(57)【要約】  本発明は、食品原材料を収容するためのカプセル（１）であって、圧力下で流体をカプセル内に注入して食品を調製することができる食品調製マシンで用いるようになっており、側壁（２）と、上部壁（３）と、不透過性かつ可撓性の穿孔可能な下部膜（４）とを有するカプセル本体を含むカプセル（１）において、可撓性の穿孔可能な下部膜に隣接して下部膜の外側に配置された剛性の支持構造体（５、７）をさらに含み、支持構造体は下部膜（４）を部分的に覆って支持することを特徴とする、カプセル（１）に関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
食品原材料を収容するためのカプセル（１）であって、圧力下で流体を前記カプセル内に注入して食品を調製することができる食品調製マシンで用いるようになっており、側壁（２）と、上部壁（３）と、不透過性かつ可撓性の穿孔可能な下部膜（４）とを有するカプセル本体を含むカプセル（１）において、
可撓性の穿孔可能な前記下部膜に隣接して前記下部膜の外側に配置された剛性の支持構造体（５、７）をさらに含み、前記支持構造体は前記下部膜（４）を部分的に覆って支持することを特徴とする、カプセル（１）。
【請求項２】
前記支持構造体（５、７）は、
（ｉ）最大１２バール、好ましくは最大１５バール、より好ましくは最大２０バールまでの、前記カプセル内の内部圧力に耐えるのに十分な厚さ及び剛性を有する少なくとも１つの支持領域（５）と、
（ｉｉ）前記カプセル（１）の前記下部膜（４）を支持しない、少なくとも１つの透かし細工領域、打ち抜き領域、又は他の開口領域（６）と、
を含む、請求項１に記載のカプセル（１）。
【請求項３】
前記カプセルの前記下部膜の中心を支持するために、少なくとも１つの支持領域が配置される、請求項１又は２に記載のカプセル（１）。
【請求項４】
前記支持構造体は、前記カプセルの側壁と一体的に形成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のカプセル（１）。
【請求項５】
前記可撓性の下部膜（４）は、前記カプセル内の前記内部圧力が、０．１バールから２０バールまでの間、好ましくは１バールから１５バールまでの間、より好ましくは２バールから１２バールまでの間であるときに、穿孔可能である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のカプセル（１）。
【請求項６】
前記下部膜（４）はアルミニウムから製造され、１０μｍから１００μｍまでの間、好ましくは２０μｍから５０μｍまでの間である厚さを有する、請求項５に記載のカプセル（１）。
【請求項７】
前記側壁（２）の厚さは、５０μｍから１０００μｍまでの間、好ましくは１００μｍから５００μｍまでの間である、請求項１〜６のいずれか一項に記載のカプセル（１）。
【請求項８】
前記食品原材料は、焙煎して挽いたコーヒー、茶葉、可溶性粉末コーヒー、茶、チョコレート、果物ジュース及び／若しくは野菜ジュース、スープ、ミルク若しくはクリーマー、乳児栄養製品、又はこれらの組み合わせなどの飲料原材料である、請求項１〜７のいずれか一項に記載のカプセル（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品調製マシン、典型的には、飲料調製マシンで用いられる原材料カプセルに関する。
【背景技術】
【０００２】
飲料調製マシンは、食品科学及び消費財の分野においてよく知られている。そうしたマシンは、消費者が家庭で、所与のタイプの飲料、例えば、エスプレッソ又は淹出式コーヒーカップ（ｂｒｅｗ−ｌｉｋｅ  ｃｏｆｆｅｅ  ｃｕｐ）等のコーヒーベースの飲料を調製することができるようにする。
【０００３】
今日、家庭用の飲料調製のためのほとんどの飲料調製マシンは、小分けされた飲料調製用原材料を収容することができるマシンで構成されたシステムを含む。そうした小分けは、軟質のポッド若しくはパッド、又は小袋（ｓａｃｈｅ）とすることができるが、ますます多くのシステムは、剛性ポッド又はカプセルなどの半剛性又は剛性の小分けを使用する。以下、本発明の飲料マシンは、剛性又は半剛性カプセルを扱う飲料調製マシンと考えるものとする。
【０００４】
