特許 7459089 オーバーサイズの膜を備える食品又は飲料調製用のカプセル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-22

(45)【発行日】2024-04-01

(54)【発明の名称】オーバーサイズの膜を備える食品又は飲料調製用のカプセル

(51)【国際特許分類】

   B65D 85/804 20060101AFI20240325BHJP

   A47J 31/06 20060101ALI20240325BHJP

【ＦＩ】

B65D85/804 200

A47J31/06 323

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2021526650

(86)(22)【出願日】2019-11-19

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-01-18

(86)【国際出願番号】 EP2019081700

(87)【国際公開番号】W WO2020104402

(87)【国際公開日】2020-05-28

【審査請求日】2022-11-08

(31)【優先権主張番号】18207128.2

(32)【優先日】2018-11-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】590002013

【氏名又は名称】ソシエテ・デ・プロデュイ・ネスレ・エス・アー

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100107456

【弁理士】

【氏名又は名称】池田 成人

(74)【代理人】

【識別番号】100162352

【弁理士】

【氏名又は名称】酒巻 順一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100140453

【弁理士】

【氏名又は名称】戸津 洋介

(72)【発明者】

【氏名】ドーガン， ニハン

(72)【発明者】

【氏名】マクポーランド， カレン

(72)【発明者】

【氏名】マルヴィル， フレッド

【審査官】植前 津子

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１５－５３０１４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００８－５１０５４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００５－５２５１４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１５５１１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０２７４４１２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６５Ｄ ８５／８０４

Ａ４７Ｊ ３１／００－３１／６０

Ｂ６７Ｄ １／００－ ３／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

食品又は飲料調製用のカプセルであって、
液体及び空気に対して不透過性であり、前記カプセルの内部に流体を注入するために穿刺されるようになっている、中空本体（２）と、
前記本体（２）の内部に形成されており、圧力下での前記流体中への溶解又は圧力下での前記流体による抽出によって食品又は飲料を調製するための原材料を収容している、チャンバ（１０）と、
前記チャンバ（１０）内の圧力を保持するために前記本体（２）に固定されている膜（９）であって、前記膜（９）の少なくとも一部が、前記チャンバ（１０）の底端部に形成されている開口部を覆っており、前記開口部が、リム（１２）によって取り囲まれており、前記リム（１２）には、前記本体（２）と前記膜（９）との間にシールを形成する固定手段によって前記膜（９）の縁部が固定されている、膜と、
前記チャンバ（１０）の外側で前記膜（９）の近傍に配置されている開口手段（１５）であって、開口圧力下で前記膜（９）が前記開口手段（１５）に押し付けられると、前記膜（９）を開口するように構成されている、開口手段（１５）と
を備えるカプセル（１）において、
前記シールによって取り囲まれている前記膜（９）の部分が、前記シールによって取り囲まれている平坦な表面の面積の１１０％～１４０％である、広げられた表面の面積を有し、
前記開口手段（１５）が、前記膜（９）に面する上面を有するプレートを含み、前記上面が、前記膜（９）を穿孔するように構成された隆起要素（１６）を形成又は支持するように構成されており、
前記膜（９）が、前記開口圧力下で前記隆起要素（１６）に押し付けられると、前記隆起要素（１６）の表面に適合するように変形および伸張するように構成されていることを特徴とする、カプセル。

【請求項2】

前記膜（９）が、開口される直前に、前記開口手段の広げられた表面全体の面積の６０％超の被覆率を得るように構成されている、請求項１に記載のカプセル。

【請求項3】

前記チャンバ（１０）の底端部に形成されている前記開口部が、約６００ｍｍ^２の面積を有する一方で、前記開口部を覆う前記膜（９）の前記部分が、６６０ｍｍ^２ 超の広げられた表面の面積を有する、請求項１又は２に記載のカプセル。

【請求項4】

前記固定手段が、接着シールバンドである、請求項１～３のいずれか一項に記載のカプセル。

【請求項5】

前記膜（９）が、前記開口部を取り囲む前記リム（１２）の周縁部よりも大きい長さの周縁部を有する、平坦なシートから形成されており、前記開口部の前記リム（１２）の前記周縁部の長さを超える、前記膜（９）の前記周縁部の長さの部分が、前記開口部の前記リム（１２）の前記周縁部に沿って均等に配分されている、請求項１～４のいずれか一項に記載のカプセル。

【請求項6】

前記チャンバ（１０）の前記底端部に形成されている前記開口部が、実質的に円形であり、前記膜（９）が、前記膜（９）の両側の圧力が均衡している場合に、前記チャンバ（１０）の前記底端部に形成されている前記開口部の上にドームを形成している、請求項１～５のいずれか一項に記載のカプセル。

