(57)【要約】  カプセル内の成分と相互作用し、かつカプセルから飲料を排出するために、圧力下で液体がカプセルに流入する飲料生成装置に挿置するように設計された、飲料成分を入れるカプセル（１）を製造するための方法。カプセルは、封止部材が取り付けられた本体（４）を備える。該方法は、主キャビティを持つ本体（４）を用意するステップと、本体（４）の外面の少なくとも一部分に射出成形することによって、少なくとも１つの封止材を射出して、本体に封着された封止部材（８）を成形するステップと、キャビティに食品成分を充填するステップと、キャビティを膜（５）で透水しないように閉鎖して、食品成分入りの閉鎖カプセルを提供するステップとを備える。【選択図】  図２、図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カプセル内の成分と相互作用させかつ前記カプセルから飲料を排出させるために、圧力下で液体を前記カプセルに流入させる飲料生成装置に挿置するように設計された、飲料成分を入れるカプセル（１）の本体（４）上に封止部材を設けるための方法において、
本体（４）を用意するステップと、
前記本体（４）の外面の少なくとも一部分に射出成形によって少なくとも１つの封止材を射出して、前記本体に封着された封止部材（８）を成形するステップと
を備えることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記封止部材（８）のための射出材料が、前記本体を形成するための材料とは異なることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記封止部材（８）のための射出材料が、前記本体（４）を形成するための材料より軟質であることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記本体（４）にフランジ状縁（６）が形成され、前記射出ステップが、前記封止部材（８）を前記フランジ状縁（６）上に射出することを備えることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記フランジ状縁（６）が固定部（６１）および支持部（６０）を備え、前記射出ステップが、前記固定部（６１）および支持部（６０）の両方に前記封止部材（８）を射出することを備えることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記固定部が、射出中にプラスチックを流入させるための開口を備える部分カール部から形成されることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
射出が約５００バールから２０００バールの間の圧力下で、かつ約１秒以下で行なわれることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
射出後に、その射出封止部材（８）を持つ前記本体（４）が、射出金型（３１、３２）内で数秒間冷却されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記射出材料が熱可塑性エラストマーであることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記カプセル本体（４）が金属または金属プラスチックシートの深絞りによって予備成形されることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記カプセル本体（４）がアルミニウムを含むことを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記封止部材（８）のための固定手段を形成するために、本体側壁（７）の少なくとも１つの局所的変形（７１、７２）が実行されることを特徴とする、請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの局所的変形（７１、７２）が、射出中または前記射出成形された封止部材（８）の冷却中に実行されることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの局所的変形が前記深絞り作業によって実行されることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記本体（４）が射出成形されることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記本体（４）が前記封止部材（８）と同時射出されることを特徴とする、請求項１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
カプセル内の成分と相互作用させかつ前記カプセルから飲料を排出させるために、圧力下で液体を前記カプセルに流入させる飲料生成装置に挿置するように設計された、飲料成分を入れるカプセルを製造するための方法であって、
前記カプセルが封止部材を取り付けられた本体を備え、
