KR101900546B1 - 음료 조제 시스템, 캡슐, 및 음료 형성 방법 - Google Patents

Abstract

음료 성분들을 수용하는 캡슐 및 음료 조제기를 포함하는 음료 제조 시스템이 제공된다. 캡슐은 컵-형상 몸체 및 덮개를 포함하며, 컵-형상 몸체는 기부 및 측벽을 가지고, 덮개는 컵-형상 몸체에 밀봉된다. 측벽은, 봉쇄 부재의 폐쇄 시에 음료 조제기의 봉쇄 부재와 접촉되어 측벽을 좌굴시켜 봉쇄 부재에 걸쳐 있는 밸리 구역을 형성하도록 치수 설정된다. 측벽은 상기 밸리 구역이 봉쇄 부재와 측벽 사이에서 적어도 하나의 밀봉 경계부를 형성하도록 구성된다. 캡슐 및 방법이 또한 개시된다.

Description

음료 조제 시스템, 캡슐, 및 음료 형성 방법{A BEVERAGE PREPARATION SYSTEM, A CAPSULE AND A METHOD FOR FORMING A BEVERAGE}

본 발명은 음료 조제 시스템, 캡슐, 및 음료 형성 방법에 관한 것이다. 음료 조제 시스템은 음료 조제기를 포함하는 유형의 것인데, 여기서 캡슐은 캡슐 내에 수용된 음료 성분과의 상호작용으로부터 음료를 제조하기 위하여 가압된 액체가 캡슐을 통해 유동되게 하도록 음료 조제기 내로 삽입되게 설계된다.

음료 조제기, 및 음료 성분들을 수용하는 캡슐을 포함하는 음료 조제 시스템이 당업계에 알려져 있다. 하나의 그러한 시스템이, 컵-유사 기부 몸체 및 폐쇄 포일(foil) 부재를 포함하는 캡슐을 개시하는 EP 1700548호에 교시되어 있다. 캡슐은 소비를 위한 출력인 음료를 형성하도록 캡슐 내의 성분들과 상호작용하기 위하여 압력 하의 액체가 캡슐에 유입되는 음료 제조 장치 내에 삽입되도록 설계된다. EP 1700548호의 캡슐에는 사용 시 캡슐의 외부 주위에서의 물의 바이패스 유동을 방지하기 위하여 전용 밀봉 부재가 제공된다. 밀봉 부재는 캡슐의 외측 표면 상의 중공 밀봉 부재의 형태, 예를 들어 음료 조제기의 봉쇄 부재(enclosing member)의 폐쇄 시에 접촉되는 단차(step)의 형태이다. 본 발명은 그러한 음료 조제 시스템의 일부로서 사용될 수 있는 대안적인 캡슐을 제공한다. 이 캡슐은 사용 시에 효과적인 밀봉을 생성하고 제공하기에 경제적일 수 있다.

제1 태양에서, 본 발명은 음료 제조 시스템을 제공하는데, 음료 제조 시스템은,

음료 성분들을 수용하는 캡슐; 및

음료 조제기를 포함하고,

캡슐은 컵-형상 몸체 및 덮개를 포함하며, 컵-형상 몸체는 기부 및 측벽을 가지고, 덮개는 컵-형상 몸체에 밀봉되며,

캡슐은 음료 성분들과의 상호작용으로부터 음료를 제조하기 위하여, 가압된 액체가 캡슐을 통해 유동되게 하도록 음료 조제기 내로 삽입되게 설계되고,

음료 조제기는 봉쇄 부재를 갖고, 봉쇄 부재는 음료 조제기 내로의 캡슐의 삽입을 허용하는 개방 위치와 봉쇄 부재가 캡슐과 밀봉식으로 결합하는 폐쇄 위치 사이에서 선택적으로 이동 가능하도록 구성되며,

측벽은 폐쇄 위치로의 봉쇄 부재의 이동 시에 봉쇄 부재와 접촉되어 측벽을 좌굴시켜 봉쇄 부재에 걸쳐 있는(bridging) 밸리 구역(valley zone)을 형성하도록 치수 설정되고,

측벽은 상기 밸리 구역이 봉쇄 부재와 측벽 사이에서 적어도 하나의 밀봉 경계부(interface)를 형성하도록 구성된다.

제2 태양에서, 본 발명은 음료를 조제하기 위한 캡슐을 제공하는데, 캡슐은 컵-형상 몸체 및 덮개를 포함하고, 컵 형상 몸체는 기부 및 측벽을 가지고, 덮개는 컵-형상 몸체에 밀봉되며,

캡슐은 음료 성분들과의 상호작용으로부터 음료를 제조하기 위하여, 가압된 액체가 캡슐을 통해 유동되게 하도록 음료 조제기 내로 삽입되게 설계되고,

음료 조제기는 봉쇄 부재를 갖는 유형의 것이고, 봉쇄 부재는 음료 조제기 내로의 캡슐의 삽입을 허용하는 개방 위치와 봉쇄 부재가 캡슐과 밀봉식으로 결합하는 폐쇄 위치 사이에서 선택적으로 이동 가능하도록 구성되며,

측벽은 폐쇄 위치로의 봉쇄 부재의 이동 시에 봉쇄 부재와 접촉되어 측벽을 좌굴시켜 봉쇄 부재에 걸쳐 있는 밸리 구역을 형성하도록 치수 설정되고,

측벽은 상기 밸리 구역이 봉쇄 부재와 측벽 사이에서 적어도 하나의 밀봉 경계부를 형성하도록 구성된다.

