KR20130132540A - 식별 장치 및 연속 구조물을 제조하는 방법 - Google Patents

Abstract

본원은 외부 자기장에 반응하는데 적합한 자기 반응성 적어도 하나의 마이크로-와이어 (21) 를 포함하는 식별 장치에 관한 것으로서, 상기 식별 장치는 보호 커버 부재 (29) 에 의해 둘러싸인 코어 부재 (7) 를 포함하고, 상기 적어도 하나의 마이크로 와이어 (21) 는 상기 코어 부재 (7) 와 상기 보호 커버 부재 (29) 사이에 배열된다.

Description

식별 장치 및 연속 구조물을 제조하는 방법 {IDENTIFICATION DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING A CONTINUOUS STRUCTURE}

본 발명은 음료 제조 장치의 내용물을 식별하는 장치들을 제조하는 분야에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 본원은 일반적으로 음료의 제조에 사용되는 미리 분배된 (pre-portioned) 믹스 또는 화합물을 포함하는 캡슐에 매설된 식별 요소에 관한 것이다. 또한, 본원은 상기 식별 요소를 제조하는 공정뿐만 아니라 상기 공정이 실행되는 장치 및 상기 공정에서 제조되는 캡슐에 관한 것이다.

몇 년 동안, 음료 제조 시스템은 일반적으로 분배된 음료에 기초하여 미리 정해진 용량 (volume) 의 음료를 제공하는 것이 제안되었다. 이는, 일반적으로 캡슐을 사용함으로써 달성되었고, 이 캡슐 내에 미리 정해진 양의 음료 원료, 예를 들어 분쇄되거나 냉동 건조된 커피, 차, 핫 초콜렛 믹스 또는 분말형 밀크가 포함된다. 상기 문헌에서는 "캡슐" 이라고 언급하지만, 카트리지, 패킷, 팟 등을 동일하게 사용할 수도 있다.

상기 캡슐들은 일반적으로 이의 사용에 적합한 음료 머신과 함께 사용된다. 이러한 머신들에는, 일반적으로, 물을 저장하고 가열하며, 가열된 물을 캡슐안으로 도입하여 음료를 생성하며, 이 음료를 소모하기 위한 용기에 분배하는 수단들이 형성된다. 이러한 시스템들은 보다 종래의 음료 제조 형태보다 많은 장점을 가지는데, 특히 사용의 용이성, 깨끗한 작동 및 생성된 음료의 품질과 일관성에 있어서 유리하다.

더욱이, 유럽 특허 출원 09164589.5 에는, 캡슐이 삽입되는 음료 머신에 대해 캡슐을 일반적으로 판독기에 의해 식별하기 위해서, 자기 반응성 식별기 (magnetically responsive identifier) 를 캡슐과 결부시키는 것이 공지되어 있다. 이 식별기는 캡슐 자체의 구조물에 부착되거나 이와 일체화될 수 있다. 이러한 전자기성 식별 수단은, 예를 들어 수온, 물의 용량 또는 기타의 인자를 변경함으로써, 브루잉 머신이 브루잉 공정을 특정 캡슐의 내용물에 적합하도록 한다. 이렇게 함으로써, 브루잉 머신은 다양한 음료를 담는 캡슐을 사용하게 되면서, 동시에 음료 종류 각각에 대한 브루잉 공정을 최적화한다.

전자기성 식별 시스템은, 10 ~ 200 ㎛ 두께 및 특별한 조성의 와이어, 일반적으로 유리 시스 (sheath) 로 피복된 금속 코어 ("마이크로-와이어" 라고 함) 의 자기 특성을 기초로 한다. 상기 와이어는 식별 부재에 매설되거나 또는 이에 부착되고, 이 식별 부재 자체는 음료 캡슐에 부착되거나 또는 그 안에 매설된다. 마이크로-와이어가 매설된 "식별 장치" 가 형성된 음료 캡슐은, 조작자에 의해 음료 머신에 삽입된다.

음료 머신에는 상기 마이크로-와이어 쪽으로 배향되는 교류 자기장을 발생시키는 여자 코일 (exciter coil) 이 형성된다. 마이크로-와이어는, 일반적으로 자기장을 반사하는 방식이지만 와이어의 구조 및 재료 조성에 따라 변하는 교류 형태의 자기장에 반응한다. 이러한 교류 자기장은 제 2 수신 코일에서 전압을 발생시키고, 이는 음료 머신의 내부 전자제품에 의해 디코딩된다. 그리하여, 음료 머신은 캡슐에 포함된 음료의 유형을 결정하고 또한 그에 따라서 브루잉 파라미터를 조절한다. 캡슐에는, 선택적으로, 다수의 상기 마이크로-와이어가 형성되어, 단일 와이어를 갖춘 경우보다 수신 코일에서 보다 복잡한 신호가 발생되도록 한다. 이렇게 함으로써, 단일 마이크로-와이어를 갖춘 경우보다 더 다양한 종류의 음료가 인코딩되게 된다.

