KR20110043586A - 캡슐에 액밀 고무를 적용하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 음료 제조 장치의 음료 제조용 캡슐 (1) 에 고무-탄성 밀봉 부재를 제공하는 방법으로서, 상기 캡슐은 측벽 (3a) 을 갖는 보디부 (3) 및 플랜지형 림부 (2) 를 구비하고, 상기 림부 (2) 는 보디부 (3) 의 측벽 (3a) 으로부터 연장되고, 상기 방법은, - 액체 또는 점성 상태의 비경화 (uncured) 밀봉 조성물 (4) 을 캡슐 (1) 의 림부 (2) 에 적용하는 단계, - 밀봉 조성물이 측벽 (3a) 에 도달할 때까지 측벽을 향해 적어도 일부 이동하도록, 상기 적용된 밀봉 조성물 (4) 을 가열하는 단계, 및 - 측벽 (3a) 을 향한 이동 후에, 밀봉 조성물 (4) 을 경화시키는 단계를 포함하는 방법을 제안한다.

Description

캡슐에 액밀 고무를 적용하는 방법{METHOD FOR APPLYING A LIQUID SEAL RUBBER TO A CAPSULE}

본 발명은 일반적으로 1인분 (portioned) 음료 성분을 담는 밀봉 캡슐의 분야에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은, 캡슐에 담긴 성분에 기초하여 액체 음식을 제조하도록 설계된 음료 제조 장치의 전용 포위 수단과 수밀 (water-tight) 상호작용을 가능하게 하는 그러한 캡슐에 밀봉 조성물을 적용하는 방법에 관한 것이다.

캡슐 내로 가압 유체를 분사 (inject) 함으로써 음료를 제조하는 장치는 특히 커피 또는 커피 타입 음료의 제조 분야에서 잘 알려져 있다. 그리고, 초콜렛 또는 우유 제품과 같은 다른 음식 성분이 캡슐에 담길 수 있다. 이들 성분과 액체 사이의 상호작용에 의해, 음료 또는 다른 음식 (예컨대, 수프 등) 이 제조될 수 있다. 상호작용은 예컨대 추출, 우려냄 (brewing), 용해 등의 프로세스일 수 있다. 그러한 캡슐은, 압력 하에서 뜨거운 물을 캡슐에 들어가게 하고 그 캡슐로부터 커피 음료를 빼내어서 커피 음료를 제조하기 위해, 특히 분쇄된 커피를 담도록 되어 있다.

그러한 시스템의 이점은, 음료 제조 작업의 용이성뿐만 아니라, 특히 성분의 보존 및 신선함이다.

물질 포함 캡슐로부터 유체 음식을 획득하는 시스템 및 방법이 예컨대 EP-A-512470 (US 5,402,707 의 대응부) 에 기재되어 있다.

도 1 에 나타낸 캡슐 (101) 은 예컨대 볶은 분쇄 커피 (103) 로 채워질 수 있는 절두원뿔형 컵 (102) 을 갖고, 이 컵은 컵 (102) 의 측벽으로부터 측방향으로 (laterally) 연장되어 있는 플랜지형 림에 용접 및/또는 크림핑 (crimping) 된 포일형 테어 페이스 커버 (tear face cover, 104) 에 의해 폐쇄되어 있다. 캡슐 홀더 (111) 가 릴리프 (relief) 표면 요소 부재 (113) 를 갖는 유동 그릴 (112) 을 포함하고 있다.

캡슐 홀더 (111) 는 측벽 (124) 및 추출된 커피 음료의 통과를 위한 보어 (127) 를 갖는 지지부 (115) 에 수용되어 있다.

도 1 에서 볼 수 있는 것처럼, 추출 시스템은 물 유입 채널 (120) 및 환형 요소 (108) 를 갖는 물 분사기 (107) 를 더 포함하며, 환형 요소의 내부 리세스의 형상은 캡슐의 외부 형상에 실질적으로 대응한다. 환형 요소 (108) 는, 그의 외부에, 추출 완료시 캡슐을 해제하기 위한 링 (123) 을 유지하는 스프링 (122) 을 포함한다.

작동시, 캡슐 (101) 은 캡슐 홀더 (111) 내에 위치된다. 물 분사기 (107) 는 컵 (102) 의 윗면을 천공한다. 캡슐의 하측 테어 페이스 (104) 는 캡슐 홀더 (111) 의 반경방향으로 배치된 부재 (113) 에 놓인다.

물이 물 분사기 (107) 의 채널 (120) 을 통해 분사되어, 커피 베드 (bed of coffee, 103) 에 충돌한다. 캡슐 (101) 내 압력이 증가하여, 테어 페이스 (104) 는 반경방향 개구 릴리프 부재 (113) 의 형상에 점점 더 일치하게 된다. 그러한 반경방향 개구 릴리프 부재는 피라미드형 릴리프 부재 또는 다른 형상의 릴리프로 대체될 수 있다. 테어 페이스의 구성 재료가 그의 파괴 응력에 도달하면, 테어 페이스는 릴리프 부재를 따라 찢어진다. 추출된 커피는 유동 그릴 (112) 의 오리피스를 통해 유동하여, 보어 (127) 아래에 있는 컨테이너 (도시 안 됨) 에 회수된다.

이러한 추출 프로세스의 원리는, 본 발명과 관련하여 유지될 수 있는 한에서, 다음과 같이 요약될 수 있다:

- 초기 밀봉된 캡슐을 캡슐 홀더 수단에 삽입한다.

- 그리고 나서, 환형 요소 (도 1 에서 도면부호 108) 가 밀봉 캡슐을 둘러싸도록 기계의 물 분사 수단과 함께 캡슐 홀더 수단을 도입한다.

- 캡슐의 제 1 벽에 적어도 하나의 개구를 형성한다.

- 제 1 벽의 개구를 통해 캡슐에 들어간 물이, 캡슐 내부를 가로지르는 동안 캡슐에 담긴 성분과 상호작용한 후, 제 2 벽에 형성된 적어도 하나의 개구/관통구를 통해 캡슐에서 나온다.

이로써, 캡슐 내 성분이 물의 유동 경로의 '병목'을 구성하므로, 캡슐을 통한 액체 유동의 상류측과 하류측 사이에 압력 강하를 야기하고, 이 압력 강하는 액체와 성분 사이의 상호작용 동안에도 예컨대 성분의 팽윤 (swelling) 으로 인해 증가한다. 따라서, 단지 물 유동이 실제 캡슐의 내부를 통해 (화살표 A1) 이루어지는 것, 그리고 물이 물 분무기로부터 환형 포위 부재 (108) 와 캡슐 (101) 의 외부 사이의 틈을 통해 장치의 배출용 보어 (127) 로 유동할 수 없는 것이 보장되어야 한다.

화살표 A2 는 이러한 바람직하지 않은 물 유동 경로를 나타낸다. 다시 말해, 캡슐 (101) 외부의 임의의 물 유동이, 환형 부재 (108) 와 캡슐 (101) (또는 환형 부재와 캡슐 홀더) 사이의 틈 그리고 물 분사기와 음료배출용 보어 사이의 유동 경로에 위치되는 밀봉 결합에 의해 정지되어야 한다. 도 1 에 나타낸 실시형태에서, 그러한 밀봉 결합은 환형 부재 (108), 캡슐 (101) 의 측벽에 있는 플랜지형 림과 캡슐 홀더 사이의 핀칭 (pinching) 결합에 의해 적어도 어느 정도 달성될 수 있다.