제3 태양에서, 본 발명은 음료 조제 방법을 제공하는데, 이 방법은,

- 전술된 바와 같은 캡슐을 제공하는 단계;

- 봉쇄 부재를 갖는 음료 조제기를 제공하는 단계;

- 봉쇄 부재를 개방 위치로 이동시키는 단계;

- 음료 조제기 내로 캡슐을 삽입하는 단계;

- 봉쇄 부재를 캡슐과 밀봉식으로 맞물리게 하도록 봉쇄 부재를 폐쇄시키는 단계;

- 음료 성분들과의 상호작용으로부터 음료를 제조하도록 캡슐을 통해 가압된 액체를 유동시키는 단계; 및

- 소비를 위한 음료를 출력하는 단계를 포함하고,

봉쇄 부재의 폐쇄 시에, 캡슐의 측벽은 봉쇄 부재와 접촉됨으로써 측벽을 좌굴시켜 봉쇄 부재에 걸쳐 있는 밸리 구역을 생성하며,

상기 밸리 구역은 봉쇄 부재와 측벽 사이에서 적어도 하나의 밀봉 경계부를 형성한다.

유리하게는, 상기 태양들에서, 측벽의 좌굴은 봉쇄 부재에 걸쳐 있는 밸리 구역의 형성을 허용하도록 측벽의 비교적 큰 규모의 변형이 일어나게 한다. 이러한 변형은 측벽의 재료의 절첩 및/또는 측벽의 재료의 탄성 및/또는 소성 스트레인 발생(straining)을 포함할 수 있다.

상기 태양들은 하기의 특징들 중 하나 이상을 추가로 포함할 수 있다:

밸리 구역은 봉쇄 부재의 선단 에지와 밀봉 경계부를 형성할 수 있다.

측벽은 봉쇄 부재의 폐쇄 동안에 측벽이 봉쇄 부재의 선단 에지에 걸쳐 소성 인발되도록(plastically drawn) 구성될 수 있다. 유리하게는, 이는 측벽이 선단 에지에 제공되는 임의의 홈(groove)(또는 유사물)의 형상에 정합되게 할 수 있다.

밸리 구역은 음료 조제기 부분의 캡슐 홀더에 대항하여 물리도록(nipped) 구성될 수 있다.

측벽은 상기 좌굴 동안에 소성 변형을 겪도록 구성될 수 있다.

측벽은, 측벽의 좌굴에 이어서, 측벽이 봉쇄 부재 외부에 위치된 리지(ridge) 구역을 한정하도록 구성될 수 있다. 위와 같이, 측벽의 좌굴은 리지 구역의 형성을 허용하도록 측벽의 비교적 큰 규모의 변형이 일어나게 한다. 이러한 변형은 측벽의 재료의 절첩 및/또는 측벽의 재료의 탄성 및/또는 소성 스트레인 발생을 포함할 수 있다.

리지 구역은 봉쇄 부재의 외측 면과 밀봉 경계부를 형성하도록 봉쇄 부재의 외측 면에 대항하여 내향으로 가압되도록 구성될 수 있다.

유리하게는, 밀봉 경계부는 봉쇄 부재의 선단 에지 및 외측 면 둘 모두에 의해 제공될 수 있다. 게다가, 밸리 구역의 형성은 또한 봉쇄 부재의 내측 면 상에 외향 압력이 측벽에 의해 가해지게 하여 추가의 밀봉 경계부를 형성할 수 있다.

삽입 전에, 측벽은 확개된(flared) 형상을 가질 수 있다.

삽입 전에, 측벽의 적어도 일부분은 오목하게 만곡될 수 있다.

삽입 전에, 측벽은 45 내지 80도의 각도로 덮개로부터 멀리 연장될 수 있다.

캡슐은 기부로부터 먼 컵-형상 몸체의 단부에 형성된 림(rim)을 포함할 수 있다.

림은 컵-형상 몸체와 일체로 형성될 수 있다.

림은 측벽의 말린(rolled-over) 부분에 의해 형성될 수 있다.

삽입 전에, 캡슐은 림의 선택적 제공 이외에는 플랜지가 없을(flangeless) 수 있다.

삽입 전에, 측벽은 기하학적 형상에서 어떠한 급격한 각변화(angular change)도 없이 만곡된 표면을 한정하도록 기부로부터 림까지 연장될 수 있다.

삽입 전에, 측벽은 측벽의 신뢰성 있는 변형을 촉진하도록 구성되거나 처리되어진 미리-선택된 구역을 포함할 수 있다. 미리-선택된 구역은 측벽의 원주방향 라인 또는 밴드일 수 있다. 미리-선택된 구역은 봉쇄 부재의 폐쇄 동안에 측벽의 신뢰성 있는 변형을 촉진하도록 미리-선택된 구역 내부의(또는 이에 인접하는) 측벽의 강성, 강도, 연성 또는 다른 적합한 재료 특성을 변경함으로써 구성되거나 처리될 수 있다. 측벽의 강성, 강도, 연성 또는 다른 적합한 재료 특성은 측벽의 재료의 가공 경화, 국부적 두꺼워짐, 주름짐(creasing), 스코링(scoring) 또는 얇아짐 중 하나 이상에 의해 변경될 수 있다.

삽입 전에, 측벽은 기부에 근접한 절두 원추형 섹션 및 기부에서 멀리 있는 확개된 섹션을 포함할 수 있다.

확개된 섹션은 캡슐의 종방향 높이의 40 내지 80%의 거리에 걸쳐 또는 캡슐의 종방향 높이의 50 내지 70%의 거리에 걸쳐 또는 캡슐의 종방향 높이의 대략 60%의 거리에 걸쳐 연장될 수 있다.

덮개는 측벽 상에서의 봉쇄 부재의 선단 에지의 사용 시의 접촉점의 반경방향 내측의 위치에서 측벽에 밀봉될 수 있다. 덮개는 측벽의 내측 표면에 밀봉될 수 있다. 덮개는 봉쇄 부재의 선단 에지의 접촉점 위의 측벽 상의 위치에서 밀봉될 수 있다. 덮개는 측벽의 말단 단부로부터 2.5 내지 3.0 mm의 거리에 위치될 수 있다. 거리는, 존재하는 경우, 림의 높이의 실질적으로 2배이도록 선택될 수 있다. 일례에서, 림은 1.35 mm의 높이를 가질 수 있고, 덮개는 측벽의 말단 단부 위의 2.7 mm에 위치될 수 있다. 이들 특징은, 단독으로 또는 조합하여, 시일의 유체-기밀성에 악영향을 미칠 수 있는 캡슐 홀더와 선단 에지 사이 내에서의 음료 성분들을 포획하도록 봉쇄 부재가 캡슐에 접근하지 않음을 보장하는 것을 도울 수 있다.

