快速提取杯.pdf

本发明涉及一种用于制作饮料的一次性浸泡产品，其包括由可渗透水的材料制成的滤杯(10)，且在杯子的底部(110)上具有用作流体流动的时间控制机构的多个穿孔(108)。该滤杯(10)包括布置于滤杯(10)的外侧壁(105)的下部上的四个凹形通气口(201)，用于减轻当两个杯子套叠在液体接收容器(11)内时出现的减缓水滴下落过程的热蒸汽集聚(HSBU)现象。支撑环(233)套叠在该液体接收容器的上方。

1.  一种饮料泡制装置，用于将新鲜可提取的成分排放至位于其下的液体接收容器，包括：
一次性泡制杯，其包括尺寸减小的杯子，所述杯子具有开口的上部并具有可渗透液体的底部，用于保持一定量的难溶材料一定时限，从而允许在将被泡制的饮料分配至所述液体接收容器内之前实施搅拌；
至少一片过滤件，通过所述过滤件内所包含的无毒可溶解物质在所述泡制杯的底部基底上密封所述泡制杯的底部基底的边缘至少1mm的宽度；
产生自然尺寸的水滴的至少一个穿孔，用于利用形成水滴的可预测方式来测量水滴落下的速度；
至少一个流量限制穿孔，用于使液体以受限的方式流动而影响可提取成分流至其下的液体接收容器的时限；
至少一个凹形通气口，其配置在所述泡制杯的外壁的下部；
提供通气口的至少一片聚苯乙烯片，可将其放置于所述泡制杯的下部上；以及
支撑环，其具有支撑所述液体接收容器上的所述泡制杯的部件，所述支撑环包括：
渐缩环状的环；和
三个锯齿形支撑腿。

2.  如权利要求1所述的装置，其中所述泡制杯通常使用一定标准量的液体和一定标准量的可提取成分以获得标准体积的饮料。

3.  如权利要求1所述的装置，其中所述泡制杯由选自聚苯乙烯化合物、塑料、有机可生物降解聚合物、非有机聚合物、改性和未改性的有机纤维、和/或纸浆、和/或淀粉和涂布纸板的材料制成。

4.  如权利要求1所述的装置，其中所述泡制杯由选自聚苯乙烯化合物、塑料、有机和/或非有机可生物降解聚合物、和/或改性和/或未改性的有机纤维、和/或纸浆、和/或淀粉和涂布纸板的材料组合制成。

5.  如权利要求1所述的装置，其中所述滤纸的封闭方法是在压力点上提供形成适宜的弧形所需的伸展韧性。

6.  如权利要求1所述的装置，其中所述穿孔被构造成当应用于具有同样体积的水和重力的相同泡制杯时适合于大约最大尺寸的水滴。

7.  如权利要求1所述的装置，其中所述泡制杯的下壁的横截面为圆形。

8.  如权利要求1所述的装置，其中所述泡制杯适合于接收所供应的液体，且液体可渗透穿过所述穿孔。

9.  如权利要求1所述的装置，其中所述穿孔布置成彼此间隔至少1mm。

10.  如权利要求1所述的装置，其中每一个所述穿孔具有大约28.26mm²的面积。

11.  如权利要求1所述的装置，其中将所述过滤件沿所述外边缘大约5mm宽的区域热封至所述泡制杯的底部基底上。

12.  如权利要求1所述的装置，其中所述通气口布置于所述泡制杯的外侧壁的下部上。

13.  如权利要求12所述的装置，其中所述通气口在所述泡制杯的四个横截侧面上彼此以相同间隔隔开。

14.  如权利要求12所述的装置，其中所述通气口包括深6mm、宽1cm的内凹角，其向上逐渐变细，高为所述泡制杯的外壁的2.5cm。

15.  如权利要求1所述的装置，其中所述提供通气口的聚苯乙烯片可粘附在所述泡制杯的外侧的所述底部上。

16.  如权利要求15所述的装置，其中所述提供通气口的聚苯乙烯片为矩形，厚大约3mm，长约2.5cm，宽约2cm。

17.  如权利要求1所述的装置，其中所述支撑环为环形，所述支撑环套叠地设置在所述泡制杯的下部上，用于将所述泡制杯支撑在所述液体接收容器的上方，所述支撑环的上部向下逐渐变细，其宽度为1cm，向外逐渐变细，顶部直径为7.5cm，底部直径为7.3cm。

