JP2015531248A - 安全機能を備えた飲料カプセル - Google Patents

Abstract

本発明は、圧力をかけて流体を内部に注入することによって食品又は飲料を調製する為のカプセルに関し、物質を含むチャンバと、底部貫通可能膜（２３）と、底部の膜を貫通することによってカプセルの開口を可能にし、飲料をカプセルから流出させる、開口手段（２４）とを備え、開口手段（２４）は、多数の貫通要素（２５）を備えた表面を備え、多数の貫通要素は、チャンバ内の圧力上昇の影響で底部の膜（２３）と係合するように構成され、前記開口手段（２３）は、安全壁（２７）に囲まれる少なくとも１つの安全貫通要素（２６）を更に備え、前記安全貫通要素の頂部（２８）は前記安全壁（２７）の近傍内部に置かれることを特徴とする。【選択図】 図４

Description

発明の分野

本発明は、緊急時の開口の為に内蔵された機能を備える飲料調製機と共に使用されるのに適した飲料調製及び／又は食品の為のカプセルに関する。

発明の背景

飲料調製機は、食品業界および消費財領域で周知である。そのような機械は、摂取者が所定種類の飲料、例えば、コーヒーベースの飲料（エスプレッソ、淹出状コーヒーカップなど）を家庭で調製することを可能にする。

今日、家庭内飲料調製の為の、たいていの飲料調製機は、飲料の調製の為に小分けされた原料を収容可能な機械から構成されたシステムを備える。そのような小分けは、柔らかいポッドやパッド、或いは、小袋でもよいが、ますます多くのシステムは、剛性ポッドやカプセルのような半剛性または剛性小分けを使用している。以下において、飲料用機械は、剛性または半剛性カプセルと共に動作する飲料調製機であることが考慮されている。

その機械は、前記カプセルを収容する為のレセプタクルと、圧力をかけて前記カプセルの中に流体（好ましくは、水）を注入する為の流体注入システムとを備えるのが好ましい。コーヒー飲料の調製の為に、圧力をかけてカプセル内に注入される水は、好ましくは熱く、７０℃を越える温度であるといわれている。しかしながら、ある特別な場合、それは、室温、或いは、冷蔵温度でさえある。カプセルの内容物の抽出および／または溶解中、カプセルチャンバの内側の圧力は、一般的に、溶解製品では約１〜約８バール、焙煎および粉コーヒーの抽出では約２〜約１２バールである。本発明は、特に、ティーやコーヒーの為の、いわゆる飲料調製の「淹出」処理も包含可能である。淹出は、流体（お湯など）による原料の浸出時間を含むが、抽出または溶解調製処理は、数秒間で、摂取者に飲料、例えば、コーヒーを調製することを可能にする。

全般的に、以下の明細書において、流体による原料の「淹出」という用語は、例えば、焙煎や挽かれた粉コーヒーのような粉末食用材料の抽出、或いは、可溶性ティーやコーヒー、ミルク、ココア混合物のような食用可溶性材料の溶解、或いは、非常に低い相対圧力あるいは大気圧の下で、抽出や溶解に必要な時間より長い時間の間、浸出流体で食用材料の浸出すること、例えば、お湯で茶葉を浸出することを包含することが意図されている。

圧力をかけて閉鎖カプセルの内容物を抽出及び／又は溶解する原理は、既知であり、一般的に、機械のレセプタクル内にカプセルを閉じ込めること、一定量の加圧水をカプセル内に注入することことから成るので、物質を抽出するか、それを溶解するように、カプセルの内側に圧力環境をつくり、当該機械に取り付けられた流体注入ニードルのような貫通注入要素でカプセルの面を貫通させた後、抽出される物質または溶解された物質をカプセルを通して放出する。この原理の適用を可能にするカプセルは、例えば、出願人の欧州特許ＥＰ１４７２１５６Ｂ１、ＥＰ１７８４３４４Ｂ１に説明されている。

この原理を可能にする機械は、例えば、特許ＣＨ６０５２９３及びＥＰ２４２５５６に説明されている。これらの文献によると、機械は、カプセル用レセプタクルと、遠位領域に１つ以上の液体注入オリフィスを備える中空ニードル形式でつくられた穿孔及び注入要素とを備える。ニードルは、二重機能を有し、それは、一方で、カプセルの最上部分を開き、他方で、カプセルの中に水の入口チャネルを形成する。