밀봉 결합이 적절히 작용하지 않아 물이 캡슐 외부에서 유동하는 경우, 테어 페이스를 찢기에 충분한 압력이 캡슐 내부에 발생하지 않거나 또는 테어 페이스가 완전히 찢기지 않아 물질의 추출이 불량해진다. 그러한 시나리오에서, 물이 충분한 압력 조건 하에서 캡슐에 담긴 성분과 상호작용하지 않거나 또는 완전히 상호작용하지 않은 채로 음료 제조 장치로부터 배출된다.

환형 부재의 내벽을 고무-탄성 재료로 라이닝 (lining) 처리함으로써 이러한 밀봉 결합을 더 향상시키는 것을 생각할 수 있다. 다시 말해, 상기한 접근법에 따르면, 음료 제조 장치에 고정 또는 부착되는 구성에 의해 밀봉 결합이 보장된다. 이는, 다수의 캡슐의 사용 후에는 고정된 밀봉 수단이 마모되어, 적절하게 충분히 밀봉되지 않은 상태에서 물이 통과함으로써, 제조되는 음료의 질이 점차 떨어지는 단점이 있다.

캡슐 외부에서의 임의의 '누출' 은 캡슐 내부에서의 압력 증가를 감소시킨다. 압력이 충분하지 않다면, 테어 멤브레인이 개방되지 않거나 또는 단지 일부만 개방될 수 있다. 한편, 충분한 추출 압력이 에스프레소 스타일 커피의 질에 있어서 핵심 요인이라는 것은 잘 알려져 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 음료 제조 시스템의 액체 유입부와 음료 배출측 사이의 밀봉 결합을 향상시키는 것이다.

본 발명의 주된 아이디어는 밀봉 결합의 탄성 부분을 음료 제조 장치로부터 캡슐로 이전시키는 것이다. 이로 인한 장점은, 임의의 탄성 밀봉 부재가 단 한 번만 (즉, 관련된 캡슐과 함께) 사용되므로, 적절한 밀봉 기능이 보장되고, 밀봉 부재에서의 위생, 세척 및/또는 스케일침전 (scale-deposition) 문제가 덜 발생할 수 있다는 것이다.

특히, 본 발명의 목적은, 예컨대 EP-A-512470 에 기재된 것과 같은 내장형 밀봉 수단을 갖는 최신 음료 제조 장치가 본 발명에 따른 캡슐과 함께 사용될 수 있도록, 캡슐을 향상시키는 것이다.

EP 1 654 966 B1 은, 압력 하에서 액체를 캡슐에 넣은 후 캡슐 내 성분과 상호작용하도록 하기 위해 음료 제조 장치에 삽입되도록 구성된 캡슐에 관한 것이다. 그 때문에, 캡슐은 예컨대 접착제 또는 용접에 의해 캡슐의 보디에 부착되는 O링 또는 L자형 단면을 갖는 링의 형태의 탄성 밀봉 부재를 포함한다.

그러한 밀봉 수단을 캡슐에 적용하는 하나의 가능한 모드는 사출 성형에 의할 수 있지만, 이 프로세스는 캡슐의 각 보디를 위한 몰드를 필요로 하고 주입 및 공구가공 (tooling) 의 매우 높은 정밀도를 요구한다는 단점이 있다. 그러므로, 더 값싸고 더 편리한 방식은, 캡슐에 액체 고무를 침전시키고 캡슐의 보디에서 그 고무를 경화시킴으로써 밀봉 수단을 적용하는 것이다.

밀봉 수단의 위치 및 캡슐에서의 그의 분포가 캡슐의 효과적인 밀봉을 달성하는데 있어 중요하다는 것에 주목해야 한다. 그러므로, 본 발명의 목적은 캡슐에 제공되는 밀봉 수단의 효율을 더 강화하는 것, 그리고 특히 캡슐에서의 밀봉 수단의 위치결정 프로세스를 개선하는 것이다.

그 때문에, 오목한 외부 표면을 갖는 L자형 밀봉부를 형성하기 위해, 시일이 림과 캡슐 보디의 측벽의 교차부 (intersection) 에 정확히 위치되어야 한다.

더욱이, 캡슐의 효과적인 밀봉을 유지하면서 단지 소량의 액체 고무만을 필요로 하는 프로세스가 탐구되고 있다. 분리된 (discrete) 소량의 액체 고무가 캡슐 주위에서 음료 제조 장치의 폐쇄력을 감소시킬 수 있고 또한 중요한 제조 비용을 절감시킨다.

상기 목적은 독립 청구항의 특징에 의해 달성된다. 종속 청구항은 본 발명의 중심 사상을 더 발전시킨다.

본 발명은, 캡슐에 고무-탄성 밀봉 부재를 제공하는 방법으로서, 상기 캡슐은 측벽을 갖는 원통형 또는 절두원뿔형 보디부 및 플랜지형 림부를 구비하고, 상기 림부는 보디부의 측벽으로부터 연장되고, 상기 방법은,

- 액체 또는 점성 상태의 비경화 (uncured) 밀봉 조성물을 캡슐의 림부에 적용하는 단계,

- 밀봉 조성물이 측벽에 도달할 때까지 측벽을 향해 적어도 일부 이동하도록, 상기 적용된 밀봉 조성물을 가열하는 단계, 및

- 측벽을 향한 이동 후에, 밀봉 조성물을 경화시키는 단계를 포함하는 방법을 제안한다.

본 방법에 따르면, 밀봉 조성물이 캡슐 보디의 플랜지형 림부와 측벽의 교차부에 정확히 그리고 편리하게 위치될 수 있으므로, 상기 교차부에서 수밀 밀봉이 달성된다.

일반적으로, 밀봉 조성물의 적용은 음식 안전을 위해 각각 위생 및 로지스틱 (logistic) 이유로 충전 라인으로부터 멀리 떨어져 있는 설비에서 행해진다. 따라서, 밀봉 조성물은 캡슐 보디의 제조 프로세스 후에 적용되는 것이 바람직하다. 두번째 단계에서, 캡슐 보디는 적층되어, 충전 및 밀봉 공장으로 보내지고, 그곳에서 캡슐 보디는 해당 성분으로 충전되고, 그 다음으로 전용 멤브레인에 의한 캡슐의 밀봉이 행해진다.

바람직한 실시형태에서, 캡슐의 림부에서의 비경화 밀봉 조성물의 위치결정은 밀봉 조성물의 공급부에 연결되는 니들 (needle) 또는 노즐 부재에 의해 행해진다. 바람직하게는, 밀봉 조성물이 제공되어야 하는 다수의 캡슐이 수평방향으로 변위될 수 있는 이동 트레이에 위치된다.

그 때문에, 밀봉 조성물의 경화 전에 이루어지는 비경화 밀봉 조성물의 상기한 가열에 의해, 상기 밀봉 조성물이 밀봉 조성물과 캡슐 보디의 측벽 사이의 정전기력 및 표면 장력과 같은 인력으로 인해 림부로부터 캡슐의 측벽으로 이동한다.

바람직한 실시형태에서, 캡슐은 알루미늄과 같은 금속으로 이루어지고, 딥드로잉 작업에 의해 형성된다. 따라서, 캡슐의 보디는 보디의 딥드로잉 동안 필요한 래커 (lacquer) 및 윤활제의 잔류물로 덮일 수 있고, 이는 캡슐의 보디에 대한 밀봉 조성물의 끌어당김을 촉진할 수 있다. 그러므로, 경화 프로세스 전 밀봉 조성물의 상기 가열은 캡슐의 보디부와 림부 사이의 교차부에서 비경화 밀봉 조성물의 바람직한 동일한 분포를 가능하게 한다.