18.  如权利要求17所述的装置，其中所述支撑腿可放置于所述容器杯子的顶部，且包括从其延伸用于与所述容器杯子的顶部开口配合的锯齿状锁定部，从而使所述泡制杯以固定方位保持在所述液体接收容器内的适当位置。

快速提取杯
相关申请的交叉参考
本申请要求享有于2007年4月25日提交的名称为“快速提取杯”的美国临时专利申请No.60/926,393的优先权，在此引入其全文内容作为参考。
技术领域
本发明涉及用于诸如咖啡、茶及草药产品的一次性热饮料泡制装置。更具体而言，本发明涉及热饮料的一次性容器，这些容器包括收集容器中的固体但仍能使流体通过的滤纸。已经通过杯子的孔/切割区域设计液体的渗透性，允许液体在使用者的时限选择下渗透进下部容器杯。配置多少孔或多大的切割区域将决定提取时间的长短(例如2分钟、3.5分钟或5分钟)。
本发明归根结底是设计用于在适当的时间与空间内在预包装的3合1(即咖啡、糖与粉末状奶油)咖啡混合产品中进行搅动，该咖啡混合产品在一次用小袋中。适当搅动的时间与空间对于3合1咖啡混合制剂极为关键。若不搅动，已与糖和咖啡均匀混合的粉末状奶油与热水接触时将形成脂膜(起屏蔽效果)，从而使热水难于渗透进其余混合物内。该3合1咖啡混合物将粘在一起且形成粘质状化合物，使得提取过程变得不正常。因此，具有允许适当搅动的泡制装置对于含有粉末状奶油作为其主要成分之一的预包装饮料混合物而言尤为重要。
背景技术
世界上很多地方消费咖啡且称其为最古老的饮料。因此，用于泡制咖啡的装置种类繁多。传统上在咖啡壶内泡制咖啡渣(浸渍)。后来，由于电滴滤咖啡机使用方便，因此人们更喜欢在电滴滤咖啡机中泡制咖啡。此外，由于喷射干燥技术的进步，速溶咖啡也成为许多人的选择。这些是品尝一杯咖啡的合适方法，然而，每一种方法在泡制的时限、可动性及所泡制咖啡的味道和芳香的浓郁方面又有其自身的缺点。
在咖啡渗滤壶/咖啡壶中，反复煮沸少量咖啡渣，用以在这些渣的上方喷出液体，如此会使咖啡有股焦味，且也有可能过度提取饮料。简而言之，其使得最终得到的咖啡苦而涩。电滴滤咖啡机在世界范围内已获得绝大多数家庭的青睐。尽管有名，但其不适于便携并移动到户外使用。对于如一般办公室工作人员(没有自己的咖啡泡制器具的人或喜欢喝与所提供咖啡混合物不同的人)、住宿学生及远程通勤者之类的人们而言，电滴滤咖啡机毫无优势可言。速溶咖啡在其他前述方法中是泡制一杯咖啡最为快捷的方法。然而，速溶咖啡的主要缺点在于其制作过于昂贵。一般而言，1kg速溶咖啡相当于2kg-2.6kg咖啡豆。此外，大多数人还认为速溶咖啡(处理过的咖啡)与天然新鲜的磨碎咖啡相比，其调味成分的品质低下。因此，尽管方便，但以牺牲味道与精致为代价。
已经开发了许多用于茶、咖啡与草药饮料的泡制装置。一种这样的装置(Calagui；Juanito B.(Passaic，NJ)，2001年7月24日，美国专利No.6,263,781)是一种带有过滤件的杯状容器，该过滤件被配置成与杯状容器内部的隆起配合。在泡制过程中该装置确实能分离难溶的咖啡渣。然而，当有人试图在其中注入热水时，热水通过和提取它的速度非常快。该装置不能使热水与咖啡渣保持一定时间的适当接触。结果导致咖啡饮料味淡(咖啡术语：提取不足)。未能使热水与预先混合的咖啡渣、奶油和糖接触，即使在短暂时间内接触，也会使搅动该饮料变得不可能。因此，预包装的3合1咖啡混合物不适于使用该装置。另一方面，为获得味道更好的咖啡饮料，仅就在该装置中不断重复倒入少量热水而言，必须要有足够耐心。在持续10分钟以上的泡制过程中，站在该泡制装置附近不断重复地倒入少量热水，绝非获得一杯咖啡饮料的理想方法。此外，在该过滤件隆起且倒入热水之前，在该杯状容器内加进咖啡渣时，该装置确实能防止咖啡渣被喝掉，然而，也会使咖啡的味道与香味遭到破坏。这是因为咖啡渣仍然与热水接触，尽管进行分离，但继续被提取。正确的提取过程所需时间不多于推荐时间(根据咖啡渣粗糙度不同为4～8分钟)。若所花费时间太长或多于推荐时间，导致咖啡味道发苦及闻起来有涩味从而破坏咖啡香味的更多不利成分也将被提取。