【請求項7】

前記チャンバ（１０）の前記底端部に形成されている前記開口部を覆う前記膜（９）の前記部分が、前記膜（９）の両側の圧力が均衡している場合に実質的に平坦となるように折り重ね部を含み、前記チャンバ（１０）内に確立される圧力の影響下で、前記膜（９）の折り重ね部を少なくとも部分的に広げることができる、請求項１～６のいずれか一項に記載のカプセル。

【請求項8】

前記隆起要素（１６）が、角錐又は切頭角錐である、請求項１～７のいずれか一項に記載のカプセル。

【請求項9】

前記チャンバ（１０）の前記底端部に形成されている前記開口部を覆う前記膜（９）の前記部分が、前記プレートの広げられた表面の面積の６０％を超える表面積を有する、請求項１～８のいずれか一項に記載のカプセル。

【請求項10】

前記膜（９）が、アルミニウムで、又はアルミニウム箔とポリマー層とを含む積層構造体で作製されている、請求項１～９のいずれか一項に記載のカプセル。

【請求項11】

前記膜（９）が、金属被覆を有するプラスチックで作製されている、請求項１～９のいずれか一項に記載のカプセル。

【請求項12】

前記膜が、事前弱化スポットを含む、請求項１～１１のいずれか一項に記載のカプセル。

【請求項13】

前記チャンバ（１０）を形成している材料が、アルミニウム、アルミニウム／プラスチック複合材、アルミニウム／プラスチック／紙複合材、及び、単層又は多層形態のプラスチックのうちの少なくとも１つである、請求項１～１２のいずれか一項に記載のカプセル。

【請求項14】

前記チャンバ（１０）内に収容されている前記原材料が、水蒸気及び／又は熱い液状水中に抽出される、粉砕焙煎コーヒーを含み、あるいは、熱い若しくは冷たい水若しくはミルク中に溶解される、インスタントコーヒー、ホットチョコレートなどの飲料、又は、スープ若しくは他の乾燥食用製品を調製するための、可溶性原材料、若しくは可溶性原材料の混合物を含む、請求項１～１３のいずれか一項に記載のカプセル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、食品又は飲料調製用の原材料を収容している中空本体を備える、食品又は飲料カプセルの分野に関する。食品又は飲料調製の分野では、単回供給カプセルであって、カプセル内に収容されている原材料を、食品又は飲料調製マシン内に収容されている加圧源から供給される流体と混合するための、単回供給カプセルを使用することは既知である。より具体的には、そのようなカプセルは、調製圧力下での、流体中への溶解又は流体による抽出による、食品又は飲料調製の調製に関して適合されている。これには、コーヒーの調製（そのような場合、原材料は、水蒸気及び／又は熱い液状水中に抽出される、粉砕焙煎コーヒーである）、並びに、熱い若しくは冷たい水若しくはミルク中に溶解される、インスタントコーヒー、ホットチョコレートなどの飲料、又は、スープ若しくは他の乾燥食用製品を調製するための、可溶性原材料、若しくは可溶性原材料の混合物の調製が含まれる。

【背景技術】

【0002】

閉鎖されているカプセルの内容物（すなわち、原材料）を圧力下で抽出及び／又は溶解する原理は既知であり、この原理は、典型的には、マシンの受容器又はキャビティ内にカプセルを挿入することと、一般に、マシンに取り付けられている流体注入針などの穿刺注入要素でカプセルの面を穿刺した後に、或る量の加圧された水又は他の適合流体を注入することにより、カプセルの内部に加圧環境を作り出して、物質を抽出又は溶解し、次いで抽出された物質又は溶解された物質を、カプセルを通過させて放出することとからなる。

【0003】

そのような食品調製の用途のための、特に、飲料調製のためのカプセルが開発されており、それらのカプセルは、本出願人の欧州特許第１７８４３４４（Ｂ１）号又は欧州特許出願公開第２０６２８３１号で説明され特許請求されている。

【0004】

略言すれば、そのようなカプセルは、典型的には、
液体及び空気に対して不透過性である注入壁部を含む、中空本体であって、注入壁部が、本体の残部に取り付けられており（又は、本体と一体に作製されており）、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、中空本体と、
抽出される粉砕焙煎コーヒーの層、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している、チャンバと、
通常はアルミニウムで作製されており、カプセルの底端部に配置されて本体に固定されている、膜とを備える。