캡슐 보디의 형성 후 그러나 커피로 충전되고 예컨대 림부에 제공되는 멤브레인에 의해 림부에서 밀봉되기 전에 캡슐의 보디에서 밀봉 조성물의 침전이 바람직하게 행해지는 것에 주목하라.

밀봉 조성물은 바람직하게는 엘라스토머, 실리콘, 플라스틱, 라텍스, 발라타 (balata) 등으로부터 선택되는 탄성, 고무-탄성 재료이다. 밀봉 조성물은 투명한 것이 바람직하다.

General Electric Company 의 'Addisil 1540d' 로서 판매되는 실리콘 고무가 밀봉 조성물로 액체 실리콘 고무로서 이용되는 것이 바람직하다.

바람직한 실시형태에서, 밀봉 조성물은 불연속적인 방식으로 적용된다. 이는, 바람직하게는 밀봉 조성물의 코드 (cord) 가 분배 시작점과 종료점 사이에 간극이 형성되도록 플랜지형 림부에 분배되는 것을 의미한다. 따라서, 경화 단계 전에 비경화 밀봉 조성물의 유동이 예상된다. 그러므로, 밀봉 재료의 과도충전 (surcharge) 이 국부적으로 시작점과 종료점 사이의 교차선에서 회피된다.

바람직한 실시형태에서, 밀봉 조성물의 적용은 바람직하게는 펄스 (pulsed) 방식으로 행해진다. 특히, 펄싱 (pulsing) 은 캡슐의 림부에의 액체 밀봉 조성물의 분배의 시작시에 행해질 수 있다. 따라서, 이른바 '스네이크헤드 (snake-head)' 오버도싱 (overdosing) (이로 인해, 분배 단계들 사이에 재료의 축적으로 인해 분배 시작시에 니들의 팁에 재료의 더 큰 드랍 (drop) 이 쌓임) 이 효과적으로 방지될 수 있다. 그러므로, 밀봉 조성물의 코드의 운반이 분배 부재 내에서 더 매끄럽게 올라가고 (ramp up), 적용 영역에서 코드의 더 정확한 두께를 형성한다.

밀봉 조성물은 바람직하게는 캡슐의 림부와 측벽의 교차부로부터 소정의 거리를 두고 캡슐의 림부에 적용된다. 따라서, 캡슐의 측벽에 대한 적용된 밀봉 조성물의 소정의 거리는 밀봉 조성물이 가열 프로세스 동안 캡슐의 측벽을 향해 이동할 수 있도록 유지된다. 그 때문에, 캡슐의 보디부로부터의 거리는 밀봉 조성물이 림부의 중앙부에 적용되도록 선택되는 것이 바람직하다.

밀봉 조성물은 림부에 원주방향으로 (circumferentially) 적용되고, 따라서 캡슐의 측벽에 대한 밀봉 조성물의 적용된 코드의 거리는 바람직하게는 캡슐의 각 측에서 동일하고, 즉 밀봉 조성물의 코드는 바람직하게는 캡슐 보디의 중심 축선에 동심으로 배치된다.

캡슐의 림부에 분배되는 밀봉 재료의 양은 바람직하게는 10 ∼ 150 ㎎, 더 바람직하게는 40 ∼ 80 ㎎, 가장 바람직하게는 약 53 (+/-3) ㎎ 이다. 따라서, 매우 적은 양의 밀봉 재료로 캡슐에 효과적인 밀봉 수단이 형성될 수 있다. 관련된 매우 적은 양으로 인해, 시일은 육안으로 거의 안 보이지만, 음료 제조 장치의 폐쇄시 수밀 시일을 형성하기에 충분하다. 환경에의 영향은 매우 제한적이고 캡슐에 부가되는 비용은 최소이다.

경화 상태에서의 적용된 밀봉 재료의 경도는 바람직하게는 20 ∼ 40 Shore A 이다.

캡슐의 림부에 밀봉 성분의 코드를 분배하기 위한 시간은 바람직하게는 1 초 미만, 더 바람직하게는 400 ∼ 900 ㎳ 이다

캡슐의 측벽을 향한 밀봉 조성물의 이동은 60 ∼ 80 ℃ 의 오븐 온도에서 1 ∼ 4 분 동안의 밀봉 조성물의 가열에 의해 획득되는 것이 바람직하다.

캡슐의 보디를 향한 밀봉 조성물의 이동은 바람직하게는 캡슐의 림부와 보디의 일부에 존재하는 연속적인 밀봉부를 형성한다. 그 때문에, 상기 연속적인 밀봉부 내에 간극이 존재하지 않는다. 이는 림부에 분배된 코드의 단부, 즉 분배 시작점 및 종료점이 상기 이동 후에 접합됨을 의미한다. 따라서, 상기 밀봉부는 바람직하게는 캡슐의 림과 보디부 사이의 원주방향 교차부 주위에 동일하게 분포된다. 이에 따르면, 밀봉 조성물의 정확한 위치결정 및 단일 (unitary) 두께가 획득된다.

더욱이, 가열 후, 따라서 밀봉 조성물의 이동 후, 상기 연속적인 밀봉부는 바람직하게는 단면도에서 보았을 때 오목한 L자형 단면을 포함한다. 이 실시형태에 따르면, 밀봉 재료의 최소량으로 캡슐의 효과적인 밀봉이 획득될 수 있다.

밀봉 조성물의 경화는 바람직하게는 110 ∼ 160 ℃ 의 온도에서 4 ∼ 10 분 동안 행해진다. 그러므로, 경화 프로세스 후, 안정적인 탄성 밀봉 수단이 캡슐에 형성된다.

본 발명에 따른 가열 및 경화 단계는 바람직하게는 캡슐이 트레이에 의해 지지되어 이동되는 오븐 내에서 행해진다. 그 때문에, 오븐은 희망 온도로 설정되는 복수의 상이한 가열 챔버를 구비하는 것이 바람직하다. 오븐은 바람직하게는 4 개의 챔버를 구비하고, 그 챔버 중 하나는 60 ∼ 80 ℃ 로 설정되고, 다른 3 개의 챔버는 110 ∼ 160 ℃ 로 설정된다. 바람직하게는, 3 개의 경화 챔버는 경화 프로세스가 약간 조정될 수 있도록 그 온도에 있어 상이하다. 경화 동안 온도는 160 ℃ 를 초과하면 안 되는데, 밀봉 부재 또는 캡슐의 다른 부품을 손상시킬 수 있기 때문이다.

제 2 태양에서, 본 발명은 음료 성분을 담기 위한 캡슐로서, 캡슐 내 성분과 상호작용하기 위해 그리고 그 캡슐로부터 음료를 빼내기 위해 액체가 압력 하에서 캡슐에 들어가는 음료 제조 장치에 삽입되도록 설계되어 있고, 보디, 플랜지형 림 및 캡슐의 외부 표면에 형성된 탄성 밀봉 부재를 포함하는 상기 캡슐에 있어서,

상기 밀봉 부재는 캡슐의 림과 보디 사이의 원주방향 교차부 주위에 동일하게 분포된 연속적인 부분을 형성하는 것을 특징으로 하는 음료 성분을 담기 위한 캡슐을 제안한다.

그 때문에, 밀봉 부재는 위에서 설명한 방법에 의해 캡슐의 보디에 적용되는 것이 바람직하다.

바람직한 실시형태에서, 경화된 밀봉 수단의 외부 표면은 단면도에서 보았을 때 선형 또는 메니스커스형이다.

