KR101414776B1 - 용기, 첨가물 챔버, 및 용기 충전 방법 - Google Patents

용기, 첨가물 챔버, 및 용기 충전 방법 Download PDF

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Abstract

병 또는 항아리와 같은 용기(1)는 제품을 담기 위한 제품 챔버(9)를 포함한다. 제품 챔버는 외부로 개방되는 제품 개구(7)를 가지고 있다. 덮개 부재(11)는 제품 개구에 해제가능하게 장착된다. 용기는 첨가물을 담기위한 첨가물 챔버(20)를 추가적으로 포함한다. 용기는 첨가물 챔버와 제품 챔버를 서로 연결하는 압력 밸브(27)를 포함한다. 압력 밸브는 제품 챔버 내의 압력(P1)이 첨가물 챔버 내의 압력(P2)보다 높은 경우 폐쇄 상태를 취하게 되고, 제품 챔버 내의 압력(P1)이 첨가물 챔버 내의 압력(P2) 보다 낮은 경우 첨가물 챔버로부터 제품 챔버 내로 첨가물을 방출하기 위한 개방 상태를 취하게 된다. 제품 챔버 내의 압력(P1)은 대기압(Patm)보다 높고 첨가물 챔버 내의 압력(P2)은 제품 챔버 내의 압력(P1)보다 낮으면서 대기압(Patm)보다는 높다.
음료 용기, 제품 챔버, 첨가물 챔버, 압력 밸브

Description

용기, 첨가물 챔버, 및 용기 충전 방법{CONTAINER, ADDITIVE CHAMBER, AND METHOD FOR FILLING A CONTAINER}
본 발명은, 외부로 개방되는 제품 개구를 구비한 제품을 담기 위한 제품 챔버와, 제품 개구에 해제가능하게 장착되는 덮개 부재(closure member)와, 첨가물을 담기 위한 첨가물 챔버를 포함하는, 병(bottle) 또는 항아리(jar)와 같은 용기에 관한 것이다.
본 특허 출원에서, "제품(product)"과 "첨가물(additive)"이란 용어는 각각이 단순히 제1 조성물(composition)과 제2 조성물을 가리킨다. 이러한 두 조성물, 즉, 제품과 첨가물 각각은 하나 이상의 구성요소 및/또는 성분을 포함할 수 있다. 제품과 첨가물은 두 개의 상이한 조성물을 형성한다.
제품과 첨가물을 혼합하기 위한 용기가 공지되어 있다. 예를 들어서, 용기의 제품 챔버는 물로 충전되고, 한편 첨가물 챔버는 음료 농축물(drink concentrate)을 포함한다. 마시기 위해서 소비자는 우선 제품 개구로부터 덮개 부재를 제거하여야 한다. 이 때 소비자는 첨가물 챔버를 파괴하고 나서 음료 농축물을 제품 개구 내에 부어야 한다. 마지막으로, 소비자는 음료 농축물과 물을 혼합하기 위하여 용기를 흔들어야한다. 따라서 이러한 혼합 음료의 제조는 상당히 번잡하다.
본 발명의 목적은 제품과 첨가물을 위한 개선된 용기를 제공하는 것이다.
이러한 목적은, 용기가 첨가물 챔버와 제품 챔버를 서로 연결하는 압력 밸브를 포함하고, 첨가물 챔버는 용기의 외부로 개방되는 접근 개구를 포함하고 접근 개구는 밀봉되고, 상기 압력 밸브는 제품 챔버 내의 압력(P1)이 첨가물 챔버 내의 압력(P2)보다 높은 경우 폐쇄 상태를 취하고 제품 챔버 내의 압력(P1)이 첨가물 챔버 내의 압력(P2)보다 낮은 경우 첨가물 챔버로부터 제품 챔버 내로 첨가물을 방출하기 위한 개방 상태를 가진다는 점과; 제품 챔버 내의 압력(P1)이 대기압(Patm)보다 높고 첨가물 챔버 내의 압력(P2)이 제품 챔버 내의 압력(P1)보다 낮으면서 대기압(Patm)보다 높다는 점에서 본 발명에 의해서 달성된다.
덮개 부재는 마시거나 이용하기 전에, 제품 개구를 차단한다. 다음으로 제품 챔버 내의 압력(P1)이 첨가물 챔버 내의 압력(P2)보다 높기 때문에 압력 밸브가 밀폐된다. 압력 밸브는 첨가물 챔버와 제품 챔버 사이의 유일한 연통부를 제공한다. 따라서 첨가물 챔버와 제품 챔버는 덮개 부재가 설치된 채로 유지되는 한 서로 분리된다. 마시거나 또는 이용할 수 있도록 하기 위해서 덮개 부재가 제품 개구로부터 제거된다. 결과적으로, 제품 챔버 내의 압력(P1)은 첨가물 챔버 내의 압력(P2) 아래로 떨어지게 된다. 이 때 첨가물이 압력 밸브의 방출 개구를 통해서 제품 챔버 내로 흐르도록 압력 밸브가 열린다. 따라서 제품과 첨가물의 혼합물을 형성하는 것이 본 발명에 따르면 단순화된다.
주지할 것은, 영국 특허 제2 285 793호가 음료를 담는 주 챔버를 포함하는 음료 용기와 부 챔버를 형성하는 중공 인서트(hollow insert)를 개시하고 있다는 점이다. 인서트는 주 챔버의 음료와 인서트의 내부 사이가 연통되게 하는 덕빌 밸브(duckbill valve)를 포함한다.
그러나 이러한 음료 용기는 소비할 시점까지 두 조성물이 분리된 채로 유지되게 하지 않고 그러한 목적에 적합하지도 않다. 결국, 인서트는 가스가 음료로부터 인서트 내로 들어가게 하기 위하여 영구 오리피스(permanent orifice) 또는 추가적인 덕빌 밸브를 포함한다. 인서트와 주 챔버는 따라서 음료 용기가 밀폐될 때 서로 연통한다. 주 챔버와 인서트의 내부 압력은 덕빌 밸브가 가스를 인서트로부터 음료 내로 들어가게 할 때 평형 상태로 유지된다. 따라서 용기를 개방하기 전에 인서트의 내용물이 음료 내로 누출되게 된다.
용기를 개방하자마자, 용기의 압력이 빠르게 대기압으로 발산되어서 인서트의 내측과 외측 사이의 압력차를 형성하게 된다. 따라서 가스가 덕빌 밸브를 통해서 인서트로부터 음료 내로 분사된다. 가스의 분사는 음료에 전단(shear)을 유발시키게 된다. 음료수가 용기로부터 음료컵에 부어짐에 따라서, 위와 같은 전단은 드래프트(draught)로부터 음료를 분배하는 외관을 보인다.
또한 공지의 인서트는 용기를 밀봉하기 전에 사전에 가압될 수 있다. 이 경우에, 초기에 인서트는 주 챔버의 초대기압(super-atmospheric pressure)과 동등하거나 또는 이를 약간 초과하는 압력으로 가스에 의해서 가압되게 된다. 미비한 압력차가 존재한다면, 주 챔버를 밀봉한 후에 인서트 내의 압력이 밀봉된 주 챔버 내의 압력과 동일할 때까지 가스는 덕빌 밸브를 통해서 인서트로부터 주 챔버내로 흐르게 된다. 이것은 결과적으로 원하는 전단을 가져오게 되나 용기를 개방하기 전에 인서트로부터 음료 내로 가스가 누출되게 한다.
본 발명에 따르면, 첨가물 챔버의 내측과 외측 사이의 부압력차(negative pressure difference)가 이미 용기의 개방 전에 존재하며, 달리 말하면 첨가물 챔버의 압력이 제품 챔버의 압력보다 작다. 따라서 덕빌 밸브는 제품 챔버와 첨가물 챔버의 내용물이 용기의 개방 전까지 확실하게 분리되어 유지되도록 한다.
본 발명에 따른 음료 용기가 소비할 시점까지 두 조성물을 분리한 채로 유지함에도 불구하고, 개방 시에 주입되는 첨가물은 또한 음료에 전단을 유발한다. 이것은 마찬가지로 본 발명의 분명한 장점이다.