전술한 상기 시스템은 여러 가지 양태에서 불리하다. 첫째로, 마이크로-와이어의 직경이 단지 약 30 ㎛ 이므로, 이 마이크로-와이어는 매우 취약하다. 그 결과, 마이크로-와이어를 제조하고 또한 이 마이크로-와이어를 파괴하여 쓸모없게 만들지 않으면서, 이 마이크로-와이어를 음료 캡슐에 매설하는데 적합한 길이로 절단하는 것이 어렵다. 두번째로, 와이어들이 너무 작기 때문에, 특히 경제적인 면에서 제조 속도의 중요성이 큰 산업 환경에서, 이 와이어들을 음료 캡슐 안으로 실제로 매설하는 것이 또한 어렵다. 세번째로, 마이크로-와이어의 취약한 특성은, 캡슐 제조 공정에 의해 유도되는 열응력에 의해 특히 파괴되기 쉽다는 것을 의미한다. 마지막으로, 음료 캡슐에 포함된 식품 이이템들을 사용할 시, 예를 들어 충전된 캡슐의 저장시 또는 캡슐에 포함된 음료의 브루잉시, 마이크로-와이어를 보호할 필요가 또한 있다.

따라서, 본원의 목적은, 내장된 마이크로-와이어를 손상으로부터 보호하며, 가능한 한 경제적으로 또한 고용량 형태의 식별 장치를 제조할 수 있는 수단을 제공하는 것일 수 있다.

본원의 다른 목적은 식별 장치의 취급을 용이하게 하고 또한 음료 캡슐의 제조시 이 음료 캡슐안으로의 식별 장치의 삽입을 용이하게 할 수 있는 것일 수 있다.

본원의 다른 목적은 식별 장치의 형성시 겪게 되는 열적 응력 및 기계적 응력으로 인한 마이크로-와이어의 파괴를 저감시키는 수단을 제공하는 것일 수 있다.

본원의 다른 목적은 다수의 마이크로-와이어가 형성된 식별 장치를 제조하는 수단을 제공하는 것일 수 있으며, 상기 마이크로-와이어는 식별 장치내에 일관된 간격 및 배향을 가진다.

본원의 다른 목적은 음료 캡슐의 사용시, 예를 들어 저장 또는 브루잉시, 마이크로 와이어들을 손상으로부터 보호하는 수단을 제공하는 것일 수 있다.

제 1 양태에 따라서, 본원은 청구항 1 에 기재된 식별 장치에 관한 것이다. 식별 장치는 마이크로 와이어 또는 와이어들이 코어 부재 및 커버 부재 둘 다에 의해 보호되는 장점을 가진다. 코어 부재는 마이크로-와이어들의 인장 응력에 대한 저항을 증가시키는 반면, 커버 부재는 이 커버 부재내의 특정 위치에 와이어(들)의 위치를 유지할 뿐만 아니라 절단, 마멸 및 외부 물질과의 접촉으로부터 와이어(들)를 보호한다. 더욱이, 커버 부재에 의한 적어도 하나의 마이크로-와이어의 캡슐화에 의해, 형성된 식별 장치의 취급을 더 용이하게 하고 더 안전하게 해준다.

일 특징에 따라서, 마이크로-와이어 또는 와이어들은 식별 장치의 코어 부재와 접촉하도록 위치될 수 있다. 이러한 배열은 식별 장치의 제조 공정시 마이크로-와이어에 대한 추가의 지지를 제공하는 장점을 가진다. 마이크로-와이어를 코어 부재와 접촉하도록 위치시킴으로써, 이 두 개는 연속 압출 장치를 통하여 나란히 인발될 수 있고, 코어 부재는 연속 압출 공정에 내재하는 대부분의 인장력을 견딘다. 더욱이, 그리하여 적어도 하나의 마이크로-와이어는 커버 부재의 배열로 인한 어떠한 이동 가능성 없이 코어 부재에 접하여 위치를 유지하게 된다.

다른 특징에 따라서, 식별 장치는 종축선이 형성된 일반적으로 기다란 형상이다. 보다 자세하게는, 식별 장치는 중심 종축선을 따라서 기다란 형상이고, 코어 부재, 적어도 하나의 마이크로-와이어, 커버 부재는 상기 종축선을 따라서 연장한다. 이는, 종축선이 형성된 일반적으로 기다란 형상의 식별 장치가 연속 압출 공정에 의해 제조될 수 있는 장점을 가진다. 이렇게 함으로써 식별 장치의 신속하고 값싼 제조를 개선시킨다.

또 다른 특징에 따라서, 상기 코어 부재는 상기 중심 종축선 둘레에서 연장하고, 상기 중심 종축선을 중심으로 상기 적어도 하나의 마이크로-와이어가 상기 중심 종축선에 대하여 반경방향으로 오프셋되어 위치되도록, 식별 장치가 구성된다. 마이크로-와이어 또는 와이어들이 반경방향으로 오프셋되고 또한 바람직하게는 축선에 평행하기 때문에, 이는 식별 장치의 단면에서 반경방향 대칭을 이룬다. 이렇게 함으로써, 대칭 대상물을 제조하도록 구성되는 툴링 (tooling) 은 일반적으로 비대칭 대상물을 제조하도록 구성되는 툴링보다 덜 값비싸기 때문에 식별 장치의 제조를 용이하게 한다.