【0005】

膜は、カプセル内に加圧流体が導入される際にチャンバ内の内圧を保持するために、チャンバを閉鎖している。

【0006】

飲料送出のためのチャンバの開口は、チャンバ内部の圧力を増大させることによって達成される。この圧力は、或る量の水などの加圧流体を、チャンバ内に導入することによって増大する。内圧が十分である場合、膜は、開口手段と接触すると開口される。本発明は、カプセル内部に開口手段を有するカプセル、又は換言すれば、飲料抽出時にカプセル内に導入される流体の圧力上昇によって作動される、それ自体の開口手段を備えるカプセルに関する。このタイプのカプセルは、例えば欧州特許出願公開第１４７２１５６号に開示されている。開口手段は、カプセル内部で、チャンバの外側の、膜の近傍に配置されている。十分な圧力がチャンバ内部に確立されると、膜は、開口手段に押し付けられる方向に向かい、破裂することにより開口される。飲料は、そのようにして生成された開口部を通って流れる。

【0007】

開口手段は例えば、隆起及び陥凹要素を含む、いわゆる「ピラミッドプレート」によって形成されている。膜は、膜が破裂して開口するまで、カプセルのチャンバ内の圧力の上昇の影響下で、ピラミッドプレートの隆起及び陥凹要素と係合する。

【0008】

食品又は飲料製品が調製される際に、カプセル内部に安全に再現可能な圧力を提供するために、また、開口手段と協働して、効率的なフィルタ機能を膜に提供するためにも、開口手段と膜との正確な係合が得られなければならない。

【0009】

実際に、膜は、開口する前に、可能な限り開口手段の形状を取らなければならない。正確な係合は、膜が、開口手段の広げられた表面全体の面積の（すなわち、カプセル内部の圧力上昇前の、膜の近傍の開口手段の表面の）所与の割合、例えば少なくとも６０％を覆うように変形される状態に対応している。

【0010】

しかしながら、膜は、チャンバ内部で圧力が所望のレベルまで上昇することを可能にするために、十分な剛性の材料で作製されなければならない。膜は、一般にアルミニウムで作製される。この材料は、膜を形成するために好都合であり、食品又は飲料カプセルにおける、その実装が周知である。しかしながら、この材料の機械的特性により、膜が破裂する前に、膜を大幅に伸張させることは可能ではない。

【0011】

それゆえ、本発明は、上述の問題に対処するように構成された、食品又は飲料調製用のカプセルに関する。

【発明の概要】

【0012】

本発明によれば、食品又は飲料調製用のカプセルであって、
液体及び空気に対して不透過性であり、カプセル内部に流体を注入するために穿刺されるようになっている、中空本体と、
本体内部に形成されており、圧力下での流体中への溶解又は圧力下での流体による抽出によって食品又は飲料を調製するための原材料を収容している、チャンバと、
チャンバ内の圧力を保持するために本体に固定されている膜であって、この膜の少なくとも一部が、チャンバの底端部に形成されている開口部を覆っており、この開口部が、リム（１２）によって取り囲まれており、リム（１２）には、本体と膜との間にシールを形成する固定手段によって膜の縁部が固定されている、膜と、
チャンバの外側で膜の近傍に配置されている開口手段であって、開口圧力下で膜が開口手段に押し付けられると、膜を開口するように構成されている、開口手段とを備える、カプセルが提供される。

【0013】

シールによって取り囲まれている膜の部分は、シールによって取り囲まれている平坦な表面の表面積の１１０％～１４０％である、広げられた表面の面積を有する。

【0014】

それゆえ、本発明によるカプセルは、膜が伸張されることなく、又は少なくとも多大に伸張されることなく開口手段に係合するための、（先行技術と比較して）追加的な表面積を提供する。食品又は飲料調製用の流体の、圧力下での導入によって、大気圧を超える圧力がチャンバの内部に確立されると、膜は、チャンバの外側の方向に押圧される。それゆえ、膜は、弾性的又は塑性的に変形される前に、チャンバから突出することにより、開口手段に係合する。

【0015】

チャンバの底端部に形成されている開口部は、約６００ｍｍ^２の面積を有し得る一方で、この開口部を覆う膜の部分は、７５０ｍｍ^２超の広げられた表面の面積を有する。

【0016】

固定手段は、接着シールバンドであり得る。

【0017】

膜は、開口部を取り囲むリムの周縁部よりも大きい長さの周縁部を有する、平坦なシートから形成することができ、開口部リムの周縁部の長さを超える、この膜の周縁部の長さの部分は、開口部リムの周縁部に沿って均等に配分されている。

【0018】

チャンバの底端部に形成されている開口部は、実質的に円形であり、膜は、チャンバの外側の圧力を超える圧力がチャンバ（１０）内に確立されるときに、チャンバの底端部に形成されている開口部の上にドームを形成することができる。

【0019】

チャンバの底端部に形成されている開口部を覆う膜の部分は、膜の両側の圧力が均衡している場合に実質的に平坦となるように折り重ね部を含み得る。チャンバ内に確立される圧力の影響下で、膜の折り重ね部を少なくとも部分的に広げることができる。