在泡制过程中释放所集聚的热蒸汽的热量是关键步骤。当该容器为了完全坐在容器杯子上而采用套叠式组件时尤为重要。该组件能牢牢固定在泡制杯上，但另一方面，其未考虑倒入接近沸腾的热水时所产生的热蒸汽的释放通道。集聚的热量将不断累积且因热量上升而形成阻力，从而使得由重力所产生的下滴过程变缓或受到阻碍。情形轻微时其使得下滴过程变缓，但在极端情形下其甚至能使下滴过程完全停止，出现何种情形取决于所用热水的温度及过滤中所使用的材料。发明人为Hayes；Susan M.(纽约，NY)、专利号为4,520,716的美国专利是现有技术中不具有热蒸汽释放通气口的座式(sitting-on)饮料泡制用具的这样一种装置。
许多泡制装置不能用于预混合或预包装的饮料，如3合1咖啡混合物或3合1茶混合物。这是因为许多泡制装置未考虑到在制备以粉末状奶油作为其主要成分之一的产品过程中搅动极为关键。诸如美国专利5,478,581(Christie；Hugh P.(Hyde Park 5061，AU)；Wallace；Allan K.(Hindmarsh 5007，AU))中的一种使用滤纸囊或包的泡制方法，是证明使3合1咖啡混合物或茶混合物(可能包含在囊方法中)完全稀释及提取是如何困难(但不是不可能)的实例。这是由于来自该粉末状奶油的油脂产生屏蔽效果，从而阻止热水进一步渗透进其余混合物中。可将属于此范畴的产品归为封闭式泡制系统。在该系统中，不允许用户对产品实施任何类型的更改。对用户而言，该系统不具灵活性，举例而言，其既不能增加也不能减少加入该囊/包的咖啡渣的量。
美国专利No.4619830(Napier；Edward D.Scarborough，Ontario，CA)公开了一种泡制装置，该装置采用开放式泡制系统，其为用户提供更多灵活性，比如增加或减少加入饮料中的咖啡渣、糖或粉末状奶油的量。然而，其顶部开口中间的支撑棒/杆使得用户在制备饮料过程中实施适当的搅拌运动时感觉不舒服或困难。
每一种公开的现有技术都表现出一个或多个缺点，因此迄今为止它们未能成为泡制外带咖啡(coffee to go)的大规模生产的产品或广泛应用的方法。本发明改进了现有技术中固有的其他缺陷，且为大众提供一种价廉、新颖、一次性使用、适应性强、可移动、易于使用、更为精确(基于咖啡专家推荐的泡制时间)的泡制装置。
发明内容
咖啡、茶和草药产品是非常复杂的产品。每一种产品都需要一定的特殊处理以获得其最佳益处。由于所有这些产品都需要用热水提取包含于其中的复杂成分，因此使用合适的泡制装置尤为关键。本发明被设计用于提供精确的泡制时间。
大量咖啡爱好者习惯上喜欢在其咖啡饮料中添加甜料与奶油。这些饮用者希望不要分别添加糖与奶油。例如，这些人希望其中包含“真正”的炒磨碎咖啡、甜料及奶油的一次用预包装混合物。遗憾的是，先前对在过滤件内包含咖啡、奶油与糖颗粒混合物的产品的尝试令人失望。
因此，有必要发明一种结构紧凑、价格低廉、单式且可移动的装置，该装置具有用于容纳该预包装的饮料混合物的过滤件，用于制备诸如咖啡、茶等浸渍饮料。该预包装混合物将与热水一起放置于该泡制杯中足够时间，用以泡制咖啡。测量前述每一种成分的需要与必要性得以避免。
本发明有四个主要目标。第一个目标是基于美国精品咖啡协会(Specialty Coffee Association of America)的书面建议为公众提供一种恰当且精确的装置，该书面建议涉及咖啡渣与热水应接触“多长时间”以制备一杯可口的咖啡饮料。第二个目标是提供一种开放式泡制装置，其使得公众在选择泡制何种成分上具有更多灵活性。第三个目标是提供一种具有热蒸汽释放通气口且能紧密放置于常用的带柄的咖啡杯或一次性纸杯的顶部的泡制装置。第四个目标是提供一种在泡制以粉末状奶油作为其主要成分之一的3合1预包装粉末状饮料时易于搅动的泡制装置。