マシンは、前述のカプセルを収容するための容器（ｒｅｃｅｐｔａｃｌｅ）又はキャビティと、好ましくは水である流体を圧力下でカプセルの中に注入するための流体注入システムとを含む。本発明による、コーヒー飲料の調製のためにカプセル内に圧力下で注入される水は、高温、すなわち７０℃を上回る温度であることが好ましい。しかしながら、幾つかの特定の例においては、周囲温度であっても、又は冷水であってもよい。カプセル内容物の抽出／溶解の際のカプセルチャンバ内部の圧力は、典型的には、溶解生成物に関しては約１バール乃至約８バールであり、焙煎して挽いたコーヒーの抽出に関しては約２バール乃至約１２バールである。そのような調製プロセスは、特に茶及びコーヒーの場合の飲料調製のいわゆる「淹出（ｂｒｅｗｉｎｇ）」プロセスは、淹出が流体（例えば熱水）による原材料の長時間の煎じ出しを伴う一方で、この飲料調製プロセスは、例えばコーヒーなどの飲料を消費者が数秒以内で調製できるようにするという点で、大きく異なる。
【０００５】
閉じられたカプセルの内容物を圧力下で抽出及び／又は溶解する原理は既知であり、また、典型的には、マシンの容器又はキャビティ内にカプセルを挿入し、一般にはマシンに装着される流体注入針等の穿孔注入要素を用いてカプセルの前面を穿孔した後に、所定量の加圧水をカプセル内に注入してカプセル内に加圧環境を形成し、物質を抽出又は溶解し、その後、抽出した物質又は溶解した物質をカプセルを通じて解放することから成る。この原理の適用を可能にするカプセルは、例えば、本出願人の欧州特許第１４７２１５６Ｂ１号及び欧州特許第１７８４３４４Ｂ１号に既に記載されている。
【０００６】
この原理の適用を可能にするマシンは、例えば、スイス国特許第６０５２９３号及び欧州特許第２４２５５６号に既に記載されている。これらの文献によれば、マシンは、カプセル用の容器又はキャビティと、末端領域に少なくとも１つの液体注入オリフィスを含む中空針の形態で作製された穿孔及び注入要素とを含む。針は、一方で針がカプセルの上部を開口し、他方で針がカプセル内への水の入口チャネルを形成するという点で、二重機能を有する。
【０００７】
マシンは、カプセル内に収容される原材料を圧力下で溶解し及び／又は煎じ出し及び／又は抽出するために用いられる流体を貯蔵するための流体タンク−ほとんどの場合、この流体は水である−をさらに含む。マシンは、内部で使用される水を作動温度（従来、最大８０〜９０℃の温度）まで加温することができる、ボイラ又は熱交換器等の加熱要素を含む。最後に、マシンは、水をタンクからカプセルに、随意的に加熱要素を通して、流通させるためのポンプ要素を含む。水がマシン内で流通する方法は、例えば、本出願人の欧州特許出願公開第２１６２６５３Ａ１号に記載されるタイプの蠕動弁などの選択弁手段によって選択される
【０００８】
調製されるべき飲料がコーヒーである場合、コーヒーを調製するための１つの興味深い方法は、内部に注入された熱水で抽出されるべき焙煎して挽いたコーヒー粉末を収容するカプセルを消費者に提供することである。
【０００９】
多くの例において、マシンは、該マシンの対応するキャビティ又は容器に挿入し、そこから除去することを意図したカプセルを保持するためのカプセルホルダを含む。カプセルホルダがカプセルに搭載され、カプセルホルダが機能的な方法でマシンに挿入されると、上述のように、マシンの注水手段がカプセルに流体接続して、食品調製のために水を内部に注入することができる。カプセルホルダは、例えば、本出願人の欧州特許第１９６７１００Ｂ１号に記載された。
【００１０】
本出願人の欧州特許第１７８４３４４Ｂ１号、又は欧州特許出願第２０６２８３１号に記載され、特許請求されているカプセルは、食品調製、特に飲料調製用のこのような用途のために開発されたものである。
【００１１】
簡単に言えば、こうしたカプセルは、一般的に：
中空本体、及び、液体及び空気を透過させないとともに、本体に取り付けられて、例えばマシンの注入針によって穿刺されるようになっている注入壁と、
抽出されるべき焙煎して挽いたコーヒーの層、又は可溶性原材料若しくは可溶性原材料の混合物を収容するチャンバと、
カプセルの下端に配置され、チャンバの内圧を保持するためにカプセルを閉じるアルミニウム膜と、
