(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケース（２）を備えた飲料用カプセルであって、
前記ケース（２）は、流体（Ｆ）と混合されて最終製品を得るための初期製品（Ｐ）を収容するのに適したキャビティ（５）を画成する底壁（３）及び側壁（４）と、前記側壁（４）から延在するフランジリム（７）とを備え、
前記底壁（３）は、前記側壁（４）まで延在する底部リム（３ａ）によって画定される開口（３０）を有し、
前記カプセルは、前記フランジリム（７）に取り付けられて前記キャビティ（５）を密封するカバー要素（８）と、前記底部リム（３ａ）に取り付けられて前記開口（３０）を密封する閉鎖要素（２６）と、を更に備え
前記カバー要素（８）は前記カプセルが使用可能な分配器の抽出手段又は注入手段によって穿孔可能であり、閉鎖要素（２６）は前記分配器の抽出手段又は注入手段によって穿孔可能であり、
前記閉鎖要素（２６）は、前記底壁（３）よりも大きい寸法を有するとともに、前記カプセルの内部において圧力が増大したとしても前記カプセルに接合し続けるように前記側壁（４）に対しても取り付けられ、
前記底部リム（３ａ）は、前記側壁（４）とともに底部端（３４）を画成し、
前記閉鎖要素（２６）は、前記底部端（３４）を越えて延在するとともに、前記底部端（３４）の全体に沿って前記側壁（４）に重ね合わされており、
前記閉鎖要素（２６）は、円盤形状であって、前記底壁（３）の直径よりも大きい直径を有しており、
前記側壁は、前記底部端（３４）に連結された第１部分（４ａ）と、前記第１部分（４ａ）とともに側端（３５）を画成する第２部分（４ｂ）と、を備え、
前記閉鎖要素（２６）は、前記側壁（４）の前記第１部分（４ａ）に取り付けられており、
前記第１部分（４ａ）は円錐台形状であり、同じく円錐台形状である前記第２部分（４ｂ）の第２傾斜よりも大きい第１傾斜を有し、
前記第１傾斜及び前記第２傾斜は、前記カプセルの対称軸（Ａ）に対して測定されたものである、飲料用カプセル。
【請求項２】
前記閉鎖要素（２６）は、前記底部端（３４）から測定して２ｍｍの少なくとも１つの細長い幅に亘って、前記側壁に重ね合されて取り付けられている、
請求項１に記載のカプセル。
【請求項３】
前記閉鎖要素（２６）は、前記側壁（４）の前記第１部分（４ａ）に重ね合されて取り付けられている、
請求項１又は２に記載のカプセル。
【請求項４】
前記閉鎖要素（２６）は、前記カプセル（１）の前記底部リム（３ａ）に対して、及び前記側壁（４）の前記第１部分（４ａ）に対して、接合部（３３）において熱溶接により取り付けられている、
請求項１乃至３のいずれかに記載のカプセル。
【請求項５】
前記接合部（３３）は、前記底部リム（３ａ）において、及び前記第１部分（４ａ）において、前記底部端（３４）を通って前記側端（３５）まで延在している、
請求項４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、自動分配器において、例えば飲料等の製品を調製するためのカプセル又は容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
特に、本発明は、例えば、粉末コーヒーや浸出液（infusion）製品等の初期製品を収容する、１回分の使い捨て封止カプセルに関する。初期製品は、加圧流体と相互作用することにより最終製品を生成可能である。
【０００３】
分配器で使用される公知のカプセルは、液体及び気体に対して不透過性のプラスチックからなる、ビーカー又はカップ形状を有する外側ケースを備えた使い捨ての１回分容器である。
【０００４】
図３は、本発明の出願人のＩＴＭＯ２０１３Ａ０００２１４の出願において開示されたカプセル１を示している。
【０００５】
符号２で示されるケースは、製品Ｐが挿入され得る開放キャビティ５を画成する底壁３と側壁４とを備えている。製品Ｐは例えば粉末コーヒーや茶であり、これから飲料を得ることができる。フランジ状のリム７が側壁４に連結されるとともにそこから延在して、キャビティ５の上方開口の周囲に配設されている。上方開口は、典型的にはアルミフィルム又はプラスチックフィルムであるカバー要素８により密封される。カバー要素８は、製品Ｐを容器内部に封止するようにしてケース２の縁部７に取り付けられる。
【０００６】