본 발명에 따른 제품 챔버의 압력(P1)이 대기압(Patm)보다 높고 첨가물 챔버 내의 압력(P2)은 제품 챔버 내의 압력(P1)보다 낮으면서 대기압(Patm)보다는 높다.
덮개 부재가 제품 개구에 장착되는 동안에 상기 덮개 부재는 제품 챔버를 차단한다. 이 때, 제품 챔버 내의 압력(P1)이 대기압(Patm)보다 높기 때문에, 제품 챔버에서 주위에 대해서 초과압력(overpressure)이 우세하다. 또한 첨가물 챔버 내의 압력(P2)이 대기압(Patm)보다 높기 때문에, 첨가물 챔버는 주위에 대해서 초과압력으로 구성된다. 그러나 첨가물 챔버의 초과압력은 제품 챔버의 초과압력보다 작은데, 즉 첨가물 챔버 내의 압력(P2)은 제품 챔버 내의 압력(P1)보다 작다. 따라서 제품 챔버는 덮개 부재가 제품 개구로부터 제거되자마자 감압되고, 즉, 제품 챔버 내의 압력(P1)이 떨어진다. 결과적으로, 첨가물 챔버는 압력 밸브를 통해서 제품 챔버 내로 감압된다. 따라서 첨가물이 제품 챔버내로 들어가게 된다.
첨가물 챔버는 용기의 외부로 개방되는 밀봉된 접근 개구(access opening)를 포함한다. 접근 개구는 첨가물을 첨가물 챔버 내로 공급하거나 그리고/또는 첨가물 챔버를 가압하기에 적합하다. 접근 개구는 병에 설치된 이후에 첨가물 챔버의 외측으로부터 내부로의 접근이 가능하게 한다. 따라서 제품 챔버가 충전되고 밀봉된 후에 제품 챔버 내에 부착되어 있는 첨가물 챔버를 충전하고 가압하는 것이 가능하다. 인서트는 기충전되고 밀봉된 용기 외측으로부터 채워질 수 있다. 또한, 접근 개구는 제품 챔버가 충전 및 밀봉된 후에 첨가물 챔버와 압력 밸브를 통해서 제품 챔버를 가압하는 것을 가능하게 한다. 따라서 접근 개구는 용기의 (대량) 생산에 바람직한데, 예를 들어서 제조 비용을 상대적으로 낮게 유지하면서 압력 P1과 P2를 정확하게 제어할 수 있다. 첨가물 챔버를 채운 후에, 접근 개구가 밀봉된다.
추가적 압력 밸브가 접근 개구에 제공되는 것이 가능한데, 상기 추가적 압력 밸브는 첨가물 챔버 내의 압력(P2)이 대기압(Patm)보다 높을 때 폐쇄 상태를 취하고 첨가물 챔버 외측으로부터 압력 밸브에 가해지는 압력(Pa)이 첨가물 챔버 내의 압력(P2)보다 높을 때 첨가물을 첨가물 챔버 내로 공급하고 그리고/또는 첨가물 챔버를 가압하기 위한 공급 개구를 한정하는 개방 상태를 가진다. 이것은 기충전된 제품 챔버에 설치되는 경우 첨가물 챔버의 충전과 가압을 용이하게 한다.
선택적으로, 접근 개구에는 플러그(plug) 또는 임의의 다른 밀봉 부재가 제공된다. 접근 개구를 구비한 첨가물 챔버는, 압력이 첨가물 챔버 내의 원하는 압력(즉, P2)인 가압된 환경에서 첨가물로 충전될 수 있다. 따라서 플러그는 접근 개구에 설치 되서는 첨가물 챔버를 차단한다. 이와 같은 방식으로 압력(P2)이 정확하게 제어될 수 있다.
본 발명에 따르면, 제품 챔버는 제품으로 충전될 수 있으며, 대기압(Patm)보다 높은 압력(P1)에서 가압된 가스를 포함하는 헤드 스페이스(head space)가 비어 있게 한다. 제품 챔버의 충전 중에 헤드 스페이스는 빈 채로 남아 있다. 이어서, 헤드 스페이스의 가스가 가압되어서 제품 챔버에 초과압력을 제공한다.
유사하게, 본 발명에 따르면 첨가물 챔버는 첨가물로 충전되며 제품 챔버 내의 압력(P1)보다 낮으면서 대기압(Patm)보다 높은 압력(P2)에서 가압된 가스를 포함하는 헤드 스페이스를 비어 있게 한다. 따라서 첨가물 챔버 내의 초과압력이 효과적으로 실현된다.
본 발명에 따른 용기는 다양한 방식으로 구성될 수 있다. 예를 들어서, 용기는 기부와 기부로부터 연장되는 주변 벽을 포함하는데, 제품 개구는 기부와 대향하는 주변 벽의 단부에 제공되고, 첨가물 챔버는 용기의 기부에 부착된다. 이것은 첨가물이 제품 챔버내로 가압 구동되는 경우에 매력적인 눈에 띄는 효과를 야기한다.
용기의 기부는 공동을 포함할 수 있는데, 첨가물 챔버는 외측으로부터 공동 내로 부착된다. 결과적으로 첨가물 챔버는 제품 챔버가 충전된 이후에 설치될 수 있다.
본 발명에 따르면, 첨가물이 액체로 구성될 수 있는데, 첨가물 챔버는 방출 개구로부터 연장되는 방출 튜브를 포함하고, 상기 방출 튜브는 액체 첨가물에 잠기는 유입 개구(inflow opening)를 구비한다.
소비자가 제품 개구로부터 덮개 부재를 제거할 때, 소비자는 본 발명에 따른 용기를 개방 상태에 유지하게 된다. 용기가 이와 같은 상태에 있을 때, 방출 튜브의 통로 또는 유입 개구는 액체 첨가물 내에 잠기는데, 즉 방출 튜브는 액체 첨가물로 적어도 부분적으로 충전된다. 다시 말하면, 첨가물 챔버는 액체 첨가물의 수평면(level)이 방출 튜브의 통로 개구 위에 도달할 때까지 액체 첨가물로 충전된다. 액체는 비압축성인 반면에, 헤드 스페이스의 가스는 스프링으로서 역할 한다. 액체 수평면 위의 가압된 헤드 스페이스는 액체 첨가물을 통로 개구를 지나서 방출 튜브 내로 이동시킬 수 있으며, 따라서 액체 첨가물은 압력 밸브의 방출 개구를 통해서 제품 챔버 내로 주입된다.
본 발명의 특정 실시예에서, 첨가물 챔버는 통로 개구를 통해서 방출 튜브의 내부와 연통하는 내부를 한정하는 홀더를 포함할 수 있다. 통로 개구는 홀더의 내부와 방출 튜브의 내부 사이의 유일한 연통을 제공한다. 따라서 홀더는 통로 개구를 통해서 방출 튜브의 내부로부터 분리된 내부를 둘러싼다.
용기가 개방 상태 내지 보통 직립 상태에서 유지될 때, 이 때 헤드 스페이스 는 홀더 내의 헤드 스페이스 부분과 방출 튜브 내의 헤드 스페이스 부분을 포함하는데, 상기 헤드 스페이스 부분들은 액체 첨가물과 방출 튜브 벽에 의해서 서로 분리된다. 달리 말하면, 액체 첨가물의 수평면 위의 가압된 헤드 스페이스는 두 부분을 포함한다. 제1 부분은 홀더에, 즉 방출 튜브 외측에 위치되며, 제2 부분은 방출 튜브 내측에서 연장된다.
따라서 홀더의 헤드 스페이스 부분은 방출 튜브의 헤드 스페이스 부분의 가압된 가스로부터 액체 첨가물에 의하여 분리된 가압된 가스를 포함한다. 결과적으로, 홀더의 헤드 스페이스 부분의 가압된 가스는, 압력 밸브 앞에서 액체 첨가물을 누름으로써 방출 튜브의 유입 개구, 방출 튜브 자체 및 압력 밸브의 방출 개구를 통해서만 탈출할 수 있다. 이것이 의미하는 바는 홀더의 가압된 가스가 덮개 부재가 제거된 이후에 액체 첨가물을 첨가물 챔버 밖으로 나가게 한다는 점이다.
