JP2016524501A - 飲料を抽出するカートリッジ - Google Patents

Abstract

物質を収容し、加圧下で流体を受け取るように構成された、容器本体（２）を有し、加圧下で流体を注入することによって、飲料を抽出するカートリッジ（１）であって、容器本体（２）は、流体の圧力の影響によって破れることにより、飲料の流出のための開口を生成可能な少なくとも１つの弱化部（５）を備えた底壁（４）を有し、カートリッジはさらに、容器本体（２）の外部に、底壁（４）に非接触で面している支台（８）を有し、流体の圧力の影響による底壁（４）の変形を制限し、その結果として少なくとも１つの弱化部（５）の破断の範囲を制限する。

Description

本発明は、加圧下で流体を注入することによって、飲料を抽出するカートリッジに関する。

現在、例えばエスプレッソコーヒーなどの飲料を得るための数種類のカートリッジが知られていて、抽出される物質（例えば、挽き焙煎コーヒー）を収容するカートリッジの内部体積は、十分な空気の密閉を可能にする。カップ形状で、フィルム又は蓋により上部を封止され、加圧下で流体（一般的に水）を注入できるように穴を開けることが可能な、物質を収容する単一の本体を使用することにより、このような結果が得られる。

これらの従来の解決策は、カップ形状の本体の底壁に、カートリッジに注入された流体の圧力の影響によって破れる弱化部を備える。実際に、カートリッジの内圧が増加すると、この底壁は変形し、外側に拡大し、その結果として弱化部に破損が生じる。

従来技術の欠点は、飲料が流出する底壁から抽出される物質を分離するために、プラスチックで作られた剛性フィルタを使用するしか選択肢がないことである。なぜなら、その代わりに、シートフィルタ（例えば、紙、不織布、又は他の可撓性材料で作られたフィルタ）を使用すると、カートリッジの底壁の破損によって、そのシートフィルタは底壁の引き裂かれた領域を通って膨らむ傾向があるからである。

剛性フィルタの使用は、より大量のプラスチックの使用を伴うと共に、本質的にカートリッジのカップ形状の本体へのこのような剛性フィルタの挿入に関連する製造中の問題を引き起こす。

本発明の目的は、上述した観点の１つ以上の公知技術を改善することが可能な、飲料を抽出するカートリッジを提供することである。

この目的の範囲内において、本発明の対象は、加圧下で流体を注入することによって飲料を抽出するカートリッジであって、カートリッジはカートリッジの内圧の影響によって単独で破れる底面を持ち、飲料を流出させるためのカートリッジの底面の破断が制御され且つ制限されうるものを提供することである。

本発明の他の対象は、加圧下で流体を注入することによって飲料を抽出するカートリッジであって、飲料を流出させるための底面の破断を得るために、カートリッジの一部ではない外部要素（例えば、カートリッジが置かれる抽出室内で利用されるパンチ又は逆圧要素）の使用を避けるものを提供することである。

本発明の他の対象は、加圧下で流体を注入することによって飲料を抽出するカートリッジであって、破断の制御可能な本質のおかげで、必要に応じて、シートフィルタ（ろ紙など）の使用を可能にするものを提供することである。

本発明の他の対象は、加圧下で流体を注入することによって飲料を抽出するカートリッジであって、信頼性が高く、実施が容易で、且つコストが低いものを提供することである。

以下でより明らかになる、この目的と、これらの及び他の対象は、加圧下で流体を注入することによって、飲料を抽出するカートリッジであって、物質を収容し、加圧下で流体を受け取るように構成された容器本体を有し、前記容器本体は、流体の圧力の影響によって破れることにより、飲料の流出のための開口を生成可能な少なくとも１つの弱化部を備えた底壁を有し、前記カートリッジは、前記容器本体の外部に、前記底壁に非接触で面している支台を有し、流体の圧力の影響による前記底壁の変形を制限し、その結果として前記少なくとも１つの弱化部の破断の範囲を制限することを特徴とする、カートリッジによって実現される。

本発明のさらなる特徴と利点は、本発明のカートリッジの好ましい実施形態（しかし、それに限らない）の記載により、より明らかになる。本発明のカートリッジは、限定されない例として、添付の図面に示されている。

本発明の実施形態のカートリッジの側面図である。 図１のカートリッジの線ＩＩ−ＩＩに沿った軸方向の断面図である。 図１のカートリッジで使用される、抽出される物質を収容する本体の斜視図である。 図１のカートリッジで使用される、破断を制限する支台のサポートの斜視図である。 図４のサポートの上からの図である。 図５のサポートの線ＶＩ−ＶＩに沿った断面図である。 本発明の他の実施形態のカートリッジの底壁の上からの平面図である。 図７の底壁の中心領域の詳細図である。