カプセル１の底壁３は、環状底部リム３ａにより画定された、好適には円形の開口部を更に有している。この環状底部リム３ａには、カバー要素８の材料と同じ材料からなる別のカバー要素２５が取り付けられる。
【０００７】
カプセルは、典型的には水である加圧流体が供給され得るとともに得られたコーヒー飲料がそこから出られるように穿孔可能である。特に、更なるカバー要素２５とカバー要素８が、加圧流体が供給され得るように且つ飲料が抽出され得るように、分配器の好適な流体注入手段及び抽出手段によって穿孔可能となっている。
【０００８】
或いは、カプセルは公知タイプの分配器に挿入配置され得る。この分配器の中で、カバー要素８と更なるカバー要素が、分配器の流体注入手段及び抽出手段によってそれぞれ穿孔可能となっている。
【０００９】
換言すれば、カバー要素８と更なるカバー要素２５の両方が容易に穿孔可能な材料からなり、これにより、キャビティが上方を向いているか下方を向いているかを問わず、分配器において非常に柔軟な使用法でカプセルが使用され得る。
【００１０】
カプセルは、通常、製造工程によって初期製品Ｐで充填されている。製造工程においては、熱成形された複数のケースを充填ステーションに送り、次いで、充填されたケースを溶接ステーションに送って、カバー要素をカプセルのフランジリムに溶接することにより、キャビティを封止する。更なるカバー要素は、既に底部リム３ａに取り付けられてこれを閉鎖している。このカバー要素の取付の間に、窒素等の不活性ガスが各カプセルに供給されて空気と置換される。こうして、使用ガスの抑制静菌作用により、初期製品Ｐの官能特性が不変に維持される。
【００１１】
しかしながら、粉末コーヒーを各ケースに供給する場合、不活性ガスが存在していても、コーヒーは、ローストして挽いた後、ロースト後に経過した時間に反比例した態様で時間とともに二酸化炭素と香りを放出（排出）して変質し続けることが知られている。このため、通常、貯蔵サイロにおいて粉末コーヒーの脱気工程を実施する。脱気工程は、コーヒーを、コーヒーから自然に排出される二酸化炭素から分離するために必要なものである。
【００１２】
公知タイプのカプセルの問題のひとつは、カプセルが、脱気工程を実施されていない又は効率良く脱気工程を実施されていない粉末コーヒーで充填され得るということである。このようなカプセルにおいては、コーヒーが二酸化炭素を排出してカプセル内の圧力が予期せず増加してしまう可能性がある。これにより、カバー要素及び／又は更なるカバー要素の変形や好ましくない膨張が引き起こされ得る。しかも、更なるカバー要素においてカプセルの無傷性が多くの場合損なわれることがある。
【００１３】
実際に、過剰な圧力は、更なるカバー要素の断裂やこの更なるカバー要素のカプセルの底壁からの分離を引き起こし得る。更なるカバー要素は、底壁の寸法に依存する溶接リムにより底壁に連結されているが、この底壁の寸法は多くの場合小さい。
【００１４】
二酸化炭素の排出に関する問題は、上述のようなコーヒーだけでなくある種の部分発酵茶についても認識されている、このような茶はカプセルの充填後も二酸化炭素を排出しながら発酵し続ける場合がある。この場合にも、充填カプセルが、カプセル内部の過剰に増大した圧力によって破損し得る。
【００１５】
この問題は、カプセルが初期製品Ｐを充填されて梱包された後、それらが消費者への流通前に倉庫で長期間に亘って保存されることが想定される場合に、より重大なものとなる。カプセルが消費者の購入後に破損し得るとともに、制御不能な態様で損害が発生し得る。
【発明の概要】
【００１６】
本発明の目的は、公知の飲料用カプセル、特には公知の分配器において使用可能なカプセルを改良し、中に充填される初期製品を問わずにカプセルの無傷性を保証することである。
【００１７】
別の目的は、充填後に気体を排出し得る初期製品が充填され得るカプセルであって、無傷性を長時間に亘って損なわないカプセルを考案することである。
【００１８】
更なる目的は、閉鎖要素がフランジリムに取り付けられるとともに更なる閉鎖要素が底壁に取り付けられたカプセルであって、更なる閉鎖要素は圧力を受けても底壁から分離しない、というカプセルを考案することである。
【００１９】
更に別の目的は、安価で製造が簡単なカプセルを得ることである。
【００２０】
本発明の第１態様によれば、請求項１及びこれに従属する１以上の請求項によって飲料用カプセルが提供される。
【００２１】
