソタイプの飲料を調製するために高圧で使用できるカプセルが必要とされている。好適には、排他的ではないが、これらのカプセルはＦＬＡＶＩＡ（登録商標）タイプの機器で使用することができる。

したがって、本発明は、飲料調製成分を含む飲料調製カプセルであって、上部領域、第１の側部領域、第２の側部領域、および底部領域に沿って向かい合わせになるように互いに結合されて前記飲料調製成分を含むチャンバを画定する、実質的に空気および液体不透過性の可撓性フィルム材の前面および背面シートを含み、前記底部領域は、前記飲料調製成分を含むチャンバから飲料を逃がすための出口チャネルを含み、少なくとも前記出口チャネルの領域には、前記チャンバから逃げる飲料をろ過するためのろ過材が充填され、そして前記上部領域、前記第１の側部領域、または前記第２の側部領域のうち少なくとも１つにおいて前記可撓性フィルム材の前面および背面シート間の少なくとも１つの結合は、剥離可能なシールを含む、飲料調製カプセルを提供する。

剥離可能なシールは、力および／または熱が加えられたときに、材料自体が破損または融解することなく引き剥がすことができる２つの材料（可撓性フィルム材など）間の結合である。言い換えれば、２つの材料は、シールを剥がすことで互いに分離することができるが、分離された材料はそれぞれ無傷のままである。対照的に、永久シールは、材料自体を破壊または溶融せずに剥がすことのできない２つの材料（可撓性なフィルム材など）間の結合である。これは、シールを克服するのに必要な力および／または熱が、材料自体が耐えることができる力および／または熱よりも大きいため、シールが剥がれる前に材料が壊れたり溶けたりするからである。したがって、２つの可撓性フィルム材間の剥離可能なシールの場合、（機械的、熱的、および／または化学的完全性という広い意味での）シールの完全性は、可撓性フィルム材の完全性よりも低い。一方、永久シールの場合、（機械的、熱的、および／または化学的完全性という広い意味での）シールの完全性は、可撓性フィルム材の完全性以上である。

このようにして、本発明の可撓性フィルム材の前面および背面シートは、使用中に液体がカプセルに注入されるとき、前記結合された上部領域、第１の側部領域、および第２の側部領域のうち少なくとも１つにおいて剥がれる。その結果、抽出チャンバが膨張して、クランプによって提供された利用可能な空間を埋めるようになる。剥離可能なシールの完全性は可撓性フィルム材の完全性よりも低いため、飲料成分の周囲の結合領域の破損モードでは、カプセル自体の可撓性フィルム材が破裂してクランプアセンブリへ飲料が漏れることがない、制御された方法で剥がれることになる。この文脈において、抽出チャンバの「拡張」については、カプセルの可撓性フィルム材が実質的に弾性的または塑性的に延びたり変形したりすることを意味するものではないことに留意されたい。代わりに、抽出チャンバの限界を画定する結合領域の少なくとも一部が剥がれて開くため、抽出チャンバが拡張する。結果として、本発明は様々な利点を提供し得る。

第一に、使用時に抽出チャンバが拡張してクランプ空洞の利用可能な空間を埋めるようになるので、使用前の抽出チャンバの形状およびサイズは、クランプ空洞の形状およびサイズに正確に一致する必要はない。そのため、カプセルの縁をクランプと完全に位置合わせする必要がなく、寸法的に正確な溶接の必要性を減らすとともに、調製中のノズルとシールの位置合わせ不良に関連する問題をも回避する。また、カプセル抽出チャンバは利用可能な空間を埋めるために拡張するので、同じカプセルをさまざまな形状のクランプ装置に使用することもできる。しかしながら、使用中、カプセルの抽出チャンバが膨張してクランプ空洞を埋めた後、閉じた位置にあるクランプ部材の内壁は、飲料カプセルを依然として実質的に包囲および支持し、カプセルを破裂させることなく高圧を使用して飲料を抽出することができる。さらに、このカプセルはまた、クランプの相互汚染を防ぐことができる。つまり、同じクランプ装置は、異なる使い捨てカプセルで複数回使用することができる。

第二に、上面、第１および／または第２の側面の結合領域は、飲料調製成分をクランプされるカプセルの領域から離れているので、飲料調製成分がクランプ部材間に閉じ込められることはない。その結果、クランプ部材によって作られたシールがより効果的になるが、それは、より高圧力の抽出が使用できることを意味する。また、効果的でないクランプによってカプセルの可撓性フィルム材にかかる歪みを減らし、それによりカプセルが破裂して開き飲料をクランプ装置に漏らすリスクを減らす。永久溶接（シール／溶接の完全性が可撓性フィルム材の完全性以上である）が任意にさらに使用される場合、永久溶接にかかる歪みをも減らして、溶接強度の一貫性の要件を減らす。

発明の別の態様では、飲料の調製方法であって、前述の飲料調製カプセルを飲料調製装置のクランプアセンブリに挿入するステップであって、前記クランプアセンブリは２つ以上のクランプ部材を備え、少なくとも１つのクランプ部材は前記クランプアセンブリを開閉するように移動可能であり、閉位置にある前記クランプ部材の各内壁は、前記飲料調製カプセルを収容するように適合された閉空間を画定し、前記閉空間は、水を注入するための入口領域および飲料を逃がすための出口領域を有し、前記クランプアセンブリの閉空間は、使用前の前記飲料調製成分を含むカプセルのチャンバよりも大きい、ステップと、約１バールゲージより高い圧力で前記カプセルに水性液体を注入して、前記カプセル内に飲料を生成するステップであって、前記水性液体が注入されると、前記カプセルの剥離可能なシールが剥離し、それにより、前記飲料調製成分を含むカプセルのチャンバが膨張して、前記クランプアセンブリの閉空間を埋める、ステップと、前記飲料を、前記出口領域から逃がすステップと、を含む、飲料の調製方法を提供する。典型的には、前記水性液体は、主に約８０℃〜約１００℃の温度の水からなり、前記水は約５〜約１５バールゲージの圧力で注入される。

本発明は、第１の飲料調製成分および第２の飲料調製成分を含む飲料調製カプセルであって、前記第１の飲料調製成分は、剥離可能なシールによって前記第２の飲料調製成分から分離されている、飲料調製カプセルをも提供する。剥離可能なシールは、使用時に飲料を調製するために液体がカプセルに注入されると、（剥離可能なシールが）剥がれ、第１の飲料調製成分および第２飲料調製成分が互いに混合できるように配置されている。好適には、剥離可能なシールは、第１の飲料調製成分を含む第１の区画と、第２の飲料調製成分を含む第２の区画とを画定する。

この配置は、第１の飲料調製成分および第２の飲料調製成分が互いに適合せず、貯蔵中に長期間にわたって混合されていると有害反応を引き起こす可能性がある場合に特に有利である。このようにして、飲料調製成分は別々に保たれ、保管中の有害反応を最小化または回避する。使用中、飲料を調製するために液体がカプセルに注入されると、剥離可能なシールは剥がれ、第１の飲料調製成分および第２の飲料調製成分が液体と混合して、鮮度および味が改善された多成分飲料を形成できる。

したがって、本発明の別の態様では、多成分飲料の調製方法であって、前述の飲料調製カプセルを飲料調製装置のクランプアセンブリに挿入するステップであって、前記クランプアセンブリは２つ以上のクランプ部材を備え、少なくとも１つのクランプ部材は前記クランプアセンブリを開閉するように移動可能であり、閉位置にある前記クランプ部材の各内壁は、前記飲料調製カプセルを収容するように適合された閉空間を画定し、前記閉空間は、水を注入するための入口領域および飲料を逃がすための出口領域を有する、ステップと、約１バールゲージより高い圧力で前記カプセルに水性液体を注入して、前記カプセル内に飲料を生成するステップであって、前記水性液体が注入されると、前記剥離可能なシールが剥がれ、前記カプセルの前記第１の飲料調製成分および前記第２の飲料調製成分が混合できるようになる、ステップと、前記飲料を、前記出口領域から逃がすステップと、を含む、多成分飲料の調製方法を提供する。

