KR102126155B1 - 음료 제조용 캡슐 - Google Patents

Abstract

본 발명은 캡슐 내에 추출 유체 주입시 알루미늄재질의 멤브레인에 통과구멍을 형성하고 멤브레인의 통과구멍을 통과한 액체 추출물을 배출구로 유도하는 기능을 수행하기 위한 플레이트를 캡슐몸체에 일체적으로 형성함으로써, 하나의 금형으로 캡슐몸체와 플레이트를 함께 제작할 수 있어, 이들을 제작하기 위한 금형 비용을 절감할 수 있고, 뿐만 아니라 부품수를 감소시켜 캡슐의 제조시 조립공정을 간소화함으로써 조립성 및 생산성을 향상시킬 수 있는 음료 제조용 캡슐을 제공한다. 본 발명의 음료 제조용 캡슐은, 상단이 개방되고 하부에 액체 추출물을 배출하기 위한 배출구가 형성된 캡슐몸체; 상기 캡슐몸체의 상단을 밀봉하도록 고정되는 덮개; 상기 캡슐몸체 내부에 설치되어 식품물질 베드를 유지하기 위한 챔버; 및 상기 챔버 하부에 고정되어 캡슐몸체의 하단을 밀봉하는 알루미늄 재질의 멤브레인을 포함하며, 상기 캡슐몸체의 내측 바닥면에 상기 멤브레인 저면과 접하는 밀착면을 형성하고, 상기 밀착면에 소정의 패턴형상으로 홈부를 형성하여, 상기 홈부와 홈부를 제외한 나머지 밀착면에 의해 상기 멤브레인에 통과구멍을 형성하기 위한 돌출부가 캡슐몸체에 일체적으로 형성되게 하며, 상기 홈부는 캡슐몸체의 배출구와 연결구멍으로 연통시켜 액체 추출물을 배출구로 유도하는 통로 기능을 겸하도록 된 것이다.

Description

음료 제조용 캡슐{CAPSULE FOR PREPARATION OF BEVERAGE}

본 발명은 음료 제조용 캡슐에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압력하의 유체(대부분 온수)를 캡슐 내에 도입함으로써 음료(차, 커피, 허브차, 우유, 초콜릿 등)의 즉석으로 제조하기 위하여 미리 결정된 일회용의 분량으로 농축된 식품물질 베드(예를 들어, 분말, 과립 또는 잎(leaves)의 형태)로부터 음료를 제조하기 위한 캡슐에 관한 것이다.

커피 또는 다른 우려낸 액체를 위한 캡슐 또는 포드(pod)의 분야에서, 우려내거나 또는 용해되어야 하는 식품물질 베드를 포함하는 캡슐을 통하여 압력하의 온수를 통과시켜서 우려낸 즙을 제조하기에 적절한 디스펜서 그룹(dispenser group)이 설치된 자동 또는 반자동 장치가 공지되어 있다. 그러한 공지된 캡슐들의 예는 미국 특허공개공보 제2010-260896호, 국제 공개특허공보 제2015/008309호 및 미국 등록특허 제5,221,028호에 설명되어 있다.

이러한 장치들의 공통적인 작동 원리는 캡슐을 폐쇄하는 덮개의 천공을 제공하여 인퓨저(infuser) 그룹에 의한 압력하에 온수 유동을 도입할 수 있게 하는 것이다. 캡슐 안에 포함된 식품물질 베드의 우려냄을 얻은 이후에, 우려낸 음료는 캡슐 밖으로 유동하고 장치에 의하여 컵 또는 최종 컨테이너로 배출된다.

이러한 음료 제조용 캡슐의 종래기술로서, 공개특허공보 제10-2013-0140038호의 '음료의 제조용 캡슐'이 알려져 있다.

상기의 종래기술은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 캡슐(1)을 기계(도면에 도시하지 않음)에 놓음으로써 주입이 실시되는 것으로, 상기 기계는 니들(2)을 포함하고, 상기 니들(2)을 통해 추출 유체가 압력(화살표로 도시됨) 하에 펌핑되고, 캡슐(1) 내에 주입된다.

캡슐(1)은 캡슐몸체(3)와 상부 덮개(4)를 포함하고, 상기 덮개(4)는 캡슐몸체(3) 상단을 밀봉하도록 고정된다. 덮개(4)는 액체 및 기체에 대해 불투과성이고, 니들(2)에 의해 천공 가능한 재질로 되어 있다.

캡슐(1)은 추출될 적어도 하나의 식품물질 베드(6)를 포함하는 챔버(5)를 추가적으로 포함한다. 챔버(5)는 식품물질 베드(6)를 유지하기 위한 하부막(12)과 상부막(13)을 포함한다. 하부막(12)과 상부막(13)은 식품물질 베드(6)가 통과할 수 없는 작은 구멍이 형성된 필터 페이퍼 또는 부직포로 제조된다.

또한 챔버(5) 하부에는 캡슐(1)의 하부에서 가장자리(8)에 부착되어 덮개(4)와 함께 챔버(5)를 외부와 차단하는 천공가능한 알루미늄재질의 멤브레인(7)과, 멤브레인(7) 하부에 위치하여 추출 유체 주입시 멤브레인(7)에 통과구멍(7a)(도 3 참조)을 형성함으로써 캡슐(1) 내부에서 생성된 액체 추출물이 상기 통과구멍(7a)을 통해 배출되도록 하는 플레이트(10)가 설치되고, 플레이트(10) 상면에는 피라미드 형태의 핀(9)이 돌출되어 있다.