本発明のいくつかの実施例を非制限的な例として示す添付図面を参照することにより、本発明はより良く理解され実施され得るであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】明瞭性を期するためにいくつかの部品を除いた、本発明によるカプセルの概略断面図。
【図２】図１のカプセルの底壁の部分拡大概略断面図。
【図３】公知の飲料用カプセルの概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１を参照すると、本発明による飲料用カプセル１が示されている。カプセル１は、その内部に高温の加圧流体Ｆを注入することにより、例えばコーヒー、麦茶、ハーブティー、お茶、ココア等の、特に高温の飲料である最終製品を製造するためのものである。
【００２４】
図３に開示された従来技術のカプセルとの統一を図って、同一の参照符号が同一の部品に付与されている。
【００２５】
本発明のカプセル１は、外側ケースすなわち容器２を備えている。容器２は、初期製品Ｐを収容するのに適した開放キャビティ５を画成する底壁３と側壁４とを備えている。初期製品Ｐとは、例えば、典型的には水である流体と混合されて最終製品を得るための水溶性又は浸透性の食品である。底壁３と側壁４は、実質的にビーカー又はカップ状のカプセル１の本体を画成している。
【００２６】
一実施態様によれば、底壁３は平坦であり、特には円形形状を有している。
【００２７】
ケースは、更に、側壁４に連結されるとともに側壁４から延在してキャビティ５の上方開口の周囲に配設されたフランジリム７を備えている。フランジリム７は、更に底壁３に対向しており、キャビティ５に対して外方を向いている。
【００２８】
カプセルの底壁３は、好適には、円形開口３０を有する。円形開口３０は、例えば環状の、カプセルの側壁４まで延在する底部リム３ａにより画定されている。また、カプセルの底壁３は、環状壁３１を備える。環状壁３１は、キャビティ５内において開口３０の周囲に延在して底壁３の凹部を画成しており、この凹部は底壁３と一体的に形成されている。
【００２９】
環状壁３１は、カプセル１の対称軸Ａに面するリム３１ａを有する内部端を有しており、内部端は、開口３０と略同一寸法の孔部３２を画定している。環状壁３１は、このようにして、内側端の孔部３２に対向する側においてカプセルの外側を向いている外側端開口である開口３０を有する貫通管を画成している。
【００３０】
図１に示すように、環状壁３１のリム３１ａは、初期製品Ｐを受容することが意図されているキャビティ５の一部に面している。また、カプセル１の底壁３が使用において分配器の注入手段により穿孔され、且つ初期製品が粉末コーヒーである場合、環状壁３１のリム３１ａは、このコーヒー粉末を圧縮された状態に維持し、これにより質の悪い飲料を生じさせ得る優先流体通路が圧縮されたコーヒー粉末に形成されることを避けることに寄与している。とりわけ初期製品が粉末コーヒーである場合、初期製品から芳香族成分を飲料に伝達するように抽出するために、カプセルに注入された加圧流体ができる限り均一に初期製品内で分散されなければならないことが実際に知られている。環状壁３１により画成される貫通管は、使用において、分配器の注入手段の案内手段を実現するものである。
【００３１】
ケース２は、熱成形可能なプラスチックのシート（図示せず）を成形することにより製造される。この熱成形可能なプラスチックシートは、初期製品Ｐから最終製品を調製する加工処理に適するものであり、例えば、変形せずに１００℃までの温度及び５バールまでの圧力に耐え得る。
【００３２】
このようなプラスチックシート１００は、１５ミクロン乃至１６００ミクロン、特には４００ミクロン乃至１２００ミクロンの厚さとすることができ、例えばポリプロピレンＰＰ及び／又はポリエチレンＰＥ及び／又はポリアミドＰＡ等のポリオレフィンからなっている。
【００３３】
詳細には、シート材料は、第１材料層と、第２材料層と、第３外側材料層と、を備え得る。第１材料層は、特には、初期製品Ｐに接触し及び／又は保存するのに適しており、例えば湿気を透過しないポリプロピレンＰＰからなる。第２材料層は、初期製品Ｐに接触せず、特には酸素、選択的には湿気等の気体を透過しない材料からなるものであって、バリア層としても理解される。
【００３４】