선택적 실시예에서, 첨가물 챔버는 제품 개구에 해제 가능하게 장착된 덮개 부재에 부착된다. 이 때 접근 개구는 덮개 부재에 제공될 수 있다. 용기가 맥주 병과 같은 유리로 제작된 병을 포함하는 경우, 첨가물 챔버를 병에 부착하는 것은 난해하거나 불가능하기까지 하다. 첨가물 챔버가 예를 들어 크라운 캡과 같은 덮개 부재에 부착되는 경우, 본 발명에 따른 용기는 유리 또는 PET와 같은 임의의 재료로 제작된 병을 포함할 수 있다.
첨가물 챔버와 제품 챔버 사이의 압력 밸브는 여러 방식으로 부착되고 밀봉될 수 있다. 예를 들어서, 첨가물 챔버는 압력 밸브를 수용하기 위한 주변 에지에 의하여 한정되는 수용 개구를 포함하는데, 압력 밸브는 가요성 재료를 포함하고 단부 플랜지와 이 단부 플랜지로부터 떨어져 있는 주변 밀봉 스커트(circumferential sealing skirt)가 제공되며, 수용 개구의 상기 주변 에지는 단부 플랜지와 밀봉 스커트 사이에서 고정된다.
가요성 압력 밸브의 밀봉 스커트는 제품 챔버 내의 압력의 영향 하에서 변형된다. 결과적으로, 액체 밀폐 실(liquid tight seal)이 첨가물 챔버의 수용 개구와 압력 밸브 사이에 형성된다. 제품 챔버로부터의 유체는 압력 밸브와 수용 개구 사이에서 누출될 수 없다.
공동이 압력 밸브를 수용하기 위하여, 첨가물 챔버의 주변 에지와 함께 정렬되는 추가적 주변 에지에 의해 한정되는 추가적 수용 개구를 포함하는데, 수용 개구 둘 모두의 주변 에지들은 단부 플랜지와 밀봉 스커트 사이에서 고정된다. 따라서 첨가물 챔버와 공동 둘 모두 각각 압력 밸브를 위한 수용 개구를 가지고 있다. 이러한 수용 개구들은 서로에 대해서 정렬된다. 수용 개구들의 에지들은 단부 플랜지와 압력 밸브의 밀봉 스커트 사이에서 고정된다. 첨가물 챔버가 기부 벽의 공동 내에 부착될 때, 제품 챔버 내의 압력이 작용하는 표면 영역이 상당히 감소한다. 결과적으로 첨가물 챔버를 용기 밖으로 미는 첨가물 챔버에 작용되는 힘이 작아진다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는 압력 밸브는 일 방향 밸브 또는 역류 방지 밸브이다. 결과적으로 첨가물 챔버의 방출 개구는 출구만이 있으며, 제품이 첨가물 챔버로 누출되는 것은 배제된다.
예를 들어서, 일 방향 밸브는 덕빌 밸브를 포함한다. 덕빌 밸브는 입증된 기술을 사용하여 플라스틱으로 효과적으로 성형될 수 있다. 덕빌 밸브는 하나의 부재로 일체화될 수 있는 반면에 예를 들어 가압된 공기를 이용하여 제조 중에 방출 개구를 분할해서 벌리는 것이 용이하다.
대부분의 경우에, 덕빌 밸브는, 서로에 대해서 이동가능하고 폐쇄 상태에서 서로 대향하며 개방 상태에서 슬릿(slit)을 형성하는 두 부리 부분(beak portion)을 구비한 부리(beak)를 포함하는데, 상기 부리 부분은 외측 표면과 내측 표면을 구비하며, 또한 상기 부리 부분은 외측 표면에 가해진 압력의 영향 하에서 폐쇄 상태로 서로 이동되며, 상기 부리 부분은 내측 표면에 가해진 압력의 영향 하에서 개방 상태의 슬릿을 개방하기 위하여 서로 떨어져 이동된다. 이러한 덕빌 밸브가 제품 챔버와 첨가물 챔버 사이에서 압력 밸브를 형성하는 경우, 외측 표면들 각각은 제품 챔버를 향하고 내측 표면들 각각은 첨가물 챔버를 향한다.
본 발명에 따르면, 첨가물 챔버는, 추가적 압력 밸브를 가질 수 있는데, 상기 추가적 압력 밸브는 첨가물 챔버 내의 압력(P2)이 대기압(ambient pressure)(Patm)보다 높은 경우 폐쇄 상태를 취하며 첨가물 챔버 외측으로부터 압력 밸브에 가해지는 압력(Pa)이 첨가물 챔버 내의 압력(P2)보다 큰 경우 제품 챔버 내로 첨가물을 공급하기 위한 공급 개구를 형성하는 개방 상태를 가진다.
첨가물 챔버를 충전하기 전에 첨가물 챔버 내의 압력은 낮은데, 즉 대기압과 동일하거나 또는 그 이하이다. 첨가물 챔버의 충전 중에 압력 밸브에 가해진 압력(Pa)은 첨가물 챔버에서 우세한 압력보다 약간 높게 유지된다. 이것으로 인해서 첨가물 챔버가 원하는 양의 첨가물로 충전될 수 있는 것이 보장되고 제품 챔버로 누출되는 위험이 감소하거나 제거된다. 또한, 충전 중에 압력 밸브에 가해진 압력은 제품 챔버의 압력보다 작으며, 따라서 첨가물 챔버와 제품 챔버 사이의 압력 밸브가 닫힌 채로 유지된다. 첨가물 챔버는 충전 중에 제품 챔버와 분리된 상태로 있다. 첨가물 챔버를 충전 한 후에 추가적 압력 밸브의 압력이 해제된다. 이 때 첨가물 챔버 내의 압력은 대기압보다 높으며, 이것이 추가적 압력 밸브를 폐쇄 상태로 가게 한다. 추가적 압력 밸브는 첨가물 챔버로부터 주변부로 첨가물이 누출되는 것을 방지한다.
본 발명에 따른 용기는 여러 적용례를 가질 수 있지만, 본 발명에 따른 용기는 음료를 담기에 특히 적합 하다. 음료에 적용하는 경우, 본 발명에 따른 용기 내의 첨가물은 비타민을 포함할 수 있다. 비타민을 함유하는 제품은 보통 썩기 쉬운데, 그 이유는 액체 제품과 접촉하는 비타민이 예를 들어 산화 때문에 장기적으로는 안정적이지는 않게 되기 때문이다. 본 발명에 따르면, 첨가물 챔버의 비타민은 최적의 상태로 유지된다. 소비자가 덮개 부재를 제거한 후에 비타민이 제품 챔버로 주입되고 비타민은 기능성이 최상일 때 소비된다. 따라서 "신선하게" 첨가된 비타민을 함유하는 음료를 만드는 것이 매우 단순해진다.
예를 들어서, 비타민 C는 수용성 액체와 알코올성 액체에서는 품질이 저하되게 되는데, 즉 첨가된 비타민 C를 함유하는 수용성 음료 및/또는 알코올성 음료를 보관하는 것이 난해하다. 본 발명에 따르면 수용성 및/또는 알코올성 제품과 비타민 C 첨가물은 용기 내에서 별도로 수용될 수 있는 반면에 이들은 소비 직전에 용기를 개방해야 비로써 혼합된다.
본 발명에 따르면 첨가물이 단백질 및/또는 카세인 가수생성물(casein hydrolysate)과 같은 펩티드, 및/또는 리코펜(lycopene)과 같은 카로티노이드(carotenoid), 및/또는 쿠어세틴(quercitin)과 같은 산화방지제, 및/또는 향 농축물 또는 향 추출물과 같은 향미료를 포함한다.
단백질과 펩티드는 여러 기능성을 가진다. 예를 들어서, 다양한 단백질과 펩티드는 "근육 재공급(muscle refueling)"을 한다. 그러나 이러한 화합물은 알코올에서는 품질이 저하된다. 결과적으로, 이들은 맛을 쓰게 하게 할 수 있고 그리고/또는 기능성이 저하되게 할 수 있다. 그러나 본 발명에 따른 용기에 의해서 알코올성 스포츠 음료를 제작하는 것이 가능해진다. 이 때 맥주와 같은 알코올성 제품은 제품 챔버에 충전되고, 한편 첨가물 챔버는 카세인 가수생성물 또는 임의의 다른 단백질 및/또는 펩티드를 함유한다. 그러한 "스포츠 맥주"는 본 발명에 따르면 아주 유리하다.