図を参照すると、符号１により全体として示される本発明のカートリッジは、物質（図示せず）を収容し、加圧下で流体（特に、水）を受け取るように構成された容器本体２を有し、容器本体２から飲料が抽出される。

本発明の好ましい実施形態において、物質は挽き焙煎コーヒーであり、加圧下の水は温水であり、例えば約９０〜９９℃で且つ圧力約９〜１２バールで、得られる飲料はエスプレッソコーヒーである。

これに代えて、カートリッジに収容される物質は、水溶きコーヒーであっても良いし、又は粉末状の、葉の、又はフリーズドライの任意の食用物質であっても良いし、又は濃縮物から成っても良い。

容器本体２は、例えば、射出、及び／又は圧縮、又は熱成形、又は押出などの成形技術を使用して、例えばポリマー材料で作られる。容器本体２は、カップ形状又はビーカー形状であり、上部を蓋３で封止され、加圧下での流体の注入を可能にするために穴を開けられる。図示される実施形態において、蓋３もまた、成形（例えば、射出及び／又は圧縮）、熱成形、又は押出によって作られる。蓋３は、欧州特許第２０４９４１６号明細書（参照することにより、ここに組み込まれる）に記載のカートリッジの蓋に相当する。

これに代えて、蓋３は、既知の方法で、不透過性フィルムとして作られても良い。

容器本体２は、好ましくは開口がなく、底壁４を有する。底壁４は、カートリッジ１に注入された流体の圧力の影響によって破れることにより、底壁４を通って飲料を流出させるための開口を生成可能な少なくとも１つの弱化部５を備える。

弱化部は、既知の方法により、容器本体２の製造中に、事前に画定された線に沿った底壁の１つ以上の線状領域の厚みを低減することによって得られる。

底壁４は、カートリッジ１の内部に向かって突き出た複数の***部６を有する。複数の***部６は、好ましくは、弱化部５の破断によって生成される排出開口に向かって、抽出された飲料を運ぶための細い流路を同時に画成するような粒度を持つ。底壁４は、フィルタ、好ましくは（例えば、ろ紙、ポリマーで被覆された紙、不織布のシート、又はカートリッジ１に収容される物質の固体粒子を濾過して取り除く能力を持つフィルム状の他の材料の）シートフィルタ７を支持する広い面を有する。

***部６は、同心のアーチ状のリブとして、容器本体２の成形中に得られ、例えば平均の深さと幅が約１ｍｍの同心の経路と放射状の経路を画成するために配置される。

弱化部５は、***部６のうちの少なくとも１つの基部の、少なくとも１つのエッジに沿って、例えば、底壁４の円形の中心領域４０の直径方向に伸びる、中央の補強用***部６１の基部の、実質的に長手方向のエッジ６２ａ，６２ｂの両方に沿って、伸びる。

弱化部５は、領域４０の直径方向の線５１に沿って伸びても良く、中央の***部６１の方向を横断し、その結果として、直径方向の線５１に沿った弱化部と中央の***部６１のコーナーエッジ６２ａ，６２ｂに沿った弱化部５２との間に交差点５３を生成する。この場合、中央の***部６１の直径方向と線５１の直径方向は、好ましくは実質的に垂直であり、リブ６３と最初の破断点５３を備えた４つの扇形を画定する。

本発明の代替の実施形態では、図７及び図８に示されるように、容器本体２の底壁４０１は、第１の実施形態と同じような複数の***部６００を有する。すなわち、複数の***部６００は、カートリッジの内部に向かって突き出ていて、弱化部５の破断によって生成される排出開口に向かって、抽出された飲料を運ぶための細い流路を同時に画成するような粒度を持つ。また、底壁４０１は、フィルタ、好ましくは（例えば、ろ紙、ポリマーで被覆された紙、不織布のシート、又はカートリッジに収容される物質の固体粒子を濾過して取り除く能力を持つフィルム状の他の材料の）シートフィルタを支持する広い面を有する。

しかし、弱化部５は、このような底壁４０１の実質的に円形の中心領域４００内で、図８に示されるように、一対のらせん状又はかぎ爪形状５０３の対向するセグメントを画定するように構成された弱化線５０１，５０２によって、得られる。円形の領域４００内のこのようなセグメント５０３によって境界を定められたエリア内に、***部６００と実質的に同じ厚みを持つ***部６０１がさらにある。

