JP2023535568A - 食品又は飲料調製のための、剛性部分を有する改善された可撓性パッケージ - Google Patents
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Abstract
本発明は、閉じた可撓性パッケージであって、(i)平坦なパッケージ本体を形成する可撓性又は半可撓性の側壁(2)と、(ii)マシンの流体注入要素を挿入するように適合されたカップ状底部と、を備え、パッケージ本体及びカップ状底部は、可撓性材料、好ましくは繊維系材料で作られた一片の細長い一次平坦ブランクシートであって、その横断方向対称軸を中心にしてU字形に折り畳まれ、かつその側縁部及び上縁部に沿ってシールされた、一次平坦ブランクシートから形成され、上記カップ状底部は、凹状の下面及び凸状の側面を有する中空容積部であり、上記下面の輪郭の曲がりは、上記側面のそれぞれの輪郭の曲がりと同一である、パッケージに関する。【選択図】 図4
Description
本発明は、閉じた可撓性サッシェであって、飲料原材料を収容し、飲料調製マシン内で、サッシェ壁を穿孔し、液体をその中に注入して原材料と混合することにより使用するように適合されている、可撓性サッシェに関する。
可溶性コーヒー、ミルク又はチョコレートなどの食品又は飲料原材料を収容するカプセルを飲料分注機内に導入し、次いで、カプセル内に水を注入して原材料と混合することによって飲料を調製することは、現況技術において既知である。可溶性飲料又は食品原材料は、典型的には、水に溶解されて飲料又は所望の最終製品を形成し、これが適切な出口を通ってカプセルから流出する。場合によっては、原材料は茶葉であってもよく、飲料は、カプセル内に導入された水に葉を浸出させることによって調製される。上述した可溶性原材料の場合と同様に、このようにして注入された茶は、次いで、分注出口を通してカプセルから分注される。そのような既知のカプセルは、典型的には、プラスチック材料(複数可)又は金属(例えば、アルミニウム)で作られた剛性又は半剛性のカプセルである。
最近、カプセルの代わりに可撓性パッケージを含む飲料調製システムが開発されている。そのようなパッケージは、カプセルと比較して、コンパクトさ、製造速度(形成、注入、及びシール動作を連続して行うことができる)、リサイクル能力の向上などのいくつかの興味深い特徴をもたらす。
そのような可撓性パッケージは、例えば、欧州特許出願公開第3 414 187 A1号に記載されており、可撓性壁と、パッケージの底部に配置された機能的インサート(時には「注ぎ口」と呼ばれる)とを備え、機能性インサートは、可撓性壁に取り付けられる、又は他の方法で包み込まれる。インサートは、硬質又は半硬質プラスチックで作られた平らな要素であり、可撓性パッケージの底側を飲料マシンに液密に接続するための孔及びチャネルを備える。使用時に、可撓性パッケージが飲料マシンに機能的に接続されると、飲料マシンは、インサートの流体導通チャネルを通してパッケージの内側に水を導入し、次いで、上記水が原材料と混合されて、インサートの製品分注チャネルを通して可撓性パッケージの外側に分注される飲料製品を形成する。
重要なこととして、パッケージと飲料マシンとの間の流体連通は、マシンの流体導通要素をパッケージの平坦な壁面に接続することによって行われる。原材料パッケージと飲料マシンとの間の表面が平坦であることが、2者間の接続の実質的な漏れ防止性を保証する。更に、飲料マシンの接続中にパッケージが変形しないことを保証するために、パッケージ平坦面の剛性が不可欠である。一般に、マシンの接続要素、例えば針又は類似の要素をパッケージの平坦面に貫通させるか、又は他の方法で挿入することによって接続が達成される。接続は、パッケージ壁を開き、マシンのノズルをパッケージ壁に押し付けて漏れのない流体連通を作り出すことによっても行うことができる。パッケージの平坦な壁が機械的に弱すぎる場合、飲料マシンの接続要素を壁に対して押圧し、又は壁を貫通して挿入するときに、湾曲又はその他の壁の変形が生じ、これにより、漏れ又は流体接続の喪失がもたらされる。他方、パッケージは、マシンにより容易かつ確実に開けることができなければならない。このためには、パッケージ壁を開けるのに必要な力は十分に小さくなければならない。
例えば欧州特許出願公開第3 500 503 A1号又は欧州特許出願公開第3 500 504 A1号に記載されているいくつかの例では、機能的インサートは、インサート自体を開閉するように作動させることができるように、互いに対して移動可能ないくつかの部品を備え、それによって、水注入、混合、及び製品分注の複雑なシーケンスを可能にし、そのようなシーケンスは、溶解される飲料原材料のタイプによって課される具体的な調製要件に適合される。インサートを再び閉じることができることにより、飲料調製システムに優れた清浄度も提供する。
しかしながら、そのような既存の可撓性パッケージは欠点を含む。第1に、機能的インサートは、容易にリサイクルできない材料で作られている。更に、それは単一材料の要素であり、したがって重い。また、製造に費用がかかる。
ガセット付きのバッグ又はパウチなどの他の可撓性パッケージが存在する。このようなパッケージは、熱可塑性材料を折り畳んでシールし、その底側壁にガセットを形成することによって製造される。そのようなガセット付きサッシェは、飲料マシンに接続するために使用され得る平坦な底側壁を形成することができるが、そのようなサッシェの製造は、ガセット付き底部を形成するための複雑な複数回折り畳みプロセスを必要とする。複数回折り畳むことにより、重ね合わされた材料層が作り出され、これらの材料層が次にシールされる。この周知の製造方法は、材料が良好なシール特性を有することを必要とし、この特性は熱可塑性フィルムによってのみ得ることができる。非熱可塑性フィルムが使用されると、シールが弱いことにより、折り畳まれたフィルム層間の剥離、又はシールされていない空間の発生さえももたらされ、これは、パッケージの機械的特性及びバリア特性に対して非常に有害である。また、そのようなガセット付き可撓性パッケージは、形成するのに熱可塑性材料を必要とし、環境配慮型でないため望ましくない。