측벽은 덮개가 측벽에 밀봉되는 위치를 지나 연장되는 말단 부분을 포함할 수 있다.

측벽의 말단 부분은 캡슐의 말린 에지를 형성할 수 있다.

봉쇄 부재의 선단 에지는 복수의 홈들 또는 만입부(indentation)들을 포함할 수 있고, 측벽은 측벽의 소성 변형이 측벽을 홈들 또는 만입부들에 정합시켜 효과적인 시일을 제공하도록 구성될 수 있다.

컵-형상 몸체는 알루미늄, 알루미늄 합금, 또는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성된 적어도 하나의 층을 포함하는 라미네이트(laminate)로부터 형성될 수 있다. 래커(lacquer) 층이 컵-형상 몸체의 일 면 또는 양면에 도포될 수 있다. 대안적으로, 다른 적합하게 연성인 재료가 알루미늄 또는 알루미늄 합금 대신에 이용될 수 있다.

알루미늄 합금은, 예를 들어 그레이드(grade) 3005, 3105, 8011 또는 8079일 수 있다. 바람직하게는, 알루미늄 합금은 'O' 템퍼 등급(temper rating)을 가질 것이다.

라미네이트는, 사용될 경우, 중합체로부터 형성된 탄성 층과 함께, 알루미늄 또는 알루미늄 합금과 같은 재료로 형성된 연성 구조 층을 포함할 수 있다. 라미네이트는 알루미늄 또는 알루미늄 합금에 도포된 선택적 래커 층과 함께 중합체의 단일 층과 함께 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 단일 층만을 포함할 수 있다.

중합체는, 예를 들어 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리프로필렌(PP), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 중간 밀도 폴리에틸렌(MDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 플루오르화 에틸렌 프로필렌(FEP), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리아미드(PA), 에틸렌 프로필렌 다이엔 단량체(EPDM), 폴리클로로프렌 또는 아이소부틸렌의 군으로부터 선택된 재료를 포함할 수 있다.

덮개는 알루미늄, 알루미늄 합금, 또는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성된 적어도 하나의 층을 포함하는 라미네이트로부터 형성될 수 있다. 대안적으로, 다른 적합하게 연성인 재료가 이용될 수 있다.

컵-형상 몸체는 재료의 일체형 단일편(single integral piece)으로 형성될 수 있다. 재료의 단일편은, 임의의 확개된 섹션을 포함하는, 컵-형상 몸체의 형상을 형성하도록 냉간 성형될 수 있다. 컵-형상 몸체를 냉간 성형하기 위해 딥-드로잉 기술이 사용될 수 있다. 컵-형상 몸체의 재료가 중합체 층을 갖는 라미네이트를 포함하는 경우, 알루미늄 층의 재료 특성에 악영향 없이 중합체 재료의 더 용이한 변형을 촉진하도록 재료가 증가된 온도에 처해지는 열간-인발 기술이 사용될 수 있다.

컵-형상 몸체 및 림은 일체일 수 있다.

컵-형상 몸체는 80 내지 500 마이크로미터의 범위의 두께를 가질 수 있다. 일부 태양들에서, 두께는 90 내지 300 마이크로미터의 범위일 수 있다. 컵-형상 몸체가 오로지 (선택적으로 하나 이상의 래커 층과 함께) 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로부터 형성되는 경우, 80 내지 120 마이크로미터의 범위의 두께가 바람직할 수 있다. 컵-형상 몸체가 중합체 층을 포함하는 라미네이트 재료로부터 형성되는 경우, 100 내지 500 마이크로미터 범위의 두께가 바람직하다. 재료의 두께는 컵-형상 몸체 전체에 걸쳐 변할 수 있다.

림은 대략 37 mm의 외경을 가질 수 있다.

삽입 전에, 캡슐은 25 내지 31 mm의 높이를 가질 수 있다. 일부 태양들에서, 높이는 29 내지 30 mm일 수 있다. 사용 동안의 캡슐의 변형은 종방향 높이를 감소시키는 경향을 가질 것이다.

캡슐은 단일 사용의 일회용 요소를 형성할 수 있다.

캡슐은 음료 성분 또는 음료 성분들의 혼합물을 포함할 수 있다. 비-제한적인 예로서, 음료 성분은 로스팅된 분말 커피를 포함할 수 있다.

이제, 본 발명의 예가 첨부 도면을 참조하여, 오직 예시의 목적으로 더 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 캡슐의 제1 실시예의 단면도.
도 2는 도 1의 세부의 확대도.
도 3은 음료 조제기의 봉쇄 부재와 함께 도 1의 캡슐의 개략도.
도 4는 도 3의 세부의 확대도.
도 5는 봉쇄 부재가 폐쇄 위치에 있는 상태에서의, 도 3의 배열의 개략도.
도 6은 도 5의 세부의 확대도.
도 7은 본 발명에 따른 캡슐의 추가 실시예의 사시도.
도 8은 음료 조제기 내로 삽입된 후의, 도 7의 캡슐의 일부분을 통한 개략 단면을 도시하는 도면.
도 9는 본 발명에 따른 캡슐의 추가 실시예의 사시도.
도 10은 음료 조제기 내로 삽입된 후의, 도 9의 캡슐의 일부분을 통한 개략 단면을 도시하는 도면.

도 3은 본 발명에 따른 음료 조제 시스템의 일부분을 개략적으로 도시한다. 음료 조제 시스템은 음료 조제기 및 캡슐(1)을 포함한다.

