(57)【要約】  飲料製造装置内に受けられる、物質を収容するカプセル（１）から飲料を調製するための方法であって、注入針（９０）によって水を供給しつつ、中心入口部（８）と針の表面との間に液密性をもたらすステップと、外周出口部（９）の出口を通じて遠心分離によりカプセルから飲料を供給するステップとを含み、カプセルは、液体がカプセルの外側へ漏れ出ないように、中心入口部において液体入口と針の表面との間に液密性を与えるべく構成され、カプセルは、遠心分離液が外周出口部（９）の出口を通過できるように構成される方法。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に収容される物質から、飲料を製造するために遠心力を使用して前記物質に液体を通すことにより、飲料製造装置内で飲料を調製するためのカプセルであって、所定量の飲料物質を含む封入物を備えるカプセルにおいて、前記封入物が、
側壁（７）と、底壁（６）と、開口部と、フランジ状縁部（４）とを備える本体（２）と、
前記本体の前記フランジ状縁部に取り付けられて前記本体の前記開口部を覆う上壁（３）と
によって囲まれ、
前記上壁が、中心入口部（８）と、該入口部と前記フランジ状縁部（４）との間の外周出口部（９）とを備え、飲料が遠心力下で前記カプセルから抜け出ることができるように前記外周出口部（９）が開放されあるいは開放可能であり、
前記カプセルが、前記カプセルの内側から外側へ向けて液体が漏れ出ないように、前記中心入口部において液体入口と前記飲料製造装置の注入針（９０）の表面との間に液密性を与えるべく構成され、かつ、
遠心分離液が前記外周出口部（９）で前記上壁を横断できるように構成されるカプセル。
【請求項２】
前記中心入口部（８）が耐密性形成層（１２、１９）を備え、
前記外周出口部が前記耐密性形成層を伴わない少なくとも１つの領域（９、１６、１７）を有する、請求項１に記載のカプセル。
【請求項３】
前記耐密性形成層が、前記外周出口部における同じ材料と比べて厚い弾性材料または柔軟材料、または、前記外周出口部における厚い材料よりも弾力性があり、もしくは柔軟性がある厚い材料、および／または、前記中心入口部に局部的に配置される繊維材料または発泡材料によって得られ、それにより、前記装置の注入針が前記中心入口部で前記上壁に挿通されるときに、前記材料と前記注入針の外面との接触によって、前記中心入口部に液密性をもたらす、請求項２に記載のカプセル。
【請求項４】
前記外周出口部が穿刺可能な材料から成る層を備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載のカプセル。
【請求項５】
前記中心入口部が、前記カプセル内に水を供給するために使用される前記注入針によって穿孔されるように最初に閉じられている、請求項３または４に記載のカプセル。
【請求項６】
前記耐密性形成層が、前記注入針が前記上壁に挿通されるときに弾性的に拡張し、かつ前記針が前記上壁を貫通する注入位置にあるときに前記注入針の表面の周囲で耐密的にかつ弾性的に収縮するための、前記注入針よりも小さい断面（例えば直径）の弾力性のある開口部を最初に有する、請求項３または４に記載のカプセル。
【請求項７】
前記上壁が、該上壁の前記中心入口部および前記外周出口部の両方に広がる穿刺可能な膜を備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載のカプセル。
【請求項８】
前記膜がアルミニウムなどのガスバリア層を備える、請求項７に記載のカプセル。
【請求項９】
前記弾性の柔軟な繊維材料または発泡材料の少なくとも１つの耐密性形成層が少なくとも部分的に前記膜に結合される、請求項７または８に記載のカプセル。
【請求項１０】
前記耐密性形成層が、前記膜と一体であり（例えば、積層体を一緒に形成する）、あるいは、前記上壁の内側であるいは前記上壁の外側で前記膜を覆い、あるいは、前記中心部で前記膜中に埋め込まれる、請求項９に記載のカプセル。
【請求項１１】
前記耐密性形成層の材料が、エラストマーまたは軟質プラスチックまたはこれらの組み合わせである、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のカプセル。
【請求項１２】
１種の材料から形成される前記耐密性形成層が、シリコン、ＰＥ、ＰＰその他のポリオレフィン、ＰＥとＰＰとの共重合体、ポリアミド、ポリウレタン、ＰＥＴその他のポリエステル、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ＰＶＣ、生分解性プラスチック（例えばＰＬＡ）、および、これらの組み合わせから成るグループの中から選択される、請求項１１に記載のカプセル。
【請求項１３】
前記耐密性形成層の材料が、好ましくはポリウレタンエラストマーから形成される、織布または不織布その他の布である、請求項２、１１または１２のいずれか一項に記載のカプセル。
【請求項１４】
前記層がディスクまたはパッチである、請求項２または１１〜１３のいずれか一項に記載のカプセル。
【請求項１５】
前記耐密性形成層の材料がホットメルト材料である、請求項１１または１２に記載のカプセル。
【請求項１６】
前記上壁が、前記外周出口部に少なくとも１つの脆弱ラインを備える、請求項２、１１または１２のいずれか一項に記載のカプセル。
【請求項１７】
前記耐密性形成層が、前記上壁の前記中心部および前記外周部の両方の前記膜の表面上に前駆体層を設けるとともに、例えば機械的なスコアリング、レーザスコアリング、または電気化学的なスコアリングにより前記前駆体層を選択的に除去するあるいは前記前駆体層の厚さを前記外周部で少なくとも減少させることによって得られる、請求項２、１１、１２または１６のいずれか一項に記載のカプセル。
【請求項１８】
前記上壁（３）が、前記中心部（８）で前記装置の中心針（９０）により穿孔できかつ前記外周部（９）で前記装置の穿孔部材（５３）によって穿孔できる膜（１１０）を備え、
前記上壁（３）が、前記中心部および前記外周部（８、９）の両方に広がる耐密性形成層（１２０）をさらに備え、
