KR20230048002A - 강성 부분을 갖는 식품 또는 음료 제조를 위한 개선된 가요성 패키지 - Google Patents

강성 부분을 갖는 식품 또는 음료 제조를 위한 개선된 가요성 패키지 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폐쇄된 가요성 패키지에 관한 것으로서, 패키지는,
(i) 평탄한 패키지 몸체를 형성하는 가요성 또는 반가요성 측방향 벽들(2), 및
(ii) 기계의 유체 주입 요소의 삽입에 적응된 컵 형상의 하단 부분을 포함하고,
패키지 몸체 및 컵 형상의 하단 부분은 가요성 재료, 바람직하게는 섬유 기반 재료로 제조된 단일편 세장형 1차 평탄한 블랭크 시트로부터 형성되고, 시트는 그의 횡단 대칭축 주위에서 U 형상으로 절첩되고, 그리고 그의 측방향 및 상부 에지들을 따라 밀봉되고, 상기 컵 형상의 하단 부분은 오목한 하부 면 및 볼록한 측방향 면들을 갖는 중공 체적부이고, 상기 하부 면의 프로파일 곡률은 상기 측방향 면들 각각의 프로파일 곡률과 동일하다.

Description

강성 부분을 갖는 식품 또는 음료 제조를 위한 개선된 가요성 패키지
본 발명은 폐쇄된 가요성 사셰(sachet)에 관한 것으로서, 상기 사셰는 음료 성분을 포함하고, 그리고 사셰 벽을 천공하고 그 내부에 액체를 주입하여 상기 성분과 혼합하게 함으로써 음료 제조 기계에 사용하도록 적응되어 있다.
식품 또는 음료 성분, 예컨대 가용성 커피, 우유 또는 초콜릿을 포함하는 캡슐을 음료 분배 기계 내에 도입하고, 이어서 물을 캡슐 내로 주입하여 성분과 혼합하게 함으로써 음료를 제조하는 것은 최신 기술에서 공지되어 있다. 가용성 음료 또는 식품 성분은 전형적으로 물에 용해되어 음료 또는 원하는 최종 제품을 형성하며, 이는 적합한 출구를 통해 캡슐 밖으로 유동한다. 때때로, 성분은 찻잎일 수 있고, 음료는 캡슐에 도입된 물로 잎을 우려내게 함으로써 제조된다. 상기 언급된 가용성 성분의 경우와 같이, 이렇게 우려내어진 차는 이어서 분배 출구를 통해 캡슐 밖으로 분배된다. 이러한 공지된 캡슐은 전형적으로 플라스틱 재료(들) 또는 금속(예를 들어, 알루미늄)으로 제조된 강성 또는 반강성 캡슐이다.
최근, 캡슐 대신에 가요성 패키지를 포함하는 음료 제조 시스템이 개발되었다. 이러한 패키지는 캡슐과 비교하여 일부 흥미로운 특징들, 예컨대 소형화(compactness), 제조 속도(성형, 충전 및 밀봉 작업이 하나의 행에서 수행될 수 있음), 향상된 재활용 능력을 야기한다.
이러한 가요성 패키지는 예를 들어, EP 3 414 187 A1호에 기재되어 있으며, 가요성 벽 및 패키지의 하단에 위치되고 때때로 "분출구(spout)"로 명명되는 기능성 삽입체 - 이는 가요성 벽에 부착되거나, 또는 다른 방식으로 가요성 벽 내로 랩핑됨 - 를 포함한다. 삽입체는 강성 또는 반강성 플라스틱으로 제조되는 플레인(plain) 요소이고, 가요성 패키지의 하단 면을 유체 기밀 방식으로 음료 기계에 연결하기 위한 구멍 및 채널을 포함한다. 사용 시, 가요성 패키지가 음료 기계에 기능적으로 연결되면, 후자는 삽입체의 유체 전도 채널을 통해 패키지 내측에 물을 도입하고, 이어서 상기 물은 성분과 혼합되어 음료 제품을 형성하는데, 이는 삽입체의 제품 분배 채널을 통해 가요성 패키지 외측에 분배된다.