도 1 및 도 2는 음료 조제기와 함께 사용하기 위한 본 발명에 따른 캡슐(1)의 제1 실시예를 도시한다. 캡슐(1)은 아래에서 더 상세히 기술될 것이지만, 전반적인 형태가 일 단부에 있는 기부(42), 및 덮개(41)에 의해 폐쇄되는 반대편 단부를 향해 기부(42)로부터 연장되는 측벽(43)을 갖는 컵-형상 몸체(40)일 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 음료 조제기는 봉쇄 부재(2) 및 캡슐 홀더(20)를 포함한다. 봉쇄 부재(2)는 음료 조제기 내로의 캡슐(1)의 삽입을 허용하는 개방 위치와, 아래에서 기술될 방식으로 봉쇄 부재가 캡슐 홀더(20)에 대항하여 캡슐(1)과 밀봉식으로 맞물리는 폐쇄 위치 사이에서 캡슐 홀더(20)에 대해 선택적으로 이동가능하다.

봉쇄 부재(2)는 당업계에 잘 알려진 통상적인 기구에 의해 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 이동될 수 있다. 예를 들어, 수단은 수동으로 이동가능한 레버에 의해 작동되는 기계적 기구 또는 이동이 모터에 의해 구동되는 자동 또는 반자동 기구를 포함할 수 있다. 봉쇄 부재(2)는 캡슐 홀더(20)가 정지 상태로 유지되는 동안에 이동될 수 있다. 대안적으로, 봉쇄 부재(2)는 정지 상태로 유지될 수 있고 캡슐 홀더(20)가 이동될 수 있다. 추가의 대안적인 배열에서, 봉쇄 부재(2) 및 캡슐 홀더(20) 둘 모두가 개방 및 폐쇄 작동들 동안에 이동될 수 있다.

폐쇄 위치에서의 봉쇄 부재(2) 및 캡슐 홀더(20)는 함께, 분배 작동 동안에 캡슐(1)을 유지하기 위한 리셉터클(3)을 한정한다.

음료 조제기는 첨부 도면에 도시되어 있지 않지만, 음료 조제기의 기술분야에서 잘 알려진 다른 통상적인 요소들을 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 음료 조제기는 내부 저장조와 같은 수성 매체를 저장하기 위한 설비, 또는 상수도 물과 같은 수성 매체의 외부 공급원에의 연결을 위한 설비를 포함할 수 있다. 수성 매체는 전형적으로 물일 것이다. 캡슐(1)에 가압된 상태의 수성 매체를 공급하기 위해 펌프 또는 등가물이 제공될 수 있다. 수성 매체는 전형적으로 최대 9 내지 14 bar의 압력으로 공급될 것이다. 수성 매체를 요구되는 온도로 가열하기 위하여 히터가 제공될 수 있다. 히터는 저장조(존재하는 경우) 내의 수성 매체를 가열할 수 있거나, 수성 매체가 리셉터클(3)까지 도관을 통해 또는 써모블록(thermoblock) 위로 지나감에 따라 요구되는 대로 수성 매체를 가열할 수 있다. 음료 조제기는 수성 매체가 캡슐(1)에 유입되어 캡슐 내의 음료 성분들과 상호작용하게 하도록 캡슐(1)의 기부(42)를 천공하기 위한 기부 천공 수단을 포함할 수 있다. 대안적으로, 캡슐(1)에는 리셉터클(3)로부터 캡슐(1) 내로의 수성 매체의 유입을 허용하도록 하나 이상의 미리-형성된 개구가 제공될 수 있다.

봉쇄 부재(2)는 환형 림의 형태인 선단 에지(23), 리셉터클(3)에 대면하는 내측 면(25) 및 외부에 대면하는 외측 면(24)을 갖는 환형 요소(22)를 포함하는, EP 1700548호에 기술된 유형의 것일 수 있다. 선단 에지(23)에는 EP 1700548호에 교시된 바와 같은 복수의 홈들이 제공될 수 있다. 봉쇄 부재(2)의 상단부(도시되지 않음)가 수성 매체의 공급원에 결합될 수 있고, 사용 시에 캡슐(1)의 기부(42)를 천공하도록 의도된 하나 이상의 천공 요소를 위한 장착부를 제공할 수 있다.

캡슐 홀더(20)는 캡슐(1)의 덮개(41)를 인열시켜 천공하도록 설계된 릴리프 요소(relief element)(21)를 포함하는, EP 1700548호에 기술된 유형의 것일 수 있다. 덮개(41)의 인열은 수성 매체를 유입시킴으로써 유발되는 캡슐(1)의 내부 가압에 기인하여 발생할 수 있다. 릴리프 요소(21)는 포일 부재의 부분적인 인열을 유발시킬 수 있는 임의의 돌출 형상, 예컨대 피라미드, 니들(needle), 범프(bump), 원통 또는 기다란 리브(rib)를 가질 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 제1 실시예의 캡슐(1)은 음료 성분 또는 음료 성분들의 혼합물로 채워질 수 있는 음료 성분 챔버(50)를 함께 둘러싸는 컵-형상 몸체(40) 및 덮개(41)를 포함한다. 비-제한적인 예로서, 음료 성분은 로스팅된 분말 커피를 포함할 수 있다.

예시된 예에서, 컵-형상 몸체(40)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어진다. 그러나, 다른 재료가 이용될 수 있다. 컵-형상 몸체(40)는 기부(42) 및 측벽(43)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 예컨대 견부(shoulder)(57)의 형태로, 기부(42)와 측벽(43) 사이의 접합부에 기하학적 불연속부가 존재할 수 있다. 대안적으로, 기부(42) 및 측벽(43)은 매끄러운 기하학적 전이부를 가질 수 있다.

컵-형상 몸체(40)는 80 내지 500 마이크로미터 범위의 두께를 가질 수 있다. 재료의 두께는 컵-형상 몸체(40) 전체에 걸쳐 변할 수 있다. 도시된 예에서, 두께는 120 마이크로미터이다.

측벽(43)은 확개된 형상을 가질 수 있는데, 여기서 덮개 단부에서의 캡슐의 직경은 기부(42)에서보다 더 크다. 확개된 형상은, 예를 들어 캡슐(1)의 외부로부터 볼 때 오목하게 만곡된 적어도 일부분을 갖도록 측벽(43)을 구성함으로써 달성될 수 있다.

