KR20150067223A - 실링에 의해 연결된 필터 부재를 포함하는 일회용 캡슐 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 함께 공간을 정의하는 측벽 및 기저부를 포함하고 상기 공간 내에서 필터 부재가 기저부에 실링되는 것인 음료 제조용 일회용 캡슐에 관한 것이다.

Description

실링에 의해 연결된 필터 부재를 포함하는 일회용 캡슐{SINGLE SERVE CAPSULE COMPRISING A FILTER ELEMENT CONNECTED THERETO BY SEALING}

본 발명은, 함께 공간을 정의하는 측벽 및 기저부를 구비하며 이러한 공간 내에서 기저부에 필터 부재가 실링되는, 음료 제조용 일회용 캡슐에 관한 것이다.

이러한 유형의 일회용 캡슐은 종래 기술에 공지되어 있으며, 예를 들어 커피 또는 차, 또는 에스프레소와 같은 커피류 음료를 제조하는 데에 이용된다. 예를 들면, 커피 및 에스프레소를 제조하기 위한 일회용 캡슐이 EP 1 792 850 B1, EP 1 344 722 A1 및 US 2003/0172813 A1과 같은 문헌에 개시되어 있다.

일회용 캡슐은 바람직하게 원뿔대 또는 원통 형상으로 이루어지며, 예컨대 사출 성형에 의해 또는 진공 성형된 플라스틱 필름으로 제조된다. 일회용 캡슐은 전형적으로, 원형 플랜지를 가진 측벽, 음료 제조를 위해 추출 및/또는 용해될 음료 원료(beverage substrate)를 위한 개방 충진측, 및 캡슐 기저부를 가지며, 음료 원료와 캡슐 기저부 사이에는 캡슐 기저부 상에 지지되는 필터 부재가 배치된다. 일회용 캡슐 기저부에 필터 부재를 삽입 및 실링하고 음료 원료를 충진한 후, 예컨대 플랜지 상에 실링되거나 접착 결합되는 리드 필름을 이용하여 일회용 캡슐을 밀폐한다.

커피 음료를 제조하기 위해서는, 일회용 캡슐을 제조 장치의 우려내기 챔버(brewing chamber) 내에 넣는다. 일회용 캡슐을 우려내기 챔버 내에 넣기 전에, 넣은 후에, 또는 넣고 있는 동안에, 일회용 캡슐은 바람직하게 기저부 측 상에서 개방되고, 우려내기 챔버를 밀봉하면, 마개 필름을 이용하여 밀폐된 일회용 캡슐의 충진 측이 관통 수단에 의해 관통된다. 그 후, 제조 유체, 바람직하게는 뜨거운 물이 압력을 받으며 일회용 캡슐 내에 전달된다. 제조 유체는 음료 원료를 통과하여 흐르고, 음료 원료로부터 음료를 제조하는 데에 필요한 물질을 추출 및/또는 용해한다. 예를 들어, 에스프레소를 제조하려면, 정유가 추출되도록 하기 위해 최대 20 바의 우려내기용 물 압력이 커피 분말에 작용한다. 그러나, 종래 기술에 따른 일회용 캡슐에는, 제조된 음료의 표면 상에 비교적 더 많은 거품이 나타난다는 단점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은, 종래 기술의 단점을 나타내지 않는 일회용 캡슐을 제공하는 데에 있다.

이러한 목적은 함께 공간을 정의하는 측벽과 기저부를 가지는 음료 제조용 일회용 캡슐에 의해 달성되며, 이 때 이러한 공간 내에서 필터 부재가 기저부에 실링되고, 실링 이음부는 도넛형으로 제공되며, 실링 이음부의 외경은 필터 부재의 직경의 75% 내지 85%이다.

본 발명의 이러한 주제와 관련된 기술 내용은 본 발명의 다른 주제에도 동일하게 적용 가능하며, 그 반대도 마찬가지이다.