当該方法が、本体（４）を用意するステップと、前記本体に食品成分を充填するステップと、本体を透水しないように閉鎖するステップとを備える、前記方法において、
本体（４）を用意するステップと、
前記本体（４）の外面の少なくとも一部分に射出成形によって少なくとも１つの封止材を射出して、前記本体に封着された封止部材（８）を成形するステップと
を備えることを特徴とする方法。
【請求項１８】
前記本体（４）を密封するように膜（５）を溶接するステップを備えることを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記封止部材を前記本体上に射出する前に、前記本体を深絞りするステップを備えることを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
飲料成分を入れるためのカプセル（１）であって、当該カプセル（１）が、当該カプセル内の成分と相互作用させかつ当該カプセルから飲料を排出させるために、圧力下で液体を当該カプセルに流入させる飲料生成装置に挿置するように設計され、当該カプセルがカプセル外面上の封止部材（８）を備え、前記封止部材が前記飲料生成装置の少なくとも整合押圧面（１８）と封止係合するように幾何学的に構成され、当該カプセルが前記封止部材（８）を取り付けられたフランジ状縁（６）の分だけ延びる本体を備える、カプセル（１）において、
前記封止部材（８）が射出成形材料から作られることを特徴とするカプセル。
【請求項２１】
封止部材（８）の材料が前記本体（４）の材料より軟質であることを特徴とする、請求項２０に記載のカプセル。
【請求項２２】
請求項１〜１９のいずれか一項に記載の方法に従って製造されるカプセル本体の表面上に封止材を射出するための射出配置構成であって、
複数のカプセル本体を受容するための少なくとも第１（６１、６３）および第２射出側面（６２、６４）を備える第１射出金型部材（６０）と、
前記第１射出金型部材（６０）を閉鎖し、かつ前記複数のカプセル本体と係合するように構成された、少なくとも１つの第２射出金型部材（６６、６７）と、
前記第１金型部材（６０）の少なくとも１つの他の射出側面（６１、６３）の本体に封止材の射出成形が実行されている間に、前記第１または第２射出側面（６２、６４）の１つにおける本体を交換するように構成された少なくとも第１交換手段（６８、６９）と、
を備え、
前記第２金型部材（６６、６７）を前記第１射出金型部材の第１（６１、６３）および第２側面（６２、６４）に対して交互に閉鎖させることを可能にするように、前記第１（６０）および少なくとも第２射出金型部材（６６、６７）が相互に対して移動可能である、射出配置構成。
【請求項２３】
前記第１金型部材（６０）の前記第１および第２側面が、前記カプセル本体を受容するための一連のキャビティ（６００）を備え、前記少なくとも１つの第２金型部材（６６、６７）が、前記カプセル本体を前記金型部材（６０、６６、６７）のクロージャ内に係合させるための一連のマンドレル（４２）を備えることを特徴とする、請求項２２に記載の射出配置構成。
【請求項２４】
４つの射出側面（６１、６２、６３、６４）を備え、９０度ずつ増分的に回転するように構成された第１立方体金型（６０）と、
前記立方体金型が前記４つの射出側面（６１〜６４）のうちの２つの射出位置に回転したときに、前記立方体金型（６０）の前記４つの射出側面の２つ（６１、６３）と選択的に係合するように構成された２つの第２金型部材（６６、６７）と、
前記第２金型部材（６６、６７）に対して射出成形位置に着いていない２つの他の側面（６２、６４）の本体を交換するように構成された２つの交換手段（６８、６９）と、
を備えることを特徴とする、請求項２３に記載の射出配置構成。
【請求項２５】
前記交換手段が、前記射出側面の本体を一度に交換するためのロボット手段（６８４、６８５）を備えることを特徴とする、請求項２３または２４に記載の射出配置構成。
【請求項２６】
前記一連のキャビティ（６００）およびマンドレルｓ（４２）が略方形パターンに従って分散することを特徴とする、請求項２３、２４、または２５に記載の射出配置構成。
【請求項２７】
前記略方形パターンが少なくとも７行および７列のキャビティ（６００）およびマンドレル（４２）を備えることを特徴とする、請求項２６に記載の射出配置構成。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に飲料成分を入れるためのカプセル、そのようなカプセルに関連して使用するための飲料製造システム、およびそのようなカプセルを製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明の背景は、飲料成分（例えばコーヒー粉末、粉乳）または他の食料品成分（例えば乾燥スープ）を入れるカプセルの分野である。これらの成分と液体との相互作用により、飲料または他の食料を生産することができる。相互作用は、例えば煎出、抽出、または溶解プロセスとすることができる。そのようなカプセルは特に、圧力下で熱湯をカプセルに流入させ、かつカプセルからコーヒー飲料を排出させることによって、コーヒー飲料を生成するために、挽いたコーヒーを入れるようになっている。