측벽(43)의 전체 축방향 길이부가 확개될 수 있는데, 예를 들어 오목하게 만곡될 수 있다. 대안적으로, 기부(42)에서 멀리 있는 확개된 섹션(45)만이 확개될 수 있다. 예를 들어, 확개된 섹션(45)은 캡슐의 종방향 높이의 40 내지 80%, 바람직하게는 캡슐의 종방향 높이의 50 내지 70%의 거리에 걸쳐 연장될 수 있다. 일례에서, 확개된 섹션(45)은 캡슐의 종방향 높이의 대략 60%의 거리에 걸쳐 연장된다.

도 1에 도시된 예에서, 측벽(43)은 기부(42)의 근접한 절두 원추형 섹션(44) 및 기부(42)에서 멀리 있는 확개된 섹션(45)을 포함한다.

캡슐(1)에는 기부(42)로부터 먼 컵-형상 몸체(40)의 단부에 형성된 림(47)이 제공될 수 있다. 림(47)은 컵-형상 몸체(40)와 일체로 형성될 수 있다. 도시된 예에서, 림(47)은 측벽(43)의 말린 부분(48)에 의해 형성된다.

림(47)이 제공된 경우, 측벽(43)은 기하학적 형상에서 어떠한 급격한 각변화도 없이 만곡된 표면을 한정하도록 기부(42)로부터 림(47)까지 연장될 수 있다. 예를 들어, 확개된 섹션(45)으로부터 절두 원추형 섹션(44)(또는 다른 형상, 예컨대 원통형의 섹션)까지의, 예컨대 도 1에 도시된 것과 같은 지점(46)에서의, 임의의 전이부는 매끄럽게 구성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 캡슐(1)은 림(47)의 선택적 제공 이외에는 플랜지가 없을 수 있다. 다시 말해, 측벽(43)은 측벽(43)으로부터 실질적으로 수직으로 연장되는, 예를 들어 EP1700548호에 교시된 바와 같이 플랜지를 포함하지 않을 수 있다.

덮개(41)는 알루미늄, 알루미늄 합금, 또는 알루미늄을 함유하는 라미네이트로부터 형성될 수 있다. 덮개(41)는 측벽(43) 상에서의 봉쇄 부재(2)의 선단 에지(23)의 사용 시의 접촉점의 반경방향 내측 및 그 위의 위치(58)에서 측벽(43)에 밀봉될 수 있다. 예를 들어, 덮개(41)는 림(47)의 높이의 두배인 측벽(43)의 말단 단부로부터 소정 거리에 위치될 수 있다. 도시된 예에서, 림(47)은 1.35 mm의 높이를 가질 수 있다. 결과적으로, 덮개(41)는 측벽(43)의 말단 단부(이는 이 경우에서 림(47)의 최하부 에지와 동일시됨) 위의 2.7 mm에 위치될 수 있다. 이는, 시일의 유체-기밀성에 악영향을 미칠 수 있는 캡슐 홀더(20)와 선단 에지(23) 사이 내에서의 음료 성분들을 포획하도록 봉쇄 부재(2)가 캡슐(1)에 접근하지 않음을 보장하는 것을 돕는다. 이를 달성하기 위하여, 덮개(41)는 측벽(43)의 확개된 섹션(45)에 밀봉될 수 있고, 종래 기술에서와 같이 측벽에 실질적으로 수직으로 연장되는 플랜지에는 밀봉될 수 없다.

측벽(43)은 덮개(41)가 측벽(43)에 밀봉되는 위치(58)를 지나 연장되는 말단 부분(59)을 포함할 수 있다. 말단 부분(59)은 존재하는 경우 림(47)의 말린 부분(48)을 포함할 수 있다.

음료 조제 시스템의 사용 시, 봉쇄 부재(2)는 먼저 개방 위치로 이동되고, 캡슐(1)은 캡슐 홀더(20)와 봉쇄 부재(2) 사이 내의 위치로 삽입된다. 음료 조제기의 설계에 따라, 캡슐(1)은 중력에 의해 또는 수동 배치에 의해 또는 이들의 조합에 의해 삽입될 수 있다. 게다가, 초기 삽입은, 봉쇄 부재(2)의 후속 이동이 캡슐(1)을 봉쇄 부재와 함께 캡슐 홀더(20)와의 맞물림 상태로 이동시키도록, 봉쇄 부재(2)에 근접하여 캡슐(1)을 배치할 수 있다. 대안적으로, 초기 삽입은, 봉쇄 부재(2)의 폐쇄 동안에 캡슐(1)이 실질적으로 정지하여 유지되도록, 캡슐 홀더(20)에 근접하여 캡슐(1)을 배치할 수 있다.

봉쇄 부재(2)는 이어서 봉쇄 부재(2)를 캡슐(1)과 밀봉식으로 맞물리게 하도록 폐쇄된다. 이 단계 동안에, 캡슐(1)의 기부(42)는 봉쇄 부재(2)의 천공 요소에 의해 천공될 수 있다.

가압된 수성 매체는 이어서 캡슐(1) 내로 유동되어 음료 성분들과의 상호작용으로부터 음료를 제조한다. 이 단계 동안에, 음료 성분 챔버(50)의 내부 가압은 덮개(41)가 캡슐 홀더(20)의 릴리프 요소(21)에 대항하여 외향으로 변형되게 하여, 캡슐(1)로부터 음료를 위한 출구 경로를 개방하는 덮개(41)의 적어도 부분적인 인열을 초래한다.

이어서, 음료가 소비를 위해 출력된다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 캡슐 홀더(20)에 대하여 봉쇄 부재(2)를 폐쇄하는 단계 동안에, 캡슐(1)의 측벽(43)은 봉쇄 부재(2)와 접촉됨으로써, 측벽(43)을 좌굴시켜 봉쇄 부재(2)에 걸쳐 있는 밸리 구역(51)을 생성한다. 밸리 구역(51)은 봉쇄 부재(2)와 측벽(43) 사이에서 적어도 하나의 밀봉 경계부를 형성한다.