중요하게는, 패키지와 음료 기계 사이의 유체 연통은 기계의 유체 전도 요소를 패키지의 평탄한 벽 표면에 연결함으로써 수행되고; 성분 패키지와 음료 기계 사이의 표면의 평탄도는 이들 둘 사이의 연결의 실질적인 누설 방지(leak-tightness)를 보장한다. 더욱이, 패키지의 평탄한 표면의 강성도는 음료 기계의 연결 동안 패키지가 변형되지 않는다는 것을 보장하는 데 필수적이다. 대체적으로, 연결은 니들 또는 유사한 요소와 같은 기계의 연결 요소를 패키지의 평탄한 표면을 통해 천공하거나 달리 삽입함으로써 달성된다. 연결은 또한 패키지 벽을 개방하고 패키지 벽에 대해 기계의 노즐을 가압하여 누설방지 유체 연통을 생성함으로써 수행될 수 있다. 패키지의 평탄한 벽이 기계적으로 너무 약하면, 음료 기계의 연결 요소가 상기 벽에 대해 가압되거나 그를 통해 삽입될 때 벽이 구부러지거나 달리 변형되며, 이는 누설을 초래하거나 심지어 유체 연결이 전혀 되지 않게 한다. 다른 한편, 기계에 의한 패키지의 개방은 용이하고 신뢰할 수 있어야 하고; 이를 위해, 패키지 벽을 개방하는 데 필요한 힘은 충분히 작아야 한다.
예를 들어, EP 3 500 503 A1호 또는 EP 3 500 504 A1호에 기재된 일부 예에서, 기능성 삽입체는 하나가 다른 하나에 대해 이동가능한 여러 개의 부품을 포함하여, 삽입체가 자체적으로 개방 또는 폐쇄하도록 작동되어, 이에 따라 물 주입, 혼합 및 생성물 분배를 위한 복잡한 시퀀스(sequence)를 허용하도록 할 수 있으며, 그러한 시퀀스는 용해될 음료 성분의 유형에 의해 부여되는 특정 제조 요건에 적응된다. 삽입체의 재폐쇄성은 또한 음료 제조 시스템에 대해 우수한 청결성을 제공한다.
하지만, 그러한 기존의 가요성 패키지는 단점을 포함한다. 먼저, 기능성 삽입체는 쉽게 재활용할 수 없는 재료로 제조된다. 또한, 그것은 플레인 요소이며, 따라서 무겁다. 또한, 그것은 제조 비용이 많이 든다.
거싯형 백(gusseted bag) 또는 파우치와 같은 다른 가요성 패키지가 존재한다. 이러한 패키지는 열가소성 재료를 절첩하고 밀봉하여 그의 하단 측벽에 거싯을 형성함으로써 제조된다. 이러한 거싯형 사셰는 음료 기계에 연결하기 위해 사용될 수 있는 평탄한 하단 측벽을 형성하는 것이 가능할 수 있지만, 이러한 사셰를 제조하는 것은 거싯형 하단을 형성하기 위한 복잡한 다중 절첩 공정을 필요로 한다. 다중 절첩으로 인해, 중첩된 재료 층들이 생성되고, 이어서 이들이 밀봉된다. 이러한 주지된 제조 공정은 열가소성 필름으로만 얻어질 수 있는 양호한 밀봉 특성을 재료에 대해 필요로 한다. 비-열가소성 필름이 사용되는 경우, 더 약한 밀봉은 필름의 절첩된 층들 사이에 박리 또는 심지어 비-밀봉된 공간의 생성을 야기하며, 이는 패키지의 기계적 및 배리어 특성에 매우 유해하다. 다시, 이러한 거싯형 가요성 패키지는, 그것이 환경 친화적이지 않은 열가소성 재료를 성형을 위해 필요로 하기 때문에 바람직하지 않다.
3차원 체적부를 형성하기 위해, 가요성의 평탄한 블랭크 재료를 절첩 또는 펀칭하는 것과 같은 다양한 공정에 의해 제조되는 다른 유형의 가요성 패키지가 공지되어 있다. 그러나, 공지된 공정은 종종, 가요성의 평탄한 시트를 3차원 체적부로 변형시키는 동안 패키지의 표면에 주름(wrinkle)의 형성을 초래한다. 주름은, 그것이 패키지의 일관되지 않은 밀봉을 야기하고 따라서 누설로 이어지기 때문에 매우 바람직하지 않다. 그들은 또한, 상기 패키지의 불규칙한 표면으로 인해, 예를 들어 음료 제조 기계와 같은 가공 유닛과 패키지 사이에 결함이 있는 상호작용의 위험을 증가시킨다.
