(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可溶性生成物（９）を含む使い捨てカートリッジ（１）を備え、可溶性生成物（９）から飲料を製造する計量分配アセンブリであって、前記カートリッジ（１）が前記可溶性生成物と流体とから成る飲料を計量分配するための少なくとも１個の円形の出口開口部を備え、前記少なくとも１個の出口開口部が、前記カートリッジの壁（５）に存在する少なくとも１本の破断ライン（５a)によって構成され、更に、前記カートリッジ（１）が嵌合されるようになっているシートを有する収集装置（２）を備えていて、収集装置（２）が、円形断面を有する円筒状の係合部分を備えた穿孔部材（７）有していて、前記破断ライン（５a)に対応して前記カートリッジ（１）を穿孔し、飲料を計量分配する工程の前に、前記出口開口部と完全に係合するタイプの可溶性生成物から飲料を製造し、計量分配する計量分配装置において、
前記計量分配装置が前記飲料の分配を制御する手段と、飲料を計量分配する間に、前記穿孔部材（７）の壁と前記出口開口部の縁部との間に設けられる少なくとも１個の分配ポート（１０）とを備えていること、前記穿孔部材の係合部の直径Ｄ２と前記出口開口部の直径Ｄ１との間の比が１≦Ｒ≦１．０６７であることを特徴とする計量分配アセンブリ。
【請求項２】
前記穿孔部材の係合部の直径Ｄ２と前記出口開口部の直径Ｄ１との間の比率が１≦Ｒ≦１．０４である請求項１記載のアセンブリ。
【請求項３】
前記穿孔部材の係合部の直径Ｄ２と前記出口開口部の直径Ｄ１との間の比率が１≦Ｒ≦１．０２である請求項１記載のアセンブリ。
【請求項４】
前記穿孔部材の係合部の直径Ｄ２と前記出口開口部の直径Ｄ１との間の比率が１≦Ｒ≦１．０１４である請求項１記載のアセンブリ。
【請求項５】
前記制御手段が、前記出口開口部の近くにおける前記カートリッジの壁の一部の変形を制限するための１個以上のストッパー要素を含む請求項１記載のアセンブリ。
【請求項６】
前記１個以上のストッパー要素が、前記穿孔部材を支持する１個以上のフィンを含む請求項５記載のアセンブリ。
【請求項７】
前記１個以上のストッパー要素が、前記出口開口部よりも大きい直径を有する少なくとも１個の環状部材を含む請求項５または６記載のアセンブリ。
【請求項８】
前記環状部材が、前記カートリッジのベース壁に向かって傾斜した表面部分を有する請求項７記載のアセンブリ。
【請求項９】
前記傾斜した表面部分が、前記環状部材に支持された水平平面に対して、０度〜４５度の間の傾斜を有する請求項８記載のアセンブリ。
【請求項１０】
前記傾斜した表面部分が、前記環状部材に支持された水平平面に対して、１５度〜３５度の間の傾斜を有する請求項８記載のアセンブリ。
【請求項１１】
前記傾斜した表面部分が、前記環状部材に支持された水平平面に対して、３０度の傾斜を有する請求項８記載のアセンブリ。
【請求項１２】
前記ベース壁の変形を制御する前記手段が、粘弾性変形特性を有するプラスチック材料によって構成されている、請求項１〜１１のいずれかに記載のアセンブリ。
【請求項１３】
使い捨てカートリッジ（１）内に含まれる可溶性生成物（９）から飲料を製造する法であって、前記カートリッジ（１）が、少なくとも１個の穿孔部材（７）を有する収集装置（２）のシート内に配設されていて、前記カートリッジ（１）から出口開口部を開口し、前記開口部が、前記カートリッジ（１）の壁（５）に存在する少なくとも１本の破断ライン（５a）によって構成され、且つ、破断ライン（５a）が前記開口部を形成した後に、穿孔部材（７）の円形断面を有する円筒状の係合部によって完全に係合され、且つ前記カートリッジ（１）の入口ポートを通して、前記カートリッジ（１）内に流体を流入させ、前記可溶性生成物と前記流体から成る飲料を計量分配する飲料の製造方法において、
前記飲料を計量分配する間、前記穿孔部材（７）の係合部の直径Ｄ２と前記出口開口部の直径Ｄ１との比Ｒを１≦Ｒ≦１．０６７と設定して、前記穿孔部材（７）の壁と前記出口開口部の縁部との間の少なくとも１個の分配ポート（１０）で前記飲料の計量分配の制御を行うことを特徴とする飲料を製造する方法。