発明の詳細な説明

本明細書で使用される「カプセル」という用語は、飲料調製材料を運ぶための容器を指す。好適には、カプセルは、実質的に空気および液体不透過性の可撓性フィルムまたはシート材料の前面および背面シートが向かい合わせになるように互いに結合されて、可撓性フィルムの小袋を形成することができる。前面シートと背面シートは、類似、同一、または相違してもよい。

典型的には、カプセルは少なくとも１枚のプラスチックシート（例えば熱成形または射出成形シート）を含む。シートは、通常、次の層の２つ以上を含むラミネートである：シートをパッケージの他の部材に結合するための熱可塑性シーラント層；好適にはアルミニウムフィルムなどの金属フィルムである、実質的にガス不透過性のバリア層；ラミネートの他の層間の接着性を改善する接着層；例えば、耐破壊性、および／または印刷基材層を提供する構造層。構造層は、当技術分野で周知のように、ポリオレフィン、ポリエステル、ナイロン、または他のポリマーでできていてもよい。好適な材料および調製方法は、例えば、ＦＬＡＶＩＡカプセルシステムに関する既に引用された特許明細書、例えばＧＢ２１２１７６２Ａ、ＧＢ２１２２８８１Ａ、ＥＰ０１７９６４１Ａ２、ＥＰ０２４７８４１Ａ２およびＷＯ９９０５０４４Ａ１に記載されている。

前面および背面シートは、上部領域、第１および第２の側部領域、ならびに下部領域に沿って互いに結合されて、飲料調製成分が貯蔵され、飲料調剤成分の注入または溶解によって飲料が調製されるチャンバを画定する。結合された上部領域、第１の側部領域または第２の側部領域のうち少なくとも１つは、剥離可能なシールを含む。好適には、第１および第２の側部領域はそれぞれ剥離可能なシールを含む。この配置は、使用中に抽出チャンバが拡張して、クランプ空洞の利用可能なスペースを埋める良い能力を提供することが分かった。任意選択で、飲料調製成分を含むチャンバが実質的に取り囲まれ、剥離可能なシールによって画定されるように、結合された上部領域、第１の側部領域、および第２の側部領域の実質的にすべてが剥離可能なシールを含む。

成分チャンバに、好ましくは、実質的に成分が充填され、例えば、チャンバの容積の少なくとも約５０％を成分が占める。典型的には、カプセルに含まれる成分の量は、飲料の一部、即ちエスプレッソコーヒーの場合、約１０ｍｌ〜約２５０ｍｌ、好適には約２５ｍｌ〜約１２５ｍｌの飲料の調製に十分である。例えば、カプセルは、約２ｇ〜約２５ｇの挽いたコーヒーまたは約１ｇ〜約９ｇのリーフティーを含むことができる。

特に好ましい実施形態では、第１および第２の飲料調製成分を含む飲料調製カプセルが提供され、前記第１の飲料調製成分は、剥離可能なシールによって前記第２の飲料調製成分から分離されている。このように、剥離可能なシールにより、単一のカプセルに複数の飲料調製成分を入れることができ、液体がカプセルに導入されて剥離可能なシールが剥がれるまで別々に保持される。好適には、剥離可能なシールは、第１の飲料調製成分を含む第１の区画および第２の飲料調製成分を含む第２の区画など、各飲料調製成分のための別個の区画を画定し得る。

好都合には、これに限定されないが、第１および第２の飲料調製成分を含むカプセルは、向かい合わせになるように互いに結合された実質的に空気および液体不透過性の可撓性フィルム材の前面および背面シートから形成して、第１および第２の飲料調製材料を含むチャンバと、チャンバから飲料を逃がすための出口チャネルを画定することができる。前記出口チャネルの領域に、チャンバから逃げる飲料をろ過するためのろ過材が充填され、第１および第２の飲料調製成分は、可撓性フィルム材の前記前面シートと背面シートとの間の剥離可能なシールによって分離されている。

好適には、飲料調製成分の複数の区画を含むカプセルの場合、区画は両方ともカプセル内のフィルター材の上流に配置され、これは好ましい配置である。しかし、問題の飲料材料が牛乳などの飲料の調製のためにろ過を必要としない場合、飲料調製材料の１つまたは複数の区画をフィルター材の下流に配置することも考えられる。例えば、カプセルは、フィルター材の上流にある挽いたコーヒーを含む剥離可能なシールによって画定される第１の飲料調製成分区画と、フィルター材の下流にあるミルク、粉ミルクまたはクリーマーを含む剥離可能なシールによって画定される第２の飲料調製成分区画を含むことができる。

好適には、少なくとも１つ、好ましくは２つ以上の前記剥離可能なシールは、カプセルの周縁から挿入してもよい。剥離可能なシールは、カプセルの周縁から１０ｍｍ〜３０ｍｍ、または１５ｍｍ〜２５ｍｍ延びることがある。これは、従来技術のカプセルの周辺端の周りの従来の結合領域よりも大幅に広いことを意味する。これは、使用中にカプセルがクランプアセンブリに配置されたとき、飲料調製成分をクランプ部材間に不注意に閉じ込めることなく、本発明の剥離可能なシール上にクランプ部材を配置するのに役立つ。例えば、寸法が約７０ｍｍ×１００ｍｍの前面および背面シートを含むカプセルの場合、前記前面および背面シート間の剥離可能なシールは、カプセルの周縁から約１０ｍｍ〜約３０ｍｍ、例えばカプセルの周縁から約１５ｍｍ〜約２５ｍｍ延びることもある。

好適には、飲料調製成分を含むチャンバは、剥離可能なシールによって実質的に取り囲まれている。これはまた、飲料調製成分をカプセルの周縁から離しておくのに役立ち、クランプが飲料調製成分を締め付けるリスクが最小限に抑えられる。第１および第２の側部領域もカプセルの側部周縁からはめ込まれていることが特に有用である。代替的または追加的に、上部結合領域は、カプセルの上部周縁からはめ込むことにより、飲料調製成分を上部シールから離しておくことができる、ノズルが上部シールに存在する場合には、飲料調製成分をノズルから離しておくことができる。

カプセルの底部領域は、飲料調製成分を含むチャンバから飲料を逃がすための出口チャネルを含む。例えば、出口チャネルは、飲料調製成分を含むチャンバと流体連通する上流端を有してもよく、または、出口チャネルは、使用中にカプセルへ液体が注入されると剥がれて飲料調製成分を含むチャンバと流体連通する剥離可能なシールで密封されてもよい。前記出口チャネルの少なくとも一領域に、チャンバから逃げる前記飲料をろ過するためのろ過材が充填されている。

用語「出口チャネル」は、飲料成分チャンバから延びるチャネルを指し、飲料調製中に飲料が該チャンバを通って逃げる。出口チャネルは、飲料成分を実質的に含まない。出口チャネルは、飲料の流れの方向に長さを持ち、その流れに垂直な断面を持っている。出口チャネルの長さは、好適には約１ｍｍ〜約２０ｍｍ、例えば約５ｍｍ〜１０ｍｍである。出口チャネルの非圧縮平均断面積は、飲料成分チャンバのそれよりも実質的に小さく、例えば、出口チャネルの平均非圧縮断面積は、好適には飲料成分チャンバの平均非圧縮断面積の約１０％以下である。また、以下でさらに説明するように、飲料の準備中に出口チャネルを圧縮（挟み込み）して、その断面をさらに小さくすることができる。実施形態において、出口チャネルの平均幅は約５ｍｍ〜約３０ｍｍ、例えば約１０ｍｍ〜約２０ｍｍが適切であり、出口チャネルの平均非圧縮深さは約４ｍｍ未満、例えば約０．４ｍｍ〜約２ｍｍである。

例えば、抽出チャンバは、剥離可能なシールまたは永久シールの一方または両方を使用して、縁の周りで向かい合わせになるようにシート同士を結合することによって画定され、出口は、いずれかの縁においてシート間に剥離可能なシールまたは非結合領域を残すことによって提供される。好適には、出口は、チャンバの底縁部の細長い開口部、例えばスリットの形態である。出口は、好適には、約５ｍｍ〜約５０ｍｍ、より好適には約１０ｍｍ〜約３０ｍｍの長さを有する。複数のそのような出口を提供できると理解すべきである。

