(57)【要約】  本発明は、飲料調製マシン用のカプセル（１）に関し、カプセルは、（ｉ）側壁（２）と、マシンの流体注入手段（４）によって穿孔されるようになっている穿孔可能な注入壁（３）と、飲料を注出するようになっている注出壁（５）と、（ｉｉ）可撓性の流体分配壁（７）であって、穿孔可能な壁と流体分配壁の間にあり流体注入中に注入手段を収容できるヘッドスペース区画（８）と、    流体分配壁と注出壁の間に位置しており非可溶性飲料原材料粒子の層を収容する原材料区画（９）とを分離するように、カプセルの閉鎖した内容積部内に穿孔可能な壁の下にある距離で位置する流体分配壁とを備え、ヘッドスペース区画は、高吸収性ポリマー（１０）を封じ込めており、高吸収性ポリマーは、ある量の注入された流体を吸収し、ヘッドスペース区画を満たすように膨張し、流体分配壁表面に圧力をかけて、流体が前記原材料を通過する間に原材料粒子の実質的な動きを妨げる。【選択図】  図５
2017509362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
飲料調製マシンで使用するためのカプセル（１）であって、
（ｉ）閉鎖した内容積部を画定する側壁（２）と、閉鎖した前記内容積部を画定する、前記マシンの流体注入手段（４）によって穿孔されるようになっている穿孔可能な注入壁（３）と、閉鎖した前記内容積部を画定する、前記飲料を注出するようになっている注出壁（５）と、
（ｉｉ）可撓性の流体分配壁（７）であって、
前記穿孔可能な壁（３）と前記流体分配壁（７）との間にあり、流体の注入中に前記注入手段を収容できるヘッドスペース区画（８）と、
前記流体分配壁（７）と前記注出壁（５）との間に位置しており、非可溶性飲料原材料粒子の層を封じ込める原材料区画（９）とを分離するように、
前記カプセルの閉鎖した前記内容積部内に前記穿孔可能な壁（３）の下にある距離で位置する、流体分配壁（７）とを備える、カプセル（１）において、
前記ヘッドスペース区画（８）は、高吸収性ポリマー（１０）を封じ込めており、前記高吸収性ポリマーは、ある量の注入された前記流体を吸収し、前記ヘッドスペース区画（８）を満たすように膨張し、前記流体分配壁（７）の表面に圧力をかけて、前記流体が前記原材料を通過する間に前記原材料粒子の実質的な動きを妨げることができることを特徴とする、カプセル（１）。
【請求項２】
前記流体の注入手段は、前記流体の噴流を生成するための出口を１つ有する中空針（４）である、請求項１に記載のカプセル（１）。
【請求項３】
前記流体は、水、好ましくは温度が６５℃〜９０℃の範囲である湯である、請求項１又は２に記載のカプセル（１）。
【請求項４】
前記高吸収性ポリマー（ＳＡＰ）は、食品グレードのポリアクリル酸ナトリウム又はポリアクリル酸カリウムＳＡＰである、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】
前記高吸収性ポリマーは、
急速な吸収を実現する低架橋高吸収性粒子コア、及び
良好な流体保持特性をもたらす高架橋高吸収性コーティング、で作製された粒子を含む、請求項４に記載のカプセル（１）。
【請求項６】
前記カプセル内にある高吸収性ポリマーは、０．０１ｇ〜５０ｇ（乾燥質量）、好ましくは０．０１ｇ〜２０ｇ（乾燥質量）、更に好ましくは０．１ｇ〜１０ｇ（乾燥質量）である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のカプセル（１）。
【請求項７】
前記カプセルに封じ込められた前記飲料原材料は、焙煎して挽いたコーヒー粉末を含む、請求項１〜６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、飲料調製マシンで使用するカプセルに関し、このカプセルは、マシンの水インジェクタに穿孔されるようになっており、水は、カプセルに入っている非可溶性の粒子原材料と加圧下で混合される。