【０００３】
カプセルを含む物質から流体食料品を得るためのシステムおよび方法は、例えばＥＰ−Ａ−５１２４７０から公知である。
【０００４】
この煎出プロセスの一般的原理は次の通り要約することができる。
【０００５】
当初より閉じているカプセルがカプセルホルダ手段の間に挿入され、ホルダ手段がカプセルを中心に水密に閉じられる。
【０００６】
機械の注水手段がカプセルに水を注入する。
【０００７】
水がカプセルの内部を移動しながら、カプセル内に含まれる成分と相互作用し、次いで、第２壁に作成された少なくとも１つの開口／穿孔を通して、カプセルから排出させられる。
【０００８】
カプセル内の成分は水の流路の「隘路」を構成し、したがってカプセル内の液体の流れの上流側と下流側との間で圧力降下が生じ、この圧力降下は、液体と成分との間の相互作用中に、例えば成分の膨潤のため、さらに増加する。それに相応して、カプセルの内部で水の流動だけが実際に起こること、および水が注水器から環状包囲部材とカプセルの外部との間の隙間内に、かつ装置の排水穴に流れることができないことを確実にしなければならない。換言すると、カプセルの外部への水の流れは、ホルダ手段の環状包囲部材とカプセルとの間の封止係合によって、かつ注水器と飲料排水穴との間の流路で停止しなければならない。
【０００９】
そのような封止係合は、少なくともある程度は、カプセルホルダ手段（すなわち環状包囲部材およびカプセルホルダ）と中間の本体のフランジ状縁との間の狭持係合によって達成することができる。
【００１０】
封止係合が適切に機能せず、水がカプセルの外に流れている場合、引裂面の引裂きを生じさせるための充分な圧力がカプセル内部で形成されず、または代替的に、圧力が引裂面の完全な引裂きを生じさせず、したがって物質の煎出が不充分になる。そのような場合、水は、充分な圧力条件下でカプセル内に含まれる成分と相互作用することなく、または充分に相互作用することなく、飲料生成装置から排水される。
【００１１】
環状部材の内壁をゴム弾性材で内張りすることによって、この封止係合をさらに改善することによる改善を思いつくことができる。換言すると、上記方法では、飲料生成装置に固定されまたは取り付けられた構造によって、封止係合が確保される。これは、かなりの数のカプセルの使用後に、固定された封止手段の摩滅が発生し得るので、もはや適切に効率的でなくなった封止を水が通過することによって、生成される飲料の品質が次第に劣化するという不利点を有する。さらに、封止手段はそれに固着する有機残渣により汚染されることがあり、それはあまり衛生的ではなく、かつ煎出中の封止および圧力状態にも悪影響を及ぼし得る。
【００１２】
カプセルの外部における「漏洩」は、カプセル内部の圧力の上昇を低減させる。他方、充分な煎出圧力がエスプレッソ方式のコーヒーの品質にとって主要な要素であることは周知である。「Ｃａｐｓｕｌｅ  ｗｉｔｈ  ｓｅａｌｉｎｇ  ｍｅａｎｓ」と称する欧州同時係属特許出願第０４０２５３２０．５号は、そのような飲料製造システムの液体入口と飲料排出側との間に配置された封止係合の改善を目的としている。該発明は、封止係合の弾性部分を飲料生成装置からカプセルに移転させることを目的としている。利点は、弾性封止部材が１回しか（すなわち関連カプセルと共に）使用されないので、封止の適切な機能を確保することができ、かつ封止部材における衛生上の問題が発生し得ないことである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、抽出中の水密性が確保されるようにカプセルとシールとの間の封止状態を改善するために、欧州同時係属特許出願第０４０２５３２０．５号の別の改善を目的としている。実際、特に封止部材とカプセルの残部との間に形成される優れた結合によって、２つの間の潜在的な液体の漏洩を回避することが重要である。
【００１４】
さらに、大工業規模で実現することができ、信頼性が高く欠陥品が最小限であり、かつ費用効率も高いプロセスを用いて、封止部材をカプセルに一体化することも重要である。
【００１５】
該目的は、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概念をさらに展開する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
このために、本発明の方法は、カプセル内の成分と相互作用しかつカプセルから飲料を排出させるために、圧力下で液体をカプセル内に流入させる飲料生成装置に挿置するように設計された、飲料成分を入れたカプセルの本体に封止部材を設けるための方法であって、本体を用意するステップと、本体の外面の少なくとも一部分に射出成形によって少なくとも１つの封止材を射出して、本体に封着された封止部材を成形するステップとを備えることを特徴とする。
【００１７】
