(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
飲料製造装置で用いるカプセルであって、前記飲料製造装置が、
当該カプセル（１）の本体の、ホイル部材（５）およびフランジ状リムに対向した入口側を穿孔しかつ当該カプセル（１）内へ液体または気液混合物を注入するための手段と、
複数の凹凸要素を伴いかつ注入圧により前記ホイル部材（５）が押し付けられるように前記装置内に配置される凹凸板と
を備え、
当該カプセル（１）が、
基体（４）であり、該基体の前記フランジ状リム（６）に強固に取り付けられたホイル部材（５）により密封された基体（４）を備え、
前記ホイル部材（５）が、注入された液体または気液混合物の圧力が４バール以上に達すると、前記凹凸板により穿孔されて少なくとも１つ、好ましくは複数の開口を形成する材料で作られており、
当該カプセルが、当該カプセル（１）内の所定量の原料と前記ホイル部材（５）との間に少なくとも配置された少なくとも１つの流れ調整多孔性部材（２０１、２０３、２０４、２０６、２０８）をさらに備え、
前記基体および前記ホイル部材が、これらの周辺リム（４０３）で密封される可撓性材料の複数のホイルである第１および第２の壁部材（４０１，４０２）で形成され、
前記複数のホイルが、前記リムの平面に沿って、ほぼ対称のカプセルを形成するように略同一の形状およびサイズでありかつ相対的に酸素不透過性であり、
前記第１の壁部材および前記第２の壁部材（４０１，４０２）がアルミニウム、アルミニウム合金、またはアルミニウムもしくはアルミニウム合金と高分子との積層体で作られ、
第１の流れ調整多孔性部材（４０８）が前記第１の壁部材（４０１）と前記原料との間で前記第１の壁部材（４０１）に隣接して配置され、第２の流れ調整多孔性部材（４０７）が前記第２の壁部材（４０２）と前記原料との間で前記第２の壁部材（４０２）に隣接して配置され、
当該カプセルの前記流れ調整多孔性部材が０．４〜１０μｍ未満の孔サイズを有する、カプセル。
【請求項２】
前記流れ調整多孔性部材（４０７，４０８）が少なくとも１つの高分子薄膜で作られ、好ましくは、前記流れ調整多孔性部材（４０７，４０８）が、高分子繊維を本質的に含有する材料を含み織布材料および／または不織布材料で作られる、請求項１に記載のカプセル。
【請求項３】
前記流れ調整多孔性部材の材料がポリプロピレン、ポリエチレン、ＰＢＴ、ナイロン、ポリカーボネート、ポリ（４−メチル・ペンテン−１）、ポリウレタン、ＰＥＴ、ポリエーテルスルホン、ポリアミド、レジン結合ガラス繊維、およびこれらの組合せから選択される、請求項１〜２のいずれか一項に記載のカプセル。
【請求項４】
１９０〜４００μｍの粒径（Ｄ４、３）を有するコーヒー挽豆を収容する、請求項１に記載のカプセル。
【請求項５】
前記ホイル部材（５）が１５〜４５μｍの厚さを有する、請求項３に記載のカプセル。
【請求項６】
前記流れ調整多孔性部材（４０７，４０８）が前記ホイル部材よりも高い曲げ剛性を有する、請求項１に記載のカプセル。
【請求項７】
前記流れ調整多孔性部材（４０７，４０８）が前記ホイル部材（５）に隣接し、好ましくは、前記ホイル部材と前記流れ調整多孔性部材が複層の積層体を形成する、請求項１に記載のカプセル。
【請求項８】
前記流れ調整多孔性部材が、直径２０μｍ未満の極細繊維を含む、請求項７に記載のカプセル。
【請求項９】
前記原料が、本質的に焙られて挽かれた圧縮固形物である、請求項１に記載のカプセル。
【請求項１０】
前記第２の壁部材（４０２）は、前記第１の壁部材（４０１）に強固に取り付けられた穿孔可能な壁部材であり、
前記第１の流れ調整多孔性部材が、複層の積層体を形成し、
前記第２の流れ調整多孔性部材が、複層の積層体を形成する、請求項１に記載のカプセル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、飲料原料を収容するためのカプセル、このようなカプセルに関連して用いられる飲料製造システム、およびこのようなカプセル内に収容された原料に基づき飲料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、飲料または他の調理済み食品（スープなど）の原料を収容するカプセルの分野にある。これらの原料と液体を相互作用させて、飲料、またはスープなどの他の調理済み食品を製造できる。相互作用は、例えば抽出、淹出、溶解などのプロセスでありうる。このようなカプセルは、圧力下でカプセルに温水を進入させてカプセルからコーヒー飲料を排出することでコーヒー飲料を製造するために、特にコーヒー挽豆を収容するように構成される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
フランス国特許発明第１５３７０３１号明細書は、個別のカプセルを示していないが、コーヒー粉末を収容するブリスター包装を示している。２つのホイル部材は、２つの隣接する区画の間の領域の上ホイル部材で互いに密着される。これらの区画は、ホイル部材同士の間の強固な密封を緩めなければ互いに分離できない。各区画の下部、よって２つのホイル部材が密着される領域に対向してフィルタが配置される。区画の出口側は、区画の下面に対して、弾性力により小孔を主導的に移動することで開放される。区画の上面は、ブリスター包装技術に起因して平坦である必要がある。
【０００４】
また、スイス国特許発明第６０５２９３号明細書によれば、ホイル部材とカプセル基体の壁との間には、フィルタがそのリム部で挟まれる。ホイル部材には、さらに脆弱部が設けられており、凹凸板に対して押し付けられることで穿孔されるようには設計されていない。フィルタは、コーヒー挽豆が液体内に吐出されないようにスクリーンとして用いられる。
【０００５】
欧州特許第０５０７９０５Ｂ１号明細書は、液体製品を調製するための装置およびカートリッジに関する。カートリッジの底部には、カートリッジ内に固形粒子を保持し、穿孔部材内に設けられた流れ経路の閉塞を防止するために内部濾過膜が配置される。
【０００６】
欧州特許出願公開第５１２４６８Ａ号明細書は、カップの周辺領域と引裂き可能な膜との間にフィルタ紙が溶接される飲料調製用のカプセルに関する。フィルタ紙は、引き裂かれた膜にコーヒー挽豆が存在しないことを確実にするためにのみ用いられる。
【０００７】
欧州特許出願公開第０６０２２０３Ａ号明細書は、飲料原料を収容し、圧力下で抽出されるように構成された個別の部分をなす可撓袋に関する。この袋は、その密封面に対して対称をなしており、可撓性シートに用いられる材料は、その保管のために酸素および水蒸気に対して不透過性であり、袋は、抽出液体が注入されるときの圧力上昇の影響下でのみ開放される。
【０００８】
米国特許出願公開第２００６／０２３６８７１Ａ１号明細書は、特に所定量のコーヒー飲料を淹出するために適した１回分のカートリッジに関し、分配および／または支持構造には、封入物と大きな出口との間にスクリーンを形成する織物により覆われる少なくとも１つの開口が設けられる。この発明の主要な目的は、淹出動作中にカートリッジからの飲料物質粒子の抜出しを最小化することにある。これは、カプセル本体の下部に大開口が作られ、そのような分配構造なしには粒子が洗い流されてしまうためである。織物は、１０〜５００μｍ、好ましくは３０〜１５０μｍの孔サイズを有する。
【０００９】