3次元容積を形成するために、可撓性の平坦なブランク材料を折り畳む、又は打ち抜くなどの様々なプロセスによって製造される、他のタイプの可撓性パッケージが知られている。しかしながら、既知のプロセスでは、可撓性平坦シートを3次元容積に変形する間に、パッケージの表面に皺が形成されることが多い。皺は、パッケージのシールが一貫性を欠き、したがって漏れをもたらすので、非常に望ましくない。それらはまた、パッケージの不規則な表面に起因する、パッケージと処理ユニット、例えば飲料調製マシンとの間の誤った相互作用のリスクを増加させる。
パッケージが環境配慮型であることを確実にするために、パッケージ壁は、例えば、水分又はガス移動を防止するバリア特性、及び/又はシール特性を提供する生分解性材料でコーティングすることもできる繊維系材料などで作製することができる。飲料マシンの開封要素、例えば穿孔針などによる可撓性パッケージの開口中に、パッケージ壁材料の数個の粒子(例えば繊維)が分離してパッケージ区画内に取り込まれる可能性がある。このような現象は限定的であるが、防止することが望ましい。
したがって、本発明の主な目的は、既存のパッケージの上述の欠点を解消し、特に環境配慮型の材料で作られ、簡潔かつ漏れが生じないやり方で飲料マシンに容易に接続できる、飲料調製マシンと共に使用するための改善された可撓性パッケージを提供することである。
本発明は、原材料を収容するための可撓性又は半可撓性の閉じたパッケージ(1)であって、上記原材料が、食品又は飲料調製マシンにおいて上記マシンによって上記パッケージ内に注入された混合流体と混合することによって食用製品を調製するためのものであり、上記パッケージは、
(i)平坦なパッケージ本体を形成する可撓性又は半可撓性の側壁と、
(ii)マシンの流体注入要素を挿入するように適合されたカップ状底部と、を備え、パッケージ本体及びカップ状底部は、可撓性材料、好ましくは繊維系材料で作られた一片の細長い一次平坦ブランクシートであって、その横断方向対称軸を中心にしてU字形に折り畳まれ、かつその側縁部及び上縁部に沿ってシールされた、一次平坦ブランクシートから形成され、上記カップ状底部は、凹状の下面及び凸状の側面を有する中空容積部であり、上記下面の輪郭の曲がり(profile curvature)は、上記側面のそれぞれの輪郭の曲がりと同一であり、一次シートは、その厚さ全体を貫通して穿孔された一次孔を備え、上記一次孔は、上記カップ状底部の下面に位置し、上記パッケージが、上記パッケージのカップ状底部の少なくとも内面上に配置された二次厚さ補強シートであって、二次孔を備える二次厚さ補強シートと、パッケージの壁と二次厚さ補強シートとの間に挟まれた三次薄手シートと、
を更に備える、パッケージに関する。
(i)平坦なパッケージ本体を形成する可撓性又は半可撓性の側壁と、
(ii)マシンの流体注入要素を挿入するように適合されたカップ状底部と、を備え、パッケージ本体及びカップ状底部は、可撓性材料、好ましくは繊維系材料で作られた一片の細長い一次平坦ブランクシートであって、その横断方向対称軸を中心にしてU字形に折り畳まれ、かつその側縁部及び上縁部に沿ってシールされた、一次平坦ブランクシートから形成され、上記カップ状底部は、凹状の下面及び凸状の側面を有する中空容積部であり、上記下面の輪郭の曲がり(profile curvature)は、上記側面のそれぞれの輪郭の曲がりと同一であり、一次シートは、その厚さ全体を貫通して穿孔された一次孔を備え、上記一次孔は、上記カップ状底部の下面に位置し、上記パッケージが、上記パッケージのカップ状底部の少なくとも内面上に配置された二次厚さ補強シートであって、二次孔を備える二次厚さ補強シートと、パッケージの壁と二次厚さ補強シートとの間に挟まれた三次薄手シートと、
を更に備える、パッケージに関する。
一実施形態では、上記カップ状底部は、六角柱形状を有し、上記角柱は、上記パッケージの横断方向軸と位置合わせされた互いに反対側にある2つの垂直縁部を有し、上記垂直縁部は下向きに延びて、下向きに延びる先端部を形成し、延ばされた上記縁部は、上記パッケージの横断方向軸全体に沿って測定される、上記パッケージの各横断方向断面について、上記カップ状底部の2つの高さと上記カップ状底部の下面の幅との合計が一定であるような高さを有する。
好ましくは、上記一片の細長い一次平坦ブランクシートは、内面がシーラント層でコーティングされた繊維系材料で作られ、上記繊維系の層は、紙、ボール紙、カバス(cabasse)系、竹系、若しくはデンプン系材料、セロファン、又はそれらの組み合わせのリストの中から選択される。
一次平坦ブランクシートは、好ましくは、繊維系材料とシーラント層との間に挟まれたバリアコーティングを更に含み、上記バリアコーティングは、酸素及び/又は水分伝達防止コーティングであり、金属化コーティング、酸化ケイ素(SiOx)コーティング、酸化アルミニウム(AlOx)コーティング、原子層堆積(ALD)コーティング、又はそれらの組み合わせのリストの中から選択される。
有利には、一次孔及び二次孔の直径が、1mm~20mm、好ましくは5mm~12mmである。より好ましくは、一次孔の直径が、二次孔の直径以上である。
本発明の好ましい実施形態では、前記二次厚さ補強シートが、二次孔の縁部から半径方向外向きに延びる複数の半径方向切り込みを備える。上記切り込みのそれぞれの長さは、0.5mm~5mm、好ましくは1mm~3mmの範囲である。
有利には、二次厚さ補強シートは、シーラント層でコーティングされた繊維系材料で作られ、上記繊維系の層は、紙、ボール紙、カバス系、竹系、若しくはデンプン系材料、セロファン、又はそれらの組み合わせのリストの中から選択される。
有利には、上記三次薄手シートは、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリラクチド(PLA)、ポリヒドロキシアルカノエート(PHA)、ポリブチレンアジペートテレフタレート(PBAT)、ポリブチレンサクシネート(PBS)、ポリビニルアルコール(PVOH)、デンプン系ポリマー、食品グレード酸素及び/若しくは水分捕捉剤を含むポリマー、又はそれらの組み合わせのリストの中から選択される薄層である。より好ましくは、上記三次薄手シートが、延伸特性を有する吹き付け又はキャストポリマーフィルムから作製される。