さらに詳しくは、封止材（またはシーラント）を射出して封止部材を形成することにより、多くの利点がもたらされる。何よりもまず、封止部材の接着は、予備成形された封止部材を取り付けることに比較して、ずっと改善することができる。その結果、液体漏洩は封止部材とカプセル本体との間で防止することができ、煎出の状態をよりよく保証し、かつ各カプセル間で維持することができる（抽出状態の再現性の向上）。封止部材はカプセルの一部としてより堅固に取り付けられるので、封止部材無しのカプセルを受容するように意図されていない飲料抽出機で使用する場合に、封止部材が脱着または取り外されるリスクが低減され、かつしたがって誤動作のリスクも低減される。
【００１８】
さらに、これは、より単純またはより多様な形状を持つカプセルの本体を製造する、より多くの機会を提供する。該方法はまた、封止部材を機械的手段、溶接手段、および／または接着手段によって追加して取り付けるより迅速かつ高費用効率でもあり、効果的に、高スループットで大工業規模で実現することができる。
【００１９】
封止材は、本体の材料とは異なる材料から作ることが好ましい。封止材は本体の材料より軟質であることがより好ましい。
【００２０】
好適な形態では、本体にはフランジ状縁が形成され、射出ステップは、封止部材をフランジ状縁上に射出することを備える。フランジ状縁は、カプセルが飲料生成装置の包囲部材（例えば、カプセルの周りを密閉するベル部材およびカプセルホルダ）によって狭持される領域を表わす。射出封止部材は本体のフランジ状縁より軟質の材料から成り、カプセル用のエンクロージャ内において抽出圧力下で水密性を維持するように、でこぼこ、公差遊び、または空隙等を補償すべく圧搾することができる。
【００２１】
フランジ状縁はさらに、固定部および支持部を備えることができる。固定部は、封止部材と本体との間の接続を改善するために、射出中に、封止部材の材料が固定部内に流入することができるように構成される。
【００２２】
固定部は部分カール部から構成される。カール部は、射出中にプラスチックを流入させるための開口、例えば環状開口を備えることができる。カール部は、封止部材の射出に先行する本体の深絞り作業中に形成することができ、または代替的に、カプセルの本体のキャビティの深絞り後に、フランジ状縁の別個の形成作業中に形成される。封止部材を射出する作業は、高圧プラスチック射出であることが好ましい。カプセル本体は、射出金型によって内側すなわちキャビティ側、および外部すなわち本体の側壁の外側の両方から締め付けられ、封止材が充填される容積を定めるための射出エンクロージャが金型によって確定される。封止材は５００バールを超える圧力、好ましくは５００バールから２０００バールの間、より好ましくは８００バールから１５００バールの間の圧力で射出することができる。射出時間は非常に速く、一般的に１秒を超えない。射出直後に、封止材は数秒間、一般的には３秒から８秒の間、固化のために冷却される。
【００２３】
シール部材のための材料は、弾力性があり、耐熱かつ耐圧性であり、射出可能であるという能力を有する熱可塑性エラストマーの中から選択すべきである。熱可塑性材料は一般的に熱可塑性エラストマー（「ＴＰＥ」）であることが好ましい。ＴＰＥはポリプロピレン系エラストマーであることがさらに好ましい。
【００２４】
示した通り、予備生産ステップで、カプセル本体は金属または金属プラスチックシートの深絞りによって予備成形することができる。カプセル本体は、食品成分の充填を可能にする最終主要開放キャビティを形成するように、１ステップ中または連続ステップ中に深絞り成形することができる。深絞り作業中に、フランジ状縁、固定手段、特に縁のカール端、または他の重要な機能的形状を形成することができる。
【００２５】
さらに、本体側壁の少なくとも１つの局所的変形を実行して、特に側壁本体に沿って延びる封止部材用の鍔部に、封止部材用のさらなる固定手段を形成することができる。局所的変形は、例えば、封止部材の材料内部で隆起する本体の壁の１つ以上の弧状突起を形成するように、本体の側壁に形成することができる。上記局所的変形は、射出封止部材の射出中または冷却中に実行することができる。別の後続ステップで、本体に、焙煎し挽いたコーヒーのような食品成分が充填される。
【００２６】
カプセル本体はアルミニウムを含むことができる。アルミニウムの単層体、またはポリプロピレンおよびアルミニウムのようなプラスチックおよびアルミニウムの多層体とすることができる。
【００２７】
本発明はまた、カプセル内の成分と相互作用し、かつカプセルから飲料を排出させるために、液体が圧力下でカプセル内に流入する飲料生成装置内すなわちカプセル包囲部材間に挿置するように設計された、飲料成分を入れるカプセルの製造にも関する。カプセルは、封止部材が取り付けられた本体を備える。封止部材は、カプセルと生成装置の少なくとも加圧面、すなわち装置の包囲部材の１つの加圧面との間に水密性をもたらすように意図されている。該方法は、本体を用意するステップと、本体に食品成分を充填するステップと、本体を透水しないように閉鎖するステップとを備える。該方法はまた、射出成形によって少なくとも１つの封止材を本体の外面の少なくとも一部分に射出して、本体に封着された封止部材を形成するステップをも備える。