独立したカプセルを収容する材料から調理済み液体食品を得るためのシステムおよび方法は、例えば欧州特許出願公開第５１２４７０Ａ号明細書（米国特許第５４０２７０７号明細書に対応する）から知られている。
【００１０】
図１に示したようなカプセル２００は、コーヒー焙煎挽豆３００などを充填されうる円錐台状のカップを有し、このカップは、カップの側壁から横方向に延びるフランジ状リム１４０に溶接および／または圧着されたホイル状引裂き面カバー４００により閉鎖される。カプセルホルダ１３０は、凹凸面要素部材を伴う流れ用格子１２０を備える。
【００１１】
カプセルホルダ１３０は、横壁２４０と、抽出されたコーヒー飲料の通路のための飲料出口２７０とを有する大きな支持部１５０内に収容されうる。
【００１２】
図１から分かるように、抽出システムは、取水経路２０１を有する水注入部７００と、カプセルの外形にほぼ相当する形状の内部凹部を伴う環状要素８００とをさらに備える。その外部では、環状部材８００は、抽出の完了に際してカプセルを解放するためのリング２３０を保持するばね２２０を備える。
【００１３】
動作中、カプセル２００は、カプセルホルダ１３０上に配置される。水注入部７００は、カップの上面を穿孔する。カプセルの引裂き下面４００は、カプセルホルダ１３０の径方向に配置された部材上に静置される。
【００１４】
水は、水注入部７００の経路２０１を通じて注入され、コーヒーの底部３００に衝突する。カプセル内の圧力は増加し、引裂き面４００は径方向の開口凹凸部材の形状に益々追従する。このような径方向開口凹凸部材は、ピラミッド状または他の形状の凹凸部材により置換されてもよい。引裂き面の構成材料が破壊応力に達すると、引裂き面は、凹凸部材に沿って引き裂かれる。抽出されたコーヒーは、流れ用格子１２０のオリフィスを通じて流れ、飲料出口２７０の下の容器（不図示）内に回収される。
【００１５】
この抽出プロセスの原理は、本発明に関連して主張されうる限り、以下のように纏められる。
カプセルホルダ手段には、初期に気密密封されたカプセルが挿入される。
カプセルホルダ手段は、密封されたカプセルを環状要素が囲むように、装置の水注入手段に関連して導入される。カプセルの第１の壁には、少なくとも１つの開口が形成される。
第１の壁の開口を通じてカプセルに侵入する水は、カプセル内に収容された原料の内部を通過しつつ、カプセルに収容された原料と相互作用し、カプセル内で増大する圧力の影響下で第２の壁内に形成された少なくとも１つの開口／小孔を通じてカプセルから出る。
【００１６】
第２の面の小孔は、特に凹凸部材と協働するときに、カプセルの内部から出る飲料を濾過し、非溶解性のコーヒー粒子をカプセル内に留まらせる。従来技術では、そのような濾過が十分であると考えられていた（欧州特許第５１２４７０Ｂ１号明細書の第４欄などを参照）。
【００１７】
欧州特許第５１２４６８Ｂ１号明細書は、コーヒー供給用の穿孔可能な平坦なホイル部材を伴うカプセルを有することを教示する。ホイル部材と基体のリムとの間には、フィルタ紙が密着されうる。カプセル、つまり膜は、カプセル内の圧力効果のみにより開放する。
【００１８】
また、スイス国特許発明第６０５２９３号明細書によれば、ホイル部材とカプセル基体の壁との間には、フィルタがそのリム部で挟まれる。ホイル部材には、さらに脆弱領域が設けられており、凹凸板に対して押し付けられることで穿孔されるようには設計されていない。
【００１９】
本発明は、従来技術の教示により、穿孔可能なホイル部材を伴う密封された気密カプセルが、複数の小凹凸、特に小さな正方形または矩形の穿孔要素を伴うカプセルホルダに対して配置されるとき、以下の問題が生じることを見出した。
抽出プロセスは、特に、コーヒー飲料供給用に設計された、大きな所要量のコーヒーを収容するカプセルで減速されうる。
抽出プロセスは、カプセルに応じて一貫していないフロー時間（ｆｌｏｗ  ｔｉｍｅ）で進行しうる。
抽出が十分に清潔ではなく、カプセルが装置から取り外されると、特に現在のシステムのために定められた一般的な範囲から外れた微細な挽割り（平均挽割りサイズ２００μｍ未満など）の存在に起因して、コーヒー粒子は、ホイル部材を通じて形成された小孔を通じて抽出後にカプセルから抜け出しうる。
【００２０】
これらの問題は、本発明の対象とされ、独立請求項の特徴を用いて解消される。従属請求項は、本発明の中心思想をさらに拡張する。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
第１の実施態様によれば、本発明は、飲料製造装置で用いるカプセルであって、飲料製造装置が、
当該カプセルの本体の、ホイル部材およびフランジ状リムに対向した入口側を穿孔しかつ当該カプセル内へ液体または気液混合物を注入するための手段と、
複数の凹凸（ｒｅｌｉｅｆ）要素を伴いかつ注入圧によりホイル部材が押し付けるように装置内に配置される凹凸板と
を備え、
当該カプセルが、
基体であり、該基体のフランジ状リムに強固に取り付けられたホイル部材により密封された基体を備え、
ホイル部材が、注入された液体または気液混合物の圧力が４バール以上に達すると、凹凸板により穿孔されて少なくとも１つ、好ましくは複数の開口を形成する材料で作られており、
当該カプセルが、少なくとも当該カプセル内の所定量の原料とホイル部材との間に配置された流れ調整多孔性部材をさらに備える、カプセルに関する。
【００２２】
よって、カプセルには、以下の説明で「流れ調整多孔性部材」と称される流れ調整および濾過部材が設けられる。流れ調整多孔性部材は、所定量の原料とホイル部材との間に少なくとも配置される。
【００２３】
結果として、流れは、従来技術のカプセル、つまり、そのような流れ調整多孔性部材を備えないカプセルでの流れと比べて著しく高速となり一貫したものとなった。
【００２４】
特に、コーヒー抽出液の品質の著しい変化を伴わずに、平均フロー時間よりも最大２５％短いフロー時間が測定された。また、驚くことに、複数のカプセルの平均フロー時間を比べると、１／４の小さなフロー時間の標準偏差が見出された。最後に、コーヒー挽豆は、穿孔された膜を通じたコーヒー固形物の再放出の減少を伴って、カプセル内に首尾よく保持された。
【００２５】
流れ調整多孔性部材は、原料と、ホイル部材と基体のリムとの間のリング状密封領域により規定された平面との間に配置されうる。
【００２６】
カプセルの基体は、環状密封領域にホイル部材が密着されるリムを備えうる。基体のリムは、巻き返された端部によりさらに外側に延びうる。
【００２７】
基体および／またはホイル部材は、アルミニウム、アルミニウム合金、またはアルミニウムもしくはアルミニウム合金と高分子との積層体で作られうる。
【００２８】
本発明の文脈では、基体およびホイル部材は、欧州特許第０６０２２０３Ａ１号明細書に記載されたような熱シーリングなどにより、周囲を密封される可撓性材料からなる２つのホイルで作られてもよい。よって、２つのホイルは、周囲を密封されると対称的な容器を形成しうる。この容器は、可撓性ホイルと原料との間にそれぞれ配置された２つの流れ調整多孔性部材を収容してもよい。この場合、原料は、２つの流れ調整多孔性部材の間に挟まれて配置されたコーヒーの圧縮固形物でありうる。
【００２９】
流れ調整多孔性部材は、基体のリムとホイル部材との間の密封領域に、挟まれた状態でカプセルに接続されうる。
【００３０】