前記耐密性形成層（１２０）が、前記中心針（９０）によって穿孔可能であるとともに、前記針（９０）と該針により穿孔された中心入口との間に耐密性を与えて前記針の周囲で前記カプセルの内側から外側へ向かう液体の漏れを防止するように構成され、
前記耐密性形成層（１２０）が、前記穿孔部材（５３）により前記膜（１１０）に形成される出口穿孔を通じて遠心分離液が前記カプセルから出ることができるように穿孔可能におよび／または液体を浸透させるように構成される、請求項１に記載のカプセル。
【請求項１９】
内部に収容される物質から、飲料を製造するために遠心力を使用して前記物質に液体を通すことにより、飲料製造装置内で飲料を調製するためのカプセルであって、所定量の飲料物質を含む封入物を備えるカプセルにおいて、前記封入物が、
側壁（７）と、底壁（６）と、開口部と、フランジ状縁部（４）とを備える本体（２）と、
前記本体の前記フランジ状縁部に取り付けられて前記本体の前記開口部を覆う上壁（３）と
によって囲まれ、
前記上壁が、中心入口部（８）と、該入口部と前記フランジ状縁部（４）との間の外周出口部（９）とを備え、飲料が遠心力下で前記カプセルから抜け出ることができるように前記外周出口部（９）が開放されあるいは開放可能であり、
前記中心入口部（８）が耐密性形成層（１２、１９）を備え、
前記外周出口部が前記耐密性形成層を伴わない少なくとも１つの領域（９、１６、１７）を有する、カプセル。
【請求項２０】
内部に収容される物質から、飲料を製造するために遠心力を使用して前記物質に液体を通すことにより、飲料製造装置内で飲料を調製するためのカプセルであって、所定量の飲料物質を含む封入物を備えるカプセルにおいて、前記封入物が、
側壁（７）と、底壁（６）と、開口部と、フランジ状縁部（４）とを備える本体（２）と、
前記本体の前記フランジ状縁部に取り付けられて前記本体の前記開口部を覆う上壁（３）と
によって囲まれ、
前記上壁が、中心入口部（８）と、該入口部と前記フランジ状縁部（４）との間の外周出口部（９）とを備え、
前記上壁（３）が、前記中心部（８）で前記装置の中心針（９０）により穿孔できかつ前記外周部（９）で前記装置の穿孔部材（５３）によって穿孔できる膜（１１０）を備え、
前記上壁（３）が、前記中心部および前記外周部（８、９）の両方に広がる耐密性形成層（１２０）をさらに備え、
前記耐密性形成層（１２０）が、前記中心針（９０）によって穿孔可能であるとともに、前記針（９０）と該針により穿孔された中心入口との間に耐密性を与えて前記針の周囲で前記カプセルの内側から外側へ向かう液体の漏れを防止するように構成され、
前記耐密性形成層（１２０）が、前記穿孔部材（５３）により前記膜（１１０）に形成される出口穿孔を通じて遠心分離液が前記カプセルから出ることができるように穿孔可能におよび／または液体を浸透させるように構成される、カプセル。
【請求項２１】
飲料製造装置内に受けられる、物質を収容するカプセル（１）から飲料を調製するための方法であって、前記カプセルが中心入口部と外周出口部とを有する上壁を備える方法において、
注入針（９０）によって水を供給しつつ、前記中心入口部（８）と前記針の表面との間に液密性をもたらすステップと、
前記外周出口部（９）の出口を通じて遠心分離により前記カプセルから飲料を供給するステップと
を含み、
前記カプセルが、前記カプセルの内側から外側へ向けて液体が漏れ出ないように、前記中心入口部において液体入口と前記針の表面との間に液密性を与えるべく構成され、
前記カプセルが、遠心分離液が前記外周出口部（９）で前記上壁を横断できるように構成される、方法。
【請求項２２】
前記液体入口が、前記カプセルの前記中心入口部（８）で前記注入針（９０）により穿孔される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記液体出口が、前記外周出口部（９）で前記装置の穿孔要素（５３）によって穿孔される、請求項２１又は２２に記載の方法。
【請求項２４】
液密層が少なくとも前記中心出口部に広がる、請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
前記外周出口部には前記液密層（１２）がない、請求項２１に記載の方法。
【請求項２６】
前記液密層が、前記穿孔要素（５３）と共に耐密性を形成することなく前記外周出口部に広がる、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記液密層が、前記外周出口部で穿孔に抗するが、前記穿孔要素（５３）によって膜（１１０）に形成される出口穿孔を通じて遠心分離液が前記カプセルから抜け出ることができるように液体を浸透させる、請求項２４に記載の方法。
【請求項２８】
前記液密層が、遠心分離液を濾過するとともに前記外周出口部（９）に広がる、請求項２６または２７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心分離によるカプセルを用いた飲料調製の分野に関する。
【０００２】
原理は、カプセル内に収容される物質に遠心力を使用して液体を通すことにより、コーヒーなどの飲料を調製することにある。
【背景技術】
【０００３】
飲料または液状食品を調製するためのカプセルおよび浸出遠心力を使用するシステムは国際公開第２００８／１４８６０４号パンフレットに記載されている。一般に、カプセルは、膜によって閉じられる、コーヒー粉末などの物質を収容する本体から形成される。膜は、液体を注入するために膜の中心部分が装置の水注入針によって穿孔されると同時に、飲料を抽出するために多くのさらに小さい針によって膜の外周部が穿孔される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