本発明の有益な実施形態では、パッケージは、機械的コード、光学コード(カラーコード及び不可視インクで印刷されたコードを含む)、RFIDタグ、一次元バーコード、二次元バーコード、磁気コード、導電性コード、検出孔、又はそれらの任意の組み合わせのリストの中から選択される識別手段を備える。
本発明のパッケージは、好ましくは、上記パッケージのシールされた縁部に位置するセンタリング横断孔を更に備え、上記孔は、飲料調製マシンのセンタリングピンの挿入に適合され、それにより上記パッケージが飲料調製中にマシンに対して相対的に移動するのを防止する。
好ましい一実施形態では、パッケージの凹状の下面は、カップ状底部の横断方向及び長手方向軸の中心に揃えられた平坦部を備える。
本発明の可能な実施形態では、パッケージはサッシェ又はパウチである。
本発明のパッケージに収容される原材料が、例えば、スープ、フルーツジュース、野菜ジュース、ブイヨン、コーヒー、チョコレート、茶、ミルク若しくはクリーマなど乳成分、スムージー、ピューレ、クーリ、クリーム、又はそれらの組み合わせのリストの中から選択される、水溶性粉末、又は液体若しくは半流動体形態の可溶性濃縮物であってもよく、又は上記原材料が、水中での浸出に適合された植物の葉から成ってもよい。
本発明のパッケージは、含有原材料の、内部に注入された混合流体(典型的には水)との溶解を向上させることによって飲料製品の優れた品質を可能にする、概して可撓性又は半可撓性の側壁を備える。同時に、パッケージが接続されるように設計された食品又は飲料調製マシンとの、上記パッケージの境界面部分(すなわち、その底部)は、マシンが上記パッケージに流体接続されたときに上記パッケージの変形を防止するのに十分な剛性を有する。その外壁は、2つに折り畳まれた1枚のブランクシートから製造されるので、特に環境配慮型である(その上、その構成材料は、好ましくは、リサイクル可能、生分解性で、工業的に堆肥化可能、又は家庭で堆肥化可能な材料などの環境配慮型材料から選択される)。その底部境界面が三次元に折り畳まれていることは、外部ツール(例えば、食品又は飲料調製マシンの水注入針など)による使用中の適切な開口を可能にするのに十分な剛性を提供し、その上、この三次元に折り畳まれた底部部分は、上記パッケージが適切に機能する上で有害であり得る折り畳み皺が取り除かれている。
更に、本発明によるパッケージは、食品又は飲料調製マシンの流体注入要素が上記パッケージの壁を貫通して挿入されたとき、流体注入要素は三次インサートの伸縮性材料を通り、その結果、穿孔されたシートの縁部は流体注入要素の表面に密接に適合し、したがってパッケージとマシンの流体注入要素(例えば、水注入針)の外面との間の境界面における非漏出性を提供し、それゆえ、2者間のクリーンな流体連通を確実とする利点を有する。
このような構成はまた、マシンの流体注入要素によって穿孔される又は他の方法で開口される領域におけるパッケージ全体の厚さが縮小されると同時に、上記領域を囲むパッケージの全体部分はより厚さがあり、したがって変形に対するより高い機械抵抗を有するため、流体注入要素によってパッケージ壁を穿孔するのに必要な強度が低いという利点を有する。
本発明の追加の特徴及び利点は、図面を参照して以下に記載の現在好ましい実施形態の説明において記載されており、この説明から明らかになる。
本発明のパッケージの側面斜視図である。
本発明による一次平坦ブランクシートの上面図である。
図1のパッケージの底面図である。
図3Aのパッケージの側面図である。
図2のブランクの一実施形態の拡大部分斜視上面図である。
図4のブランクで形成されたパッケージの部分底面斜視図である。
本発明によるパッケージを製造するための製造マシンの概略斜視図である。
本発明によるブランクシートを製造するための材料のロールの斜視図である。
本発明によるパッケージを作製するためのマシンにおける成形及びシール部分の第1の実施形態の概略側面図である。
本発明によるパッケージを製造するための成形プランジャの拡大部分斜視図である。
本発明によるパッケージを作製するためのマシンにおける成形及びシール部分の第1の実施形態の概略側面図である。
本発明によるパッケージを作製するためのマシンにおける成形及びシール部分の第1の実施形態の概略側面図である。
本発明によるパッケージを作製するためのマシンにおける成形及びシール部分の第1の実施形態の概略側面図である。
本発明によるパッケージを作製するためのマシンにおける成形及びシール部分の第1の実施形態の概略側面図である。
本発明によるパッケージを作製するためのマシンにおける成形及びシール部分の第1の実施形態の概略側面図である。
図8及び図10~14に示される成形及びシール部分の代替的な実施形態の概略側面図である。
図8及び図10~14に示される成形及びシール部分の代替的な実施形態の概略側面図である。
図8及び図10~14に示される成形及びシール部分の代替的な実施形態の概略側面図である。
図8及び図10~14に示される成形及びシール部分の代替的な実施形態の概略側面図である。
図8及び図10~14に示される成形及びシール部分の代替的な実施形態の概略側面図である。
本発明によるパッケージを製造するための成形シールマシンにおけるシールジョーの部分斜視図である。
図8及び図10~14に示される成形及びシール部分の代替的な実施形態の概略側面図である。
本発明による、パッケージの側面をシールするためのシールジョーの概略側面図である。
本発明によるパッケージは、食品又は飲料調製マシン(図示せず)において使用されるように適合されている。飲料調製マシンは、任意の適切なタイプのものであり得るが、例えば、欧州特許出願公開第AN19213419.5号明細書に記載されているマシンである。このようなマシンは、当該技術分野において周知であり、原材料パッケージを受け入れるように適合された抽出チャンバと、原材料パッケージ内に流体(典型的には水)を注入するように適合された注入要素と、流体リザーバ(又は水道水への水接続部)を一般に含む流体(例えば水)供給手段と、流体ポンプと、流体ヒータと、上記流体を流体供給源から抽出チャンバに向かって、任意選択でヒータを介して流通させるための流体パイプとを備える。