流れ調整多孔性部材は、部材が圧力下で凹凸要素に対してホイル部材よりも変形しないように、ホイル部材よりも高い曲げ剛性を有しうる。低い変形性（または変形性の差異）は、抽出中に部材とホイル部材との間に空間をもたらし、穿孔された開口と凹凸要素との間でコーヒー抽出液などの飲料の良好な流れを可能にする。これにより、抽出液の濃度（つまり、全固形分、収量）に著しい影響を及ぼさずに、ホイル部材を通じた高速な液体流れをもたらす。高い剛性は、ホイル部材よりも厚い多孔性部材により、および／または剛性の高い材料で作られることにより達成されうる。
【００３１】
特に、流れ調整多孔性部材の厚さは、０．１μｍ〜１．５ｍｍでありうる。流れ調整多孔性部材の厚さは、０．４μｍ〜１．０ｍｍであることが好ましい。
【００３２】
カプセルのホイル部材は、飲料製造装置の凹凸板により複数の凹凸要素に対して首尾よく引き裂かれるように構成される。ホイル部材は、特にカプセル内の圧力が所定の閾値に達するときに一貫した方法で引き裂かれるように設計されなければならない。よって、ホイル部材のデザインおよび装置の凹凸板のデザインは、ホイル部材の開放／引裂きが確実かつ一貫して行われるように決定される。
【００３３】
よって、ホイル部材の厚さは、好ましくは１０〜１００μｍ、より好ましくは１５〜４５μｍである。ホイル部材の厚さは、およそ３０μｍに一般的な製造公差（＋／−５μｍなど）を加えた厚さであることが最も好ましい。また、ホイル部材は、アルミニウムまたはアルミニウム合金で作られることが好ましい。
【００３４】
流れ調整多孔性部材とホイル部材との厚さ比は、好ましくは１．５：１．０〜５０：１、最も好ましくは５：１〜２０：１である。
【００３５】
流れ調整多孔性部材は、カプセルの壁から隔てられて、つまり壁に接続されずにカプセル内に配置されうる。例えば、流れ調整多孔性部材は、原料とホイル部材との間に緩く挿入されうる。
【００３６】
流れ調整多孔性部材は、圧力下で引き裂かれたときに、ホイル部材を通じて形成された開口の大半を覆うこと、および流れバイパスの効果を妨げおよび流れ調整の効率低下を防止することを確実にするために、ホイル部材の内面全体の少なくとも６２％を覆いうる。
【００３７】
有利な形態では、流れ調整部材は、正方形または矩形を呈する。よって、流れ調整部材の製造コストは、シートまたは積層体の切削中の材料屑の顕著な減少により著しく低減されうる。
【００３８】
他の形態では、流れ調整多孔性部材は、カプセルの基体の壁、および／またはホイル部材に接続されうる。流れ調整多孔性部材は、密着により、またはクリッピングなどの機械的係合のような他の接続形態により壁に接続されうる。
【００３９】
特定の形態では、流れ調整部材は、高分子材料の薄い多孔性部材である。
【００４０】
他の形態では、多孔性部材は、高分子の繊維含有材料を本質的に含む。
【００４１】
流れ調整多孔性部材は、不織布材料で作られてもよい。流れ調整多孔性部材は、織物材料で作られてもよい。多孔性部材は、食品用との溶解性の高分子繊維で形成されてもよい。
【００４２】
好ましい形態では、多孔性部材は、直径２０μｍ未満の極細繊維を含む。
【００４３】
ある形態では、多孔性部材は、メルトブロー式（ＭＢ）の極細繊維含有材料を含む。
【００４４】
多孔性部材は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリカーボネート、ポリ（４−メチル・ペンテン−１）、ポリウレタン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルホン、ポリアミド、レジン結合ガラス繊維、およびこれらの組合せからなる群から選択されうる。
【００４５】
多孔性部材は、直径２０μｍを超える繊維を含んでもよい。例えば、極細繊維と大径繊維とのブレンドは、多孔性部材を形成しうる。例えば、多孔性部材は、メルトブロー（ＭＢ）式および／またはスパンボンド（ＳＢ）式の材料で形成されてもよい。
【００４６】
想定される形態では、流れ調整多孔性部材は、流れ調整小開口を伴う注入プラスチック固体板でありうる。
【００４７】
流れ調整多孔性部材は、０．４〜１００μｍの孔サイズ（つまり、平均開口径）を有することが好ましい。０．４〜２５μｍの孔サイズを伴う流れ調整多孔性部材によって、フロー時間の短縮の特に良好な結果が得られた。孔サイズは、１０μｍ未満であり、さらに２μｍ未満、つまり０．４〜２μｍでありうる。１９０〜４００μｍの粒径（Ｄ４、３）を有するコーヒー挽豆によっても、フロー時間の短縮が得られた。
【００４８】
重量比２．７〜３．８％の全固形分を伴うエスプレッソコーヒーに相当する４０ｇのコーヒー抽出液を供給する場合、約５．５ｇのコーヒー挽豆を収容するカプセルによって、１５秒未満の標準偏差を伴う４０秒未満のフロー時間が首尾よく得られた。同様に、重量比１．１〜１．５％の全固形分を伴うルンゴコーヒーに相当する１１０ｇのコーヒー抽出液を供給する場合、約６ｇのコーヒー挽豆を収容するカプセルによって、５秒未満の標準偏差を伴う３０秒未満のフロー時間が首尾よく得られた。
【００４９】
コーヒー挽豆の粒径が大きくなると、フロー時間が著しく低下することも観察された。
【００５０】
流れ調整多孔性部材は、そのリムで、ホイル部材とカプセルの壁との間に挟まれうる。
【００５１】
流れ調整多孔性部材は、ホイル部材から離間しうる。想定される形態では、流れ調整多孔性部材は、２つの材料部分、特にコーヒー挽豆の２つの部分を横方向に（ｔｒａｎｓｖｅｒｓａｌｌｙ）分離しうる。
【００５２】
想定される形態では、コーヒー挽豆の２つの部分は、異なる淹出特徴を有する。淹出特性は、各部分に関連して、質量、容積、タップ密度、平均粒径（Ｄ４、３）、ブレンドの種類、焙煎の程度、およびこれらの組合せを参照しうる。一形態では、コーヒー挽豆の上流側部分は、コーヒー挽豆の下流側部分よりも小さな平均粒径Ｄ４、３を有する多量のコーヒー挽豆を含む。コーヒー挽豆の上流側部分は、下流側部分よりも小さいまたは大きい容積でもよい。他の形態では、コーヒー挽豆の上流側部分は、コーヒー挽豆の下流側部分よりも大きい平均粒径Ｄ４、３を有する多量のコーヒー挽豆を含む。ふたたび、コーヒー挽豆の上流側部分は、下流側部分よりも大きいまたは小さい容積でもよい。これらの変形は、カプセル内の流れ特徴を調整すること、および供給されるコーヒー抽出物の異なる特徴（全固形分、収量、クレマ）を消費者の様々な嗜好に適合させることを可能にする。
【００５３】
流れ調整多孔性部材は、カプセル内のホイル部材に隣接して配置されうる。多孔性部材とホイル部材との間には、２つの要素間の変形性の差異により小さな空間が許容される。実際のところ、その低い剛性により、ホイル部材は、密封されたカプセル内での気体（二酸化炭素など）の圧力下で凸状に変形し、ホイル部材と多孔性部材との間に小さな間隙を形成しうる。
【００５４】
流れ調整多孔性部材は、ホイル部材の内側に取り付けられうる。特に、流れ調整多孔性部材は、ホイル部材の内面に溶接されうる。他の形態では、流れ調整部の厚さを低減するために、多孔性部材は、ホイル部材の内面に直接印付けられうる。
【００５５】
流れ調整多孔性部材は、ホイル部材よりも厚く、ホイル部材よりも少なくとも１．５倍厚いことが好ましい。
【００５６】
想定される形態では、流れ調整多孔性部材は、平坦でもよく、波形を付けられてもよい。流れ調整多孔性部材は、例えば、ホイル部材と流れ多孔性部材との間に飲料の収集間隙を助長する水路および／または突出領域を含んでもよい。
【００５７】