놀랍게도, 원형 실링 이음부의 외경을 필터 부재의 직경의 75% 내지 85%로 하면, 적어도 거품이 매우 조금만 형성된다는 것을 알아내었다.

필터 부재는 원반 형상으로 제공되며 원형 단면을 포함한다. 필터 부재를 일회용 캡슐의 기저부에 실질적으로 일체가 되도록 연결하는 실링 이음부는, 바람직하게 초음파 용접에 의해 적용된다. 실링 후에, 실링 이음부의 영역에 있게 되는 필터 부재는 바람직하게 유체가 통과하지 못한다.

실링 이음부의 내경은 바람직하게 필터 부재의 직경의 67% 내지 77%이다.

바람직한 일 실시형태에서, 실링 이음부의 폭은 1 내지 1.5 mm이다.

일회용 캡슐의 기저부는 바람직하게, 원형으로 디자인되고 직경이 필터 부재의 직경의 84% 내지 94%인 실질적인 평면 부분을 포함한다. 바람직하게, 평면 부분의 외경에 비드가 인접하며, 이러한 비드를 통해 평면 부분은 잠재적인 캔틸레버 위치로부터 다소 이격된다. 또한, 비드는 평면 기저부와 측벽 사이에 연결부(transition)를 형성하며, 일회용 캡슐에 안정성을 부여한다. 필터 부재는 바람직하게 비드의 영역 내로 연장되며, 비드와 접촉하지 않으면서 이를 적어도 부분적으로 덮는다.

바람직한 일 실시형태에 따르면, 기저부는 간극을 포함하며, 이러한 간극은 음료가 이 간극 밖으로/간극을 통해 흐를 때 실질적인 압력 손실이 발생하지 않을 정도로 크다. 이러한 간극은 바람직하게는 필터 부재가 캡슐 기저부에 실링되기 전에 캡슐 기저부 내로 이미 통합되어 있다. 간극은 바람직하게 제조 작업 전에 필름 또는 그와 유사한 것을 이용하여 밀폐되어 있으며, 이러한 필름 등은 파열되거나 관통 수단에 의해 관통될 수 있다.

필터 부재의 직경은 바람직하게는 기저부 레벨에서 일회용 캡슐의 내부 치수보다 (구체적으로 1% 내지 5%) 더 작다.

필터 부재는 바람직하게 펠트 구조를 포함한다. 특히, 이러한 구조는 여기에서 니들 펠트 구조이다. 필터 부재는 바람직하게 적어도 하나의 펠트 구조 및 하나의 캐리어 구조, 특히 직물 구조로 이루어지며, 특히 바람직하게 펠트 구조는 캐리어 구조의 체적의 적어도 일부분을 차지한다. 펠트 구조는 바람직하게 캐리어 구조의 전체 단면에 걸쳐 연장되지만, 특히 바람직하게는 높이의 일부 영역에 걸쳐서만 연장된다. 펠트 구조는 바람직하게 형상 끼워맞춤, 압력 끼워맞춤 및/또는 실질적으로 일체형의 방식으로 캐리어 구조에 연결된다. 바람직하게 필터 부재는, 캐리어 구조에 의해 바람직하게 서로 분리된 두 개 이상의 펠트 구조를 포함한다. 두 개의 펠트 구조의 두께는 동일하거나 상이할 수 있다. 바람직하게는, 분말 또는 차와 대향하는 펠트 구조가 캡슐 기저부와 대향하는 펠트 구조보다 더 얇거나, 또는 그 반대이다. 예를 들어 느슨한 섬유들을 고정하기 위해, 바람직하게 펠트 구조의 표면은 처리(예컨대, 열처리)된다. 펠트 구조를 포함한 필터 부재는 바람직하게 캡슐 내에, 특히 그 기저부 상에 단순히 배치될 뿐이다. 그러나 필터 부재는 특히 실질적으로 일체형 방식으로, 캡슐에, 구체적으로는 기저부에 연결될 수도 있다. 천공 중에, 천공 수단이 이러한 필터 부재 안으로 들어갈 수 있다. 바람직하게, 복수의 펠트 구조 및 캐리어 구조를 포함하는 복수의 필터 부재가, 서로 상하에 위치하고 선택적으로는 서로 연결되도록 캡슐 내에 배치된다.