機械は、流体タンク（たいていの場合、流体は水である）を備え、カプセル内に含まれる原料を、圧力をかけて、溶解及び／又は浸出及び／又は抽出する為に使用される流体を貯蔵する。機械は、中で使用される水を動作温度（古典的に８０−９０℃の温度）まで加熱することができる給湯タンクや加熱交換器のような加熱ユニットを備える。最後に、機械は、タンクからカプセルまで、任意で、加熱ユニットを通って、水を流通させる為のポンプ要素を備える。機械内部で水が流通する方法は、例えば、出願人の欧州特許出願ＥＰ２１６２６５３Ａ１に説明された種類の蠕動運動弁のような選択バルブ手段によって選択される。

調製される飲料がコーヒーであるとき、一つの興味深いコーヒーを調製する為の方法は、摂取者に、中に注入されるお湯で抽出される焙煎及び粉コーヒー粉末を含むカプセルを与えることである。

カプセルは、そのような用途の為に開発されており、これらは、出願人の欧州特許ＥＰ１７８４３４４Ｂ１、或いは、欧州特許出願ＥＰ２０６２８３１に説明され、クレームされている。

要するに、そのようなカプセルは、一般的に、

・中空本体および注入壁であって、注入壁は、液体も気体も通さず、本体に付けられ、例えば、機械の注入ニードルによって穿孔されるように適合された、中空本体および注入壁と、

・抽出される焙煎および粉コーヒー床または可溶性飲料先駆原料（例えば、ミルクベース粉末又は可溶性粉末ティー）を含むチャンバと、

・カプセルの底部端に配置されたアルミニウム膜であって、カプセルを密封して閉じ、チャンバ内の内部圧力を保持し、この底部膜は、貫通手段に関連付けられ、貫通手段は、チャンバ内側の内部圧力が一定の所定値に達したとき、アルミニウム膜に注出穴を貫通させる、アルミニウム膜と、

・オプションで、カプセルの中に注入される流体の噴射速度を減じるように流体の噴射を砕き、減じられた速度で物質床を横切り流体を分配するように構成された手段と、を備える。しばしば使用者にとって重要なことは、機械のタンク内の水位が低すぎて十分な飲料を調製できないときを知ることである。

多くの場合、飲料調製機内で使用されるカプセルは、前述されたような閉鎖カプセルである。そのような閉鎖カプセルに関心を持つのは、それらが、室内の気体や水分から中に含まれた原料を保護し、長期保存期間を可能にするからである。一般的に、そのような閉鎖カプセルは、気体及び／又は水分を通さない材料からできており、剛性または半剛性本体を特徴とし、この本体の壁の一つ（例えば、最上壁）は、飲料調製機の流体注入ニードルによって貫通される膜からできている。液体がカプセル仕切りに注入されるとき、圧力が蓄積され、これが、カプセル内側に含まれる原料をカプセルの注出壁（一般的に底部壁）を通して抽出する為の抽出手段として機能する。

しかしながら、前述されたように、摂取者に対する明らかな利益を越えて、閉鎖カプセルは、一定の問題を起こす。

分かったことは、幾つかの（全般的には例外の）事例において、カプセル内部に圧力をかけて機械が流体（例えば、水）を注入し始めるとき、内側の流体圧力が蓄積されると、カプセルの注出側に置かれた膜の開口が適切に生じないことである。より正確には、そのような場合、カプセル注出側の開口、幾つかの場合、数滴の製品が、カプセルの注出側を通って流れ始め得ることが分かった。しかしながら、製品の特性のため、特に、溶解しない原料の多少の集合体あるいは大きな粒子のため、カプセルの注出側の穴は、ほとんど直ちに詰まり、通常はそうあるべきであるように、最終生成物は、そこを通って摂取者のカップに向かって流れることができない。

最初の結果として、飲料は摂取者に注出されず、摂取者は、閉塞カプセルを機械から回収し、新しいものと交換しなければならない。しかしながら、この回収操作は厄介であり、というのは、カプセル内側の流体は圧力がかけられており、摂取者が機械を開けると、注入ニードルがカプセルの最上壁（最上膜など）から取り外され、カプセルの外に、加圧水が流れるか、ときどきは吹きつけ、これは、もちろん、望ましいことではないからである。