飲料の抽出を遠心分離によって適切に行なうことができるようにし、かつ注入液がカプセル内に収容される物質を注入部位で迂回できないようにするための解決策が必要とされることが認識される。特に、注入液がカプセルを満たすときに、液体がカプセルの中央入口から漏れ出る可能性があり、それにより、その漏れ出た液体がカプセルの上面の外側で遠心分離される可能性がある。これは、製造される飲料、例えばコーヒーの品質に影響を及ぼし得る。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明はこの問題に対する解決策を提供する。このため、本発明は、一般的態様において、内部に収容される物質から、飲料を製造するために遠心力を使用して上記物質に液体を通すことにより、飲料製造装置内で飲料を調製するためのカプセルであって、所定量の飲料物質を含む封入物を備えるカプセルに関する。封入物は、側壁と底壁と開口部とフランジ状縁部とを備える本体と、本体のフランジ状縁部に取り付けられて本体の開口部を覆う上壁とによって囲まれる。上壁は、中心入口部と、上記入口部とフランジ状縁部との間の外周出口部とを備える。外周出口部は、飲料が遠心力下でカプセルから抜け出ることができるように開放することができあるいは少なくとも開放可能であり、例えば穿孔可能である。カプセルは、液体がカプセルの内側から外側へ向けて漏れ出ないように、中心入口部において液体入口と飲料製造装置の注入針の表面との間に液密性を与えるべく構成される。また、カプセルは、遠心分離液が外周出口部で上壁を横断できるように構成される。
【０００６】
用語「針」は、液体の外部供給源からカプセル内に液体を供給できる、飲料製造装置の任意の種類の穿孔または非穿孔侵入部材を意味する。「針」の特定の形態では、針が穿孔チップから形成される。
【０００７】
他のさらに特定の一態様において、本発明は、内部に収容される物質から、飲料を製造するために遠心力を使用して上記物質に液体を通すことにより、飲料製造装置内で飲料を調製するためのカプセルであって、所定量の飲料物質を含む封入物を備えるカプセルにおいて、上記封入物が、
側壁と、底壁と、開口部と、フランジ状縁部とを備える本体と、
本体のフランジ状縁部に取り付けられて本体の開口部を覆う上壁と
によって囲まれ、
上記上壁は、中心入口部と、飲料が遠心力下でカプセルから抜け出ることができるように開放されあるいは開放可能な外周出口部とを備え、
上記中心入口部が耐密性形成層を備え、
上記外周出口部がそのような耐密性形成層を伴わない少なくとも１つの領域を有する、
カプセルに関する。
【０００８】
用語「耐密性」は、ここでは、液体に対する耐密性、特に水媒体（例えば、水、液状コーヒー抽出物など）に対する耐密性を示そうとするものである。
【０００９】
外周出口部のそのような耐密性形成層を伴わない上記領域は、上壁のシール部に隣接して配置される環状区域であることが好ましく、上記シール部は本体のフランジ状縁部に結合される。上記領域は、外周出口部全体を形成することができ、あるいは、例えば厚さが減少された個別の区域から形成することができる。
【００１０】
さらに具体的には、耐密性形成層は、外周出口部における同じ材料と比べて厚い弾性材料または柔軟材料、または、外周出口部における厚い材料よりも弾力性がありもしくは柔軟性がある厚い材料、および／または、中心入口部に局部的に配置される繊維材料または発泡材料によって得られ、それにより、装置の注入針が中心入口部で上壁に挿通されるときに、そのような材料と注入針の外面との接触によって、中心入口部に液密性をもたらす。
【００１１】
逆に、外周出口部は引き裂き可能な材料を備える。出口部は、中心入口部の穿刺抵抗と比べて低い穿刺抵抗の穿刺可能材料から成ることが好ましい。
【００１２】
中心入口部は、カプセル内に水を供給するために使用される注入針によって穿孔されるように最初に閉じられていることが好ましい。この態様では、飲料物質、例えば炒って挽いたコーヒーの鮮度を長期間にわたって保つために穿孔前にカプセル内に空気が進入するのを防止するよう、カプセルは、完全に閉じられるとともに、気密材料から形成されるのが好ましい。
【００１３】
別の一態様において、耐密性形成層は、注入針が上壁に挿通されるときに弾性的に拡張し、かつ針が上壁を貫通する注入位置にあるときに注入針の表面の周囲で耐密的にかつ弾性的に収縮するための、注入針よりも小さい断面（例えば直径）の弾力性のある開口部を最初に有する。利点は、カプセルを貫通する注入針の導入を容易にすること、および、針の切れ味が柔軟／繊維材料によって急速に悪くなるのを避けることである。
【００１４】
好ましい一態様において、上壁は、上記上壁の中心部および外周部の両方に広がる穿刺可能な膜を備える。穿刺可能な膜は、両方の部分に広がり耐密性形成層よりも比較的低い引き裂き抵抗を有する少なくとも１つの材料から形成される。また、膜の材料は気密材料であることが好ましい。より好ましくは、膜がアルミニウム層を備える。アルミニウム層は、好ましくは１〜１００ミクロン、より好ましくは１０〜５０ミクロンの厚さを有する。アルミニウム層は、ポリオレフィン（ＰＰまたはＰＥあるいはＰＰとＰＥとの共重合体）などの高分子、ＰＥＴなどのポリエステル、または、他の高分子を少なくとも含むヒートシールラッカーによって補強できる。好ましい一態様において、膜は、アルミニウムと、シール層、例えばＰＰまたはＰＥとから成る多層構造を備える。シール層は、ヒートシールまたは超音波など、カプセルの上壁を本体の縁部に対してシールするために必要となり得る。
【００１５】
より弾力がある柔軟な厚い繊維材料または発泡材料の少なくとも１つの層は、少なくとも部分的に膜に結合されるのが好ましい。より弾力がある柔軟な厚い繊維材料または発泡材料の膜に対する結合は、コーティング、吹き付け、積層、溶着、接着、射出成形、熱成形、および、これらの組み合わせによって行なうことができる。この層は、膜と一体とすることができ（例えば、積層体膜を形成する）、あるいは、上壁の内側であるいは上壁の外側で膜を覆うことができ、あるいは、例えば埋め込みゴムまたは引き裂き抵抗が低い２つの層間に挟まれる軟質プラスチック挿入体など、中心入口部で膜中に埋め込むことができる。
【００１６】
一般に、少なくとも１つの耐密性形成層を形成する材料は、シリコン、ＰＥ、ＰＰなどのポリオレフィンまたは共重合体、ポリアミド、ポリウレタン、ＰＥＴなどのポレステル、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ＰＶＣ、生分解性プラスチック（例えばＰＬＡ）、および、これらの組み合わせから成るグループの中から選択される。
【００１７】