또 다른 특징에 따라서, 식별 장치의 코어 부재는 적어도 하나의 내견인성 (traction-resistant) 요소를 포함한다. 이는, 식별 장치의 인장 강도를 증가시켜, 보다 더 내구성이 있고 또한 보다 더 내파괴성을 갖도록 하는 장점을 가진다. 또한, 식별 장치는 압출 공정시 상당히 길지 않아, 일관성을 개선하고 또한 폐기물을 저감시키는 장점을 가진다.

또 다른 특징에 따라서, 코어 부재에는, 비금속 필라멘트, 필라멘트들의 다발, 스트랜드(들), 와이어(들), 브레이드(들), 코어드(들) 또는 리본(들) 인 적어도 하나의 내견인성 요소가 형성된다. 이는, 통용가능한, 일반적으로 저렴한 재료, 이 재료의 비금속 조성이 마이크로-와이어의 조작에 간섭하지 않는 장점을 가진다.

또 다른 특징에 따라서, 상기 코어 부재는 복합 구조물을 형성하는 내견인성 요소 또는 요소들로 압출되는 폴리머 층을 포함한다. 특히, 필라멘트가 존재하는 실시형태에 있어서, 폴리머 층은, 식별 장치의 필라멘트와 다른 요소들과 연계하여, 식별 장치의 강도를 증가시키는데 사용된다. 이는 식별 장치의 두께 및 강도를 증가시키는데 폴리머가 사용될 수 있는 장점을 가진다.

또 다른 특징에 따라서, 폴리머 층을 포함하는 보호 커버 부재는 코어 부재 및 이 코어 부재에 인접한 적어도 하나의 마이크로-와이어로 압출된다. 이는, 마이크로-와이어 또는 와이어들에 대하여 보호 패키지를 형성하는 장점을 가진다. 그리하여, 마이크로-와이어 또는 와이어들은 보호 커버 부재에 의해 보호되고 또한 코어 부재의 강도로부터 이점을 얻는다.

또 다른 특징에 따라서, 코어 부재 및/또는 보호 커버 부재의 폴리머 층은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 폴리아미드, 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 것이 바람직한 열가소성 폴리머이다. 이는, 이러한 재료가 산업계에 잘 알려져 있고, 적합한 물리적 특성을 가지며, 식용물 (food grade) 이며, 본원에 사용된 제조 공정과 양립가능하고, 합리적으로 저렴한 장점을 가진다.

또 다른 특징에 따라서, 식별 장치에는 보호 커버 부재와 상기 코어 부재 사이에는 서로 거리를 두고 배열되는 다수의 마이크로-와이어들이 형성된다. 이는, 다수의 식별 와이어들을 사용함으로써, 더 다양한 코드가 사용될 수 있는 장점을 가진다. 이는, 음료 머신내의 식별 시스템이 더 다양한 음료를 식별할 수 있도록 해준다.

제 2 양태에 따라서, 본원은 또한 청구항 10 에 한정된 바와 같이 식별 부재 등의 연속 구조물을 제조하는 방법에 관한 것이다. 식별 부재는 추후 음료 캡슐용 전자기 반응성 식별 장치를 제조하는데 사용될 수 있다. 이 방법에 있어서, 먼저 코어 부재가 제공되며, 이 코어 부재에 대하여 적어도 하나의 자기 반응성 마이크로-와이어가 배열된다. 식별 부재내의 코어 부재와 마이크로-와이어(들)를 둘러싸도록, 상기 코어 부재와 마이크로-와이어를 중심으로 커버 부재가 압출된다. 이는, 경제적이면서 내구성 있는 패키지내에 식별 부재를 형성하는 장점을 가진다.

일 특징에 따라서, 코어 부재를 더 제공하는 단계는 특히 이하의 하위 단계들을 포함한다:

- 필라멘트를 제공하는 단계,

- 상기 필라멘트를 중심으로 폴리머 층을 압출하는 단계.

다른 특징에 따라서, 코어 부재는 종축선을 따라서 기다란 형상을 가지고, 그럼으로써 연속 구조물 (예를 들어, 식별 부재) 에 종축선을 제공한다. 이는, 압출에 의해 구조물의 연속 제조를 용이하게 하고; 이러한 공정들은 자체 특성에 의해 기다란 대상물을 제조한다.

또 다른 특징에 따라서, 연속 구조물 (예를 들어, 식별 부재) 을 제조하는 방법은, 횡방향으로 배향되고 또한 서로 이격된 여러 개의 절단 평면을 따라서 상기 구조물을 절단하는 단계를 포함한다. 그럼으로써, 다수의 식별 장치 (예를 들어, 태그들) 를 생성시키고, 이 식별 장치 각각은 연속 구조물의 본질적으로 더 짧은 형태이다. 이는, 그 후에 구성품이 다른 대상물, 예를 들어 음료 캡슐을 제조하는데 사용될 수 있는 장점을 가진다.