패키지가 환경 친화적이라는 것을 보장하기 위해, 패키지 벽은 예를 들어 섬유 기반 재료로 제조될 수 있으며, 이 섬유 기반 재료는 또한, 예를 들어 수분 또는 가스 전달에 대한 배리어 특성, 및/또는 밀봉 특성을 제공하는 생분해성 재료로 코팅될 수 있다. 예를 들어 천공 니들과 같은 음료 기계의 개방 요소에 의한 가요성 패키지의 개방 동안, 패키지 벽 재료의 몇 개의 입자(예를 들어, 섬유)가 분리되고 패키지 구획 내로 혼입될 수 있다. 이러한 현상은 제한적이지만, 이를 방지하는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명의 주요 목적은, 기존 패키지의 상기 언급된 단점을 제거하고, 특히 환경 친화적인 재료로 제조되고, 깔끔한 그리고 누설방지 방식으로 음료 기계에 용이하게 연결될 수 있는, 음료 제조 기계와 함께 사용하기 위한 개선된 가요성 패키지를 제공하는 것이다.
본 발명은 식품 또는 음료 제조 기계에서 식용 제품을 제조하기 위한 성분을 포함하기 위한 가요성 또는 반가요성 폐쇄된 패키지에 관한 것으로서, 상기 식용 제품은 상기 성분을 상기 기계에 의해 상기 패키지 내에 주입된 혼합 유체와 혼합시킴으로써 제조되고, 상기 패키지는,
(i) 평탄한 패키지 몸체를 형성하는 가요성 또는 반가요성 측방향 벽들, 및
(ii) 기계의 유체 주입 요소의 삽입에 적응된 컵 형상의 하단 부분을 포함하고,
패키지 몸체 및 컵 형상의 하단 부분은 가요성 재료, 바람직하게는 섬유 기반 재료로 제조된 단일편 세장형 1차 평탄한 블랭크 시트로부터 형성되고, 시트는 그의 횡단 대칭축 주위에서 U 형상으로 절첩되고, 그리고 그의 측방향 및 상부 에지들을 따라 밀봉되고, 상기 컵 형상의 하단 부분은 오목한 하부 면 및 볼록한 측방향 면들을 갖는 중공 체적부이고, 상기 하부 면의 프로파일 곡률은 상기 측방향 면들 각각의 프로파일 곡률과 동일하고, 1차 시트는 그의 전체 두께를 통해 펀칭되는 1차 구멍을 포함하고, 상기 1차 구멍은 상기 컵 형상의 하단 부분의 하부 면 상에 위치되고, 상기 패키지는,
- 상기 패키지의 컵 형상의 하단 부분의 내부 표면 상에 적어도 위치된 2차 두께 보강 시트 - 상기 2차 시트는 2차 구멍을 포함함 -, 및
- 패키지의 벽들과 2차 두께 보강 시트 사이에 개재된 3차 얇은 시트를 추가로 포함한다.
일 실시예에서, 컵 형상의 하단 부분은 육각형 프리즘 형상을 가지며, 상기 프리즘은 하향으로 연장되는 팁을 형성하도록 하향으로 연장되는, 패키지 횡단 축과 정렬된 2개의 반대편 수직 에지들을 갖고, 상기 연장된 에지들은, 그 횡단 축을 따라 모두 측정된 상기 패키지의 각각의 횡방향 단면에 대해, 컵 형상의 하단 부분의 2개의 높이에 그의 하부 면의 폭을 더한 합이 일정하게 되는 높이를 갖는다.
바람직하게는, 상기 단일편 연장된 1차 평탄한 블랭크 시트는 그의 내부 면 상에 실란트 층으로 코팅된 섬유 기반 재료로 제조되고, 상기 섬유 기반 층은 종이, 판지, 카바세 기반(cabasse-based) 재료, 대나무 기반 재료 또는 전분 기반 재료, 셀로판, 또는 이들의 조합의 목록 내에서 선택된다.
더욱이, 1차 평탄한 블랭크 시트는 바람직하게는 섬유 기반 재료와 실란트 층 사이에 개재된 배리어 코팅을 추가로 포함하고, 상기 배리어 코팅은 산소 및/또는 수분 전달에 대항하는 코팅이고, 금속화 코팅, 산화규소(SiOx) 코팅, 산화알루미늄(AlOx) 코팅, 원자층 침착(atomic layer deposition, ALD) 코팅, 또는 이들의 조합의 목록 내에서 선택된다.