【００２８】
食品成分を充填するステップ後の後続ステップで、カプセルを閉鎖するために、フランジ状縁の外面の一部分に沿って膜が溶接される。シール膜もまたアルミニウム、またはプラスチックとアルミニウムの積層とすることができる。
【００２９】
本発明はまた、本発明の方法に従って製造されたカプセル本体の表面上に封止材を射出するための特定の射出配置構成にも関する。
【００３０】
この配置構成は、
複数のカプセル本体を受容するための少なくとも第１および第２射出側面を備える第１射出金型部材と、
第１射出金型部材を閉鎖し、かつ複数のカプセル本体と係合するように構成された、少なくとも１つの第２射出金型部材と、
第１金型部材の少なくとも１つの他の射出側面のカプセル本体に封止材の射出成形が実行されている間に、第１または第２射出側面の１つにおけるカプセル本体を交換するように構成された少なくとも第１本体の交換手段と、
を備え、
第２金型部材を第１射出金型部材の第１および第２側面に対して交互に閉鎖させることを可能にするように、第１および少なくとも第２射出金型部材が相互に対して移動可能である、というものである。
【００３１】
したがって、カプセル本体の射出成形を高スループットで、この特定の配置構成に従って自動的に達成することができる。
【００３２】
さらに詳しくは、第１金型部材の第１および第２側面は、カプセル本体を受容するための一連のキャビティを備える一方、第２金型部材は、金型部材のクロージャ内にカプセル本体を係合するための一連のマンドレルを備える。
【００３３】
他の従属請求項は、本発明の方法を実行するためのこの特定の配置構成をさらに展開する。
【００３４】
本発明のさらなる利点、特徴、および目的は、同封の図面の図本と併せて発明の実施形態の以下の詳細な説明を読むと、当業者には明白になるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下では、カプセルの特定の設計、すなわちカプセルが椀状基体および閉鎖箔部材を備える設計を参照して、本発明を説明することに注目されたい。しかし、２つの略一致対向壁（例えば箔）が例えばリング状縁部で封止された、例えばレンズ状の形状を有するカプセルのような、他の設計のカプセルが実行可能であることを理解されたい。一般的に、本発明に係るカプセルは、それぞれの縁部で相互に接続されて封止フランジ状縁領域を形成し、こうして密閉された内部を包囲する、少なくとも２つの対向壁部材（面）を備える。
【００３６】
該実施形態は、カプセル１の椀状基体４を閉鎖する箔部材５を引き裂きかつ穿孔するように設計されたレリーフ要素１２を有する、カプセルホルダ１３を示す。箔部材５のこの引裂きは、カプセル内部の圧力が閾値を超えるやいなや発生することができる。レリーフ要素は、箔部材の制御された引裂きを発生させることのできる任意の突起形状を有することができることに注目されたい。単なる実施例として、角錐、針、瘤、筒、矩形突条が挙げられる。レリーフ要素は単一とすることもできる。
【００３７】
図１は、そのようなカプセルがカプセルホルダ１３上に配置され、箔部材５がカプセルホルダ１３のレリーフ要素１２上に載置され、カプセル１の椀状基体４が飲料生成装置の包囲部材９の周壁２５によってすでに部分的に取り囲まれた状態を示す。図示する包囲部材は、ベルの形状を有することができる。
【００３８】
他の形状が実行可能であり、包囲部材の内部輪郭（凹所）の設計は一般的に、カプセル１の輪郭と略一致するようになっている。
【００３９】
カプセルホルダ１３（包囲部材をも表わす）および包囲部材９はしたがって、開位置からカプセル包囲位置内に移送されたときに、カプセルエンクロージャ空間２２を選択的に包囲することができる。
【００４０】
箔部材５は図示するように、カプセル内部の規定の超過圧力のため、必ずしも厳密に平坦である必要はないことに留意されたい。超過圧力は、充填カプセルを製造するときに例えば保護ガスを導入することによって、かつ封止後の食品成分の遅延脱ガス処理中、例えばコーヒーからの二酸化炭素の脱ガス処理中に発生する。
【００４１】
包囲（ベル）部材９はさらに、環状押圧面１８と、ベル部材９に脱着可能に取り付けられた（例えば螺着された）注水システム１４に例えば熱湯のような液体を圧力下で供給するための水入口開口２０とを備える。
【００４２】
注水システムは、例えば手動操作または自動閉鎖機構によってカプセルホルダ１３およびベル部材９が合体するように移動したときに、カプセル１の頂壁１７に１つ以上の開口を形成するように設計された、１つ以上の穿孔要素（ブレード、ピン等）２４を備えることができる。ひとたび穿孔要素２４がカプセル１の内部に突出すると、水をカプセル１の内部に供給することができるように、チャネル１９が注水システムを横切り、包囲部材９のエンクロージャ２２に通じる。
【００４３】
