KR20120072383A

KR20120072383A - 1회분 캡슐 및 1회분 캡슐의 제조 방법

Info

Publication number: KR20120072383A
Application number: KR1020127013071A
Authority: KR
Inventors: 마르크 크뤼거
Original assignee: 크루거 게엠베하 운트 코. 카게
Priority date: 2009-10-23
Filing date: 2010-10-22
Publication date: 2012-07-03
Also published as: AR078758A1; US20110097450A1; AU2010310107A1; CA2718492A1; EP2490964A1; WO2011047867A1; JP2013508043A; BR112012011322A2; DE102009050537A1; CN102741135A

Abstract

공동과 공동을 밀폐하는 막이 있고, 공동 내부에 배치되어 공동을 음료 원료 보유용 제1구역과 음료 추출물 수거용 제2구역으로 분리하는 필터 요소가 있는 실질적으로 원뿔대형 또는 원통형 기본틀 요소를 갖는 음료 제조용 1회분 캡슐이 제안되는데, 여기서 필터 요소는 하나 이상의 초음파 용접이음에 의해 기본틀 요소에 연결된다.

Description

1회분 캡슐 및 1회분 캡슐의 제조 방법{Portion capsule and method for producing a portion capsule}

본 발명은 공동(cavity)과 공동을 밀폐하는 막이 있고, 공동 내부에 배치되어 공동을 음료 원료 보유용 제1구역과 음료 추출물 보유용 제2구역으로 분리하는 필터 요소가 있는 실질적으로 원뿔대형(frustoconical) 또는 원통형 기본틀 요소를 갖는 음료 제조용 1회분 캡슐(portion capsule)에 관한 것이다.

이와 같은 1회분 캡슐은 일반적으로 잘 알려져 있다. 예를 들어, 문서 FR 2 556 323 A1은 음료 제조에 사용되는 원뿔대형 또는 원통형 기본틀 요소를 갖는 1회분 캡슐을 개시하는데, 이때 1회분 캡슐은 음료 원료, 특히 커피 분말로 가득 채운 1회분 캡슐 내 공동의 제1구역을 갖는다. 커피 음료를 제조하기 위해, 1회분 캡슐이 추출실(brewing chamber)에 놓이고 막에 구멍이 뚫리면, 추출용 액체, 특히 뜨거운 물이 제1구역에 유입된다. 추출용 액체는 음료 원료를 통과하여, 음료 추출물, 특히 커피 음료를 형성하고, 이것은 필터 요소를 통과하여 공동의 제2구역으로 흘러들어간다. 필터 요소의 체 기능에 의해, 음료 원료가 제2구역으로 들어가는 것이 방지된다. 추출실에서, 1회분 캡슐의 바닥 구역 또한 구멍이 뚫려서 음료 추출물이 1회분 캡슐을 빠져나와, 적절할 경우, 예를 들어 커피 컵과 같은 음료 수용부(receptacle)로 흘러들어간다.

상기 1회분 캡슐의 단점은 필터 요소가 고정적으로 기본틀 요소에 연결되어 있지 않아서, 필터 요소와 기본틀 요소 사이의 상대적 움직임이 가능하다는 점이다. 따라서, 특히 1회분 캡슐의 운송과 보관 시, 필터 요소가 제자리에서 벗어날 가능성을 배제할 수 없다. 뿐만 아니라, 요즈음 커피 추출 기계는 비교적 고압에서 작동하기 때문에, 그 결과로 추출성 액체를 제1구역으로 주입하는 동안, 1회분 캡슐 내 필터 요소가 쓸려나가거나 둥둥 떠다닐 위험이 있다. 이와 같은 필터 요소의 이탈(displacement)은 음료 원료가 제1구역으로부터 필터 요소를 우회하여 제2구역으로 흘러들어가는 상황을 초래할 수 있다. 그 뒤에, 음료 제조 시, 상기 음료 원료가 음료 수용부로 안내되어, 그 결과 음료의 품질을 훼손시킨다. 예를 들면 음료 원료로서 사용되는 커피 분말의 경우, 이로써 커피 음료에 원치 않는 쓴맛이 생기고 음료 수용부에서 커피 원료의 잔류물이 발견된다.