유리하게는, 1차 및 2차 구멍들의 직경은 1 mm 내지 20 mm, 바람직하게는 5 mm 내지 12 mm에 포함된다. 더 바람직하게는, 1차 구멍의 직경은 2차 구멍의 직경과 동일하거나 그를 초과한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 2차 두께 보강 시트는 2차 구멍의 에지로부터 반경방향 외향으로 연장되는 복수의 반경방향 절단부를 포함한다. 상기 절단부들 각각의 길이는 0.5 mm 내지 5 mm, 바람직하게는 1 내지 3 mm의 범위 내에 포함된다.
유리하게는, 2차 두께 보강 시트는 실란트 층으로 코팅된 섬유 기반 재료로 제조되고, 상기 섬유 기반 층은 종이, 판지, 카바세 기반 재료, 대나무 기반 재료 또는 전분 기반 재료, 셀로판, 또는 이들의 조합의 목록 내에서 선택된다.
상기 3차 얇은 시트는 유리하게는, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리락타이드(PLA), 폴리하이드록시알카노에이트(PHA), 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT), 폴리부틸렌 석시네이트(PBS), 폴리비닐 알코올(PVOH), 전분 기반 중합체, 식품 등급 산소 및/또는 수분 제거제(scavenger)를 포함하는 중합체, 또는 이들의 조합의 목록 내에서 선택된 얇은 층이다. 더 바람직하게는, 상기 3차 얇은 시트는 연신 특성을 갖는 취입 또는 캐스트 중합체 필름으로 제조된다.
본 발명의 유익한 실시예에서, 패키지는 기계적 코드, 광학 코드(색상 코드 및 비-가시적 잉크로 인쇄된 코드를 포함함), RFID 태그, 1차원 바 코드, 2차원 바 코드, 자기 코드, 전도성 코드, 검출 구멍, 또는 이들의 임의의 조합의 목록 내에서 선택된 식별 수단을 포함한다.
바람직하게는, 패키지는 상기 패키지의 밀봉된 에지들 내에 위치된 센터링 횡단 구멍들을 추가로 포함하고, 상기 구멍들은 음료 제조 동안 기계에 대한 상기 패키지의 이동을 방지하도록 음료 제조 기계의 센터링 핀들의 삽입에 적응된다.
하나의 바람직한 실시예에서, 컵 형상의 하단 부분의 오목한 하부 면은 컵 형상의 하단 부분의 횡단 축과 종방향 축을 가로질러 중심을 둔 평탄한 부분을 포함한다.
본 발명의 가능한 실시예에서, 패키지는 사셰 또는 파우치이다.
본 발명의 패키지 내에 포함된 성분은, 수프, 과일 주스, 야채 주스, 부이용(bouillon), 커피, 초콜릿, 차, 우유 또는 크리머와 같은 유제품 성분, 스무디, 퓌레(puree), 쿨리스(coulis), 크림 또는 이들의 조합의 목록 내에서 선택된, 예를 들어 수용성 분말이거나 액체 또는 반액체 형태의 가용성 농축물일 수 있거나, 또는 상기 성분은 물에서 우려내도록 적응된 식물 잎을 포함한다.
본 발명의 패키지는 대체적으로, 혼합 유체(전형적으로 물)가 내부에 주입된 포함된 성분의 향상된 용해에 의해 음료 제품의 우수한 품질을 허용하는 가요성 - 또는 반가요성 - 측방향 벽을 포함한다. 동시에, 그것이 연결되도록 설계되어 있는 식품 또는 음료 제조 기계와 상기 패키지의 계면 부분(즉, 그의 하단 부분)은 기계가 그에 유체적으로 연결될 때 상기 패키지의 변형을 방지하기에 충분히 강성이다. 그 외측 벽이 2개가 절첩된 하나의 단일 블랭크 시트로부터 제조됨에 따라, 그것은 특히 생태학적으로 친화적이다(더욱이, 그의 구성적 재료는 바람직하게는 생태학적으로 친화적인 재료, 예컨대 재활용가능한, 생분해가능한, 산업적으로 퇴비화 가능한 또는 가정의 퇴비화 가능한 재료로부터 선택된다). 그 하단 계면의 3차원 절첩은 외부 공구(예를 들어, 식품 또는 음료 제조 기계의 물 주입 니들과 같은)에 의한 사용 동안 적절한 개방을 허용하기에 충분한 강성을 제공하고, 더욱이, 이러한 3차원 절첩된 하단 부분은 상기 패키지의 적절한 기능에 해로울 수 있는 절첩 주름이 없어진다.