それ以上に、ある事例において、飲料調製機は、保安装置を備え、これが、カプセル内の圧力が所定値まで減少されるまで、そのカプセル仕切りを開くことを防止する。カプセル閉塞の場合、例えば、前記カプセルの下から注出用貫通可能膜にアクセスすることによって、貫通工具を使用してカプセルが貫通されない場合、機械を再び開けることができないが、これも、望ましくなく、ユーザーフレンドリーではない。

そのような閉塞カプセルの場合は珍しいが、カプセル閉塞を防止する解決策を提供することが強く望まれる。これが、本発明の主な目的である。

前述された主な目的は、圧力をかけて流体を内部に注入することによって食品又は飲料を調製する為のカプセルによって満たされるが、このカプセルは、物質を含むチャンバと、底部貫通可能膜と、底部の膜を貫通することによってカプセルの開口を可能にし、飲料をカプセルから流出させる、開口手段とを備え、開口手段は、多数の貫通要素を備えた表面を備え、多数の貫通要素は、チャンバ内の圧力上昇の影響で底部の膜と係合するように構成され、前記開口手段は、安全壁に囲まれる少なくとも１つの安全貫通要素を更に備え、前記安全貫通要素の頂部は前記安全壁の近傍内部に置かれることを特徴とする。

重要なことに、前述されたように、最終製品を作るためにカプセルの内側に注入される流体で溶解されることが意図されたカプセル内に最初に含まれる物質の特性にため、貫通要素による底部膜の貫通によって作り出される通常の注出開口は、大きな粒子や注出流体の停止によって塞がれる（すなわち、カプセルが遮断される）。その場合、より多くの混合流体（例えば、水）が注入されるにつれて内部にカプセル内側の流体圧力が蓄積し続け、これらが、一定地点まで安全壁を圧迫し、この地点で、それは実際に僅かに前記壁近傍に入り、内部に含まれる安全貫通要素によって貫通される。製品がカプセルの外側に注出される正常な状態では理解されるように、カプセル内側の内部圧力は、安全壁の近傍内側に底部膜を押し出すには十分ではない。そのため、正常な状態の使用において、正規の貫通要素は、安全壁に取り囲まれ、カプセルの注出開口をつくるのに十分であるが、この安全貫通要素は正規の貫通要素としては使用されない。

「安全壁の高さに対する、安全貫通要素の高さ」の割合は、実質的に、安全開口圧力、すなわち、カプセルの正常な開口の場合における開口圧力を定める。割合が高いほど、開口圧力は低くなる。また、安全貫通要素の形状と高さが開口圧力と開口時間を制御する。この割合は、安全壁と安全貫通要素のベースが同一の高さである点に注意すると、好ましくは、０．５〜１であるべきである。換言すると、安全貫通要素は、その高さが安全壁の大きさの半分から、安全壁の全高までになるように寸法が決められるべきである（この場合、安全貫通要素の頂部は、安全壁の上縁と同一の高さにある）。そのため、本発明によると、安全貫通要素は、安全壁の近傍の外側に決して突出しないので、カプセル内側の圧力が正常使用の圧力を超える場合（正常な貫通要素が適切に機能しない場合）のみにカプセルの底部膜にアクセス可能である。

より好ましくは、「安全壁の高さに対する安全貫通要素の高さ」の割合は、０．７〜０．９である。

好ましくは、開口手段の表面は、安全壁と安全貫通要素との間に置かれる部分で少なくとも部分的に開口し、流体は前記表面の両側で流れることが可能である。

安全壁は、円筒でもよく、これは、射出成形によって簡単に製造可能である。

好ましくは、前記安全壁の内径は、１〜１０ｍｍ、好ましくは、２〜５ｍｍである。

また、好ましくは、安全貫通要素の頂部は、円錐である。

貫通要素は、中空でも、平坦でもよい。

本発明の第１実施形態において、安全貫通要素及び安全壁は、開口手段と一体的に成形されている。

本発明の代替えの第２実施形態において、安全貫通要素は、開口手段の安全壁内側に、付けられ、溶着され、或いは、同様に固定される独立した要素である。

後者の場合、貫通要素は、安全壁の内部表面に付けられるベースを有利に備え、前記ベースは、少なくとも径方向に沿って横断面を有し、前記横断面は、前記壁の対応する内側の横断面より下位にある。