또 다른 특징에 따라서, 연속 구조물 (예를 들어, 식별 부재) 을 제조하는데 사용되는 방법은, 횡방향 평면들을 따라서 상기 구조물을 절단하는 단계를 포함하고, 이 횡방향 평면들은 2 개의 연속 절단 평면들 사이의 거리가 모든 연속 절단 평면들에 대하여 동일하도록 이격된다. 따라서, 이렇게 형성된 태그들의 길이가 동일하다. 이는, 식별 장치의 치수 변화에 대한 보상이 필요하지 않기 때문에, 태그들을 사용하는 어떠한 대상물들이 더 큰 설비에 의해 제조되고 조립될 수 있는 장점을 가진다. 이는, 태그들이 균일한 치수로 되기 때문에, 기계적 취급 및 제조 수단을 사용할 수 있는 장점을 가진다. 이는 시간 및 비용을 절감시킨다.

또 다른 특징에 따라서, 연속 구조물 (예를 들어, 식별 부재) 을 제조하는 방법은, 코어 부재에 인접하고 또한 서로 거리를 두고 위치된 적어도 2 개의 마이크로-와이어를 구비하는 단계를 포함한다. 이는, 마이크로-와이어들간의 거리를 최대화함으로써 이러한 마이크로-와이어들간의 간섭을 저감시키는 장점을 가진다.

또 다른 특징에 따라서, 연속 구조물 (예를 들어, 식별 부재) 을 제조하는 방법은 서로 정반대로 대향되도록 마이크로-와이어들을 위치시키는 단계를 포함한다. 예를 들어, 2 개의 마이크로-와이어들이 사용되면, 이 마이크로-와이어들은 식별 부재의 코어 부재를 중심으로 180°회전함으로써 분리될 것이고; 3 개의 마이크로-와이어들이 사용되면, 120°회전함으로써 분리될 것이며; 그 밖에 다른 것들도 있다. 이는, 그 수량을 여전히 고려하면서, 마이크로-와이어들을 서로 가능한 한 멀리 거리를 두고 배치함으로써 간섭을 줄이는 장점을 가진다.

또 다른 특징에 따라서, 연속 구조물 (예를 들어, 식별 부재) 을 제조하는 방법은, 코어 부재에 대하여 마이크로-와이어(들)를 위치시키기 전에, 이 마이크로-와이어(들)에 윤활 물질을 도포하는 단계를 더 포함하여, 이 마이크로-와이어(들)상에 윤활막이 침적된다. 이는, 압출시 또한 압출후에 코어 부재 및 커버 부재에 대한 마이크로-와이어(들)의 이동을 향상시킨다. 이렇게 함으로써, 마이크로-와이어(들)가 그 온도 및 이 마이크로-와이어(들)를 둘러싸는 재료의 온도에 반응하여 팽창 및 수축하게 된다. 이러한 자유로운 팽창 및 수축은 제조 공정시 마이크로-와이어(들)상의 변형 (strain) 을 저감시키고, 그럼으로써 마이크로-와이어(들)의 왜곡 및 파괴가 덜하도록 한다. 이는 음료 머신이 마이크로-와이어(들)를 보다 정확하고 일관성 있게 판독하도록 해준다.

또 다른 특징에 따라서, 마이크로-와이어(들)에 도포된 윤활 물질은 오일계, 그리스계, 또는 실리콘계 물질, 바람직하게는 식용물이다. 이러한 선택은, 음료 제조 기술에 잘 알려져 있고 또한 일반적으로 깨끗하고, 값싸며, 식품 처리 조작과 관련하여 사용하기가 용이한 특성을 상기 재료가 가지는 장점을 가진다.

제 3 양태에 따라서, 본원은 또한 청구항 13 에 한정된 바와 같이 식별 부재 등의 연속 구조물을 제조하기 위한 장치에 관한 것이다. 본원의 상기 양태는, 간략하게 전술한 바와 같이, 본원의 기초를 이루는 식별 부재의 제조에 적합한 장점을 가진다.

일 특징에 따라서, 본 장치에는 연속 구조물 (예를 들어, 식별 부재) 을 미리 정해진 길이의 섹션 (예를 들어, 태그들) 으로 절단하는 수단이 더 형성된다. 예를 들어, 길이는 연속 구조물로부터 형성되는 모든 섹션들에 대하여 일정할 수도 있다. 이는, 장치로부터 형성되는 피스들이 그의 일정한 치수로 인해 예를 들어 음료 캡슐을 제조하는 등의 자동화된 제조 라인에 사용하기에 보다 적합하게 되는 장점을 가진다. 따라서, 상기 장치에 의해 제조되는 식별 부재의 이행 (implementation) 은 본원의 상기 양태에 의해 향상된다.