더욱이, 본 발명에 따른 패키지는, 식품 또는 음료 제조 기계의 유체 주입 요소가 상기 패키지의 벽을 통해 삽입될 때, 그것이 3차 삽입체의 연신가능 재료를 통과하여, 천공된 시트의 에지가 유체 주입 요소의 표면에 밀접하게 순응하게 하여, 따라서 패키지와 기계의 유체 주입 요소(예를 들어, 물 주입 니들)의 외부 표면 사이의 계면에서 누설 방지를 제공하고, 따라서 둘 사이에 확실한 유체 연통을 보장하는 이점을 갖는다.
이러한 구성은 또한, 그것이 유체 주입 요소에 의해 패키지 벽을 천공하기 위한 낮은 강도를 필요로 하는 이점을 갖는데, 이는 전체 패키지 두께가 기계의 유체 주입 요소에 의해 천공되거나 달리 개방되는 영역에서 감소되는 한편, 동시에, 상기 영역을 둘러싸는 패키지의 전체 부분은 더 큰 두께를 갖고, 따라서 변형에 대한 더 높은 기계적 저항성을 갖기 때문이다.
본 발명의 추가적인 특징 및 이점이 첨부 도면을 참조하여 하기에 기재된 본 발명의 바람직한 실시예들의 설명에 기술되어 있으며, 그 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 패키지의 측면 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 1차 평탄한 블랭크 시트의 평면도이다.
도 3a는 도 1의 패키지의 저면도이다.
도 3b는 도 3a의 패키지의 측면도이다.
도 4는 도 2의 블랭크의 일 실시예의 확대 부분 사시 평면도이다.
도 5는 도 4의 블랭크로 형성된 패키지의 부분 하단 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 패키지를 제조하기 위한 제조 기계의 개략 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 블랭크 시트를 제조하기 위한 재료의 롤의 사시도이다.
도 8 및 도 10 내지 도 14는 본 발명에 따른, 패키지를 제조하기 위한 기계에서 성형 및 밀봉 부분의 제1 실시예의 개략 측면도들이다.
도 9는 본 발명에 따른, 패키지를 제조하기 위한 성형 플런저의 확대 부분 사시도이다.
도 15 내지 도 19 및 도 21은 도 8 및 도 10 내지 도 14에 도시된 성형 및 밀봉 부분의 대안 실시예의 개략 측면도들이다.
도 20은 본 발명에 따른, 패키지를 제조하기 위한 밀봉 형성 기계 내의 밀봉 조(jaw)의 부분 사시도이다.
도 22는 본 발명에 따른, 패키지의 측방향 면들을 밀봉하기 위한 밀봉 조의 개략 측면도이다.
본 발명에 따른 패키지는 식품 또는 음료 제조 기계(도면에 도시되지 않음)에 사용되도록 적응된다. 음료 제조 기계는 임의의 적합한 유형의 것일 수 있지만, 예를 들어 이는 EP AN 19213419.5호에 기재된 바와 같은 기계이다. 이러한 기계는 당업계에 잘 알려져 있으며, 성분 패키지를 수용하도록 적응된 브루잉 챔버, 성분 패키지 내측에 유체(전형적으로 물)를 주입하도록 적응된 주입 요소, 대체적으로 유체 저장소(또는 수돗물에 대한 물 연결부)를 포함하는 유체(예를 들어, 물) 공급 수단, 유체 펌프, 유체 히터, 및 유체 공급부로부터, 선택적으로 히터를 통해, 브루잉 챔버를 향해 상기 유체를 순환시키기 위한 유체 파이프를 포함한다.