両方の実施形態において、本発明のカートリッジ１は、容器本体２の外部に、使われていない状態（すなわち、飲料の抽出前）では底壁４，４０１の外面に接触せずに、その外面の方を向いている支台８を有する。

支台８は、輪郭サポート８０に設けられる。輪郭サポート８０は、例えば、サポート８０のエッジ８２と底壁４から外側に突き出た環状リブ４１との機械的干渉によって、容器本体２の底壁４，４０１に、任意に着脱可能に取り付けられる。

より具体的には、支台８は、サポート８０から、弱化部５が存在する底壁４，４０１の領域４０，４００に、垂直に向かって伸びる。好ましくは、図１〜６の実施形態において、支台８は、中央の***部６１に向かって伸びる。支台８の目的は、カートリッジに注入された流体の圧力によって弱化部５が破断した後の底壁４，４０１の変形を制限し、その結果として、弱化部５の破断の範囲を制限することである。

支台８は、入ってくる流体によって生成される圧力がない場合は、底壁４，４０１に接触せず、底壁４，４０１の外面から距離Ｄだけ離れている。そのため、支台８は、カートリッジの底壁４，４０１の弱化部５の破断の生成には利用されない。その代わりに、このような破断は、飲料の抽出中におけるカートリッジ１の内圧の影響によってのみ、生成される。支台８は、弱化部５がさらに引き裂かれるのを制限する機械的ストロークリミッタ（stroke limiter）を画成し、その結果、飲料の流出のための開口を画成する裂け目による、シートフィルタ７の可能性のある出口を画成する。その結果、この方法で破断の範囲を制御することにより、カートリッジ１からの飲料の流れが制御される。

好ましくは、支台８は、容器本体２に取り付けられるサポート８０の流体流れの障壁９上に設けられる。このような障壁は、弱化部５の破断によって生成される、飲料の流出のための開口に面していて、抽出される飲料の流れを遅くし及び／又は制御して、飛び散りの影響を防ぐ。それ故、カップ又はビーカーに飲料を直接注ぐことができる。流体の流れに対抗する障壁９は、抽出される飲料の質を改善するのも可能にする。

障壁９は、例えば、図に示されるようなアーチ状の液体受けであっても良く、飲料の流れを規則的にするのに適した適当な外面を画成する。このような液体受けは、容器本体２の底壁４，４０１に対して置かれたリム９１を備える。リム９１は、液体受けに集まった飲料の漏出のための１つ以上のポート又はノッチ９２を有する。

この場合、支台８は、液体受け９の底からカートリッジ１の容器本体２の底壁４，４０１の外面に向かって突き出た少なくとも１つのエレメント８１（例えば、ピン）を、より具体的には図１〜図６の実施形態の中央の***部６１の位置に有する。

サポート８０は、リム９１と同心であって且つリム９１の周辺でサポート８０の内側の環状領域を分離するのに適した環状壁９３を、液体受け９と対応するリム９１の周辺に有する。このような内側の環状領域は、サポート８０の外側の環状領域からの飲料の流出のための少なくとも１つの通路９５を備える。このような外側の環状領域は、放射状の支持壁９４を備える。

フィルタ７の代わりに、固体粒子の通過を阻止し且つ入れられた水又は飲料の通過を許可するような大きさの複数のフィルタリング貫通穴を含む円形領域を取り囲む円周方向の厚いリムを備えた平らな本体を有する剛性フィルタが使用されても良い（図示せず）。厚いリムは、図の底壁４，４００で、***部６，６００の全てを取り囲む円周の段上に位置しても良い。適当な剛性フィルタは、欧州特許第１９８２９３３号明細書（参照することにより、ここに組み込まれる）に記載の剛性フィルタであっても良い。

カートリッジ１の１つ以上の構成要素は、従来のソース（例えば、油）又は再生可能なソース（例えば、アルコール発酵）から合成された熱可塑性ポリマー、例えば、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、ビニルアルコール樹脂（例えば、ＥＶＯＨ）、ポリエチレン、又はポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）で作られても良い。これらの材料のいくつかは、蓋３、剛性フィルタ（図示せず）、容器本体２、及びサポート８０を有するカートリッジ１の構成要素のいずれか一つのために使用されても良い。フィルタ７が剛性フィルタの代わりに使用される場合、フィルタ７はこれらの材料のいずれか一つで作られた不織布であっても良い。カートリッジ１の１つ以上の構成要素において、上記で示した２以上の熱可塑性ポリマーが、熱成形又は共射出成形などの製造工程中に、相互に結合されても良い。例えば、カートリッジ１の１つ以上の構成要素は、２以上の上記熱可塑性ポリマーから成る多層であっても良い。