밀봉 수단은, 림부로부터 베이스 보디의 측벽으로의 전이부로부터 45°각도로 측정하였을 때, 바람직하게는 0.3 ∼ 0.7 ㎜, 더 바람직하게는 0.4 ∼ 0.6 ㎜ 의 최대 두께를 갖는다. 이 실시형태에 따르면, 음료 제조 프로세스 동안 캡슐의 효과적인 밀봉이 달성되도록, 밀봉 수단과 캡슐이 제공될 수 있는 음료 제조 장치의 전용 포위 부재 사이의 상호작용이 강화된다.

바람직한 실시형태에서, 밀봉 수단의 두께는 베이스 보디부의 측벽에 있는 단부 및 림부에 있는 단부를 향해 각각 연속적으로 감소한다. 따라서, 최소량의 밀봉 재료의 적용에 의해, 효과적인 밀봉 수단이 켑슐에 제공될 수 있다. 이에 따르면, 밀봉 수단의 비용면에서 매우 효과적인 실시형태를 달성할 수 있다.

캡슐의 보디에서 효과적인 수밀 밀봉을 달성하기 위해, 캡슐의 림부와 보디 사이의 교차부에서의 밀봉 조성물의 매우 일정하고 정확한 적용이 필요하고, 이는 본 발명에 따른 방법에 의해 달성됨에 주목해야 한다. 그러나, 다른 친숙한 프로세스가 상기한 이점을 달성하는데 적용될 수 있다. 예컨대, 액체 또는 점성 밀봉 조성물의 코드는 캡슐 보디의 측벽에 적용될 수 있고, 그리고 나서 보디와 림부의 교차부에서 밀봉 수단을 변위시키기 위해 가열 프로세스에 의해 림부를 향해 이동되게 될 수 있다.

상기한 제조 시스템에 의하면, 본 발명에 따른 캡슐과 캡슐 내부에 가열 및 가압된 액체를 제공하도록 설계된 전용 음료 제조 장치 사이의 효과적인 상호작용이 가능하다. 본 발명에 따르면, 상기한 제조 시스템에 의해 캡슐의 어떠한 누출 없이 음료를 제조할 수 있다.

본 발명의 다른 특징, 이점 및 목적은, 당업자가 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대한 이하의 상세한 설명을 읽음으로써, 분명해질 것이다.

도 1 은, 종래 기술의 문헌 EP-A-512 470 으로 공지된 추출 캡슐을 보여준다.
도 2 는, 본 발명에 따른 캡슐의 보디의 측단면도이다.
도 3 은, 도 2 의 영역 Z 의 확대도이다.
도 4a 내지 도 4c 는, 캡슐 보디의 림부에의 밀봉 조성물의 적용을 보여준다.
도 5a 내지 도 5c 는, 가열 단계 및 경화 단계 후의 적용된 밀봉 조성물을 보여준다.
도 6 은, 음료 제조를 가능하게 하기 위해 본 발명에 따른 캡슐을 둘러싸기에 적합한 포위 부재를 포함하는 음료 제조 장치의 바람직한 실시형태를 보여준다.
도 7 은, 캡슐의 림부와 보디부 사이의 교차부에 적용된 밀봉 조성물과 음료 제조 기계의 포위 부재 사이의 상호작용을 보여준다.

도 2 는 본 발명에 따른 캡슐의 바람직한 실시형태의 측단면도이다. 캡슐 (1) 은 측벽 (3a) 및 실질적으로 횡단 (transversal) 폐쇄된 베이스부 (3b) 를 갖는 절두원뿔형 보디부 (3) 를 포함한다. 상기 베이스부 (3b) 는 중앙 리세스 (3c) 를 포함한다. 절두원뿔형 보디부 (3) 의 다른 단부에서는, 플랜지형 림부 (2) 가 캡슐의 측벽 (3a) 에 연결된다. 그 때문에, 플랜지형 림부 (2) 는 캡슐 (1) 의 중심 축선 (c) 에 수직하게 배향되는 것이 바람직하다.

캡슐 (1) 은 알루미늄과 같은 금속으로 이루어진 일체형 부품인 것이 바람직하다. 그 때문에, 도 2 에서 캡슐 (1) 의 도시된 실시형태는 바람직하게는 딥드로잉 작업에 의해 획득된다.

캡슐 (1) 은 외부 표면 (7a) 및 내부 표면 (7b) 을 갖는다.

보디부 (3) 의 측벽 (3a) 과 플랜지형 림부 (2) 의 교차부에는, 단면도에서 보았을 때 바람직하게는 선형 또는 메니스커스형 형태인 밀봉 수단 (4) 이 적용된다.

캡슐의 표시한 높이 (h) 는 바람직하게는 10 ∼ 30 ㎜ 이다. 플랜지형 림부 (2) 가 연결되는 캡슐 (1) 의 보디부 (3) 측의 표시한 직경 (d₁) 은 바람직하게는 20 ∼ 50 ㎜ 이다. 또한, 리세스 (3c) 를 포함하는 캡슐 (1) 의 보디부 (3) 의 제 2 측의 표시한 직경 (d₂) 은 바람직하게는 20 ∼ 30 ㎜ 이다.

도 3 은, 캡슐의 보디부 (3) 와 림부 (2) 사이의 전이부 (8) 의 측단면도에 관한 도 2 의 영역 Z 의 확대도이다.

림부 (2) 는 측벽 (3a) 의 표면 (7a) 에 가까이 배치되는 상부 표면 (13a) 및 캡슐 보디부 (3) 의 측벽 (3a) 의 내부 표면 (7b) 에 가까이 있는 하부 표면 (13b) 을 포함한다.

도 3 에서 볼 수 있는 것처럼, 림부 (2) 및 측벽 (3a) 은, 림부 (2) 와 보디부 (3) 사이에 날카로운 에지가 형성되지 않도록 바람직하게는 곡선형인 전이부 (19) 에 의해 교차하는 것이 바람직하다. 그 때문에, 교차부 (19) 는 r = 0.2 ㎝ ∼ r = 0.8 ㎝ 의 곡률 반경을 포함하는 것이 바람직하다.

더욱이, 도 3 에 나타낸 것처럼, 림부 (2) 는 보디부 (3) 의 측벽 (3a) 에 대한 특정 각도 (α) (바람직하게는 90°이거나 90°보다 약간 더 크거나 더 작음) 로 배향된다.

플랜지형 림부 (2) 의 단부 (9) 에서는, 곡선형 단부가 형성되는 것이 바람직하고, 따라서 플랜지부 (2) 에서는 날카로운 에지가 캡슐로부터 돌출하지 않는다. 그러므로, 사용자는 캡슐 (1) 을 다룰 때 베이지 않게 된다.

측벽 (3a) 의 두께 (t₁) 는 림부 (2) 의 두께와 동일한 것이 바람직하다. 그 때문에, 두께 (t₁) 는 바람직하게는 0.1 ∼ 0.5 ㎜ 이다.

보디부 (3) 의 림부 (2) 와 측벽 (3a) 사이의 전이부 (19) 에 제공되는 밀봉 수단 (4) 은 바람직하게는 단면도에서 보았을 때 L자형 형태이다.