또 다른 특징에 따라서, 본 장치에는 코어 부재에 대하여 마이크로-와이어(들)를 위치시키기 전에 이 마이크로-와이어(들)에 윤활 물질을 도포하는 수단이 더 형성되어, 마이크로-와이어(들)상에 윤활막이 존재한다. 예를 들어, 이러한 도포는 윤활제에 마이크로-와이어(들)를 침지, 윤활제를 마이크로-와이어(들)에 분무, 또는 윤활 물질로 자체 피복된 풀리(들)를 중심으로 또는 롤러들을 통하여 마이크로-와이어(들)를 진행시키고, 그럼으로써 접촉에 의해 이 마이크로-와이어(들)에 윤활 물질을 전달함으로써 실시될 수도 있다. 이는, 가능한 최소의 윤활 폐기물 또는 메스 (mess) 에 의해 마이크로-와이어(들)에 윤활제를 도포하는 유리한 효과를 얻을 수 있는 장점을 가진다.

본원은 또한 청구항 14 에 따른 음료 캡슐에 관한 것이다. 이러한 음료 캡슐은 선행의 음료 캡슐 구성에 비하여 음료 머신내에서 제조 및 구현이 용이하고 또한 덜 값비싸다는 장점을 가진다. 다수의 마이크로-와이어들이 형성되는 식별 장치를 구비한 음료 캡슐은 선행의 음료 캡슐에서보다 가능한 한 더 다양한 음료 코드들을 제공하는 추가의 장점을 가진다.

도 1 은 코어 부재의 압출을 제공하는 제 1 압출 장치의 단면도,
도 2 는 마이크로-와이어들의 윤활과 삽입, 및 커버 부재의 압출을 제공하는 제 2 압출 장치의 단면도,
도 3 은 마이크로-와이어들을 윤활 및 삽입하는 다른 수단을 포함하는 다른 제 2 압출 장치의 단면도,
도 4 는 연속 구조물의 입체 절취도,
도 5 는 제 1 압출 장치에 의해 제조되는 코어 부재의 단면도,
도 6 은 제 2 압출 장치에 의해 제조되는 식별 장치의 단면도, 및
도 7 은 음료 캡슐의 부분 분해된 단면도.

본원은, 비한정적인 실시예로서 주어진 바람직한 실시형태와 관련된 이하의 설명으로부터 보다 잘 이해될 것이고, 또한 제 1 압출 단계, 제 2 압출 단계, 제 2 압출 단계의 다른 형태, 식별 부재의 절취도, 및 완성된 음료 캡슐을 각각 나타내는 첨부된 도 1 ~ 도 5 를 참조하여 보다 잘 설명될 것이다.

본원은 도 1 에 도시된 바와 같이 제 1 압출 단계를 포함한다. 이 단계의 코어는 제 1 압출 공구 (1) 이다. 제 1 압출 공구 (1) 에는 헤더 (8) 가 형성되어, 이 헤더안으로 용융 플라스틱 (2) 이 주입된다. 이 플라스틱은 상정된 공정 및 적용에 적합한 어떠한 조성으로 될 수 있고: 바람직한 실시형태에서는 폴리프로필렌 플라스틱을 사용한다. 헤더 (8) 는 환형의 러너 (runner; 3), 예를 들어 종방향의 원뿔 형상의 러너와 연통하고, 이 러너는 제 1 압출 공구 (1) 의 종축선 (9) 을 중심으로 반경방향으로 배열된다. 대안으로, 환형의 러너는 다수의 러너들에 의해 교체될 수 있고, 이 모든 러너들은 종축선 (9) 을 중심으로 반경방향으로 배열된다. 제 1 압출 공구 (1) 에는 또한 채널 (6) 이 형성되고, 이 채널은 구멍 (22) 에 의해 공구의 외부와 연통하며, 이 구멍을 통하여 필라멘트 (5) 가 안내된다. 예를 들어, 필라멘트는 유리 섬유 또는 나일론으로 제조된다.

제 1 부분의 압출 공정시, 필라멘트 (5) 는 방향 (25) 으로 제 1 압출 공구 (1) 를 통하여 인장력 (10) 에 의해 인발된다. 인장력 (10) 은 구동식 풀리들 또는 드럼들 등의 수단에 의해 생성될 수 있다. 제 1 압출 공구 (1) 를 통하여 필라멘트 (5) 를 인발함에 따라, 용융 플라스틱 (2) 에 압력 (11) 이 가해져서, 이 용융 플라스틱은 헤더 (8) 로부터 아래로 러너 (3) 및 유출 노즐 (4) 로 유동하게 된다. 점성이지만 여전히 자유롭게 유동하는 플라스틱 스트림 (13) 은 접촉 지점 (12) 에서 필라멘트 (5) 와 만나고, 그럼으로써 필라멘트 (5) 와 용융 플라스틱 (13) 사이의 마찰력에 의해 압출 공구 (1) 로부터 인발된다. 필라멘트 (5) 및 플라스틱 스트림 (13) 은 필라멘트 (5) 의 운동에 의해 제 1 압출 공구 (1) 로부터 추가로 인발되므로, 플라스틱 스트림 (13) 은 필라멘트 (5) 를 둘러싸고 또한 고화된 폴리머 층 (31) 을 형성하여, 이 조립체는 코어 부재 (7) 형태를 취한다. 코어 부재 (7) 의 단면은 도 5 에 도시되어 있고, 이 도 5 에서는 필라멘트 (5) 및 고화된 폴리머 층 (31) 을 나타낸다. 코어 부재 (7) 는 냉각된 후, 바람직하게는 드럼 둘레에 이 코어 부재가 권취되어, 저장된다. 그리하여, 코어 부재는 제 2 압출 단계에서 사용될 때까지 유지된다.