カプセル１は上記頂壁１７、側壁７、およびフランジ状縁６を備え、カプセル１の椀状基体４を密封するように、箔部材５が上記フランジ状縁６に封着されている。繰り返すが、カプセルを密封することができ、かつ示された成分を入れることができる限り、カプセルの他の設計が可能である。
【００４４】
本発明では、カプセル１の外面は、その後「封止部材」と呼ばれる（封止材から作られた）専用の水密性封止部材８を呈する。封止部材８は圧縮性、より好ましくは弾力性を持つことができる。
【００４５】
封止部材の材料は、射出可能な熱可塑性エラストマーとすることができる。
【００４６】
図２でより明らかであるように、本発明のカプセルは、封止部材用の支持部６０と、封止部材用の固定部を形成する部分カール端部６１とを持つ、フランジ状縁６を備える。支持部６０は、本体４の側壁７と特定の角度で（すなわち、本体が台形を有する場合は９０度より少し大きい角度で）併合する。フランジ状縁のみならず側壁の基部表面７０も、環状封止部材８を受容する。封止部材をフランジ状縁に確実に固着するために、封止部材は、縁の部分カール部６１内に射出される接続部８０の分だけ、部分カール部６１の方向に延びる。カール端は封止材のための「フック」を形成するので、接続部を増大させ、かつ封止部材と縁との間の水密性をも増大させる。部分カール部６１の外側で、封止部材８は封止部８１の分だけフランジ状縁の支持部６０に沿って延び、封止部８１は、本体の側壁７の基部表面７０に当接して施用される鍔部８２の分だけ延びることができる。封止部８１および鍔部８２は異なる勾配の表面を形成することができ、または単一の連続した凹形または平坦な傾斜面で併合することができる。封止部材８のくさび状輪郭の形状は、でこぼこ、公差、空隙、またはカプセルと包囲部材またはベル部材との間の（例えば機械的表面の摩耗による）他の隙間を補償するために充分な質量の材料を提供するように選択される。水密封止はまた動的に、すなわち封止部材を押圧する圧力下の水の作用によって得ることもできるので、封止部材の形状、寸法、および総質量は、抽出中に圧力が上昇するときに、残った開口を変形させ、したがって弾性的に「流動」させ、適正に充填させるのに充分でなければならない。
【００４７】
図３は、包囲部材９およびカプセルホルダ１３が縁で閉鎖圧力係合状態になり、かつカプセルの内部に水が流入し、そこの圧力が上昇するために、カプセルホルダ１３の角錐状レリーフ部材１２が、カプセル１の箔部材５に開口を形成する状態を示す。カプセルを挿入すると、注水器１４のブレード要素２４はすでにカプセル１の頂壁１７に穿孔１６を形成している。流体の充分な圧力がカプセル内部で形成されると、カプセルに入っている成分から生成される飲料を、レリーフ要素１２による箔部材５の引裂きによって形成される小さい隙間または穿孔に排出することができる。
【００４８】
該方法の第１ステップ（図示せず）で、カプセルの本体４が製造される。本体は、後続の射出ステップで封止部材の材料を射出するために開いたままのフランジ状縁６の予備成形により、製造することができる。本体４は、金属シート、または金属、例えばアルミニウムおよびプラスチック、例えばポリプロピレン、ならびに最終的に結合剤および／またはラッカー塗料を含む多層の組立体の深絞りによって予備成形することができる。本体の形状の複雑さおよびキャビティの深さに応じて、シートは単一ステップより多くのステップで深絞りすることができる。また、本体のキャビティおよびフランジ状縁は、同一操作で、または代替的に別々の操作で形成することができる。
【００４９】
図４および５は、予備成形された本体７への封止部材８の射出作業を示す。本体はこのように射出金型組立体３０の間に配置することができる。金型組立体は一般的に２つの金型部材、つまり雌型部材３１および雄型部材３２を備え、これらはカプセル本体を中心に緊密に組み立てられ、封止部材を形成するために封止材を射出するための射出空間３５を残す。雌型部材３１は本体の外部側壁７および頂壁１７を包囲し、通常、フランジ状縁６上に封止部材が射出される容積３５をも定め、かつさらに、例えば縁の部分カール部６１の略端部に位置することのできる分割線３４まで延び、したがって射出後に金型から本体を容易に取り出すことを可能にする。雄型部材３２は本体のキャビティの内部に挿入され、分割線３４までフランジ状縁（例えば縁の下面）の外形と一致する。
【００５０】
金型組立体３０は本体の側面７全体に沿って延び、側壁７に対し比較的高い機械的圧力を掛けることが有利である。利点は２つの要素を含む。
【００５１】
第１に、射出は比較的高圧で短時間に行なわれ、したがって特に、本体の外部側壁と封止部材の最上点との間の接合線３４で耐圧射出シール構成が得られるはずである。
【００５２】
第２に、圧力は、本体の側壁の外面７２を平滑化するのにも効果的であり得る。前の深絞り作業は、本体の略台形の形状のため、側壁の表面にしわを生じる傾向がある。したがって、雄型および雌型によって側壁７の対向面全体に直接加えられる機械的圧力は、しわを平坦化し、この外観上の瑕疵を除去するか、少なくとも著しく軽減することができる。
【００５３】