또한 단백질과 펩티드는 산성 액체, 즉 pH < 7인 액체에서 질이 저하된다. 콜라와 같은 대부분의 청량음료(soft drink)는 산성이다. 또한 본 발명에 따른 용기는 제품 챔버의 산성 청량 음료와 첨가물 챔버의 단백질 및/또는 펩티드의 조합을 가능하게 하는데, 이것은 결과적으로 "스포츠 청량 음료"가 된다. 이러한 조합은 또한 본 발명에 따르면 유리하다.
리코펜(lycopene)과 같은 카로티노이드(carotenoid)는 소비자의 시계를 개선한다. pH 값에 따라서, 카로티노이드는 음료의 전체적인 색채에 영향을 미치게 된다. 쿠어세틴(quercitin)과 같은 산화방지제는 또한 다양한 기능성을 가진다. 예를 들어서 산화방지제는 주름 형성을 감소시키는 것으로 생각된다. 따라서 이러한 첨가물들은 또한 본 발명에 따른 첨가물 챔버에 수용되기에 아주 유리하다. 이와 같은 첨가물이 제품과 분리되어 유지될 수 없는 공지의 용기와 달리, 본 발명은 이러한 첨가물이 물, 맥주, 우유 또는 임의의 다른 제품과의 결합을 가능하게 한다.
향 농축물과 같은 향미료의 일례로서, 제품 챔버 내의 제품은 비탄산수(still water) 또는 탄산수이며, 반면에 첨가물 챔버는 액체 시럽으로 채워진다. 한 패키징 업체가 본 발명에 따른 용기의 제품 챔버를 충전할 수 있는 반면에, 또 다른 업체가 향 성분으로 첨가물 챔버를 충전하고 첨가물 챔버를 용기에 설치할 수 있다. 따라서 소정 범위의 탄산 및 비탄산 제품들의 향료를 공급하는 것이 가능하다. 또한 첨가물 챔버를 설치하는 업체는 판매점에서 여러 향료 음료 또는 건강 음료들 판매하는 요식 조달업 업체일 수 있다.
리코펜(lycopene)과 같은 다수의 카로티노이드(carotenoid)와 쿠어세틴(quercitin)과 같은 산화방지제 및 향미료는 빛의 영향으로 질이 저하되는 것으로 알려져 있다. 이 경우에, 본 발명에 따른 용기의 첨가물 챔버는 투명하지 않거나 또는 불투명한 반면에 제품 챔버는 투명할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 용기는 의학적 용도에 적합하다. 이 경우에, 본 발명에 따르면 제품과 첨가물을 혼합한 후에 이들이 제약 조성물(farmaceutical composition), 특히 의약을 포함하는 것이 가능하다. 제약 조성물은 사용 시에만 서로 다른 구성요소의 혼합을 필요로 할 수 있다. 본 발명에 따른 용기는 이러한 상이한 구성요소들의 정확한 배합이 가능하도록 하는데, 즉 배합이 자동적이기 때문에 인간의 실수가 배제된다. 또한, 상이한 구성요소들의 혼합은 전적으로 위생적이다.
또한 본 발명에 따른 용기는 화장품에 적용하기에 적합하다. 본 발명에 따른 용기는 제품과 첨가물을 혼합한 후에 스킨 로션과 같은 화장품 조성물을 포함하는 제품 및 첨가물을 함유할 수 있다. 화장품 산업은 트윈 팩 시스템(twin pack system)과 같은 사용 시에 두 개 이상의 구성요소를 혼합하게 되는 로션과 스킨 시스템을 위한 패키지를 개발하였다. 그러나 이러한 패키지는 비교적으로 고가이며 정확한 혼합할 수 없다. 본 발명에 따른 용기는 그와 같은 화장품 제품의 패키징을 위한 저렴한 대안을 제공한다.
첨가물이 하나 이상의 조성물을 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 첨가물이, 예를 들어 상이한 밀도 및/또는 비호환성 화학 특성을 가지는 조성물과 같이 혼합 후에 분리되는 적어도 두 개의 액체 조성물을 포함한다. 상이한 밀도 및/또는 화학적 비호환성 때문에 이러한 두 액체 구성요소는 액체 챔버 내에서 서로의 상부에서 유동한다. 제품 챔버를 감압한 후에, 첨가물 챔버는 액체 구성요소들을 연달아 방출하게 된다. 액체 구성요소들이 서로 다른 색채를 가진다면 소비자는 제품 챔버내로 흐르는 서로 다른 색채의 다수의 분사(jet)를 보게 된다.
다수의 조성물을 포함하는 단일의 첨가물 챔버를 구비한 본 발명에 따른 용기, 그러한 조성물이 그 품질을 저하시키지 않고서 함께 유지될 때만 유용하다. 첨가물이 서로의 존재 상태에서 질이 저하되는 다수의 조성물을 포함한다면, 본 발명의 선택적 실시예를 적용하는 것이 바람직하다. 서로 다른 첨가물 구성요소들을 제품 챔버에 공급하기 위한 이러한 선택적 실시예에서, 첨가물 챔버는 각각 하나의 첨가물 조성물을 수용하기 위한 적어도 두 개의 분리된 스페이스를 포함하는데, 각각의 분리된 스페이스는 각 경우에 압력 밸브에 의해서 제품 챔버에 연결되고, 각 압력 밸브는, 제품 챔버 내의 압력(P1)이 첨가물 챔버의 대응하는 분리된 스페이스 내의 압력(P2)보다 높은 경우 폐쇄 상태를 취하고 제품 챔버 내의 압력(P1)이 첨가물 챔버의 상기 대응하는 분리된 스페이스 내의 압력(P2)보다 낮은 경우 첨가물을 첨가물 챔버의 상기 대응하는 분리된 스페이스로부터 제품 챔버 내로 방출하기 위하여 개방 상태를 가진다. 이 실시예에서 첨가물 챔버의 각 스페이스는 서로 다른 첨가물 구성요소에 할당된다.
이 경우에, 첨가물 챔버의 제1 분리된 스페이스 내의 압력(P2)이 첨가물 챔버의 제2 분리된 스페이스 내의 압력(P2)과 달라지는 것이 가능하다. 이 때 분리된 스페이스들로부터의 첨가물들은 제품 챔버 내로 연속적으로 주입된다.
또한 본 발명은 상기한 용기와 함께 사용하기 위한 별도 챔버에 관한 것이다. 본 발명은 이뿐 아니라 제약 조성물, 특히 의약품 또는 화장품 조성물을 수용하기 위한 상기한 바와 같은 용기의 사용에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 병 또는 항아리와 같은 용기를 제공하는 단계로서, 상기 용기는 제품을 수용하기 위한 제품 챔버를 포함하고, 상기 제품 챔버는 외부로 개방되는 제품 개구를 구비하는 용기를 제공하는 단계와;
첨가물을 수용하기 위한 첨가물 챔버를 제공하는 단계로서, 상기 첨가물 챔버는 압력 밸브를 포함하고, 상기 압력 밸브는 첨가물 챔버 내의 압력(P2)이 첨가물 챔버 외측 압력(P1)보다 낮은 경우 폐쇄 상태를 취하고 첨가물 챔버 내의 압력(P2)이 첨가물 챔버 외측의 압력(P1)보다 높은 경우 개방 상태를 취하며, 상기 압력 밸브는 개방 상태에서 방출 개구를 형성하도록 구성된 첨가물 챔버를 제공하는 단계와;
개방 상태의 압력 밸브의 방출 개구가 제품 챔버 내로 개방되도록 첨가물 챔버를 제품 챔버에 설치하는 단계와;
액체와 같은 제품으로 제품 챔버를 충전하는 단계와;
덮개 부재를 제품 개구에 해제가능하게 장착함으로써 제품 챔버를 차단하는 단계와;
대기압(Patm)보다 높은 압력(P1)으로 제품 챔버를 가압하는 단계와;
첨가물로 첨가물 챔버를 충전하는 단계와;
제품 챔버 내의 압력(P1)보다는 낮고 대기압(Patm)보다는 높은 압력(P2)으로 첨가물 챔버를 가압하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 용기를 충전하기 위한 방법에 관한 것이다.