ホイル部材は、飲料製造装置に挿入される前に、脆弱領域を有していなくてもよい。
【００５８】
ホイル部材は、金属もしくは高分子の連続シート、または金属および高分子の積層体でありうる。
【００５９】
流れ調整多孔性部材は、ホイル部材と基体のリムとの間に挟まれないように配置および構成されうる。例えば、流れ調整多孔性部材は、カプセル内に緩く配置されてもよく、流れ調整多孔性部材の縁部をホイル部材と基体との密着領域から隔てて、局所的な領域でホイル部材の内面に取り付けられてもよい。
【００６０】
流れ調整多孔性部材の外縁は、ホイル部材と基体のリムとの密着領域よりも径方向に内側の位置で終端しうる。
【００６１】
他の実施形態では、流れ調整多孔性部材および引裂き可能なホイル部材は、複層の積層体を形成する。
【００６２】
複層の積層体は、
アルミニウム、他の金属、もしくは高分子の引裂き可能な可撓層、アルミニウムと高分子の複層、または高分子の複層と、
少なくとも１つの多孔性高分子層と
を備えることが好ましい。
【００６３】
多孔性高分子層は、カプセルの流れ調整多孔性部材を形成する。金属層は、積層体の気体遮蔽層を形成することが好ましい。金属層には、金属層の厚さを低減し、および／または気体遮蔽層を形成するために、１以上の追加の非多孔性層が関連付けられうる。気体遮蔽層は、高分子の多層で作られる場合に、ＥＶＯＨなどの引裂き可能なホイル部材の高分子層によっても得られうる。
【００６４】
流れ調整多孔性部材は、加圧抽出条件下でホイル部材が引き裂かれるときに凹凸部材による引裂きに抵抗することが好ましい。
【００６５】
よって、積層体では、薄膜などの多孔性高分子層は、引裂き可能な層よりも高い弾性特性を有することが好ましい。
【００６６】
よって、抽出中には、複層の積層体は、凹凸板に対して変形する可能性を有し、非多孔性層の引裂きにより複数の小開口を形成させ、多孔性層の引裂きを伴わずに伸長または変形する。結果として、非多孔性層の流れ調整特性は、カプセルの供給ホイル部材を液体が通過できるときに維持される。
【００６７】
多孔性高分子層は、薄膜または不織布層であることが好ましい。層は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ＰＢＴ、ＰＥＴ、ポリエーテルスルホン、およびポリアミドから選択された材料で作られうる。
【００６８】
多孔性層は、０．４〜２５μｍ、より好ましくは０．４〜２μｍの孔サイズを有する。
【００６９】
積層体の可撓層は、カプセルの開放に適した機械的特性、材料の空気遮蔽特性、および積層技術によっては、アルミニウム、または他の金属でありうる。
【００７０】
複層の積層体は、カプセル製造中の膜の取扱いを容易にする。特に、それは、カプセルの取扱い中、充填中、および／または密封中に多孔性部材の脆弱膜が損傷するリスクを低減する。
【００７１】
積層体は、複層押出（共押出）、押出積層、加熱ロールを用いた積層成形、または加熱プレスなどの熱ラミネーションのような適切な方法で製造されうる。
【００７２】
他の態様では、本発明は、飲料製造装置で用いるカプセルであって、
第１の壁部材と、
第１の壁部材に強固に取り付けられた第２のホイル部材と、
原料と第２のホイル部材との間の少なくとも１つの多孔性層と
を備え、
多孔性層が第２のホイル部材とともに複層の積層体を形成する、カプセルに関する。
【００７３】
第２の壁部材は、アルミニウム、アルミニウム合金、アルミニウムもしくはアリミニウム合金と高分子との積層体、または単一の高分子で作られた、気体不透過性で穿孔可能な材料で作られることが好ましい。第２の壁部材は、１５〜４５μｍのアルミニウムホイルであることが最も好ましい。
【００７４】
しかし、代替的に、第２の壁部材は、多孔性フィルタを物理的に支持する液体透過性材料で作られてもよい。この場合、第２の壁部材は、多孔性部材がカプセルの流れ調整部材に留まるように、好ましくは多孔性部材よりも大きな孔サイズを有する。
【００７５】
多孔性層の引裂き強度は、加圧抽出条件下で第２の壁部材の強度よりも高いことが好ましい。多孔性層の引裂き強度は、抽出中に引裂きに抵抗して濾過効果および流れ調整効果をもたらすように決定される。
【００７６】
多孔性層は、孔サイズおよび／または多孔率により調製可能な著しい圧力降下を飲料流れに引き起こしうる。
【００７７】
多孔性層の材料は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ＰＢＴ、ＰＥＴ、ポリエーテルスルホン、およびポリアミドから選択される。
【００７８】
多孔性層は、１０μｍ未満、好ましくは０．４〜２μｍの孔サイズを有することが好ましい。
【００７９】
第１の壁部材と原料との間には、第２の複層の積層体を形成するために第２の多孔性層が配置されることが好ましい。
【００８０】
第２の多孔性層の引裂き強度も、加圧抽出条件下で第１の壁部材の強度よりも高いことが好ましい。
【００８１】
第２の多孔性層は、１０μｍ未満、好ましくは０．４〜２μｍの孔サイズを有することが好ましい。
【００８２】
第１および第２の壁部材は、気体不透過性の穿孔可能な材料で作られることが好ましい。
【００８３】
第１および第２の壁部材は、密封されて、それらの周辺リムに沿って対称をなすことが好ましい。
【００８４】
原料は、本質的にコーヒー焙煎挽豆の圧縮固形物である。
【００８５】
最も好ましい包装構成では、第１および第２の壁部材は、次の層を含む複層（外側から内側への順で）で形成される。ＰＥＴ／有色層／接着層／アルミニウム／接着層／ＯＰＰ。アルミニウム層は、１０〜８０μｍの厚さを有し、ＯＰＰ（つまり、延伸ポリプロピレン）層は、５〜４０μｍの厚さを有し、ＰＥＴ層は、５〜４０μｍの厚さを有することが好ましい。
【００８６】
複層の積層体は、
アルミニウム、他の金属、もしくは高分子の層、またはアルミニウムと高分子の複層と、
少なくとも１つの多孔性高分子層と
を備えうる。
【００８７】
金属層は、積層体の気体遮蔽層を形成することが好ましい。
【００８８】
金属層には、金属層の厚さを低減し、および／または気体遮蔽層を形成するために、１以上の追加の非多孔性層が積層されうる。気体遮蔽層は、高分子の複層で作られる場合に、ＥＶＯＨなどの引裂き可能なホイル部材の高分子層により得られてもよい。
【００８９】
本発明の他の態様は、前述した特徴によるカプセルを用いた方法に関する。
【００９０】
特に、この方法は、カプセル内の原料に基づき飲料を生成するためのものであり、方法は、
基体のフランジ状リムに強固に取り付けられたホイル部材により密封された円錐台基体を好ましくは備えるカプセルを準備する工程と、
密封されたカプセルを飲料製造装置に挿入する工程と、
ホイル部材に対向するカプセルの入口側を穿孔する工程と、
カプセル内に液体または気液混合物を注入し、カプセル内で圧力を増大させ、飲料製造装置の固定凹凸部材に対してホイル部材を押し付けさせる工程であり、ホイル部材が、注入された液体および気液混合物の圧力が少なくとも４バールに達すると、複数の開口により穿孔される材料で作られる、工程と、
カプセルから飲料を排出する工程であり、飲料が複数の開口と凹凸部材との間を通過し、所定量の原料とホイル部材との間に少なくとも配置された流れ調整多孔性部材を介して飲料を濾過する工程を含む、工程と
を含む。
【００９１】