따라서 도 3에서와 같이 캡슐(1) 내에 추출 유체 주입시 내부 압력 증가에 의해 멤브레인(7)이 플레이트(10)에 밀착되면, 이 밀착력에 의해 핀(9)이 멤브레인(7)에 통과구멍(7a)을 형성하고, 멤브레인(7)에 형성된 통과구멍(7a)을 통과한 액체 추출물은 캡슐몸체(3)의 안쪽면에 접촉하는 플레이트(10)의 하부둘레면에 형성한 통로(10a)(도 2 참조)에 의해 유도되어 캡슐몸체(3) 하부의 배출구(11)를 통해 제조된 액체 음료가 흐를 수 있게 되어 있다.

그러나, 상기와 같은 종래기술은 캡슐(1) 내에 추출 유체 주입시 알루미늄재질의 멤브레인(7)에 통과구멍(7a)을 형성하기 위한 핀(9)과, 멤브레인(7)의 통과구멍(7a)을 통과한 액체 추출물을 배출구(11)로 유도하기 위한 통로(10a)가 플레이트(10)에 일체적으로 구비되고, 플레이트(10)는 별개의 부품으로 제작되어 캡슐몸체(3)에 조립되었던 것으로, 캡슐몸체(3)와 플레이트(10)를 각각 별개로 제작해야 하므로, 이들을 각각 제작하기 위한 금형 비용이 상승될 뿐만 아니라, 부품수가 증가되어 캡슐의 제조시 조립공정수를 증가시켜 조립성 및 생산성을 저하시키는 문제가 있다.

또한, 멤브레인(7)에 통과구멍(7a)을 형성하기 위한 핀(9)은 플레이트(10)의 상면에 일체로 형성되고, 멤브레인(7)의 통과구멍(7a)을 통과한 액체 추출물을 배출구(11)로 유도하는 통로(10a)는 플레이트(10)의 하부둘레면에 일체적으로 형성되어 제각기 별개의 기능을 수행하도록 되어 있기 때문에, 핀(9)의 형상과 통로(10a)의 형상을 플레이트(10) 상면과 하부바깥면에 각각 형성하기 위한 금형 설계가 복잡해져 금형 제작이 어렵고 제작 비용도 상승하는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 캡슐 내에 추출 유체 주입시 알루미늄재질의 멤브레인에 통과구멍을 형성하고 멤브레인의 통과구멍을 통과한 액체 추출물을 배출구로 유도하는 기능을 수행하기 위한 플레이트를 캡슐몸체에 일체적으로 형성함으로써, 하나의 금형으로 캡슐몸체와 플레이트를 함께 제작할 수 있어, 이들을 제작하기 위한 금형 비용을 절감할 수 있고, 뿐만 아니라 부품수를 감소시켜 캡슐의 제조시 조립공정을 간소화함으로써 조립성 및 생산성을 향상시킬 수 있는 음료 제조용 캡슐을 제공하는데 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은, 멤브레인에 통과구멍을 형성하기 위한 핀의 기능과 멤브레인의 통과구멍을 통과한 액체 추출물을 배출구로 유도하는 기능을 수행하기 위한 구성을 단일화하여 캡슐몸체를 사출성형하기 위한 금형의 설계를 단순화하고, 이로써 금형 제작을 쉽게 할 수 있고 제작 비용도 절감할 수 있는 음료 제조용 캡슐을 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 상단이 개방되고 하부에 액체 추출물을 배출하기 위한 배출구가 형성된 캡슐몸체; 상기 캡슐몸체의 상단을 밀봉하도록 고정되는 덮개; 상기 캡슐몸체 내부에 설치되어 식품물질 베드를 유지하기 위한 챔버; 및 상기 챔버 하부에 고정되어 캡슐몸체의 하단을 밀봉하는 알루미늄 재질의 멤브레인을 포함하는 음료 제조용 캡슐에 있어서, 상기 캡슐몸체의 내측 바닥면에 상기 멤브레인 저면과 접하는 밀착면을 형성하고, 상기 밀착면에 소정의 패턴형상으로 홈부를 형성하여, 상기 홈부와 홈부를 제외한 나머지 밀착면에 의해 상기 멤브레인에 통과구멍을 형성하기 위한 돌출부가 캡슐몸체에 일체적으로 형성되게 하며, 상기 홈부는 캡슐몸체의 배출구와 연결구멍으로 연통시켜 액체 추출물을 배출구로 유도하는 통로 기능을 겸하도록 된 음료 제조용 캡슐에 특징이 있다.

또한 상기 본 발명에 있어서, 홈부는 중앙부에서부터 점차 커지는 동심원 형태의 제1 내지 제5 원형홈과, 상기 제1 내지 제5 원형홈 사이를 각각 연결하는 제1 내지 제4 연결홈으로 이루어지고, 상기 연결구멍은 중앙부쪽의 제1 원형홈과 배출구 사이에 원주방향을 따라 복수개 형성되며, 상기 제1 내지 제4 원형홈 사이를 각각 연결하는 제1 내지 제3 연결홈은 폭을 좁게하여 원주방향을 따라 다수개 형성되고, 제4 원형홈과 제5 원형홈을 연결하는 제4 연결홈은 폭이 좁은 소연결홈을 다수개 형성한 소연결홈군과 폭을 넓은 단일의 대연결홈을 원주방향을 따라 교대로 형성하여 이루어진 음료 제조용 캡술에 특징이 있다.