を含む。
【００１２】
アルミニウム膜は、カプセルと一体であるか、又は、例えばマシンのカプセルホルダ内など、カプセルの外側に配置された穿孔手段によって穿孔されるように設計される。
【００１３】
本発明の分野においては、穿孔手段はカプセルの外側に配置され、例えば、穿孔手段はカプセルホルダと一体化される。
【００１４】
通常、穿孔手段は、下部膜がカプセル内の内部流体圧力の上昇が原因で湾曲したときに、カプセルの底部膜を穿孔するような形状及びサイズになっている、小さい角錐又はスパイクなどの穿孔要素で覆われたほぼ円盤形状の上面を有するプレートである。穿孔効果のほかに、穿孔手段は下部膜を支持する機能も有し、この機能は、カプセル内の内圧を受けたときに下部膜が湾曲しすぎないことを保証する。従って、穿孔手段は、圧力により下部膜が完全に裂開するのを防ぐ。膜を貫通する開口部が広いと、原材料（例えば、焙煎して挽いたコーヒー）が通過して消費者のカップ内に落ちることが可能になり、それにより飲料が汚れ、カップ内の製品品質が非常に悪くなるので、裂開は望ましくない。従って、穿孔手段による下部膜の開口は、バランスのとれた機械的効果をもたらし、穿孔要素の作用に起因する膜を通る小さな開口部を提供する一方で、同じ穿孔手段が同じ下部膜の広い開口、破裂、又は同様の大きな引裂を防止する。
【００１５】
従来技術の文献、例えば欧州特許第１４７２１５６Ｂ１号に記載され、示されるように、引用される従来技術では穿孔プレートである穿孔手段の表面は、カプセルの穿孔可能な下部膜の表面にほぼ対応する。
【００１６】
しかしながら、場合によっては、特に飲料マシンが幾つかのカプセル・タイプに適合するように作製されている場合、その表面が下部膜の表面全体に対応しないように穿孔手段を設計することができる。例えば、穿孔手段の中心を中空にしてもよく、穿孔要素は円盤形状領域ではなく、リング形状領域にわたって分散される。
【００１７】
穿孔手段の表面がカプセルの穿孔可能な下部膜の表面に対応しない幾つかの例では、カプセル内で適切な圧力が達成される前に、下部膜が破裂する又は破れることがある。
【００１８】
カプセルの破裂により、前述のカプセルの下部膜を通る広すぎる開口部が形成され、それを通って、例えばコーヒー粒子等の何らかの非消耗（ｎｏｎ−ｃｏｎｓｕｍａｂｌｅ）原材料が漏出してカップ内に流入することがあり、それは、汚い製品の注出、及び結果として得られるカップ内の製品の低品質をもたらす（例えば、液体コーヒーに固体のコーヒー粒子が混合する）ので、もちろん極めて望ましくない。これは、マシンの穿孔手段が中空の区域、すなわち何も含まない区域を含む場合に特に当てはまる。
【００１９】
さらに、最良のテキスチャ及び味を達成するために、カプセル内で調製されるべき製品は、適切な圧力及び温度を必要とする。カプセルの下部膜が急速に開口した場合、カプセル内の十分な内部圧力が達成されず、結果として得られる製品は適切な感覚品質（ｓｅｎｓｏｒｙ  ｑｕａｌｉｔｙ）を有さない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
従って、特に、マシンの穿孔手段がこのようなカプセルを開口するように具体的になっていない場合、不適切な（典型的には、早すぎる及び／又は広すぎる）カプセルの開口を防止する、例えば食品（例えば飲料）調製マシンで用いられる原材料カプセルを提供し、従って、最良のカップ内品質を消費者に提供することが、本発明の主な目的である。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記に示した主な目的は、食品原材料を収容するためのカプセルであって、圧力下で流体をカプセル内に注入して食料品を調製することができる食品調製マシンで用いるようになっており、側壁と、上部壁と、不透過性かつ可撓性の穿孔可能な下部膜とを有するカプセル本体を含むカプセルにおいて、可撓性の穿孔可能な下部膜に隣接して下部膜の外側に配置された剛性の支持構造体をさらに含み、支持構造体は下部膜を部分的に覆って支持することを特徴とするカプセルにより達成される。
【００２２】