캐리어 구조, 특히 직물 구조 및 펠트 구조를 포함하는 필터 부재는, 예를 들어, 날실과 씨실로 이루어진 직물 구조를 제공하는 방식으로 제조된다. 펠트, 특히 니들 펠트의 구성을 위해, 0.8 내지 7 dtex의 섬도(fiber unit)가 바람직하게 선택된다. 펠트를 형성하기 위해 개별적인 섬유들을 서로 연결하고/하거나 바느질 제조 과정에 의해 캐리어 구조 내에서 바람직하게 상기 펠트의 고정(anchoring)이 일어난다. 여기서, 뒤집어진 바늘들(barbs)을 갖는 니들이 현재의 섬유 패키지를 빠른 속도로 관통하고, 다시 그로부터 빼내어진다. 바늘들로 인해, 복수의 고리가 생겨남으로써 섬유들은 서로 얽히고/얽히거나 캐리어 직물과 얽힌다.

하나 또는 복수의 펠트 구조를 포함하는 캐리어 부재는 바람직하게, 100 내지 800 g/m², 특히 바람직하게는 200 내지 650 g/m², 특히 매우 바람직하게는 차를 제조하는 경우 실질적으로 150 내지 250 g/m², 커피, 에스프레소 또는 그와 유사한 것을 제조하는 경우 600 내지 700 g/m²의 질량 단위 당 집단(평량 또는 면적 중량으로도 지칭됨)을 포함한다. 필터 부재 또는 부직포는 각각 차를 제조하는 경우 바람직하게 0.8 내지 3.3 mm, 특히 바람직하게는 1.1 내지 3.0 mm, 특히 매우 바람직하게는 1.2 내지 1.4 mm, 그리고 커피를 제조하는 경우 2.6 내지 3.0 mm의 두께를 가진다.

본 발명의 추가의 주제 또는 본 발명의 바람직한 주제에 따르면, 측벽 및 기저부는 하나의 사출 성형 부분이다.

본 발명의 이러한 주제에 관한 개시는 다른 주제에도 동일하게 적용 가능하며, 그 반대도 마찬가지이다.

바람직하게, 측벽 및 기저부는 일체로 제공된다.

일회용 캡슐의 기저부 상에는 바람직하게 에너지 변환기가 구비된다. 이러한 에너지 변환기는 도넛형, 직사각형, 정사각형, 타원형, 또는 기타 다른 폐쇄 형상일 수 있다. 에너지 변환기는 연속적이거나 또는 단속적으로 제공될 수 있다. 에너지 변환기는 바람직하게 기저부와 일체가 되도록 제공되며, 사출 성형 중에 상기 기저부와 함께 제조된다. 에너지 변환기의 단면은 바람직하게 삼각형, 직사각형, 정사각형, 도넛형 또는 타원형이다. 그러나, 단면은 에너지 변환기가 표면으로부터 돌출되는 한 다른 어떠한 임의적인 형상을 가져도 된다. 에너지 변환기는 바람직하게, 추출 및/또는 용해될 음료 원료가 위치된 공간과 대향하는 기저부의 표면 상에 제공된다.

도 1은 본 발명에 따른 일회용 캡슐의 제1 실시형태를 보여준다.
도 2는 본 발명에 따른 일회용 캡슐의 다른 실시형태를 보여준다.

이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명을 설명한다. 이러한 설명은 단지 예시적인 것으로, 본 발명의 전반적인 개념을 제한하지 않는다. 이러한 설명은 본 발명의 모든 주제에 동일하게 적용 가능하다.