【0020】

本発明を実施する際の困難のうちの１つは、より小さい寸法の開口部上に膜を配置して、その膜の周縁部を、開口部を取り囲むリムなどの、より小さい寸法の固定領域に固定する方法である。ヒートシールラッカーなどの接着シールバンドの使用により、膜の周縁部が、開口部を取り囲むリムの周縁部よりも大きい長さのものである場合であっても、そのようなリムに膜の縁部を固定することが可能となる。接着シールバンド材料は、食品業界で使用されている既知の材料から選択することができる。

【0021】

例えば、膜の周縁部に小さい折り重ね部を作り出すことにより、その見かけ上の長さを低減する。ヒートシールラッカーバンドは、膜の周縁部の折り重ね部によって形成された小さい凹凸に適合することにより、膜とカプセルの本体との間に、液密の封止をもたらす。

【0022】

膜が、円形の接着シールバンドによって本体に固定される場合には、膜は、カプセルのチャンバの内部でドーム形状を取る傾向がある。チャンバの容積を最大化するために、そのように構成されている膜は、チャンバの内部に高圧が確立される場合に広げられる折り重ね部を作り出すことによって、平坦化することができる。

【0023】

開口手段は、膜に面する上面を有する、プレートを含む（又は、そのようなプレートによって構成する）ことができ、この上面は、鋭利な要素を形成又は支持している。鋭利な要素は、角錐又は切頭角錐とすることができる。

【0024】

切頭角錐又は他の鋭利な穿刺要素を支持している上面を有するプレートは、そのような表面が、圧力拡散手段として作用し、膜の穿刺（及び、開口）が生じる前にカプセルの内部で流体の圧力が十分に上昇することを可能にする効果を有するため、有利な構成をもたらす。膜と協働して、このプレートは、粉砕焙煎コーヒーなどの原材料が、調製された飲料と共に送出されることを回避するための、フィルタ機能を提供する。

【0025】

チャンバの底端部に形成されている開口部を覆う膜の部分は、プレートの広げられた表面の面積の６０％を超える表面積を有し得る。

【0026】

そのような構成により、膜が開口手段と正確に係合することが可能となり、それにより、膜は、開口手段の形状に正確に適合することが可能となり、それにより、フィルタ機能を提供するための、膜と開口手段との効率的な協働がもたらされる。

【0027】

膜は例えば、アルミニウムで、又はアルミニウム箔とポリマー層とを含む積層構造体で作製されている。あるいは、膜は例えば、金属被覆を有するプラスチックで作製されている。膜は、事前弱化スポットを含み得る。

【0028】

本発明により、極めて剛性の（低い弾性を有する、又は弾性を有さない）膜を使用することが可能となる一方で、膜と開口手段との正確な係合を確実に得ることができる。

【0029】

チャンバを形成している材料は、アルミニウム、アルミニウム／プラスチック複合材、アルミニウム／プラスチック／紙複合材、及び、単層又は多層形態のプラスチックのうちの少なくとも１つとすることができる。

【0030】

チャンバ内に収容されている原材料は、水蒸気及び／又は熱い液状水中に抽出される、粉砕焙煎コーヒーを含み得るものであり、あるいは、熱い若しくは冷たい水若しくはミルク中に溶解される、インスタントコーヒー、ホットチョコレートなどの飲料、又は、スープ若しくは他の乾燥食用製品を調製するための、可溶性原材料、若しくは可溶性原材料の混合物を含む。

【0031】

本発明の更なる特徴及び利点は、図面を参照して以下に提示される現在好ましい実施形態の説明において説明されており、それらの説明から明らかとなるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】先行技術による食品又は飲料調製用のカプセルの断面の、概略斜視図である。