또한 상기 본 발명에 있어서, 제1 원형홈과 제2 원형홈을 연결하는 제1 연결홈은 중심을 향하여 반경방향으로 형성하고, 제2 내지 제4 원형홈을 연결하는 제2 및 제3 연결홈은 상기 반경방향에 대하여 경사지게 형성하며, 상기 제2 연결홈의 경사방향은 제3 연결홈의 경사방향과 반대방향이 되도록 형성한 음료 제조용 캡슐에 특징이 있다.

또한 상기 본 발명에 있어서, 상기 홈부는 중앙부에서부터 점차 커지는 동심원 형태의 제1 내지 제5 원형홈과, 상기 제1 내지 제5 원형홈 사이를 각각 연결하는 제1 내지 제4 연결홈으로 이루어지고, 상기 연결구멍은 중앙쪽의 제1 원형홈과 배출구 사이에 원주방향을 따라 복수개 형성되며, 상기 제1 내지 제4 원형홈 사이를 각각 연결하는 제1 내지 제3 연결홈은 폭을 좁게하여 원주방향을 따라 다수개 형성하고, 상기 제4 원형홈과 제5 원형홈을 연결하는 제4 연결홈은 폭을 넓게 하여 원주방향을 따라 다수개 형성하여, 상기 제1 내지 제5 원형홈과 제1 내지 제4 연결홈에 의해 형성되는 돌출부는, 제1 내지 제4 원형홈과 제1 내지 제3 연결홈에 의해 원주방향으로 길게 형성되어 원주방향으로 다수개 배치되는 제1 내지 제3 돌출부와, 제4 및 제5 원형홈과 제4 연결홈에 의해 반경방향으로 길게 형성되어 원주방향으로 다수개 배치되는 제4 돌출부로 이루어진 음료 제조용 캡슐에 특징이 있다.

또한 상기 본 발명에 있어서, 상기 홈부 중 폭이 좁은 제1 내지 제3 연결홈은 원주방향으로 서로 어긋나게 배치하여 제4 및 제5 원형홈과 제4 연결홈에서 제1 원형홈으로 흐르는 액체 추출물의 흐름을 지그재그 형태로 유도하도록 된 음료 제조용 캡슐에 특징이 있다.

또한 상기 본 발명에 있어서, 상기 멤브레인이 부착되는 캡슐몸체의 하부 가장자리에는 복수개의 요철부를 형성하여 부착력을 증가시키도록 된 음료 제조용 캡슐에 특징이 있다.

또한 상기 본 발명에 있어서, 제4 돌출부와 캡슐몸체의 내벽 사이에 복수개의 요홈부를 원주방향으로 형성하고, 상기 복수개의 연결구멍 사이 사이에 가이드돌기를 반경방향으로 형성한 음료 제조용 캡슐에 특징이 있다.

상기의 특징적 구성을 가지는 본 발명의 음료 제조용 캡슐에 의하면, 캡슐 내에 추출 유체 주입시 알루미늄재질의 멤브레인에 통과구멍을 형성하는 기능과, 멤브레인의 통과구멍을 통과한 액체 추출물을 배출구로 유도하는 기능이 밀착면과 홈부로 이루어지는 돌출부에 의해 수행되고, 돌출부는 캡슐몸체에 일체적으로 형성됨에 따라, 상기의 2가지 기능을 수행하기 위하여 별개의 부품으로 구성되는 플레이트가 구비된 종래 구성에 비하여 부품수를 감소시켜 캡슐의 제조시 조립공정을 간소화함으로써 조립성 및 생산성을 향상시키는 효과가 있다.

또한 본 발명은, 캡슐몸체의 바닥면에 일체적으로 형성한 돌출부에 의해 멤브레인에 통과구멍을 형성하는 기능과, 멤브레인의 통과구멍을 통과한 액체 추출물을 배출구로 유도하는 기능이 동시에 수행됨에 따라, 구성의 단일화로 캡슐몸체의 사출성형시 금형 설계를 단순화할 수 있어 금형 제작이 쉽고 비용도 절감하는 효과가 있다.

또한 본 발명은 멤브레인에 통과구멍을 형성하고, 멤브레인의 통과구멍을 통과한 액체 추출물을 배출구로 유도하는 돌출부의 형상이 특정의 패턴을 가지도록 구성함에 따라, 멤브레인의 통과구멍을 용이하게 형성함과 동시에, 액체 추출물을 배출구로 유도하는 흐름 압력을 감소시키는 효과가 있다.

