KR102250340B1 - 개방 수단 및 일체형 장벽 층을 갖는 폐쇄된 캡슐 - Google Patents

개방 수단 및 일체형 장벽 층을 갖는 폐쇄된 캡슐 Download PDF

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Abstract

본 발명은 식품 또는 음료 제조를 위해 설계된 캡슐(10)에 관한 것으로, 캡슐(10)은 식품 또는 음료 제조 성분을 보유하기 위한 컵 형상의 베이스 몸체(1), 상부 벽(2) 및 하부 보유 벽(3)을 포함하고, 베이스 몸체(1)는 하나의 단일 사출 성형된 부품으로 제조되고, 베이스 몸체의 측벽(4)은 2개의 외부 층(5a)이 코어 층(5b)과 상이한 중합체 재료로 제조된 적어도 하나의 공사출 성형된 다층 섹션(5)을 포함하고, 베이스 몸체(1)는, 측벽(4)과 일체형으로 성형되고 캡슐이 그의 사용 시에 개방되게 하는 개방 수단(7)을 포함하는 하부 구조체(6)를 추가로 포함한다.

Description

개방 수단 및 일체형 장벽 층을 갖는 폐쇄된 캡슐
본 발명은 공사출 성형 공정에 의해 제조된 장벽 층을 갖는 일체로 형성된 벽 수단을 포함하는, 음료와 같은 식품의 제조를 위한 캡슐에 관한 것이다.
음료와 같은 식품의 제조를 위한 캡슐은 시장에서 널리 알려져 있다. 음료 제조 기계와 함께 사용되려고 의도된 그러한 캡슐의 예는 EP 0,512,468 A1에서 설명되고 있다. 그에 의해서, 캡슐 내에 제공된 음료 성분은 이후에 캡슐을 떠나게 되는 원하는 음료를 형성하기 위하여 캡슐에 제공된 액체와 상호작용하게 된다. 설명된 캡슐은 음료 제조 기계의 지지 부분 상에 제공된 상승된 요소와 같은 개방 수단에 대항하여 캡슐의 출구 면을 가압하는, 캡슐 내의 상승한 압력의 영향 하에서 개방된다. 그에 의해서, 기계-기반 개방 수단은 캡슐로부터 전달되는 음료와 접촉하게 되는데, 이는, 지지 부분 상에 존재하는 음료 잔류물 때문에, 로스팅되고 분쇄된 커피 이외의 물질을 함유하는 캡슐을 이러한 시스템으로 추출하는 것을 예상하는 것을 오염 및 맛의 이유로 어렵게 만든다.
EP 1 472 156 A1은 캡슐의 음료 성분 함유 챔버 내의 압력의 증가로 인한 캡슐의 출구의 개방을 가능하게 하는 자체 개방 수단을 포함하는 캡슐에 의해 이러한 문제에 대한 해법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 특히, 상부 멤브레인을 통한 액체의 도입 시, 음료 성분 챔버 내의 압력의 상승은 캡슐의 하부 부분에 위치된 상승되고 및 리세스된(recessed) 요소에 대항하여 캡슐의 출구 영역에 배열된 하부 박막을 가압할 것이어서 상기 박막을 인열시킬 것이고 음료가 음료 제조 기계의 일부와 접촉하지 않고서 캡슐로부터 그리고 아래에 배열된 머그잔 내로 직접 유출되는 것을 가능하게 할 것이다.
이러한 공지된 캡슐은 단일 층으로서, EVOH, 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌과 같은 플라스틱 재료의 열성형(thermo-forming) 또는 딥드로잉(deep drawing)에 의해 형성되는 외부 몸체 부분을 통상 포함한다. 성분 함유 챔버의 한계를 정하는 캡슐의 상부 및 하부 멤브레인은 알루미늄으로 형성될 수 있다. 따라서, 성분 함유 챔버를 둘러싸는 벽은 성분의 적합한 저장 수명을 보장하는 산소 및 수분에 대한 소정 장벽 특성을 제공한다.
열성형 또는 딥드로잉에 의해 제조되는 그러한 캡슐의 단점은 재료 비용이 비교적 높고 획득되는 캡슐에 대한 디자인 옵션이 오히려 제한된다는 것이다. 그러므로, 종래 기술의 이러한 단점을 극복하는 것을 가능하게 하는 다른 제조 방법에 의해 획득가능한 캡슐이 요구되고 있다.
열성형 및 딥드로잉 이외에, 장벽 특성을 갖는 예비형성된 라벨이 몰드 내에 제공되고 플라스틱 재료의 적어도 하나의 층이 라벨 둘레에 사출 성형되어 캡슐의 몸체 부분을 형성하는 인몰드 라벨링(in-mould labeling)에 의해 제조되는 캡슐이 공지되어 있다. 그러나, 이러한 캡슐은 제조 공정 중의 몰드 내의 라벨의 위치설정에 대한 통상의 부정확성으로 인해, 캡슐의 외부 몸체 부분 내의 소정 영역이 몰드내 라벨에 의해 완전히 덮이지 않고 그에 따라서 산소 및 수분에 대한 외부 장벽에서 누설이 일어나는 단점을 겪는다.