一种杯状容器包括能渗透液体的一次性泡制过滤器，该过滤器具有敞口式顶部和局部封闭的底部。它由涂布纸、或聚乙烯、或聚苯乙烯、或可生物降解的物质(包括但不限于诸如改性和/或未改性的有机纤维、和/或纸浆、和/或淀粉)和/或任何组合物制成，并且在杯子的底部具有多个孔或切割区域。孔或切割区域的数量是时间控制机构，在本发明中其对控制液体流动至容器杯子或大杯子的底部起关键作用。每一个孔的面积为28.26mm²。尽管该尺寸对于生成雨滴大小的液滴较为理想，但该孔/切割区域的尺寸可变化。优选地，本发明的穿孔按百分比计占该泡制用具杯子底部(面积为4183.3mm²)的大约16.9％(直径()为15mm)至9.1％(直径为11mm)；更优选为大约7.5％()至3.7％()；再更优选大约2.7％()至0.68％()。
此外，在另一方案中，该泡制用具底部开口区域的形状可变为任何类型的形状。对该泡制用具底部的变化是期望能增强其外观美感，包括但不限于三角形、矩形、椭圆形、菱形、花瓣形、星形、圆形、心形、月牙形、扇形、九边形、八边形、五边形、十边形及六边形或这些形状的任何组合。
该杯子的底部设计成具有四个向内弯曲的凹面形状，在该实施例中，其用于释放在泡制过程期间集聚的热蒸汽。当其布置于带柄的咖啡杯上时，这些角允许聚集于该容器杯子上的热蒸汽逸散。在泡制过程中，该通气口对于创建在泡制过程中使液体从上部至下部流动的无阻力环境是重要的。花瓣形角的数量可根据热蒸汽释放速度(HSR)的期望输出而使其为最大或最小。
当以套叠方式被置于顶部内侧开口的直径在7.2cm至7.5cm范围内的常用的带柄咖啡杯上或类似杯子上时，其无需任何固定器即能紧密地安装于该杯子上。对于内侧顶部开口的直径在7.6cm～8cm的带柄杯子而言，在杯子的外侧底部上采用可粘附的聚苯乙烯薄片，并将其定位在底部上。根据该容器杯子顶部开口的宽度，使用的聚苯乙烯薄片的数量可以是一片或多片。此外，对于较大直径的带柄的杯子，例如直径大于8cm的卡普齐诺咖啡的带柄杯子(cappuccino mug)，使用完全配合的支撑环，该支撑环为圆形且具有三个锯齿状支撑腿。所有上述设计皆适用于使该杯子容器与该容器杯子牢固固定在一起，且在泡制过程期间提供良好的移动性。
滤纸或其他多孔材料经由热封或食物级淀粉粘附至该杯子组件的底部上。在该杯子的底部上实施环绕该滤纸外边缘的约5mm宽的热封。该5mm热封宽度提供一些伸缩韧性，用以在液滴下滴过程期间形成较好的压力点。若使用者能容易地剥离该滤纸，那么可实现重复使用该杯子组件而丢弃用过的滤纸的另一实施例，从而保存自然资源以保护环境清洁。利用该5mm热封宽度的设计，用户能更容易地剥离用过的滤纸，由于其仅粘附杯子的底部基座上的少量区域。因为商用滤纸在其侧面含有聚乙烯，因此能实施热封。在被加热时，聚乙烯材料熔化且变成该杯子组件的一部分。
表1中对“多孔配置/切割配置”与“一个单独的切割配置”进行了比较。
杯子的基底的面积：r＝36.5mm
3.14×36.5mm×36.5mm＝4183.265mm²
孔面积：r＝3mm
3.14×3mm×3mm＝28.26mm²
测试步骤：
此测试中使用具有精确尺寸的两个杯子。其中一个杯子的底部穿有孔，而另一个杯子是封闭的底部。该穿有孔的杯子用于测试其达到测试容器上120ml刻度时的速度，而另一个杯子则用作装有170ml水的计量标准。为使滤纸准备好测试过程，该杯子已借助通过热水而预湿。当水位达到该测量容器的120ml处时，用跑表记录所耗费的时间。