본 발명의 경우, 패키지는 기계의 유체 공급 수단에 의해, 특히 상기 패키지의 하단 부분 벽을 통한, 바람직하게는 상기 하단 부분 벽의 하부 면을 통한 날카로운 요소의 도입에 의해 개방되도록, 바람직하게는 천공되도록 적응된다. 전형적으로, 기계의 유체 주입 요소는 중공 니들 형상 요소이다. 유체와 성분의 혼합에 의해 패키지 내에서 제조된 식품 또는 음료 제품의 분배는 중력에 의해 수행될 수 있지만; 완성된 식품 또는 음료 제품의 인출은 또한 혼합 유체를 주입하는 동일한 요소를 통해 수행될 수 있다. 이러한 후자의 경우, 기계의 주입 및 분배 요소는 적어도 2개의 채널을 포함한다: 하나의 채널은 패키지의 내부 구획을 기계에 유체적으로 연결하여 상기 기계가 유체(예를 들어, 물)를 상기 구획 내로 주입할 수 있게 하고, 제2 채널은 내부 패키지 구획을 상기 패키지의 외측에 연결한다. 기계의 주입 수단은 또한 식품 또는 음료 제조 동안 패키지 내측에 공기를 주입하기 위한 보충 채널을 포함할 수 있다. 공기를 주입하는 것은 유제품 기반 제품(예를 들어, 거품 우유), 또는 초콜릿 기반 제품(거품 초콜릿 음료, 초콜릿 무스) 또는 스무디와 같은 구체적으로 가스첨가된 제품의 제조 동안 포밍(foaming)을 향상시키도록 할 수 있다.
대체적으로, 패키지는 예컨대 파우치 또는 사셰, 패드, 또는 대체적으로 평탄한 구성을 갖는 임의의 다른 용기와 같이, 가요성 시트를 둘로 절첩함으로써 성형하는 것("U 형상" 성형)에 호환가능한 적합한 임의의 가능한 형상을 갖는다.
패키지의 상이한 크기들은 상이한 양의 성분들을 저장하도록 적응된 동일한 기계에서 사용될 수 있다. 패키지의 크기(즉, 그의 높이 및/또는 폭)는 내부에 포함된 성분을 추출하는 데 사용될 수 있는 기계의 유형을 제한하지 않는다. 패키지의 크기는 생성될 음료의 체적에 적응되는데; 예를 들어, 아메리카노 또는 수프는 큰 패키지를 필요로 하는 반면, 더 작은 사셰는 에스프레소와 같은 소형 컵을 생성하기 위해 사용된다. 중간 크기 사셰는 카푸치노를 위한 거품 우유를 생성하기 위해 사용된다.
사셰 하단 - 이는 음료 기계와의 기능적 유체 연결에 전용되는 패키지의 일부임 - 의 외부 설계는 생성될 제품 및 패키지의 크기 또는 형상이 어떠하든 변경되지 않은 채로 유지된다. 주요 아이디어는 기계와 패키지의 계면이 항상 동일하다는 것이다. 또한, 주입된 유체의 유량 및/또는 주입된 유체의 온도 및/또는 주입된 유체의 총 체적과 같은 다른 파라미터는 가공될 성분의 함수로서 그리고 이에 따라 생성될 식품 또는 음료의 함수로서 수정될 수 있다.
패키지는 바람직하게는, 내부에 포함된 성분의 유형을 자동으로 식별하고 최적의 음료 제조를 위한 그의 설정을 적응시키기 위해 음료 기계를 위한 식별 수단을 포함한다. 이러한 설정은 물 주입 압력, 물 주입 체적, 물 온도, 용해 시퀀스(순차적 또는 동시적 방식의, 물 주입, 공기 주입, 음료 분배의 복합적 시퀀스), (거품 향상을 위해) 물과 함께 공기의 주입, 추출을 위한 총 시간을 포함하지만, 이들로 제한되지 않는다. 이러한 식별 수단은 기계적 코드, 광학 코드(색상 코드 및 비-가시적 잉크로 인쇄된 코드를 포함함), RFID 태그, 1차원 바 코드, 2차원 바 코드, 자기 코드, 전도성 코드, 검출 구멍, 또는 이들의 임의의 조합의 목록 내에서 선택된다.
첨부된 도면에 예시된 바와 같이, 바람직한 실시예에서, 패키지는 음료 제조 동안 본질적으로 수직으로 배향된 평면을 따라 배향된 평면 형상을 제공하고, 음료 기계의 유체 주입 요소는 그것이 상기 패키지 평면에 포함된 방향으로 수성 및/또는 기체 유체의 제트를 배향시키도록 패키지 내에 삽입된다. 실제로, 하단으로부터 패키지 내로 도입된 유체 제트는 원형 이동 및 나선형 이동으로 발전하여, 유체 분자와 성분 입자 사이에 난류, 마찰 및 높은 접촉 표면을 생성한다. 평균적으로, 유체 분자들은 이들이 완성된 음료 또는 식품 제품으로서 함께 떠날 때까지 용기 내에서 여러 번 스월링(swirling)된다.