따라서 본 발명의 목표는 필터 요소를 고정시켜 기본틀 요소와 1회분 캡슐 사이의 상대적 움직임을 효과적으로 방지하는 것이다. 이와 같은 방식으로, 음료 원료가 제1구역에서 제2구역으로 이동하여 음료의 맛과 모양을 훼손하지 못하게 막는다.

상기 목표는 공동과 공동를 밀폐하는 막이 있고, 공동 내부에 배치되어 공동을 음료 원료 보유용 제1구역과 음료 추출물 보유용 제2구역으로 분리하는 필터 요소가 있는 실질적으로 원뿔대형 또는 원통형 기본틀 요소를 갖는, 음료 제조용 1회분 캡슐에 의해 달성되는데, 여기서 필터 요소는 하나 이상의 초음파 용접이음(ultrasonic welded joint)에 의해 기본틀 요소에 고정된다.

본 발명에 따른 1회분 캡슐은 필터 요소가 기본틀 요소에 고정적으로 연결되어 종래 기술에 따른 1회분 캡슐에 비해 이점이 있다. 그래서, 우선, 본 발명에 따른 1회분 캡슐은, 예를 들면 보관 또는 운송 시, 흔들림 및 외부력에 의한 작용에 영향을 훨씬 덜 받는다. 둘째, 상당한 고압 하에서의 추출이 가능해진다. 1회분 캡슐에서 제조된 음료가 음료 원료에 의해 오염될 위험성이 줄어들고, 따라서 제조된 음료의 품질이 개선된다. 뿐만 아니라, 초음파 용접이음는 비교적 비용효율적으로 간단히 생성될 수 있다. 특히, 필터 요소는 표준 기본틀 요소에 추후에 고정될 수 있다. 음료 원료는 특히 커피 분말(바람직하기는 로스트 커피), 초콜릿 분말, 분유 등을 포함한다. 다른 방법으로서, 음료 원료가 예를 들면 인스턴트 커피와 같이 음료 추출물을 포함하는 것을 구상할 수 있다.

본 발명의 이로운 개선점들 및 발전 측면들은 청구항의 종속항들 및 도면과 관련된 기술내용에서 드러난다.

바람직한 구현예에 있어서, 필터 요소는 초음파 용접이음에 의해 1회분 캡슐 벽 및/또는 1회분 캡슐 바닥에 연결된다. 따라서, 필터 요소는 유리하게는 기본틀 요소가 필터 요소와 정확히 일치할 필요 없이 기본틀 요소에 고정된다. 따라서 생산 허용 오차에 부과되는 요구가 상대적으로 낮다.

본 발명의 추가적인 목표 또는 바람직한 구현예에 있어서, 필터 요소는 테두리 구역을 갖고, 이 테두리 구역에는 통로 구멍들(passage openings)이 형성되어 있다. 따라서, 필터 요소는 유리하게는 종래 기술에서보다 추출용 액체에 대한 투과성이 훨씬 더 높다.

바람직한 구현예에서, 통로 구멍들은 각각이 슬롯(slot)-형태의 디자인이다. 통로 구멍들의 슬롯-형태의 디자인은 로스트 커피로 이루어진 음료 물질의 추출 시 황금빛 갈색 거품인 크레마(crema)의 형성을 촉진하는 이점이 있다.

바람직한 구현예에서, 필터 요소는 원뿔대형으로, 실질적으로 막과 평행한 바닥 구역과, 이 바닥 구역을 둘러싸는 벽 구역을 포함하는 테두리 구역을 가지며, 필터 구멍들은 바닥 구역에 형성되어 있다. 따라서, 바람직하기는 필터 요소가 추출용 액체 또는 음료 추출물에 대해 최대치의 투과성을 가지면서, 동시에 필터 요소의 여과 작용이 훼손되지 않을 수 있다.