【請求項１４】
前記穿孔部材の係合部の直径Ｄ２と前記出口開口部の直径Ｄ１との間の比率が１≦Ｒ≦１．０４である請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記穿孔部材の係合部の直径Ｄ２と前記出口開口部の直径Ｄ１との間の比率が１≦Ｒ≦１．０２である請求項１３記載の方法。
【請求項１６】
前記穿孔部材の係合部の直径Ｄ２と前記出口開口部の直径Ｄ１との間の比率が１≦Ｒ≦１．０１４である請求項１３記載の方法。
前記出口開口部の直径Ｄ１との間の比率が１≦Ｒ≦１．０１４である請求項１記載のアセンブリ。
【請求項１７】
飲料の計量分配の間、１個以上のストッパー要素で計量分配の制御を行って、前記出口開口部の近くにおける前記カートリッジの壁の一部の変形を制限する請求項１３記載の方法。
【請求項１８】
前記１個以上のストッパー要素が、前記穿孔部材を支持する１個以上のフィンを含む請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記１個以上のストッパー要素が、前記出口開口部よりも大きい直径を有する少なくとも１個の環状部材を含む請求項１７または１８記載の方法。
【請求項２０】
前記環状部材が、前記カートリッジのベース壁に向かって傾斜した表面部分を有する請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
前記傾斜した表面部分が、前記環状部材に支持された水平平面に対して０度〜４５度の間の傾斜を有する請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
前記傾斜した表面部分が、前記環状部材に支持された水平平面に対して１５度〜３５度の間の傾斜を有する請求項２０記載の方法。
【請求項２３】
前記傾斜した表面部分が、前記環状部材に支持された水平平面に対して３０度の傾斜を有する請求項２０記載の方法。
【請求項２４】
前記ベース壁の変形を制御する前記手段が、粘弾性変形特性を有するプラスチック材料によって構成されている請求項１３〜２３のいずれかに記載の方法。
【請求項２５】
請求項１〜１２のいずれかに記載した飲料を製造するためのアセンブリ内で使用されるか、または請求項１３〜２４のいずれかに係わる方法で使用する使い捨てカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使い捨てカートリッジ内に含まれる可溶性生成物から、飲料を製造すること、例えばコーヒー、カプチーノ、紅茶のような暖かい飲料を製造するため、可溶性生成物のカートリッジが、嵌合されるようになってる収集装置が設けられた機械で実行される飲料の製造に関する。
【背景技術】
【０００２】
飲料を製造し、計量分配するようになっている公知の機械は、使い捨てカートリッジが嵌合されるシート（座）を有する収集装置を、一般に含んでいる。
【０００３】
使い捨てカートリッジは、取り扱い中に可溶性生成物がこぼれるの防止するように、最初からシールされているので、あらかじめ形成された複数の破断ラインに対応して、カートリッジの壁（例えばカートリッジのベース壁）に、１個以上の出口開口部を開口する穿孔部材が、収集装置に一般に取り付けられている。
【０００４】
収集装置上の適当なシートに、カートリッジを一旦挿入すると、カートリッジの内部の圧力により、カートリッジの出口ポートを通して水が導入され、可溶性生成物の水懸架液、または分散液から成る飲料が形成される。この飲料は、カートリッジに設けられた出口開口部または孔を通って計量分配される。
【０００５】
計量分配アセンブリは、カートリッジ内部で、流体（通常水）内で生成物を完全かつ均一に溶解すること、すなわち、懸架／分散させること、および飲料の最終的な良好な外観を保証しなければならない。
【０００６】