第１層と第２層との間に配置されるバリア層は、特に第１層が時間の経過とともに酸素を透過可能になる場合に、外部環境からキャビティ５を完全隔離することを保証するものである。バリア層は、２ミクロン乃至１００ミクロン、特には１５ミクロン乃至７０ミクロンの厚さを有し、例えば、酸素に対してのみ気体不透過性であるエチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）、又は、酸素と湿気の両方に対して気体不透過性であるポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）からなる。
【００３５】
シート材料の第１実施形態（図示せず）によれば、第１層及び第３層は、例えばポリプロピレンＰＰ等の同一材料からなり、バリア層を間に配置した状態で接合されている。これらの層は、同一の厚さを有してもよいし（例えば３５０ミクロン）、異なる厚さを有していてもよい（例えば第１層が５００ミクロンの厚さを有し得るのに対し、第３層は３００ミクロンの厚さを有し得る）。
【００３６】
第２実施形態（図示せず）によれば、第１層は支持体であってポリプロピレンＰＰからなり、第２層はバリア層（ＥＶＯＨ又はＰＶＤＣ）であり、第３層は１５ミクロン厚さのポリプロピレンＰＰ又はポリエチレンＰＥの押出層であって、シート材料の製造工程中に第１層及び第２層に結合される層である。
【００３７】
このように、第１実施形態においても第２実施形態においても、シート材料は、カプセルに収容された初期製品Ｐを、湿気と酸素から長時間に亘って保護するように選択される。
【００３８】
カプセルは、更に、ケース２のリム７に取り付けられたカバー要素８を備えている。カバー要素８は、カプセル１すなわち開放キャビティ５を密封してこれにより製品Ｐを保存するためのものである。カバー要素８は、バリア層を有するアルミニウムフィルム又はプラスチックフィルムを備えている。バリア層は、最終製品の抽出手段又は分配器の初期流体Ｆの注入手段により穿孔可能である。
【００３９】
カバー要素８は、ケース２のリム７に、熱溶接又は超音波溶接により、或いは粘着により取り付けられる。好適には、カバー要素８は、ケース２にロッキング熱溶接により取り付けられる。なぜならば、この熱溶接は、保存中にカプセルが初期製品Ｐを長期に亘って理想的な状態に保存することを確保するからである。
【００４０】
閉鎖要素２６は、カバー要素８と同様に流体Ｆの注入手段又は最終製品の抽出手段により穿孔可能であって、底壁３の外部の更なるリム３ａに取り付けられて開口３０を密封している。カバー要素８について述べたように、閉鎖要素２６は、環状リム３ａに熱溶接又は超音波溶接により、或いは粘着により取り付けられる。好ましくは、閉鎖要素２６は、ケース２にロッキング熱溶接により接合部３３において取り付けられる。
【００４１】
カバー要素８及び／又は閉鎖要素２６の厚さは坪量によって表現され、５乃至１２０ｇ／ｍ２である。
【００４２】
本発明によれば、閉鎖要素２６は底壁３より大きい寸法を有しており、下記のようにカプセル内部で圧力の増加があったとしてもカプセルに接合し続けるように側壁４に取り付けられる。
【００４３】
底部リム３ａは側壁４とともに底部端３４を画成しているとともに、閉鎖要素２６は底部端３４を超えて延在して底部端３４の全体に沿って、すなわちカプセルの対称軸Ａに対して全周に角度を以て側壁４に重ね合わされているということに留意されたい。
【００４４】
閉鎖要素２６は、底部端３４から測定して少なくとも２ｍｍ、特には２．５ｍｍの少なくとも１つの細長い幅（ストリップ）に亘って側壁に重ね合されて取り付けられているが、側壁４の全体に亘って側壁４に取り付けられてもよい。
【００４５】
閉鎖要素２６が円盤形状であり、且つ底壁が円形平坦状又は円に内接し得る多角形状である場合、閉鎖要素２６は底壁３より大きい寸法を有している。
【００４６】
側壁４は、底部端３４に連結された第１部分４ａと、第１部分とともに側端３５を画成する第２部分４ｂと、を備えている。図１に示すように、第２部分４ｂはフランジリム７まで延在している。
【００４７】
第１部分４ａは円錐台形状であり、同じく円錐台形状である第２部分４ｂの第２傾斜よりも大きい第１傾斜を有していることに留意されたい。第１傾斜及び第２傾斜は、カプセルの対称軸Ａに対して測定されたものである。
【００４８】