【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。こうしたマシンにより、消費者は家庭で、所与のタイプの飲料、例えば、エスプレッソ又は淹出様コーヒーカップなどのコーヒーベース飲料を調製することができる。
【０００３】
今日では、家庭飲料調製用飲料調製マシンの多くは、飲料調製用にポーション化された原材料を収容することができるマシンから構成されるシステムを備える。こうしたポーションは、軟質のポッド若しくはパッド又はサッシェであってもよいが、硬質のポッド又はカプセルなどの半硬質の又は硬質のポーションを用いるシステムが増えている。以下において、本発明の飲料マシンは、硬質カプセルを扱う飲料調製マシンであることが理解されるであろう。
【０００４】
マシンは、カプセルを収容するための収容部と、流体、好ましくは水を加圧下でカプセル内に注入するための流体の注入システムとを備える。本発明によってコーヒー飲料を調製するために、カプセル中に加圧下で注入される水は、好ましくは高温、すなわち温度７０℃超である。しかしながら、特定の事例によっては、周囲温度であってもよい。カプセル内容物の抽出中及び／又は溶解中のカプセルチャンバ内の圧力は、通常、溶解生成物については約１〜８バールであり、焙煎して挽いたコーヒー抽出物については２〜１２バールである。このような調製プロセスは、淹出では流体（例えば湯）により原材料を長時間浸出するが、この飲料調製プロセスは消費者が数秒以内で飲料、例えばコーヒーを調製することを可能にするという点で、特に茶及びコーヒーの飲料調製のいわゆる「淹出」プロセスとは大きく異なる。
【０００５】
加圧下での封止カプセル内容物の抽出原理及び／又は溶解原理は公知であり、典型的には、カプセルをマシンの収容部に閉じ込めることと、一般に、マシンに取り付けられた流体の注入針などの穿孔注入要素によりカプセルの１つの面を穿孔した後、任意の量の加圧水をカプセルに注入することと、これにより、カプセル内で加圧環境を作り出して、物質を抽出するか又は物質を溶解し、次いで、抽出された物質又は溶解された物質をカプセルを介して放出することとからなる。この原理の適用を可能にするカプセルについては、例えば、本出願人の欧州特許第１４７２１５６（Ｂ１）号及び同第１７８４３４４（Ｂ１）号にすでに記載されている。
【０００６】
この原理の適用を可能にするマシンについては、例えば、スイス特許第６０５２９３号及び欧州特許第２４２５５６号にすでに記載されている。これらの文書によれば、マシンはカプセル用の収容部と、その遠位領域に１つ以上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備える。針は、一方ではカプセルの頂部を開き、他方ではカプセルへの水流入チャネルを形成するという二重の機能を有する。
【０００７】
マシンは、カプセル内に収容された原材料を圧力下で溶解及び／又は浸出及び／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）を更に備える。マシンは、マシン内で使用される水を作業温度（一般的には８０〜９０℃以下の温度）まで温めることができるボイラ又は熱交換器などの加熱要素を備える。最終的には、マシンは、タンクから、任意により加熱要素を介して、カプセルに水を循環させるポンプ要素を備える。例えば、マシン内で水を循環させる方法は、本出願人の欧州特許公報第２１６２６５３号に記載されている種類の蠕動バルブなどのバルブ手段の選択を通じて選択される。
【０００８】