他の一態様において、上記耐密性形成層の材料は、布、例えば織布または不織布などの繊維材料である。材料は、プラスチック繊維および／または有機繊維（ボール紙、綿、リネンなど）の中から選択できる。最も好ましくは、厚い材料は、例えば１５〜５００ミクロンの厚さを有するポリウレタンエラストマーから成るフィルタメッシュである。ポリウレタンフィルタメッシュは、アルミニウム膜またはアルミニウム／ＰＥＴ膜に対してヒートシールできる。
【００１８】
層は、発泡体、例えばＰＵＲ（ポリウレタン）またはＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）またはＰＥまたはＰＰであってもよい。
【００１９】
柔軟な高分子、繊維、または、発泡体の層は、中心入口部を覆うが抽出穿孔器によって穿孔されるようになっている外周出口部全体にわたって広がらないように、上壁の直径よりも小さい直径のディスクまたはパッチの形状を成すことができる。ディスクまたはパッチは、熱溶着または超音波溶着または接着などの任意の適した結合手段によって結合され得る。
【００２０】
一態様では、上記耐密性形成層の材料は、堆積されるホットメルト材料である。ホットメルト材料は、一般に、（例えば加熱ノズルによる）軟化後に液状またはペースト状に堆積されて中心入口部で膜に対してさらに押圧される所定量の柔軟な高分子である。
【００２１】
他の一態様において、耐密性形成層は、上壁の中心部および外周部の両方の膜の表面に前駆体層を設けるとともに、例えば機械的なスコアリング、レーザスコアリング、または、電気化学的なスコアリングにより前駆体層を選択的に除去するあるいは前駆体層の厚さを外周部で少なくとも減少させることによって得られる。
【００２２】
外周部の穿刺抵抗は、耐密性形成層に少なくとも１つの脆弱ラインを設けることによって減少されるのが好ましい。より好ましくは、脆弱ラインは、ポリプロピレンまたはポリエチレンなどの高分子層をレーザスコアリングすることにより得られる。１つの好ましい例において、膜は、レーザスコアリングされたｃＰＰ／アルミニウム／ＰＥＴの積層体から形成される。脆弱ラインは連続であってもあるいは不連続であってもよい。
【００２３】
カプセルは、カプセルから出る飲料の遠心分離流を制限するバルブ手段の一部を形成するようになっている係合部をさらに備えてもよい。この係合部は、例えば、縁部のシール面から突出する環状突起であってもよい。
【００２４】
本発明のカプセルは、本発明の範囲から逸脱することなく異なる形状を有する本体を備えることができる。本体は、カップ形状を成すことが好ましいとともに、異なる用量の飲料原料、例えば炒って挽いたコーヒーを収容するために異なる容量、例えば異なる深さを成して寸法付けることができる。本体は、アルミニウムおよび／またはプラスチックなどの任意の材料から成ることができる。一態様において、本体は、アルミニウム、アルミニウム／ＰＰ、ＰＰなどのプラスチック、または、ＰＬＡなどの生分解性プラスチック、または、プラスチック／ボール紙、または、プラスチック／アルミニウム／プラスチック／ボール紙から形成される。本体のためにアルミニウムが使用されない場合、本体は、ＥＶＯＨなどのガスバリアを備えることが好ましい。また、本体および／または上壁を仕上げるためにラッカーおよび／または着色層をさらに挿入することもできる。
【００２５】
特定の一態様において、カプセルの上壁は、中心部で装置の中心針により穿孔できかつ外周部で装置の穿孔部材によって穿孔できる膜を備え、
上壁は、中心部および外周部の両方に広がる耐密性形成層をさらに備え、
上記耐密性形成層は、中心針によって穿孔可能であるとともに、針と針により穿孔された中心入口との間に耐密性を与えて針の周囲でカプセルの内側から外側へ向かう液体の漏れを防止するように構成され、
上記耐密性形成層は、穿孔部材により膜に形成される出口穿孔を通じて遠心分離液がカプセルから出ることができるように穿孔可能におよび／または液体を浸透させるように構成される。
【００２６】
また、これにより、本発明は、内部に収容される物質から、飲料を製造するために遠心力を使用して上記物質に液体を通すことにより、飲料製造装置内で飲料を調製するためのカプセルであって、所定量の飲料物質を含む封入物を備えるカプセルにおいて、上記封入物が、
側壁と、底壁と、開口部と、フランジ状縁部とを備える本体と、
本体のフランジ状縁部に取り付けられて本体の開口部を覆う上壁と
によって囲まれ、
上壁が、中心入口部と、上記入口部とフランジ状縁部との間の外周出口部とを備え、
上壁が、中心部で装置の中心針により穿孔できかつ外周部で装置の穿孔部材によって穿孔できる膜を備え、
上壁が、中心部および外周部の両方に広がる耐密性形成層をさらに備え、
上記耐密性形成層が、中心針によって穿孔可能であるとともに、針と針により穿孔された中心入口との間に耐密性を与えて針の周囲でカプセルの内側から外側へ向かう液体の漏れを防止するように構成され、
上記耐密性形成層が、穿孔部材により膜に形成される出口穿孔を通じて遠心分離液がカプセルから出ることができるように穿孔可能におよび／または液体を浸透させるように構成される、
カプセルに関する。
【００２７】
また、本発明は、飲料製造装置内の前述したカプセルから飲料を調製するための方法であって、注入針によって水を供給しつつ、カプセルの中心入口部と針の表面との間に液密性をもたらすステップと、外周出口部の出口を通じて遠心分離によりカプセルから飲料を供給するステップとを含む方法に関する。
【００２８】
この方法は、外周出口部に出口を穿孔する工程をさらに含んでもよい。この工程は、ほぼ円形の経路に沿って分布される複数の穿孔部材をカプセルの上壁の外周出口部に挿通することによって行なうことができ、この場合、遠心力下での穿孔出口を通じた飲料の流れを確保するために、穿孔部材と外周出口部の穿孔された出口との間には液密構造が与えられない。
【００２９】
この方法は、穿孔された出口と出口穿孔部材との間で出口から出てくる飲料を濾過する工程をさらに含んでもよい。
【００３０】
また、本発明は、飲料製造装置内に受けられる、物質を収容するカプセルから飲料を調製するための方法であって、上記カプセルが中心入口部と外周出口部とを有する上壁を備える方法において、