本発明の場合、パッケージは、マシンの流体供給手段によって、特に上記パッケージの底部壁を通して、好ましくは上記底部壁の下面を通して鋭利な要素を導入することによって、開かれる、好ましくは穿孔されるように適合されている。典型的には、マシンの流体注入要素は、中空針状要素である。流体を原材料と混合することによってパッケージ内で調製された食品又は飲料製品の分注は、重力によって行うことができる。しかしながら、完成した食品又は飲料製品の取り出しは、混合流体を注入する同じ要素を通して行うこともできる。後者の場合、マシンの注入及び分注要素は、少なくとも2つのチャネルを備える。1つのチャネルは、パッケージの内部区画をマシンに流体接続して、上記マシンが流体(例えば水)を上記区画に注入できるようにし、第2のチャネルは、内部パッケージ区画を上記パッケージの外部に接続する。マシンの注入手段はまた、食品又は飲料調製中にパッケージの内側に空気を注入するための補助チャネルを備えることができる。空気を注入することは、乳製品ベース製品(例えば、発泡ミルク)、又はチョコレートベース製品(発泡チョコレート飲料、チョコレートムース)、又はスムージーのような特に空気を含ませる製品の調製中に発泡を増強することを可能にする。
一般に、パッケージは、可撓性シートを2つに折り畳むこと(「U字形」形成)による形成に適合する任意の可能な形状、例えば、パウチ若しくはサッシェ、パッド、又は概して平坦な構成を有する任意の他の容器などの形状を有する。
異なる量の原材料を格納するように適合された同じマシンでは、異なるサイズのパッケージを使用することができる。パッケージの中に含有される原材料を抽出するために使用され得るマシンのタイプは、パッケージのサイズ(すなわち、その高さ及び/又は幅)によって限定されない。パッケージのサイズは、製造される飲料の量に適合されている。例えば、アメリカーノ又はスープは大きなパッケージを必要とするが、エスプレッソのような短いカップの飲料を製造するためには小さなサッシェが使用される。中サイズのサッシェは、カプチーノ用の発泡乳を製造するために使用される。
(パッケージの、飲料マシンとの機能的流体接続専用部分である)サッシェ底部の外部設計は、製造される製品及びパッケージのサイズ又は形状が何であれ不変のままである。主旨は、パッケージのマシンとの境界面は常に同じであるということである。また、他のパラメータ、例えば、注入された流体の流量及び/又は注入された流体の温度及び/又は注入された流体の総量は、処理すべき原材料に応じて、したがって対象とする食料製品又は飲料製品に応じて変更され得る。
パッケージは、飲料マシンがその中に含まれる原材料のタイプを自動的に識別し、最適な飲料調製のためにその設定を適合させるための識別手段を備えることが好ましい。そのような設定は、水注入圧力、水注入量、水温、溶解シーケンス(水注入、空気注入、飲料分注の、順次又は同時の方法での複雑なシーケンス)、(泡増強のための)水に随伴しての空気の注入、抽出のための総時間を含むが、それらに限定されない。そのような識別手段は、機械的コード、光学コード(カラーコード及び不可視インクで印刷されたコードを含む)、RFIDタグ、一次元バーコード、二次元バーコード、磁気コード、導電性コード、検出孔、又はそれらの任意の組み合わせのリストの中から選択される。
添付の図面に示すように、好ましい実施形態では、パッケージは、飲料製造中に本質的に垂直に向けられた平面に沿って向けられた平面形状を有し、飲料マシンの流体注入要素は、水性及び/又はガス状流体の噴流を上記パッケージ平面に含まれる方向に向けられるように、パッケージ内に挿入される。底部からパッケージ内に導入された流体噴流は、円形及びらせん状の動きに発展して、流体分子と原材料粒子との間の乱流、摩擦及び高接触面が形成される。平均して、流体分子は、飲料製品又は食料製品として一緒に容器を出るまでに、容器内で複数回回転する。
以下において、本発明によるパッケージの好ましい実施形態を、図面を参照して説明する。この好ましい実施形態では、パッケージはサシェである。
図1は、本発明による原材料を収容するための可撓性又は半可撓性の閉じられたパッケージ1を示す。上記パッケージ1は、
(i)平坦なパッケージ本体を形成する可撓性又は半可撓性の側壁2と、
(ii)中空容積部であり、上記パッケージ1が接続されるように設計されている食品又は飲料調製マシン(図示せず)の流体注入要素を挿入するように適合されたカップ状底部3と、
を備える。
(i)平坦なパッケージ本体を形成する可撓性又は半可撓性の側壁2と、
(ii)中空容積部であり、上記パッケージ1が接続されるように設計されている食品又は飲料調製マシン(図示せず)の流体注入要素を挿入するように適合されたカップ状底部3と、
を備える。
中空カップ状底部3は、パッケージの底部全体を形成する必要はない。図1の実施形態では、それは、パッケージの底部全体の中央部分のみを形成し、シールされた平坦領域であるパッケージの側縁部4によって囲まれている。
パッケージ1は、図2に示すように、可撓性材料で作られた一片の細長い一次平坦ブランクシート5から形成される。製造プロセスステップ及び製造マシンは、以下でより詳細に説明される。
紙ベースの材料の一次平坦ブランクシート5は、その横断方向対称軸Lxを中心にしてU字形に折り畳まれ、次いで、その側縁部4及び上縁部6に沿ってシールされる。
本発明の一般原理によれば、図3A及び図3Bに示すように、カップ状底部3は、凹状の下面7及び凸状の側面8を有する中空容積部であり、図3Bのプロファイル図において太線で示すようにパッケージを横から見たときに見える上記凹状の下面のプロファイル曲率Plwは、図3Aの底面図において太線で示すようにパッケージを下から見たときに見える上記側面のそれぞれのプロファイル曲率Pltと同一である。
より正確には、図1、図3A、図3B及び図5に示される実施形態では、上記カップ状底部は、六角柱形状を有する中空容積部であり、上記角柱は、パッケージの横断方向軸Lxと位置合わせされた互いに反対側にある2つの垂直縁部9を有し、上記垂直縁部9は、下向きに延びる先端部10を形成するように延びる。延長された縁部9は、パッケージの横断方向軸Lx全体に沿って測定されるパッケージの各横断方向断面について、カップ状底部の2つの高さとその下面の幅との和が一定であるような高さを有する。この規則の例を図3A及び図3Bに示す。図3Aは、底部の第1の断面において測定される下面の第1の幅「W1」を示す。図3Bは、同じ第1の断面に対して測定される、カップ状底部の第1の高さ「H1」を示す。図3Aは、底部の第2の断面において測定される下面の第2の幅「W2」を更に示す。図3Bはまた、同じ第2の断面について測定される、カップ状底部の第2の高さ「H2」を示す。合計S1=(2×H1)+W1、次いでS2=(2×H2)+W2を計算する場合、本発明の原理によればS1=S2であり、より一般的には、S1=S2=Snである(Snはカップ状底部3の任意の断面点で測定される)。