調製される飲料がコーヒーの場合、コーヒーを調製するための興味深い手法の１つは、焙煎して挽いたコーヒー粉末を封じ込めたカプセルを消費者に提供することである。焙煎して挽いたコーヒー粉末はカプセル内に注入される湯で抽出される。湯は、コーヒー粉末の層を流れ、コーヒー物質を抽出してコーヒー飲料を調製する。
【０００９】
カプセルは、本出願人の欧州特許第１７８４３４４（Ｂ１）号、又は欧州特許公報第２０６２８３１号に記載され特許請求されるような用途に対して開発されてきた。
【００１０】
つまり、このようなカプセルは、
中空本体と、液体及び空気不浸透性であり、本体に取り付けられ、例えば、マシンの注入針によって孔が開けられるように構成された注入壁と、
抽出される、焙煎して挽いたコーヒーの層を封じ込めるチャンバと、
カプセルの下端に配置され、カプセルを閉じ、チャンバの内部圧力を保持するための膜（例えばアルミニウム）であって、膜が、チャンバ内部の内部圧力が特定の所定値に達したときにアルミニウム膜に注出孔を開けるための穿孔手段と接続し、開口原理が、本出願人の欧州特許第１４７２１５６（Ｂ１）号に記載されている、膜と、
カプセルに入る流体の噴流を遮断してその速度を低下させ、低下した速度で流体を物質層全体にわたって分配するように構成された穿孔壁であって、そのように分配して噴流を遮断する壁が、カプセルの流体の注入スペースを原材料収容チャンバから分離し、そのような分配壁が、本出願人の欧州特許第１７８４３４４（Ｂ１）号に記載されている、穿孔壁とを備える。
【００１１】
先行技術のこのようなカプセルの一例を図１に更に詳細に示しており、このカプセルは、穿孔可能な注入膜壁「ＰＭ」を備え、この壁は、実質的に筒状の本体の上端でシールされている。（一般に、カプセルが機能位置にあるときにカプセルの上部にある）注入膜は、飲料調製マシンの流体の注入針によって穿孔可能である。注入針の先端は、針がカプセルの穿孔可能な壁「ＰＭ」を突き刺す動きを示す上下逆向きの矢印で図１に示されている。
【００１２】
液体−以下ではこれを湯とみなす−が図２に示したカプセル区画に注入されると、圧力「Ｐ」が形成され、これが前述したように、カプセル内部に入っている原材料を抽出する抽出手段としての役割を果たす。
【００１３】
カプセル内の空間は、図１に示したように、２つの区画に分割されている。両区画は、孔の開いた水分配壁で分離され、この壁は、コーヒー粉末の層全体にわたって均一に水流を分配するとともに、注入針から出てくる強力な水の噴流の速度を落とす役割も果たす。分配壁は、好ましくは、カプセル側壁の内表面でシールされたプラスチックフィルムであり、このフィルムには、図１及び２に示したように、その表面全体にわたって複数の小さな孔が開けられて均一に分散している。
【００１４】
分配フィルムの下には、焙煎して挽いたコーヒー原材料があり、これは図１に符号「ＲＧ」で表記され、下部の穿孔可能な注出膜「ＤＭ」の上に載っている。カプセルの下膜は、カプセルの壁の内表面にもシールされ、図２に示したように（破線で示した孔の開いた下膜）、流体の圧力が増すと下膜に孔が開くように、下方に位置して配置されている穿孔手段によって穿孔可能である。下膜及び下穿孔手段は、カプセルの飲料注出壁を形成する。
【００１５】
分配フィルムの上には空のスペースがあり、このスペースは、図２に示したように、飲料調製過程で注入針の先端を配置するためのヘッドスペースとしての役割を果たす。
【００１６】
カプセルがマシン内部に機能的に挿入された後、すなわちカプセルがマシン淹出キャビティ内に設置され、このキャビティが閉鎖され、それによって注入針がカプセルの穿孔可能な膜「ＰＭ」に穿孔して図１に示したようにキャビティ内に突出すると、消費者は飲料調製を開始できる。
【００１７】
淹出サイクルが開始すると、水−又は同等の混合流体−が注入針を通ってカプセル内部に加圧状態で注入され、コーヒー原材料を抽出する。