しかしながら、異なる態様で形状を付され得ることに注目されたい。側壁４とカプセルの本体は円錐台形状部分ではなく、例えば、円錐台形状部分に内接し得る角錐台形部分を有し得る。例えば、第１部分が角錐台形状であり、第２部分も角錐台形状であり、両者が例えば八角形の底部及び異なる傾斜を有していてもよい。
【００４９】
選択的に、カプセルの側壁４は、徐々に縮小する傾斜を有する複数の円錐台形状部分又は角錐台形状部分を備え得る。すなわち、側壁４は、複数の側端を備え得る。
【００５０】
換言すれば、図１及び図２において、閉鎖要素２６は特定形状のケース２に関連付けられているけれども、ケース２は、底壁３、側壁４又はフランジリム７に対して別の形状を有し得る。そして、閉鎖要素２６について上述した事柄の全てが引き続き有効である。
【００５１】
閉鎖要素２６は、底部リム３ａ及び側壁４に熱溶接によって取り付けられると述べた。
【００５２】
詳細には、閉鎖要素２６は、側壁４にその第１部分４ａ全体において取り付けられる。換言すれば、閉鎖要素２６がカプセル１に熱溶接されている接合部３３は、平坦な環状底部リム３において、及び底部リム３ａに対して傾斜する側壁４の第１部分４ａにおいて、底部端３４を通って側端３５まで延在している。
【００５３】
実験により、カプセル内部で圧力の増加があったとしても、閉鎖要素２６はカプセルに接合し続けることが実証されている。なぜならば、接合リム３ａに配置された接合部３３は約２バールの圧力において分離するけれども、側壁４に配置された接合部３３は４．５バールまで不変であり続けるからである。４．５バールを超える圧力において、カプセル２のケース２は閉鎖要素２６から断裂する。
【００５４】
詳細には、以下の事実が実証されている。
−０．５バールにおいて、閉鎖要素２６は膨張を示すが、接合リム３ａ及び第１部分４ａに配置された接合部３３は不変のままである。
−１バールにおいて、接合リム３１ａに配置された接合部３３が分離し始めるが、第１部分４ａに配置された接合部は不変のままである。
−約２バールにおいて、接合リム３１ａに配置された接合部３３が分離するが、第１部分４ａに配置された接合部は不変のままである。
−４．５バールまで、第１部分４ａに配置された接合部３３は不変のままである。
−４．５バールを超過すると、閉鎖要素２６とケース２とが過剰な圧力により断裂するが、閉鎖要素２６がカプセル１に接合する接合部３３の熱溶接部分は不変のままである。
【００５５】
したがって、４．５バールまで、閉鎖要素２６の円周リムが、カプセルに、特にはその側壁４に、高圧でもカプセルの無傷性を保証するロッキング熱溶接によって接合し続けることが、確実とされる。
【００５６】
実際に、カプセルのキャビティ５内部に生じた圧力は、閉鎖要素２６を開口３０に直交して圧迫し、これにより接合部が底部リム３ａにおける溶接面に直角である方向において押されることが観察されている。
【００５７】
しかしながら、底部リム３ａが分離した後は、接合部３３は第１部分４ａにおいて斜めに圧迫されるだけである。なぜならば、閉鎖要素２６が、カプセル内部の圧力によって開口３０に主として垂直に押圧され続けるからである。
【００５８】
したがって、閉鎖要素２６が底部リム３と側壁４の両方に取り付けられているという事実により、カプセルの内部に気体を放出する初期製品でカプセルを充填することができる。なぜならば、カバー要素８と閉鎖要素２６の両方が、カプセルの無傷性を損なうことなく高圧に耐え得るからである。
【００５９】
これにより、カプセルは完全に脱気されていないコーヒーでも充填され得るということになる。なぜならば、カプセルの内部で生じるより高い圧力は、閉鎖要素２６がカプセルから分離される際の圧力よりも低いからである。したがって、本発明のカプセルは、カプセルに充填される初期製品（脱気された粉末コーヒー、脱気されていない粉末コーヒー、又は茶）を問わず、そしてユーザがカプセルを消費する時点を問わず、カプセルの充填後から長い時間が経過しても、封止された状態を保つ。
【００６０】
更に、粉末コーヒーを脱気する工程がもはや必要ないため、各カプセルの製造工程は安価なものとなり、ローストされて挽かれた直後のコーヒーでカプセルを充填することが可能となる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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