플라스틱 재료의 적어도 2개의 층이 몰드 내에 공사출 성형되고, 바람직하게는 적어도 하나의 층이 산소 및 수분에 대한 향상된 장벽 특성을 포함하는 공사출 성형 공정으로 제조된 캡슐이 또한 공지되어 있다.
US 9,221,204 B2는 그러한 공사출 성형 공정 및 그로부터 제조된 음료 제조를 위해 설계된 캡슐에 관한 것이다. 캡슐은 외부 스킨 층에 의해 둘러싸인 내부 장벽 층을 갖는 공사출 성형된 몸체 부분을 포함한다. 장벽 층은 음료의 유출을 위한 개구부가 형성된 캡슐의 하부 부분으로 연장된다. 캡슐의 얇은 하부 포일을 개방하기 위한 별도의 관통 요소가 하부 부분의 개구부 내에 배열될 수 있다.
이러한 캡슐이 일체화된 내부 장벽 층으로 인해 산소 및 수분에 대한 향상된 장벽 특성을 제공할 수 있지만, 장벽 층의 하부 부분으로의 연장부는 장벽 층에 대한 재료가 외부 스킨 재료보다 비교적 더 고가이기 때문에 증가된 제조 비용으로 이어진다. 추가로, 캡슐의 하부 부분 내에 별도의 관통 요소를 제공하기 위해서는 오히려 복잡한 제조 공정이 필요하다.
인용된 종래 기술의 관점에서, 본 발명은 향상된 캡슐로서, 캡슐이 그의 사용 시에 개방되게 하는 캡슐-기반 개방 수단을 포함하고 캡슐이 감소된 비용으로 특히 용이해진 제조 공정을 가능하게 하는 그러한 향상된 캡슐을 제공하려고 노력한다. 동시에, 산소 및 수분에 대한 최적의 장벽 특성이 필요하다.
이러한 목적은 독립 청구항에 의해 해결된다. 종속 청구항은 본 발명의 추가의 바람직한 실시 형태를 한정한다.
본 발명은 식품 또는 음료 제조를 위해 설계된 캡슐에 관한 것으로, 캡슐은 식품 또는 음료 제조 성분을 보유하기 위한 컵 형상의 베이스 몸체, 상부 벽 및 하부 보유 벽을 포함하고, 베이스 몸체는 하나의 단일 사출 성형된 부품으로 제조되고, 베이스 몸체의 측벽은 2개의 외부 층이 코어 층과 상이한 중합체 재료로 제조된 적어도 하나의 공사출 성형된 다층 섹션을 포함하고, 베이스 몸체는, 측벽과 일체형으로 성형되고 캡슐이 그의 사용 시에 개방되게 하는 개방 수단을 포함하는 하부 구조체를 추가로 포함한다.
캡슐 베이스 몸체의 측벽과 일체형으로 형성된 개방 수단을 갖는 하부 구조체로 인하여, 본 발명에 따른 캡슐은 특히 용이해지고 비용 효율적인 제조 공정으로 형성될 수 있다. 그에 의해, 베이스 몸체의 공사출 성형된 다층 섹션은 종래 기술의 캡슐 내의 단일 층 재료와 비교하여 향상된 장벽 특성을 제공한다. 캡슐이 그 자신의 개방 수단을 포함하기 때문에, 상이한 식품 또는 음료 성분이 액체를 캡슐에 제공할 때 맛에 대한 손상 없이 그리고 상이한 음료들을 연속으로 제조하는 경우 교차 오염의 위험 없이 용해되고/되거나 추출될 수 있는 것을 또한 가능하게 한다.
캡슐의 베이스 몸체 부분의 상부 벽, 하부 보유 벽 및 측벽의 공사출 성형된 다층 섹션은 바람직하게는 식품 또는 음료 성분을 보유하기 위한 폐쇄된 챔버를 형성하는데, 각각 그의 한계를 정한다. 상부 벽, 하부 보유 벽 및 측벽의 공사출 성형된 다층 섹션은 바람직하게는 그들의 계면에서 서로 중첩되도록 서로에 대해 배열된다. 그에 의해, 용어 "중첩"은 바로 인접한 독립체들, 즉 서로 접촉하는 독립체들의 중첩을 지칭한다. 캡슐의 앞서 식별된 부분 내에 배열된 그리고 폐쇄된 챔버를 하위 영역들로 분할하거나 폐쇄된 챔버 내의 제자리에 식품 또는 음료 성분을 정확히 보유하는 목적을 제공할 수 있는 추가의 부분 또는 요소를 폐쇄된 챔버가 포함할 수 있다는 것은 이해되어야 한다.