从表1可见，具有多孔配置的泡制容器的结果比其他配置的泡制容器的结果更为稳定。即使所占比率相同，也证明多孔配置比单一切割配置更快。这是因为每一个切割区域在开口的中央处具有压力点。当滤纸被热水湿润且受到重力作用时，滤纸将稍稍伸长并弯曲以形成压力点，在泡制过程中绝大多数液体在压力点处滴下。根据测试结果，出口数量越多，允许液体通过滤纸进入容器杯子/带柄杯子的速度越快。该测试还表明一个单独的切割配置，例如所占比率为13.51％，其达到120ml标记水位的速度(8秒53毫秒)比所占比率相同的20个多切割配置(3秒85毫秒)更慢。还证明一个切割配置作为时间控制机构的稳定性和可靠性欠佳。
一般而言，本发明提供一种由诸如涂布纸板或聚苯乙烯或聚乙烯和滤纸等廉价材料制成的一次性泡制装置。在另一方案中，当仅滤纸是整个组件用后被丢弃的唯一部分时，也可以用来保存自然资源。
附图说明
图1为放置于顶部开口直径为7.2cm的带柄咖啡杯上的咖啡泡制用具的立体图；
图2为放置于顶部开口直径为7.6cm的一次性标准12OZ纸杯上的咖啡泡制用具的纵剖图；
图3为咖啡泡制用具的纵剖图，显示滤纸可剥离的半圆极点与5mm密封区域；
图4为咖啡泡制用具的俯视图；
图5a为咖啡泡制用具的仰视图
图5b为具有可剥离半穿孔的咖啡泡制用具的仰视图；
图5c为可折迭结构的咖啡泡制用具处于全高状态时的立体图；
图5d为可折迭结构的咖啡泡制用具处于扁平状态时的立体图；
图6为显示具有多孔切割配置的咖啡泡制用具的底部的立体图；
图7为显示具有一个单独切割配置的咖啡泡制用具的底部的立体图；
图8为滤纸伸展形成弧形时产生的压力点的纵剖放大视图；
图9为具有三条腿的环支撑的立体图；以及
图10为位于支撑环上的滤杯的立体图，支撑环的三条腿在顶部开口直径大于8cm的容器杯子的顶部上。
主要元件的附图标记说明
HSR   热蒸汽释放            HSBU    热蒸汽集聚
GF    重力                  10      一次性杯子
11    容器杯子或带柄的杯子  110     局部密封的底部
105   外侧壁                103     顶部开口嘴
201   热蒸汽内凹形通气口    120     滤纸
108   孔或切割区域          625     压力点
630   液滴                  109     热封区域
610   聚苯乙烯片            612     咖啡渣
233   支撑环                238     支撑用锯齿腿
239   支撑腿的锯齿部分      235     支撑环的宽度
236   支撑环的顶部直径      237     支撑环的底部直径
505   可剥离的半圆环        107     半穿孔
107a  剥离半穿孔的小凸出部分
具体实施方式
如图1和图2所见，液滴型咖啡泡制装置、或草药泡制装置、或茶泡制装置包括一次性杯子10，杯子10由包括但不限于聚苯乙烯化合物、塑料、有机和/或非有机可生物降解聚合物、和/或改性的有机纤维、和/或未改性的有机纤维、和/或纸浆、和/或淀粉、和/或涂布纸板、和/或其组合组成的群组的材料制成。关于该杯子，从图中可以看见其具有外径为约7.3cm的局部封闭的底部110和向外朝顶部开口式嘴103呈锥形的侧壁105，开口式嘴103的外径为约8.5cm。滤杯10由可渗透水的材料或多孔材料制成，优选由在被浸润情形下仍具有足够强度、一侧涂敷有聚乙烯且相当廉价而在使用一次后可被丢弃的商用滤纸121制成。经由热封、或食物级淀粉、或超声密封系统或超声波密封系统将滤纸121与滤杯10的底部基底110连接。滤杯10被设计成在其底部基底110上具有用作时间控制结构的多个孔108，这些孔108对于泡制不同类型的成分很重要，因为每一种成分被适当而正确提取的时限似乎不同。沿该滤纸环形边缘热封的区域的宽度为大约5mm。