환형 요소(22)의 선단 에지(23)와 캡슐(1) 사이의 접촉점은 측벽(43)의 확개된 섹션(45) 상에 있다. 중요하게는, 접촉점은, 측벽(43)이 캡슐 홀더(20)에 대항하여 물리기 전에 밸리 구역(51)의 형성을 허용할 정도로 측벽(43)이 캡슐 홀더(20)를 향해 충분히 하향으로 변형될 여유가 있도록, 캡슐 홀더(20)로부터 축방향으로 이격된 측벽(43) 상의 지점에 있다. 측벽(43)의 좌굴 및 유도된 이동은 측벽(43)이 소성 변형을 겪게 한다. 특히, 측벽(43)이 하향으로 변형됨에 따라, 측벽(43)은 봉쇄 부재(2)의 선단 에지(23)에 걸쳐 소성 인발될 수 있고, 이는 측벽(43)의 재료가 선단 에지(23)의 홈들에 밀착 정합되도록 조장한다. 따라서, 밸리 구역(51)은 봉쇄 부재(2)의 선단 에지(23)와 밀봉 경계부를 형성할 수 있다.

밸리 구역(51)의 형성은 또한, 봉쇄 부재(2)가 폐쇄 위치에 도달한 때 봉쇄 부재의 외부에 위치되는 리지 구역(52)을 형성할 수 있다. 도 6에 가장 명확하게 도시된 바와 같이, 리지 구역(52)은 환형 요소(22)의 외측 면(24)에 인접한 내측 벽(54) 및 봉쇄 부재(2)로부터 멀리 향하는 외측 벽(55)을 갖는 환형 특징부를 포함할 수 있다. 리지 구역(52)의 정점(53)은 캡슐(1)의 기부(42)를 향해 다시 지향된다. 변형 동안의 리지 구역(52)의 재료의 압축은 리지 구역(52)의 정점(53) 및/또는 내측 벽(54)이 외측 면(24)에 대항하여 내향으로 가압되게 하여 봉쇄 부재(2)와 밀봉 경계부를 형성하게 할 수 있다.

또한, 밸리 구역(51)의 형성은 또한 봉쇄 부재(2)의 내측 면(25) 상에 외향 압력이 측벽(43)에 의해 가해지게 하여 추가의 밀봉 경계부를 형성할 수 있다.

캡슐(1)이 중합체 층을 갖는 위에서 논의된 라미네이트 재료로부터 형성된 측벽(43)을 포함하는 경우, 봉쇄 부재(2)의 폐쇄는 위에서 언급된 밀봉 경계부들 중 어느 하나를 형성할 때 라미네이트 재료의 적어도 중합체 층을 압축할 수 있다. 중합체 층의 압축은 선단 에지(23)의 형상에 대한 측벽(43)의 정합을 도울 수 있다. 특히, 중합체 층은 선단 에지에서의 홈들의 존재에 기인하여 일어나는 임의의 간극의 채움을 도울 수 있다. 바람직하게는, 중합체 층은 선단 에지(23)가 직접 접촉하도록 외향으로 지향된다. 게다가, 사용 동안에, 리셉터클(3)을 통과한 고온수는 중합체 층의 재료를 약간 연화시키도록 작용할 수 있다. 그러한 연화는 봉쇄 부재(2)의 압축 로딩 하에 측벽(43)의 추가 변형으로 이어질 수 있다. 이 효과는 고온수가 통과하여 누설되게 하는 임의의 간극을 밀봉하는 경향을 가짐으로써 봉쇄 부재(2)와 캡슐(1) 사이에서 유체 시일을 보강하는 것을 도울 수 있다.

밸리 구역(51)의 형성은 또한 전형적으로, 삽입 이전의 캡슐의 높이에 대한 캡슐의 종방향 높이의 감소를 유발할 것이다.

도 7 내지 도 10은 본 발명에 따른 캡슐(1)의 추가 변형예를 도시한다. 제1 실시예와 이들 변형예의 대응 특징부들이 대응하는 참조 부호들에 의해 표시된다. 제1 실시예 및 이들 변형예의 특징부들은 필요에 따라 상호교환될 수 있다.

삽입 전에, 측벽(43)에는 신뢰성 있는 좌굴 및 밸리 구역(51)의 형성을 촉진하기 위하여 미리-선택된 구역이 제공된다. 미리-선택된 구역은 측벽(43)의 원주방향 라인 또는 밴드일 수 있다. 미리-선택된 구역은 봉쇄 부재(2)의 폐쇄 동안에 측벽의 신뢰성 있는 변형을 촉진하도록 미리-선택된 구역 내부의(또는 이에 인접하는) 측벽(43)의 강성, 강도, 연성 또는 다른 적합한 재료 특성을 변경함으로써 구성되거나 처리될 수 있다. 측벽(43)의 강성, 강도, 연성 또는 다른 적합한 재료 특성은 측벽의 재료의 가공 경화, 국부적 두꺼워짐, 주름짐, 스코링 또는 얇아짐 중 하나 이상에 의해 변경될 수 있다.

예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 가공 경화된 원주방향 밴드(49)가 측벽(43) 주위에 형성될 수 있다. 가공 경화는 측벽 재료를 주름지게 하고 주름제거하는 것에 의해 또는 다른 적합한 수단에 의해 달성될 수 있다.

가공 경화된 밴드에 대한 대안은 도 9에 도시된 바와 같이 재료의 증가된 두께 또는 대안적으로 얇아진 섹션(49')의 구역이 제공된 측벽(43); 측벽(43) 내에 새김선(score line)이 제공된 측벽(43); 또는 인발 전 또는 후에 열처리에 처해진 측벽의 섹션을 포함한다.