【図2】本発明の例示的実施形態による食品又は飲料調製用のカプセルの断面の、概略斜視図である。

【図3】本発明によるカプセル内で使用することが可能な開口手段を構成する、ピラミッドプレートの概略斜視図である。

【図4a】先行技術によるカプセルの膜の挙動を示す、カプセルの概略部分断面図である。

【図4b】先行技術によるカプセルの膜の挙動を示す、カプセルの概略部分断面図である。

【図4c】先行技術によるカプセルの膜の挙動を示す、カプセルの概略部分断面図である。

【図5a】本発明によるカプセルの２つの代替的実施形態を、図４ａと同様の図で示す。

【図5b】本発明によるカプセルの２つの代替的実施形態を、図４ａと同様の図で示す。

【図5c】カプセルチャンバの内部に高圧が確立されている場合の、本発明によるカプセルの膜の挙動を、図４ｂと同様の図で示す。

【図5d】カプセルチャンバの内部に高圧が確立されている場合の、本発明によるカプセルの膜の挙動を、図４ｃと同様の図で示す。

【発明を実施するための形態】

【0033】

図１のカプセル１は、カプセル壁部３で作製されているカプセル本体２を備える。示されている実施形態では、カプセル本体壁部３は、実質的に円錐台状の形状を有する。

【0034】

カプセル壁部３は、種々の材料で作製することができる。それらは、アルミニウム、アルミニウム／プラスチック複合材、又はアルミニウム／プラスチック／紙複合材で作製することができる。それらは、ポリプロピレン又はポリエチレンなどの、硬質又は半硬質の熱可塑性プラスチックで作製することができる。プラスチックは、単層又は多層形態とすることができる。カプセル本体は、例えばまた、コート紙、コートボール、例えばセルロース繊維若しくはデンプンを含有する他の材料、金属若しくは合金、ガラス、合成若しくは天然のゴム又はエラストマー、あるいはこれらの組み合わせなどの、任意の好適なタイプの不透過性材料で作製することもできる。原材料は、好ましくは少なくとも湿気及び酸素に対するバリア特性を有する、コスト効率が高く環境に優しい材料、例えば生分解性材料から選択されることが好ましい。

【0035】

使用される材料に応じて、製造法は、熱成形又は射出とすることができる。製造法としてはまた、例えば、湿気及び酸素バリア特性を有するフィルムラベルを使用することによって、特定のバリア特性をカプセルに付与するための、インモールドラベリングを挙げることもできる。カプセルを作製するための、そのようなインモールドラベリング法は、本出願人の欧州特許出願公開第２５５９６３６（Ａ１）号で概説されている。容器壁部の湿気及び酸素バリア特性は、単層若しくは多層を有するバリア熱可塑性プラスチックフィルム、又はアルミニウム、又は紙、あるいはこれらの組み合わせなどの、任意の種類の好適な材料で達成することができる。カプセル本体壁部３は、上部開口部及び下部開口部を含む。

【0036】

カプセル本体の上部開口部は、頂面５を形成する上部注入壁部４によって閉鎖されている。上部注入壁部４は、カプセル本体壁部３の上部周縁部６上に溶着させることができる。

【0037】

カプセル１は、注出開口部８を有する底壁部７を更に備える。このカプセルは、例えばアルミニウム製の、穿孔可能な膜９を更に備える。膜９は、好ましくは、アルミニウム箔と少なくともポリマー層とを含む積層構造体で作製されている。より具体的には、膜９は、（例えばプラスチック製の）カプセルの本体にアルミニウム箔を固定することを可能にする、封止層を含み得る。任意選択的に、カプセル内部に収容されている原材料の攻撃的な粉末粒子によって引き起こされる損傷から、アルミニウム箔を防ぐために、保護ラッカーの最上層を設けることができる。膜９は、カプセル本体２に固定されている。それゆえ、本体壁部３と、注入壁部４と、膜９とによって画定されたチャンバ１０が、本体２内部に形成されている。

【0038】

膜９は、接着シールバンド１１によって本体２に固定されている。接着シールバンド１１は、本体２と膜９との間に封止をもたらす。

【0039】

より具体的には、チャンバ１０は、その底端部で膜９によって閉鎖されており、チャンバ１０の底端部は、膜９によって閉鎖されている開口部を含む。チャンバ１０の底端部の開口部は、リム１２によって取り囲まれている。リム１２は、カプセルの頂面５に平行な平面内に延在しており、膜９を固定するための平坦な表面を設けている。接着シールバンド１１は、リム１２と膜９の周縁部との間に介在している。

【0040】

示されている例示的実施形態のカプセル１は、注入壁部４とカプセル下部区画１４との間に位置する、硬質の分配器壁部１３を更に備える。

【0041】

好ましくは、カプセル内に収容されている原材料は、内部区画１４内に、すなわち、分配器壁部１３と底部膜９との間の、カプセルチャンバ１０の部分内に位置している。

【0042】

しかしながら、チャンバ１０の容積全体にわたって、同じ原材料を配置することもまた可能であり、又は代替的に、異なる２つの原材料を、分配器壁部１３によって互いに隔てることもできる。

【0043】

分配器壁部１３は、貫通孔を有する。それらの直径は、カプセル内に収容される原材料のタイプ、及び、対応する製品調製のタイプに応じて、適切に選択されている。分配器壁部が単一の孔を有する場合には、その孔を通過する流体の流れは、強力な混合効果を有する単一のジェットを作り出すことになる。この構成は、好ましくは、カプセル内に収容されている原材料が、水に対する粉末の溶解を向上させるために、カプセル内に注入される水の強力な渦流運動を必要とする、可溶性粉末である場合に選択される。あるいは、例えばカプセル区画内に収容されている原材料が、粉砕焙煎コーヒーである場合には、分配器壁部２９とカプセルの底壁部３２との間に収容されているコーヒー層の適切な湿潤を確実にするために、分配器壁部１３は、その表面にわたって均一に分布されている複数の孔を有する。