特に、流れ調整多孔性部材は、フロー時間を低減するために有効であり、および／または上記部材を伴わないカプセルと比べて、所定容積のコーヒー抽出物を供給するときに、平均フロー時間のフロー時間標準偏差を低減することによりフロー時間の一貫性を改善する。特に、４０ｍＬまたは１１０ｍＬのコーヒー抽出物を供給するときに、平均フロー時間の１０％未満の標準偏差を得ることができる。
【００９２】
一般に、カプセルは、５．５〜６．５ｇの所要量のコーヒー挽豆を収容する。ショートコーヒーでは、５．５〜６．０ｇの所要量が好ましい。ルンゴコーヒーでは、６．０〜８．０ｇのコーヒー所要量が好ましい。
【００９３】
本発明の方法によれば、許容可能なフロー時間、つまり約４０秒未満、より詳しくは３５秒未満のフロー時間を維持しながら、高濃度のルンゴコーヒーを得ることができる。特に、高濃度のルンゴコーヒー用のカプセルは、６．０ｇを超えるコーヒー挽豆、好ましくは６．２〜７．０ｇのコーヒー挽豆を収容する。
【００９４】
また、カプセルは、２５０〜４５０μｍの粒径Ｄ４、３を有する挽豆を収容する。粒径が大きくなるほど、フロー時間が短縮されうる。よって、コーヒー挽豆の粒径を調整することにより、コーヒーの濃度をほぼ同一に維持しながらフロー時間を短縮でき、またはフロー時間の延長を伴わずにコーヒーの濃度（高い全固形物、収量など）を高くできる。
【００９５】
本発明の方法によれば、４０ｍＬのコーヒー抽出物を供給する場合のフロー時間は、４０秒未満、好ましくは３０秒未満、最も好ましくは２５秒未満である。
【００９６】
本発明の方法によれば、１１０ｍＬのコーヒー抽出物を供給する場合のフロー時間は、４０秒未満、より好ましくは３０秒未満である。
【００９７】
流れ調整多孔性部材は、０．４〜１００μｍ、好ましくは０．４〜２５μｍ、最も好ましくは約０．４５〜２μｍの孔サイズを有することが好ましい。
【００９８】
多孔性薄膜または不織布部材である流れ調整多孔性部材によって、特筆すべき結果が得られた。引裂き可能なホイル部材が１５〜４５μｍ、例えば約３０μｍの厚さを有するときにも、特筆すべき結果が得られた。ホイル部材は、アルミニウムまたはアルミニウム合金であることが好ましい。
【００９９】
飲料製造装置の固定凹凸部材は、好ましくはホイル部材の格子状の小孔を作るために構成された、引裂き構造を備えうる。
【０１００】
この場合、飲料製造装置の固定凹凸部材は、少なくとも８０°の角度を形成する専用の引裂き縁部を有する引裂き構造を備えうる。換言すれば、構造は、８０°未満で形成された角度を伴う鋭利な形状を有していない。
【０１０１】
引裂き構造は、切り込まれたピラミッドの形状と、飲料収集溝の網目を形成する凹部とを備えることが好ましく、この構造は、固定凹凸部材に対するホイル部材の押付けの結果、ホイル部材に小さな離散した裂け目を形成する部分的に矩形または正方形の刻み目を形成する。ホイル部材は、構造に対して本質的に引裂かれるように変形し易い一方で、流れ調整多孔性部材は、そのような構造に対して殆ど変形なしに留まり、および／または構造に対する引裂きを伴わずに弾性的に変形する大きな可能性を有する。構造は、（針状の鋭利な縁部を伴わずに）多孔性部材の破裂のリスクが低くかつ多孔性部材が流れ調整特性を提供しつつ十分に薄くなりうるようにも決定される。
【０１０２】
本発明の他の態様は、前述した特徴によるカプセルと飲料製造装置との組合せに関する。
【０１０３】
本発明の他の特徴、目的、および利点は、添付図面の図と併用して本発明の実施形態に関する以下の詳細な説明を読むことで当業者にとって明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】飲料原料を伴うカプセルを囲む既知の飲料製造装置を示す。
【図２】本発明に係るカプセルおよび飲料製造装置の一例を示す。
【図３】ホイル部材および多孔性部材を取り外された本発明に係るカプセルを示す。
【図４】本発明に係るカプセルの詳細を示す。
【図５】請求項４のカプセルの修正例を示す。
【図６】流れ調整多孔性部材を伴わずにコーヒーを抽出した後の穿孔可能なカプセルに関する本発明の効果を写真で説明する。
【図７】流れ調整多孔性部材を伴ってコーヒーを抽出した後の穿孔可能なカプセル（本発明）に関する本発明の効果を写真で説明する。
【図８】流れ調整多孔性部材を伴わずにコーヒーを抽出した後の穿孔可能なカプセルに関する本発明の効果を他の写真で説明する。
【図９】流れ調整多孔性部材を伴ってコーヒーを抽出した後の穿孔可能なカプセル（本発明）に関する本発明の効果を他の写真で説明する。
【図１０】重量４０グラムのエスプレッソコーヒーのカップについて、フロー時間（秒）に対するカップ濃度（％）の比較曲線を示す。
【図１１】流れ調整多孔性部材を伴わない場合の重量１１０ｇのロングカップ（「ルンゴ」）コーヒーについて、コーヒー平均粒径（Ｄ４、３）に対するフロー時間（秒）の変化を示す。
【図１２】流れ調整多孔性部材を伴う場合（本発明）の重量１１０ｇのロングカップ（「ルンゴ」）コーヒーについて、コーヒー平均粒径（Ｄ４、３）に対するフロー時間（秒）の変化を示す。
【図１３】カプセル内に流れ調整多孔性部材を伴わない場合のルンゴコーヒーカップについて、フロー時間に対する「クレマ」値を示す。
【図１４】本発明のカプセルの変形例に係る切断カプセルを示す。
【図１５】本発明のカプセルの変形例に係る切断カプセルを示す。
【図１６】他の実施形態に係るカプセルの部分概念図（長軸中央面に沿う片側図）を示す。
【図１７】本発明にシステムに係る装置のカプセルホルダを示す。
【図１８】本発明の対称カプセルの横断面斜視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【０１０５】
図２を参照して、本発明のカプセルの第１の詳細な実施形態について説明する。
【０１０６】
「全固形物」は、抽出物に含まれた抽出固形物の重量を抽出物の全体重量で除した値として定義される。この値は、一般にパーセンテージで表される。
【０１０７】
「抽出収率」は、抽出物の特徴に言及しており、抽出液内の全固形物の重量をカートリッジ内の初期のコーヒー原料（コーヒー焙煎挽豆など）の総重量で除した値として定義される。この値は、一般にパーセンテージで表される。
【０１０８】
平均粒径「Ｄ４、３」は、Ｍａｌｖｅｒｎ（登録商標）光学測定装置と、粒子分散剤としてのブタノールとを用いてレーザー回折法により得られたコーヒー挽豆の容積測定の平均直径を示す。
【０１０９】
「クレマ」は、ほぼ小さな気泡の構造によりコーヒー抽出物上に形成された泡状の頂部として定義される。クレマの性状は、一杯の淹れ立てコーヒーの表面に明確に定義されたザラメ層（つまり、平均粒径Ｄ４、３＝６６０μｍのザラメ）を配置し、表面の被覆からザラメの主要部が沈むまでの経過時間を測定する経験的なシュガーテストにより測定されうる。よって、「シュガーテスト値」は、秒数である。
【０１１０】
「液体または気液混合物の圧力」は、一般に、カプセル内の注入箇所で測定された、大気圧を超える相対応力の測定値である。
【０１１１】
一般に、本発明のプロセスに係る液体または気液混合物の圧力は、抽出中にホイル部材の引裂きをもたらすために少なくとも４バール、好ましくは少なくとも６バール、最も好ましくは少なくとも８バールである。
【０１１２】
以下では、特定デザインのカプセル、つまりカップ状の基体および閉鎖ホイル部材を備えるカプセルを参照して、本発明が説明されることに留意されたい。一般に、本発明に係るカプセルは、縁部で互いに接続されてフランジ状の密封リム領域を形成する少なくとも２つの対向する壁部材を備えることで、密封された内部を囲む。