注入針によって水を供給しつつ、中心入口部と針の表面との間に液密性をもたらすステップと、
外周出口部の出口を通じて遠心分離によりカプセルから飲料を供給するステップと
を含み、
カプセルは、液体がカプセルの内側から外側へ向けて漏れ出ないように、中心入口部において液体入口と針の表面との間に液密性を与えるべく構成され、
カプセルは、遠心分離液が外周出口部で上壁を横断できるように構成される、
方法に関する。
【００３１】
液密性は、注入針の表面に対する上壁の少なくとも１つの層の耐密な接触によって得られることが好ましい。接触は、上記層の弾性材料によって得られることが好ましい。
【００３２】
本発明の方法において、液体入口は、カプセルの中心入口部で注入針により穿孔されることが好ましい。
【００３３】
また、液体出口は、外周出口部で装置の穿孔要素によって穿孔されることが好ましい。
【００３４】
本発明の方法では、液密層が少なくとも中心出口部に広がることが好ましい。
【００３５】
第１の態様において、外周出口部には上記液密層がない。
【００３６】
他の一態様において、液密層は、穿孔要素と共に耐密性を形成することなく外周出口部に広がる。特に、液密層は、遠心分離液を濾過するとともに外周出口部に広がる。例えば、この層は、ポリウレタンまたはポリオレフィン（例えばポリエチレン）などの弾性材料から成る布（例えば、織布または不織布）のメッシュであってもよい。
【００３７】
一態様において、上壁は、例えば弾性布から成る液体浸透性材料の少なくとも１つの層を備える。
【００３８】
上壁は、液体不浸透の穿孔可能な外側層と、上記液体浸透性材料、例えば布から成る内側層とを備えてもよい。
【００３９】
液体浸透層は、フランジ状縁部に対してシールされる上記上壁の単一層を形成してもよい。
【００４０】
本発明の更なる特徴は、以下の図の詳細な説明において明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明のカプセルを上から見た斜視図である。
【図２】図１のカプセルを下から見た斜視図である。
【図３】図１のカプセルの断面図である。
【図４】本発明のカプセルを受けるための飲料製造装置の外観斜視図である。
【図５】内側にカプセルを伴う飲料製造装置の断面図である。
【図６】図５の詳細断面図である。
【図７】図６の更なる細部である。
【図８】第２の実施形態に係るカプセルの断面図である。
【図９】第３の実施形態に係るカプセル上壁の細部断面図である。
【図１０】図９の上壁の下面図である。
【図１１】第４の実施形態に係る上壁の上面図である。
【図１２】図１１の上壁の細部断面図である。
【図１３】本発明の他のカプセルを用いた飲料製造装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
図１および図２に示されるように、本発明の好ましいカプセル１は一般に皿状本体２を備え、該本体２に対して上壁３がシールされる。上壁３は、環状シール部１０で本体の外周縁部４にシールされる。外周縁部４は、外側に延びて約２〜１０ｍｍの環状小シール部を形成することができる。皿状本体は、底壁６と、好ましくは底壁と反対の本体の大きい開放端の方向に拡がる側壁７とを備える。皿状本体は剛性体または半剛性体であることが好ましい。皿状本体は、ＥＶＯＨ等のガスバリア層を伴う食品用プラスチック、例えば、ポリプロピレン、または、アルミニウム合金、または、プラスチックとアルミニウム合金との積層体から形成することができる。
【００４３】
カプセルは中心軸線Ａ周りに回転対称性を成すことが好ましい。しかしながら、カプセルが必ずしも軸線Ａ周りに円形断面を有していなくてもよく、正方形、長方形、または、他の多角形形状などの他の形状をとってもよいことに留意すべきである。
【００４４】
図３に示されるように、上壁３は、中心入口部８、外周出口部９、および、シール部１０を備える。上壁３は、比較的低い引き裂き抵抗の液密膜１１を備える。膜は、アルミニウム膜またはアルミニウム／ＰＥＴ膜など、さらに気密であることが好ましい。膜は、比較的薄い厚さ、例えば１〜１５０ミクロンの厚さを有することが好ましく、最も好ましくは１５〜１００ミクロンの厚さを有する。
【００４５】
中心入口部８は、中心軸線Ａからカプセルの径方向に特定の距離にわたって広がる。上記距離は、上壁の半径の約５〜９８％、好ましくは５〜７５％、最も好ましくは１０〜３５％に相当してもよい。中心部８は、膜１１に結合された耐密性形成層１２を備える。膜に対する結合は、シール（ヒートシールまたは超音波）または接着剤によって得られることが好ましい。耐密性形成層１２は、膜１１よりも弾力がある材料、例えばエラストマー（シリコン、ＰＢＴ）、あるいは、ポリプロピレン、ＰＥ、または、ＰＡなどの軟質プラスチック、あるいは、ポリウレタン（ＰＵＲ）、綿、ボール紙、リネンなどの繊維材料、または、発泡体から形成することができる。耐密性形成層は、膜よりも厚い材料から成ることが好ましい。例えば、層１２は、膜１１よりも少なくとも１．５倍厚く、好ましくは膜１１の２倍を超える厚さである。後述するように、層１２は注入針によって穿刺可能でなければならない。
【００４６】
膜１１は、容易に引き裂くことができる領域を形成するために外周出口部９に広がる。最後に、膜は、シール部１０に沿ってフランジ状縁部４に対してシールされる。シールは、ＰＥＴまたはポリオレフィン（ＰＥまたはＰＰあるいはそれらの共重合体）などの高分子を少なくとも含む特定のシール下層を膜に設けることによって得ることができる。
【００４７】
本発明の他の一態様によれば、本発明のカプセルは、フランジ状縁部から上方へ突出する環状隆起部１８を備える。隆起部１８は、この説明においても後述するようにカプセルから抜け出る遠心分離液の流れを選択的に止めるためのバルブ手段の一部を形成する。
【００４８】