以下、図面を参照して、現時点で好ましい実施形態の説明から明らかな本発明の追加特徴および利点を説明する。
図１は、本発明に従う飲料調製機の概略斜視図である。 図２は、図１に示された飲料調製機の淹出ヘッドの内部を示す概略拡大斜視図である。 図３は、本発明に従うカプセルの概略斜視断面図である。 図４は、本発明に従う貫通プレートの概略斜視平面図である。

発明の詳細な説明

本発明は、図１に示された種類の機械１に関する。そのような機械１は、水リザーバ２，淹出ヘッド３，カップトレイ４を備え、カップトレイ４は、淹出ヘッド、制御パネル、ボタンに対して、異なる高さで設定可能である。可能な実施形態において、制御ボタンは、より具体的には、回転ホィール６を備え、制御パネルはスクリーン７である。原料カプセルは、カプセルホルダ８内に配置可能であり、カプセルホルダ８は、淹出ヘッド３の中に取り外せるように挿入される。スクリーン７は、いろいろな情報（例えば、カップに注出される容量レベル）を摂取者に表示する為に適している。また、使用者は、高温用ボタン又は低温用ボタン１１を起動することによって、調製される飲料の温度を選択可能であり、これらのボタン１１は、淹出ヘッドの表面にあるスクリーン及びホィールに密接して存在する。

図２は、淹出ヘッド３の実施形態の内部構成を開いた位置で概略的に示す。カプセルホルダ８は、カプセル１２と共に取り付けられる。カプセルは、上部貫通可能膜１３と、上部周囲縁１４とを有する。淹出ヘッド３は、一般的に、ハンドル１５を備えた開／閉機構と、支持プレート１７にハンドルを機械的にリンクさせる膝機構１６とを備える。支持プレート１７は、注入プレート１８を持ち、注入プレート１８は、移動され、洩れないように（in a leaktight manner）カプセルの上部膜１３及び周囲縁１４と直接接触する。注入プレートは、ニードルプレート１８であり、ニードルプレート１８は、淹出ヘッドが閉じられるとき、カプセルの上部膜を通して貫通するように、一つの注入用ニードル１９を持つ。ニードル１９は、流体方式で（パイプを経て）、当該機械のポンプ、加熱要素、リザーバ（図示せず）にリンクされている。

図３に示されるように、カプセルは、カプセル側壁２０，カプセル上部壁１３を備え、上部壁１３は、カプセルの上部周囲縁１４の表面に密封された膜であり、前記膜は、図３に示されるように、圧力をかけて水を注入する為のニードル１９によって貫通可能である。カプセルは、底部壁２１を更に備え、底部壁２１は、底部注出開口２２を有し、底部注出開口２２を通して、カプセル内部で調製される飲料が重力で流れ、下に置かれるカップの内部に注出される。カプセルは、柔軟な貫通可能な底部膜２３によって気密密封される。底部膜２３は、カプセルの内側表面に密封可能になるように、例えば、その下部表面に熱可塑性物質が被覆されたアルミニウム膜でもよい。

図４に示されるように、カプセル１２は、貫通要素２５を備えた表面を備え、貫通要素２５は、カプセルチャンバ内の圧力上昇の影響の下に、底部膜２３と係合するように構成されている。貫通要素は、切断用頂部を備えたピラミッド形状であることが好ましい。

本発明によると、図４に示されたように、開口手段は、更に、安全貫通要素２６を備え、これは、安全壁２７によって囲まれている。安全貫通要素２６に対する安全チャネルの高さは、前記安全貫通要素の頂部２８が、図４に示されるように、前記チャネル２７の近傍内に置かれるようになっている。前記安全チャネルの内径は、約４ｍｍである。安全貫通要素および安全チャネルは、開口手段と共に一体的に成形される。安全貫通要素の形状は、例えば、円錐またはピラミッドのような任意の適した形状でもよい。好ましくは、安全貫通要素の頂部２８は鋭利になっている。開口手段２４の表面は、安全チャネル２９で開いており、流体は、カプセルの注出開口を通り、その中を流れることができる。