【００１８】
飲料システムが機能するこの点で、後述するように、先行技術のカプセルには技術上の問題が見つかった。
【００１９】
焙煎して挽いたコーヒー粉末の層は、図２に示したように、下膜「ＢＭ」と分配フィルム「ＤＦ」との間に保持されるが、カプセルを流れる水は粉末状原材料の粒子（以下、これを原材料が焙煎して挽いたコーヒー粉末の粒子を含む好適な例とみなす）を動かし、これによって湯が優先的に流れるチャネル「ＣＨ」ができ、それによって、コーヒーの層全体にわたって均一に生じるべき通常は均質である流路を迂回することを見出した。焙煎して挽いたコーヒー粒子の動きにより、コーヒー粒子の密度の高い領域「ＨＤ」は、図２にも示したように、チャネルの範囲を画定する。
【００２０】
その結果、コーヒー原材料を循環する所定量の湯にはコーヒー物質の一部しか抽出されないため、コーヒーの濃度及び官能特性が低くなる。したがって、カップに所定量の良質なコーヒーを得るために、カプセル内部のコーヒー原材料の容積部を増大する必要がある。更に、チャネル形成により、クレマ（調製された飲料がコーヒーの場合）、すなわち、カップ内で、特にエスプレッソのような良質のコーヒーのショートカップで、飲料の上部に形成されることになっているクリーミーな泡の質及び量を著しく制限される。
【００２１】
焙煎して挽いたコーヒーの層を通ってできた「チャネル形成」という望ましくない現象は、図１及び２の例に示したように、高圧（通常はカプセル内部の水圧に対して１〜４０バール）の水が循環する、水が飲料調製原材料を通って注入されるあらゆるカプセルでも見られた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
したがって、本発明の目的は、加圧流体をカプセル内に入った非可溶性粉末原材料に循環させることによって飲料を調製するためのカプセルであって、前述した水注入針によって穿孔されるようになっているカプセルを提供することであり、これによってチャネル形成の問題を解決する。
【発明を解決するための手段】
【００２３】
本発明によれば、上記の目的は、飲料調製マシンで使用するためのカプセルであって、
（ｉ）閉鎖した内容積部を画定する側壁と、閉鎖した内容積部を画定するマシンの流体の注入手段によって穿孔されるようになっている穿孔可能な注入壁と、閉鎖した内容積部を画定する飲料を注出するようになっている注出壁と、
（ｉｉ）可撓性の流体分配壁であって、
穿孔可能な壁と流体分配壁との間にあり、流体の注入中に注入手段を収容できる、ヘッドスペース区画と、
流体分配壁と注出壁との間に位置しており、非可溶性飲料原材料粒子の層を封じ込める原材料区画とを分離するように、カプセルの閉鎖した内容積部内に穿孔可能な壁の下にある距離で位置する、流体分配壁とを備える、カプセルにおいて、
ヘッドスペース区画は、高吸収性ポリマーを封じ込めており、この高吸収性ポリマーは、ある量の注入された流体を吸収し、ヘッドスペース区画を満たすように膨張し、流体分配壁の表面に圧力をかけて、流体が原材料を通過する間に原材料粒子の実質的な動きを妨げることができることを特徴とする、カプセルによって達成される。
【００２４】
流体の注入手段は、流体噴流を生成するための出口を１つ有する中空針であることが好ましい。針は、ステンレス鋼で作製されることが好ましい。
【００２５】
本発明の極めて好適な実施形態では、原材料の物質を抽出するためにマシンによってカプセル内に注入される流体は、水、好ましくは温度が６５℃〜９０℃の範囲である湯である。
【００２６】
有利には、本発明に適用するのに適した適切な高吸収性ポリマー（ＳＡＰ）は、食品グレードのポリアクリル酸ナトリウム又はポリアクリル酸カリウムである。
【００２７】
更に、高吸収性ポリマーは、