出口チャネルに少なくとも部分的にろ過材が充填されている。即ち、出口チャネルの長さの少なくとも一部に、実質的に完全にろ過材が充填され、それにより、成分チャンバから逃げる飲料は、出口チャネルを通過するときにろ過材を通過しなければならない。好適には、ろ過材は、出口チャネルの幅および長さ全体に沿って延びて、出口チャネルは、使用中にろ過材で完全に埋まっている。

剥離可能なシールを含む底部結合領域は、飲料調製成分を含むチャネルと出口チャネルとの間に位置してもよく、これは、飲料調製成分を出口チャネルに位置するフィルター材から離しておくためである。これは、飲料成分とフィルター材が長期間の保管で互いに有害に反応する可能性がある場合に特に役立つ。使用中、剥離可能なシールを含む底部結合領域は、液体がカプセルに注入されると剥離し、飲料調製成分を含むチャンバと出口チャネルとの間に流体連通を形成し、飲料が出口チャネルから逃げることができる。

実施形態では、ろ過材は、前記出口チャネルに配置されたろ過材のプラグの形態であり、任意選択で出口チャネルの側壁に結合される。ただし、ろ過材は通常、出口チャネル内のカプセルの壁に結合されていない。

ろ過材は、出口チャネルから飲料調製成分を含むチャンバ内に突出してもよい。あるいは、ろ過材は、飲料調製成分を含むチャンバの下流に位置する剥離可能なシールを含む結合領域内へ出口チャネルから突出してもよい。これは、フィルターの表面積が出口チャネルの断面積よりも大きくなるので、より効率的かつ効果的なフィルタリング動作を提供するために望ましい場合がある。例えば、ろ過材は、カプセル本体内に約５ｍｍ〜約１００ｍｍ、好適にはカプセル本体内に約１０ｍｍ〜約５０ｍｍ突出し得る。特定の実施形態では、ろ過材はまた、出口チャネルの下流に延びてもよい。これらの実施形態は、飲料固形物が出口の小さな断面を塞ぐ傾向を低減するため、より安定した流れを提供する。

ろ過材は、出口に位置する弾性ろ過パッドの形態であってもよい。フィルターを形成するのに適した材料は、水不溶性であるが、好適には親水性の、食品に許容される材料である。例えば、それらは、ポリウレタンフォームまたは連続気泡ポリオレフィンフォームなどの液体透過性フォーム材料を含んでもよい。より好適には、フィルターは、実質的に水不溶性の材料、例えば織布または不織布の繊維を含むか、または主にそれからなる。フィルターを構成する繊維は、セルロース繊維、ポリオレフィン繊維またはナイロン繊維などの食品に許容される好適な繊維であればよい。

フィルターは、例えば、ティーバッグまたはコーヒーバッグを形成するために使用されるタイプの材料など、従来の飲料フィルターシート材の複数の層から構築されてもよい。フィルターは、フィルター材の少なくとも２つ、例えば３つ〜６つの積み重ねられた層を含むことができる。これらの実施形態において、例えば、フィルターは、フィルター材の単一シートを複数の層に巻くかまたは折り畳むことにより作製することができる。

ろ過材は、前記出口チャネルに配置されたろ過材のプラグの形態、またはろ過シートの２つ以上の積み重ねられた層の形態であってもよい。これは、カプセルの反対側の前面および背面シートにそれぞれ結合された第１および第２の縁部を有する単一のフィルターシートから形成された２つ以上の積み重ねられた層を含み、該シートは側壁間でＶ字又はＷ字状に折り畳まれて、前記出口チャネル内に積層を形成する。

ろ過材は、飲料成分チャンバの内側に結合され、出口または調整チャンバに延びて出口チャネル内またはその下でＶ字状に折り畳まれた、対向する縁部を有する飲料フィルターシート材の単一シートから形成されてもよい。それにより、出口チャネルのろ過プラグは、出口チャネルにおいてフィルターシート材の２倍の厚さで形成される。好適には、単一シートは、飲料成分チャンバの実質的に全幅にわたって結合される。

好都合なことに、カプセルの上部および底部周縁は、（剥離可能なシールを含む前述の結合領域に加えてまたはそれとは別に）永久シールまたは溶接を含む前面シートと背面シート間の結合を含むことができる。このような永久シールは、熱または超音波結合、例えば、可撓性フィルム材のシートを、該可撓性フィルム材の融点より高い温度で、少なくとも約２０ｐｓｉの圧力で少なくとも約０．５秒間プレスすることにより、形成できる。これは、上部シールの入口またはノズル、または下部シールの出口またはフィルター材を固定し、カプセル全体の構造的完全性を向上させるのに役立つ。

第１および第２のシートの少なくとも一部または実質的にすべての周縁は、出口チャネルを除いて、永久シールで互いに結合されてもよい。この場合、前述の剥離可能なシールは、永久シールによって設定された周辺内の領域に配置される。例えば、永久シールは、加熱密封されたポリプロピレンであり得る。これにより、カプセル全体の構造的完全性も向上する。また、カプセルは、クランプ装置を持たない低圧飲料調製装置で代替的に使用できるという利点もある。この場合、カプセルの周囲の強力な永久溶接は、カプセルへの液体の導入時にカプセルの破裂を防ぐことができる。

カプセルは、飲料成分の鮮度を保持するために、酸素および水分を実質的に透過しない材料から形成された密封カプセルが適切である。ただし、シールの完全性は剥離可能なシールにすぎないことに留意されたい。「シールされた（密封された）」という用語は、溶接などの永久シールを必要とするものとして理解されるべきではないが、これらは更なるオプションとして存在し得る。

好ましくは、カプセルは実質的に貯蔵安定性を有する。即ち、内容物を著しく劣化させることなく、少なくとも約３ヶ月、好ましくは少なくとも約１年間、周囲温度および大気条件で保存することができる。

カプセルは、堆肥化可能な材料を含むか、本質的に堆肥化可能な材料で構成されてもよい。「堆肥化可能な」という用語は、材料が堆肥化されると、数か月以内、好適には数週間以内に材料が実質的に分解されることを意味する。通常、カプセルは、ＥＮ１３４３２のようにＩＳＯ１４８５５の方法で決定されたとき、６か月以内に少なくとも約９０％が堆肥化される。カプセルに使用できる熱可塑性の堆肥化可能なポリマーには、乳酸とグリコール酸のポリマーとコポリマー、ポリヒドロキシブチレート、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）、エチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）、澱粉誘導体、セルロース、およびセルロース誘導体、並びにそれらの混合物が含まれる。

カプセルは、上縁の下の対向する側縁間でカプセルを横切って横方向に延び、出口チャネルを画定する隙間を有する、前面および背面シートとの間に永久シールを含む結合領域を含むことができる。任意選択で、出口チャネルを画定する隙間は、剥離可能なシールで密封することができる。これは、カプセルが出口チャネルの下流に調整チャンバを提供する場合に役立つ。これは、例えば分岐した調整チャンバであり得る。

したがって、カプセルは、該カプセルから飲料を逃がすための１つまたは複数の出口を有する前記出口チャネルの下流端と流体連通する（または使用中に流体連通する）出口チャンバをさらに備えてもよい。例えば、出口チャンバは、分岐形状を有し、カプセルの両側に配置された２つの出口を有する調整チャンバであり得る。カプセルの使用前に、熱剥離性接着剤によって出口を密封してもよい。

下流チャンバは、飲料成分チャンバよりかなり小さく、例えば飲料成分チャンバの容積の約２５％以下であることが適切である。出口チャネルおよび下流チャンバ（存在する場合）は、液体注入の位置とは反対側のカプセルの端部、例えば注入ノズルに好適に配置される。カプセルは、好適には、実質的に軸対称（即ち、長軸の周りに二重回転／反射対称を有する）であり、注入ノズル（存在する場合）、出口チャネル、および下流チャンバ（存在する場合）は、長手方向軸に置かれている。