도면부호 'a' 는 림부 (2) 에 대해 45°각도로 배치되는 축을 나타내며, 이 축은 캡슐 (1) 의 림부 (2) 와 측벽 (3a) 의 교차부 (8) 를 가로지른다. 그 때문에, 밀봉 수단 (4) 은 표시한 축 (a) 의 방향으로 바람직하게는 0.3 ∼ 0.7 ㎜, 더 바람직하게는 0.4 ∼ 0.6 ㎜ 인 최대 두께 (t₂) 를 갖는다. 그러므로, 밀봉 수단 (4) 의 최대 두께 (t₂) 는 림부 (2) 와 보디부 (3) 의 측벽 (3a) 사이의 전이부 (19) 에서 제공된다. 따라서, 음료 제조 장치의 포위 수단은, 음료 제조 프로세스 동안 캡슐 (1) 을 효과적으로 밀봉하기 위해, 캡슐 (1) 과 효과적으로 상호작용할 수 있다.

더욱이, 밀봉 수단 (4) 의 두께 (t₂) 는, 도 3 에서 도면부호 t₂' 및 t₂" 으로 나타낸 것처럼, 림부 (2) 의 단부 (9) 를 향해 그리고 보디부 (3) 의 측벽 (3a) 에 있는 밀봉 수단 (4) 의 표시한 단부 (15) 를 향해 연속적으로 감소한다. 이러한 실시형태에 따르면, 밀봉 수단 (4) 의 오목한 L자형 형태가 획득된다.

밀봉 수단 (4) 은 바람직하게는 캡슐 (1) 의 측벽 (3a) 과 림부 (2) 의 단부 (9) 사이에 적용되고, 즉 밀봉 수단 (4) 이 바람직하게는 30 ㎜ ∼ 40 ㎜ 인 외부 직경 (d₄) 을 포함한다. 캡슐 (1) 의 내부 직경은 도면부호 d₃ 으로 표시되었고, 바람직하게는 25 ∼ 35 ㎜ 이다.

이하에서, 도 4a 내지 도 4c 를 참조하여, 캡슐 (1) 의 림부 (2) 에 대한 밀봉 조성물 (4) 의 적용 프로세스를 설명한다.

도 4a 에서 볼 수 있는 것처럼, 비경화 (따라서, 액체 또는 점성) 밀봉 조성물 (4) 이 플랜지형 림부 (2) 의 상부 표면 (13a) 에 분배된다. 그 때문에, 밀봉 조성물 공급부 (12) 에 연결된 분배 니들 또는 노즐 부재 (11) 에 의해 액체 또는 점성 밀봉 조성물 (4) 이 분배된다. 또한, 공급부 (12) 와 노즐 부재 (11) 사이에 펌프 (14) 가 제공되고, 따라서 액체 밀봉 조성물 (4) 을 분배할 수 있도록, 노즐 부재 (11) 에 소정의 압력이 제공될 수 있다. 그리고, 적어도 펌프 (13) 에 연결되어서 적용 압력을 조절할 수 있는 제어 유닛 (14) 이 제공될 수 있다.

밀봉 조성물 (4) 은 엘라스토머, 실리콘, 플라스틱, 라텍스, 발라타 등으로부터 선택되는 것이 바람직하다. 더 바람직하게는, 밀봉 조성물로서, 프라이머 (primer) 없이 많은 기판에 접합되는 이점을 가지며 고온에서 빠르게 이루어지는 열경화성 실리콘 접착제가 이용된다. 실리콘-고무 실링 조성물이 바람직하다. 특히, 'Addisil 1540 D' 와 같은 1성분 경화 실리콘 시스템이 바람직하다. 그러한 시스템은 온도에 민감하므로, 침전 전에 저온 (5 ∼ 8℃) 에 유지되어야 한다. 도싱 (dosing) 이 정확하고 도싱 수단의 막힘 문제를 회피하도록 침전 동안 점도를 제어하기 위해, 주위 온도의 제어된 분위기에서 적용될 수도 있다.

공급 수단 (12) 은 탬퍼 시일 배럴 (tamper seal barrel) 일 수 있다. 재료의 점도에 영향을 미쳐 캡슐 (1) 에의 분배 및 형성 능력에 영향을 미치는 경화가 시작되지 않는 것을 보장하기 위해, 재료는 캡슐 (1) 에의 침전 전에 차가운 조건으로 유지되는 것이 바람직하다. 분배 프로세스 전에, 배럴의 뚜겅은 제거되고 피스톤으로 대체될 수 있다. 그러므로, 배럴은 액체 고무의 운반을 위한 실린더로서 기능할 수 있다. 상기한 제어 수단 (14) 및 피스톤 펌프 (13) 에 의해, 분배 시간 및 분배 압력은 분배 프로세스에 맞게 조절될 수 있다.

바람직하게는, 제어 유닛 (14) 은 분배 프로세스의 시작시에 펄싱이 발생하도록 펌프 (13) 의 적용 압력을 조절한다. 그러므로, 이른바 '스네이크헤드 효과' 를 방지할 수 있고, 따라서 니들 또는 노즐 부재 (11) 의 팁 부분 (11a) 에 밀봉 조성물이 전혀 축적되지 않는다 (또는 적어도 감소된 양으로 축적된다).

액체 밀봉 조성물 (4) 은 측벽 (3a) 과 림부 (2) 의 전이부 (19) 에서 소정의 거리 (d) 에 분배되는 것이 바람직하다. 그 때문에, 밀봉 조성물 (4) 은 도 4a 에 나타낸 것처럼 림부 (2) 의 중앙부 (5) 에 분배되는 것이 바람직하다. 그러므로, 분배 프로세스 동안 노즐 또는 니들 부재 (11) 가 림부 (2) 에 접근하기에 충분한 공간이 제공된다.

상기 거리 d 는 0.5 ∼ 3 ㎜ 가 되도록 선택되는 것이 바람직하다. 밀봉 조성물 (4) 이 캡슐 (1) 의 보디부 (3) 의 측벽 (3a) 으로부터 너무 멀리 분배되지 않아야 함에 주의해야 하는데, 너무 멀리 분배되면, 불충분한 밀봉이 이루어져, 음료 제조 프로세스 동안 누출이 발생할 수 있기 때문이다. 특히, 캡슐 (1) 에 적용되는 시일이 매우 얇기 때문에, 위치도 또한 중요하다.

도 4b 는, 밀봉 조성물 (4) 을 림부 (2) 에 분배한 후의 캡슐 (1) 의 평면도이다. 도 4b 에서 볼 수 있는 것처럼, 코드 (15) 가 플랜지형 림부 (2) 의 상부 표면 (13a) 에서 캡슐 (1) 의 보디부 (3) 에 원주방향으로 분배된다. 그 때문에, 분배 프로세스가 바람직하게는 불연속적이고, 즉 분배 시작점 (15a) 과 분배 프로세스의 종료점 (15b) 사이에 간극 (16) 이 형성된다. 그러므로, 경화 전 고무 재료의 유동이 예상된다. 간극의 거리는 예컨대 0.5 ∼ 3 ㎜ 일 수 있다.

액체 또는 점성 고무 밀봉 재료의 분배 프로세스의 시간은 바람직하게는 400 ∼ 900 ㎳ 이다. 침전되는 밀봉 재료의 양이 바람직하게는 작으므로, 즉 바람직하게는 40 ∼ 80 ㎎ 이므로, 적어도 노즐 부재 (11) 를 포함하는 분배 수단, 펌프 (13), 제어 수단 (14) 및 공급 수단 (12) 은 +/- 3 ㎎ 의 정확도가 달성되도록 설계되는 것이 바람직하다. 따라서, 밀봉 성분 (4) 의 매우 정확한 분배가 달성된다.

밀봉 조성물 코드 (15) 의 분배 시작점 (15a) 과 종료점 (15b) 사이의 간극 (16) 은 바람직하게는 0.1 ∼ 0.5 ㎜ 이다. 분배 프로세스 동안 코드 (15) 에 1 이상의 간극 (16) 이 형성될 수 있음에 주의해야 한다. 예컨대, 코드 (15) 는 단속적인 (intermittent) 방식으로 림부 (2) 에 적용될 수 있다.