膜の変形及び穿孔が必要とされない幾つかの領域においては、支持構造体によって達成される支持効果は、穿孔可能な下部膜の垂直方向の変形に対抗する。これは、例えば、下部膜の中心部における場合が該当する。下部膜は変形可能であるので、カプセル区画内で圧力が増大すると、圧力は、下向きに湾曲する傾向をもつ下部膜に対して垂直方向に作用する。本発明による支持構造体がない場合、膜の破裂又は引裂きがあまりにも急速に、中心部において優先的に生じる。
【００２３】
本発明の非常に好ましい実施形態において、支持構造体は：
（ｉ）最大１２バール、好ましくは最大１５バール、より好ましくは最大２０バールまでの、カプセル内の内部圧力に耐えるのに十分な厚さ及び剛性を有する少なくとも１つの支持領域と、
（ｉｉ）カプセルの下部膜を支持しない、少なくとも１つの透かし細工（ｏｐｅｎ−ｗｏｒｋｅｄ）領域、打ち抜き領域、又は他の開口領域と、
を含む。
【００２４】
有利なことに、下部膜の中心を支持するために、支持構造体の少なくとも１つの支持領域が配置される。
【００２５】
さらに有利なことに、支持構造体は、例えばカプセルの側壁を底部の支持構造体と共に射出成形することにより、カプセルの側壁と一体的に形成することができる。こうした場合、その後、カプセルの穿孔可能な下部膜をカプセルの側壁の内側底部に溶接することができる。
【００２６】
本発明の好ましい実施形態において、可撓性の下部膜は、カプセル内の内部圧力が、０．１バールから２０バールまでの間、好ましくは１バールから１５バールまでの間、より好ましくは２バールから１２バールまでの間であるときに、穿孔可能である。
【００２７】
有利なことに、下部膜はアルミニウムから製造することができ、１０μｍから１００μｍまでの間、好ましくは２０μｍから５０μｍまでの間である厚さを有する。
【００２８】
さらに有利なことに、側壁の厚さは、５０μｍから１０００μｍまでの間、好ましくは１００μｍから５００μｍまでの間とすることができる。
【００２９】
いずれの場合も、食品原材料は、焙煎して挽いたコーヒー、茶葉、可溶性（ソリュブル）粉末コーヒー、茶、チョコレート、果物ジュース及び／若しくは野菜ジュース、スープ、ミルク若しくはクリーマー、乳児栄養製品、又はこれらの組み合わせなどの飲料原材料である。
【００３０】
本発明のさらなる特徴及び利点は、図面を参照して以下で述べる現時点で好ましい実施形態の説明に記載されており、また、そこから明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明によるカプセルの第１の実施形態の、概略的な部分切り取り斜視図である。
【図２】本発明によるカプセルの第２の実施形態の、概略的な部分切り取り斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図１に示されるカプセル１は、焙煎して挽いたコーヒー等の飲料原材料を収容するようになっている。このカプセル１は、側壁２と、側壁の上縁の上に密封される穿孔可能な上部膜３と、側壁の下部においてその内面の上に密封される穿孔可能な可撓性の下部膜４とを有する、熱成形された剛性又は半剛性のカプセル本体を含む。
【００３３】
本発明によれば、カプセルは、該カプセルが単一のプラスチックシートから熱成形されるときに、側壁２と一体的に作製される支持構造体５を含む。カプセルは、注出用穴を定める打ち抜き（ｐｕｎｃｈｅｄ−ｏｕｔ）窓６をさらに含む。図１に示されるように、膜は支持構造体５に隣接しているので、下部窓を通して、下部膜４が見え、外部から下部膜４にアクセス可能である。
【００３４】
カプセルが飲料調製マシンの容器に機能的に挿入され、マシンが圧力下で上部膜３を通してカプセル内に流体を注入すると、カプセル内で流体圧力が増大する。流体圧力が増大するにつれて、下部膜は、下方に配置された例えば穿孔プレートのような小さい鋭利な角錐の穿孔手段等の穿孔要素に接触するまで、下向きに撓んで湾曲することが可能である。穿孔プレートはマシンの一部であり、例えば、穿孔プレートをマシンのカプセルホルダに統合することができる。膜が湾曲し、穿孔要素に十分に押し付けられると、膜が穿孔され、圧力下で飲料原材料と流体とを混合することによりカプセル内で調製された飲料が、漏出して下方に置かれたカップに流入することがある。丸みを帯びた窓の表面は、下部膜４が、特にその中心部分において裂開しないように湾曲しすぎないことを保証するのに十分なものである。