【０１１３】
従来技術と比較できる本実施形態は、ホイル部材５を引き裂いて穿孔するように設計される凹凸要素１２を有し、カプセル１のカップ状基体４を閉鎖するカプセルホルダ１３を示す。このホイル部材の引裂きは、例えば、カプセル内の圧力が閾値を越えるとすぐに生じうる。凹凸要素は、ホイル部材の（部分的な）引裂きを生じさせうる突出形状、好ましくは格子状のデザインを有しうることに留意されたい。好ましい例としては、ピラミッド、バンプ、シリンダ、細長いリブなどが挙げられる。
【０１１４】
カプセル１内には、原料３が収容されており、原料３は、カプセル１の上壁１７の領域に液体が侵入して原料３と相互作用すると、飲料が製造されうるように選択される。好ましい原料は、例えばコーヒー挽豆、茶、または、飲料、他の液体、もしくは粘り気を伴う調理済み食品（スープなど）を製造可能な他の原料である。
【０１１５】
図２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、ホイル部材５がカプセルホルダ１３の凹凸部材１２側に静止し、カプセル１のカップ状基体４が飲料製造装置の閉鎖部材９の外周壁２５によりすでに部分的に囲まれている状態を示している。図示された閉鎖部材は、ベル状を呈している。閉鎖部材の内部輪郭（凹部）のデザインを一般にカプセル１の輪郭にほぼ適合させる他の形状も可能である。
【０１１６】
図示されたようなホイル部材５は、カプセル内の所定の過圧のせいで平坦にならなくてもよいことに留意されたい。この過圧は、充填されたカプセルを製造するときに保護気体などを導入すること、および／またはカプセル内に収容された原料が気体を放出することで生じる。特にコーヒー挽豆では、製造現場でのカプセルの閉鎖後に二酸化炭素などの気体が放出され、ホイル部材が僅かに凸状に変形する。
【０１１７】
本発明によれば、原料３とホイル部材５との間に流れ調整部材８０が配置される。
【０１１８】
閉鎖（ベル）部材９は、カプセルのリム領域８に閉鎖圧を加えるための押圧面１８と、飲料製造装置内にベル部材を取り付けるための雄ねじ１９と、ベル部材９に取外し可能に取り付けられる（ねじ込まれる）水注入部２４に加圧された温水などの液体を供給するための取水開口２０とをさらに備える。
【０１１９】
ねじ１９は、取外し可能または取外し不能な接続手段の一例にすぎないことに留意されたい。
【０１２０】
ベル部材を移動させるための機構ひいてはカプセルホルダなど、飲料製造装置の他の要素は、カプセル形式のエスプレッソマシンの分野の従来技術から公知である。
【０１２１】
水注入部は、カプセルホルダ１３およびベル部材９が手動操作または自動機構などにより互いに隣接されると、カプセル１の上壁１７に開口を形成するように設計された穿孔要素２４（ブレード、ピンなど）を備える。穿孔要素２４がカプセル１内へ一旦突出すると、カプセル１内へ水が供給されうるように、穿孔要素２４を水路（不図示）が通過する。
【０１２２】
カプセル１は、上壁１７、側壁７、およびフランジ状リム６を備え、ホイル部材５は、フランジ状リム６へ密着されてカプセル１のカップ状基体４を密封して閉鎖する。ふたたび、カプセルが密封されかつ前述した原料を収容しうる限り、カプセルの他のデザインが可能である。
【０１２３】
図３は、アルミニウムまたはアルミニウム合金のホイル部材５が基体４上へ密着される前、および流れ調整多孔性部材８０が原料の底部３とホイル５との間に挿入される前のカプセル１を示している。
【０１２４】
カプセル１の基体のフランジ状リム６も視認できる。
【０１２５】
さらに、流れ調整多孔性部材８０が示されている。流れ調整多孔性部材８０は、不織布材料から作られた濾過ウェブの一例である。それは、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリカーボネート、ポリ（４−メチル・ペンテン−１）、ポリウレタン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルホン、ポリアミド、または他の溶解可能な繊維状重合体などの高分子で作られることが好ましい。その孔サイズは、０．４〜１００μｍ、より正確には０．４〜３０μｍ、より正確には０．４〜２０μｍ、さらにより正確には０．４〜１０μｍ、さらにより正確には０．４〜２μｍの範囲でありうる。ディスク状フィルタは、不織布材料またはポリエステルなどの織布材料で補強されうる。
【０１２６】
図４は、適切な寸法で切断され、アルミニウムホイル部材と一緒に、超音波溶接などでカプセル１のフランジ状リム６へ密着されうる流れ調整多孔性部材８１を示している。多孔性部材が溶解可能な高分子で作られるので、カプセルへの溶接が可能となる。流れ調整多孔性部材の寸法は、部材の縁部がカプセル１の基体４のフランジ状リム６に重なるように決定される。
【０１２７】
図５は、適切な寸法、好ましくはカプセルの基体の内径「Ｄ」よりも僅かに小さい直径「Ｄ０」で切断された流れ調整多孔性部材８２の一例を示している。よって、流れ調整多孔性部材の縁部は、カプセルの壁に至らず、流れ調整多孔性部材は、カプセル内に予め充填された原料の上に単純に配置される。最後に、ホイル部材が、例えば熱的または超音波的に密着されて、カプセル１のフランジ状リム６へ取り付けられる。
【０１２８】
また、流れ調整多孔性部材および引裂き可能部材は、カプセル製造中の取扱いを容易にするように複層の積層体を形成しうる。この場合、流れ調整部材は、カプセル内で引裂き可能なホイル部材よりも必ず内側の層または複層として設けられる。流れ調整部材は、単層または複層の非多孔性の引裂き可能なホイルに積層された多孔性の単層膜または複層膜で形成されうる。よって、非多孔性の引裂き可能なホイル部材は、調整可能かつ再現可能な引裂き条件をもたらす材料から選択される。好ましい材料は、アルミニウムである。アルミニウム層の厚さは、２０〜５０μｍであることが好ましい。アルミニウムは、熱溶解性ラッカーなどの非多孔性の１以上の高分子層に積層されうる。追加層は、より薄く（５μｍ未満など）かつカプセルの本体および多孔性層への密着に適した層でもよい。
【０１２９】
流れ調整部材は、ホイル部材が開放され、つまり内圧の影響下で凹凸部材１２により引き裂かれるときに、引裂き可能なホイル部材よりも高い引裂き強度を有する材料から選択されることが好ましく、多孔性部材は、加圧抽出条件下で引裂きに抵抗するのに十分に延びる。特に、流れ調整部材は、破損を伴わず、または液体流れのための大きな通路の形成を伴わずに変形するのに十分な弾力性を有する。液体は、加圧下で押し出され、流れ調整部材の多くの孔を通って、凹凸部材に対して引裂かれたホイル部材を貫通する小孔に至る。
【０１３０】
前述したように、多孔性部材は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ＰＢＴ、ポリカーボネート、ポリ（４−メチル・ペンテン−１）、ポリウレタン、ＰＥＴ、ポリエーテルスルホン、ポリアミド、レジン結合ガラス繊維、およびこれらの組合せから選択された単層または複層であることが好ましい。
【０１３１】