도 4b 에서 볼 수 있는 것처럼, 림부 (2) 에 적용된 밀봉 조성물 코드 (15) 는 캡슐 (1) 의 보디부 (3) 에 원주방향으로 배치되고, 캡슐 (1) 의 중심 축선 (c) 과 동심을 이루는 것이 바람직하다. 그 때문에, 코드 (15) 는 바람직하게는 1 ∼ 2 ㎜ 인 단일 폭 (t₃) 을 갖는다.

도 4c 는 밀봉 조성물 (4) 을 적용한 후의 림부 (2) 의 측단면도 (도 4b 의 선 A-A) 에 관한 것이다. 도 4c 에서 볼 수 있는 것처럼, 액체 또는 점섬 밀봉 조성물 (4) 은 림부 (2) 와 측벽 (3a) 의 전이부 (19) 로부터 고정된 거리 (d) 에 위치된다.

도 5a 내지 도 5c 는, 가열 및 경화 단계 후의 적용된 밀봉 조성물의 바람직한 실시형태에 관한 것이다.

도 5a 는 가열 동안 밀봉 조성물 (4) 의 이동 프로세스를 보여준다. 그 때문에, 도면부호 4' 는 분배 프로세스에 의해 림부 (2) 에 적용된 도 4b 및 도 4c 의 밀봉 조성물에 관한 것이다. 이제, 캡슐 (1) 의 가열 동안, 보디 (3) 의 측벽 (3a) 을 향한 밀봉 조성물 (4) 의 이동이 화살표 (M) 로 나타낸 것처럼 이루어진다. 액체 또는 점성 밀봉 조성물 (4) 의 가열은 60 ∼ 80 ℃ 의 온도에서 행해지는 것이 바람직하고, 가열 온도는 70 (+/- 2) ℃ 로 설정되는 것이 더 바람직하다.

밀봉 조성물 (4) 의 가열은 1 ∼ 4 분 동안, 바람직하게는 3 분 동안 행해진다.

밀봉 조성물 (4') 의 유동 또는 이동이 캡슐 보디의 측벽으로의 인력 (정전기력 또는 표면 장력 등) 에 기인하는 것으로 이해되어야 한다. 상기 힘은 캡슐의 사용된 재료에 의해 영향을 받을 수 있다. 그리고, 캡슐 보디 (3) 및 림부 (2) 가 딥드로잉 작업에 의해 바람직하게 형성된다는 사실로 인해, 딥드로잉 작업에 필요하고 액체 또는 점성 밀봉 조성물 (4') 의 끌어당김에 영향을 미칠 수 있는 래커 및 윤활제의 잔류물로 캡슐 (1) 이 덮일 수 있다. 실리콘계 윤활제와 같이 밀봉 부재의 재료와의 친화도로 인해 특정 윤활제가 바람직할 수 있다. 다른 윤활제는 가교결합 (cross-linking) 에 악영향을 미칠 수 있으므로 회피되어야 한다. 예컨대, 에스테르계 윤활제는 바람직하지 않다.

밀봉 조성물 (4') 의 이동 동안, 제공된 간극 (16) 이 사라지고, 즉 분배 시작점 (15a) 과 종료점 (15b) 이 서로 접합되고, 그 결과 도 5b 에 나타낸 것처럼 정확한 단일 폭 (t₄) 의 연속적인 밀봉부 (4) 가 형성된다. 밀봉 성분 (4) 이 캡슐의 보디부 (3) 의 측벽 (3a) 을 향해 유동하므로, 측벽 (3) 과 밀봉 성분 (4) 사이에 간극이 존재하지 않는다. 폭 (t₄) 은 바람직하게는 0.5 ∼ 2 ㎜ 이다.

가열 프로세스 후, 밀봉 성분 (4) 의 경화가 행해진다. 경화는 바람직하게는 110 ∼ 160 ℃, 더 바람직하게는 115 ∼ 125 ℃ 의 온도에서 행해진다. 그 때문에, 밀봉 성분 (4) 은 4 ∼ 10 분의 바람직한 시간 동안 경화된다. 더 바람직하게는, 경화는 6 분의 시간 동안 행해진다.

밀봉 조성물 (4) 의 경화로 인해, 재료가 보디 (3) 의 측벽 (3a) 으로 유동한 후 재료의 가교결합이 획득된다.

도 5c 는 경화 프로세스 후 밀봉 조성물 (4) 의 바람직한 실시형태의 단면도 (도 5b 의 선 B-B) 이다. 경화로 인해, 밀봉 조성물 (4) 은 약간 수축될 수 있다. 그러나, 밀봉 조성물 (4) 의 전체적인 오목한 L자형 또는 메니스커스형 형태는 본 발명에 따른 경화 프로세스에 의해 영향을 받지 않는다.

도 6 은 본 발명에 따른 캡슐 (1) 이 음료 제조 장치 내에 위치된 상태를 보여준다. 그 때문에, 캡슐 (1) 에는 본 발명에 따른 밀봉 수단 (4) 이 제공되어 있다. 또한, 캡슐 (1) 의 내부는 1인분 성분 (21) 으로 채워져 있고, 캡슐 (1) 은 포일 부재 (25) 에 의해 밀봉되어 있다. 그 때문에, 캡슐 (1) 의 보디부 (3) 를 기밀 밀봉하기 위해, 포일 부재 (25) 는 플랜지형 림부 (2) 에 밀봉된다.

캡슐 (1) 내 성분 (21) 은, 캡슐 (1) 의 리세스 (3c) 의 영역에서 액체가 캡슐에 들어간 후 그 성분 (3) 과 상호작용하는 때 음료가 제조될 수 있도록 선택된다. 바람직한 성분은 예컨대 음료 또는 다른 액체 또는 점성 음식 (예컨대, 스프) 이 제조될 수 있는 분쇄된 커피, 티 또는 임의의 다른 성분이다.

포일 부재 (25) 는 도시된 것처럼 캡슐 내부의 규정된 과압 (over pressure) 으로 인해 정확히 편평하지 않으며, 이 과압은 캡슐 내 분쇄 커피의 자연발생적인 탈기에 의해 그리고 충전된 캡슐 (1) 을 제조할 때 예컨대 보호 가스의 도입에 의해 생성되는 것에 주목하라.

음료 제조 장치의 캡슐 홀더 (20) 는 바람직하게는 캡슐 (1) 의 포일 부재 (25) 를 찢고 구멍을 내도록 되어 있는 릴리프 요소 (22) 를 구비한다. 포일 부재의 이러한 찢김은 예컨대 캡슐 내부의 압력이 한계치를 초과하자마자 이루어질 수 있다. 릴리프 요소 (22) 는 포일 부재를 (부분적으로) 찢을 수 있는 임의의 돌출 형상을 가질 수 있다. 피라미드, 니들, 범프 (bump), 원통, 기다란 리브를 예로 들 수 있다.

도 6 에 나타낸 것처럼, 캡슐 (1) 은 음료 제조 장치의 캡슐 홀더 (20) 상에 위치되어 있고, 이때 포일 부재 (25) 가 캡슐 홀더 (20) 의 릴리프 요소 (22) 측에 놓여 있으며, 캡슐 (1) 의 베이스 보디 (3) 가 음료 제조 장치의 포위 부재 (23) 의 주위 벽 (24) 에 의해 이미 일부 둘러싸여 있다. 도시된 포위 부재 (23) 는 종 형상을 갖는다. 그러나, 포위 부재 (23) 의 내부 윤곽 (리세스) 의 디자인이 일반적으로 캡슐 (1) 의 윤곽에 실질적으로 잘 맞는 다른 형상도 가능하다.