【0044】

孔の直径は、好ましくは、原材料の最小粒子よりも小さいが、硬質の分配器壁部１３を通過する水の適切な流れを確実にするためには十分なものである。直径は、例えば、典型的には１０μｍ～３ｍｍ、好ましくは１００μｍ～１ｍｍで構成することができる。

【0045】

膜９と底壁部７との間には、開口手段１５が設けられている。開口手段１５は、プレートの全体的形状を有し、このプレートの上面が、膜９に向き合っており、カプセル本体２の内部で膜９の近傍に配置されている。開口手段のプレートの上面は、カプセル区画内部の流体圧力が増大することにより膜を開口手段１５と係合させ、開口手段に膜を押し付ける場合に、膜９を穿孔又は引裂するようになっている、鋭利な要素を形成している。

【0046】

図２は、図１と同様の図で示される、本発明によるカプセルの例示的実施形態を示す。

【0047】

図２のカプセルの全般的構成は、膜９を除いて、図１のカプセルの全般的構成と同一である。それゆえ、図１のカプセルの上記の詳細な説明は、図２のカプセルに適用可能であるが、以下の相違点を有する。

【0048】

通常、図１の先行技術のカプセルの膜９は、チャンバ１０の底端部の開口部を覆うように、かつ膜９とリム１２との間にシールを形成する（例えば、ヒートシールラッカーで作製された）接着シールバンドなどの固定手段によって膜が固定される、リム１２上に載置されるように、適切な寸法に切り出された、平坦なアルミニウム箔（又は、適合材料の箔）で作製されている。膜９が、チャンバの内部と外部との圧力差を受けていない場合、膜は実質的に平坦である。

【0049】

本発明によれば、及び図２に示されるように、シールによって取り囲まれている膜の部分は、シールによって取り囲まれている平坦な表面の面積の１１０％～１４０％である、広げられた表面の面積を有する。換言すれば、固定手段によって取り囲まれている膜の部分は、図１に示される先行技術による平坦膜の対応する表面積よりも、１０％～４０％大きい表面積を有する。このことは、固定手段によって取り囲まれている膜９の部分が、平坦ではあり得ないことを意味する。接着シールバンド１１によって形成されているシールが、実質的に円形である場合には、膜９のこの部分は、ドームの形状を有し得る。

【0050】

先行技術と同様に、膜９は、平坦なアルミニウム（又は、他の適合材料）の箔として得ることができる。例えば、膜が固定されるリム１２が円形である場合には、リム１２の直径よりも大きい直径の、円形の膜９を使用することができる。それゆえ、膜９の周縁部は、開口部を取り囲むリム１２の周縁辺部よりも大きい長さのものである。膜の周縁部の余長は、リム１２の周縁部に沿って均等に配分することができる。具体的には、より小さい周縁部を有するリム１２上に膜９を配置するために、膜９の周縁部に小さい折り重ね部を作製することができる。

【0051】

固定手段として、ヒートシールラッカーなどの接着シールバンドを使用することにより、膜９の周縁部の折り重ね部によって生じる表面凹凸にも関わらず、液密シールを設けることができる。

【0052】

図４ａ～図５ｄを参照して以降で説明されるように、先行技術によるカプセルと比較して、より大きい膜の表面積は、食品又は飲料調製用の流体がチャンバ１０内に注入される際に、大気圧よりも高い圧力がチャンバ１０内に確立される場合に、膜９が、開口手段１５と正確に係合して、開口手段に適合するために、役立つことになる。

【0053】

図３は、図１のカプセル内で使用されている開口手段に対応する、開口手段１５の例示的実施形態の詳細な斜視図である。開口手段１５の上面が、図２に示されている。この実施形態によれば、膜９を開口するための開口手段１５は、陥凹及び隆起要素１６を有するディスクからなる。陥凹及び隆起要素１６は、角錐形状（より正確には、僅かに切頭された角錐形状）を有する。他の実施形態では、陥凹及び隆起要素は、円錐形状などの、膜を開口するようになっている任意の他の幾何学形状を有する。より小さい隆起要素１７もまた、角錐状隆起要素１６間の空間１８内に配置されている。

【0054】

このプレートは、膜９が開口される場合に、区画１４内部での溶解又は抽出によって形成された製品を消費者のカップに向けて排出するために、好ましくは角錐状隆起要素１６間の空間１８内に（例えば、より小さい隆起要素の頂部に）形成されている、孔を備える。