急速な吸収を実現する低架橋高吸収性粒子コア、及び
良好な流体保持特性をもたらす高架橋高吸収性コーティング、で作製された粒子を含むことが好ましい。
【００２８】
本発明の好適な実施形態では、カプセル内の高吸収性ポリマーの塊は、０．０１ｇ〜５０ｇ（乾燥質量）、好ましくは０．０１ｇ〜２０ｇ（乾燥質量）、更に好ましくは０．１ｇ〜１０ｇ（乾燥質量）の範囲内である。カプセル内にあるこのような量の高吸収性ポリマーは、本発明を実施するのに適した高吸収材がその乾燥体積の５〜１０００倍、好ましくは１０〜２００倍の水を吸収することによって膨張するものと仮定すれば、流体を吸収してヘッドスペース区画の容積を上回る容積まで膨張するのに十分なものである。
【００２９】
本発明の極めて好適な実施形態では、カプセルに封じ込められている飲料原材料は、焙煎して挽いたコーヒー粉末を含む。ただし、非可溶性粉末粒子の形態であり、流体を加圧状態で循環することによってその粉末粒子から飲料形成物質が抽出される限り、他の種類の飲料の前駆原材料が封じ込められていてもよい。
【００３０】
好ましくは、飲料調製用にカプセル内に流れる動作流体の圧力は、１〜２０バール、好ましくは２〜１５バール（大気圧に対する相対圧力）の範囲内である。
【００３１】
本発明の更なる特徴及び利点については、以下、図面を参照して説明する本発明の好適な実施形態の説明に記載されるとともに、この好適な実施形態から明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】先行技術によるカプセルの概略断面図であり、カプセルに流体が注入される前にカプセルが飲料調製マシン内に機能的に挿入されている図である。
【図２】図１と同様の図であり、流体が加圧状態でカプセル内を循環する過程の図である。
【図３】使用前の本発明によるカプセルの概略断面図である。
【図４】図３と同様の図であり、カプセルが飲料調製マシン内に機能的に挿入され、カプセル内部への流体の注入が開始している図である。
【図５】図４と同様の図であり、飲料調製過程で流体がカプセルを通って循環する際の図である。
【図６】図４と同様の図であり、飲料調製が完了した後に、マシン注入針がカプセルから引き上げられている図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
本発明によるカプセル１を図３に示す。このカプセルは、マシンの水貯蔵部と、カプセル内で飲料を調製するのに適した温度（すなわち、焙煎して挽いたコーヒーを通って加圧状態で抽出されて調製されるコーヒーの場合は約８５℃）になるまで水を加熱する加熱素子と、水パイプ及び水ポンプを備える流体循環システムと、消費者が飲料調製を正確に選択して命令できるようにするための制御パネルを含む電子回路とを備える、飲料調製マシン（図示せず）で使用するように設計されている。マシンは、本発明による飲料原材料カプセルを機能的に挿入するようになっている、いわゆる「淹出ヘッド」を更に備えている。
【００３４】
前述したように、飲料調製は、閉鎖したカプセル内に加圧状態で飲料を調製するというすでに公知の先行技術のように、加圧状態で湯を原材料の粒子に通して循環させることによってカプセル内で行われる。
【００３５】
好ましくは、かつ明細書の他の部分で検討するように、原材料は、焙煎して挽いたコーヒー粉末である。
【００３６】
カプセル１は、側壁２と、図４に示したようなマシンの流体の注入針４に穿孔されるようになっている、上部の穿孔可能な注入壁３であって、側壁の上端でシールされる、注入壁３と、飲料を注出するようになっている注出壁５とを備えている。下注出壁は、図３に示したように、鋭利な突起で覆われた開口プレート６に穿孔されるような厚み及び材料の種類に適合している膜である。開口の原理は、本出願人の欧州特許第１４７２１５６（Ｂ１）号に記載されている類のものであり、内部の流圧がカプセル内で増大したときに下壁５が下方に撓む動きを利用するもので、これによって下壁５は、穿孔されるか、あるいは図５に示したように、開口プレート６の鋭利な突起の上で破れる。全壁が、カプセルの閉鎖した内容積部を画定する。