마이크로-와이어 (21) 는, 제 2 압출 공구 (14) 에 진입하기 전에, 윤활 롤러 (41) 를 통과한다. 윤활 롤러 (41) 는 마이크로-와이어 (21) 각각이 그 전체 표면에 걸쳐서 윤활 롤러 (41) 와 접촉하도록 하는 외형이다. 윤활 롤러는 노즐들 (42) 과 연계하여 작동하고, 이 노즐들은 윤활 롤러 (41) 의 표면 쪽으로 윤활 유체 (43) 의 스프레이를 발사한다. 그리하여, 마이크로-와이어들 (21) 의 표면에는 윤활 유체 (43) 의 박막이 균일하게 도포된다. 그 후, 마이크로-와이어들 (21) 은 제 2 압출 공구 (14) 에 전달된다.

동시에, 코어 부재 (7) 는 저장부로부터 도 2 에 도시된 제 2 압출 공구 (14) 안으로 또한 이를 통하여 인발된다. 코어 부재 (7) 는 구멍 (22) 안으로 인발되고, 이 구멍은 제 2 압출 공구 (14) 를 횡단하는 채널 (27) 과 연통한다. 제 2 압출 공구 (14) 에는, 제 1 압출 공구 (1) 처럼, 헤더 (17) 가 형성되어, 용융 플라스틱 (15) 이 압력 (16) 하에서 헤더에 제공된다. 헤더 (17) 는 환형의 러너 (18), 예를 들어 종방향의 원뿔 형상의 러너와 연통하고, 이 러너는 종축선 (24) 을 중심으로 반경방향으로 배열된다. 대안으로, 환형의 러너는 다수의 러너들에 의해 교체될 수 있고, 이 모든 러너들은 종축선 (24) 을 중심으로 반경방향으로 배열된다. 제 2 압출 공구 (14) 에는 적합한 화학적 및 물리적 특성을 가진 어떠한 재료가 사용될 수 있다. 본원의 바람직한 실시형태에 있어서, 폴리프로필렌이 사용된다.

제 2 부분의 압출 공정시, 2 개의 마이크로-와이어 (21) 는 구멍 (26) 을 통하여 채널 (27) 안으로 인발된다. 구멍 (26) 의 형상은 제 2 압출 공구 (14) 안으로 공급되면서 마이크로-와이어들 (21) 의 파괴를 최소화하도록 구성된다. 마이크로-와이어들 (21) 은 대략 30 ㎛ 직경의 유리 시스에 의해 둘러싸인 금속 코어로 구성된다. 상기 마이크로-와이어들 (21) 은, 자기장에 노출되었을 때, 검출 수단에 의해 발견 (pick up) 될 수 있는 방식으로 반응한다는 점에서 자기 반응성이다. 본원의 바람직한 실시형태에 있어서, 2 개의 마이크로-와이어 (21) 가 사용되고; 단일의 마이크로-와이어 또는 2 개 초과의 마이크로-와이어가 선택적으로 사용될 수 있다. 용융 플라스틱 (15) 은 러너 (18) 를 통하여 아래로 압출되어, 노즐들 (19) 을 통하여 제 2 압출 공구 (14) 를 나온다. 동시에, 마이크로-와이어들 (21) 은 구멍 (26) 및 채널 (27) 에 의해 코어 부재 (7) 의 표면에 가압된다. 마이크로-와이어들 (21) 은 지지 코어 부재 (7) 와 가능한 한 긴 거리를 두고 접촉 유지되어, 마이크로-와이어들 (21) 에 배치된 응력들을 최소화하고 또한 파괴를 줄인다. 마이크로-와이어들 (21) 및 코어 부재 (7) 가 공구를 통하여 인발됨에 따라, 노즐들 (19) 로부터 나오는 플라스틱 스트림 (20) 은 접촉 지점 (23) 에서 코어 부재 (7) 와 플라스틱 스트림 (20) 사이의 마찰로 인해 압출 공구 (14) 로부터 인발된다. 전체 효과로서는, 코어 부재 (7) 가 플라스틱 스트림 (20) 에 의해 완전히 피복되고, 마이크로-와이어 (21) 가 이 둘 사이에서 둘러싸여진다는 것이다. 인장력 (10) 에 의해 제 2 압출 공구 (14) 외부로 코어 부재 (7) 와 마이크로-와이어들 (21) 을 인발함에 따라, 플라스틱 스트림 (20) 은 커버 부재 (29) 로 냉각 및 고화된다. 코어 부재의 고화는 마이크로-와이어들을 서로 거리를 두고, 바람직하게는 약 1.2 ㎜ 에서 고정시키는 추가의 효과를 가진다. 접촉 지점 (23) 과 노즐 (19) 사이의 종방향 거리로 인해, 커버 부재는 와이어에 최소한의 응력을 발생시키면서 코어 및 마이크로-와이어에 침적 (deposited) 된다.