바람직한 구현예에서, 슬롯-형태의 디자인인 통로 구멍들은 테두리 구역의 원주 방향(circumferential direction)에 실질적으로 직각으로 연장되거나 또는 바닥 구역으로부터 1회분 캡슐 바닥의 방향으로 적어도 일부분 연장되어, 유리하게는 최대한 많은 수의 슬롯-형태 디자인의 통로 구멍들이 테두리 구역에 형성될 수 있다.

바람직한 구현예에서, 필터 구멍들의 횡단면도의 합계는 바닥 구역의 총 표면적의 30% 이상, 바람직하기는 50% 이상, 특히 바람직하기는 75% 이상 그리고 더욱 특별히 바람직하기는 80% 이상이다. 따라서, 추출용 액체 또는 음료 추출물에 대한 필터 요소의 유동 저항성은 유리하게 최소화된다.

본 발명의 추가 주제는 1회분 캡슐의 제조 방법으로, 상기 방법은 1단계로 기본틀 요소를 제공하고, 2단계로 필터 요소를 기본틀 요소 내에 배치하고, 3단계로 필터 요소를 기본틀 요소에 연결하는 것을 포함하고, 3단계에서 초음파 용접 공정을 사용한다. 바람직하기는, 4단계에서 음료 원료를 제1구역에 붓고, 5단계에서 막을 기본틀 요소 위에 배치한다. 본 발명에 따른 제조 방법은 우선 기본틀 요소와 필터 요소 사이에 고정적이고 영구적인 연결이 생성되고, 그리고 둘째, 초음파 용접 공정이 비교적 비용-효율적이고 간단한 방식으로 실현될 수 있기 때문에, 특별한 생산비용이 얻어질 수 있다는 이점이 있다.

본 발명의 예시적 구현예들이 도면에서 묘사되고, 아래에 상세하게 기술되었다. 도면들은 단지 예로서 묘사되었을 뿐, 일반적인 진보적 개념을 제한하지 않는다.
도 1a, 1b 및 1c는 본 발명의 제1, 제2 및 제3 구현예에 따른 1회분 캡슐의 도식적 측면도를 나타낸다.
도 2a 및 2b는 본 발명의 제4 구현예에 따른 1회분 캡슐의 도식적 측단면도와 평면도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 제5 구현예에 따른 1회분 캡슐의 도식적 측면도를 나타낸다.

상기 여러 도면에서, 같은 부분은 같은 참조번호로 항상 제공되기 때문에 일반적으로 또한 각각 1회 명시 또는 언급된다.