봉쇄 부재(2)의 폐쇄 동안에, 가공 경화된 밴드(49)는 측벽(43)의 인접 구역들보다 좌굴에 더 잘 견딘다. 따라서, 도 8에 도시된 바와 같이, 리지 구역(63)의 정점(67)은 가공 경화된 밴드(49)와 측벽(43)의 인접 부분 사이의 경계부에 신뢰성 있게 형성될 것이다. 유사한 메커니즘이 측벽(43)의 국부적인 두꺼워진 부분이 제공된 곳에서 일어난다. 역으로, 측벽(43)이 예를 들어 얇아진 섹션(49') 또는 스코링에 의해 국부적으로 약화된 경우, 이 지점에서 좌굴이 촉진된다. 결과적으로, 리지 구역의 정점(67)은 도 10에 도시된 바와 같이 얇아진 섹션(49') 내의/새김선에서의 재료에 의해 신뢰성 있게 형성될 것이다.

Claims (51)

1. 음료 제조 시스템으로서,
   음료 성분들을 수용하는 캡슐(1); 및
   음료 조제기를 포함하고,
   캡슐(1)은 컵-형상 몸체(40) 및 덮개(41)를 포함하며, 컵-형상 몸체(40)는 기부(42) 및 측벽(43)을 가지고, 덮개(41)는 컵-형상 몸체(40)에 밀봉되며,
   캡슐(1)은 음료 성분들과의 상호작용으로부터 음료를 제조하기 위하여, 가압된 액체가 캡슐(1)을 통해 유동되게 하도록 음료 조제기 내로 삽입되게 설계되고,
   음료 조제기는 봉쇄 부재(enclosing member)(2)를 갖고, 봉쇄 부재(2)는 음료 조제기 내로의 캡슐(1)의 삽입을 허용하는 개방 위치와 봉쇄 부재(2)가 캡슐(1)과 밀봉식으로 결합하는 폐쇄 위치 사이에서 선택적으로 이동 가능하도록 구성되며,
   측벽(43)은 폐쇄 위치로의 봉쇄 부재(2)의 이동 시에 봉쇄 부재(2)와 접촉되어 측벽(43)을 좌굴시켜 봉쇄 부재(2)에 걸쳐 있는(bridging) 밸리 구역(valley zone)(51)을 형성하도록 치수 설정되고,
   측벽(43)은 상기 밸리 구역(51)이 봉쇄 부재(2)와 측벽(43) 사이에서 적어도 하나의 밀봉 경계부(interface)를 형성하도록 구성되는, 음료 제조 시스템.
2. 제1항에 있어서, 밸리 구역(51)은 봉쇄 부재(2)의 선단 에지(leading edge)(23)와 밀봉 경계부를 형성하는, 음료 제조 시스템.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 측벽(43)은 봉쇄 부재(2)의 폐쇄 동안에 측벽(43)이 봉쇄 부재(2)의 선단 에지(23)에 걸쳐 소성 인발되도록(plastically drawn) 구성되는, 음료 제조 시스템.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 밸리 구역(51)은 음료 조제기 부분의 캡슐 홀더에 대항하여 물리도록(nipped) 구성되는, 음료 제조 시스템.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 측벽(43)은 상기 좌굴 동안에 소성 변형을 겪도록 구성되는, 음료 제조 시스템.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 측벽(43)은 측벽(43)의 좌굴에 이어서, 측벽(43)이 봉쇄 부재(2) 외부에 위치되는 리지(ridge) 구역(52)을 한정하도록 구성되고, 리지 구역(52)은 봉쇄 부재(2)의 외측 면과 밀봉 경계부를 형성하도록 봉쇄 부재(2)의 외측 면에 대항하여 내향으로 가압되도록 구성되는, 음료 제조 시스템.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 삽입 전에, 측벽(43)은 확개된(flared) 형상을 갖는, 음료 제조 시스템.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 캡슐(1)은 기부(42)로부터 먼 컵-형상 몸체(40)의 단부에 형성된 림(rim)(47)을 포함하고, 림(47)은 컵-형상 몸체(40)와 일체로 형성되는, 음료 제조 시스템.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 삽입 전에, 캡슐(1)은 림(47)의 선택적 제공 이외에는 플랜지가 없는(flangeless), 음료 제조 시스템.
10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 삽입 전에, 측벽(43)은 기하학적 형상에서 어떠한 급격한 각변화(angular change)도 없이 만곡된 표면을 한정하도록 기부(42)로부터 림(47)까지 연장되는, 음료 제조 시스템.
11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 삽입 전에, 측벽(43)은 측벽(43)의 신뢰성 있는 변형을 촉진하도록 구성되거나 처리되어진 미리-선택된 구역을 포함하는, 음료 제조 시스템.
12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 삽입 전에, 측벽(43)은 기부(42)에 근접한 절두 원추형 섹션 및 기부(42)에서 멀리 있는 확개된 섹션을 포함하며, 확개된 섹션은 캡슐(1)의 종방향 높이의 40 내지 80%의 거리에 걸쳐 연장되는, 음료 제조 시스템.
13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 덮개(41)는 측벽(43) 상에서의 봉쇄 부재(2)의 선단 에지(23)의 사용 시의 접촉점의 반경방향 내측의 위치에서 측벽(43)에 밀봉되고, 측벽(43)은 덮개(41)가 측벽(43)에 밀봉되는 위치를 지나 연장되는 말단 부분(distal portion)을 포함하는, 음료 제조 시스템.