도 3 에서는 제 2 압출 공구 (14) 의 다른 구성을 도시하는데, 마이크로-와이어들 (21) 이 접촉 지점 (28) 에서 코어 부재 (7) 와 만나고, 이 접촉 지점은 바람직한 실시형태에서와 같이 구멍 (22) 에서가 아니라 채널 (27) 내부에 위치된다. 이는 마이크로-와이어들 (21) 이 제 2 압출 공구 (14) 의 구멍 (26) 에 들어가는 각도를 낮추게 하고, 동시에 채널 (27) 에서 마이크로 와이어들 (21) 이 코어 부재 (7) 와 접촉하는 길이를 저감시킨다. 각도를 저감시킴으로써, 압출 공정시 마이크로-와이어들 (21) 에 인가된 굽힘 응력들을 저감시킬 수 있다. 도 3 에서는 또한 윤활 유체 (43) 를 마이크로-와이어 (21) 에 도포하는 다른 수단을 도시한다. 다른 수단에 있어서, 윤활 유체 (43) 는 노즐들 (44) 에 의해 마이크로-와이어 (21) 에 직접 분사된다.

이제, 압출은 식별 부재 (30) 를 형성한다. 도 6 에 자세히 도시된, 도 2 의 섹션 B-B 는 통상적인 식별 부재 (30) 의 단면을 도시하고, 코어 부재 (7) (필라멘트 (5) 와 고화된 폴리머 층 (31) 을 포함), 마이크로-와이어들 (21) 및 커버 부재 (29) 를 포함한다. 도 4 에서는 도 6 과 실질적으로 동일한 구성품이 도시된 식별 부재 (30) 의 절취도를 도시한다.

식별 부재 (30) 가 충분히 냉각되면, 이 식별 부재는, 예를 들어 회전 또는 세단 (chopping) 블레이드에 의해 별개의 피스로 절단될 수 있다. 그럼으로써, 식별 부재 (30) 는 별개의 구성품으로 형성되어, 도 7 에 도시된 바와 같이 식별 장치 (32) 에 매설된다. 태그들 (32) 은 균일한 크기와 형상으로 되어, 자동화된 수단에 의한 취급 및 다른 제조된 상품에서의 사용을 향상시킨다. 커버 부재 (29), 코어 부재 (7), 및 필라멘트 (5) 를 포함하는 태그들 (32) 의 구조는, 취급 및 사용시 손상, 예를 들어 충격 또는 고온수에의 노출로부터 식별 장치 (32) 에 매설된 마이크로-와이어 (21) 를 보호한다.

도 7 은 본 발명을 포함하는 음료 캡슐 (34) 을 도시한다. 음료 캡슐 (34) 은 상부 절반부 (38) 및 하부 절반부 (39) 로 구성되고, 각각의 상부 절반부와 하부 절반부는 대략 보울 형상이고, 시임 (40) 을 따라서 함께 결합하면 대략 볼록한 디스크 형상의 캡슐을 형성한다. 이 캡슐에는, 이 캡슐의 내부 체적을 음료 격실 (45) 과 환형의 틈 (46) 으로 분할하는데 사용되는 챔퍼 (46) 가 더 형성된다. 캡슐에는 음료 머신내에 캡슐을 적절하게 위치시키는 것을 보조하는 립 (35) 이 더 형성된다. 캡슐의 제조를 용이하게 하기 위해서, 이 캡슐은 선택적으로 회전 축선 (36) 을 중심으로 대칭일 수 있다. 캡슐에는 또한 캡슐 (34) 의 상부 절반부 (38) 에 성형되는 수용부 (33) 가 형성된다. 식별 장치 (32) 는 수용부 (33) 에 삽입되고, 이 수용부는 식별 장치 (32) 를 제자리에 유지시키고 또한 구조적 지지물을 제공하는 것 이외에, 고온수, 음료, 및 증기와 접촉하도록 물리적 절연 배리어를 포함함으로써, 브루잉 공정시 가열된 물 및 음료로부터 캡슐을 보호한다. 바람직한 실시형태에 있어서, 식별 장치 (32) 는 수용부 (33) 안으로 압입되지만, 선택적으로 다른 수단, 예를 들어 글루잉 인 플러그 (glued-in plug) 에 의해 제자리에 유지될 수 있다. 대안으로, 식별 장치 (32) 는 음료 원료 (37) 에 직접 삽입될 수 있고, 이 음료 원료는 식별 장치 주변에 압축되어 제자리에 유지시킨다. 캡슐은 음료 농축물 (37) 로 충전되고, 여기에서는 명확성을 위해 단지 부분적으로만 도시되었다. 음료 원료 (37) 는 바람직하게는 기밀 팩킹되고 또한 음료 격실 (45) 을 완전히 충전하여, 수용부 (33) 및 이 수용부에 담겨진 식별 장치 (32) 에 대한 추가의 구조적 지지를 제공해준다. 환형의 틈 (46) 은 바람직하게는 비워져서, 캡슐의 시일링을 향상시킨다. 사용시, 소비자는 캡슐 (34) 을 적합한 음료 머신안으로 배치하고 또한 브루잉 사이클을 개시하여, 식별 장치 (32) 는 음료 머신에 의해 판독되고, 음료는 통상적으로 방식에 따라서 브루잉된다.