コーヒーおよびカプチーノの場合、最終的に良好な外観とは、クリーミーな状態となっていることを意味する。すなわち、かなりの量の持続した細かい泡の層が存在することを意味する。かかる結果を得るには、カートリッジの形状および寸法は、懸架されるすべての生成物に対して同じであるが、一方、カートリッジ内の可溶性生成物の量が、生成物毎に劇的に変わる（例えばエスプレッソコーヒーでは１.５ｇの生成物、およびチョコレートおよびカプチーノでは１５〜１６ｇの生成物まで大幅に変化する）ことによって複雑となっている。
【０００７】
このような量の変動は、生成物を一様に溶解する能力に影響する。公知の計量分配アセンブリの別の問題は、アセンブリの完全なクリーニングを保証することである。これを行うには、２ｍｍよりも小さい断面を有する計量分配導管、およびチューブを利用しなくてもよいようにしなければならない。その理由は、これら導管およびチューブを使用すると、その内部に、被膜および残留物が形成する危険性があるからである。
【０００８】
本願出願人の名義による現在継続中の先願には、カートリッジに吸引される水と可溶性生成物との混合を改善する目的で、飲料の計量分配コースに沿って、スロットリング装置を設けると共に、出荷時に魅力的な外観と共に良好な品質の飲料が得られるよう、カートリッジ内部に圧力勾配を形成することが示唆されている。
【０００９】
このようなことは、生成物の出口開口部の直径よりも大きい直径を有する穿孔部材により達成され、カートリッジに到達時の水の圧力によって、飲料の溶解および送り出しが決定される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、得られる飲料は、製造されるクリームの量および時間に関して、常には最適とは言えないことが判っている。
【００１１】
従って、本発明の目的は、飲料の品質の見地から、最適で、かつ一貫した結果を保証できる飲料を製造するための計量分配アセンブリを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的は、請求項１記載の飲料を製造するためのアセンブリによって達成される。本発明に係わるアセンブリの特定の実施例は、従属請求項２〜１５に記載されている。
【００１３】
本発明の１個の特徴によれば、飲料製造アセンブリは、全計量分配時間のうちの少なくとも７５％の間に、可溶性生成物を懸濁液として送り出すように、飲料の計量分配を制御する手段を含んでいる。
【００１４】
本発明の別の特徴によれば、制御手段は、穿孔部材とカートリッジの出口開口部との間に、１個以上の計量分配ポートまたはダクトを備えている。
【００１５】
好ましい実施例では、計量分配ポートは、実質的に円形のクラウン断面を有し、穿孔部材の係合断面の直径と出口開口部の直径との比Ｒは、１≦Ｒ≦１.０６７、好ましくは１≦Ｒ≦１.０４、更に好ましくは１≦Ｒ≦１.０２である。例えば穿孔部材の直径を１５ｍｍに固定すると、カートリッジ内の出口開口部の直径Ｄ１は、１５≦Ｄ１≦１６ｍｍ、より好ましくは、１５≦Ｄ１≦１５.６ｍｍ、さらにより好ましくは、１５≦Ｄ１≦１５.３ｍｍである。
【００１６】
前の実施例の別手段として、またはそれとの組み合わせとして使用可能な別の可能な実施例では、本発明の計量分配アセンブリは、飲料が計量分配される前に、穿孔部材がまず前記出口に完全に係合し、飲料が計量分配される間、または計量分配後に前記カートリッジと前記穿孔部材の間に、１個以上のポートが生じるような寸法の穿孔部材と、カートリッジ内の出口開口部と、更にカートリッジのベース壁の変形を約５０度の最大角まで制限する手段とを備えている。
【００１７】
一実施例では、かかる変形を制限する手段は、取り付けられたカートリッジの出口開口部に設けられた前記収集装置に位置する１個以上のストッパー要素を含んでいる。
【００１８】
かかるストッパー要素は、例えば、穿孔部材の１個以上の支持体、または出口開口部よりも大きい直径を有する環状部材を含んでいる。
【００１９】