カートリッジ１の１つ以上の構成要素は、生分解性ポリエステル（例えば、ポリラクチド又はＰＬＡ）、でんぷんベースの生分解性材料、微生物ポリエステル、生分解性ビニルアルコール樹脂（例えば、ＰＶＯＨ）、バイオベースの熱可塑性プラスチック、又はポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡ）を含む、生分解性材料でつくられても良い。これらの生分解性材料のいくつかは、蓋３、フィルタ７、剛性フィルタ（図示せず）、容器本体２、及びサポート８０のうちのいずれか一つのために使用されても良い。カートリッジ１の１つ以上の構成要素において、２以上のこれらの生分解性材料が、相互に結合されても良い。例えば、カートリッジ１の１つ以上の構成要素が、２以上の上記生分解性材料から成る多層であっても良い。

本発明のカートリッジの動作は、上述の記載から明らかである。特に、図１〜６における実施形態を参照すると、使用されていない状態では、サポート８０の支台８は、カートリッジ１の容器本体２の底壁４の外面から距離Ｄだけ離れている。

カートリッジが、飲料を抽出するための機械（従来のもの）に挿入されると、カートリッジ１に収容される物質と組み合わせて飲料を得るために、加圧下で流体を注入するための使用されるノズルに一致するパンチによって、蓋３に穴が開けられる。

蓋３の穿孔は、既に開いている場合は、必要でなくても良い。

その後に、加圧下で流体がカートリッジ１に注入されると、その流体と容器室２内で保持される物質との混合が可能になる。この動作により、カートリッジ１の内圧の増加が引き起こされ、その結果、底壁４の外側への変形が引き起こされる。

この変形によって、弱化部５は、特に、交差点５３から、且つ交差点５３で始まる弱化部５１，５２の最初の部分に沿って、破断し始める。

この変形によって、中央の***部６１は、それと共に底壁４の中心領域４０の引き裂かれた領域も引っ張る。しかし、距離Ｄを越えた後、中央の***部６１のストロークは、ピン８１の支台８によって阻止され、その結果、弱化線５１，５２によって最初に範囲を定められた引き裂かれたフラップのさらなる広がりが制限される。

その間、飲料は、このような裂け目から流出し、液体受け９によって減速し、ポート９２まで液体受けを登り、それから最後に、液体受け９の周辺で同軸上にサポート８０上で画成され且つ好都合にアーチ状に形成された液体受け９の外面をかする通路９５を通って、カートリッジから流出することが可能になる。

図７，８に示される実施形態において、動作は同様である。特に、カートリッジの内圧の影響によって弱化部の破断は始まり、対向する各セグメント５０３の終点が向く、線５０１，５０２の内側部分５０１ａ，５０２ａのうちの少なくとも１つで継続される。しかし、弱化線５０１，５０２によって最初に範囲を定められた引き裂かれたフラップのさらなる広がりは、領域４００の中心エリアと支台８との接触によって、防止される。

実際には、本発明のカートリッジは、飲料の流出のためのカートリッジの底面の破断を制御し且つ制限することが可能となる点で、定められた目的を完全に達成することが分かった。これのおかげで、底面がカートリッジの内圧の影響によってのみ単独で破れるという事実にもかかわらず、シートフィルタ（ろ紙、ポリマーで被覆された紙など）を使用することができるようになる。

飲料を流出させるための底面の破断は、カートリッジの一部を形成しない外部要素（例えば、カートリッジが置かれる抽出室内で利用されるパンチ又は逆圧要素）の使用を避けて、その代わりに、カートリッジの一部を形成する支台要素を使用し、これにより、破れやすい領域の引き裂きを制御し且つ制限することができる。

本発明のカートリッジは、特に挽き焙煎コーヒーからエスプレッソコーヒーを抽出するために考案されたけれども、より一般的には、分割された成分から、加圧下で流体を使用して、飲料を抽出するために使用することもできる。

このように考え出されたカートリッジは、多くの改良及び変化が可能であり、それらの全ては添付の特許請求の範囲に含まれる。さらに、全ての詳細が、他の技術的に等価な要素によって置き換えられても良い。

実際には、利用される材料と寸法は、要求に応じて及び最先端に応じて、任意であっても良い。

この出願が優先権を主張しているイタリア特許出願ＭＩ２０１３Ａ０００９０６の開示は、参照によってここに組み込まれる。

いずれかの請求項に記載の技術的な特徴には、参照符号が続いているけれども、これらの参照符号は、請求項の理解度を向上することだけを目的として含まれていて、このような参照符号は、例として参照符号によって識別される各要素の解釈に、何らかの限定する影響を与えない。