本发明的每个孔108为28.26mm²。尽管孔/切割区域108的尺寸可以变化，但该尺寸是产生自然水滴的理想尺寸。水集聚于压力点625上，在其以水滴形式开始下滴之前转变成最大尺寸，直径范围在3mm至8mm之间。达到其最大尺寸的水滴尺寸并不随该穿孔变化而转变成更大尺寸。因此在此类型过滤泡制用具中，使其保持在水滴尺寸的最大范围内是控制下滴过程的最有效方式。这是本发明有别于具有较大穿孔出口配置或太小穿孔出口配置的其他发明的关键点。这些孔或切割区域108的配置设计成每个孔彼此之间间隔至少3mm。为保持标准的下滴速度，这对于产生彼此之间相隔很近而又不相互干涉的单独水滴630(图6)是重要的。受重力作用，液体自上部向下部下落，所有孔或切割区域108将获得大致相同的力，且以大致相同的速度释放水滴。换言之，该孔/这些孔108受到大致相同的重力释放的能量，或重力作用均匀分布至每一个孔108。此设计的主要好处在于其产生相互独立且尺寸均匀的水滴。从试验中可知，下滴速度越标准，作为时间控制机构的功能越精确。同样，越多地释放重力，则下滴越快以适应较快的泡制速度。
如图6和图7清楚可见，当热水倾倒至滤杯10上时，各开口/切割区域上形成压力点625，重力向下作用在热水上，使其自然地形成弧形，该弧形的最低点即为所指的滤纸121上的压力点625。图6中有多个压力点，而图7的实施例仅有一个压力点。尽管切割尺寸更大，图7的压力点625导致液滴630不稳定且不可预测。另一方面，图6中由多孔配置所产生的压力点更可预测，如表1所述，证明其更为稳定。
环绕滤纸121的外边缘宽约5mm的热封区域109(图3与图4)被涂布在杯子的底部110上。5mm的热封宽度提供一些拉伸韧性，用以在液滴下滴过程中形成较好的压力点625(图8)。由于商用滤纸121在其一侧上含有聚乙烯，因此热封是可能的。当被加热时，PE材料熔化且成为该杯子组件的一部分。
此外，为确保液体自上部滤杯10无阻力地流至容器杯子的底部，本发明提供热蒸汽逸散路径。滤杯10在其外侧壁105的下部上提供4个热蒸汽逸散通气口201(图1与图5a)。在套叠组装的泡制装置中，集聚的热蒸汽已成为难题。在下部液体接收杯子中集聚的热蒸汽已成为提取过程变缓的故障原因。贯穿试验始终，使用两杯子之间无间隙的完全配合的套叠式组件，集聚的热蒸汽不断累积，形成向上作用的巨大作用力，因而延缓下滴过程。试验表明在此情形下重力不如预期的那样产生作用。因此，释放集聚的热蒸汽能够使液体自上而下以无阻力方式流动。本发明具有4个向内弯曲的凹形通气口201，这些通气口210深达大约6mm，宽约1cm，且向上逐渐变细，高达2.5cm。因此通气口201主要的功能是避免在带柄杯子的容器中进行泡制过程时可能使泡制时间延长的压力累积。当在带柄的咖啡杯上设置这些通气口201时，使集聚于该容器杯子上的热蒸汽逸散(图1)。根据热蒸汽释放(HSR)速度的期望输出值，可使花瓣形角的数量达到最大或降低至最小。自底部向上观察时(图5a)，滤杯10看起来像具有四片花瓣状的花。
与任何其他相似产品相比，滤杯10使用的滤纸121最少，且与用于泡制茶饮料的茶叶袋相比更为经济。贯穿泡制茶饮料的试验，具有6孔配置的本发明的实施例所耗费的泡制时间为大约两分钟，与绝大多数茶叶袋泡制方法所推荐的时间相同。相比较而言，绝大多数茶叶袋需要13，140mm²(长146mm、宽90mm)的滤纸，而本发明仅需4183mm²(3.14×36.5mm×36.5mm)的滤纸，其使用滤纸的效率为绝大多数茶叶袋组件的300％。此外，为追求效率更高且精确性更高的机构，可以应用独立孔密封系统。例如，完全覆盖直径为5mm的每个单独孔108仅需直径为7mm的圆形滤纸。利用此制造方法，可节约高达当前用量(4183.3mm²)75％的滤纸，且其所使用的滤纸比绝大多数茶叶袋要求的效率几乎高1400％(13140mm²除以923mm²)。这是因为滤纸121的需求可根据切割区域/孔的数量与泡制时间限制的要求而调整。根据下面的计算可知，6孔配置仅需922mm²滤纸：密封6个切割区域/孔的7mm²滤纸将为3.14×7mm×7mm＝154mm²×6(孔数)＝923mm²。因此，与其他泡制方法不同，滤杯10为实现特定提取需要而利用更灵活的孔数配置，不浪费任何不必要的滤纸121。