カプセルおよび本発明の飲料製造装置を含むシステムの第１の実施形態が図４〜図７に示されており、該実施形態をここで説明する。システムは、前述したカプセル１と、飲料調製装置２３とを備える。装置は、カプセルを内部に挿入できるモジュール２４を有する。カプセルは、浸出されるための食品物質を収容しており、廃棄されるため（例えば、有機または無機の原料の廃棄またはリサイクリングのため）に使用後にモジュールから除去される。モジュール２４は、水リザーバ２５などの給水源と流体連通する。モジュールと給水源との間の流体回路２７にはポンプ２６などの流体輸送手段が設けられる。水がモジュールに入る前に流体回路内の水を加熱するために温水器２８が更に設けられる。リザーバからくる新鮮な水を加熱するために温水器を流体回路内に挿入することができる。あるいは、温水器を水リザーバ自体の内部に配置することができ、そのような場合には、水リザーバが湯沸器になる。無論、水プラグ接続を介して水を家庭内給水源から直接に取り込むこともできる。装置は、制御手段と、飲料調製方法を起動させるための起動手段（図示せず）とを更に備えてもよい。
【００４９】
水を低圧あるいは重力圧でモジュール２４内に供給することができる。例えば、モジュールの注水口では０バール〜大気圧よりも大きい２バールの圧力を想定できる。ピストンポンプなどの圧力ポンプが利用される場合には、２バールよりも高い圧力の水を送出することもできる。
【００５０】
浸出モジュール２４は、水注入サブアセンブリまたは水注入ヘッドと、カプセルホルダを含む液体受け入れサブアセンブリとを主に含む、２つの主要なカプセル封入サブアセンブリ２９、３０を備えることができる。２つのサブアセンブリは、装置内で回転するカプセルを基準付けるための位置決め・心出し手段を形成する。
【００５１】
２つのサブアセンブリは、例えばバヨネット型接続システム３１、またはあご型閉塞原理に基づく機構などの任意の他の適した閉塞手段によって互いに閉じてカプセルを内部に封入する。液体受け入れサブアセンブリ３０は、例えば、カプセルから出てくる遠心分離された液体をカップまたはグラスなどの給仕容器へ案内するためにサブアセンブリの側部から突出する液体ダクト３２を備える。液体ダクトは、図５に示されるようにカプセルを挿入できる回転ドラム３４を備えるカプセルホルダを取り囲むＵ形状またはＶ形状の環状断面を形成する液体レシーバ３３と連通する。液体レシーバ３３は、本明細書で後述するように液体を収集するための収集キャビティ６３を形成する。液体受け入れサブアセンブリ３０の下側には、サブアセンブリの内側でカプセル受け入れドラム３４を回転駆動させるための手段が配置される。
【００５２】
駆動手段は、電力またはガス出力が供給され得る回転モータ４０を備えることが好ましい。
【００５３】
水注入サブアセンブリは、上流側が水流体回路２７と連通する注水口３５を備える注水口面を備えている。
【００５４】
回転ドラム３４は回転シャフト３７によって軸方向に延びており、回転シャフト３７は、ボールベアリングまたはニードルベアリングのような回転案内手段３９により、液体レシーバ３３の外側ベース３８に対して回転関係を成して保持される。したがって、回転ドラムは中央軸線Ｉ周りに回転するようになっており、一方、レシーバの外側ベース３８は装置に対して固定される。ドラムの回転シャフト３７とモータ４０のシャフト４２との間の接合部分に機械的なカップリングを配置することができる。
【００５５】
水注入サブアセンブリ２９を考慮すると、該サブアセンブリは、装置の長手方向軸線Ｉに対して固定される、中心に配置された注水器４５を備える。注水器は、注水口３５から排水口４７へ水を輸送するための中心管状部材４６を備え、排水口４７はカプセルの封入物１４内へ突出するようになっている。中心管状部材は、カプセル内へ入り込んで液体をカプセル内に注入するための中空針９０によって延在する。このため、排水口は、カプセルの膜蓋３を貫通する穿刺穴を形成できる鋭利な管状チップ４８などの穿刺手段に関連付けられる（図６）。
【００５６】
注水器の周囲には回転係合部品またはカバー部品４９が取り付けられる。係合部品４９は、注水器と、部品４９と注水器４５との間に挿入されるボールまたはニードルベアリング５０などの回転案内手段とを受けるための中心凹部を有する。液体がカプセルからベアリングの内側に進入するのを防止するために、ボールベアリング５０と注入針９０との間にシール手段８９が配置される。
【００５７】
カプセル係合サブアセンブリ２９は、２つのサブアセンブリがカプセルの周囲で互いに相対的に閉じられるときに液体受け入れサブアセンブリ３０の内部環状チャンバ６３内に突出するスカート管状部６２を更に備えてもよい。このスカート管状部６２は、遠心力を受けるカプセルから抜け出る遠心分離液のための衝突壁を形成する。このスカート管状部６２はサブアセンブリ２９に固定されるのが好ましい。該サブアセンブリは、液体受け入れサブアセンブリ３０に対する接続を容易にするための操作部６４を更に備える。この操作部６４は操作用の刻み付き外周面を有することができる。操作部は、ネジ６７によってサブアセンブリ２９の固定ベースに固定させることができる。
【００５８】
無論、この操作部をレバー機構または同様の操作手段と置き換えることができる。
【００５９】
本発明の一態様によれば、回転係合部品は、該部品の外周に配置される穿孔部材５３を備える。穿孔部材は、外周部９に配置され、好ましくは、環状外周部９でカプセルの上壁３を穿孔するように、中心軸Ｉよりも縁部の非常に近く（例えば縁部４から約２〜１０ｍｍ離れて）に配置される。更に具体的には、穿孔部材は、係合部品の下面から突出する鋭利な突起から形成される。上壁は、水注入サブアセンブリ２９がカプセルに対して移動され、カプセルが下側サブアセンブリ３０のカプセルホルダ内の所定位置にあるとき、装置の閉塞中、すなわち、カプセル周囲での２つのサブアセンブリ２９、３０の閉塞中に穿孔され、少なくとも部分的に穿孔されるのが好ましい。
【００６０】
穿孔要素５３は、部品の円形経路に沿って分布されるのが好ましい。
【００６１】
好ましい形態において、穿孔部材５３は先端が中実である（すなわち、液体供給導管が横切らない）。
【００６２】
システムには、穿孔要素の下流側の遠心分離液の流体経路にバルブ手段５１が設けられる。バルブ手段は、液体の圧力が所与の閾値に達するときにカプセルから出る遠心分離液の流体経路の開放または拡張を行なう任意の適したバルブであってもよい。バルブ手段は、所与の過圧力で開放するように較正される。例えば、開放過圧は、０．１〜１０バール、好ましくは０．２〜８バール、最も好ましくは０．５〜３バールの過圧力である。