下流チャンバは、出口から出る飲料のための調整チャンバ、即ち、液体内の泡が液体から分離してエスプレッソコーヒーに「クレマ」を形成することができるチャンバとして機能し得る。代替的または追加的に、下流チャンバは、飲料を１つ以上の飲料出口に導くための１つ以上の導管を備えてもよい。例えば、カプセルの反対側の縁に隣接して配置された２つの出口に飲料を向けるために、下流チャンバを分岐させることができる。他の実施形態では、下流チャンバは、飲料を、中央に位置する単一の出口に向けるために漏斗形であってもよい。これらの実施形態では、カプセル内容物の鮮度を保持するために、使用前に下流チャンバ（または下流チャンバが存在しない出口チャネル）からの飲料出口を好適な鮮度バリアで適切に密封する。

「鮮度バリア」という用語は、抽出が始まる前に液体ガイドを通る空気または水分の侵入を防ぐことにより飲料抽出成分の鮮度を保つように、空気または水分を実質的に透過しないバリアを指す。鮮度バリアは、抽出中に加えられる外部の機械的な力または温度場（ｔｈｅｒｍａｌ ｆｉｅｌｄ）によって剥離される。鮮度バリアは、抽出中のカプセル内部からの圧力および／または温水の作用によって解放可能であることが好ましい。例えば、鮮度バリアは、ＥＰ０１７９６４１Ａ２またはＷＯ９９０５０３６Ａ１に記載されている接着剤などの、熱および／または水分の作用によって剥離されるシーラントの層を含んでもよい。

カプセルは、好適には、飲料調製成分を含むチャンバに液体を注入することができるノズルをさらに含む。ノズルは、好適には、飲料調製機から液体注入管を受け入れるための管状ボアを有する熱可塑性ノズルである。ボアは円筒形であっても、非円形の断面を有していてもよい。ノズルは、チャンバ内に単一の出口を有してもよく、または、例えばエンクロージャ内に飲料調製用液体を分配するための出口マニホルドなど、チャンバ内に複数の出口を有してもよい。１つまたは複数のノズル出口は、カプセルの端に配置することも、エンクロージャ内のより中央に配置することもできる。好適なノズルは、ＥＰ０１７９６４１Ａ２およびＷＯ９９０５０３６Ａ１に記載されている。ノズルの入口端は、注入管のＯリングを受け入れて注入管とノズルの間に耐圧シールを形成するように、ボアの周りに環状座（凹部）を備えてもよい。

好適には、ノズルは、飲料の調製前に飲料調製成分が逃げることを防ぐために、壊れやすいバリアによって密封されている。壊れやすいバリアは、飲料調製機の液体注入器チューブによって貫通されるフィルム材の薄いシートを含むか、または主にそれからなり得る。ノズルが熱可塑性材料から成形される他の実施形態では、壊れやすいバリアは、ノズルとともに一体に成形され、かつ少なくとも周囲の脆弱領域を有して、該バリアが飲料調製機の液体注入器チューブによって貫通されることを可能にする、熱可塑性バリアであってもよい。

本発明によるカプセルの動作の基礎は、飲料が形成される飲料成分チャンバに水を注入して、該水の注入により剥離可能なシールが剥がれて、飲料が調製されるということである。次に、飲料は、出口チャネルを通って成分チャンバを通って逃げるときに、ろ過されてもよい。ろ過材は、飲料がフィルターを通過せずに本体から逃げないように、出口の長さの少なくとも一部を占める（塞ぐ）ことができる。ろ過材は、ろ過材を圧縮することにより液体の流出断面積を制御できるように、好適に十分に圧縮可能であり、好ましくは弾性のあるものであってもよい。ろ過材は、出口チャネル全体に背圧を発生させることにより、飲料を過度に急速に逃がすことなく、（例えば、エスプレッソコーヒーの抽出のために）成分チャンバ内で高い抽出圧力を維持することができる。出口チャネルにピンチを適用してろ過材を圧縮することにより、この背圧を調整または固定することができ、それにより出口チャネルを通る液体の流出断面積を変えることができる。また、背圧は、剥離可能なシールを含む結合領域の制御された剥離に役立ち、それにより、カプセルの飲料調製チャンバが拡張してクランプ装置の利用可能な空間を埋める。

カプセルは、一緒に動かしてクランプを閉じることができる２つのほぼ凹状のクランプ部材を含むクランプアセンブリで使用することができる。クランプ部材の一方または両方は、飲料調製の前および／または最中にカプセル内の飲料成分を加熱するヒーターを含んでもよい。ヒーターは、例えば、クランプ部材の一方または両方の表面内または表面上に電気ヒーター要素を備えてもよい。他の実施形態では、クランプ部材の一方または両方は、部材内部の導管を通る温水または蒸気の循環により加熱されてもよい。ヒーターは、加熱されたクランプ部材の表面で約９０〜１１０℃の温度を好適に達成する。飲料成分の加熱は、一定の最適化された抽出温度、例えばエスプレッソコーヒーの場合は約９０℃〜９５℃を提供するために望ましい。外部加熱がない場合、飲料成分を加熱するために必要な熱エネルギーは、特にエスプレッソコーヒーなどの少量の温水を必要とする飲料の場合、抽出温度が最適値を下回る初期の低下を引き起こす可能性がある。カプセルをクランプするためにクランプ要素が係合すると、クランプ空洞の構成は固定されてもよい。あるいは、例えばＷＯ０２１９８７５Ａ１（その全内容は参照により本明細書に組み込まれる）に記載されているように、クランプ空洞の構成を飲料調製サイクル中に変更してもよい。

以下でさらに説明するように、本発明のカプセルは、クランプ空洞を含む抽出装置で使用することができる。しかしながら、従来技術とは異なり、カプセルは、使用前にクランプ空洞の内面と最初は完全に接触していない場合がある。例えば、非膨張カプセルをクランプ空洞に配置し、カプセルの周囲でクランプを閉じて、カプセルの周辺結合領域を挟んで密封するが、剥離可能なシールを含む結合領域によりカプセルの周囲から離れて維持される飲料成分はクランプしない。

使用中、液体がカプセルの飲料成分チャンバに注入されると、剥離可能なシールが剥がれて、抽出チャンバが膨張して、クランプによって提供される利用可能な空間を埋め、および／または複数の飲料調製成分が混合できるようになる。カプセルが膨張した後、クランプ空洞は空洞内に囲まれた飲料抽出カプセルを支持し、それによりカプセルを破裂させることなくカプセル内で高い静水圧を発生させることができる。

シール強度
シール強度（最大負荷シール強度）は、ペンシルベニア州、ウェストコンショホッケンのＡＳＴＭインターナショナル、２０１５年、ｗｗｗ．ａｓｔｍ．ｏｒｇのＡＳＴＭ Ｆ８８／Ｆ８８Ｍ−１５「可撓性バリア材料のシール強度の標準試験方法」に従って測定される。

典型的なセットアップは、空気圧サイドアクショングリップで構成されたインストロン５９４０シリーズの単一カラム卓上試験システムを含む。シールされたフィルムは室温まで冷却され、試験片の各尾部は反対のグリップで固定される。シールは、試験中は支持されないままであり、シール強度は、シールの単位幅あたりの線形張力下で、約２００ｍｍ／分の接触速度でフィルムの層を剥離するのに必要な最大負荷力を測定することにより決定される。シールが剥がれる前にフィルム自体が破れたり折れたりした場合、数値データは取得できず、サンプルは永久（剥がれない）シールと見なされる。

好ましい実施形態では、剥離可能なシールは、１５ｍｍ幅のサンプルについては約２０Ｎ未満、または２５ｍｍ幅のサンプルについては約３０Ｎ未満、例えば２５ｍｍ幅のサンプルについて約２〜約１２Ｎ、または２５ｍｍ幅サンプルについて約３．５Ｎ〜約８．５Ｎ、または２５ｍｍ幅サンプルについて約６Ｎの最大負荷シール強度を有する。これらのシール強度は、クランプアセンブリを使用するエスプレッソタイプの飲料での使用に特に適しており、使用中にシール強度が制御された方法でクランプ部材に好適に剥離することが分かった。