パッケージ1を製造するために使用される一片の細長い一次平坦ブランクシート5は、その内面(すなわち、上記シート5の成形後にパッケージ1の内面になる面)がシーラント層でコーティングされた紙材料で作られる。
更に、本発明の本実施形態では、上記一次平坦ブランクシート5は、繊維系材料とシーラント層との間に挟まれたバリアコーティングを更に含み、上記バリアコーティングは、酸素及び水分伝達防止コーティングである。上記バリアコーティングは、金属化コーティング、酸化ケイ素(SiOx)コーティング、酸化アルミニウム(AlOx)コーティング、原子層堆積(ALD)コーティング、又はそれらの組み合わせのリストの中から選択される。
図2に示す本発明の好ましい実施形態では、パッケージ1は、上記パッケージのカップ状底部3の内面上に配置された二次厚さ補強シート11を更に備える。上記厚さ補強シート11は、シーラント層でコーティングされた紙材料で作られる。この厚さ補強シート11は、パッケージ1の側壁2の厚さを減少させる可能性を提供する。この厚さを減少させることは、これらの側壁をはるかにより可撓性にし、これは、パッケージ1内で調製される製品の品質を向上させる上で利点であることが判明した。より正確には、本出願人は、飲料調製中にパッケージの側壁2が外側に撓んで変形することができる場合に、以外なことにパッケージ内に注入された流体の旋回運動が改善されることを見出した。このような変形は、上記パッケージの側壁2間のパッケージ区画の内部空間を一時的に増大させる。しかしながら、カップ状底部3の良好な剛性を維持することは、上で説明したように(パッケージと飲料調製マシンとの間の境界面における適切なシールを維持するために、また、マシンの流体注入要素によって穿孔されたときにパッケージが変形又はつぶれないことを確実にするために、穿孔動作を損なう、又は、更には防止するために)不可欠である。二次厚さ補強シート11の存在は、パッケージの一体壁の可撓性とその底部の剛性との間のバランスを達成することを可能にする。
有利には、パッケージ1は、図1、図3B及び図5に示されるセンタリング横断孔12を更に備え、センタリング横断孔12は、上記パッケージ1のシールされた縁部4に配置される。上記孔は、飲料調製中、特にパッケージ壁を通してマシンの流体注入要素を挿入する間に、マシンに対する上記パッケージ1の移動を防止するように、飲料調製マシンのセンタリングピン(図示せず)を受け入れるような形状及び直径に適合されている。
非常に望ましい実施形態では、パッケージ1の凹状の下面7は、図1及び図5に示すように、カップ状底部3の横断方向軸及び長手方向軸を横切って中心に置かれた平坦部13を含む。
図4に示すように、本発明の原理によれば、パッケージ1は、パッケージの壁を形成する(すなわち、一次平坦ブランクシートから形成される)材料と、二次厚さ補強層11との間に三次薄層を更に含む。この三次薄層は、三次可撓性平坦ブランクシート14を、上記一次可撓性平坦ブランクシート5と二次可撓性平坦ブランクシート11との間にシールする又は他の方法で取り付けることによって製造される。
上記三次可撓性平坦ブランクシート14は、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリラクチド(PLA)、ポリヒドロキシアルカノエート(PHA)、ポリブチレンアジペートテレフタレート(PBAT)、ポリブチレンサクシネート(PBS)、ポリビニルアルコール(PVOH)、デンプン系ポリマー、食品グレード酸素及び/若しくは水分捕捉剤を含むポリマー、又はこれらの組み合わせのリストの中から選択される薄層である。好ましくは、延伸特性を有する吹き付け又はキャストポリマーフィルムから製造される。
この実施形態では、図4に示すように、一次シート5は、その厚さ全体を貫通して穿孔された一次孔15を含む。一次孔は、上記一次平坦ブランクシートを形成する前に上記一次平坦ブランクシートを貫通して穿孔され、上記平坦ブランクが本発明によるパッケージに形成されたときに、上記一次孔15が上記カップ状底部3の下側に位置するように配置される。好ましくは、一次孔15は、上記下面の中心に置かれる。この一次孔15は、飲料マシン注入手段(典型的には、概して直径1mm~20mm、好ましくは5mm~12mmの円筒形を有する針)の外径(又は断面)と少なくとも等しいが、好ましくはそれよりも断面(又は直径)がわずかに大きいように選択された直径を有する。より大きな直径を有することは、マシンの上記注入手段がそれを通して挿入されるときに、例えば紙繊維などのパッケージ壁を構成する材料が摩擦によって分離されることを防止する。典型的には、一次孔(好ましくは円筒形である)の直径は、1mm~20mm、好ましくは5mm~12mmである。
更に、二次シート11は、少なくとも上記シート11の紙の層を貫通して穿孔された二次孔16を備える。二次孔16はまた、二次シート11の厚さ全体を貫通して穿孔され得る。二次孔16の直径は、パッケージが接続されるマシンの流体注入要素の直径に関連して選択され、典型的には1mm~20mm、好ましくは5mm~12mmの直径を有する円筒形である。
一次孔15の直径は、二次可撓性平坦ブランクシート11内の二次孔16の直径と等しい又はそれよりも大きい。
パッケージ1のカップ状底部3の領域に3つの重ね合わされた層を有する図4及び図5に示されたそのような多層構造では、パッケージ1とマシンの流体注入要素との間のシールが保証される。マシンの流体注入要素がパッケージの壁を通して挿入されるとき、流体注入要素は、一次孔15を通過し、次に、穿孔されたシート14の縁部が流体注入要素の表面に密接に適合するように、好ましくは上述のように伸縮性材料である三次シート14を穿孔する。最後に、上記流体注入要素は、その先端部がパッケージ内部区画内に配置され、パッケージ1の内部とマシンの流体供給回路との間の漏れのない流体連通が確立されるように、二次孔16を通って移動する。