正常な操作中、カプセル内部の圧力蓄積とカプセルは、前述のように、その注出−底部−側で開き、下に置かれるカップに飲料を流出させる。

カプセル閉塞の場合、カプセル内部の流体圧力が蓄積するとき、その底部膜は、下方に曲がり、その形状は、貫通プレートの下部表面にきつく従わされ、円筒チャンバの中にも入る。その後、それは、貫通要素の頂部に接触し、これが、前記底部膜を貫通し、圧力を放出し、カプセル閉塞を取り除く。圧縮された流体は、有利なことに、正常注出サイクルにおけるように、出口チャネルを通り、カプセルの注出開口に向かって流れる。

カプセルの閉塞を取り除くことによって、機械保安装置（存在する場合）が切断され、これが、使用者に前記機械の淹出ヘッドのロック解除を可能にし、通常通り使用することを可能にする。

安全貫通要素の頂部を前記チャネルの上部縁から一定の距離（１ｍｍ未満）で貫通プレートの円筒チャネル内側に配置すること、前記チャネルを２〜５ｍｍの直径で設計することにより、−カプセル閉塞の場合−カプセル内側の流体圧力が前記カプセルの最大正常開口圧力より僅かに高いとき、すなわち、カプセル内側の圧力１０〜１５バールにおいて、カプセルの底部膜が下方に曲がり、貫通されることが分かった。

本願で説明された現時点で好ましい実施形態に対する、さまざまな変更及び変形は、当業者にとって、明らかであろう。そのような変更及び変形は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、その付随する利益を損なうことなく、可能である。そのため、そのような変更および変形は、添付の請求の範囲に包含されることが意図されている。

Claims (10)

1. 圧力をかけて内部に流体を注入することによって食品又は飲料を調製する為のカプセルにおいて、物質を含むチャンバと、底部貫通可能膜（２３）と、前記底部の膜を貫通することによって前記カプセルの開口を可能にし、前記飲料を前記カプセルから流出させる、開口手段（２４）と、を備え、前記開口手段（２４）は、多数の貫通要素（２５）を備えた表面を備え、前記多数の貫通要素は、前記チャンバ内の圧力上昇の影響で前記底部の膜（２３）と係合するように構成される、前記カプセルであって、
   前記開口手段（２３）は、安全壁（２７）に囲まれる少なくとも１つの安全貫通要素（２６）を更に備え、前記安全貫通要素の頂部（２８）は前記安全壁（２７）の近傍に置かれることを特徴とする、カプセル。
2. 前記開口手段の前記表面は、流体が前記表面の両側に流れるように、前記安全壁（２７）および前記安全貫通要素（２６）間に置かれた一部で、少なくとも部分的に安全チャネル（２９）に開口する、請求項１に記載のカプセル。
3. 前記安全壁（２７）は円筒である、請求項１または２に記載のカプセル。
4. 前記安全壁（２７）の内径は、１〜１０ｍｍ、好ましくは、２〜５ｍｍである、請求項１〜３のいずれか一項に記載のカプセル。
5. 前記頂部（２８）は、円錐である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のカプセル。
6. 前記安全貫通要素（２６）は、中空である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のカプセル。
7. 前記安全貫通要素（２６）は、平らである、請求項１〜６のいずれか一項に記載のカプセル。
8. 前記安全貫通要素（２６）および前記安全壁（２７）は、前記開口手段（２４）と一体的に成形されている、請求項１〜７のいずれか一項に記載のカプセル。
9. 前記安全貫通要素（２６）は、前記開口手段（２４）の前記安全チャネルの内側に、付けられ、溶着され、同様に固定される、独立要素である、請求項１〜８のいずれか一項に記載のカプセル。
10. 前記安全貫通要素（２６）は、前記安全壁（２７）の内部表面に付けられるベースを備え、前記ベースは、少なくとも径方向に沿って横断面を有し、前記横断面は、前記壁（２７）の対応する内側の横断面より下位にある、請求項９に記載のカプセル。

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