도 1은 종래의 음료 제조용 캡슐을 나타낸 단면도.
도 2는 도 1에서 캡슐몸체와 플레이트를 나타낸 분리 사시도.
도 3은 도 1에서 액체 추출물 배출상태를 나타낸 주요부 확대 단면도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 음료 제조용 캡슐을 나타낸 단면도.
도 5는 도 4에서 캡슐몸체를 나타낸 부분 절결 사시도.
도 6은 도 5에 도시한 캡슐몸체의 내측 바닥에 형성된 밀착면을 나타낸 평면도.
도 7은 도 4에서 액체 추출물 배출상태를 나타낸 주요부 확대 단면도.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 음료 제조용 캡슐을 나타낸 단면도.
도 9는 도 8에서 캡슐몸체를 나타낸 부분 절결 사시도.
도 10은 도 9에 도시한 캡슐몸체의 내측 바닥에 형성된 밀착면을 나타낸 평면도.
도 11은 도 8에서 액체 추출물 배출상태를 나타낸 주요부 확대 단면도.
도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 음료 제조용 캡슐을 나타낸 단면도.
도 13은 도 12에서 캡슐몸체를 나타낸 부분 절결 사시도.
도 14는 도 13에 도시한 캡슐몸체의 내측 바닥에 형성된 밀착면을 나타낸 평면도.
도 15는 도 13의 A-A선 단면도로서, 액체 추출물 배출상태를 나타낸 단면도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음료 제조용 캡슐을 첨부도면에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 4 내지 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 음료 제조용 캡슐을 나타낸 것으로, 도시된 바와 같이 본 발명의 음료 제조용 캡슐(100)은 상단이 개방되고 하부에 액체 추출물을 배출하기 위한 원통형의 배출구(111)가 형성된 합성수지재의 캡슐몸체(110)를 구비한다. 캡슐몸체(110)의 몸통부분은 상부보다 하부가 좁게 형성되도록 경사져 있다.

캡슐(100)은 기계(도면에 도시하지 않음)에 놓음으로써 주입이 실시되는 것으로, 상기 기계는 니들(2)을 포함하고(도 4 참조), 상기 니들(2)을 통해 추출 유체가 압력(도 4에 화살표로 도시됨) 하에 펌핑되고, 캡슐몸체(110) 내에 주입된다.

캡슐(100)은 캡슐몸체(110)의 상단을 밀봉하도록 고정되는 덮개(120)를 포함하고, 상기 덮개(120)는 액체 및 기체에 대해 불투과성이고, 니들(2)에 의해 천공 가능한 재질로 되어 있다.

캡슐(100)은 추출될 적어도 하나의 식품물질 베드(130)를 포함하는 챔버(140)를 캡슐몸체(110) 내부에 구비한다.

식품물질 베드(130)는 음료(차, 커피, 허브차, 우유, 초콜릿 등)의 즉석 제조를 위하여 미리 결정된 일회용의 분량으로 농축된 것으로, 예를 들어, 분말, 과립 또는 잎(leaves)의 형태로 되어 있다.

챔버(140)는 식품물질 베드(130)를 캡슐몸체(110) 내부에서 유지하기 위한 것으로 하부막(141)과 상부막(142)을 포함한다. 하부막(141)과 상부막(142)은 식품물질 베드(130)가 통과할 수 없는 작은 구멍이 형성된 필터 페이퍼 또는 부직포로 제조된다.

상기 캡슐몸체(110) 내의 챔버(140) 하부에는 멤브레인(150)이 설치된다. 멤브레인(150)은 캡슐몸체(110)의 내측 하부에서 가장자리(112)에 부착되어 덮개(120)와 함께 챔버(140)를 외부와 차단하게 되며, 천공가능한 알루미늄재질로 이루어진다.

또한, 상기 캡슐몸체(110) 내측의 하부 바닥면에는 상기 멤브레인(150)의 저면과 접하는 밀착면(160)을 일체로 형성한다.

밀착면(160)에는 소정의 패턴형상으로 서로 연결된 홈부(170)를 형성한다. 이에 의해 상기 홈부(170)와 홈부(170)를 제외한 나머지 밀착면(160)의 형상은 캡슐몸체(110)의 바닥으로부터 돌출한 돌출부(180)의 형태를 이루게 되고, 돌출부(180)는 추출 유체 주입시 멤브레인(150)에 통과구멍(151)을 형성하는 기능을 수행한다(도 7 참조).

이때 홈부(170)는 상부가 넓고 하부가 좁은 테이퍼 형상으로 형성하여 상대적으로 돌출부(180)의 형상은 하부가 넓고 상부가 좁은 테이퍼형상이 되도록 하는 것이 좋고, 이로써 멤브레인(150)에 통과구멍(151)을 더욱 용이하게 형성할 수 있다.

상기 홈부(170)는 캡슐몸체(110)의 배출구(111)와 연결구멍(190)으로 연통된다. 이로 인해 추출 유체 주입시 멤브레인(150)에 형성되는 통과구멍(151)을 통과한 액체 추출물은 홈부(170)에 의해 유도되어 연결구멍(190)을 통해 배출구(111)로 배출된다.

이와 같이, 본 발명은 캡슐몸체(110)의 내측 바닥에 형성한 밀착면(160)에 소정의 패턴형상 홈부(170)를 형성하는 것에 의해, 밀착면(160)과 홈부(170)로 이루어지는 돌출부(180)를 캡슐몸체(110)에 일체적으로 형성할 수 있고, 이 돌출부(180)는 멤브레인(150)에 통과구멍(151)을 형성하는 기능과, 멤브레인(150)의 통과구멍(151)을 통과한 액체 추출물을 배출구(111)로 유도하는 기능을 겸할 수 있다.

상기 소정의 패턴형상 홈부(170)는 예를 들면, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 밀착면(160)의 중앙부에서부터 점차 커지는 동심원 형태의 제1 내지 제5 원형홈(171~175)과, 상기 제1 내지 제5 원형홈(171~175) 사이를 각각 연결하는 제1 내지 제4 연결홈(181~184)으로 구성할 수 있다. 연결구멍(190)은 중앙쪽의 제1 원형홈(171)과 배출구(111) 사이를 연결하도록 형성하는 것이 바람직한 것으로, 제1 원형홈(171)의 원주방향을 따라 복수개 형성한다.