そのような構成はまた、孔15、16及び三次シート14の領域におけるパッケージ全体の厚さが後者の厚さのみであり、同時に、上記領域を囲むパッケージの部分全体が、パッケージのカップ状底部3における3つの重ね合わされた層の存在により、より高い厚さ、したがって変形に対する機械的抵抗を有するので、流体注入要素によってパッケージ壁を穿孔するために必要な強度が低いという利点を有する。
図4に示される好ましい実施形態では、二次厚さ補強シート11は、孔16が穿孔されると、孔16の縁部から半径方向外向きに延びる複数の半径方向切り込み22を行う切削工具を使用することによって更に加工される。このような半径方向の切り込み22は、それらの間に一連のフラップを形成し、このフラップは、上記マシンとパッケージが互いに接続されると、マシンの流体注入要素の外面へのパッケージ壁、特に第3の可撓性層14への適用を強化することが判明している。したがって、この複数の半径方向切り込み22は、漏れ防止効果を強化する。
上述したパッケージは、図6に示す形成マシンで製造される。一般に、そのようなマシンは、当該技術分野で既知の形成及びシール技術マシンに部分的に基づいている。
それは、最初に、好ましくは図6に示されるようなフィルムのロールの形態で、一次平坦ブランクシート、並びに任意選択で二次及び三次平坦ブランクシート5、11、14を受け入れるように適合された一次可撓性平坦ブランクシートフィーダ部分17を備える。この段階で、先に示したように、二次及び三次平坦ブランクシートは、存在する場合、既に一次シート5と一体に組み立てられてもよく、又は代替的に、図6に示すように、これらは、一次シート用の1つのロール18、二次シート用の1つのロール19、及び三次シート用の第3のロール20として、別個の材料ロールとして供給されてもよい。この場合、一次シート、二次シート及び三次シートのロールが広げられ、小さな平坦なブランクに切断され、一次ブランク及び二次ブランクをそれぞれ貫通して、一次孔15及び二次孔16が上述のように穿孔され、次いで最後に、すべてのブランクが、図4に関連して既に説明した構成で一体にシールされる。対応する材料ロール18から切断される個々の一次平坦ブランクシート5の配置が図7に示されている。
製造マシンは、パッケージ成形セット部21を更に備える。パッケージ成形部分21の下流には、注入及びシール部分22がある(ここで、パッケージは原材料で注入され、次いで上記パッケージの上縁部をシールすることによって閉じられる)。
成形部分21は、図8~図22においてより詳細に示される。
図8に示すように、マシンの成形部分は、互いに対して移動可能であり、相補的な形状を有する成形プランジャ23と成形キャビティ24とを備える。「キャビティ24」とは、先端部がプランジャの下端部25の外形と相補的な形状で中空になっているシリンダを意味する。可動プランジャとキャビティを有し、その間に配置された材料を変形させる成形ステーションのこのような原理は、一般に知られており、その詳細についてこれ以上詳細に説明しない。図9に示されるように、プランジャ23の端部25(すなわち、その下端部)は、凹状の下端部26及び凸状の側面27を有する容積形状を有し、その端面26のプロファイルは、その側面27のそれぞれのプロファイルと同一である。プロファイル26と27との間の幾何学的同等性の原理は、図3A及び図3Bに関連して、カップ状底部3のプロファイルPlt及びPlwについて既に上述したものと同じである。
特定の一実施形態では、プランジャ23の端部25は、六角柱形状を有し、上記角柱は、プランジャ横断方向軸Lxと位置合わせされた互いに反対側にある2つの垂直縁部28を有し、これらの垂直縁部28は、下向きに延びて下向きに延びる先端部29を形成し、延ばされた上記縁部28は、プランジャの横断方向軸Lx全体に沿って測定されるプランジャの各横断方向断面について、端部25の2つの高さとその下面の幅との和が一定であるような高さを有する。この原理は、図3A及び図3Bに関連して、カップ状底部3の高さH1、H2並びに幅W1及びW2について既に上述したものと同じである。
好ましくは、プランジャの先端部29は、丸みを帯びているか、その他の滑らかな縁である。
図9に示すように、プランジャの下端部26は、上記プランジャ23の中心と位置合わせされた後退可能な突出部30を備えることが好ましい。上記突出部30は、表面に対して、特にこの場合は一次平坦ブランクシート5及びその下の成形ステーションキャビティ24に対して押圧されたときにプランジャ23内に後退するようにばね装着されている。この突出部は、上述した一次孔15及び二次孔16の直径よりも大きい直径を有する。突出部の機能は、プランジャがブランク5、11及び14を変形させ始める前に、ブランク5、11及び14を穏やかに押圧することである。成形プロセスが開始され、ブランクシートが変形し始めると、突出部は、3つのブランクシートをそれらのシール領域(上述したように孔15及び16の周囲)に一体に維持して、成形ステップ中に材料に加えられる機械的な力によるシール解除及び滑動を防止する。
マシンは、プランジャ23とキャビティ24を互いに向かって、また図8に示すように2つの間に配置されたブランクシート5に対して移動させるためのアクチュエータ(図示せず)を更に備える。
図15~図19及び図21に示すように、マシンは、上記可撓性ブランクシート5を支持するように適合された一対のプレートを更に備える。両プレートは、図15に示すように、成形プロセスの開始時には同一平面上にある。各プレートは、一次可撓性ブランクシートのフラップを支持する。上記プレート31は、図8及び図10~図14に示すように固定することができる。代替的に、別の可能な実施形態では、プレート31は、図16~図19及び図21に示すように、上記プランジャ23のいずれかの側からそれぞれ位置するそれぞれの軸を中心にして対称的に枢動可能であり、これらの図は、成形プロセス中の、上記枢動可能なプレート31の様々な位置を表す。