14. 제1항 또는 제2항에 있어서, 봉쇄 부재(2)의 선단 에지(23)는 복수의 홈(groove)들 또는 만입부(indentation)들을 포함하고, 측벽(43)은 측벽(43)의 소성 변형이 측벽(43)을 홈들 또는 만입부들에 정합시켜 효과적인 시일(seal)을 제공하도록 구성되는, 음료 제조 시스템.
15. 음료를 조제하기 위한 캡슐(1)로서,
    캡슐(1)은 컵-형상 몸체(40) 및 덮개(41)를 포함하고,
    컵-형상 몸체(40)는 기부(42) 및 측벽(43)을 가지고, 덮개(41)는 컵-형상 몸체(40)에 밀봉되며,
    캡슐(1)은 음료 성분들과의 상호작용으로부터 음료를 제조하기 위하여, 가압된 액체가 캡슐(1)을 통해 유동되게 하도록 음료 조제기 내로 삽입되게 설계되고,
    음료 조제기는 봉쇄 부재(2)를 갖는 유형의 것이고, 봉쇄 부재(2)는 음료 조제기 내로의 캡슐(1)의 삽입을 허용하는 개방 위치와 봉쇄 부재(2)가 캡슐(1)과 밀봉식으로 결합하는 폐쇄 위치 사이에서 선택적으로 이동 가능하도록 구성되며,
    측벽(43)은 폐쇄 위치로의 봉쇄 부재(2)의 이동 시에 봉쇄 부재(2)와 접촉되어 측벽(43)을 좌굴시켜 봉쇄 부재(2)에 걸쳐 있는 밸리 구역(51)을 형성하도록 치수 설정되고,
    측벽(43)은 상기 밸리 구역(51)이 봉쇄 부재(2)와 측벽(43) 사이에서 적어도 하나의 밀봉 경계부를 형성하도록 구성되는, 캡슐.
16. 제15항에 있어서, 측벽(43)은 상기 좌굴 동안에 소성 변형을 겪도록 구성되는, 캡슐.
17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 측벽(43)은 확개된 형상을 갖는, 캡슐.
18. 제15항 또는 제16항에 있어서, 캡슐(1)은 기부(42)로부터 먼 컵-형상 몸체(40)의 단부에 형성된 림(47)을 포함하고, 림(47)은 컵-형상 몸체(40)와 일체로 형성되는, 캡슐.
19. 제15항 또는 제16항에 있어서, 측벽(43)은 기하학적 형상에서 어떠한 급격한 각변화도 없이 만곡된 표면을 한정하도록 기부(42)로부터 림(47)까지 연장되는, 캡슐.
20. 제15항 또는 제16항에 있어서, 측벽(43)은 측벽(43)의 신뢰성 있는 변형을 촉진하도록 구성되거나 처리되어진 미리-선택된 구역을 포함하는, 캡슐.
21. 제15항 또는 제16항에 있어서, 캡슐(1)은 림(47)의 선택적 제공 이외에는 플랜지가 없는, 캡슐.
22. 제15항 또는 제16항에 있어서, 측벽(43)은 기부(42)에 근접한 절두 원추형 섹션 및 기부(42)에서 멀리 있는 확개된 섹션을 포함하며, 확개된 섹션은 캡슐(1)의 종방향 높이의 40 내지 80%의 거리에 걸쳐 연장되는, 캡슐.
23. 제15항 또는 제16항에 있어서, 덮개(41)는 측벽(43) 상에서의 봉쇄 부재(2)의 선단 에지(23)의 사용 시의 접촉점의 반경방향 내측의 위치에서 측벽(43)에 밀봉되고, 측벽(43)은 덮개(41)가 측벽(43)에 밀봉되는 위치를 지나 연장되는 말단 부분을 포함하는, 캡슐.
24. 제15항 또는 제16항에 있어서, 컵-형상 몸체(40)는 알루미늄, 알루미늄 합금, 또는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성된 적어도 하나의 층을 포함하는 라미네이트(laminate)로부터 형성되는, 캡슐.
25. 제15항 또는 제16항에 있어서, 덮개(41)는 알루미늄, 알루미늄 합금, 또는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성된 적어도 하나의 층을 포함하는 라미네이트로부터 형성되는, 캡슐.
26. 음료 조제 방법으로서,
    - 제15항 또는 제16항에 청구된 캡슐(1)을 제공하는 단계;
    - 봉쇄 부재(2)를 갖는 음료 조제기를 제공하는 단계;
    - 봉쇄 부재(2)를 개방 위치로 이동시키는 단계;
    - 음료 조제기 내로 캡슐(1)을 삽입하는 단계;
    - 봉쇄 부재(2)를 캡슐(1)과 밀봉식으로 맞물리게 하도록 봉쇄 부재(2)를 폐쇄시키는 단계;
    - 음료 성분들과의 상호작용으로부터 음료를 제조하도록 캡슐(1)을 통해 가압된 액체를 유동시키는 단계; 및
    - 소비를 위한 음료를 출력하는 단계를 포함하고,
    봉쇄 부재(2)의 폐쇄 시에, 캡슐(1)의 측벽(43)은 봉쇄 부재(2)와 접촉됨으로써 측벽(43)을 좌굴시켜 봉쇄 부재(2)에 걸쳐 있는 밸리 구역(51)을 생성하며,
    상기 밸리 구역(51)은 봉쇄 부재(2)와 측벽(43) 사이에서 적어도 하나의 밀봉 경계부를 형성하는, 음료 조제 방법.
27. 제26항에 있어서, 측벽(43)은 상기 좌굴 동안에 소성 변형을 겪는, 음료 조제 방법.
28. 제26항에 있어서, 밸리 구역(51)은 봉쇄 부재(2)의 선단 에지(23)와 밀봉 경계부를 형성하고, 측벽(43)은 봉쇄 부재(2)의 선단 에지(23)에 걸쳐 소성 인발되는, 음료 조제 방법.
29. 제26항에 있어서, 측벽(43)의 좌굴은 봉쇄 부재(2) 외부에 위치되는 리지 구역(52)을 형성하고, 리지 구역(52)은 봉쇄 부재(2)의 외측 면과 밀봉 경계부를 형성하도록 봉쇄 부재(2)의 외측 면에 대항하여 내향으로 가압되는, 음료 조제 방법.
30. 제26항에 있어서, 봉쇄 부재(2)의 선단 에지(23)는 복수의 홈들 또는 만입부들을 포함하고, 측벽(43)은 소성 변형되어 측벽을 홈들 또는 만입부들에 정합시켜 효과적인 시일을 제공하는, 음료 조제 방법.
31. 삭제
32. 삭제
33. 삭제
34. 삭제
35. 삭제
36. 삭제
37. 삭제
38. 삭제
39. 삭제
40. 삭제
41. 삭제
42. 삭제
43. 삭제
44. 삭제
45. 삭제
46. 삭제
47. 삭제
48. 삭제
49. 삭제
50. 삭제
51. 삭제

Images