도 1은, 이 경우에는 실질적으로 원뿔대 형상으로 구현된, 본 발명에 따른 일회용 캡슐(1)을 보여준다. 일회용 캡슐(1)은 원형 측벽(1.2) 및 기저부 영역(1.1)을 포함한다. 측벽(1.2) 및 기저부 영역(1.1)은 공간(1.7)을 정의하며, 이 경우에는 펠트 구조를 포함하는 필터 부재(2)가 이러한 공간에 위치된다. 필터 부재(2)는, 하측 단부에 실링면(3.1)을 포함하면서 실링 이음부(7)를 구성하는 도구(3)에 의해 일회용 캡슐(1)의 기저부(1.1)에 실링된다. 여기서, 일회용 캡슐(1)은 적어도 부분적으로 카운터 부재(6)에 고정된다. 일회용 캡슐의 기저부(1.1)는, 기저부와 측벽 사이의 연결 영역(5)을 동시에 나타내는 도넛형 비드(1.3)에 외측 단부가 인접한 원형 평면 부분을 포함한다. 기저부의 평면 부분은, 비드(1.3)에 의해, 비드가 안착되는 잠재적 지지부로부터 이격된다. 평면 부분에 간극(1.6)이 제공되는데, 이는 여기에서는 원형 간극이며, 이러한 간극은 바람직하게는, 제조된 음료가 일회용 캡슐로부터 흘러나올 때 주목할 만한 압력 손실이 발생하지 않고/않거나 제조된 음료가 소용돌이치지 않을 정도로 크다. 필터 부재(2)가 일회용 캡슐의 기저부에 밀봉(특히 초음파에 의해 밀봉)되고, 도구(3)를 일회용 캡슐로부터 제거하자마자, 일회용 캡슐에 음료 원료, 예컨대 커피 분말을 채운 후, 바람직하게는 도넛형으로 측벽에 인접한 플랜지(1.4)에 실링 또는 접착 결합된 필름을 이용하여 밀폐한다. 이를 위해, 플랜지는 바람직하게, 정의된 실링면으로서 역할을 하는 벌지(1.5)를 포함한다.

본 발명에 따르면, 용접 이음부는 도넛형으로 제공되며, 실링 이음부의 외경(L2)은 필터 부재의 직경(L3)의 75% 내지 85%, 이 경우에는 70.6%이다. 실링 이음부의 이러한 배치로 인해, 음료의 제조 시, 특히 커피의 제조 시에 눈에 띄는 거품이 형성되지 않는다. 실링 이음부의 내경(L1)은 바람직하게 필터 부재의 직경의 67% 내지 77%, 이 경우에는 72.5%이다. 실링 이음부의 폭은 바람직하게 1.5 mm이다. 용접 중, 필터 부재(2)는 한편으로는 캡슐 기저부(1.1)에 연결된다. 그러나, 펠트 구조 또한 적어도 부분적으로 동시에 압축되며, 압축 시에 바람직하게 고정된다. 용접 이음부의 영역에서, 펠트 구조에서의 횡방향 유동이 바람직하게는 적어도 제한된다. 또한, 필터 부재의 외경은 바람직하게 필터 기저부의 평면 부분의 외경보다 크게 제공된다. 캡슐 기저부의 평면 부분의 외경(L4)은 바람직하게 필터 부재의 직경(L3)의 84% 내지 94%, 이 경우에는 90%이다. 필터 부재(2)는 결과적으로 비드의 바닥부와 접촉하지 않으면서 비드의 영역 내로 돌출된다. 게다가, 필터 부재의 외경(L3)은 바람직하게 기저부의 영역에서 일회용 캡슐의 직경보다 작다. 실링 이음부는 바람직하게 캡슐 기저부에서 간극(1.6)과 중심이 같도록 제공된다.