개방 수단은 바람직하게는 식품 또는 음료 성분을 보유하기 위한 캡슐의 폐쇄된 챔버의 외부에 위치된다. 선호에 따라, 개방 수단은 하부 보유 벽 아래에 위치되고/되거나 그와 적어도 부분적으로 접촉한다.
캡슐의 개방은 캡슐의 하부 보유 벽과 개방 수단의 상대 결합에 의해 달성된다. 개방 수단과 보유 벽의 상대 결합은 바람직하게는 캡슐에 제공되는 유체 압력의 상승의 영향 하에서 수행된다. 특히, 캡슐에, 각각 그의 폐쇄된 챔버에 유체의 주입 시, 하부 보유 벽은 개방 수단에 대한 압력의 상승의 영향 하에서 이동된다.
개방 수단은 바람직하게는 하부 보유 벽을 천공하는 데 적합한 프로파일 섹션(profiled section)이다. 개방 수단은 적어도 하나의 천공 요소 또는 복수의 천공 요소를 포함할 수 있다. 프로파일 섹션, 각각 천공 수단은 임의의 가능한 형상, 예를 들어, 첨단(point), 블레이드(blade), 나이프(knife), 니들(needle), 원추 형상의 돌출부, 피라미드 형상의 돌출부 등을 가질 수 있다.
개방 수단 및 하부 보유 벽은 바람직하게는 결정된 압력 범위에서, 바람직하게는 최적화된 추출 압력에 대응하는 주어진 압력에서 개방이 일어나는 방식으로 서로에 대해 한정 및 배열된다. 추출 압력은 4 내지 8바(bar)에서, 바람직하게는, 대략 6바에서 가변될 수 있다. 최적 압력은 추출되는 물질에 따라 가변될 수 있다.
바람직한 실시 형태에서, 코어 층과 상이한 중합체 재료로 제조되는 2개의 외부 층을 갖는 공사출 성형된 다층 섹션은 베이스 몸체의 전체 측벽 또는 측벽들 전체에 걸쳐 연장된다. 베이스 몸체의 측벽은 바람직하게는 일체형으로 형성된 환형 벽이다. 측벽은 실린더 형상일 수 있거나, 측단면도에서 절두 원추 형상을 가질 수 있다.
하부 구조체의 개방 수단은 바람직하게는 단일 층 재료로 제조된다. 상기 단일 층 재료는 캡슐 측벽의 다층 섹션과 공사출 성형된다. 추가의 바람직한 실시 형태에서, 전체 하부 구조체, 또는 대안적으로는 50% 초과, 바람직하게는 75% 초과, 또는 심지어 더 바람직하게는 90% 초과의 하부 구조체가 단일 층 재료로 형성될 수 있다. 단일 층 재료는 바람직하게는 측벽의 다층 섹션의 2개의 외부 층을 위해 사용되는 바와 같은 재료에 대응한다. 따라서, 캡슐에 대한 재료 비용은 공사출 성형된 다층 섹션이 본질적으로 전체 캡슐 전체에 걸쳐 연장되는 캡슐과 비교하여 감소될 수 있다.
다층 섹션 및 단일 층 재료 섹션을 포함하는 캡슐 베이스 몸체의 그러한 바람직한 실시 형태는 몸체의 소정 영역 내에서만, 예컨대 제조된 캡슐 몸체의 측벽을 나타내는 영역 내에서만 2개의 외부 층들 사이에 코어 층을 공사출 성형함으로써 획득될 수 있는데, 이때 캡슐 몸체의 나머지의 경우는 외부의 공사출 성형된 층들이 몰드 내에서 서로 결합되어 단일 층 재료 섹션을 나타낸다. 따라서, 다층 배열을 포함하지 않는 일체형으로 형성된 캡슐 베이스 몸체의 일부는 바람직하게는 다층 섹션의 외부 층을 위해 사용된 재료에 대응하는 단일 층 재료로 제조된다.
공사출 성형된 다층 섹션은 바람직하게는 베이스 몸체의 측벽으로부터 하부 구조체의 외부 부분으로 연장되어, 예컨대, (평면도로 보았을 때) 하부 보유 벽과 적어도 부분적으로 중첩된다. 그에 의해, 용어 "중첩"은 바로 인접한 독립체들, 즉 서로 접촉하는 독립체들의 중첩을 지칭한다. 따라서, 측벽과 하부 보유 벽의 계면에서의 캡슐의 장벽 특성이 향상된다.
하부 보유 벽은 용접에 의해 또는 접착제에 의해 하부 구조체에 그리고/또는 캡슐의 측벽에 연결될 수 있다. 하부 보유 벽은 바람직하게는 그의 외부 환형 부분과 하부 구조체의 외부 부분에서 연결된다.