【００３７】
カプセル１は、可撓性の流体分配壁７を更に備えており、この分配壁は、図３に示したように、カプセルの閉鎖した容積部内に位置している。水分配壁７は、上部の穿孔可能な壁３の下にある距離で位置しており、この水分配壁は、
上部の穿孔可能な壁３と流体分配壁７との間のヘッドスペース区画８であって、流体を注入する過程でカプセル１がマシンの淹出キャビティ内に機能的に挿入されたときに、注入針４を収容することができる、ヘッドスペース区画８と、
流体分配壁７と注出壁５との間に位置する原材料区画９であって、非可溶性の焙煎して挽いたコーヒー原材料粒子ＲＧの層を含む、原材料区画９、とを分離するのに十分なものである。
【００３８】
本発明の原理によれば、かつ図３に示したように、ヘッドスペース区画８は、一定量の高吸収性ポリマー粉末１０を含み、この高吸収性ポリマー粉末は、一定量の注入流体を吸収し、ヘッドスペース区画８を満たすように膨張し、流体分配壁の表面に圧力をかけて、流体がコーヒー粒子を通って流れている間にコーヒー粒子ＲＧの実質的な動きを妨げることができる。カプセル内にある高吸収性ポリマーは、０．０１ｇ〜５０ｇ（乾燥質量）、好ましくは０．０１ｇ〜２０ｇ（乾燥質量）、更に好ましくは０．１ｇ〜１０ｇ（乾燥質量）であることが好ましい。
【００３９】
高吸収性ポリマー（ＳＡＰ）粉末１０は、食品グレードのポリアクリル酸ナトリウム又はポリアクリル酸カリウムのＳＡＰである。更に詳細には、高吸収性ポリマーは、
高速な吸収を実現する低架橋の高吸収性粒子コア、及び
良好な流体保持特性を実現する高架橋の高吸収性コーティングを含む粒子を含む。
【００４０】
高吸収材（高吸収性ポリマー又はＳＡＰとしても知られる）は、（溶解せずに）それ自体の乾燥重量の数倍を水性流体中で吸収できる材料を含む。高吸収材は、その重量の２０〜１０００倍を数秒で水中で吸収でき、一旦吸収すればその後放出することはない。
【００４１】
ＳＡＰと、セルロース繊維又はスポンジのような他の吸収材との相違は、後者が毛細管の作用によって水を吸収し、圧力が印加されると容易に水を放出するのに対し、ＳＡＰは水を分子鎖内に維持し、圧力下であっても水を保持する点である。
【００４２】
このようなＳＡＰが既知である。特に、高吸収性材料は、１９７０年代初めに日本及び米国で最初に生産された。１９８０年代初めに赤ん坊用のおむつに導入され、１９８０年代後半に、成人の失禁用パッドに導入された。１９９０年代初めまでに高吸収性材料は、使い捨ての赤ん坊用のおむつ／おしめ及び失禁用製品に広く使用されるようになった。
【００４３】
最も広く使用されているのは、ポリアクリル酸ナトリウムである。しかし、他のＳＡＰ、例えばポリアクリル酸カリウムが知られ、使用されている。ポリアクリル酸カリウムは、水分子に対して特に親和性がある多くの酸素原子を有する高分子の鎖を含んでいる。また、この高吸収材は、負のナトリウムイオンを帯びている。水は、浸透圧の釣り合いをとるためにポリマーに移動する傾向がある。一旦負に帯電すると、高分子鎖は互いに反発し、ポリマーは広がり、ＳＡＰ材料は膨張する。ポリアクリル酸ナトリウムは、架橋しており、分子のグループは互いに結合している。一旦網状組織に入ると、加圧状態であっても水は捕らえられる。ＳＡＰの吸収能力は、浸透圧、ポリマーの親和性及びポリマーのゴム弾性によって決まる。浸透圧は、吸収能力に対して最大の影響力を有する。
【００４４】