【0055】

膜は、開口手段の上面に係合して押し付けられるため、この膜はまた、調製された飲料に対するフィルタ機能も有する。

【0056】

膜は、開口手段と正確に係合しなければならず、具体的には、膜の表面にわたって均一に分布する孔又は引裂などの規則的な開口部を、再現可能な方法で提供するために、かつまた、食品又は飲料製品と共に原材料の粒子が送出されることを回避するためのフィルタ機能を提供するためにも、角錐表面（又は、他の開口要素の表面）に適合するように変形及び伸張されなければならない。膜開口部の再現性を向上させるために、膜は、事前弱化スポットを含み得る。事前弱化スポットは、有利には、膜が開口手段と係合する際に、その開口手段の隆起要素と整合するように配置することができる。

【0057】

図４ａ、図４ｂ、及び図４ｃは、食品又は飲料製品が製造される際の、先行技術によるカプセルの膜の挙動を示す。

【0058】

図４ａは、チャンバ１０内部に流体を注入する前の、食品又は飲料調製用のカプセルの底端部分を示している。膜９は、本体２の壁部３によって形成されているリム１２に、接着シールバンド１１によって固定されている。カプセル（チャンバ１０）の内部とカプセルの外部との間で圧力が均衡しているため、膜９には、圧力差による力が印加されていない。この状態では、膜９の外表面（チャンバ１０の外側の、膜の面）は、開口手段１５の上面の近傍で、開口手段１５に向き合っている。

【0059】

図４ｂでは、流体、典型的には水及び／又は水蒸気が、カプセル本体２内部に形成されているチャンバ１０内に、圧力下（すなわち、大気圧を上回る圧力下）で導入される。チャンバ１０内部で圧力が上昇する。この圧力は、本体壁部３及び膜１０に印加される。より具体的には、圧力は、リム１２によって取り囲まれた開口部を閉鎖している、膜９の部分に印加される。カプセル（チャンバ１０）の内部と、特に膜９の下の、カプセルの外部との圧力差は、リム１２によって取り囲まれた開口部を閉鎖している膜表面積にわたって分散された力を発生させる。この力は、チャンバ１０の内側から外側への方向に、膜９を押圧する。膜９は、開口手段１５と係合する。図３ｂに示されるように、膜は、アルミニウムなどの剛性材料で作製されているため、膜９の変形は制限される。より具体的には、膜表面積の増大、すなわち、膜が破裂する前に引き伸ばされる、膜の能力が制限される。それゆえ、膜は、開口手段の隆起要素のうちの一部の、頂部部分にのみ適合する。

【0060】

圧力は、いわゆる開口圧力に達するまで、流体の導入と共にチャンバ１０内で上昇する。チャンバ内部での圧力上昇と共に、膜は、チャンバ１０内部の圧力とチャンバ１０外部の大気圧との圧力差によって発生する力によって、開口手段に押し付けられる。膜に対する機械てこ効果を生じさせ、それゆえ、膜材料がその機械的破壊点に達して引裂するまで、又はより一般的には破断するまで、膜材料内に機械的応力を生じさせる、開口手段１５の隆起要素１６により、膜は、開口圧力に達すると、図３ｃに示されるように開口する（すなわち、穿孔、切断、又は引裂される）。この材料の破断は、必ずしも、膜の全般的平面に対して垂直な平面内に存在する必要はなく、任意の他の方向とすることもまた可能であり、カプセル内部から外部に向けて製品が流れることを可能にするように、カプセルの内部と外部との間に通路が作り出される限りは、必ずしも材料の厚さ全体にわたる必要はない。得られた食品又は飲料製品は、膜９及び開口手段１５を通過して流れ、注出開口部８によって送出される。

【0061】

しかしながら、隆起要素に対する膜の適合は、膜が開口される前には制限されているため、膜は不規則な開口部を有する可能性があり、開口部は、開口手段と接触する膜表面上に不規則に分布する可能性があり、膜は、開口手段に適合する前に破裂する可能性がある（それにより、圧力が低下して、飲料は、望ましくない形状を有する膜の開口部を通過して流れる）。膜の開口部はまた、カプセルごとに異なるものとすることもできる。開口手段と協働する膜９のフィルタ機能は、カプセルごとに変化させることができる。区画１４内に（又は、概して言えばチャンバ１０内に）収容されている原材料の粒子は、膜及び開口手段を通過する可能性がある。コーヒー調製に関しては、このことは、不快な味又は食感を有するコーヒーをもたらす恐れがある。

【0062】

膜の開口部及びそのフィルタ機能の、カプセルごとの不良な再現性は、調製された食品製品又は飲料の品質若しくは味を変化させる恐れがあるが、これは、飲料調製の間のチャンバ内部の圧力が、カプセルごとに変化し得るためであり、また、膜及び開口手段のフィルタ機能が変更される可能性があるためである。