특히 바람직한 실시 형태에서, 공사출 성형된 다층 섹션은 바람직하게는 하부 보유 벽과 하부 구조체 사이의 접촉 영역에서, 즉 하부 보유 벽이 하부 구조체에 연결되는 영역에서 종단된다.
하부 구조체의 외부 부분은 바람직하게는 공사출 성형된 다층 재료로 제조된 섹션 및 단일 층 재료로 제조된 섹션을 포함한다.
하부 구조체의 외부 부분은 개방 수단의 외측에 반경방향으로 위치된 본질적으로 평면이거나 수평으로 배열된 환형 견부(shoulder) 부분일 수 있다. 외부 부분은 환형 디스크 형상의 요소에 의해 형성될 수 있고 서로 평행하게 배열될 수 있는 견부 부분의 서로 반대편인 측부들 상에 상부 및 하부 표면을 포함할 수 있다. 캡슐의 하부 보유 벽은 바람직하게는 견부 부분의 상부 환형 표면에 연결된다.
캡슐의 컵 형상의 베이스 몸체에는 바람직하게는 일체형으로 형성된 플랜지형 림이 설치된다. 플랜지형 림은 바람직하게는 베이스 몸체의 측벽의 상부 부분으로부터 반경방향 외향으로 연장된다.
상부 벽은 바람직하게는, 용접에 의해 또는 접착제에 의해 캡슐의 측벽에 그리고/또는 플랜지형 림에 연결된다. 상부 벽은 바람직하게는 그의 외부 환형 부분과 플랜지형 림에서 연결된다.
바람직한 실시 형태에서, 공사출 성형된 다층 섹션은 베이스 몸체의 측벽으로부터 플랜지형 림으로 연장되어, 예컨대, (평면도로 보았을 때) 캡슐의 상부 벽과 적어도 부분적으로 중첩된다. 그에 의해, 용어 "중첩"은 바로 인접한 독립체들, 즉 서로 접촉하는 독립체들의 중첩을 지칭한다. 따라서, 측벽과 상부 벽의 계면에서의 캡슐의 장벽 특성이 향상된다.
공사출 성형된 다층 섹션은 바람직하게는 상부 벽과 플랜지형 림 사이의 접촉 영역에서, 즉 상부 벽이 플랜지형 림에 연결되는 영역에서 종단된다.
다층 섹션의 외부 층의 재료는 바람직하게는 PVDC, PP, PE, PA 또는 PLA의 중합체 군으로부터 선택된다. 외부 층의 두께는 바람직하게는 5 내지 50 마이크로미터, 더 바람직하게는 10 내지 30 마이크로미터이다.
베이스 몸체의 다층 섹션의 코어 층은 바람직하게는, 예컨대 EVOH, PVOH, PP 또는 PET와 같은 기체 장벽 중합체로 제조된다. 코어 층은 바람직하게는 다층 섹션의 외부 층에 비해 산소에 대한 증가된 장벽 특성을 갖는다. 코어 층은 바람직하게는 다층 섹션의 2개의 외부 층 내에서 본질적으로 균질한 두께를 갖는다. 코어 층의 두께는 바람직하게는 0.1 내지 50 마이크로미터, 더 바람직하게는 0.3 내지 20 마이크로미터에 놓인다.
하부 보유 벽 및/또는 상부 벽은 바람직하게는 천공될 수 있는 박막 또는 멤브레인이다. 보유 벽 및/또는 상부 벽의 두께는 바람직하게는 10 내지 300 마이크로미터에 놓인다.
상부 벽 및 하부 보유 벽은 EVOH 또는 알루미늄과 같은 산소 및 수분 장벽 특성을 포함하는 재료로 제조된다. 바람직한 실시 형태에서, 상부 벽 및 하부 보유 벽의 재료는 알루미늄, 알루미늄/플라스틱 복합체, 알루미늄/플라스틱/종이 복합체, 단일 층 또는 다층 플라스틱, 및 다층 장벽 플라스틱으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
하부 보유 벽의 아래 또는 위에는, 필터가 캡슐 내에 배열될 수 있는데, 필터는 음료 제조 공정 중에 식품 또는 음료 성분을 보유하는 목적을 제공할 수 있다. 필터의 재료는 필터 종이, 직조 섬유 및 부직 섬유로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 섬유는 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트) 또는 PP(폴리프로필렌) 또는 다른 중합체로 제조될 수 있다.
일체형 하부 구조체에는, 바람직하게는 그의 중심 부분에, 적어도 하나의 개구가 제공된다. 하부 구조체는 복수의 개구를 또한 포함할 수 있다. 개구는 바람직하게는 캡슐로부터 생성된 음료의 유출을 가능하게 하는 목적을 제공한다.