剥離可能なシールは、機械的応力の適用により機能しなくなる機械的に剥離可能なシール；高温により機能しなくなる熱剥離性シール；試薬との反応により機能しなくなる化学剥離性シール；水と接触して溶解することにより機能しなくなる水溶性シール；任意のこれらの手段の組み合わせを含む様々な方法で提供される。

熱剥離性シールは、１つまたは複数の好適な熱可塑性樹脂で配合することができる。さまざまな樹脂を使用することができる。潜在的な出発点は、次のシステムに基づいたポリマー、コポリマー、ポリマーブレンドである：エチレンとそのイオノマー；アクリル／メタクリル；酢酸ビニル；ポリエステル；ポリアミド；ポリウレタン；ポリビニルブチラール。

例えば、剥離可能なシールは、剥離可能なポリエチレンまたはポリ乳酸シールなどの熱剥離性接着剤で結合されてもよい。

剥離可能なシールはまた、特定の温度および圧力の条件下でプレスされたポリエチレンなどの材料を使用することにより、接着剤なしで形成されてもよい。好適な材料の例は、デュポン社のＳｕｒｌｙｎ（登録商標）アイオノマーとポリブテン、または剥離可能なＰＬＡシールである。

例えば、ポリプロピレンフィルムの剥離可能なシールは、約１２０℃および約４５ｐｓｉの条件下で約１秒間作成することができる。

溶接永久シールは、可撓性フィルム材の溶融温度を超える温度で、例えば、少なくとも約２０ｐｓｉの圧力で少なくとも約０．５秒間、好ましくは少なくとも約３０ｐｓｉで少なくとも約１秒間、該可撓性フィルム材のシートをプレスすることにより作成することができる。例えば、ポリプロピレンフィルムの溶接永久シールは、約２００℃、約３０ｐｓｉの条件で約１秒間作成することができる。

最大引張強度
引張強度（ＴＳ）または極限強度としても知られる最大引張強度（ＵＴＳ）は、伸びる傾向のある負荷に耐える材料または構造の能力である。極限引張強度は、材料が破断前に引き伸ばされたり引っ張られたりする間に耐えることができる最大応力によって測定される。

本発明の可撓性フィルム材の最大引張強度は、ペンシルベニア州、ウェストコンショホッケンのＡＳＴＭインターナショナル、２０１５年、ｗｗｗ．ａｓｔｍ．ｏｒｇのＡＳＴＭ Ｄ８８２−１２「薄いプラスチックシートの引張特性の標準試験方法」に従って測定することができる。

例えば、直線縁部と較正されたサンプルカッター（１０ｍｍ＋＼−０．５ｍｍ）を使用して、可撓性フィルム材の５つのストリップ（長さ１００ｍｍ）が機械方向に沿って切断される。各サンプルは、ゴム製の顎面を備えた空気圧式アクショングリップを使用して、インストロンのモデル３１１１材料試験機によりテストされる。温度（２３℃）と相対湿度（５０％）が制御される。クロスヘッド速度（分離速度）は２５ｍｍ．ｍｉｎ^−１である。ひずみ速度は５０％である。サンプルが破壊する前に耐えることができる最大応力は、最大引張強度として決定される。

好ましい実施形態では、可撓性フィルム材の最大引張強度は、約１５ＭＰａ以上、好適には約１９ＭＰａ以上であり得る。この最大引張強度は、圧力の使用を必要とするエスプレッソタイプの飲料の抽出での使用に特に適していることが分かった。ただし、カプセルが、閉位置にあるクランプ部材の内壁が飲料カプセルを実質的に包囲して、支持するように適合されたチャンバを画定するクランプアセンブリで使用される場合、約１５ＭＰａ以上の最大引張強度に適した圧力よりも高い圧力も可能である。

例えば、可撓性フィルム材は、約１９〜約８０ＭＰａの最大引張強度を有するポリプロピレンであってもよい。任意選択で、可撓性フィルム材は、約１２〜４３ＭＰａの降伏強度および約０．９１ｇ／ｃｍ^３などの約０．８〜１．０ｇ／ｃｍ^３の密度も有し得る。

本発明のさらなる詳細および特定の実施形態を、添付図面を参照して例として説明する。

従来技術によるＦＬＡＶＩＡ（登録商標）エスプレッソタイプの飲料調製カプセルである。

本発明による第１の飲料調製カプセルの部分切り取り平面図である。

本発明による第２の飲料調製カプセルの部分切り取り平面図である。

本発明による第３の飲料調製カプセルの部分切り取り平面図である。

本発明による第４の飲料調製カプセルの部分切り取り平面図である。

本発明による第５の飲料調製カプセルの部分切り取り平面図である。

本発明による第６の飲料調製カプセルの部分切り取り平面図である。

クランプアセンブリで飲料を調製するのに使用される本発明によるカプセルの概略縦断面図である。

液体をカプセルに注入する前のクランプアセンブリ内の本発明のカプセルの概略横断面図である。

液体がカプセルに注入されているときの図９の概略横断面図である。

カプセルへの液体の注入の完了後の図９および図１１の概略横断面図である。

飲料調製機の一般的な断面図である。

図１には、ＥＰ０１７９６４１Ａ２に記載されたカプセルの変形である、ＷＯ２０１２１７５９８５Ａ１に開示された従来技術のＦＬＡＶＩＡ（登録商標）エスプレッソタイプ飲料調製カプセルが示されている。カプセル１０は、２枚の可撓性ラミネートシートを含む。各ラミネートシートは、内側の熱可塑性シーリングフィルムを含む。前面および背面シートは、縁部継ぎ目１１、上部継ぎ目１２および底部継ぎ目１３に沿って互いに結合される。上縁および側縁の結合は、熱または超音波結合によって好適に形成されるシート間の永久溶接である。底部継ぎ目１３の少なくとも中央領域は、カプセル内部の液体の熱および／または圧力の作用により剥がれ、および／またはカプセル外部から加えられる熱により支援される、剥離可能な接着剤で結合される。ノズル１４は、カプセルの上部継ぎ目１２に挿入される。ノズル１４は、膜１５によって上部がシールされた中央の円筒形の穴を有する。

前面シートと背面シートとの間のさらなる横方向永久接着継ぎ目１６は、上部および底部横断シールの中間でカプセルを横切って延びて、カプセルを飲料成分チャンバ１７と下流の飲料収集／調整チャンバ１８に分割する。中間継ぎ目は、カプセル全体に完全には広がらない。飲料の準備チャンバからの出口チャネルを提供するために、非結合隙間が中間の継ぎ目に残る。この隙間に、フィルターシート材のシートを巻き上げて平らにすることによって形成されたろ過要素１９が充填される。ろ過要素１９は、隙間内の前面シートおよび背面シートに結合されている。ろ過材は出口チャネル全体に背圧を発生させるので、飲料を過度に速く逃がすことなく、（エスプレッソコーヒーの抽出などのために）成分チャンバ内で高い抽出圧力を維持することができる。ろ過要素は飲料調製チャンバ１７内に突出し、ろ過に利用可能な面積を増やし、使用中のフィルターのブロッキングを防ぐ。カプセルの成分チャンバ１７を実質的に占めるのは、約１５ｇの挽いた焙煎コーヒーである。カプセルは、カプセルが使用されるまで、コーヒーに酸素と水分を通さないエンクロージャを提供する。