또한, 제1 내지 제4 원형홈(171~174) 사이를 각각 연결하는 제1 내지 제3 연결홈(181~183)은 폭을 좁게하여 원주방향을 따라 다수개 형성하고, 제4 원형홈(174)과 제5 원형홈(175)을 연결하는 제4 연결홈(184)은 폭이 좁은 소연결홈(184a)을 다수개 형성한 소연결홈군(184c)과 폭을 넓게 형성한 단일의 대연결홈(184b)으로 구성하고 원주방향을 따라 교대로 형성하여 이루어진다. 이때 소연결홈군(184c)의 원주방향길이는 대연결홈(184b)의 원주방향길이와 동일하게 설정한다.

따라서 도 7에서와 같이 밀착면(160)에 접촉하고 있는 알루미늄 재질의 멤브레인(150)에 홈부(170)쪽으로 강한 압력이 가해지면, 멤브레인(150)에 소정의 패턴형상 홈부(150)에 대응하는 통과구멍(151)을 형성할 수 있고, 홈부(170)중 폭이 넓은 제4 연결홈(184)의 대연결홈(184b)은 폭이 좁은 다른 연결홈에 비해 액체 추출물의 흐름 압력을 감소시키는 기능을 수행한다.

또한, 제1 원형홈(171)과 제2 원형홈(172)을 연결하는 제1 연결홈(181)은 중심을 향하여 반경방향으로 형성하고, 제2 내지 제4 원형홈(172~174)을 연결하는 제2 및 제3 연결홈(182,183)은 반경방향에 대하여 경사지게 형성하며, 상기 제2 연결홈(182)의 경사방향은 제3 연결홈(183)의 경사방향과 반대가 되도록 형성함으로써 제3 연결홈(183)을 통해 제3 원형홈(173)으로 유입되는 액체 추출물과 제2 연결홈(182)을 통해 제2 원형홈(172)으로 배출되려고 하는 액체 추출물 사이에 간섭을 일으켜 액체 추출물의 흐름을 더욱 느리게 할 수 있다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 제1 실시예에 따른 음료 제조용 캡슐의 작용을 설명하면 다음과 같다.

캡슐(100)은 기계(도면에 도시하지 않음)에 놓음으로써 주입이 실시되는 것으로, 도 4에 도시된 바와 같이 기계의 니들(2)이 덮개(120)를 관통하여 니들(2)을 통해 추출 유체가 압력(도 4에 화살표로 도시됨) 하에 펌핑되어 캡슐몸체(110) 내에 주입된다.

캡슐몸체(110) 내부로 주입된 추출 유체는 챔버(140)의 상부막(142)을 통해 챔버(140) 내부로 유입되어 식품물질 베드(130)로부터 액체 추출물을 생성하고 액체 추출물은 하부막(141)을 통해 챔버(140)로부터 배출된다.

이때, 추출 유체의 주입에 의해 캡슐몸체(110)의 내부 압력이 상승하게 되고, 이 압력에 의해 챔버(140) 하부에 배치된 멤브레인(150)은 위에서 아래로 강한 압력이 작용하고, 이 강한 압력에 의해 알루미늄재의 멤브레인(150)은 도 7에 도시된 바와 같이, 밀착면(160)에 밀착함과 동시에 홈부(170)에 대응하는 부분이 하부로 힘 변형하면서 절결되어 홈부(170)에 대응하는 위치에 통과구멍(151)을 형성하게 된다.

따라서, 식품물질 베드(130)로부터 생성된 액체 추출물은 멤브레인(150)의 통과구멍(151)을 통해 홈부(170)로 유입되고, 홈부(170)로 유입된 액체 추출물은 연결구멍(190)을 통해 캡슐몸체(110)의 배출구(111)로 배출된다.

이때, 캡슐몸체(110) 내에 작용하는 강한 압력은 배출구(111)를 통해 배출되는 액체 추출물의 배출압력을 크게하고, 배출압력이 클 경우 액체 토출물을 담기 위한 컵이나 컨테이너에 빠른 속도로 배출되어 튈 염려가 있지만, 본 발명은 도 6에 도시된 바와 같이 비교적 면적이 큰 제4 연결홈(184)의 대연결홈부(184b)에 의해 액체 추출물의 흐름압력이 1차적으로 감소되고, 이어서 서로 반대방향으로 경사지게 형성된 제2 연결홈(182)과 제3 연결홈(183)에 의해 제3 원형홈(173) 내에서 2차적으로 액체 추출물의 흐름압력이 감소되므로, 최종적으로 배출구(111)로 배출되는 액체 추출물의 배출속도를 느리게 하여 컵이나 컨테이너로부터 담겨지는 액체 추출물이 밖으로 튀는 것을 방지할 수 있다.

도 8 내지 도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 음료 제조용 캡슐을 나타낸 것으로, 제2 실시예는 제1 실시예에 있어서, 캡슐몸체(110)에 일체로 형성되는 홈부(170)와 돌출부(180)의 패턴 형상을 변경한 것이다. 따라서, 제1 실시예의 구성과 동일한 구성, 예를 들면 덮개(120), 식품물질 베드(130), 챔버(140) 및 멤브레인(150)에 대해서는 동일부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.