以下において、処理される一次平坦ブランクシート5は、上述したように、それに取り付けられた二次ブランクシート11及び三次ブランクシート14も含むとみなす。ブランク5がマシンに沿って上記マシンの成形部分21に搬送され、図8に示されるようにプランジャ23とキャビティ24との間の所定の位置に置かれると、成形プロセスステップは順に以下の通りである。
プランジャ23は、図10及び図11に示すように、ブランク5、11及び14の上面に接触するまで下向きに移動する。プランジャの移動は、上記ブランクが一次ブランク5の横断方向軸Lxを中心にして折り畳まれる変形を開始する。ブランク5、11及び14の上面に接触した後、プランジャ23の後退可能な突出部30は、下方のキャビティ24の逆圧によって、図11に示すように、プランジャ23内に後退する。
図12に示すように、プランジャ23は下向きに移動し続け、キャビティ24も同様に下向きに移動する。上記プランジャ23とキャビティ24はその間にブランク5、11及び14を挟持しているため、これらは両方ともブランク5、11及び14を下向きに引っ張る。
先行するステップの間、一対(又は「セット」)のシールジョー32がキャビティ24の両側に配置され、シールジョー32は、ブランクシート5がU字形に折り畳まれるとブランクシート5の側縁部をシールするように適合されている。上記の成形ステップ中、ジョーは開位置にある、すなわち、プランジャ、キャビティ及びブランクの群から離れている。
キャビティ及びプランジャが上述のように下方に移動した後、ジョー32は、図13及び図20に示すように、ブランクの下側部分においてブランクを取り囲むように互いに向かって移動する。それらは、パッケージ1の完全に形成されシールされたカップ状底部3の成形を完了するように、U字形に折り畳まれたブランクの側縁部を(超音波シール又は熱シールプロセスによって)シールする。
次いで、図14に示すように、ジョー32は再び開き、プランジャ23は部分的に折り畳まれてシールされたパッケージ1と共に上向きに移動する。
上述したのと同じ形成シーケンスの変形例が図15~図19及び図21に示されているが、ブランクの自由端のU字形への折り畳みを案内するために、プランジャ及びキャビティの移動中に支持プレート31が枢動される点が異なる。
最後に、図15に示すように、パッケージは完全にU字形に折り畳まれるが、平坦なパッケージ本体を形成する側壁2はまだシールされておらず、シールされたカップ状底部3は上記プランジャの形状を有する中空容積部である。
次いで、パッケージは、図22に示されるように、パッケージ1の側縁部4をシールする細長いシールジョー33を有するシールステーションに移動される。パッケージ1は、これで、原材料が注入された後、その上縁部34がシールされることによって閉じられる準備ができている。
パッケージのカップ状底部3が改善された壁厚を有する実施形態では、上述のように二次層11及び三次層14を付着させることにより、一次シート5がフィルムのロールとして製造されるときに(フィルム製造業者設備で)、一次、二次及び三次平坦ブランクシート5、11、14を互いに付着させることができ、又は代替的に、後の段階で、二次及び三次平坦ブランクシート11、14を、一次平坦ブランクシートの成形直前に(すなわち、パッケージ製造ライン上で)一次平坦ブランクシートに付着させることができる。
本発明によれば、パッケージ内に詰められる食品原材料又は飲料原材料は、スープ、フルーツジュース、野菜ジュース、ブイヨン、コーヒー、チョコレート、茶、ミルク若しくはクリーマ、スムージー、ピューレ、クーリ、クリーム、又はそれらの組み合わせのリストの中から選択される、水溶性粉末、又は液体若しくは半流動体形態の可溶性濃縮物である。好ましくは、食品原材料又は飲料原材料は、以下のリストから選択される、可溶性の食品原材料又は飲料原材料である。
インスタントコーヒー粉末、ミルク粉末、クリーム粉末、インスタントティー粉末、ココア粉末、スープ粉末、フルーツ粉末又はこれらの粉末の混合物、
コーヒー濃縮物、ミルク濃縮物、シロップ、フルーツ又は野菜濃縮物、茶濃縮物、フルーツ又は野菜ピューレ。
インスタントコーヒー粉末、ミルク粉末、クリーム粉末、インスタントティー粉末、ココア粉末、スープ粉末、フルーツ粉末又はこれらの粉末の混合物、
コーヒー濃縮物、ミルク濃縮物、シロップ、フルーツ又は野菜濃縮物、茶濃縮物、フルーツ又は野菜ピューレ。
パッケージは、例えば茶葉などの浸出用の植物の葉を収容することもできる。
粉末は、塊成又は焼結されたものであってもよい。粉末又は液体濃縮物は、固体片と混合され、固体片又はカプセルに入れられた片と共に、例えば、スープを調製することができる。食品原材料又は飲料原材料はまた、焙煎して挽いたコーヒー又は茶葉などの、浸出可能な食品原材料又は飲料原材料であってもよい。その実施形態においては、水が浸出可能な原材料を抽出する。
本発明では、流体は、飲料を調製するために可溶性の飲料原材料と混合することができる、水、炭酸水、ミルク等のような(好ましくは、水が好ましい水性希釈剤である)任意の水性希釈剤、又は例えば空気などの任意のガス流体、のいずれかを含む。水性流体に言及する場合、水が好ましい流体である。ガス流体に言及する場合、空気が好ましい流体である。
本発明によれば、パッケージは、食品又は飲料製品の製造及び分注中、本質的に垂直に配置される。
本発明によれば、水性流体(典型的には水)は、調製する食品製品又は飲料製品のタイプに応じて、低温、周囲温度又は高温の、任意の温度でパッケージ内に供給され得る。
上から下へと流体が導入される従来技術で既知のシステムとは対照的に、この場合、飲料調製マシンは、水及び任意選択で空気をパッケージ底部から頂部に高速で注入する。これにより、パッケージ区画の内部で最適な乱流を発生させ、したがって、内部に収容された原材料の最適な溶解を可能にする。マシンの注入手段を介して水と共に空気も注入される場合、空気は高圧で導入されない。圧力は、好ましくは0.1~1.5バール、より好ましくは0.3~0.5バールである。本発明によれば、原材料の最適な乱流及び溶解が、高圧によらず、高速によって得られる。
本明細書で述べ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。このような変更及び修正は、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、並びに本発明の付随する利点を減らすことなく、なされてもよい。したがって、このような変更及び修正は、添付の特許請求の範囲によって包含されることが意図されている。