使用中、カプセル１０は飲料抽出機のクランプに挿入されるが、閉位置にあるクランプ部材の内壁は、飲料カプセルを実質的に包囲して支持するように適合されたチャンバを画定する。言い換えれば、カプセルは、クランプ空洞の内面によって実質的に完全に囲まれ、それと接触している。これにより、空洞は、空洞内に囲まれた飲料抽出カプセルを支持することができ、それにより、カプセルを破裂させることなく、カプセル内で高い静水圧を発生させることが可能になる。カプセルは、飲料の調製前および調製中にヒーターによって予熱される。中空針をクランプの上部のチャネルを通ってカプセルのノズル穴に挿入して膜シールを貫通し、約１０バールゲージの圧力で温水を注入して、カプセル内のコーヒーを抽出する。Ｏリングが注入管の固定位置に取り付けられ、カプセルノズルの上部にある補完的な環状凹部に対してシールするために、注入管のフランジによって上記位置に保持される。クランプアセンブリは、カプセルからの飲料の放出速度と背圧の最適な組み合わせを達成して飲料の品質と抽出速度を最適化するように、カプセルの出口にピンチ力を加えるように適合されている。ピンチは、成分チャンバ内の背圧が過度に蓄積することなく、カプセル内の高圧を維持しながら、得られた飲料が所望の速度で出口チャネルから逃げるのに十分なだけカプセルの出口チャネルに適用される。下流チャンバの熱いコーヒーの圧力と温度により、カプセルの底にある弱く結合した縁領域１３が剥がれ、得られたコーヒーが制御された方法で放出される。

図２を参照すると、本発明によるカプセル２０は、２つの可撓性ラミネートシートを含む。各ラミネートシートは、内側の熱可塑性シーリングフィルムを含む。前面および背面シートは、約２０ｍｍ幅のカプセルの側部領域の周りに剥離可能な接着剤２１で互いに結合され、約１５ｇの挽いたコーヒーであり得る飲料調製成分２３を含む中央チャンバ２２を形成する。剥離可能な接着剤は、カプセルの内側の液体の熱および／または圧力の作用によって剥離され、および／またはカプセルの外側から加えられる熱によって支援されることがある。ろ過要素２４は、フィルターシート材のシートを巻き上げて平らにすることにより形成され、カプセルの底部周縁であって飲料調製成分を含むチャンバの下流にある出口チャネル２５に位置する。ろ過要素２４は、前面および背面シートに結合され、永久シールである２つの周辺溶接部２６で固定される。入口２７は、カプセルの上部周縁に配置され、かつ熱または超音波結合により好適に形成されたシート間の永久溶接部２８により適所に保持される。入口２７は中央の円筒形の穴を有するが、この穴は壊れやすい鮮度バリアで密封されてもよい。カプセルは、カプセルが使用されるまで、飲料調製成分に酸素と水分を通さないエンクロージャを提供する。

図３は、飲料調製成分が入口ノズルおよびフィルターから分離された状態に維持される本発明のさらなる実施形態を示す。カプセル３０は、２枚の可撓性ラミネートシートを含む。各ラミネートシートは、内側の熱可塑性シーリングフィルムを含む。前面および背面シートは、カプセルの上部、下部、および側部領域の周りに剥離可能な接着剤３１で互いに結合され、約１５ｇの挽いたコーヒーであり得る飲料調製成分３３を含む中央チャンバ３２を形成する。剥離可能な接着剤は、カプセルの内側の液体の熱および／または圧力の作用によって剥離され、および／またはカプセルの外側から加えられる熱によって支援されることがある。前面シートおよび背面シートとの間の横方向に恒久的に結合された継ぎ目３６は、カプセルの底縁部を横切って延びる。飲料調製チャンバからの出口チャネル３５を提供するために、中間継ぎ目に未結合隙間が残されている。この隙間は、フィルターシート材のシートを巻き上げて平らにすることによって形成されたろ過要素３４によって埋まっている。ろ過要素３４は、隙間内の前面および背面シートに結合されている。ろ過要素は、カプセルの本体に突き出ており、ろ過に使用できる面積を増やすとともに、使用中のフィルターの詰まりを防ぐ。ノズル３７は、カプセルの上部周縁に配置され、かつ熱または超音波結合により好適に形成されるシート間の永久溶接部３８によって適所に保持される。ノズル３７は、中央の円筒形の穴を有しており、この穴は壊れやすい鮮度バリアで密封されてもよい。カプセルは、カプセルが使用されるまで、飲料調製成分に酸素と水分を通さないエンクロージャを提供する。

図４は、図３のカプセルに類似しているが、上部、底部および側部領域の周りの剥離可能な接着剤４１の領域によって分離された２つの異なる飲料調製成分４３１および４３２を含む、本発明の実施形態を示す。剥離可能な接着剤４１は、２つの飲料調製成分の間にも存在する。使用中、液体がノズル４７に注入されると、剥離可能な接着剤の領域が剥がれ、液体が飲料調製成分４３１および４３２の両方に到達し、これらの成分が混合できるようになる。次に、混合飲料は、出口チャネル４５を通って逃げて、フィルター要素４４によってろ過される。

図５は、図３のカプセルに類似しているが、カプセルの周囲全体の周りに永久溶接を含む、本発明の実施形態を示す。図３に関しては、前面および背面シートは、カプセルの上部、底部、および側部領域の周りの剥離可能な接着剤５１で互いに結合されて、飲料調製成分５３を含む中央チャンバ５２を形成する。しかし、カプセルの周縁部の周りに溶接部５６がさらに設けられている。飲料調製チャンバからの出口チャネル５５を提供するために、溶接部５６には非結合隙間が残されている。この隙間は、フィルターシート材のシートを巻き上げて平らにし、フィルターを隙間内の前面および背面シートに結合することによって形成されるろ過要素５４によって埋まっている。この実施形態は、永久溶接部５６がカプセル内部の一定量の圧力に耐えることができるため、非クランプ飲料調製装置でも使用することができる。

図６は、図３のカプセルと同様であるが、下流の収集／調整チャンバ６９１をさらに含む、本発明の実施形態を示す。この実施形態では、前面シートと背面シートとの間に横方向に恒久的に結合された継ぎ目６６が、上縁および底縁の中間でカプセルを横切って延びて、カプセルを、飲料成分を含む領域と下流の飲料収集／調整チャンバ６９１に分割する。中間継ぎ目はカプセルを完全に横切って延びるものではない。飲料調製チャンバからの出口チャネル６５を提供するために、非結合隙間が中間継ぎ目に残されている。この隙間は、フィルターシート材のシートを巻き上げて平らにすることによって形成されたろ過要素６４によって埋まっている。ろ過要素６４は、隙間内の前面および背面シートに結合されている。ろ過要素は、カプセルの本体に突き出ており、ろ過に使用できる面積を増やすとともに、使用中のフィルターの詰まりを防ぐ。使用前に収集／調整チャンバを密封し、鮮度を改善するために、収集／調整チャンバの基部にさらなる剥離可能なシール６９２を設けることができる。

図７は、図６のカプセルと同様であるが、下流の収集／調整チャンバが、収集／調整チャンバの基部に位置する弓状の永久溶接部７９４によって分岐される、本発明の実施形態を示す。分岐した飲料収集／調整チャンバ７９１は、従来のエスプレッソマシンの出口に似ている。分岐した収集／調整チャンバ７９１は、カプセルの対向する縁部に近接する２つの出口７９３を有する。各出口７９３は、使用前にカプセル成分の鮮度を維持するために、その底縁部で離型性／剥離可能なシール７９２によって密封されている。分岐チャンバ７９１は、飲料をカップなどの容器に正確に導き、さらに、得られたコーヒー上により良好に調整された泡「クレマ」をもたらす。つまり、より均一で小さな気泡サイズのクレマである。

上記カプセルは、ＧＢ−Ａ−２１２１７６２、ＧＢ−Ａ−２１２２８８１、ＥＰ−Ａ−０１７９６４１、ＥＰ−Ａ−０２４７８４１およびＷＯ−Ａ−９９０５０４４のカプセルを調製するために使用される方法を好適に変更することによって調製できることが容易に分かる。

図８は、本発明の飲料調製カプセルと共に使用できるクランプアセンブリの概略断面図を示す。クランプは、左右のクランプシェル１１０、１１１を備えている。右クランプシェル１１１は、金属またはポリテトラフルオロエチレンなどの硬質プラスチックで形成されている。左クランプシェル１１０は、金属またはポリテトラフルオロエチレンなどの硬質プラスチックのフレーム１４０を有する。弾性エラストマーのシート１１２は、その周囲１４３の周りでフレームに結合される。シート１１２は、カプセル１３０に近づく第１の位置までエラストマーシート１１２を前方に押すように横方向に移動可能な固体ピストン面１４２によって支持されている。右クランプシェル１１１には、カプセル内容物を予熱するための電気加熱要素１１３が埋め込まれている。シェル１１０、１１１の内面は、飲料の調製中にカプセルを受容するように凹状である。この実施形態では、シェルは平行に取り付けられ、万力、レバーアームなど（図示せず）などの好適な機械的クランプ手段によって、当接部へ直接移動される。カプセルの側部領域の周りの剥離可能な接着剤領域２１、３１、４１、５１、６１、７１は、クランプシェルの縁部によって把持されるが、カプセルの中央チャンバに位置する飲料成分は把持しない。