ポリマー内部のイオン濃度と周囲の溶液の水溶液のイオン濃度との差で浸透圧が決まる。水溶液のイオン濃度が低いほど、イオン濃度に見られる差は大きくなり、それに応じて浸透圧が上がる。この浸透圧によって、ポリマーは大量の水を吸収できる。したがって、吸収能力は、液体によって極めて多様である。
【００４５】
ＳＡＰの周囲溶液との親和性は、吸収能力にも影響を及ぼすが、その影響は浸透圧ほど大きくはない。
【００４６】
この２つの要因の結果、ポリマーは、ポリマー内部と周囲溶液のイオン濃度が同等になるまで水を吸収し続けるようになる。水の吸収を目的のレベルに制御するために、ポリマーには特定のゴム弾性を付与する必要がある。
【００４７】
ポリマーのゴム弾性は、そのポリマーの架橋密度が増大するにつれて増大する。ポリマーの吸収能力は、そのゴム弾性とポリマーの浸透圧及び親和性から生じた水吸収力との平衡が保たれたときに最大に達する。したがって、吸収能力は、架橋密度に依存する。
【００４８】
非架橋構造を有するＳＡＰは、膨張状態のゲルに似ている。このようなＳＡＰは、高比表面積を有し、極めて急速に吸収し、ゲル構造によって水の保持が悪くなる。
【００４９】
逆に、高度に架橋された構造を有するＳＡＰは、膨張状態で硬直している。このようなＳＡＰは、低比表面積を有し、吸収が遅い。しかしながら、このようなＳＡＰは、水の保持が良好である。
【００５０】
したがって、前述した２種類のＳＡＰ構造の各々に属する最高の特性の良好な折り合いを達成することが重要である。
【００５１】
この用途では、本発明は、吸収がかなり速い場合（完全な吸収が数秒以内、通常は１〜１０秒）に一層良好に実施され、水の保持は最適になる。
【００５２】
このような良好な折り合いは、例えば、
特に急速な吸収を実現する低架橋高吸収性粒子コア、及び
良好な保持特性をもたらす高架橋高吸収性コーティング、を備える粒子を備えるＳＡＰで達成され得る。
【００５３】
したがって、ＳＡＰ粒子上の表面コーティングを操作することが、製品の特性を調整する際の重要な工程の１つである。良質のベースポリマー（すなわち、抽出能力が低く、残留が少ない所望の能力）の場合、ポリマーに多くの異なる性能特徴を付与するために、異なる種類のコーティング溶液及び架橋剤を適用でき、これが前述した本発明の要件を最適に満たす。
【００５４】
また、吸収の速度を向上させるために、ＳＡＰ粒子の直径が可能な限り小さく規則的であることが好ましい。
【００５５】
もちろん、本発明を適用する際、選択したＳＡＰは、食の安全を満たすもので、国外及び国内の食品安全規準を満たしていなければならない。このような食の安全を満たすＳＡＰが存在し、保管過程で放出される生体液体を吸収するために、例えば肉又は鳥肉用トレイなどの食品用途に使用される。本発明の適用に対する食の安全を満たすＳＡＰの一覧を挙げることは本明細書の目的ではなく、それは、当業者がＳＡＰの製造者から適切に選定することである。
【００５６】
カプセル１が飲料調製マシンのカプセル受容淹出ヘッドに挿入され、マシンの淹出ヘッドが閉鎖すると、水注入針４は、図４に示したように、上部の穿孔可能な壁３に穿孔する。
【００５７】
この構成では、針４の先端は、図４に示したように、水分配壁７に接触することも穿孔することもなく、ヘッドスペース区画８の中に突出する。
【００５８】
使用者がマシンを作動させて飲料調製を開始すると、カプセル内への水の注入がカプセル内部で開始される。針４から放散された水は、ヘッドスペース区画８に流れ込み、高吸収性ポリマー（ＳＡＰ）粉末１０との混合が始まり、これにより、図４に膨張したＳＡＰ繊維１１で示したように、膨張し始め、可撓性の水分配フィルム７を押し、このフィルムが、下方へ曲がり始め、図４に２つの矢印で表記したように、コーヒーの塊を圧縮する。圧縮作用によって、コーヒー粒子は凝集し、実質的な動きを妨げられる。「実質的な」動きとは、もちろん、いくつかの粒子が、加圧状態でその間を流れる水の作用を受けて数ミクロン動く、又は回転することがあることを意味するが、コーヒーの塊を通る空洞チャネルの形成（「チャネル形成」）は防止され、水はコーヒー粒子を通るようにされ、それによって、高品質のコーヒー飲料を作るのに必要な分子が焙煎して挽いたコーヒー粒子から抽出され、水と混合して最終的な飲料を形成する。