제2 실시예에서의 음료 제조용 캡슐(200)은, 캡슐몸체(210) 내측의 하부 바닥면에 상기 멤브레인(150)의 저면과 근접하여 마주하는 밀착면(260)을 일체로 구비한다.

멤브레인(150)은 캡슐몸체(210)의 내측 하부에서 가장자리(212)에 부착되어 덮개(120)와 함께 챔버(140)를 외부와 차단하게 되며, 가장자리(212)에는 복수개의 요철부(213)를 형성하여 접착제 또는 열융착에 의한 부착시 부착력을 증가시킴으로써 멤브레인(150)이 쉽게 박리되는 것을 방지하도록 되어 있다. 도면에는 요철부(213)가 가장자리(212)의 표면으로부터 돌출 형성된 것으로 예시하였으나, 이에 한정하는 것은 아니고, 도시하지는 않았지만 가장자리(212)의 표면으로부터 홈부를 형성하여 요철부를 구성할 수도 있다.

밀착면(260)에는 소정의 패턴형상으로 서로 연결된 홈부(270)를 형성한다. 이에 의해 상기 홈부(270)와 홈부(270)를 제외한 나머지 밀착면(260)의 형상은 캡슐몸체(210)의 바닥으로부터 돌출한 돌출부(280)의 형태를 이루게 되고, 돌출부(280)는 추출 유체 주입시 멤브레인(150)에 통과구멍(151)을 형성하는 기능을 수행한다(도 11 참조).

상기 홈부(270)는 캡슐몸체(210)의 배출구(211)와 연결구멍(290)으로 연통된다. 이로 인해 추출 유체 주입시 멤브레인(150)에 형성되는 통과구멍(151)을 통과한 액체 추출물은 홈부(270)에 의해 유도되어 연결구멍(290)을 통해 배출구(211)로 배출된다.

이와 같이, 본 발명은 캡슐몸체(210)의 내측 바닥에 형성한 밀착면(260)에 소정의 패턴형상 홈부(270)를 형성하는 것에 의해, 밀착면(260)과 홈부(270)로 이루어지는 돌출부(280)를 캡슐몸체(210)에 일체적으로 형성할 수 있고, 이 돌출부(280)는 멤브레인(150)에 통과구멍(151)을 형성하는 기능과, 멤브레인(150)의 통과구멍(151)을 통과한 액체 추출물을 배출구(211)로 유도하는 기능을 겸할 수 있다.

상기 소정의 패턴형상 홈부(270)는 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 밀착면(260)의 중앙부에서부터 점차 커지는 동심원 형태의 제1 내지 제5 원형홈(271~275)과, 상기 제1 내지 제5 원형홈(271~275)을 연결하는 제1 내지 제4 연결홈(276~279)으로 이루어진다. 연결구멍(290)은 중앙쪽의 제1 원형홈(271)과 배출구(211) 사이를 연결하도록 형성하는 것이 바람직한 것으로, 제1 원형홈(271)의 원주방향을 따라 복수개 형성한다.

또한, 제1 내지 제4 원형홈(271~274) 사이를 각각 연결하는 제1 내지 제3 연결홈(276~278)은 폭을 좁게하여 원주방향을 따라 다수개 형성하고, 제4 원형홈(274)과 제5 원형홈(275)을 연결하는 제4 연결홈(279)은 폭을 넓게 하여 원주방향을 따라 다수개 형성한다.

이로써 제1 내지 제5 원형홈(271~275)과 제1 내지 제4 연결홈(276~279)에 의해 형성되는 돌출부(280)는, 제1 내지 제4 원형홈(271~274)과 제1 내지 제3 연결홈(276~278)에 의해 원주방향으로 길게 형성되어 원주방향으로 다수개 배치되는 제1 내지 제3 돌출부(281~283)와, 제4 및 제5 원형홈(274,275)과 제4 연결홈(279)에 의해 반경방향으로 길게 형성되어 원주방향으로 다수개 배치되는 제4 돌출부(284)로 구성된다.

따라서 도 11에서와 같이 밀착면(260)에 접촉하고 있는 알루미늄 재질의 멤브레인(150)에 홈부(270)쪽으로 강한 압력이 가해지면, 멤브레인(150)에 소정의 패턴형상 홈부(270)에 대응하는 통과구멍(151)을 형성할 수 있다.

다시 도 9 및 도 10을 참조하면, 홈부(270)중 폭이 좁은 제1 내지 제3 연결홈(276~278)은 원주방향으로 서로 어긋나게 배치하여 제4 및 제5 원형홈(274,275)과 제4 연결홈(279)에서 제1 원형홈(271)으로 흐르는 액체 추출물의 흐름을 지그재그 형태로 하여 느리게 유도함으로써 액체 추출물의 배출압력을 낮출 수 있다.

홈부(270)중 폭이 넓은 제4 연결홈(279)은 폭이 좁은 제1 내지 제3 연결홈(276~278)에 비해 액체 추출물의 흐름 압력을 감소시킬 수 있고, 반경방향으로 길게 형성되어 가장자리쪽의 액체 추출물을 중앙쪽으로 원활하게 유도하는 기능을 수행할 수 있다.