図６および図７は、本発明の濾過効果を示している。図から分かるように、本発明は、特にカプセルのホイル部材５の格子状小孔２０５に適用される。この格子には、淹出プロセスの結果として得られた、ホイル部材の複数の小孔を規定するほぼ矩形または正方形の小さな刻み目が設けられる。小孔は、上方にホイル部材が延在する凹凸要素１２（図２または図１７）により形成され、凹凸要素は、抽出中の内圧の影響下で引き裂く。引裂き構造は、鋭い角度または縁部、つまり約８０°未満の角度を有しない表面で形成される。
【０１３２】
図６は、流れ調整部材が存在しないときに、小孔２０５を通じたコーヒー粒子の再放出が表れることを示している。図７は、本発明のカプセルにより固形物の再放出を全く伴わない顕著な改善を示している。
【０１３３】
驚くことに、図８および図９は、本発明のカプセルの、より整然とした小孔２０５も示している。換言すれば、小孔は、より一貫性を有し、より明確な輪郭を有している。図８には、異なるサイズおよび深さの小孔が示されている。
【０１３４】
本発明に係る内部流れ調整多孔性部材手段は、特に、そのような格子状構造に穿孔されるアルミニウムまたはアルミニウム合金のホイル部材５と小開口２０５との組合せに対して有効かつ適している。
【０１３５】
特に、カプセル内における圧力下でのコーヒー抽出中の圧力降下は、コーヒーマシンの配管内、コーヒー底部内で生じ、主にホイル部材と穿孔板、つまり引裂き構造との境界を横切って生じる。
【０１３６】
よって、結果として所定量の液体を抽出するのに要する時間は、ホイル部材と穿孔板（つまり、「ピラミッド板」）との間で生じる現象に依存する。理論により限定されずに、発明者等は、膜−ピラミッド板の境界で生じる圧力降下は、膜と「ピラミッド板」との間の間隙の幅により主に決定されると考える。この間隙の幅は、抽出の初期に、特に膜が引き裂かれる段階で定められる。この瞬間に、非常に動的かつある程度無秩序な現象が生じうる。膜の物理的な強度（引張り強度、穿孔抵対、引裂き前の伸長など）、引裂き圧力、および水の流体力学的な挙動は、ピラミッド板に対する膜の押圧の程度、よって間隙の幅に影響を及ぼす。流れ調整多孔性部材を伴わなければ、これらの観察された現象は、より無秩序となり、よって圧力降下のかなり大きな変動を招き、結果的にフロー時間の標準偏差が大きくなる。また、超微細粒子がこの非常に狭い間隙へと運ばれ、出口を閉塞し、よって圧力降下の増大をもたらしうる。
【０１３７】
コーヒーの底部とホイル部材との間への流れ調整多孔性部材の追加は、圧力降下を決定する以下の３つの主要な現象に影響を及ぼすと想定される。
ａ）  コーヒーの底部から洗い流されカプセルの出口へ運ばれうる微細粒子（つまり、約９０μｍ未満の粒子）は、流れ調整多孔性部材により保持される。よって、それらは、ホイル部材と穿孔板との間の非常に狭い間隙に堆積しない。よって、微細粒子に起因する閉塞の増大が回避される。
ｂ）  流れ調整多孔性部材は、抽出の初期の引裂きの瞬間にホイル部材に作用する動水圧を低減させる。ホイル部材は、穿孔板に対して、それほど強く押し付けられない。よって、部材とピラミッド板との間の間隙は、流れ調整多孔性部材を伴わない場合よりも広がる。
ｃ）  抽出中にコーヒーの底部が圧力を形成すると、結果としての力は、ホイル部材および穿孔板に伝達される。この力は、ホイル部材と穿孔板との間の間隙をさらに小さくする。しかし、流れ調整多孔性部材の剛性によって、力は、ホイル部材と穿孔板に異なる態様で分配される。力は、板の穿孔要素の台部で大きく、板の凹部または溝で小さくなる。圧力降下に関連する間隙幅が主に凹部に配置された出口孔の周辺にあるので、凹部上のコーヒーにより伝達された力が低減すると、圧力降下がさらに低減する。
【０１３８】
ある形態では、流れ調整多孔性部材は、ホイル部材５と基体４のリム６との間に挟まれない。流れ調整多孔性部材の外縁は、ホイル部材５の密封領域２０９および基体のリムよりも半径方向に内側の位置で終端しうる。
【０１３９】
図１４および図１５は、内部流れ調整多孔性部材２０６がホイル部材５から離間しうることを示している。流れ調整多孔性部材２０６は、カプセルの基体の複数の壁７へそれぞれに密着される。よって、流れ調整多孔性部材は、淹出方向に関して、コーヒー挽豆の２つの部分など２つの原料部分を分離しうる。よって、流れ調整多孔性部材は、２つの部分の間で液体流れを調整可能である。また、２つの原料部分は、異なる粒度分布または異なるコーヒーブレンドなど、異なる特徴を有しうる。
【０１４０】
図１４および図１５の実施形態では、流れ調整多孔性部材２０６の上下の両方に原料が存在する。
【０１４１】
参照符号２０７は、カプセルの巻き返された外側リムを示している。ホイル部材５と基体のリムフランジは、巻き返された外側リム２０７の内側に隣接するリング状領域２０９で互いに密着されうる。
【０１４２】
図１６は、本発明のシステムのカプセルのための想定される他の形態を示している。この形態では、カプセルは、カップ状基体４と、閉鎖ホイル５と、閉鎖ホイルの環状部が密着される本体のフランジ状リム６とを備える。流れ調整多孔性部材３０１は、カプセル内に配置され、スペーサ要素３０２によりホイル部材の内面から隔てられる。スペーサ要素は、大穴を伴う格子、または水路および貫通孔を伴い顕著な圧力降下をもたらさない剛性部材でありうる。
【０１４３】
図１７を見ると、カプセルホルダ１３の凹凸要素は、鋭角を形成しうる８０°の角度よりも緩やかな角度で設計される。
【０１４４】
図１７に戻ると、適切なカプセルホルダ１３の一例が示されている。カプセルホルダ１３は、略正方形の断面を有する切り込まれた一連のピラミッドからなる引裂き構造９２を備える。ピラミッドの上面は、基本的にピラミッドの基部９２２よりも小さな正方形面９２１である。正方形面９２１は、引裂き構造の「台部」を形成する。ピラミッドは、基部９２２よりも大きな下基部９２３を備えうる。ピラミッドの数は、約２５〜５０の範囲でありうる。ピラミッドの高さは、約０．５〜３ｍｍでありうる。構造の引裂き縁部は、主に上面９２１の縁部９２４およびピラミッドの側壁の縁部９２５に配置される。ピラミッドの全ての面は、８０°を超える角度を形成することにより引裂き縁部で接続される。上部引裂き縁部９２４は、９０°を超える角度を形成する表面により囲まれることがより好ましい。
【０１４５】
図１８を見ると、本発明のカプセル４００は、カプセルの外壁を形成する第１および第２の壁部材４０１、４０２によって対称性を有しうる。第１および第２の壁は、それらの周辺リム４０３、４０４で接続され、所要量の飲料原料、好ましくはコーヒー焙煎挽豆の固形物を収容する閉鎖チャンバ４０５を囲む。固形物４０６は、圧縮形態でもよく、バラ形態でもよい。固形物は、カプセルのサイズを抑制するために圧縮されることが好ましい。カプセル内では、原料、つまりコーヒー固形物と第１および第２の壁４０１、４０２との間に、第１および第２の流れ調整多孔性部材４０７、４０８がさらに設けられる。流れ調整多孔性部材は、前述した実施形態で既に説明されたものと同一の特性を有しうる。特に、多孔性層は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ＰＢＴ、ＰＥＴ、ポリエーテルスルホン、およびポリアミドから選択される。多孔性層は、１０μｍ未満、好ましくは０．４〜２μｍの孔サイズを有することが好ましい。
【０１４６】