【００５９】
カプセルと注入針との間のインターフェースは、カプセルの内部から外部に向かって水が逆流するのを防ぐ漏れ防止手段を備え、それによってカプセル付近は、水注入サイクルの始めは閉鎖した容積部である。この閉鎖した容積部に水が注入される結果、圧力「Ｐ」がカプセル内部で発生し始める。水は、水分配フィルム７を通って流れ、原材料区画９にある焙煎して挽いたコーヒーＲＧの塊を通って均質に分配される。
【００６０】
上記に説明したように、カプセル内部の圧力が十分高いとき、下注出壁５は、図５に示したように下方に撓みし、穿孔プレート６の鋭利な突起が突き刺さって、飲料はカプセルから、カプセル（図示せず）の下に配置された消費者のカップの中に流出できる。そのとき、マシンは水を加圧状態でカプセル内部に注入し続けるため、カプセル内部、及び特にヘッドスペース区画の中の流圧は維持される。更に、高吸収性ポリマーは、ほとんど完全に膨張していて、大きく拡大した体積に達し、これが分配壁７を下方に押す。その結果、原材料区画内にあるコーヒーの塊ＲＧの保持／圧縮作用は、図５に示したように最大になり、それによってチャネル形成は、そこに水が流れて流圧があっても防止される。
【００６１】
先行技術のカプセルでの事例のような、チャネルを流れるコーヒー粒子の流路を迂回してしまうであろう水を補充する必要がないため、本発明は、保持及び圧縮効果によって、カプセルに封じ込められる焙煎して挽いた粉末の量を少なくして、カップ内に極めて良質な飲料を得ることを可能にする。少ない原材料で、同様あるいはそれ以上の官能特性が達成され、より安価な飲料カプセルで品質が維持されるため、これは消費者にとって極めて有益である。
【００６２】
最後に、所望量の飲料が製造され、マシンがカプセル内部への水注入を停止すると、図６に示したように、針はカプセルから引き抜かれてよい。興味深いのは、発見して驚いたことだが、本発明の有益な副作用は、カプセルのヘッドスペース区画の内部で膨張した高吸収性ポリマーが、図６に示したように、上部の穿孔可能な壁に開いた孔をふさぎ、これによって、特にカプセルのヘッドスペース区画内部に残留圧力がある場合に、カプセルの上に一切の生成物又は液体が逆流するのを防止するということである。上壁３に開いた孔がふさがれるのは、膨張状態のゲルに似た高吸収性ポリマーに起因することである。
【００６３】
本明細書に記載される現在好ましい実施形態に対する様々な変更及び修正が当業者には明白のものであることを認識されたい。このような変更及び修正は本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、かつその付随する利点を減じることなく施すことができる。したがって、このような変更及び修正は添付の請求項によって包含されるものとする。
【図１】
2017509362.tif 000003
【図２】
2017509362.tif 000004
【図３】
2017509362.tif 000005
【図４】
2017509362.tif 000006
【図５】
2017509362.tif 000007
【図６】
2017509362.tif 000008
【国際調査報告】
2017509362.tif 000009
2017509362.tif 000010
2017509362.tif 000011