본 발명의 제1, 제2 및 제3 구현예에 따른 1회분 캡슐(1)의 도식적 측단면도를 묘사한 도 1a, 1b 및 1c에서, 1회분 캡슐(1)은 컵 모양과 유사한 형태로 공동(3)을 둘러싼 실질적으로 원뿔대형 기본틀 요소(2)를 갖는다. 공동(3)은 막(4)에 의해 밀폐되었다. 기본틀 요소(2)는 특히 부드러운 또는 견고한 플라스틱 물질을 포함한다. 막(4)은 바람직하기는 얇은 플라스틱 필름 또는 알루미늄 호일을 포함한다. 기본틀 요소(2)는 막(4) 구역에 테두리를 두른 고정용 플랜지(20)가 있고, 막(4)은 특히 용접 또는 접착성 결합에 의해 물질 간 결합 방식으로 고정용 플랜지(20)에 연결되었다. 열가소성 수지, 예를 들면 폴리프로필렌으로 만든 필터 요소(5)는 기본틀 요소(2) 내부에 배치되었다. 필터 요소(5)는 공동(3)을 제1구역(6)와 제2구역(7)으로 분리한다. 제1구역(6)은 음료 원료를 보유하기 위해 제공되는데, 명확성을 위해 도면에는 묘사되지 않았다. 예를 들어, 제1구역(6)은 공동(3)이 막(4)으로 밀폐되기 전에 커피 분말로 채워진다. 커피 분말은 바람직하기는 제1구역(6)에 담길 때 강하게 압착된다. 제2구역(7)은 1회분 캡슐(1)의 추출 공정 중에 음료 추출물(묘사 안 됨)을 보유하고 특히 수집하는 역할을 한다. 1회분 캡슐(1)은 커피머신(도면에 없음)의 추출실에 삽입되도록 제공되는데, 여기에 추출용 액체(예를 들면, 뜨거운 물)가, 바람직하기는 고압에서, 제1구역(6)으로 공급된다. 상기 추출용 액체는 음료 원료와 상호작용하여 음료 추출물을 형성한다. 필터 요소(5)는 바닥 구역(5')에 다수의 필터 구멍들(11)(묘사 안 됨)이 있어서, 음료 추출물에 대한 체 역할을 한다. 음료 추출물은 따라서 필터 구멍들(5)을 통과하여 제2구역(7)으로 흘러들어간다. 제2구역(7)은 기본틀 요소(2)의 1회분 캡슐 바닥(2')에 의해 한계가 정해지는데, 바닥(2')은 음료 추출물이 빠져나갈 배출 구멍을 만들기 위해 추출실에서 예를 들어 커피 머신의 천공장치(puncturing stem)에 의해 구멍이 뚫린다. 선택적으로, 배출 구멍들이 추출용 액체의 압력 하에 1회분 캡슐 바닥(2')에 자동으로 형성되도록 하고, 그리고/또는 배출 구멍 또는 배출 밸브가 1회분 캡슐 바닥(2')에 이미 설치되도록 하는 것이 가능하다. 필터 구멍들(11)의 횡단면도는 음료 원료의 어떤 입자도 제1구역(6)에서 제2구역(7)으로 통과하지 않도록 선택된다. 필터 요소(5)가 기본틀 요소(2)를 상대로 이탈되는 것을 막기 위해, 각각의 1회분 캡슐(1)은 필터 요소를 기본틀 요소(2)에 연결하기 위한 초음파 용접이음(8)을 갖는다. 도 1a에 묘사된 첫 번째 구현예에서, 필터 요소(5)는 초음파 용접이음(8)에 의해 1회분 캡슐 바닥(2')에 연결되었다. 도 1b에 묘사된 두 번째 구현예에서, 필터 요소(5)는 초음파 용접이음(8)에 의해 1회분 캡슐 벽(2'')에 고정되었다. 도 1c에 묘사된 세 번째 구현예에서, 필터 요소(5)는 초음파 용접이음(8)에 의해 1회분 캡슐 바닥(2')에 고정되고, 추가로 상기 필터 요소(5)는 1회분 캡슐 바닥(2')의 홈들에 압착되고 그리고/또는 홈들에 걸쇠로 걸린다. 필터 요소(5)는 바람직하기는 마찰 프레스 스터드(stud) 장치를 모델로 삼은 방식으로 1회분 캡슐 바닥(2')에 연결되었다. 따라서, 세 가지 모든 구현예에서, 필터 요소(5)는 예를 들어 보관 및 운송 시 또는 고압 하에서, 제1구역(6)으로의 추출용 액체의 주입 시, 기본틀 요소(2)에 대한 이탈이 방지된다. 이것은 음료 원료의 입자들이 필터 요소(5)를 통과하여 제2구역(7)으로 흘러들어가는 위험성을 제거한다.