後者の場合、環状部材は、この環状部材に支持された水平平面に対して、１度〜４５度の間、より好ましくは、１５度〜３８度の間の傾斜、さらに好ましくは、環状部材に支持された水平平面に対して３０度に等しい傾きで、穿孔部材およびカートリッジのベース壁に向って傾斜した表面部分を有する。
【００２０】
本発明の第２の特徴によれば、請求項１６に記載したような飲料を製造するための方法が提供される。請求項１７〜３０には、本発明に係わる方法の別の有利な特徴が記載されている。
【００２１】
本発明に係わる計量分配アセンブリは、多数の利点を有する。飲料の計量分配段階中に、カートリッジと穿孔部材との間に形成される小径の計量分配開口部は、一時的なスロットル、例えばカートリッジが除かれているときには、送り出し毎に除去され、収集穿孔ユニットに新しいカートリッジが挿入されると、次の送り出し時に、新しく形成されるスロットルを構成する。
【００２２】
別の利点は、生成物を均一および一様に溶解でき、最適な外観を有する飲料を製造できるこことである。
【００２３】
添付図面を参照し、本発明を限定しない例として示した次の説明から、本発明の上記以外の特徴および利点がより明らかとなると思う。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１〜図３を参照する。本発明に係わる計量分配アセンブリは、使い捨てカートリッジ１と、穿孔−収集装置２とを含んでいる。カートリッジ１には、上部表面が設けられており、この上部表面には、フランジ３と下方ベース壁５によって囲まれた開口部４が形成されている。
【００２５】
下方ベース壁５には、溶解された生成物のための出口開口部を構成するように、破断ライン５ａが設けられている。上部開口部４は、注入、溶解または分散／懸架用の水のための１個以上の入口孔が設けられたカバー（図示せず）により、公知の方法で閉じられている。破断ライン５ａは、公知の態様で、厚みの薄いベース壁のカーブした部分から成り、よって破断ラインは、収集装置２の穿孔シリンダ７によって、容易に破断できるようになっている。
【００２６】
この破断ライン５ａは、このライン５ａによって構成されるベース壁の一部８（カバーと称す）のためのヒンジを構成する部分６に対応して、中断されており、この部分は、カートリッジが穿孔収集装置２に係合した（図４）後に、ベース壁５の残りの部分からこの部分が分離するのを防止している。
【００２７】
図４ａでは、カートリッジ１は、計量分配位置、すなわち、カートリッジにシリンダ７が係合した位置に示されている。このシリンダによって、ベース壁５は、ライン５ａに沿って開放され、ベース壁部分８は、カートリッジ内部に向かって移動している。送り出すべき可溶性生成物は、符号９によって概略示されている。
【００２８】
本発明によれば、カートリッジは、変形可能な材料から製造されており、穿孔シリンダ７に係合する部分の寸法は、ベース壁５６の部分の寸法以上となっており、カートリッジがシリンダ７に挿入された状態で、圧力により高温水が供給される間、ベース壁と穿孔壁７との間の少なくとも１個のポート、すなわちスペース１０が生じ、溶解した生成物が排出できるような大きさとなっている。
【００２９】
ポート１０は、円形クラウン（図７）の形状として設けることが好ましい。すなわち、シリンダ７の周辺にほぼ延びる単一のポートとして設けることが好ましい。しかし、飲料を計量分配する段階の少なくとも一部の間で、ベース壁５とシリンダ７との間に２つ以上のポートを設けたり、または形状を変えることができるようなポートの他の実施例も可能である。規則的な形状のライン５ａを設けることにより、例えば２つ以上のポートを設けることも可能である。
【００３０】
一般に、穿孔部材７と出口プロフィルとの間のとの間のスペースの最大の大きさ、すなわち、シリンダ７の係合部分の直径Ｄ２とカートリッジのベース壁５の上のライン５ａによって構成される出口開口部の直径Ｄ１との間の最大の差は、０.４〜１.５ｍｍの範囲内である。いずれのケースにおいても、計量分配中のポート１０の総面積は、水計量分配時間の少なくとも７５％の間で、水と生成物を同時に計量分配できるような大きさとなっている。このような同時の計量分配は、カートリッジの出口から出る液体の色を観察することによって、視覚的にチェックできる。液体が全く無色、または実質的に無色の場合、上記の意味での同時の計量分配は行われない。