도 2에 따른 실시형태에서, 기저부(1.1) 및 측벽(1.2)은 바람직하게 하나의 사출 성형 부분으로서, 바람직하게는 플라스틱으로 만들어진다. 또한 기저부는, 이 경우에는 도넛형 돌출부(elevation)로서 여기에서는 삼각형 단면을 가진 에너지 변환기(8)를 포함한다. 에너지 변환기는 또 다른 단면을 가져도 되며 또한 연속적으로 제공될 필요는 없다는 것을 당업자라면 이해할 것이다. 에너지 변환기를 이용하여, 캡슐의 기저부와 필터 부재 사이의 선형 실링 이음부를 달성할 수 있다. 에너지 변환기는 공간(1.7)과 대향하는 기저부(1.1)의 표면 상에 제공된다. 하단의 도시에서는 명료성을 위해 측벽(1.2)을 생략하였다.

1 일회용 캡슐
1.1 기저부 영역
1.2 측벽
1.3 기저부 영역으로부터 측벽으로의 연결부, 비드
1.4 플랜지
1.5 플랜지의 벌지, 실링면
1.6 간극
1.7 공간
2 필터 부재, 펠트
3 실링 도구
3.1 실링면
4 -
5 기저부(1.1)와 측벽(1.2) 사이의 연결 영역
6 카운터 부재
7 실링 이음부
8 에너지 변환기
L1 실링 이음부의 내경, 예컨대 22.5 mm
L2 실링 이음부의 외경, 예컨대 25.0 mm
L3 필터 부재의 직경, 예컨대 31.0 mm
L4 기저부의 평면 부분의 직경, 예컨대 28.0 mm

Claims (11)

1. 함께 공간(1.7)을 정의하는 측벽(1.2) 및 기저부(1.1)를 포함하되 공간(1.7) 내부에서 필터 부재(2)가 기저부(1.1)에 실링되는 것인 음료 제조용 일회용 캡슐(1)에 있어서,
   실링 이음부(7)가 도넛형으로 제공되며, 필터 부재(2)의 직경(L3)의 75% 내지 85%인 외경(L1)을 가지는 것을 특징으로 하는 일회용 캡슐(1).
2. 제1항에 있어서,
   상기 실링 이음부의 내경(L1)은 필터 부재(2)의 직경(L3)의 67% 내지 77%인 것을 특징으로 하는 일회용 캡슐(1).
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 실링 이음부의 폭은 1 내지 1.5 mm인 것을 특징으로 하는 일회용 캡슐(1).
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 기저부는 실질적 평면 부분을 포함하고, 그 외경(L4)은 필터 부재(2)의 직경(L3)의 84% 내지 94%인 것을 특징으로 하는 일회용 캡슐(1).
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 기저부는 간극을 포함하며, 상기 간극은 음료가 간극(1.6)을 통해 흘러나올 때 실질적인 압력 손실이 일어나지 않을 정도로 큰 것을 특징으로 하는 일회용 캡슐(1).
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 필터 부재의 직경(L3)은 기저부 레벨에서 상기 일회용 캡슐의 내측 치수보다 1% 내지 5% 더 작은 것을 특징으로 하는 일회용 캡슐(1).
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   필터 부재(2)는 적어도 부분적으로 펠트 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 일회용 캡슐(1).
8. 제9항에 있어서,
   상기 펠트 부재는 다중층으로 제공되는 것을 특징으로 하는 일회용 캡슐(1).
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서 또는 제1항의 전제부에 있어서,
   측벽(1.2) 및 기저부(1.1)는 하나의 사출 성형 부분인 것을 특징으로 하는 일회용 캡슐(1).
10. 제9항에 있어서,
    기저부(1.1) 상에 에너지 변환기(8)가 제공되는 것을 특징으로 하는 일회용 캡슐.
11. 제10항에 있어서,
    에너지 변환기(8)는 내부에 대향하는 상기 기저부의 표면 상에 위치되는 것을 특징으로 하는 일회용 캡슐.
    

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