본 발명의 네 번째 구현예에 따른 1회분 캡슐(1)의 도식적 측단면도 및 평면도를 묘사한 도 2a 및 2b에서, 네 번째 구현예는 도 1a에 묘사된 첫 번째 구현예와 거의 동일한데, 필터 요소(5)는 테두리 구역(9)의 원주 방향과 거의 직각으로 연장된 슬롯-형태의 통로 구멍들(10)이 형성된 테두리 구역(9)을 갖는다. 바닥 구역(5')에 분산된 필터 구멍들(11) 역시 도면에 묘사되어 있다.

본 발명의 다섯 번째 구현예에 따른 1회분 캡슐(1)의 도식적 측면도를 묘사한 도 3에서, 다섯 번째 구현예는 도 2a에 묘사된 네 번째 구현예와 거의 동일하다. 이와 같은 경우에, 슬롯-형태의 통로 구멍들(10)은 바닥 구역(5')에서 1회분 캡슐 바닥(2')의 방향으로 부분적으로 연장되었다.

Claims

공동(cavity)(3)과 공동(3)을 밀폐하는 막(4)이 있고, 공동(3) 내부에 배치되어 공동(3)을 음료 원료 보유용 제1구역(6)과 음료 추출물 보유용 제2구역(7)으로 분리하는 필터 요소(5)가 있는 실질적으로 원뿔대형 또는 원통형 기본틀(base) 요소(2)를 갖는 음료 제조용 1회분 캡슐(portion capsule)(1)로,
필터 요소(5)가 하나 이상의 초음파 용접이음(ultrasonic welded joint)(8)에 의해 기본틀 요소(2)에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 것인 1회분 캡슐(1).
제1항에 있어서, 필터 요소(5)가 초음파 용접이음(8)에 의해 1회분 캡슐 벽(2'') 및/또는 1회분 캡슐 바닥(2')에 연결되는 것을 특징으로 하는 것인 1회분 캡슐(1).
제1항 또는 제2항에 있어서, 필터 요소(5)는 테두리 구역(9)을 갖고 상기 테두리 구역(9)에 형성되어 있는 통로 구멍들(10)을 갖는 것을 특징으로 하는 것인 1회분 캡슐(1).
제3항에 있어서, 통로 구멍들(10)이 각각 슬롯-형태의 디자인인 것을 특징으로 하는 것인 1회분 캡슐(1).
제3항 또는 제4항에 있어서, 필터 요소(5)가 원뿔대형 디자인이고, 필터 요소(5)가 막(4)에 실질적으로 평행인 바닥 구역(5)을 갖고, 테두리 구역(9)이 바닥 구역(5)을 둘러싼 벽을 포함하고, 필터 구멍들(11)이 바닥 구역(5)에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것인 1회분 캡슐(1).
제4항 또는 제5항에 있어서, 슬롯-형태 디자인의 통로 구멍들(10)이 테두리 구역(9)의 원주 방향과 실질적으로 직각으로 연장되고 그리고/또는 적어도 부분적으로 바닥 구역(5')에서 1회분 캡슐 바닥(2')의 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 것인 1회분 캡슐(1).
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 필터 구멍들(11)의 횡단면적의 총합이 바닥 구역(5')의 총 면적의 30% 이상, 바람직하기는 50% 이상, 특히 바람직하기는 75% 이상, 더욱 특별히 바람직하기는 80% 이상인 것을 특징으로 하는 것인 1회분 캡슐(1).
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 1회분 캡슐의 제조 방법으로, 상기 방법은 1단계로 기본틀 요소(2)를 제공하고, 2단계로 필터 요소(5)를 기본틀 요소(2) 내에 배치하고, 3단계로 필터 요소(5)를 기본틀 요소(2)에 연결하는 것을 포함하고, 3단계에서 초음파 용접 공정을 사용하는 것을 특징으로 하는 것인 방법.
제8항에 있어서, 4단계로 음료 원료를 제1구역(6)에 붓고, 이어서 5단계로 막(4)을 기본틀 요소(2) 위에 배치하는 것을 특징으로 하는 방법.