【００３５】
熱成形及び打ち抜き製造プロセスの代案として、本発明によるカプセルは、図１に示されるように、一部品として注入することができる。或いは、別の可能な代案として、カプセルは、一方はカプセルの側壁２、他方は支持構造体５、の二部品として注入し、次いで両方の部品を組み立ててカプセル本体を完成させることができる。
【００３６】
上部膜３及び下部膜４を含むカプセルの全ての構成部品は不透過性であり、好ましくは、気密材料から製造される。食品又は飲料製品の調製の際、カプセル内で適切な流体圧力が増大し得ることを保証するように、カプセルの壁のどれも液体透過性でないことが重要である。カプセルの壁を通して流体が漏出することにより、内部圧力の増大が不十分となり、それが製品品質に悪影響を与え、場合によっては、下部膜４がマシンの穿孔手段に向かって十分に湾曲することさえも防止され、その結果、カプセルは全く開口せず、それは言うまでもなく極めて望ましくないことである。
【００３７】
本発明の代替的な実施形態が、図２に示される。そこに示されるカプセル１は、上述した図１のものとよく似ている。しかしながら、この場合、カプセルの側壁２はカプセル本体の底部側まで延びず、その結果、主として、カプセルの下部から穿孔可能な下部膜４にアクセス可能である。支持構造体は、少なくとも２つ、好ましくは３つ、より好ましくは４つの結合アーム７によってカプセル１の側壁２の下縁部に結合される主要中心部分５を含む。
【００３８】
カプセルが食品（例えば、飲料）調製マシンの対応するカプセル容器に機能的に挿入され、流体が圧力下で上部膜３を通しカプセル内に注入されると、流体が内部に収容された食品原材料と混合されるにつれて、カプセル内の流体圧力が上昇する。カプセルの圧力が増大すると、下部膜４は下向きに撓み、マシンの穿孔手段（図示せず）の穿孔要素（例えば、鋭利な角錐状突出部）に接触する。カプセル内部の流体圧力が十分になると、穿孔要素と接触している下部膜４の部分は、膜を通って穿孔し、カプセル内で調製された製品を解放するのを可能にするのに足るものとなる。最大１５バールまでとすることができ、好ましくは２乃至１２バールの範囲内である、比較的高い開口圧力にもかかわらず、膜全体は下向きに撓むことはできないので、膜にかかる機械力は、膜を完全に引裂くには不十分なものである。
【００３９】
本発明によるカプセルを用いて、
膜全体が撓まないことを保証し、従って完全な引裂きを防止する、支持構造体５の支持効果と、
例えば、１０乃至１０００μｍの範囲内、好ましくは５０μｍから７００μｍまでの間の直径を有する穿孔穴のような、液体は通すが固体粒子は通さない十分に小さい直径を有する小さい注出穴を有するように下部膜を穿孔できるように、下部膜のある部分が穿孔手段に至るまで撓む可能性と、
の間で適切なバランスが達成される。
【００４０】
下部膜のこのような適切でバランスのとれた変形効果を達成するために、支持構造体５の表面は、支持されない表面、すなわちカプセル内部圧力下で自由に撓む表面が、穿孔要素で覆われている穿孔手段の表面に対応することが好ましい。上で説明したように、この穿孔要素は、開口構造体の役割を果たすだけでなく、同時に、下部膜の変形を制限し、それにより下部膜が引裂けずに穿孔される。
【００４１】
最後に、下部膜の支持体は、下部膜を糊又は固化する他の適切なポリマー材料で被覆することによって製造することができ、これにより中実の変形不能な被覆された支持体が提供される。
【００４２】
本明細書に記載された、現時点で好ましい実施形態に対する種々の変更及び修正は、当業者には明らかであることを理解されたい。そうした変更及び修正は、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、かつ本発明に付随する利点を減ずることなく行うことができる。従って、こうした変更及び修正は、添付の特許請求の範囲に包含されることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
2015530892.tif 000005
2015530892.tif 000006
2015530892.tif 000007