図６または７に示されるようなカプセルの特定の実施形態と組み合わせて、クランプシェル１１０、１１１の底部は、カプセルの中間横シール６６、７６および出口チャネル６５、７５を挟むように配置される。したがって、カプセルの下流チャンバ６９１、７９１は、飲料調製ステップ中にクランプの外側に配置される。クランプシェルの底部には、制御されたピンチ力をカプセルの出口チャネルに加えるための要素が設けられている。第１のクランプシェルの底面は、開口部と、該開口部に着座し、クランプシェルの内面に対して往復運動可能なピストン１２１と、を含む。該ピストンは、付勢力をピストンに加えるようにバネ付勢されて、固定された（ただし調整可能な）力でピストンの前面を出口チャネルの領域のカプセルに押し付けるようになっている。第２のクランプシェル１１１の底面は、好適に、カプセルの出口チャネルに対向するピンチゾーンの中心に位置する深さ約０．５〜４ｍｍの浅い凹部を含む。

使用中、カプセルは飲料抽出機のクランプに挿入され、カプセルの剥離可能な側部領域の周りでクランプによって把持されるが、カプセルの中央チャンバに位置する飲料成分は把持しない。カプセルは、飲料調製の前および最中にヒーター１１３によって予熱される。中空針１１７をクランプの上部のチャネルを通ってカプセルのノズル穴に挿入して膜シールを貫通し、約１０バールゲージの圧力で温水を注入してカプセル内のコーヒーを抽出する。剥離可能なシールを含むカプセルの結合領域は、水が注入されると剥がれ、飲料調製成分を含むカプセルのチャンバが拡張して、クランプアセンブリの囲まれた空間を埋める。Ｏリング１１６は、注入管の固定位置に取り付けられ、カプセルノズル１１４の上部の相補的な環状凹部に対してシールするために、注入管のフランジによって前記位置に保持される。カプセルの出口チャネルに加えられるピンチは、成分チャンバ内の背圧が過剰に蓄積することなく、カプセル内の高圧を維持しながら、得られた飲料を所望の速度で出口チャネルから逃がすのにちょうどよい。下流チャンバの熱いコーヒーの圧力と温度により、カプセルの底にある弱く結合したマージン領域１３３（存在する場合）が剥がれ、得られるコーヒーが制御された方法で放出される。

図９、１０、および１１は、使用中の本発明のカプセルの一連の横断面図である。

図９では、カプセル９０は飲料抽出機のクランプアセンブリに挿入されが、ここでカプセルは、カプセルに注入される流体の圧力に抵抗するのに十分な力でクランプ部材９１および９２によって把持される。クランプ部材は、平行に取り付けられ、万力、レバーアームなど（図示せず）の好適な機械的クランプ手段により、当接部へ直接移動される。

しかし、クランプ部材が閉じるとき、それらは、飲料調製成分９５を含むカプセルの中央チャンバ９４の側部領域の周りのカプセルの剥離可能な結合領域９３で閉じる。クランプ部材９１、９２は、飲料調製成分９５を含む中央チャンバ９４をクランプしないことが重要である。

図１０では、中空針がクランプアセンブリの上部の入口領域を通ってカプセルのノズル孔（図示せず）に挿入されて膜シールを貫通し、かつ温水が約１０バールゲージの圧力で注入されてカプセル内の飲料調製成分９５を抽出する。下流チャンバのホットコーヒーの圧力と温度により、カプセルの中央チャンバ９４の縁部９６で剥離可能な結合領域９３が剥離する。したがって、水がカプセルに注入され続けると、中央チャンバ９４が膨張し始める。

好適には、水は、約５〜約１５バールゲージ、例えば約１０バールゲージの圧力で注入されてもよい。典型的には、水性流体は約８８℃〜約９８℃、例えば約９０℃の温度で注入される。液体は、平均速度約２５ｍｌ／分〜約５００ｍｌ／分、より好ましくは約５０〜約１５０ｍｌ／分でカプセルに注入されてもよい。水注入の持続時間は、好適には約１０〜約３０秒、例えば約１２〜約１５秒である。これにより、エスプレッソタイプのコーヒーが作れる。液体は、製品の官能特性を最適化するために断続的またはパルス状に注入される。

図１１では、中央チャンバの拡張が完了し、飲料調製成分９４を含む中央チャンバ９５が、クランプ部材９１および９２によって形成された空洞の利用可能な空間を埋める。前述の通り、部材９１および９２は、カプセルに注入された流体の圧力に抵抗するのに十分な力でカプセルを把持するので、カプセルの中央チャンバ９５はそれ以上膨張できない。剥離可能結合９３の周辺領域は、クランプ部材９１と９２の間に、潜在的にクランプの外側に残される。

図１１のステップの後、この方法は、抽出後に空気をカプセルに注入してカプセルから残留飲料を排出するステップをさらに含んでもよい。代替的または追加的に、潜在的に追加のクランプ手段または拡張可能部材によって、可動クランプ壁の一方または両方を内側に移動させて、抽出後に成分層を圧縮することにより、残渣の水切りを達成できる。

好適には、飲料の種類の選択およびクランプへのカプセルの挿入以外の方法の実質的にすべてのステップは、装置によって自動的に行われる。

図１２は、本発明のカプセルと共に使用するのに適した飲料調製装置の部分的に切り取った全体図を示す。飲料カプセルを受け入れるための空洞が見える。前面クランプシェルは、カプセル空洞へのカプセルの挿入のためにドア２２０が外側に旋回できるように、底部２２１で蝶番式に取り付けられている。注入器１１７は、カプセルへの自動引き込みおよび挿入のために好適な駆動機構に取り付けられている。Ｏリング１１６は注入器のフランジに取り付けられているので、クランプのノズルホルダーの皿頭上部リム２１４に対してシールを形成する（つまり、この実施形態では、Ｏリングは、カプセルノズル自体の上部に対してではなく、クランプの上部に対して密封する）。

装置は、約５バールゲージを超える、例えば約１０〜１５バールゲージの圧力で注入管に水を供給するためのポンプを含む。一般的なポンプは、固定変位量および固定速度で動作するシャトルポンプであり、背圧が通常約１６バールの最大圧力まで上昇すると、水流量が減少する。好適には、装置は、温水または蒸気、好適には約８０〜約１００℃の温度の温水などの水性抽出媒体をポンプに供給するためのヒーターをさらに備える。

装置は、クランプ内のカプセルへの液体入口ラインの圧力（背圧）を測定するための圧力センサーを備えてもよい。実施形態では、装置は、測定された背圧に応じてポンプ出力および／またはクランプの出口チャネル領域の構成を変更し、例えば飲料調製中に実質的に一定の背圧を維持する制御要素をさらに備えてもよい。

装置は、制御システムおよび装置のディスプレイに動作可能に関連付けられたクランプアセンブリ内にカプセル認識デバイスを備えてもよい。最も単純な場合、このデバイスは、カプセルに蛍光領域が存在するかどうかを検出するための、ＵＶ光源や光検出器などの単純な二峰性検出器である。バーコードリーダーやＲＦＩＤチップ検出器など、より複雑なカプセル認識デバイスも考えられる。カプセル認識装置の主な目的は、好適なタイプのカプセルがクランプに挿入されたかどうか、即ち、本発明に従って記載された高圧抽出クランプ用の高圧カプセルであるかどうかを判定することである。認識デバイスが間違ったタイプのカプセルが挿入されていると判断した場合、制御システムは、ユーザーにカプセルの交換を促すようにプログラムされている。実施形態において、認識デバイスは、カプセル成分に関するカプセルからさらなる情報を読み取り、次いで制御システムは、時間／温度／水量などの抽出サイクルパラメータを適合させて、その成分について製品を最適化する。