Claims (13)

1. 加圧下で流体を注入することによって、飲料を抽出するカートリッジ（１）であって、
   物質を収容し、加圧下で流体を受け取るように構成された、容器本体（２）を有し、
   前記容器本体（２）は、流体の圧力の影響によって破れることにより、飲料の流出のための開口を生成可能な少なくとも１つの弱化部（５）を備えた底壁（４）を有し、
   前記カートリッジは、前記容器本体（２）の外部に、前記底壁（４）に非接触で面している支台（８）を有し、流体の圧力の影響による前記底壁（４）の変形を制限し、その結果として前記少なくとも１つの弱化部（５）の破断の範囲を制限することを特徴とする、カートリッジ。
2. 前記支台（８）は、前記底壁（４）の領域に面していて、
   前記少なくとも１つの弱化部（５）は、好ましくは前記底壁（４）の中心領域（４０）にある、請求項１に記載のカートリッジ。
3. 前記支台（８）は、前記容器本体（２）に取り付けられる障壁（９）上に設けられ、飲料の流れを遅くし及び／又は制御するために、飲料の流出のための前記開口に面している、請求項１又は請求項２に記載のカートリッジ。
4. 前記障壁（９）は、液体受けである、請求項３に記載のカートリッジ。
5. 前記液体受けは、前記底壁（４）に対して置かれたリム（９１）を備え、
   前記リム（９１）は、前記液体受けに集められた飲料の流出のための少なくとも１つのポート（９２）を備える、請求項４に記載のカートリッジ。
6. 前記支台（８）は、前記液体受けの底面から、前記カートリッジ（１）の容器本体（２）の底壁（４）に向かって突き出た、少なくとも１つのエレメント（８１）を有する、請求項４又は請求項５に記載のカートリッジ。
7. 前記支台（８）は、前記容器本体（２）に着脱可能に取り付けられるサポート（８０）と一体である、請求項１から請求項６のいずれかに記載のカートリッジ。
8. 前記底壁（４）は、
   前記カートリッジの内部に向かって突き出た複数の***部（６）と、
   前記物質と前記複数の***部（６）との間に置かれたフィルタ（７）と、
   を含み、
   前記少なくとも１つの弱化部（５）は、前記***部（６）のうちの少なくとも１つ（６１）の基部の少なくとも１つのエッジ（６２ａ、６２ｂ）に影響を及ぼす、請求項１から請求項７のいずれかに記載のカートリッジ。
9. 前記少なくとも１つの弱化部（５）は、前記底壁（４）の実質的な中心領域（４０）の直径方向の線（５１）に沿って伸びる、請求項１から請求項８のいずれかに記載のカートリッジ。
10. 前記***部（６）の少なくとも１つ（６１）は、前記底壁（４）の実質的な中心領域（４０）の直径方向に且つ前記直径方向の線（５１）の横断方向に伸びる、請求項８又は請求項９に記載のカートリッジ。
11. 前記弱化部（５）は、前記底壁（４０１）の実質的に円形の中心領域（４００）に設けられ、一対のらせん状又はかぎ爪形状（５０３）のセグメントを画定するように構成された弱化線（５０１，５０２）を含む、請求項１から請求項７のいずれかに記載のカートリッジ。
12. 前記カートリッジの１以上の構成要素は、
    −ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、ビニルアルコール樹脂、ポリエチレン、又はポリエチレン・テレフタレートなどの、熱可塑性ポリマー、
    又は、
    −共に結合され、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、ビニルアルコール樹脂、ポリエチレン、及び／又はポリエチレン・テレフタレートを含む群から選択される、２以上の熱可塑性ポリマーの組み合わせ
    で作られることを特徴とする、請求項１から請求項１１のいずれかに記載のカートリッジ。
13. 前記カートリッジの１以上の構成要素は、
    −生分解性ポリエステル、でんぷんベースの生分解性材料、微生物ポリエステル、生分解性ビニルアルコール樹脂、バイオベースの熱可塑性プラスチック、又はポリヒドロキシアルカノエートなどの、生分解性材料、
    又は、
    −共に結合され、生分解性ポリエステル、でんぷんベースの生分解性材料、微生物ポリエステル、生分解性ビニルアルコール樹脂、バイオベースの熱可塑性プラスチック、及びポリヒドロキシアルカノエート含む群から選択される、２以上の生分解性材料の組み合わせ
    で作られることを特徴とする、請求項１から請求項１２のいずれかに記載のカートリッジ。

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