포위 부재 (23) 는 음료 제조 장치에 포위 부재를 설치하기 위한 외부 나사산 (26), 및 포위 부재 (23) 에 해제가능하게 설치된 (나사결합된) 물 분사기 (28) 에 액체 (예컨대, 뜨거운 물) 를 압력 하에서 공급하기 위한 물 유입 개구 (27) 를 포함한다.

도시한 나사산 (26) 은 단지 연결 수단의 일례이고, 따라서 포위 부재 (23) 를 음료 제조 장치에 연결하기 위해 임의의 다른 해제가능한 또는 영구적인 연결 수단이 이용될 수 있음에 주목해야 한다.

예컨대 포위 부재 (23) 및 캡슐 홀더 (20) 의 위치를 이동시키기 위한 기구와 같은 음료 제조 장치의 다른 부품이 캡슐을 사용하는 에스프레소 기계의 기술분야에 공지 기술로서 공지되어 있다.

물 분사기 (28) 는 캡슐 (1) 의 보디에 물 유입부를 뚫는 니들 또는 노즐 요소 (도시 생략) 를 구비할 수 있다.

또한, 물 분사기 (28) 는 바람직하게는 캡슐 (1) 의 면을 개방하기 위한 개방 수단 (29) 을 포함한다. 그 개방 수단 (29) 은, 예컨대 캡슐 홀더 (20) 와 포위 부재 (23) 가 예컨대 손으로 작동되는 또는 자동 기구에 의해 서로 가까워지도록 이동될 때 캡슐 (1) 의 리세스 (3c) 또는 상측 벽 (3b) 에 개구를 형성하도록 디자인된 블레이드, 핀 등과 같은 천공 요소일 수 있다. 이에 따르면, 일단 천공 요소 (29) 가 캡슐 (1) 의 내부에 침입하면, 물과 같은 액체가 캡슐 (1) 의 내부에 공급될 수 있다.

바람직하게는, 포위 부재 (23) 는 액체의 분사 후에 캡슐 (1) 을 해제하기 위한 해제 수단 (30) 을 구비한다. 상기 해제 수단 (30) 은 캡슐 (1) 이 포위 부재 (23) 및 캡슐 홀더 (20) 에 의해 둘러싸인 후 해제되는 때에 '진공 효과' 를 방지한다. 그러므로, 캡슐 홀더 (20) 가 개방되는 때, 캡슐 (1) 이 '진공 효과' 로 인해 떨어지지 않고 포위 부재 (23) 에 흡착된 채로 유지될 위험이 회피될 수 있다. 바람직하게는, 상기 해제 수단 (30) 은, 포위 부재 (23) 의 하측 에지 (23a) 의 주변에 제공된 개구 또는 리세스이므로, 공기가 캡슐 (1) 의 상측 벽 (3b) 및 측벽 (3a) 과 포위 부재 (23) 의 내벽 (23b) 사이의 공간에 각각 들어갈 수 있다.

도 7 은, 캡슐 (1) 의 림부 (2) 및 보디부 (3a) 와 음료 제조 장치의 포위 부재 (23) 사이의 교차부에 적용된 밀봉 수단 (4) 의 상호작용에 관한 것이다.

도 7 에서 볼 수 있는 것처럼, 캡슐 (1) 에 제공된 경화된 밀봉 조성물 (4) 은 압축될 수 있다. 그러므로, 포위 부재 (23) 및 캡슐 홀더 (20) (도 6 참조) 는 캡슐 (1) 을 둘러싸는 위치로 위치되는 때, 포위 부재 (23) 의 하측 에지 (23a) 가 밀봉 수단 (4) 에 대해 따라서 림부 (2) 에 대해 가압된다. 그 때문에, 포위 부재 (23) 의 내벽 (23b) 과 하측 에지 (23a) 의 전이부 (23c) 는 도 7 에 나타낸 것처럼 둥근형상인 것이 바람직하다. 그러나, 전이부 (23c) 는 모따기 가공될 수도 있다.

하측 에지 (23a) 는, 캡슐 (1) 이 포위 부재 (23) 및 캡슐 홀더 (20) 로부터 해제되는 때에 '진공 효과' 를 방지하기 위해, 이미 언급한 바와 같이 반경방향 그루브 또는 리세스 (30) 를 구비하는 것이 바람직하다.

더욱이, 포위 부재 (23) 는, 특허출원 제 08153050.3 호 (발명의 명칭: '1회용 캡슐로부터 음료를 제조하기 위한 음료 제조 장치') 에 기재된 것처럼 캡슐이 장치에 삽입되어 있지 않은 때 닙 (nip) 을 통한 물의 배출을 촉진하기 위해, 환형 스커트 (31) 및 원형 리세스 (23d) 를 포함한다.

물이 분사기 (28) 에 의해 캡슐 (1) 에 분사되면 (도 6 참조), 가압 액체가 화살표 P 로 나타낸 것처럼 포위 부재 (23) 의 내벽 (23b) 과 캡슐 (1) 의 측벽 (3a) 사이에 존재할 수 있다 (도 7 참조). 그러나, 캡슐 (1) 에 제공된 밀봉 수단 (4) 과 하측 에지 (23a) 의 상호작용으로 인해, 상기 가압 액체가 캡슐 (1) 을 우회하는 것이 방지된다. 그러므로, 음료 제조 프로세스 동안 캡슐 (1) 의 효과적인 밀봉이 달성된다.

포위 부재 (23) 의 하측 에지 (23a) 에 제공된 반경방향 그루브 또는 리세스 (30) 는 캡슐 홀더 (20) 에 대한 포위 부재 (23) 의 폐쇄 위치에서 밀봉 수단 (4) 에 의해 완전히 덮이고/덮이거나 채워지도록 디자인되어 있다는 점에 주의해야 한다. 그 때문에, 밀봉 수단 (4) 의 오목한 L자형 형태로 인해, 상기 반경방향 그루브 또는 리세스 (30) 는 포위 부재 (23) 의 내측에서 효과적으로 덮일 수 있고, 따라서 효과적인 밀봉이 달성된다. 그러므로, 액체가 상기 그루브 또는 리세스 (30) 를 통해 캡슐을 우회할 수 없다.

포위 부재 (23), 컵 홀더 (20) 및 캡슐 (1) 의 도시된 폐쇄 압력 결합 동안, 캡슐 (1) 의 개방된 벽 또는 면 (3c, 3b) 에 의해 캡슐 (1) 의 내부에 들어간 물에 의해 캡슐 내부의 압력이 증가한다. 더욱이, 캡슐 내부의 압력 증가로 인해, 릴리프 부재 (22) 가 캡슐 (1) 의 포일 부재 (25) 에 개구를 형성한다. 그러므로, 캡슐 (1) 내부에 물의 충분한 압력이 생성되면, 분사된 물과 캡슐에 담긴 1인분 성분 사이의 상호작용으로 인해 생성된 음료가 릴리프 부재 (22) 와 주위의 포일 부재 (25) 사이의 작은 틈에서 배수될 수 있다. 그 때문에, 밀봉 수단 (4) 으로 인해, 캡슐 (1) 에 제공된 액체는 캡슐을 통해서만 흐를 수 있고, 캡슐의 외부에서는 흐를 수 없다.