【００６３】
図示の好ましい形態において、バルブ手段は、カプセルの係合部、すなわち、隆起部１８を備え、該隆起部は、カプセルのフランジ状縁部４のシール面１０から突出する。この係合部は、縁部のほぼ平坦なシール面１０から上方へ突出する突起を形成する。係合部１８をフランジ状縁部から一体に形成できる。そのような場合、フランジ状縁部を含むカプセルの本体２は、プラスチックおよび／またはアルミニウムから形成されるのが好ましい。バルブ手段は、対向する側に、回転カバー部品４９の係合面８３を備える。係合面８３は、突起１８の特定の形状に依存する様々な形状を備えてもよい。好ましい形態において、係合面８３は、環状平坦面等のほぼ平らな表面である。係合面は、カバー部品４９の下面５４の外周に表面の環状凹部として形成されてもよく、それにより、穿孔部材の基部を突起１８の基部よりも下げることができる。
【００６４】
なお、係合面８３は、凹部または凸部などの平坦以外の多くの異なる形状をとってもよい。
【００６５】
図６に示されるように、カプセルのフランジ状縁部は、突起１８とは反対側のその表面８２に環状溝９１を備えることができる。装置のカプセルホルダは支持面を備える支持部を備えており、支持面からは、カプセルの環状溝９１の形状に適合する環状圧入部９２が突出する。そのため、圧入部９２は、装置内でカプセルを位置決めして基準付けるとともに、回転部品４９によって圧縮されるときにバルブ手段の環状突起１８を支持する役目を果たすことができる。例えば、突起およびその逆の形状９１は、例えば深絞り、エンボス加工、または、熱成形の製造工程によってカプセル本体の形成中または形成後に形成することができる。
【００６６】
バルブ手段５１は、ばね付勢要素７１を備える荷重発生システム７０によって得られる弾性閉塞荷重の力を受けて閉塞するようになっている。ばね付勢要素７１は、回転カバープレート４９に弾性荷重を印加する。荷重は、主として、それ自体、カプセルの隆起部１８に対して閉塞作用する係合面８３上に分配される。したがって、バルブは、通常は、穿孔要素によって形成されるオリフィスを通じて抜け出る遠心分離液によって十分な圧力が突出部１８に及ぼされるまで、遠心分離液のための流路を閉塞する。なお、突出部１８は、カプセルを液体で満たせるようにする一方で空気またはガスが適切に放出されるようにするべく、ガス通路を依然として形成することができることに留意されたい。例えば、突出部には、ガスが逃げることができるようにする１つ以上の小さい径方向溝または特定の表面粗さ（図示せず）を設けることができる。したがって、液体は、膜３と回転カバー部品４９の下面５４との間で流れ、図７に示されるようにばね付勢要素７１の力に抗してカバー部品４９全体を上方へ押し上げることによりバルブ５１を開放させる。したがって、遠心分離液を高速で衝突面６２へ向けて放出することができる。
【００６７】
荷重発生システム７０は、バルブ手段の開放圧を制御するために図５または図６に示されるように調整可能とすることができる。特に、システム７０は、ばね付勢要素７１の第１の端部が嵌め込まれる基部５５を備えることができる。ばね付勢要素７１の反対側端部には当接部材５６が固定され、上記当接部材はさらにネジ要素５７に結合される。基部５５、要素７１、および、当接部材５６は管状フレーム５８内に収容される。ネジ要素５７および管状フレーム５８は、係合部品４９に作用するばね付勢要素７１の圧縮荷重を調整できるようにする相補的なネジ７３を備える作動手段を協働して形成する。
【００６８】
図６に示されるように、膜１１および耐密性形成層１２はいずれも、カプセルの周囲でサブアセンブリ２９、３０が閉塞するときに中心注入針９０によって穿孔される。層１２が膜１１よりも弾力がありあるいは柔軟であるため、層は針の外面９１上に液密シールをもたらす。注水器４５によって封入物１４内に供給される液体は、針の表面９１に沿って漏れることが防止されるとともに、カプセルの上壁の膜１１とカバープレート４９の底壁との間にちょうど位置する隙間９３を汚染することも防止される。装置が中心軸線Ｉに沿って回転駆動されると、図６に示されるように、液体は、カプセル内に収容される物質を（例えばラインＬに沿って）横断させられるとともに、上壁の外周出口部の膜を貫通して外周に配置される穿孔部材５３により形成される穿孔９４を通じて出される。カプセルの中心に注入針を伴った状態で耐密性形成層により形成される漏れ止め構造により、液体は実質的に隙間９３からバルブ５１の方向に近道をすることはできない。そのため、供給される液体のほぼ１００％によってカプセル内の物質が横断されることが保証され得る。
【００６９】
逆に、外周出口部（図７）では、穿孔部材５３によって膜に穿孔９４が設けられ、それにより、液体、例えばコーヒー抽出物の遠心分離流は、漏れることができ、そのため、穿孔部材５３の表面と穿孔された膜の縁部との間でバルブ５１の方向にカプセルから抜け出ることができる。液体の圧力は、バルブを開放させて、液体の流れをスカート６２の一部の表面に対して突き当てる。外周部において、膜は、好ましくはそれが固形物をカプセル内に保持しつつ液体流のための比較的制限された通路を形成することにより液体を濾過するようにもなっている。このため、膜の材料は、フィルタ効果を適切に与えるように選択される。特に、アルミニウムまたはアルミニウム／高分子は、必要とされる被引き裂き性能およびフィルタ性能の両方を提案するのに適することが分かってきた。無論、遠心分離液の漏れを許容するが固形物を封入物１４内に保持する更なるフィルタの付加によりフィルタ機能を得ることが想起できる。
【００７０】
図８は本発明のカプセルの他の一実施形態を示している。図１との唯一の相違点は、耐密性形成層が膜１１の上面に配置されるという点である。図１および図８の両方の実施形態において、耐密性形成層１２は、「ホットメルト」、すなわち、熱溶解によって貼り付けられて膜表面に押し付けられる柔軟なパッチであってもよい。ホットメルトに適した材料は、ポリオレフィン、例えばＥＶＡ、ＰＥ、ＰＰ、または、それらの共重合体、三元重合体、シリコン、ポリウレタン、および、それらの組み合わせから成るグループの中から選択される。