上記の実施形態は、例としてのみ説明された。添付の特許請求の範囲内に入る他の多くの実施形態は、当業者には明らかであろう。例えば、説明の経済性のために、他のすべての態様に適用可能であるとしても、いくつかの場合において、本発明の一つの態様に関して好ましい特徴および代替特徴を説明したことを理解すべきである。したがって、本発明の任意の１つの態様に関連して上述した特徴は、本発明の任意の他の態様にも適用され得る。

２０ カプセル
２１ 接着剤
２２ 中央チャンバ
２３ 飲料調製成分
２４ ろ過要素
２５ 出口チャネル
２６ 周辺溶接部
２７ 入口
２８ 永久溶接部

Claims (26)

1. 飲料調製成分を含む飲料調製カプセルであって、
   上部領域、第１の側部領域、第２の側部領域、および底部領域に沿って向かい合わせになるように互いに結合されて前記飲料調製成分を含むチャンバを画定する、空気および液体不透過性の可撓性フィルム材の前面および背面シートを含み、
   前記底部領域は、前記飲料調製成分を含むチャンバから飲料を逃がすための出口チャネルを含み、
   少なくとも前記出口チャネルの領域に、前記チャンバから逃げる飲料をろ過するためのろ過材が充填され、そして
   前記第１の側部領域、および前記第２の側部領域のうち少なくとも１つにおいて前記可撓性フィルム材の前面および背面シート間の少なくとも１つの結合は、前記チャンバの限界を画定する剥離可能なシールを含み、前記チャンバに液体が注入されると、前記剥離可能なシールが剥がれて前記チャンバを膨張させるように構成される、飲料調製カプセル。
2. 前記第１の側部領域および前記第２の側部領域が、前記可撓性フィルム材の前面および背面シートの間に剥離可能なシールを含み、前記チャンバが、前記カプセルの前記第１の側部領域、および前記第２の側部領域から内側に設けられる、請求項１に記載の飲料調製カプセル。
3. 前記剥離可能なシールが、前記カプセルの周縁から１０ｍｍ〜３０ｍｍ延びている、請求項１または２に記載の飲料調製カプセル。
4. 前記剥離可能なシールが、前記飲料調製成分を含むチャンバを取り囲んでいる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の飲料調製カプセル。
5. 第１の飲料調製成分および第２の飲料調製成分を含み、前記第１の飲料調製成分および第２の飲料調製成分が、前記可撓性フィルム材の前面および背面シートの間の剥離可能なシールによって分離されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の飲料調製カプセル。
6. 前記剥離可能なシールが、前記第１の飲料調製成分を含む第１の区画と、前記第２の飲料調製成分を含む第２の区画を画定する、請求項５に記載の飲料調製カプセル。
7. 前記可撓性フィルム材の最大引張強度が１５ＭＰａ以上、または１９ＭＰａ〜８０ＭＰａである、請求項１〜６のいずれかに一項に記載の飲料調製カプセル。
8. 前記可撓性フィルム材が、ポリプロピレンであり、かつ１９ＭＰａ〜８０ＭＰａの最大引張強度を有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の飲料調製カプセル。
9. 前記剥離可能なシールが、１５ｍｍ幅のサンプルについて２０Ｎ未満、または２５ｍｍ幅のサンプルについて３０Ｎ未満の最大負荷シール強度を有する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の飲料調製カプセル。
10. 前記剥離可能なシールが、２５ｍｍ幅のサンプルについて２Ｎ〜１２Ｎ、または２５ｍｍ幅のサンプルについて３．５Ｎ〜８．５Ｎの最大負荷シール強度を有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の飲料調製カプセル。
11. 前記剥離可能なシールが、２５ｍｍ幅のサンプルについて６Ｎの最大荷重シール強度を有する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の飲料調製カプセル。
12. 前記剥離可能なシールが、熱剥離性接着剤または水溶性接着剤を含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の飲料調製カプセル。
13. 前記剥離可能なシールが、剥離可能なポリエチレンまたはポリ乳酸シールである、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の飲料調製カプセル。
14. 前記可撓性フィルム材の前面および背面シートの間に永久シールをさらに含み、前記永久シールは、前記カプセルの上縁より下で対向する側縁間に前記カプセルを横切って横方向に延在し、そして、前記永久シールは、前記出口チャネルを画定する隙間を有する、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の飲料調製カプセル。
15. 前記出口チャネルを除いて、前記カプセルの少なくとも１つの周端またはすべての周端の周りに前記可撓性フィルム材の前面および背面シートの間に永久シールをさらに含み、前記剥離可能なシールが、前記永久シールによって画定される外周内のカプセルの内部領域に位置する、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の飲料調製カプセル。
16. 前記永久シールが、加熱密封ポリプロピレンである、請求項１４または１５に記載の飲料調製カプセル。
17. 前記ろ過材が、前記出口チャネルに配置されたろ過材のプラグの形態である、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の飲料調製カプセル。
18. 前記ろ過材が、ろ過シートの２つ以上の積み重ねられた層の形態である、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の飲料調製カプセル。
19. 前記２つ以上の積み重ねられた層は、前記カプセルの対向する前面および背面シートにそれぞれ結合された第１および第２の縁部を有する単一のフィルターシートから形成され、前記シートは、前記出口チャネルに前記積み重ねられた層を形成するように、側壁間にＶ字又はＷ字状に折り畳まれている、請求項１８に記載の飲料調製カプセル。
20. 前記ろ過材が、前記出口チャネルから前記飲料調製成分を含むチャンバ内に突出するか、または前記出口チャネルから前記飲料調製成分を含むチャンバの下流に位置する剥離可能なシールを含む結合領域内に突出する、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の飲料調製カプセル。
21. 前記カプセルが、前記出口チャネルの下流端と流体連通する出口チャンバをさらに含み、前記出口チャンバは、前記カプセルから飲料を逃がすための１つ以上の出口を有する、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の飲料調製カプセル。
22. 前記出口チャンバは、二股形状を有する調整チャンバであり、前記カプセルの両側に配置された２つの出口を有する、請求項２１に記載の飲料調製カプセル。
23. 前記出口が、前記カプセルの使用前に熱剥離性接着剤によって密封されている、請求項２１または２２に記載の飲料調製カプセル。
24. 前記チャンバに水を注入するために前記飲料調製成分を含むチャンバと流体連通するか、または前記チャンバに水を注入するために前記飲料調製成分を含むチャンバの上流に位置する剥離可能なシールを含む結合領域と流体連通する、入口ノズルをさらに含む、請求項１〜２３のいずれか一項に記載の飲料調製カプセル。
25. 飲料の調製方法であって、
    請求項１〜２４のいずれか一項に記載の飲料調製カプセルを飲料調製装置のクランプアセンブリに挿入するステップであって、前記クランプアセンブリは２つ以上のクランプ部材を備え、少なくとも１つのクランプ部材は前記クランプアセンブリを開閉するように移動可能であり、閉位置にある前記クランプ部材の各内壁は、前記飲料調製カプセルを収容するように適合された閉空間を画定し、前記閉空間は、水を注入するための入口領域および飲料を逃がすための出口領域を有し、前記クランプアセンブリの閉空間は、使用前の前記飲料調製成分を含むカプセルのチャンバよりも大きい、ステップと、
    １バールゲージより高い圧力で前記カプセルに水性液体を注入して、前記カプセル内に飲料を生成するステップであって、前記水性液体が注入されると、前記カプセルの剥離可能なシールが剥離し、それにより、前記飲料調製成分を含むカプセルのチャンバが膨張して、前記クランプアセンブリの閉空間を埋める、ステップと、
    前記飲料を、前記出口領域から逃がすステップと、
    を含む、飲料の調製方法。
26. 前記水性液体が、主に８０℃〜１００℃の温度の水からなり、前記水が５〜１５バールゲージの圧力で注入される、請求項２５に記載の調製方法。

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