【００３１】
従って、本発明の目的は、上記タイプの可溶性飲料計量分配アセンブリにあり、このアセンブリでは、穿孔部材７の面積と、破断ライン５ａによって構成される面積との比が、１.０〜１.２８４の範囲内にあり、ベース壁上の開口部と穿孔部材７の壁との間の空間の最大寸法は、０.４〜１.１ｍｍの範囲内にある。穿孔部材７の面積とは、カートリッジ１が収集装置内に収納されたときのカートリッジ１のベース壁５の高さにおける穿孔部材７の断面面積を意味する。
【００３２】
次に、部材７と破断ライン５ａの双方が円形（図７）である好ましい実施例を参照する。この実施例では、ポート１０、すなわちライン５ａに沿って、カートリッジのベース壁を変形することにより、飲料の計量分配中（図８）に形成される計量分配ポートは、理論的には実質的に円形であり、断面はクラウン形状であり、穿孔部材７の直径Ｄ２とカートリッジのベース壁５上の出口の直径Ｄ１との比Ｒは、１.０〜１.０４の範囲、好ましくは、１.０〜１.０２の範囲、より好ましくは、１.０〜１.０１４の範囲内となっている。
【００３３】
上記のように、カートリッジ１は、変形可能な材料、一般にプラスチック材料、例えば食材と共に使用するのに適するエチレンまたはプロピレンホモポリマーまたはコーポリマーから製造される。
【００３４】
好ましい材料は、結晶度が７０％よりも大きく、高温水を加圧して送る間、カートリッジのベース壁の粘弾性変形させるようなパーセントのアモルファスポリマーを有する。粘弾性変形なる用語は、ライン５ａに沿ったベース壁５の上の開口部の少なくともエッジまわりの領域におけるベース壁の材料の変形が、計量分配の終了まで、または計量分配中の１個以上の段階で、低減または解消されることを意味する。
【００３５】
換言すれば、飲料のすべての計量分配段階のすべての間で、少なくとも出口開口部の前記周辺でのベース壁の材料が、カートリッジ内へ加圧されながら送られる水またはその他の液体により生じる変形に抗することを意味する。このように、変形の程度、従って送り出しポート１０の寸法は、飲料の計量分配中に制御される。
【００３６】
最終生成物におけるアモルファスポリマーのパーセントをできるだけ大きく保持するような材料成形技術を選択する。適当な材料としては、エチレンおよびプロピレンの（コー）ポリマー、例えば２〜１０個の炭素原子を有する１個以上のα−オレフィンを含むプロピレンの（コー）ポリマー、例えばエチレン、１−ブテン、１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン：プロピレンの逐次重合によって得られたポリプロピレン組成物、およびそれら組成物とエチレンまたはα−オレフィンの混合物とから選択される。（コー）ポリマーは、一般に２３０℃／２１.６Ｎにて０.２〜６０の間のメルトフローインデックスを有する。
【００３７】
本発明の別の実施例では、変形度は、機械式手段を使用することによって制御される。例えば高温水を加圧して供給した後、ベース壁の組成変形を生じるカートリッジを使用することによって、このような制御が行われる。この場合、材料自身による変形に抗する上記効果が生じることはなく、ベース壁の変形度を制限するよう、機械式手段を使用する。
【００３８】
図５および図６は、穿孔シリンダ７と同心状に配置され、このシリンダから離間するリング１２によって構成されるかかる手段好ましい実施例を示す。リング１２は、３つのフィン１１上に支持され、シリンダ７に向かって傾斜して、ユニット２の内部に向かい、かつベース壁に向かって傾斜した表面部分１３にすることが好ましい。従って、上部表面部分１３の傾斜は、０度〜４５度の間、好ましくは、１５度〜３８度の間、より好ましくは、水平線に対して３０度の範囲にある。
【００３９】
弾性変形可能な材料から構成された少なくともベース壁を有するカートリッジを使用する上に、前記機械手段を設けてもよい。