【００７１】
耐密性形成層は、約７０〜３００ミクロン厚のＰＰディスク、ＰＰエラストマーフィルタ、または、ＰＵＲフィルタメッシュディスクであってもよい。フィルタは、メルトブローまたは他の適した技術によって形成することができる。そのため、フィルタディスクをカットして膜に対してその下面（図１）または上面（図８）でシールすることができる。
【００７２】
図９および図１０は他の実施形態を示しており、この実施形態において、耐密性形成層１２は、上壁３を貫通する針の導入を容易にするための中心開口部を伴う軟質プラスチック（例えばＰＰ）またはエラストマー（例えばシリコン、ＰＢＴ）から成るディスクあるいはフィルタディスク（例えばＰＵＲ）である。確かに、耐密性形成層１２の針による穿孔が材料の選択に応じて困難であることが分かる。その結果、針が壁をさらに容易に穿孔できるようにするために軸線Ｉに開口部を残すことが好ましい。この場合、中心入口部における上壁の引き裂き抵抗は、外周部における壁の引き裂き抵抗とほぼ同じであってもよい。これは、装置の穿孔部材／針によって膜１１だけが穿孔されるからである。開口部は、針が上壁を貫通して導入されるときに針によって僅かに広げられるように針に対して相補的に寸法付けられる。特に、針と上壁とのより良好な漏れ止め係合を確保するために、開口部の直径“Ｄ”を注入針９０の直径よりも僅かに小さくできる。
【００７３】
図１１および図１２は、穿孔可能な出口部９が上壁３に設けられる、本発明のカプセルの他の一実施形態を示している。出口部９は、本体のフランジ状縁部に対してシールするようになっているシール部１０と中心入口部８との間に配置される。出口部９には、耐密性形成層を形成する前駆体層１９の除去または厚さ減少によって２つの脆弱ライン１６、１７が形成される。２つのライン１６、１７は、出口穿孔部材５３による穿孔を容易にするために互いに近接して同心状に配置される。ライン１６、１７は、壁の全周にわたって連続していることが好ましく、あるいは、不連続ライン、例えば破線にすることもできる。上壁は、中心部に前駆体層を形成する比較的厚い軟質プラスチックまたはエラストマー層１９を備える多層構造を成すことができる。例えば、この多層構造は、ＰＰ−アルミニウム−ＨＳＬまたはＰＥ−アルミニウム−ＨＳＬから成る積層体を備え、この場合、ＰＰまたはＰＥが耐密性形成層を形成し、アルミニウムが本質的にガスバリアを与え、ＨＳＬがカプセルフランジ上にシーラント層を形成する。ＨＳＬは、ここでは、「ヒートシールラッカー」を表わす。ＰＰ層またはＰＥ層は、厚さ減少前に４０〜１５０ミクロンの厚さを有する。脆弱ラインにおける厚さの減少は、初期の層の約５０〜１００％であり、最も好ましくは約７５〜９９％である。アルミニウム層は、１〜１００ミクロン、より好ましくは５〜４０ミクロンの厚さを有することができる。シーラント層は、２〜５０ミクロン、好ましくは３〜３０ミクロンの厚さを有することができる。耐密性形成層、すなわち、ＰＰ層またはＰＥ層は、図１２に示されるように脆弱ラインを形成するために例えばレーザスコアリングによって除去されあるいは厚さが減少される。スコアリングされたラインは、０．０５〜１ｍｍの幅および１０〜１５０ミクロンの深さＨに沿って延びることができる。
【００７４】
なお、図１３に示される本発明の想定し得る一態様において、耐密性形成層１２０は、中心部（８）および外周出口部（９）に沿って延びることができる一方で、外周部で液密性を与えない。カプセルの上壁は、中心部を針９０によって穿孔できかつ穿孔部材５３によって穿孔できる上膜１１０を備える。外層１１０は気密であることが好ましい。上壁は、針９０によって穿孔されるが穿孔部材５３による穿孔に抗する下層１２０をさらに備える。膜１１０および層１２０は、上壁３の全面に沿って積層体を形成できる。あるいは、層１２０は、中心部でのみ結合され、外周部で結合されていない。穿孔部材５３は、中心針９０ほど穿孔しないように形成されるのが好ましい。それにより、層１２０は、穿孔部材５３によって内側に撓まされるだけであり、それにより層１２０と膜１１０の穿孔された出口との間に遠心分離液のための通路を形成する。層１２０をポリウレタンまたはポリオレフィン（例えば、ＰＥ、ＰＰ）で形成することができる。層１２０は、布、例えば織布または不織布であってもよい。
【００７５】
本発明の他の一態様（図示せず）では、カプセルが液体浸透性層１２０のみを伴う上壁３を備え、カプセルを装置内に挿入する前に外層１１０が切り捨てあるいは除去される。それにより、層１２０は、液体を浸透させない態様でカプセルの本体を閉じるようにフランジ状縁部４にシールされる。層１２０は、中心部８が針９０によって穿孔できるようにかつ出口穿孔部材５３によって穿孔できるか、あるいは穿孔できないように構成される。いかなる場合でも、層１２０は、液体が外周部９において部材５３の周囲でカプセルから抜け出ることができるようにしつつ、針９０の周囲で液密性を与えるのに十分な弾力性を有する。層は、エラストマー高分子、例えばポリウレタンエラストマーから成る織層または不織層などの布から形成することができる。
【図１】
2012510323.tif 000003
【図２】
2012510323.tif 000004
【図３】
2012510323.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2012510323.tif 000008
【図７】
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【図８】
2012510323.tif 000010
【図９】
2012510323.tif 000011
【図１０】
2012510323.tif 000012
【図１１】
2012510323.tif 000013
【図１２】
2012510323.tif 000014
【図１３】
2012510323.tif 000015
【国際調査報告】
2012510323.tif 000016
2012510323.tif 000017