바람직한 실시형태를 참조하여 본 발명을 설명하였지만, 본 기술분야의 당업자는 청구항에 기재된 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서 많은 수정 및 변경을 가할 수 있다.

예컨대, 캡슐의 특정 디자인, 즉 캡슐이 원통형 또는 절두원뿔형 베이스 보디 및 폐쇄 포일 부재를 포함하는 디자인을 참조하여 본 발명을 설명하였다. 그러나, 캡슐의 다른 디자인, 예컨대 2 개의 실질적으로 조화된 대향 벽 (예컨대, 포일) 을 갖는 렌즈형 캡슐이 예컨대 링형상 에지에서 밀봉되는 디자인이 이용될 수 있음을 이해해야 한다. 일반적으로 본 발명에 따른 캡슐은, 밀봉된 플랜지형 림 영역을 형성하도록 에지에서 서로 연결되어 밀봉된 내부를 둘러싸는 적어도 2 개의 대향 벽 부재를 포함한다.

밀봉 조성물의 경화 후 적용된 밀봉 조성물의 제조 프로세스를 더 향상시키기 위해, 질 제어 프로세스를 실시하여, 시일이 올바르게 적용되었는지 여부 및 기하학적 형상이 올바른지 여부를 체크할 수 있다. 제어는 비젼 (vision) 시스템 또는 X선에 의한 것과 같은 수단에 의해 행해지는 것이 바람직하다. 그러한 비젼 시스템은 파랑/빨강 빛의 많은 플래시를 생성하는 전용 카메라, 예컨대 Cognex 카메라를 구비할 수 있고, 반사된 빛은 적절한 전용 소프트웨어에 의해 분석 및 처리된다. 또한, 실링에 X선을 제공하기 위한 수단이 실링의 임의의 결함을 검출하는데 이용될 수 있다.

Claims (17)

1. 음료 제조 장치의 음료 제조용 캡슐 (1) 에 고무-탄성 밀봉 부재를 제공하는 방법으로서, 상기 캡슐은 측벽 (3a) 을 갖는 보디부 (3) 및 플랜지형 림부 (2) 를 구비하고, 상기 림부 (2) 는 보디부 (3) 의 측벽 (3a) 으로부터 연장되고, 상기 방법은,
   - 액체 또는 점성 상태의 비경화 (uncured) 밀봉 조성물 (4) 을 캡슐 (1) 의 림부 (2) 에 적용하는 단계,
   - 밀봉 조성물이 측벽 (3a) 에 도달할 때까지 측벽을 향해 적어도 일부 이동하도록, 상기 적용된 밀봉 조성물 (4) 을 가열하는 단계, 및
   - 측벽 (3a) 을 향한 이동 후에, 밀봉 조성물 (4) 을 경화시키는 단계를 포함하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 밀봉 조성물 (4) 은 엘라스토머, 실리콘, 플라스틱, 라텍스, 발라타 등으로부터 선택되는 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 밀봉 조성물 (4) 의 적용이 불연속적으로, 바람직하게는 펄스 방식으로 이루어지는 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밀봉 조성물 (4) 은 캡슐의 림부 (2) 로의 측벽 (3a) 의 교차부로부터 거리 (d) 를 두고 림부 (2) 에 적용되는 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밀봉 조성물 (4) 은 상기 림의 중앙부 (5) 에서 림부 (2) 에 적용되는 방법.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밀봉 조성물 (4) 이 부분적으로 이동하여, 캡슐 (3) 의 측벽 (3a) 의 일부와 림 (2) 에 존재하는 연속적인 부분을 형성하는 방법.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 연속적인 부분 (4) 은 림 (2) 과 측벽 (3a) 사이의 원주방향 전이부 (19) 주위에 분포되는 방법.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 연속적인 부분 (4) 은 오목한 L자형 단면을 갖는 방법.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 밀봉 조성물 (4) 의 가열이 70 ∼ 80 ℃ 의 오븐 온도에서 행해지는 방법.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 밀봉 조성물 (4) 의 경화가 120 ∼ 160 ℃ 의 오븐 온도에서 행해지는 방법.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밀봉 조성물 (4) 은 10 ∼ 150 ㎎, 바람직하게는 40 ∼ 80 ㎎ 의 양으로 적용되는 방법.
12. 보디부 (3) 의 측벽 (3a) 과 그로부터 연장된 림부 (2) 사이의 전이부에 고무-탄성 밀봉 수단 (4) 을 갖는 캡슐 (1) 로서, 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 획득될 수 있는 캡슐.
13. 음료 성분을 담기 위한 캡슐 (1) 로서, 캡슐 내 성분과 상호작용하기 위해 그리고 그 캡슐로부터 음료를 빼내기 위해 액체가 압력 하에서 캡슐에 들어가는 음료 제조 장치에 삽입되도록 설계되어 있고, 보디 (3), 플랜지형 림 (2) 및 캡슐의 외부 표면 (7a) 에 형성된 탄성 밀봉 부재 (4) 를 포함하는 상기 캡슐 (1) 에 있어서,
    상기 밀봉 부재 (4) 는 림 (2) 으로부터 캡슐 (1) 의 측벽 (3a) 까지 원주방향 전이부 (19) 주위에 분포되는 연속적인 부분을 형성하고,
    곡선형 밀봉 수단 (4) 의 외부 표면 (4a) 이 단면도에서 보았을 때 선형 또는 메니스커스형인 것을 특징으로 하는 음료 성분을 담기 위한 캡슐.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 밀봉 부재 (4) 는, 베이스 보디의 측벽 (3a) 으로부터 림부 (3b) 로의 전이부 (19) 로부터 45°의 각도로 측정하였을 때, 0.3 ㎜ ∼ 0.7 ㎜, 바람직하게는 0.4 ㎜ ∼ 0.6 ㎜ 의 최대 두께 (t₂) 를 갖는 음료 성분을 담기 위한 캡슐.
15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서, 상기 밀봉 부재 (4) 는 10 ∼ 150 ㎎ 의 질량 및 20 ∼ 40 Shore A 의 경도를 갖는 음료 성분을 담기 위한 캡슐.
16. 제 13 항 내지 제 15 항에 있어서, 밀봉 부재 (4) 의 두께 (t₂', t₂") 가 베이스 보디부 (3) 의 측벽 (3a) 에 있는 단부 (15) 및 림부 (2) 에 있는 단부 (9) 를 향해 각각 연속적으로 감소하는 음료 성분을 담기 위한 캡슐.
17. 제 13 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 따른 음료 성분을 담기 위한 캡슐 및 음료 제조 장치를 포함하는 음료 제조 시스템으로서,
    상기 음료 제조 장치는 캡슐 (1) 의 밀봉 부재 (4) 와 선택적으로 밀봉 결합하도록 되어 있는 포위 부재 (23) 를 갖고,
    상기 음료 제조 장치는 캡슐 (1) 의 제 1 및 제 2 벽 부재 (3b, 25) 에 적어도 하나의 개구를 형성하기 위한 개방 수단 (29, 22) 을 더 포함하고,
    제 1 벽 부재 (3b) 의 개구는 음료 제조 장치의 가압 표면 (23a) 및 캡슐 (1) 의 탄성 밀봉 부재 (4) 의 압밀 (pressure-tight) 밀봉 결합에 의해 제 2 벽 부재 (25) 의 개구로부터 분리되어, 액체가 단지 캡슐 (1) 을 통해서만 유동할 수 있고, 캡슐의 외부에서는 유동할 수 없으며,
    탄성 부재 (4) 는 단면도에서 보았을 때 선형 또는 메니스커스형인 음료 제조 시스템.

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