射出は、少なくとも１つの小さい射出ゲート３６を通して行なわれる。射出空間の入口のゲートの開口は、およそ０．５〜１ｍｍとすることができる。射出は高圧で、すなわち平均して７００バールから１５００バールの間で、１．０１秒未満、一般的に０．０１秒未満で実行される。プラスチックはガラス転移より高い温度で射出される。好適な熱可塑性エラストマーはＴＰＥである。得られた封止部材８は少なくとも数秒間、一般的に５〜１０秒間冷却された後、金型組立体が再び開かれ、本体が取り出される。冷却は、封止部材の硬化サイクルを減少するために、金型組立体の冷却回路内部を循環する冷却剤により助長することができる。
【００５４】
図６〜１０は、可能な実施形態に係る射出雄型構成４０の詳細を示す。雄型構成４０は、フレーム４１上に透水しないように取り付けることができる。雄型構成４０は、図８に示すようにカプセルの本体の内部キャビティと略一致する端部を持つマンドレル４２を備える。マンドレルの内側には、図９および１０に示すように可動偏心打抜き組立体４３が設けられる。偏心組立体は、マンドレルの半径方向に向けられたスロット３７、３８（図９）に沿って摺動自在に取り付けられた、２つの打抜き部材４４、４５を備える。打抜き部材４４、４５は、マンドレルの長手軸に沿って前後に動く長手方向プッシャ４６によって、スロット内を伸長／退縮するように作動する。中心プッシャは、打抜き部材４４、４５をスロットに沿って対向半径方向に摺動運動するように作動させる、斜面部４７、４８を有する。
【００５５】
図１０に示すように、中心プッシャが上向きに押されると、打抜き部材４４、４５は半径方向に移動して本体４の側壁７に突き当たり、したがって封止部材８（図１０）の内側に突出する弧状凹痕７１、７２（図８）に従って、キャプチャ本体の側壁を外向きに変形させる。凹痕は、カプセル本体がマンドレル上に挿置された後、射出材料が硬化する前に、いつでも形成することができる。凹痕は射出直後に、例えば射出を停止してから０．５〜１秒後に形成されることが好ましい。
【００５６】
凹痕７１、７２は、封止部材が本体から剥がれる傾向のある、緊要な側壁の基部領域における封止部材の固定を改善する。その結果、封止部材と本体との間の界面からの漏洩のリスクを防止することにより、不透水性をある程度高めた封止も達成される。
【００５７】
凹痕は、当業者が思いつくことのできる多くの方法で形成することができ、本発明は単なる例証として、工業的に可能な方法に言及するだけであることに留意されたい。また、凹痕はピン、瘤等のような異なる形状を持つことができる。
【００５８】
図１１〜１４は、高スループットで射出サイクルを処理するための射出ステーションの可能な配置構成を示す。一般的原理を次に説明する。
【００５９】
図１１は、対向側面で同時に実行される２系列の射出組立体を処理することのできる一般的射出配置構成を表わす。原理は、４つの射出金型側面６１、６２、６３、６４を備え、９０度の増分経路で側面を移動させるように、中心軸６５に沿って９０度回転することのできる、立体射出雌型部材６０に基づく。各雌型側面は、カプセル本体をその中に個別に挿入するための一連の射出金型キャビティ６００を含む。キャビティは通常、予め定められたパターンに従って、好ましくは多数の行および列に沿って、例えば７行×７列で合計４９個の個別射出部位をもたらす方形パターンに、金型側面上で分散される。パターンおよびパターン内の行数および列数は、所要スループットに応じて変化させることができる。
【００６０】
立方体射出雌型６０は、立方体雌型部材の対向側面６１、６３に対面する２つの雄型６６、６７に関連付けられる。雄型６６、６７は、立方体射出金型のキャビティ側面に対して開閉することができるように、立方体金型６０に対して往復移動することができる。雄型６６、６７はさらに、射出部位の個数および分布に合致する個数および分布の雄型マンドレル４２を備える。
【００６１】
「射出方向I」（すなわち金型組立体が立方体金型上に同時に閉鎖する方向）に直交する方向に、立方体金型の２つの他の対向側面６２、６３に対面して、本体を上記側面のキャビティ６００に自動的にローディング／アンローディングするためのストックおよび移送手段６８、６９が配置される。このストックおよび移送手段は、方形パターンに配置された「むきだし」のカプセル本体（射出封止部材を持たない本体）を含むように構成されたローディング領域６８０、６８１、および「封止された」カプセル本体（すなわち射出された封止部材を持つ本体）を受容するように構成された本体のストック領域６８２、６８３を備えることができる。中間には、それぞれ、ａ）所与のパターンの封止本体を満杯の射出側面から一度にアンロードし、ｂ）所与のパターンの封止本体を本体のストック領域６８２、６８３に移送し、ｃ）所与のパターンのむきだしの本体をローディング領域６８０、６８１から一度に取り出し、かつ、ｄ）ストックおよび移送手段に対面するように移動された射出側面の空のキャビティ内にそれらを移送して配置するために、少なくとも３方向に構成された多方向ロボット６８４、６８５が配置される。