Claims (15)
- 原材料を収容するための可撓性又は半可撓性の閉じたパッケージ(1)であって、前記原材料が、食品又は飲料調製マシンにおいて前記マシンによって前記パッケージ内に注入された混合流体と混合することによって食用製品を調製するためのものであり、前記パッケージ(1)は、
(i)平坦なパッケージ本体を形成する可撓性又は半可撓性の側壁(2)と、
(ii)前記マシンの流体注入要素を挿入するように適合されたカップ状底部(3)と、を備え、
前記パッケージ本体及び前記カップ状底部は、可撓性材料、好ましくは繊維系材料で作られた一片の細長い一次平坦ブランクシート(5)であって、その横断方向対称軸(Lx)を中心にしてU字形に折り畳まれ、かつその側縁部及び上縁部(4、34)に沿ってシールされた、前記一次平坦ブランクシート(5)から形成され、前記カップ状底部(3)は、凹状の下面(7)及び凸状の側面(8)を有する中空容積部であり、前記下面(7)の輪郭の曲がりは、前記側面(8)のそれぞれの輪郭の曲がりと同一であり、
前記一次シート(5)は、その厚さ全体を貫通して穿孔された一次孔(15)を備え、前記一次孔(15)は、前記カップ状底部(3)の前記下面(7)に位置し、前記パッケージ(1)が、
前記パッケージの前記カップ状底部(3)の少なくとも内面に配置された二次厚さ補強シート(11)であって、二次孔(16)を備える二次厚さ補強シート(11)と、
前記パッケージの前記壁と前記二次厚さ補強シート(11)との間に挟まれた三次薄手シート(14)と、
を更に備える、パッケージ(1)。 - 前記カップ状底部(3)は、六角柱形状を有し、前記角柱は、前記パッケージの横断方向軸(Lx)と位置合わせされた互いに反対側にある2つの垂直縁部(9)を有し、前記垂直縁部(9)は下向きに延びて、下向きに延びる先端部(10)を形成し、延ばされた前記縁部(9)は、前記パッケージの横断方向軸(Lx)全体に沿って測定される、前記パッケージの各横断方向断面について、前記カップ状底部の2つの高さと前記カップ状底部の下面(7)の幅との合計が一定であるような高さを有する、請求項1に記載のパッケージ(1)。
- 前記一片の細長い一次平坦ブランクシート(5)は、内面がシーラント層でコーティングされた繊維系材料で作られ、前記繊維系の層は、紙、ボール紙、カバス(cabasse)系、竹系、若しくはデンプン系材料、セロファン、又はそれらの組み合わせのリストの中から選択される、請求項1又は2に記載のパッケージ(1)。
- 前記一次平坦ブランクシート(5)は、前記繊維系材料と前記シーラント層との間に挟まれたバリアコーティングを更に含み、前記バリアコーティングは、酸素及び/又は水分伝達防止コーティングであり、金属化コーティング、酸化ケイ素(SiOx)コーティング、酸化アルミニウム(AlOx)コーティング、原子層堆積(ALD)コーティング、又はそれらの組み合わせのリストの中から選択される、請求項3に記載のパッケージ(1)。
- 前記一次孔(15)及び前記二次孔(16)の直径が、1mm~20mm、好ましくは5mm~12mmである、請求項1~4のいずれか一項に記載のパッケージ(1)。
- 一次孔(15)の前記直径が、前記二次孔(16)の前記直径以上である、請求項5に記載のパッケージ(1)。
- 前記二次厚さ補強シート(11)が、前記二次孔(16)の縁部から半径方向外向きに延びる複数の半径方向切り込み(22)を備える、請求項1~6のいずれか一項に記載のパッケージ(1)。
- 前記二次厚さ補強シート(11)は、シーラント層でコーティングされた繊維系材料で作られ、前記繊維系の層は、紙、ボール紙、カバス系、竹系、若しくはデンプン系材料、セロファン、又はそれらの組み合わせのリストの中から選択される、請求項1~7のいずれか一項に記載のパッケージ(1)。
- 前記三次薄手シート(14)は、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリラクチド(PLA)、ポリヒドロキシアルカノエート(PHA)、ポリブチレンアジペートテレフタレート(PBAT)、ポリブチレンサクシネート(PBS)、ポリビニルアルコール(PVOH)、デンプン系ポリマー、食品グレード酸素及び/若しくは水分捕捉剤を含むポリマー、又はそれらの組み合わせのリストの中から選択される薄層である、請求項1~8のいずれか一項に記載のパッケージ(1)。
- 前記三次薄手シートが、延伸特性を有する吹き付け又はキャストポリマーフィルムから作製される、請求項9に記載のパッケージ(1)。
- 機械的コード、光学コード(カラーコード及び不可視インクで印刷されたコードを含む)、RFIDタグ、一次元バーコード、二次元バーコード、磁気コード、導電性コード、検出孔、又はそれらの任意の組み合わせのリストの中から選択される識別手段を備える、請求項1~10のいずれか一項に記載のパッケージ(1)。
- 前記パッケージのシールされた前記縁部(4)に位置するセンタリング横断孔(12)を更に備え、前記孔(12)は、前記飲料調製マシンのセンタリングピンを挿入するように適合され、それにより前記パッケージが飲料調製中に前記マシンに対して相対的に移動するのを防止する、請求項1~11のいずれか一項に記載のパッケージ(1)。
- 前記凹状の下面(7)は、前記カップ状底部(3)の横断方向軸及び長手方向軸の中心に揃えられた平坦部(13)を備える、請求項1~12のいずれか一項に記載のパッケージ(1)。
- サッシェ又はパウチである、請求項1~13のいずれか一項に記載のパッケージ(1)。
- 前記原材料が、スープ、フルーツジュース、野菜ジュース、ブイヨン、コーヒー、チョコレート、茶、ミルク若しくはクリーマなど乳成分、スムージー、ピューレ、クーリ、クリーム、又はそれらの組み合わせのリストの中から選択される、水溶性粉末、又は液体若しくは半流動体形態の可溶性濃縮物である、又は前記原材料が、水中での浸出に適合された植物の葉から成る、請求項1~14のいずれか一項に記載のパッケージ(1)。
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