개방 수단이 바람직하게는 돌출되어 있는 하부 구조체의 상부 표면은 생성된 음료의 수집을 위하여 그리고 상기 음료를 하부 구조체의 출구 개구를 향하여 지향시키기 위하여 설계될 수 있다.
바람직한 실시 형태에서, 캡슐 몸체의 일체형 하부 구조체에는, 하부 구조체의 외부 부분과 중심 부분 사이에 배열된 하부 구조체의 중간 환형 부분 내에 하나 이상의 바람직하게는 실린더형인 리브(rib)가 제공된다. 바람직하게는 실린더형인 리브는 하부 구조체로부터 하향으로, 즉 캡슐의 외측을 향하여 돌출되도록 배열될 수 있다.
개방 수단은 바람직하게는, 하부 구조체의 외부 부분의 반경방향으로 내측인 하부 구조체의 중간 환형 부분 내에 배열된다.
하부 구조체의 중심 부분 및 중간 부분의 반경방향으로 외측에 놓인 하부 구조체의 외부 부분에는 바람직하게는 비-프로파일 섹션이 제공된다.
선호에 따라, 캡슐은 일체형 하부 구조체의 외측에 언더컷(undercut) 섹션을 갖지 않는다.
본 발명에 따른 캡슐 몸체는 바람직하게는 캡슐의 플랜지형 림의 측부로부터 적어도 2개의 상이한 중합체 재료를 공사출 성형함으로써 획득가능하다. 이는 사용된 사출 성형 몰드에 연결된 환형, 각각 링 형상의 게이트의 제공으로 인해 획득될 수 있고, 이는 캡슐이 캡슐의 하부 부분의 측부로부터 사출 성형되는 공지된 공사출 성형 제조 공정과 대조적이다.
대안으로서, 캡슐 몸체는 캡슐의 하부, 각각 출구의 측부로부터 캡슐 몸체 재료를 공사출 성형함으로써 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 캡슐은, 특히 캡슐의 림 및 캡슐 측벽에 대하여, 바람직하게는 회전 대칭, 즉 그의 수직 축을 따라서 대칭이다. 캡슐의 일체형 하부 구조체는 바람직하게는 캡슐의 수직 축을 중심으로 회전 대칭이 아니다. 그에 의해, 특히, 일체형 하부 구조체의 개방 수단은 바람직하게는 캡슐의 수직 축을 중심으로 비대칭 배열로 위치될 수 있다. 따라서, 하부 구조체의 개방 수단은, 캡슐이 전술된 용이해진 제조 공정으로 제조될 수 있으면서, 임의의 원하는 패턴으로 배열될 수 있다.
캡슐 내에 제공된 식품 또는 음료 성분은 바람직하게는 로스팅되고 분쇄된 커피, 차, 인스턴트 커피, 로스팅되고 분쇄된 커피와 인스턴트 커피의 혼합물, 시럽 농축물, 과일 추출 농축물, 초콜릿 제품, 우유 기반 제품 또는 임의의 다른 건조 식용 재료, 예컨대, 건조 육수(stock)로 이루어진 군으로부터 선택된다. 음료 제조를 위해 사용되는 액체는 바람직하게는 임의의 온도의 물이다.
본 발명의 추가적인 특징 및 이점이 첨부 도면을 참조하여 하기에 기재된 본 발명의 바람직한 실시 형태들의 설명에 기술되어 있으며, 그 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 캡슐의 바람직한 실시 형태의 측단면도이다.
도 2는 도 1에 따른 캡슐의 공사출 성형된 베이스 몸체의 측단면 사시도이다.
본 발명에 따른 캡슐의 바람직한 실시 형태가 이제 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된다.
캡슐(10)은 단일 사출 성형된 부품으로 제조된 바람직하게는 회전 대칭 컵 형상의 베이스 몸체(1)를 포함한다. 베이스 몸체(1)는 적어도 2개의 상이한 중합체 재료의 공사출 성형 공정에 의해 획득가능하다. 캡슐(10)은 캡슐 베이스 몸체(1)에 연결된 상부 벽(2) 및 하부 보유 벽(3)을 추가로 포함한다. 상부 벽(2) 및 보유 벽(3)은 바람직하게는 산소 및 수분에 대한 장벽 특성을 포함한다.
베이스 몸체(1)는, 측면도로 보았을 때 바람직하게는 절두 원추 형상인 환형 측벽(4)을 포함한다. 베이스 몸체(1)는 측벽(4)과 일체형으로 성형되고 캡슐이 그의 사용 시 개방되게 하는 개방 수단(7)을 포함하는 하부 구조체(6)를 추가로 포함한다. 개방 수단(7)은 바람직하게는 단일 사출 성형 공정으로 하부 구조체(6) 및 측벽(4)과 함께 일체형으로 형성된다.