본 발명의 상기 단계들은 나열된 순서로 연속적으로 수행될 수 있거나 또는 다른 순서로 수행될 수 있다.
예를 들어서, 덮개 부재가 제품 개구에 장착되고 제품 챔버가 제품으로 충전된 후에 압력 밸브에 초과압력을 가함으로써 제품 챔버가 가압되는 것이 가능하다. 압력 밸브로의 초과압력은 제품 챔버가 압력(P1)으로 가압된 후에 제거될 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 실시예에서, 용기에 설치된 첨가물 챔버는 용기의 외부로 개방되는 접근 개구를 포함하는데, 첨가물이 접근 개구를 통해서 첨가물 챔버내로 공급되고 그리고/또는 접근 개구에 대기압(Patm)보다 높은 압력(P2)을 가함으로써 첨가물 챔버가 상기 압력(P2)으로 가압된다.
도면에 도시된 예시적 실시예를 참고해서 본 발명을 보다 상세히 이하에서 설명한다.
도 1은 덮개 부재가 제품 챔버를 차단한 본 발명에 따른 용기 측면의 횡단면도.
도 2는 덮개 부재가 제거된 직후의 도 1에 따른 용기 측면의 횡단면도.
도 3은 도 2의 III부분의 상세도.
도 4는 도 1에 따른 비어 있는 용기의 하부의 횡단면의 사시도.
도 5는 용기가 비어 있고 덮개 부재가 생략된 도 1에 따른 용기의 분해 사시도.
도 6a는 도 1에 따른 용기에 사용되는 덕빌 밸브의 사시도.
도 6b는 도 6a에 따른 덕빌 밸브의 제1 횡단면도.
도 6c는 도 6a에 따른 덕빌 밸브의 제2 횡단면도.
도 7은 용기 공동 내에 부착된 도 6a 내지 도 6c에 따른 덕빌 밸브의 확대 횡단면도.
도 8a, 도 8b는 첨가 조성물을 수용하기 위한 두 개의 별도의 스페이스를 구비하고 있는 첨가물 챔버의 사시도.
도 8c는 도 8a, 도 8b에 따른 첨가물 챔버의 횡단면도.
도 9는 첨가물 챔버가 덮개 부재 내에 장착되어 있는 본 발명에 따른 용기의 선택적 실시예의 횡단면도.
본 발명에 따른 용기는 전체적으로 도면부호 1로 표시된다. 용기(1)는 기부(2)와 기부(2)로부터 연장하는 주변 벽(3)을 포함한다. 용기(1)의 기부(2)는 공동(15)을 포함한다. 도 1 내지 도 5에 도시된 용기(1)가 병(bottle)이기 때문에, 주변 벽(3)은 기부(2)에 인접한 몸체 벽(5)과 몸체 벽(5)에 연결된 목부 벽(6)을 구비한다. 기부(2)와 주변 벽(3)은 제품을 담기 위한 제품 챔버(9)를 한정한다. 예를 들어서 제품은 비탄산수(still water) 또는 탄산수와 같은 액체이다.
공동(15)을 가지고 있는 기부(2)와 주변 벽(3)은 단일 부재로 일체화될 수 있다. 이러한 단일 부재는 사출 블로 성형을 이용하여 PET로 제작될 수 있다. 원한다면 PET는 산소 배리어(oxygen barrier)를 제공하기 위하여 다층으로 된다. 당연히 이러한 부재가 또 다른 재료로 구성되는 것이 가능하다.
용기(1)는 기부(2)와 대향하는 주변 벽(3)의 단부, 즉 주변 벽(3)의 목 단부에 제품 개구(7)를 포함한다. 제품 개구(7)는 외부로 개방된다. 덮개 부재(11), 즉 크라운 캡(crown cap) 또는 스크루 캡(screw cap)은 제품 개구(7)에 해제가능하게 장착된다.
제품 챔버(9)의 제품 부피는 제품 챔버(9) 자체의 부피보다는 작다. 용기(1)가 직립 위치에 있을 때, 제품 수평면(level)은 제품 개구(7) 아래에 위치하게 된다. 따라서 제품 수평면과 제품 개구(7) 사이에서 헤드 스페이스(head space)(12)는 빈 채로 유지된다. 헤드 스페이스(12)는 가압된 가스를 포함한다. 결과적으로 제품 챔버(9) 내의 압력(P1)은 대기압(Patm)보다 높다.
용기(1)는 첨가물을 수용하기 위한 첨가물 챔버(20)를 포함한다. 첨가물은 임의의 조성물일 수 있지만, 본 예시적 실시예에서 첨가물은 액체 시럽을 형성한다. 첨가물 챔버(20)는 예를 들어서 스냅 맞춤 장치(snap-fit arrangement)(도시되지 않음)를 사용하여 기부(2)의 공동(15) 내에 설치된다. 물론, 첨가물 챔버(20)는 다른 방식으로 제품 챔버(9)에 고정될 수 있다. 첨가물 챔버(20)는 도 3 내지 도 5에서 가장 명료하게 도시되어 있다.
첨가물 챔버(20)는 횡단면이 환상인 내부를 가지는 홀더(23)를 포함한다. 홀 더(23)는 바닥 벽(23a)과 바닥 벽(23a)으로부터 연장되는 주변 벽(23b)을 포함한다. 상부 벽(29)은 홀더(23)를 차단한다. 첨가물 챔버에는 홀더(23) 내에서 중심에 배치된 방출 튜브 또는 딥 튜브(24)가 제공된다. 방출 튜브(24)는 통로 개구(25)(도 3 참조)를 구비하고 있으며, 이 통로 개구를 통해서 방출 튜브(24)의 내부와 홀더(23)의 내부가 서로 연통한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 방출 튜브(24)의 통로 개구(25)는 액체 첨가물 내로 잠기는데, 즉 방출 튜브(24)는, 액체 첨가물의 수평면이 방출 튜브(24)의 통로 개구(25) 위에 이르도록 액체 첨가물 내에 담긴다.
첨가물 챔버는 압력 밸브(27)를 포함한다. 압력 밸브(27)는 방출 튜브(24)의 상부에 제공된다(도 3 참조). 압력 밸브(27)는 일 방향 밸브(one-way valve) 또는 체크 밸브(check valve)를 형성한다. 압력 밸브(27)가 우산 밸브(umbrella valve) 또는 플레퍼 밸브(flapper valve)와 같은 임의의 밀봉 장치일 수 있지만, 본 예시적 실시예에 따른 일 방향 압력 밸브(27)는 덕빌 밸브이다. 덕빌 밸브는 본 발명에 따른 용기(1)에 매우 적합한데, 그 이유는 덕빌 밸브가 신뢰성 있게 역류를 방지하는 정확하게 성형된 단일 부재의 엘라스토머 밸브(elastomeric valve)이기 때문이다.
덕빌 밸브(27)가 또한 도 6a 내지 도 6c에 별도로 상세하게 도시되어 있다. 덕빌 밸브(27)는 압력 차이의 영향 하에서 변형될 수 있는 두 부리(beak) 부분 또는 플랩(flap)(27a, 27b)을 포함한다. 덕빌 밸브는 부압력차를 가지는 역류를 억제하는데, 즉 제품 챔버(9)의 압력(P1)이 방출 튜브(24)의 압력(P2)보다 높다면, 밸 브(27)의 플랩(27a, 27b)은 닫힌 채로 유지되게 된다. 따라서 압력 밸브(27)는 첨가물 챔버(20) 내의 압력(P2)이 첨가물 챔버(20) 외부, 즉 제품 챔버(9) 내부의 압력(P1)보다 낮은 경우 폐쇄 상태를 취한다.
초과압력이 밸브 플랩(27a, 27b)의 내부 표면에 가해진다면, 슬롯 또는 슬릿(slit)(21)이 밸브 플랩(27a, 27b) 사이에 형성되게 된다. 슬롯은 제품 챔버(9)내로 개방되는 방출 개구(21)를 형성한다. 덕빌 밸브(27)는 정차압(positive differential pressure)으로, 즉 방출 튜브(24)의 압력(P2)이 제품 챔버(9)의 압력(P1)보다 높을 때 자유로운 흐름이 가능하게 한다. 다시 말하면, 첨가물 챔버(20) 내의 압력(P2)이 첨가물 챔버 외측, 즉 제품 챔버(9) 내의 압력(P1)보다 높은 경우 압력 밸브(27)는 첨가물 챔버(20)로부터 첨가물을 방출하기 위한 개방 상태를 취한다.