【００４０】
従って、本発明の目的は、高温水を送った後のカートリッジのベース壁の変形を制御する手段が設けられた上記タイプの計量分配アセンブリにある。かかる手段は、実質的に粘弾性変形特性を有するカートリッジの構造のポリマー材料、またはベース支持リングまたはフィンのような機械的支持手段のいずれかによって構成される。いずれのケースにおいても、水に溶解された生成物が分散する間、生成物の送り出し開口部のエッジ５ａのまわりの材料の変形角の大きさは、１〜４５度の間、好ましくは１５〜３８度の間、より好ましくは約３０度に維持される。
【００４１】
リング１２の別手段として、リング１２の表面１３の高さまで延び、リングの傾斜した表面１３と同じような形状であり、部材７から同様に離間した上部表面の一部を有するラジアルフィン１１ａも使用できる（図９）。
【００４２】
以下、図に示した次の例を参照して、本発明について更に説明する。
【００４３】
実施例
アセンブリ１．  １５.０ｍｍの直径（Ｄ２）の穿孔シリンダ、および１４.７ｍｍの直径（Ｄ１）を有するカートリッジ開口部が取り付けられた収集装置を有するツット（Ｔｕｓｓｏ）エスプレッソ高温飲料計量分配マシンから、１０杯のコーヒーを計量分配した。使用したカートリッジは、ベース壁の実質的に粘弾性変形を有するエチレンコーポリマーから製造されている
【００４４】
アセンブリ２．  カートリッジベース壁のより高い結晶成分、および組成変形特性を有するエチレンコーポリマーから製造された同様なカートリッジを用いて、別の１０杯のコーヒーを計量分配した。収集装置は、前記ユニットの内部、およびベースに対して３０度傾斜した支持リングを有する。
【００４５】
アセンブリ３．  従来のカートリッジおよび収集装置を使用する同じマシンから、同じ条件下で、比較のため１０杯のコーヒーを計量分配した。
【００４６】
得られたクリームの容積（ｃｃ）を測定することにより、評価を実行した。その結果によれば、アセンブリ１で計量分配されたコーヒーは、平均１６.８ｃｃのクリーム、アセンブリ２で計量分配されたコーヒーは、平均９.６ｃｃのクリーム、およびアセンブリ３（従来）で計量分配されたコーヒーごとに、平均６.８ｃｃのクリームが得られた。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係わる計量分配アセンブリで使用できるカートリッジの斜視図である。
【図２】図１のカートリッジの断面図である。
【図３】穿孔収集装置の斜視図である。
【図４】計量分配中にカートリッジが挿入され、孔開けされた図３の穿孔収集装置の断面図である。
【図５】変形制御リングが設けられた穿孔収集装置の別のタイプの断面図である。
【図６】図５の穿孔収集装置の平面図である。
【図７】出口開口部を有するカートリッジのベース壁および穿孔部材の一部を断面図で表示した底面略図である。
【図８】飲料を計量分配する間の穿孔部材とカートリッジベース壁とが係合するゾーンの拡大断面図である。
【図９】収集装置の一実施例の断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１    使い捨てカートリッジ
２    穿孔収集装置
３    フランジ
４    開口部
５    底部ベース壁
５ａ  破断ライン
６    ヒンジ構成部分
７    穿孔シリンダ
８    ベース壁部分
９    可溶性生成物
１０  ポート
１１  フィン
１２  リング
１３  表面
【図１】
0004094008.tif 000002
【図２】
0004094008.tif 000003
【図３】
0004094008.tif 000004
【図４】
0004094008.tif 000005
【図５】
0004094008.tif 000006
【図６】
0004094008.tif 000007
【図７】
0004094008.tif 000008
【図８】
0004094008.tif 000009
【図９】
0004094008.tif 000010