베이스 몸체(1)의 하부 구조체(6)는 바람직하게는 적어도 하나의 출구 개구(13)가 제공된 중심 부분(6a), 개방 수단(7)이 배열된 중간 환형 부분(6b), 및 바람직하게는 비-프로파일 섹션인 외부 환형 부분(6c)을 포함한다. 중간 환형 부분(6b)에는, 바람직하게는 캡슐의 외부를 향하여 돌출된 하나 이상의 바람직하게는 실린더형인 리브(14)가 배열될 수 있다.
하부 보유 벽(3)은 환형 접촉 영역(9a) 내에서 하부 구조체(6)의 외부 환형 부분(6c)의 상부 표면(3a)에 연결된다. 상부 벽(2)은 환형 접촉 영역(9b) 내에서 플랜지형 림(11)의 상부 표면(2a)에 연결된다. 하부 보유 벽(3) 및 상부 벽(2)은 용접 또는 접착제에 의해 캡슐 베이스 몸체(1)에 연결될 수 있다. 하부 보유 벽(3)과 상부 벽(2)과 베이스 몸체(1)는 바람직하게는 기밀 밀봉인 방식으로 연결된다.
베이스 몸체(1)의 측벽(4)은 코어 층(5b)과 상이한 중합체 재료로 제조된 2개의 외부 층(5a)을 갖는 적어도 하나의 공사출 성형된 다층 섹션(5)을 포함한다. 적어도 코어 층(5b)은 바람직하게는 향상된 산소 및 수분에 대한 장벽 특성을 포함한다. 공사출 성형된 다층 섹션(5)은 바람직하게는 베이스 몸체(1)의 전체 측벽(4) 전체를 통하여 연장된다. 설명된 다층 배열로 형성되지 않은 베이스 몸체(1)의 나머지는 바람직하게는 단일 층 재료로 형성된다. 그에 의해, 단일 층 재료는 바람직하게는 다층 섹션(5)의 외부 층(5a)에 대해 사용된 재료에 대응한다.
공사출 성형된 다층 섹션(5), 상부 벽(2) 및 하부 보유 벽(3)은 식품 또는 음료 제조 성분을 내부에 보유하기 위한 폐쇄된 챔버(8)를 형성하기 위하여 서로에 대해 배열된다. 폐쇄된 챔버(8)는 바람직하게는 산소 및 수분의 챔버(8) 내로의 진입에 대항하는 최적의 장벽을 제공하기 위하여 기밀 폐쇄된다. 공사출 성형된 다층 섹션(5), 상부 벽(2) 및 하부 보유 벽(3)은 바람직하게는 그들의 계면에서, 각각 그들의 접촉 영역에서 중첩된다.
공사출 성형된 다층 섹션(5)은 바람직하게는 측벽(4)으로부터 하부 구조체의 외부 환형 부분(6c) 내로 연장되어, 예컨대, 외부 환형 부분(6c)의 상부 표면(3a)에 연결된 하부 보유 벽(3)과 중첩된다. 그에 의해, 공사출 성형된 다층 섹션(5)은 바람직하게는 하부 보유 벽(3)과 하부 구조체(6)의 외부 환형 부분(6c) 사이의 접촉 영역(9a)에서, 즉 하부 보유 벽(3)이 외부 환형 부분(6c)에 연결되는 영역(9a)에서 종단된다. 공사출 성형된 다층 섹션(5)은 또한 영역(9a)을 지나서, 다시 말해서, 분배 영역(13) 근처의 하부 구조체의 중심에 가까이 연장될 수 있다.
하부 구조체(6)의 외부 부분(6c)은 바람직하게는 공사출 성형된 다층 재료(12a)로 제조된 섹션 및 단일 층 재료(12b)로 제조된 섹션을 포함한다. 따라서, 외부 환형 부분(6c)은 베이스 몸체의 단일 층 재료 섹션과 다층 섹션 사이의 계면을 나타낼 수 있다. 하부 구조체(6)의 외부 부분(6c)은 바람직하게는 본질적으로 평면이거나 수평으로 배열된 환형 견부 부분이다.
공사출 성형된 다층 섹션(5)은 바람직하게는 또한 베이스 몸체의 측벽(4)으로부터 플랜지형 림(11)으로 연장되어, 예컨대, 캡슐의 상부 벽(2)과 적어도 부분적으로 중첩된다. 그에 의해, 공사출 성형된 다층 섹션(5)은 상부 벽(2)과 플랜지형 림(11) 사이의 접촉 영역(9b)에서, 즉 상부 벽(2)이 플랜지형 림(11)에 연결되는 영역에서 종단된다. 따라서, 코어 층(5b)은 바람직하게는 캡슐 베이스 몸체(1)의 외부 표면을 통하여 연장되지 않는다.