このようなカプセル４００の追加の利点は、飲料製造装置の、第１または第２の壁のいずれかが入口側または吐出側を形成できる淹出ユニット内に配置できることにある。よって、第１および第２の壁は、穿孔可能な材料で形成され、好ましくは気密性の材料で形成される。好ましい包装形態では、各壁は、以下の層（外側から内側の順序で）からなる複層で形成される：ＰＥＴ／有色層／接着層／アルミニウム／接着層／ＯＰＰ。アルミニウム層は、１０〜８０μｍの厚さを有し、ＯＰＰ（つまり、延伸ポリプロピレン）層は、５〜４０μｍの厚さを有し、ＰＥＴ層は、５〜４０μｍの幅を有することが好ましい。
【０１４７】
事例
事例１−ショートコーヒー（４０ｇ）のフロー時間
図１０は、流れ調整多孔性部材を伴わないカプセルと、流れ調整多孔性部材を伴う本発明に係るカプセルとのそれぞれで、コーヒー抽出物を４０ｍＬ供給する場合について、フロー時間（秒）に対するコーヒーカップ濃度の比較曲線を示している。曲線は、それぞれ１９５、２６７、２７９、および３９９μｍの異なる粒度分布（Ｐｒｏｂａｔグラインダ内のコーヒー挽豆）について、フロー時間の標準偏差に関する結果を示している。カプセルには、コーヒー挽豆５．５ｇ、極細繊維含有ウェブ、「Ｉｎｎｏｖａｔｅｃ  ＳＡＰ４８９」（比重５０ｇ／ｍ２）で作られたポリウレタン製の多孔性部材が収容された。直径約３３ｍｍの多孔性部材がホイル部材に隣接して配置された。カプセルのホイル部材として、厚さ３０μｍの部材を用いた。カプセルは、「Ｎｅｓｐｒｅｒｓｓｏ  Ｃｏｎｃｅｐｔ（登録商標）」マシン内で抽出された。
【０１４８】
結果は、そのような流れ調整および濾過部材を有しないカプセルに比べて、本発明のカプセルでは、相対的に短いフロー時間および小さい標準偏差を示している。また、驚くことに、粒度分布によって、より広範なコーヒー濃度、例えば、この具体的な事例では重量比で約２．８〜３．６％の範囲に亘る濃度のカップを作ることができる。数値結果は、以下の表にも示されている。
【０１４９】
【表１】
0005800714.tif 000002
【０１５０】
事例２−ロングコーヒー（１１０ｇ）のフロー時間
図１１および図１２は、コーヒー約６ｇを収容しかつ約３０μｍのホイル部材を有するカプセルからルンゴコーヒー抽出物を１１０ｇ供給する場合について、粒径Ｄ４、３に対するフロー時間の比較変化を示している。直径約３３ｍｍの多孔性部材がホイル部材に隣接して配置された。驚くことに、２９０〜４０３μｍの範囲（より詳しくは、２８９、３１８、３４７、３７５、および４０３μｍのそれぞれ）の粒径でフロー時間が３０秒未満に著しく低減した。また、特筆すべきは、全ての粒径でフロー時間の標準偏差が５秒未満に著しく低減したことにも留意されたい。カプセルは、「Ｎｅｓｐｒｅｒｓｓｏ  Ｃｏｎｃｅｐｔ（登録商標）」マシン内で抽出された。
【０１５１】
以下の表は、図１１および図１２に対応する流れ調整多孔性部材（「フィルタ」と称される）を伴う場合と伴わない場合とで、カプセルに関するテストの結果を提供している。
【０１５２】
【表２】
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【０１５３】
事例３−クレマの結果
図１３は、本発明のカプセルを用いた場合と、流れ調整多孔性部材を伴わない比較カプセルを用いた場合で、クレマ形成の結果を示している。曲線は、コーヒー抽出物を１１０ｇ供給する場合について、フロー時間（秒）に対する「クレマ」（「シュガーテスト」の時間（秒））の比較曲線である。カプセルには、コーヒー挽豆６ｇ、ポリウレタン製の極細繊維「Ｉｎｎｏｖａｔｅｃ  ＳＡＰ４８９」ウェブで作られた多孔性部材が収容された。厚さ４０μｍのホイル部材が用いられた。結果は、フロー時間が著しく低減する一方で、流れ調整多孔性部材がクレマ形成に影響を及ぼさないことを明らかに示している。
【０１５４】
図１３の事例では、「シュガーテスト」と称される経験的なテストに従ってクレマが測定される。このテストの方法は、後述される。
【０１５５】
事例４−ロングコーヒー（１１０ｇ）およびコーヒー挽豆の大きな質量（６．２ｇ）のフロー時間
ＰＡＬＬカンパニー製の０．６５μｍ、直径３３ｍｍのナイロン６、６膜、「Ｕｌｔｉｐｏｒ  Ｎ６、６  Ｐｏｓｙｄｉｎｅ」で作られた流れ調整部材を伴うカプセルと、伴わないカプセルとを用いて比較テストが実施された。カプセルには、粒径Ｄ４、３＝３２０μｍの挽豆６．２ｇが収容された。直径約３３ｍｍの多孔性部材がホイル部材に隣接して配置された。ナイロン膜を伴うカプセルでは、フロー時間が３３〜３７秒であり、平均フロー時間が３４秒であった。約２２〜２３％のコーヒー収率が測定された。対照的に、流れ調整多孔性部材を伴わない同一特徴のカプセルでは、フロー時間が２４〜７２秒であり、平均フロー時間が４９秒であった。これらの結果は、６．２ｇの大きな質量では、本発明のカプセルによって、フロー時間が平均して低減し、流れの一貫性が非常に改善されることも示している。
【０１５６】
事例５−異なる流れ調整多孔性部材のフロー時間
以下の表は、ＰＡＬＬカンパニーによりテストされた異なる他の多孔性部材のフロー時間に関する結果を提供している。参考値は、内部に多孔性部材を伴わないカプセルであった。この結果は、０．４５〜１００μｍの多孔性部材でフロー時間が改善されることを示している。コーヒー収率は、約２２〜２３％であった。
【０１５７】
【表３】
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【０１５８】
事例６−クレマ形成のシュガーテスト
機械式のシュガーテスト装置は、小型のザラメ収容サイロからなる。一定のスリット（２ｍｍ×４０ｍｍ）を下縁に備えるこのサイロの分光Ｖ形状は、スリットが開かれており最低限のザラメがサイロ内に残っている限り一定のザラメ幕を作ることができる。このサイロは、地点「Ａ」から地点「Ｂ」へ（Ａ−Ｂ間の距離：２０ｃｍ）調整された速度（〜４０ｍｍ／ｓ）で水平に移動できる。両方の地点の端部位置では、隔壁は、装置が待機モードにある場合にザラメの流出を防止する。サイロが移動すると、２つの地点「Ａ」、「Ｂ」の間に亘ってザラメの幕が作られる。２つの地点内の経路の６０ｍｍ下に配置されるカップ内のクレマは、サイロが通り過ぎると、ザラメの均一な層で覆われる。ザラメの層が泡の層の上に配置されると、ストップウオッチが開始される。カップ内に置かれたザラメの量（正確に５ｇのザラメを得るための層の厚さ）は、サイロの速度またはスリットの寸法を変化させることで調節可能である。ザラメは、Ｄ４、３＝６６０μｍのザラメである。抽出の終了とシュガーテストの開始との間には、正確な待ち時間（小型カップの場合２０秒）が観察されなければならない。ザラメ層は、クレマの上部にしばらく留まる。後に、ザラメの主要部分が突然に沈むと、観察者は、ストップウオッチを停止させなければならない。
【０１５９】
「シュガーテスト値」は、ストップウオッチに示された秒数である。このテストに関する追加情報は、欧州特許第１８４２４６８Ｂ１明細書中に見出しうる。
【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１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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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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