当以套叠方式与顶部内侧的开口直径在7.2cm至7.5cm范围内的容器杯子或带柄的杯子11的嘴配合时，滤杯10无需任何固定器即紧密安装在该容器杯子上。为了使滤杯10紧密坐于内侧顶部开口的直径为7.6cm至8cm的带柄杯子的顶部上，滤杯10在其外侧底部上使用可拆卸的矩形聚苯乙烯薄片610(约3mm厚×2.5cm×2cm)(图2)。根据容器杯子的顶部开口的宽度，所用聚苯乙烯薄片610的数量可为1片或多片。在制造期间，聚苯乙烯薄片610可预先粘附在滤杯10上，或其提供有双面带，由使用者在任何需要之时粘附。实施例的套叠配合是牢靠固定杯子容器与容器杯子最为切实可行的方式，并因此为忙碌的大众提供独一无二的一次性咖啡或茶泡制用具。
除将滤杯10支撑到具有直径大于8cm的顶部开口的容器杯子或带柄的杯子11上之外，滤杯10使用理想配合的支撑环233(图9与图10)，支撑环233为圆形且具有三个锯齿状支撑腿238，每个腿的长度为大约3.5cm。每个支撑腿238定位于该环圆周大约三分之一处。每个支撑腿238在其基底239上具有预定锯齿部分，其被定位成用于在泡制过程期间将滤杯10锁定在容器杯子的更大顶部开口上。用于支撑环233的材料可以是坚固的塑料、纸基材料、木材、竹材或各种金属物质的复合材料。支撑环233的宽度235为大约1cm，其向外逐渐变细，且其顶部直径236为大约7.5cm，而底部直径237为大约7.3cm。
在另一实施例中，滤杯10由包括但不限于诸如塑料和/或聚合物等材料构造，其中在每次泡制循环之后，通过拉半圆环505仅剥离滤纸并将其抛弃(图3-4)，因此能保存自然资源。当杯子由诸如(但不局限于)具有良好耐用性的聚乙烯、和/或聚苯乙烯或其组合等材料制成时，本发明的耐久性也可延长至更高效率水准。通过利用这些材料，由于能不断重复使用该杯子，故该杯子自身的经济价值变得非常微不足道。在整个泡制循环中唯一被抛弃的部分为易于循环利用的滤纸121。通过仅循环利用对于泡制过程极为重要的部分且使得不断重复使用支撑材料(杯子组件10)，本发明使环境清洁显著提高。将滤纸121热封在纸杯、聚苯乙烯杯子或聚乙烯杯子上是容易实现的。廉价且被认为是一般的家用工具的类似焊料的简易工具，可被改型成食物级(不锈钢)加热尖端，并用于将滤纸121密封在滤杯10的底部110上。另一选择是使用通常熨烫中所用的相同形状与尺寸的HVS纸或保护材料，用以防止常规焊料与滤纸121直接接触。该滤纸是可密封的，因为在其一侧上含有聚乙烯。被加热时，聚乙烯熔化，并粘附在杯子的底部上，成为该杯子的一部分。实施泡制时可重复使用该杯子。所有要做的事情是彻底而适当地冲洗与漂清该杯子。滤纸被切割为圆形，在相对的位置上各有一个预先确定的半圆505(图3-4)，这些半圆用于在冲洗杯子后剥离滤纸121的过程变得容易。当杯子被润湿时，更容易剥离滤纸121。杯子干燥后，随时可将新滤纸密封在该杯子上，由此形成另一可重复使用的新泡制装置。
标准涂敷的纸杯如果不被穿孔，那么由聚乙烯材料的薄层密封，用以防止该纸自身所包含的任何非食物级材料污染容纳在杯子内的饮料。因此，在另一方案中，尤其对于涂敷的纸杯，有用防水及耐热的诸如聚乙烯等材料重新涂敷被穿孔的内侧壁的过程，该防水及耐热材料包括但不限于任何类型的食物级蜡、树脂、有机或合成聚合物、改性或未改性r糖基可涂敷物质。重新涂敷的方法包括但不限于刷洗、喷射和/或浸渍。