또한 본 발명은 제4 돌출부(284) 사이사이에 원뿔형상의 제5 돌출부(285)를 형성하여 원주방향으로 다수개 배치한 것으로, 제5 돌출부(285)는 끝단을 뾰족하게 형성하여 멤브레인(150)에 통과구멍(151)을 더욱 확실하게 형성할 수 있다.

이때, 제4 및 제5 돌출부(284,285)는 제1 내지 제3 돌출부(281~283)의 높이보다 더 높게 형성하여 멤브레인(150)의 통과구멍(151)이 바깥쪽에서 먼저 형성되도록 함과 동시에, 통과구멍(151)이 더욱 확실하게 형성되도록 함으로써 통과구멍(151)의 미형성에 따른 내부 압력 증가로 인해 발생할 수 있는 캡슐몸체(210)의 터짐 현상을 미연에 방지하도록 한다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 제2 실시예에 따른 음료 제조용 캡슐의 작용을 설명하면 다음과 같다.

캡슐(200)은 기계(도면에 도시하지 않음)에 놓음으로써 주입이 실시되는 것으로, 도 8에 도시된 바와 같이 기계의 니들(2)이 덮개(120)를 관통하여 니들(2)을 통해 추출 유체가 압력(도 8에 화살표로 도시됨) 하에 펌핑되어 캡슐몸체(210) 내에 주입된다.

캡슐몸체(210) 내부로 주입된 추출 유체는 챔버(140)의 상부막(142)을 통해 챔버(140) 내부로 유입되어 식품물질 베드(130)로부터 액체 추출물을 생성하고 액체 추출물은 하부막(141)을 통해 챔버(140)로부터 배출된다.

이때, 추출 유체의 주입에 의해 캡슐몸체(210)의 내부 압력이 상승하게 되고, 이 압력에 의해 챔버(140) 하부에 배치된 멤브레인(150)은 위에서 아래로 강한 압력이 작용하고, 이 강한 압력에 의해 알루미늄재의 멤브레인(150)은 도 11에 도시된 바와 같이, 밀착면(260)에 밀착함과 동시에 홈부(270)에 대응하는 부분이 하부로 힘 변형하면서 절결되어 홈부(270)에 대응하는 위치에 통과구멍(151)을 형성하게 된다.

따라서, 식품물질 베드(130)로부터 생성된 액체 추출물은 멤브레인(150)의 통과구멍(151)을 통해 홈부(270)로 유입되고, 홈부(270)로 유입된 액체 추출물은 연결구멍(290)을 통해 캡슐몸체(110)의 배출구(111)로 배출된다.

이때, 캡슐몸체(210) 내에 작용하는 강한 압력은 배출구(211)를 통해 배출되는 액체 추출물의 배출압력을 크게하고, 배출압력이 클 경우 액체 토출물을 담기 위한 컵이나 컨테이너에 빠른 속도로 배출되어 튈 염려가 있지만, 본 발명은 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 비교적 통로가 큰 제4 연결홈(279)에 의해 액체 추출물의 흐름압력이 1차적으로 감소되고, 이어서 서로 어긋나게 배치된 제1 내지 제3 연결홈(276~278)에 의해 2차적으로 액체 추출물의 흐름압력이 감소되므로, 최종적으로 배출구(211)로 배출되는 액체 추출물의 배출속도를 느리게 하여 컵이나 컨테이너로부터 담겨지는 액체 추출물이 밖으로 튀는 것을 방지할 수 있다.

도 12 내지 도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 음료 제조용 캡슐(300)을 나타낸 것이다. 제3 실시예의 음료 제조용 캡슐(300)은, 전술한 제2 실시예에 있어서, 돌출부(280)중 가장 바깥쪽에 있는 제4 돌출부(284)와 캡슐몸체(210)의 내벽 사이에 복수개의 요홈부(301)를 원주방향으로 형성하고, 상기 복수개의 연결구멍(290) 사이 사이에 가이드돌기(302)를 반경방향으로 형성한 것이며, 그 외의 구성은 모두 제2 실시예의 구성과 동일하다.

따라서, 제2 실시예의 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 부여하고 상세한 설명은 생략하고 부가된 구성에 대해서만 설명한다.

복수개의 요홈부(301)는 캡슐몸체(210)의 내벽과 돌출부(280)중 가장 바깥쪽에 위치한 제4 돌출부(284) 사이에 공간을 형성하고, 이 공간에 구비되는 것으로, 도면에는 2개의 요홈부(301)를 형성하고 있지만, 갯수는 1개 또는 3개 이어도 좋고, 요홈부(301)는 원주방향으로 연이어 형성하는 것이 바람직하지만, 원주방향으로 간헐적으로 끊어져 있어도 좋다.

또한 가이드돌기(302)는 캡슐몸체(210)의 중앙에 형성된 중앙돌출부(303)로부터 반경방향으로 돌출형성한 것으로, 복수개의 연결구멍(290) 사이 사이에 형성된다.

이러한 구성의 제3 실시예에 의하면, 제2 실시예의 작용에 더하여 복수개의 요홈부(301)에 의해서는 멤브레인(150)의 확실한 천공이 이루어지고, 가이드돌기(302)에 의해서는 추출액을 연결구멍(290)으로 더욱 원활하게 안내하는 작용을 한다.