도 7에 가장 잘 도시되어 있는 바와 같이, 첨가물 챔버(20)는 압력 밸브(27)를 수용하기 위한 수용 개구(accommodating opening)(130)를 포함한다. 수용 개구(130)는 주변 에지(131)에 의해서 한정된다. 공동(15)은 압력 밸브(27)를 수용하기 위한 추가의 수용 개구(140)를 포함한다. 수용 개구(140)는 첨가물 챔버(20)의 주변 에지(131)와 함께 정렬된 공동(15)의 주변 에지(141)에 의해서 한정된다.
압력 밸브(27)는 가요성 재료로 제작된다. 압력 밸브에는 단부 플랜지(120)와 단부 플랜지(120)로부터 소정의 거리에 있는 주변 밀봉 스커트(121)가 제공된다. 단부 플랜지(120)와 밀봉 스커트(121) 사이에는 수용 홈(123)이 있다. 수용 개 구(130, 140)의 주변 에지(131, 141)는 수용 홈(123), 즉 단부 플랜지(120)와 밀봉 스커트(121) 사이에 고정된다. 결과적으로, 가요성 압력 밸브(27)는 변형될 수 있다. 따라서 액체 밀폐 시일(liquid tight seal)이 형성된다.
도 3에 명료하게 도시되어 있는 바와 같이, 첨가물 챔버(20)는 용기(1)의 외부로 개방되어 있는 접근 개구(150)를 포함한다. 접근 개구(150)는 바닥 벽(23a)에서 연장한다. 본 예시적 실시예에서, 접근 개구(150)에는 추가적인 압력 밸브(37)가 제공된다. 그러나 접근 개구(150)에는 또한 플러그 또는 임의의 다른 밀봉 수단이 제공될 수 있다.
또한 첨가물 챔버(20)는 첨가물을 공급하기 위한 공급 개구(30)를 구비하고 있다. 공급 개구(30)는 일 방향 밸브인 추가적인 압력 밸브(37) 내로 배열된다. 본 예시적 실시예에서 압력 밸브(37)는 압력 밸브(27)와 유사한 덕빌 밸브를 형성하며, 이러한 압력 밸브(27, 37)들의 기능과 작동은 서로 대응된다. 적용례에 따라서 압력 밸브(37)는 서로 다르게 구성될 있다.
따라서 압력 밸브(37)는 첨가물 챔버(20) 내의 압력(P2)이 대기압(Patm) 보다 높은 경우 폐쇄 상태를 취하고, 첨가물 챔버(20) 외측으로부터 압력 밸브(37)에 가해지는 압력(Pa)이 첨가물 챔버(20) 내의 압력(P2) 보다 높은 경우 첨가물을 첨가물 챔버(20)내로 공급하고 그리고/또는 첨가물 챔버(20)를 가압하기 위하여 개방 상태를 가진다.
개봉 흔적을 남기는 부재(tamper evident member)(38)가 용기(1) 기부(2)에 서 압력 밸브(37)에 장착된다. 개봉 흔적을 남기는 부재(38)가, 도 3에 개략적으로 접착성 개봉 흔적을 남기는 커버(sticky tamper evident cover)로서 도시되어 있다. 그러나 개봉 흔적을 남기는 부재(38)는 용접된 플러그와 같이 상이한 방식으로 구성될 수 있다.
첨가물 챔버(20)에 공급되는 첨가물의 부피는 첨가물 챔버(20) 자체의 부피보다는 작다. 용기(1)가 직립 위치에 있을 때, 홀더(23) 내의 첨가물 수평면은 상부 벽(29) 아래에 있게 된다. 주목할 점은 본 예시적 실시예에서 방출 튜브(24)에서의 첨가물 수평면이 홀더(23)에서의 첨가물 수평면과 동일하다는 점이다(도 1 참조). 따라서 헤드 스페이스(22)는 첨가물 챔버(20)에서 빈 채로 유지된다.
헤드 스페이스(22)는 방출 튜브(24) 내의 헤드 스페이스 부분(22b)뿐만 아니라 첨가물 수평면과 상부 벽(29) 사이의 홀더(23) 내의 헤드 스페이스 부분(22a)을 포함한다. 헤드 스페이스(22a, 22b)는 가압된 가스를 포함한다. 결과적으로 첨가물 챔버(20) 내의 압력(P2)은 대기압(Patm)보다 높다. 그러나 첨가물 챔버(20)의 초과압력은 제품 챔버(9)의 초과압력을 넘지 않는다. 따라서 첨가물 챔버(20) 내의 압력(P2)은 제품 챔버(9) 내의 압력(P1)보다 작다. 첨가물 챔버(20)는 공지의 보틀링 기술을 사용하여 원하는 압력(P2) 하에서 첨가물로 충전될 수 있으며, 충전 압력(charging pressure)(Pa)은 제품 챔버(9) 내의 압력(P1)보다 작다.
본 발명에 따른 용기(1)의 사용법은 다음과 같다. 소비 시점까지 덮개 부재(11)는 제품 개구(7)를 차단하고, 따라서 압력 밸브(27)는 폐쇄 상태에 있다. 이 때 제품과 첨가물은 용기(1) 내에서 서로 분리되어 있다. 따라서 제품과 첨가물은 서로의 영향 하에서 질이 저하될 수 없다. 음료를 소비하기 위하여, 소비자는 용기(1)를 개방하고, 즉 제품 개구(7)로부터 덮개 부재(11)를 제거한다(도 2 참조). 다음으로 제품 챔버(9) 내의 압력(P1)은 첨가물 챔버(20) 내의 압력(P2) 아래로 떨어지고, 이것이 압력 밸브(27)를 개방한다.
결과적으로, 방출 튜브(24)의 가압된 헤드 스페이스 부분(22b)은 제품 스페이스(9)로 발산(vent)된다. 또한, 홀더(23) 내의 헤드 스페이스 부분(22a)의 가압된 가스는 압력 밸브(27)의 방출 개구(21)를 향해 흐른다. 이러한 가압된 가스는 액체 첨가물을 통로 개구(25)를 통해서 방출 튜브(24)위로 몰게 된다. 결국, 홀더(23)의 헤드 스페이스 부분(22a)의 가압된 가스는 액체 첨가물에 의해서 방출 튜브(24)의 헤드 스페이스 부분(22b)의 가압된 가스로부터 분리된다. 따라서 액체 첨가물은 압력 밸브(27)의 방출 개구(21)를 통해서 제품 챔버(9)내로 주입된다. 첨가물은 단지 용기(1)를 개방함으로써 제품 내로 해제되는데, 그 이유는 본 발명에 따른 용기(1)가 압력 구동되기 때문이다. 이로 인해서 사용하기에 편리하게 된다.
주목할 점은, 본 발명에 따른 용기(1)가 다양한 방식으로 제조될 수 있다는 점이다. 가능하게는, 제품 챔버(9)가 제품으로 충전되고 가압된 후에야 첨가물 챔버(20)가 공동(15) 내에 설치되게 된다. 이와 같은 경우에, 제품 챔버(9)를 충전하고 가압하는 중에, 용기(1)의 기부의 수용 개구(140)는 예를 들어 압력 밸브(27)로 밀봉된다. 첨가물 챔버(20)를 제품 챔버(9)에 설치한 후에, 압력 밸브(27)는 또한 첨가물 챔버(20)의 수용 개구(130)를 밀봉한다. 이 때 첨가물 챔버는 첨가물로 충전되게 된다.
본 발명에 따른 용기를 제공하기 위한 방법 중의 하나를 예시적으로 이하에서 기술한다.