避免在纸杯基底110上穿刺穿孔108后实施重新涂敷过程的另一方案是改变纸杯基底110的材料，改变后的材料包括但不限于聚苯乙烯、诸如改性和/或未改性的有机纤维和/或纸浆和/或淀粉等可生物降解的物质和/或聚乙烯。制造期间，由聚苯乙烯和/或可生物降解物质和/或聚乙烯制成的杯子的基底110装进纸杯成型机内，用以结合成新组合的杯子，该杯子具有涂敷的纸壁105以及聚乙烯和/或可生物降解物质和/或聚乙烯的底部基底110。利用此组合，没有必要涂敷穿孔108，因为所使用的材料为食物级。另一益处在于新组合的杯子在制造期间简化了穿刺穿孔108的必要。这是因为在形成杯子的基底110期间，由诸如聚乙烯和/或聚苯乙烯等材料制成的穿孔108在具有预定数量穿孔的模具内形成。
用于制作易适用于任何类型提取的杯子穿孔108的另一方案是在杯子基底110的底部上形成最大数量的半穿孔107(图5b)。该穿孔形成为带有小部分107a的半切割107(约为总基底面积的五分之一)，小部分107a自该滤杯的基底110凸出，用以允许在必要时由制备特定需要的泡制的人轻易拉出或剥离。半切割107构造成沿该穿孔的外边缘具有许多小切割与间隙，但不刺破，以免自滤杯基底110松开。尽管自未剥离的穿孔可能出现少量泄漏，但此方法允许用户剥离其期望的任何数量的穿孔，以实施其特定的泡制需求。
另一方案，为节省零售商货架上的储存架空间且提供单一包装的滤杯+单独的小袋(咖啡/茶+糖+奶油)，滤杯10可形成为折迭式结构。杯子的折迭形状或结构(如图5c与图5d清晰可见)可在制造期间通过使用特定的成型处理、和/或热处理、和/或模压成型或其组合形成，直接或间接地影响所有或部分的滤杯壁105。滤杯10的折迭形状或结构可允许该杯子缩短或压扁(图5d)，因此能装入一次性用包。打开包装时，能容易地拉开被压扁的杯子使其变成正常高度的滤杯(图5c)，而不会改变其作为过滤装置的主要功能。
实施本发明的操作时，可能滤杯10已以所描述和图示说明的方式装配，且被支撑于带柄的杯子的顶部上。如图1所示，打开含有大约25克的磨碎咖啡612+糖+粉末状奶油的预先混合的小袋，并将其倒入滤杯10中。当热水达到合适温度时，然后将热水倾倒至滤杯10内，充满杯子几乎到达顶部开口103。下滴过程立即开始，但仍有足够时间搅拌该混合物。当滤杯10内完全充满热水时，要求前后搅拌运动持续大约30秒至1分钟。适当的搅拌运动对于消除与热水接触时所产生的油脂层的屏蔽效果极为关键。在实施该搅拌过程时，使用者仅需等候直至被混合的饮料已完全下滴至该带柄的咖啡杯内。此外，滤纸121已在滤杯10的组件上集聚所有不能提取的成分。在滤杯10中泡制的饮料渗透通过该滤纸，自其另一侧下滴至该带柄的杯子中。一旦水位下降，且认为滤杯10上的下滴过程缓慢，可容易地拉出滤杯10并将其丢弃。接着可马上享受咖啡饮料。
需要强调的是，滤杯10能容纳在一次倾倒中泡制一次饮用的咖啡或茶饮料(通常仅需要大约150ml)所需的适当体积(160ml)的热水。此外，滤杯10设计成即使对至多两次简单倾倒的较大杯子的倒出也变得容易。没有必要象一些已有的利用过滤件的泡制方法那样，先倒出少量体积的热水，然后等待，然后重复做同样的事，直至可饮用该饮料。
同样要强调的是，滤杯10的底部基底110上的孔/切割区域108可配置成多个出口，使下滴时间在大约1分钟至13分钟或根据泡制成分与时间的特定需要的更长时间的范围内。孔/切割区域的尺寸同样可变大或变小，用以满足特定的泡制要求。开口或切割区域的形状可以是多种不同形式(诸如公司标志、特征、公司图标等)，以便使其更奇异，增强其外观美感。
前面所描述的本发明的具体内容应理解成是本发明的示意性目的和示例性实施例。在不偏离本发明的范围的前提下，本领域技术人员在能力范围内可采用与图示和描述的部件的功能等同的部件进行各种改变和变换来实施所示的实施例。例如，杯子容器的形状和体积可以改变。此外，热蒸汽逸散通气口与杯子容器的外观也可以变化成任何期望的直径。然而，本发明的范围包含适于同时能泡制一杯以上咖啡的更大型号的装置。另外，本发明的范围包括使用非一次性的材料。所有这些更改都包括在所附权利要求书中限定的本发明的范围内。
当采用所显示与描述的咖啡泡制用具制备一次用咖啡或茶等时，滤杯10可以是大约4.7cm高，且具有直径大约为8.5cm的开口上表面和直径为7.3cm的下部局部开口的底部。