【0063】

比較として、図５ａ、図５ｂ、図５ｃ、及び図５ｄは、食品又は飲料製品が製造される際の、本発明によるカプセルの膜の挙動を示す。

【0064】

より具体的には、図５ａ及び図５ｂは、本発明によるカプセルの２つの代替的実施形態を、図４ａと同様の図で示しており、図５ｃ及び図５ｄは、カプセルチャンバの内部に高圧が確立されている場合の、本発明による（例えば、図５ａ及び図５ｂの実施形態による）カプセルの膜の挙動を、図４ｂ及び図４ｃと同様の図で示している。

【0065】

図５ａは、チャンバ１０内に流体を注入する前の、食品又は飲料調製用のカプセルの底端部を示している。図５ａの実施形態は、図２の実施形態に対応している。膜９は、接着シールバンドによって取り囲まれている平坦な表面よりも大きい寸法の（すなわち、この場合、チャンバ１０の底端部の開口部よりも大きい寸法の）、接着シールバンド１１によって取り囲まれている部分を有する。膜９は、開口部の上にドームを形成している。

【0066】

図５ａの実施形態と比較して、図５ｂの実施形態では、膜は、チャンバ１０の底端部の開口部の上で、見かけ上の平坦形状を有するように、（食品又は飲料製品の調製前の）初期状態では折り畳まれている。膜の折り重ね部は、確定された構成又は不規則な構成を有し得る。膜９の見かけ上の平坦形状により、チャンバ１０内部の原材料に関して利用可能な空間が増大する。

【0067】

図５ｃでは、図４ｂと同様に、水及び／又は水蒸気などの流体が、カプセル本体２内部に形成されているチャンバ１０内に、圧力下（すなわち、大気圧を上回る圧力下）で導入される。チャンバ１０内部で圧力が上昇する。この圧力は、本体壁部３及び膜１０に印加される。カプセル（チャンバ１０）の内部と、特に膜９の下の、カプセルの外部との圧力差は、リム１２によって取り囲まれた開口部を閉鎖している膜表面にわたって分散された力を発生させる。この力は、チャンバ１０の内側から外側への方向に、膜９を押圧する。膜９は、それゆえ開口手段１５と係合する。

【0068】

本発明によるカプセル内の膜の構成により、開口手段の隆起要素１７の形状に対する膜の適合のための（又は、概して言えば、開口手段の形状に対する膜の適合のための）追加的な表面が提供される。先行技術のカプセルの膜と比較して、本発明によるカプセルの膜９は、角錐状隆起要素１６間の空間１８内に、より深く入り込むことができる。この膜は、膜に面する開口手段の面の表面を、より高い割合で覆う。例えば、膜９は、膜が開口する前に、この表面の６０％超、好ましくは７０％超の被覆率を得るように、寸法設定することができる。

【0069】

本発明によるカプセルでは、開口手段の形状に対する膜の適合は、膜の表面全体にわたって（又は、より正確には、開口手段に面する膜の部分の表面全体にわたって）、より規則的である。

【0070】

図５ｄに示されるように、圧力は、開口圧力に達するまで、流体の導入と共にチャンバ１０内で上昇する。膜は、チャンバ１０内部の圧力とチャンバ１０外部の大気圧との圧力差によって発生する力によって、開口手段に押し付けられる。開口圧力に達すると、開口手段１５の隆起要素１６の鋭利な設計により、膜は、図５ｃに示されるように開口する（すなわち、穿孔、切断、又は引裂される）。得られた食品又は飲料製品は、膜９及び開口手段１５を通過して流れ、これらの手段によって適正にフィルタ処理されることにより、注出開口部８によって送出される製品中に過度に多くの原材料の粒子が存在することが回避される。

【0071】

開口手段の形状に対する、より良好な膜の適合により、開口手段と接触している膜の表面全体にわたって、規則的な開口部を得ることができる。示されている例示的実施形態では、開口後の膜は、各角錐状開口要素の頂部によって形成された、均一に分布する開口部を呈する。このことはまた、食品又は飲料がカプセルごとに調製される場合に、一定の、またそれゆえ、より予測可能な、チャンバ１０内部の圧力を結果としてもたらす。膜と開口手段との協働によって、有効なフィルタ機能が提供される。最終的に、製品の一定の品質及び味がもたらされる。

【0072】

本明細書で説明されている現在の好ましい実施形態に対する様々な変更及び修正が、当業者には明らかとなる点を理解されたい。そのような変更及び修正は、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、かつその付随する利点を減じることなく、実施することができる。それゆえ、そのような変更及び修正は、添付の特許請求の範囲に包含されることが意図されている。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4a】

【図4b】

【図4c】

【図5a】

【図5b】

【図5c】

【図5d】