【００６２】
多方向ロボット６８４、６８５は、本体全部を一度に取り出し、移送し、解放するために、個別吸引手段、例えば真空支援吸引手段を備えることができる。
【００６３】
図１２は、同時に射出される２系列のパターンＪ１、Ｊ２の射出サイクルを示す。これらの側面６１、６３の射出中に、他のローディング／アンローディング操作を同時に実行することができる。ステップＡで、ロボット手段は、封止された本体を満杯の側面６２、６３から取り出す。ステップＢで、ロボット手段は次いで、封止された本体をアンローディング領域６８２、６８３に移送してアンロードする。ステップＣで、ロボット手段は、本体のストック領域６８０、６８１から、むきだしのカプセル本体の新しい待機パターン（例えば７×７の方形パターンに配列された４９個の本体）を取り出す。次いで図１３のステップＤで、ロボット手段は、捕捉された系列のむきだしの本体を、立方体金型部材６０の空の射出側面６２、６４に移送してロードする。ステップＡ〜Ｄは、２つの隣接側面６１、６３の２つの他の系列の本体に封止部材が射出されている間に、実現することができる。したがって、約１０秒毎にほぼ１回、４９個ずつ２系列（したがって全部で９８個の本体）に封止部材を射出することができるので、ずっと高いスループットを達成することができる。
【００６４】
図１１〜１３の射出配置構成は、雄型射出金型を１つしか持たない１つだけのローディング／アンローディングステーションを形成するように簡素化することができる。
【００６５】
図１４に示す通り、該方法は、カプセルの本体を深絞り処理する１つ以上のステップ１００、封止部材（または「リング」）の射出成形１１０を包含する。次のステップ１２０で、本体に食品成分が充填され、最後にステップ１３０で、膜５が例えば熱または超音波溶接によってフランジ状縁の支持部６０の外面上に溶接される。生産プロセス中のいつでも適切なときに、本体の深絞りの前または後に本体および／または膜５の内側にフィルタを配置および固着するような、追加ステップを構想することができる。
【００６６】
本発明は、他の可能な変形例を包含する。例えば、封止部材は、異なる硬度を有する２つ以上の射出材料から形成することができる。例えば、第１材料の内層を最初に本体上に射出することができる。次いで、内層の材料より軟質の第２材料の外層を、内層上にオーバモールドすることができる。内層は第２材料の結合を改善することができる。飲料生成装置の包囲部材をカプセル上で閉鎖するために必要な閉鎖努力を軽減するために、外側の材料はより軟質にすることができる。
【００６７】
図１５に示す別の可能な変形例では、カプセル本体はプラスチック材料から形成することができる。本体はまた射出成形することも好ましい。本体および封止部材はそのように同時射出することができる（ステップ１４０）。本体は封止部材より高いヤング係数のプラスチックとすることができるが、２つの材料は相互に接着するように相溶性とする必要がある。本体および封止部材に適した材料の例としてＴＰＥがある。本体は、ＴＰＥから作られた内層と外層との間に埋め込まれた、ＥＶＯＨ（エチレン−ビニルアルコール共重合体）のような１つ以上のガスバリア層を備える射出多層を備えることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】カプセルがカプセルホルダ上に配置されているが、まだ飲料生成装置におけるその閉位置に達していない状態の本発明のカプセルシステムの第１実施形態を示す。
【図２】図１の拡大図を示す。
【図３】カプセルがカプセル包囲部すなわちベル部材とカプセルホルダとの間のその閉位置に達した状態の第１実施形態を示す。
【図４】カプセル本体上の封止部材の射出作業を概略的に示す。
【図５】カプセル本体上の封止部材の射出作業を概略的に示す。
【図６】カプセル本体を保持すると共に射出作業中に「その場」で変形をもたらすための雄型の、カプセル本体が配置されていない状態の詳細を示す。
【図７】カプセル本体が配置され、封止部材が射出された後の雄型の詳細図を示す。
【図８】カプセル本体が配置されているが、金型によって本体に形成される局所的変形を示すために封止部材が取り除かれた状態の雄型の詳細を示す。
【図９】カプセル本体無しの雄型の断面図を示す。
【図１０】カプセル本体が配置され、封止部材が射出された状態の雄型の詳細断面図を示す。
【図１１】射出カプセル部の高スループットを可能にする、製造現場における射出装置の配置構成図を示す。
【図１２】射出カプセル部の高スループットを可能にする、製造現場における射出装置の配置構成図を示す。
【図１３】射出カプセル部の高スループットを可能にする、製造現場における射出装置の配置構成図を示す。
【図１４】本発明の方法の一形態に係るステップを示すチャートである。
【図１５】本発明の方法の変形例に係るステップを示すチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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