즉, 도 15에 도시된 바와 같이, 추출 유체의 주입에 의해 알루미늄재의 멤브레인(150)에 하방의 압력이 작용하게 되면, 멤브레인(150)이 밀착면(260)에 밀착함과 동시에 홈부(270)에 대응하는 부분이 하부로 힘 변형하면서 절결되어 홈부(270)에 대응하는 위치에 통과구멍(151)을 형성하게 된다.

이때, 제4 돌출부(284)와 캡슐몸체(210) 내벽 사이의 공간에 형성된 요홈부(301)에도 멤브레인(150)이 밀착하게 되므로, 멤브레인(150)은 전체적으로 가장자리쪽으로 당겨지면서 팽팽하게 되어 돌출부(280)와 더욱 강하게 밀착하게 되므로 통과구멍(151)을 더욱 확실하게 형성할 수 있다.

또한 멤브레인(150)의 통과구멍(151)을 통해 홈부(270)로 유입된 액체 추출물이 연결구멍(290)으로 유입될 때, 도 14에서와 같이 연결구멍(290)의 사이 사이에 형성된 가이드돌기(302)에 안내되어 유도되므로, 액체 추출물의 배출을 더욱 원활하게 할 수 있다.

지금까지 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위 내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.

100,200,300 : 캡슐 110,210 : 캡슐몸체
111,211 : 배출구 120 : 덮개
130 : 식품물질 베드 140 : 챔버
150 : 멤브레인 151 : 통과구멍
160,260 : 밀착면 170,270 : 홈부
171~175,271~275 : 제1 내지 제5 원형홈 180,280 : 돌출부
181~184,276~279 : 제1 내지 제4 연결홈 184a : 소연결홈
184b : 대연결홈 184c : 소연결홈군
190,290 : 연결구멍 301 : 요홈부
302 : 가이드돌기

Claims (7)

1. 상단이 개방되고 하부에 액체 추출물을 배출하기 위한 배출구가 형성된 캡슐몸체; 상기 캡슐몸체의 상단을 밀봉하도록 고정되는 덮개; 상기 캡슐몸체 내부에 설치되어 식품물질 베드를 유지하기 위한 챔버; 및 상기 챔버 하부에 고정되어 캡슐몸체의 하단을 밀봉하는 알루미늄 재질의 멤브레인을 포함하는 음료 제조용 캡슐에 있어서,
   상기 캡슐몸체의 내측 바닥면에 상기 멤브레인 저면과 접하는 밀착면을 형성하고, 상기 밀착면에 소정의 패턴형상으로 홈부를 형성하여, 상기 홈부와 홈부를 제외한 나머지 밀착면에 의해 상기 멤브레인에 통과구멍을 형성하기 위한 돌출부가 캡슐몸체에 일체적으로 형성되게 하며,
   상기 홈부는 캡슐몸체의 배출구와 연결구멍으로 연통시켜 액체 추출물을 배출구로 유도하는 통로 기능을 겸하도록 이루어지며,
   상기 홈부는 중앙부에서부터 점차 커지는 동심원 형태의 제1 내지 제5 원형홈과, 상기 제1 내지 제5 원형홈 사이를 각각 연결하는 제1 내지 제4 연결홈으로 이루어지고, 상기 연결구멍은 중앙쪽의 제1 원형홈과 배출구 사이에 원주방향을 따라 복수개 형성되며,
   상기 제1 내지 제4 원형홈 사이를 각각 연결하는 제1 내지 제3 연결홈은 폭을 좁게하여 원주방향을 따라 다수개 형성하고, 상기 제4 원형홈과 제5 원형홈을 연결하는 제4 연결홈은 폭을 넓게 하여 원주방향을 따라 다수개 형성하며,
   상기 제1 내지 제5 원형홈과 제1 내지 제4 연결홈에 의해 형성되는 돌출부는, 제1 내지 제4 원형홈과 제1 내지 제3 연결홈에 의해 원주방향으로 길게 형성되어 원주방향으로 다수개 배치되는 제1 내지 제3 돌출부와, 제4 및 제5 원형홈과 제4 연결홈에 의해 반경방향으로 길게 형성되어 원주방향으로 다수개 배치되는 제4 돌출부로 이루어지고,
   상기 홈부 중 폭이 좁은 제1 내지 제3 연결홈은 원주방향으로 서로 어긋나게 배치하여 제4 및 제5 원형홈과 제4 연결홈에서 제1 원형홈으로 흐르는 액체 추출물의 흐름을 지그재그 형태로 유도하도록 된 것을 특징으로 하는 음료 제조용 캡슐.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 홈부는 중앙부에서부터 점차 커지는 동심원 형태의 제1 내지 제5 원형홈과, 상기 제1 내지 제5 원형홈 사이를 각각 연결하는 제1 내지 제4 연결홈으로 이루어지고, 상기 연결구멍은 중앙부쪽의 제1 원형홈과 배출구 사이에 원주방향을 따라 복수개 형성되는 것을 특징으로 하는 음료 제조용 캡슐.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서, 상기 멤브레인이 부착되는 캡슐몸체의 하부 가장자리에는 복수개의 요철부를 형성하여 부착력을 증가시키도록 된 것을 특징으로 하는 음료 제조용 캡슐.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 제4 돌출부(284)와 캡슐몸체(210)의 내벽 사이에 복수개의 요홈부(301)를 원주방향으로 형성하고, 상기 복수개의 연결구멍(290) 사이 사이에 가이드돌기(302)를 반경방향으로 형성한 것을 특징으로 하는 음료 제조용 캡슐.

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