물론, 본원은 상기 설명되고 또한 첨부된 도면에 도시된 실시형태에 한정되지 않는다. 본원의 보호 범위를 벗어나지 않는 한, 특히 다양한 요소들의 구성에 대하여 또한 기술적 등가물의 대체에 의해 변형이 가능하다. 따라서, 개시된 범위는 한정하기 보다는 오히려 설명하기 위한 것이며, 본원의 범위는 상기 개시로부터 적어도 부분적으로 유래하는 어떠한 청구범위에 의해 한정된다.

Claims (14)

1. 외부 자기장에 반응하는데 적합한 적어도 하나의 자기 반응성 마이크로-와이어 (21) 를 포함하는 식별 장치에 있어서,
   상기 식별 장치는 보호 커버 부재 (29) 에 의해 둘러싸인 코어 부재 (7) 를 포함하고, 적어도 하나의 마이크로-와이어 (21) 는 상기 코어 부재 (7) 와 상기 보호 커버 부재 (29) 사이에 배열되는 것을 특징으로 하는 식별 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   적어도 하나의 마이크로-와이어 (21) 가 상기 코어 부재 (7) 와 접촉하는 것을 특징으로 하는 식별 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 식별 장치는 중심 종축선 (9) 을 따라서 기다란 형상을 가지고,
   상기 코어 부재 (7), 상기 적어도 하나의 마이크로-와이어 (21), 및 상기 보호 커버 부재 (29) 는 상기 중심 종축선 (9) 을 따라서 연장하는 것을 특징으로 하는 식별 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 코어 부재 (7) 는 상기 중심 종축선 (9) 둘레로 연장하고, 상기 중심 종축선 (9) 을 중심으로 적어도 하나의 마이크로-와이어 (21) 가 상기 중심 종축선에 대하여 반경방향으로 오프셋되어 위치되는 것을 특징으로 하는 식별 장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 코어 부재는 적어도 하나의 내견인성 (traction-resistant) 요소 (5) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 식별 장치.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 내견인성 요소 (5) 는 비금속 필라멘트, 필라멘트들의 다발, 스트랜드(들), 와이어(들), 코어드(들), 브레이드(들) 또는 리본(들) 인 것을 특징으로 하는 식별 장치.
7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
   상기 코어 부재 (7) 는 상기 적어도 하나의 내견인성 요소 (5) 로 압출되는 폴리머 층 (31) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 식별 장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 폴리머 층은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 폴리아미드, 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 식별 장치.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 보호 커버 부재 (29) 와 상기 코어 부재 (7) 사이에는 서로 거리를 두고 다수의 마이크로-와이어 (21) 가 배열되는 것을 특징으로 하는 식별 장치.
10. 연속 구조물 (30) 을 제조하는 방법으로서,
    a. 코어 부재 (7) 를 제공하는 단계,
    b. 상기 코어 부재 (7) 에 대하여 적어도 하나의 자기 반응성 마이크로-와이어 (21) 를 배열하는 단계로서, 상기 자기 반응성 마이크로-와이어(들) (21) 는 외부 자기장에 반응하는데 적합한, 상기 배열하는 단계, 및
    c. 상기 적어도 하나의 자기 반응성 마이크로-와이어 (21) 가 주변의 커버 부재 (29) 에 의해 보호되는 식별 부재 (30) 를 형성하도록, 지지하는 상기 코어 부재 (7) 및 상기 자기 반응성 마이크로-와이어(들) (21) 둘 다를 중심으로 상기 커버 부재 (29) 를 압출하는 단계를 포함하는, 연속 구조물을 제조하는 방법.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 코어 부재 (7) 는 종축선 (9) 을 따라서 기다란 형상인 것을 특징으로 하는 연속 구조물을 제조하는 방법.
12. 제 11 항에 있어서,
    다수의 식별 장치 (32) 를 구성하도록 서로 이격된 여러 개의 횡방향 절단 평면들을 따라서 상기 식별 부재 (30) 를 절단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 구조물을 제조하는 방법.
13. 식별 부재 (30) 의 제조 장치로서,
    a. 코어 부재 (7) 를 압출하는 제 1 수단,
    b. 상기 코어 부재 (7) 에 대하여 마이크로-와이어(들) (21) 를 위치시키는 제 2 수단, 및
    c. 상기 코어 부재 (7) 와 상기 마이크로-와이어(들) (21) 를 중심으로 커버 부재 (29) 를 압출하는 제 3 수단을 포함하는, 식별 부재의 제조 장치.
14. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 식별 장치를 포함하는 캡슐 (34).

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