본 발명의 하나의 실시 형태에서, 하부 구조체(6)의 개방 수단(7)은 또한 코어 층(5b)과 상이한 중합체 재료로 제조된 2개의 외부 층(5a)을 갖는 적어도 하나의 공사출 성형된 다층 섹션(5)을 포함한다
다층 섹션(5)의 외부 층(5a)의 재료는 바람직하게는 PVDC, PP, PE, PA, PLA의 중합체 군으로부터 선택된다. 외부 층의 두께는 바람직하게는 5 내지 50 마이크로미터, 더 바람직하게는 10 내지 30 마이크로미터이다.
다층 섹션(5)의 코어 층(5b)은 바람직하게는, 예컨대 EVOH, PVOH, PP 또는 PET와 같은 기체 장벽 중합체로 제조된다. 코어 층(5b)은 바람직하게는 다층 섹션의 외부 층(5a)에 비해 산소에 대한 증가된 장벽 특성을 갖는다. 코어 층(5b)의 두께는 바람직하게는 0.1 내지 50 마이크로미터, 더 바람직하게는 0.3 내지 20 마이크로미터에 놓인다. 수분 장벽은 외부 층의 재료, 예를 들어, 폴리프로필렌, 또는 패키징 기술 분야에서 공지된 다른 적합한 수분-장벽 중합체에 의해 달성될 수 있다.
하부 보유 벽(3) 및/또는 상부 벽(2)은 바람직하게는 천공될 수 있는 박막 또는 멤브레인이다. 보유 벽(3) 및/또는 상부 벽(2)의 두께는 바람직하게는 10 내지 300 마이크로미터에 놓인다.
상부 벽(2) 및 하부 보유 벽(3)은 EVOH 또는 알루미늄 또는 다른 다층 라미네이트와 같은 산소 및 수분 장벽 특성을 포함하는 재료로 제조된다. 바람직한 실시 형태에서, 상부 벽(2) 및 하부 보유 벽(3)의 재료는 알루미늄, 알루미늄/플라스틱 복합체, 알루미늄/플라스틱/종이 복합체, 단일 층 또는 다층 플라스틱으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
베이스 몸체(1)의 개방 수단(7)은 폐쇄된 챔버(8)의 외측에 하우징되고, 하부 보유 벽(3)에 가까이 근접하게 위치될 수 있고/있거나 그에 인접하게 배열될 수 있다. 개방 수단(7)은 바람직하게는 캡슐의 하부 보유 벽(3)을 향하여 지향된 일체형으로 형성된 프로파일 부분이다. 프로파일 부분은 바람직하게는 적어도 하나의 또는 복수의 천공 요소로 구성된다. 천공 요소는 임의의 가능한 형상, 예를 들어, 첨단, 블레이드, 나이프, 니들, 원추 형상의 돌출부, 피라미드 형상의 돌출부 등을 가질 수 있다.
복수의 천공 요소를 갖는 구성은, 그러한 표면이 압력 확산 수단으로서 역할을 하고 천공이 일어나기 전에 액체의 압력이 캡슐 내측에서 충분히 상승하게 하는 효과를 갖기 때문에, 바람직하다. 따라서, 하부 보유 벽의 개방이 일어나기 전에 음료의 추출 특징을 향상시키기 위하여 원하는 압력이 캡슐 내에서 형성된다.
개방 수단(7)들 사이의, 각각 개방 수단(7)이 돌출되어 있는, 하부 구조체(6)의 상부 표면은 바람직하게는, 개방된 하부 보유 벽(3)으로부터 배수되는 음료를 수집하도록 그리고 상기 음료를 캡슐의 적어도 하나의 음료 출구(13)를 향하여 안내하도록 설계된다.
본 발명에 따른 캡슐(10)로부터 음료를 제조하기 위하여, 캡슐(10)은 음료 제조 기계 내로 도입될 수 있다. 그 내에서, 음료 제조 기계의 전용 유체 주입 수단에 의해 유체가 캡슐(10) 내로 주입된다. 이는 바람직하게는 캡슐의 상부 벽(2)을 관통하고 압력 하의 유체를 폐쇄된 챔버(8) 내로 제공하도록 설계된다. 이어서, 캡슐 내의 압력의 상승은 개방 수단(7)에 대항하여 하부 보유 벽(3)을 가압할 것이고, 이는 충분한 압력이 캡슐 내에서 형성된 후에 보유 벽(3)의 개방 또는 인열로 이어질 것이다. 둘러싸인 식품 또는 음료 성분의 주입된 유체와의 상호작용으로 인해 제조된 생성된 음료는 개방된 보유 벽(3)으로부터 그리고 캡슐의 적어도 하나의 출구(13)를 통하여 배수될 것이다.