우선, 제품 챔버(9)와 첨가물 챔버(20)가 조립되는데, 압력 밸브(27)가 이들 사이의 연통을 가능하게 한다. 이 경우에, 제품 챔버(9)는 기부(2)에 공동(15)을 구비한 병을 형성하는데, 첨가물 챔버(20)는 공동(15)에 수용된다. 이 때, 제품 챔버(9)는 제품 개구(7)를 통해서 제품으로 충전되고 제품 챔버(9)를 차단하기 위한 덮개 부재(11)가 설치된다. 제품의 질량으로 압력 밸브(27)는 폐쇄 상태가 된다. 제품이 탄산가스로 포화되면, 이산화탄소가 또한 압력 밸브(27)가 폐쇄 상태에 있도록 하는 데 기여하게 된다.
그러고 나서 초과압력이 압력 밸브(27)에 가해지는데, 상기 압력 밸브는 제품 챔버(9)가 원하는 압력(P1)에 있을 때까지 개방되게 된다. 초과압력이 이와 같은 방식으로 형성되는 경우, 제품 챔버(9)의 압력(P1)이 정확하게 제어될 수 있다. 다음으로, 압력(P1)은 압력 밸브(27)로부터 제거되는데, 달리 말하면 압력 밸브가 닫힌다.
다음으로 첨가물이 첨가물 챔버(20) 내로 도입된다. 추가적 압력 밸브(37)가 처음부터 이미 설치되어 있을 수도 있지만, 손상의 위험을 최소화하기 위하여 이 때 장착되는 것이 바람직하다. 다음으로 첨가물 챔버(20)는 추가적 압력 밸브(37) 를 통해서 원하는 초과압력(P2)으로 가압된다. 첨가물 챔버(20)를 충전하기 전에, 첨가물 챔버 내의 압력은 바람직하게는 대기압(Patm) 이하와 같이 낮다. 충전 중에, 압력 밸브(37)에 가해지는 압력(Pa)은 첨가물 챔버(20)에서 우세한 압력 보다 약간 높게 유지된다. 이로 인해서 첨가물 챔버(20)가 원하는 양의 첨가물로 충전될 수 있게 된다. 더욱이 제품 챔버(9)로의 누출 위험이 최소화된다. 최종적으로, 실(38)이 추가적 압력 밸브(37)에 장착된다. 실로 인해 용기가 개봉 흔적이 남게 되고, 주위로의 누출을 방지하도록 한다.
선택적으로는, 제품 챔버(9)의 초과압력이 공지의 보틀링 라인(bottling line)을 이용하여 제품 챔버(9)의 충전 시에 가해진다. 보통 액체 질소 방울이 제품 내로 떨어지고 즉시 덮개 부재가 장착된다. 상기 액체 질소 방울은 헤드 스페이스에서 비등해서는 초과압력을 생성한다. 질소 도우징(nitrogen dosing)을 이용하여 제품 챔버가 가압될 수 있지만 초과압력이 압력 밸브(27)를 통해서 가해질 때만큼 정확한 초과압력 조정이 가능하지는 않다.
첨가물이, 예를 들어 상이한 밀도 및/또는 화학적 호환성을 가지는 조성물들과 같이, 혼합 후에 분리되는 두 개 이상의 액체 조성물을 포함한다면, 이러한 다수의 조성물들을 첨가물 챔버 내에 함께 있도록 하는 것이 가능할 수 있다. 그러나 다수의 조성물들이 서로의 존재에 의하여 질이 저하된다면, 도 7a 내지 도 7c에 도시된 첨가물 챔버(40)가 사용될 수 있다.
도 7a 내지 도 7c에 도시된 첨가물 챔버(40)는 분리 벽(43)에 의하여 서로 분리된 두 스페이스(41, 42)를 구비한 홀더를 포함한다. 각각의 분리된 스페이스(41, 42)는 하나의 첨가물 조성물을 수용하도록 형성된다. 홀더는 바닥 벽(45)과 바닥 벽(45)으로부터 연장되는 주변 벽(46)을 포함한다. 바닥 벽은 각각의 분리된 스페이스(41, 42)로 첨가물 조성물을 공급하기 위한 두 공급 밸브를 포함한다. 상부 벽(49)은 홀더를 덮는다.
분리된 스페이스(41, 42) 둘 모두 상부 벽(49)에 장착된 압력 밸브(47)에 의하여 제품 챔버에 연결된다. 각각의 압력 밸브(47)는 제품 챔버 내의 압력(P1)이 첨가물 챔버(40)의 대응하는 분리된 스페이스(41, 42) 내의 압력(P2)보다 높은 경우 폐쇄 상태를 가진다. 제품 챔버 내의 압력(P1)이 첨가물 챔버의 상기 대응하는 분리된 스페이스(41, 42) 내의 압력(P2)보다 낮은 경우 각각의 압력 밸브(47)는 첨가물 챔버(40)의 상기 대응하는 분리된 스페이스(41, 42)로부터 제품 챔버로 첨가물을 방출하기 위하여 개방 상태를 취한다. 분명하게, 다수의 비호환성 조성물을 수용하기 위한 첨가물 챔버가 상이하게 구성될 수 있다.
도 9는 첨가물 챔버가 덮개 부재(11) 내에 장착된 선택적 실시예를 도시하고 있다. 상기한 것과 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 도면 부호로 표시된다. 또한, 본 예에서는 스크루 캡인 덮개 부재 내에 첨가물 챔버를 가지고 있는 용기에 상기한 바와 같은 배열, 작동 및 장점이 적용될 수 있다. 그러나 본 실시예에서, 방출 튜브가 필요하지 않은데, 그 이유는 첨가물이 압력 밸브(27)와 인접하고 첨가물 챔버의 헤드 스페이스(22)가 중력의 영향 하에서 첨가물 위에 위치하기 때문이 다. 맥주 병의 벽과 같은 유리에 첨가물 챔버를 부착하는 것이 난해할 수 있다. 첨가물 챔버가 크라운 캡과 같은 덮개 부재에 부착되는 경우, 제품 챔버의 재료는 더 이상 관련이 없다.
명백하게, 본 발명은 도면들에 도시된 예시적 실시예로 제한되지는 않는다. "제품(product)"과 "첨가물(additive)"과 같은 용어들이 단지 두 개의 조성물을 지칭하기 때문에, 이들은 각각 하나 이상의 구성요소 및/또는 성분을 포함할 수 있다. 다시 말하면, 제품 및/또는 첨가물은 한 구성요소일 필요가 없고 또한 구성요소들의 조성물일 수 있다. 예를 들어서, 제품은 두 개 상의 혼합물(two-phase mixture)을 포함하고 그리고/또는 첨가물은 하나의 활성 구성요소와 필러(filler)를 포함한다. 제품과 첨가물의 양은 변화될 수 있는데, 첨가물 챔버의 첨가물의 양은 제품의 요건에 따라서 소정 범위의 크기와 부피가 될 수 있다.
용기(1)는 여러 음료 또는 드링크(drink)에 적합하다. 본 발명에 따른 용기는 제품과 첨가물의 다수의 새로운 조합을 가능하게 한다. 제품 챔버의 제품은 물, 맥주, 우유 또는 임의의 다른 액체 또는 페이스트(paste)를 포함할 수 있다. 첨가물 챔버가 비타민, 단백질 및/또는 카세인 가수생성물(casein hydrolysate)과 같은 펩티드, 리코펜(lycopene)과 같은 카로티노이드(carotenoid), 쿠어세틴(quercitin)과 같은 산화방지제, 향미료 또는 이들을 조합한 것을 수용하는 것이 매우 바람직하다. 또한 첨가물은 탄산 성분이 들어가지 않은 다른 성분을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 용기가 음료에 대하여 기술되었지만, 본 용기는 여러 다른 제품을 수용할 수 있다. 본 발명에 따른 용기는, 두 구성요소가 사용 시까지 분리 되어 있는 것이 바람직한 각 적용례에 있어서 유리하다.
예를 들어서, 본 발명에 따른 용기는 사용 시에만 상이한 구성요소를 혼합할 필요가 있는 의약품과 같은 제약 조성물(farmaceutical composition)을 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 용기는 이러한 구성요소를 정확하게 배합(dosing)하는데, 즉 배합이 자동적이기 때문에 사람의 실수가 배제된다. 더욱이 서로 다른 구성요소의 혼합은 전적으로 위생적이다.