본 명세서에 기술된 본 발명의 바람직한 실시 형태들에 대한 다양한 변형 및 수정이 당업자에게는 명백할 것임이 이해되어야 한다. 그러한 변형 및 수정은 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어남이 없이 그리고 그의 부수적인 이점을 감소시키지 않고 이루어질 수 있다. 따라서, 그러한 변형 및 수정은 첨부된 청구범위에 의해 커버되는 것으로 의도된다.

Claims (20)

  1. 식품 또는 음료 제조를 위해 설계된 캡슐(10)로서, 상기 캡슐(10)은 식품 또는 음료 제조 성분을 보유하기 위한 컵 형상의 베이스 몸체(1), 상부 벽(2) 및 하부 보유 벽(3)을 포함하고, 상기 베이스 몸체(1)는 하나의 단일 사출 성형된 부품으로 제조되고, 상기 베이스 몸체의 측벽(4)은 2개의 외부 층(5a)이 코어 층(5b)과 상이한 중합체 재료로 제조된 적어도 하나의 공사출 성형된 다층 섹션(5)을 포함하고, 상기 베이스 몸체(1)는, 상기 측벽(4)과 일체형으로 성형되고 상기 캡슐이 그의 사용 시에 개방되게 하는 개방 수단(7)을 포함하는 하부 구조체(6)를 추가로 포함하고,
    상기 하부 구조체(6)의 개방 수단(7)은 상기 캡슐의 하부 보유 벽(3)을 향하여 지향된 일체형으로 형성된 프로파일 부분(profiled portion)이고,
    상기 공사출 성형된 다층 섹션(5)은 상기 측벽(4)으로부터 상기 하부 구조체(6)의 외부 환형 부분(6c)으로 연장되어, 상기 외부 환형 부분(6c)의 상부 표면(3a)에 연결된 상기 하부 보유 벽(3)과 중첩되고,
    상기 공사출 성형된 다층 섹션(5)은 상기 하부 보유 벽(3)과 상기 하부 구조체(6) 사이의 영역(9a)에서 종단되거나, 또는 상기 하부 구조체(6) 내에도 연장되는 것을 특징으로 하는, 캡슐.
  2. 제1항에 있어서, 상기 개방 수단(7)은 상기 식품 또는 음료 제조 성분을 보유하기 위한 폐쇄된 챔버(8)의 외측에 하우징된, 캡슐.
  3. 제1항에 있어서, 상기 하부 구조체(6)의 개방 수단(7)은 단일 층 재료(5a)로 제조되는, 캡슐.
  4. 제1항에 있어서, 상기 상부 벽(2), 상기 하부 보유 벽(3) 및 상기 측벽의 공사출 성형된 다층 섹션(5)은 그들의 계면에서 중첩되도록 서로에 대해 배열되는, 캡슐.
  5. 제1항에 있어서, 상기 하부 구조체(6)의 외부 부분(6c)은 공사출 성형된 다층 재료(12a)로 제조된 섹션 및 단일 층 재료(12b)로 제조된 섹션을 포함하는, 캡슐.
  6. 제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 하부 구조체(6)의 외부 부분(6c)은 상기 개방 수단(7)의 외측에 반경방향으로 위치된 본질적으로 평면이거나 수평으로 배열된 환형 견부(shoulder) 부분인, 캡슐.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컵 형상의 베이스 몸체(1)는 플랜지형 림(11)을 포함하는, 캡슐.
  8. 제7항에 있어서, 상기 공사출 성형된 다층 섹션(5)은 상기 베이스 몸체의 측벽(4)으로부터 상기 플랜지형 림(11)으로 연장되어, 상기 캡슐의 상부 벽(2)과 적어도 부분적으로 중첩되는, 캡슐.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 하부 구조체(6)의 개방 수단(7)은 또한 코어 층(5b)과 상이한 중합체 재료로 제조된 2개의 외부 층(5a)을 갖는 적어도 하나의 공사출 성형된 다층 섹션(5)을 포함하는, 캡슐.
  10. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상부 벽(2), 상기 하부 보유 벽(3) 및 상기 측벽(4)의 공사출 성형된 다층 섹션(5)의 적어도 상기 코어 층(5b)은 산소 및 수분에 대한 장벽 특성을 포함하는, 캡슐.
  11. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다층 섹션(5)의 코어 층(5b)은, 기체 장벽 중합체로 제조되는, 캡슐.
  12. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상부 벽(2) 및 상기 하부 보유 벽(3)은 산소 및 수분 장벽 특성을 갖는 재료로 제조되는, 캡슐.
  13. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 일체형 하부 구조체(6)에는, 적어도 하나의 개구(13)가 제공된, 캡슐.
  14. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캡슐 베이스 몸체(1)는 상기 캡슐의 플랜지형 림(11)의 측부로부터 적어도 2개의 상이한 중합체 재료(5a, 5b)를 공사출 성형함으로써 획득가능한, 캡슐.
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