또한, 본 발명에 따른 용기는 화장품에 적용하도록 형성될 수 있다. 화장품 산업은 트윈 팩 시스템(twin pack system)과 같은 사용 시에 두 개 이상의 구성요소를 혼합하게 되는 로션과 스킨 시스템을 위한 패키지를 개발하였다. 그러나 이러한 패키지는 상대적으로 고가이며 정확한 혼합이 가능하지 않다. 본 발명에 따른 용기는 또한 화장품 제품에 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 용기의 다른 적용례가 존재한다. 본 발명에 따른 용기의 디자인과 재료는 개별 적용례에 따라 다르다. 예를 들어서, 스크루 캡을 구비한 항아리는 의학적 용도에 바람직할 수 있다. 항아리는 플라스틱 또는 유리로 제작될 수 있다.

Claims (31)

  1. 외부로 개방되는 제품 개구(7)를 구비한 제품을 수용하기 위한 제품 챔버(9)와, 제품 개구(7)에 해제 가능하게 장착된 덮개 부재(11)와, 첨가물을 수용하기 위한 첨가물 챔버(20)를 포함하는 병과 같은 용기(1)에 있어서,
    상기 용기(1)는 첨가물 챔버(20)와 제품 챔버(9)를 서로 연결하는 압력 밸브(27)를 포함하고, 상기 압력 밸브(27)는 제품 챔버(9) 내의 압력(P1)이 첨가물 챔버(20) 내의 압력(P2)보다 높은 경우 폐쇄 상태를 취하고, 제품 챔버(9) 내의 압력(P1)이 첨가물 챔버(20) 내의 압력(P2)보다 낮은 경우 첨가물 챔버(20)로부터 제품 챔버(9) 내로 첨가물을 방출하기 위한 개방 상태를 취하며;
    제품 챔버(9) 내의 압력(P1)은 대기압(Patm)보다 높고 첨가물 챔버(20) 내의 압력(P2)은 제품 챔버(9) 내의 압력(P1)보다 낮고 대기압(Patm)보다 높고,
    첨가물 챔버(20)는 용기(1)의 외부로 개방되는 접근 개구(150)를 포함하며, 상기 접근 개구(150)는 밀봉되고,
    접근 개구(150)에는 추가적 압력 밸브(37)가 제공되고,
    상기 추가적 압력 밸브(37)는, 첨가물 챔버(20) 내의 압력(P2)이 대기압(Patm)보다 높은 경우 폐쇄 상태를 취하고, 첨가물 챔버(20) 외측으로부터 압력 밸브(37)에 가해지는 압력(Pa)이 첨가물 챔버(20) 내의 압력(P2)보다 높은 경우 첨가물을 첨가물 챔버(20) 내로 공급하고 또는 첨가물 챔버(20)를 가압하기 위한 공급 개구(30)를 형성하는 개방 상태를 취하는 것을 특징으로 하는 용기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    접근 개구(150)에 플러그(plug)가 제공되는 것을 특징으로 하는 용기.
  5. 제1항에 있어서,
    제품 챔버(9)는 제품으로 충전되어 대기압(Patm)보다 높은 압력(P1)에서 가압된 가스를 포함하는 헤드 스페이스(head space)(12)를 비어 있게 하는 것을 특징으로 하는 용기.
  6. 제1항에 있어서,
    첨가물 챔버(20)는 첨가물로 충전되어 제품 챔버(9) 내의 압력(P1)보다는 낮으면서 대기압(Patm)보다 높은 압력(P2)에서 가압된 가스를 포함하는 헤드 스페이스(head space)(22)를 비어 있게 하는 것을 특징으로 하는 용기.
  7. 제1항에 있어서,
    용기(1)는 기부(2)와 기부(2)로부터 연장되는 주변 벽(3)을 포함하고,
    제품 개구(7)가 기부(2)와 대향하는 주변 벽(3)의 단부에 제공되며,
    첨가물 챔버(20)는 용기(1)의 기부(2)에 부착되는 것을 특징으로 하는 용기.
  8. 제7항에 있어서,
    용기(1)의 기부(2)는 공동(15)을 포함하고,
    첨가물 챔버(20)는 외측으로부터 공동(15) 내로 부착되는 것을 특징으로 하는 용기.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제1항에 있어서,
    첨가물 챔버(20)는 압력 밸브(27)를 수용하기 위한 수용 개구(130)를 포함하고, 상기 수용 개구(130)는 주변 에지(131)에 의하여 한정되며,
    압력 밸브(27)는 가요성 재료로 구성되고, 단부 플랜지(120)와 단부 플랜지(120)로부터 소정의 거리에 있는 주변 밀봉 스커트(circumferential sealing skirt)(121)를 구비하며,
    수용 개구(130)의 상기 주변 에지(131)는 단부 플랜지(120)와 밀봉 스커트(121) 사이에서 고정되는 것을 특징으로 하는 용기.
  15. 제8항 또는 제14항에 있어서,
    공동(15)은 압력 밸브(27)를 수용하기 위한 추가적 수용 개구(140)를 포함하고, 상기 추가적 수용 개구(140)는 추가적 주변 에지(141)에 의하여 한정되며 첨가물 챔버(20)의 수용 개구(130)와 함께 정렬되고,
    수용 개구(130, 140) 둘 모두의 주변 에지(131, 141)들은 단부 플랜지(120)와 밀봉 스커트(121) 사이에서 고정되는 것을 특징으로 하는 용기.
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  22. 삭제
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  27. 삭제
  28. 병과 같은 용기(1)를 제공하는 단계로서, 상기 용기(1)는 제품을 수용하기 위한 제품 챔버(9)를 포함하고, 상기 제품 챔버(9)는 외부로 개방되는 제품 개구(7)를 구비하는 용기(1)를 제공하는 단계와;
    첨가물을 수용하기 위한 첨가물 챔버(20)를 제공하는 단계로서, 상기 첨가물 챔버(20)는 압력 밸브(27)를 포함하고, 상기 압력 밸브는 첨가물 챔버(20) 내의 압력(P2)이 첨가물 챔버(20) 외측 압력(P1)보다 낮은 경우 폐쇄 상태를 취하고 첨가물 챔버 내의 압력(P2)이 첨가물 챔버 외측의 압력(P1)보다 높은 경우 개방 상태를 취하며, 상기 압력 밸브(27)는 개방 상태에서 방출 개구(21)를 형성하도록 구성된 첨가물 챔버를 제공하는 단계와; 첨가물 챔버(20)는 외부로 개방되는 접근 개구(150)를 포함하고,
    개방 상태의 압력 밸브(27)의 방출 개구(21)가 제품 챔버(9) 내로 개방되도록 첨가물 챔버(20)를 제품 챔버(9)에 설치하는 단계와;
    액체와 같은 제품으로 제품 챔버(9)를 충전하는 단계와;
    덮개 부재(11)를 제품 개구(7)에 해제가능하게 장착함으로써 제품 챔버를 차단하는 단계와;
    대기압(Patm)보다 높은 압력(P1)으로 제품 챔버(9)를 가압하는 단계와;
    접근 개구를 통하여 첨가물로 첨가물 챔버를 충전하고 접근 개구를 폐쇄하는 단계와;
    제품 챔버 내의 압력(P1)보다는 낮고 대기압(Patm)보다는 높은 압력(P2)으로 첨가물 챔버(20)를 가압하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 용기(1) 충전 방법.
  29. 제28항에 있어서,
    제품 챔버(9)가 제품으로 충전되고 덮개 부재(11)가 제품 개구(7)에 장착된 후에 초과압력을 압력 밸브(27)에 가함으로써 제품 챔버(9)가 가압되는 것을 특징으로 하는 용기 충전 방법.
  30. 제29항에 있어서,
    압력 밸브(27)로의 초과압력은 제품 챔버(9)가 압력(P1)으로 가압된 후에 제 거되는 것을 특징으로 하는 용기 충전 방법.
  31. 제28항에 있어서,
    용기(1)에 설치된 첨가물 챔버(20)는 용기(1)의 외부로 개방된 접근 개구를 포함하고,
    첨가물은 접근 개구를 통해서 첨가물 챔버(20)내로 공급되고 또는 첨가물 챔버(20)는 대기압(Patm)보다 높은 압력(P2)을 접근 개구에 가함으로써 상기 압력으로 가압되는 것을 특징으로 하는 용기 충전 방법.
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