이하에서, 본 발명에 따른 패키지의 바람직한 실시예가 도면을 참조하여 이제 설명될 것이다. 이러한 바람직한 실시예에서, 패키지는 사셰이다.
도 1은 본 발명에 따른 성분을 포함하기 위한 가요성 또는 반가요성 폐쇄된 패키지(1)를 도시한다. 상기 패키지(1)는,
(i) 평탄한 패키지 몸체를 형성하는 가요성 또는 반가요성 측방향 벽들(2), 및
(ii) 중공 체적부이고 그리고 상기 패키지(1)가 연결되도록 설계된 식품 또는 음료 제조 기계(예시되지 않음)의 유체 주입 요소의 삽입에 적응된 컵 형상의 하단 부분(3)을 포함한다.
중공 컵 형상의 하단 부분(3)은 반드시 패키지의 전체 하단을 형성하는 것은 아니다. 도 1의 실시예에서, 그것은 패키지의 전체 하단의 중심 부분만을 형성하고, 밀봉된 평탄한 영역들인 패키지의 측부 에지들(4)에 의해 둘러싸인다.
패키지(1)는 도 2에 예시된, 가요성 재료로 제조된 단일편 세장형 1차 평탄한 블랭크 시트(5)로부터 형성된다. 제조 공정 단계 및 제조 기계는 본 명세서에서 이후에 더 상세히 설명될 것이다.
종이 기반 재료의 1차 평탄한 블랭크 시트(5)는 그의 횡단 대칭축(Lx) 주위로 절첩되고, 이어서 그의 측부 에지(4) 및 상부 에지(6)를 따라 밀봉된 U 형상이다.
본 발명의 일반적인 원리에 따르면, 도 3a 및 도 3b에 예시된 바와 같이, 컵 형상의 하단 부분(3)은 오목한 하부 면(7) 및 볼록한 측방향 면들(8)을 갖는 중공 체적부이고, 상기 오목한 하부 면의 프로파일 곡률(P lw ) - 도 3b의 프로파일 도면에서 두꺼운 선으로 예시된 바와 같은 면으로부터 패키지를 바라볼 때 볼 수 있음 - 은 상기 측방향 면들 각각의 프로파일 곡률(P lt ) - 도 3a의 저면도에서 두꺼운 선으로 예시된 바와 같이 아래로부터 패키지를 바라볼 때 볼 수 있음 - 과 동일하다.
더 정확하게는, 도 1, 도 3a, 도 3b 및 도 5에 예시된 실시예에서, 상기 컵 형상의 하단 부분은 육각형 프리즘 형상을 갖는 중공 체적부이며, 상기 프리즘은 패키지 횡단 축(Lx)과 정렬된 2개의 반대편 수직 에지(9)를 가지며, 상기 수직 에지(9)는 하향으로 연장하는 팁(10)을 형성하도록 연장된다. 연장된 에지들(9)은, 그의 횡단 축(Lx)을 따라 모두 측정된 패키지의 각각의 횡방향 단면에 대해, 컵 형상의 하단 부분의 2개의 높이에 그의 하부 면의 폭을 더한 합이 일정하게 되도록 하는 높이를 갖는다. 이러한 규칙의 예는 도 3a 및 도 3b에 예시되어 있다. 도 3a는 하단 부분의 제1 단면에서 측정된 하부 면의 제1 폭 "W1"을 도시하고 있다. 도 3b는 동일한 제1 단면에 대해 측정되는, 컵 형상의 하단 부분에 대한 제1 높이 "H1"을 도시하고 있다. 도 3a는 하단 부분의 제2 단면에서 측정된 하부 면의 제2 폭 "W2"를 추가로 도시하고 있다. 도 3b는 또한, 동일한 제2 단면에 대해 측정되는, 컵 형상의 하단 부분에 대한 제2 높이 "H2"를 도시하고 있다. 본 발명의 원리에 따라 합계 S1 = (2xH1) + W1, 및 이어서 S2 = (2xH2) + W2를 계산하면, S1=S2이고, 더 대체적으로는, S1=S2=Sn이다(이때 Sn은 컵 형상의 하단 부분(3)의 임의의 단면 지점에서 측정됨).
패키지(1)를 제조하는 데 사용되는 단일편 세장형 1차 평탄한 블랭크 시트(5)는 그의 내부 면(즉, 상기 시트(5)를 형성한 후 패키지(1)의 내부 면이 될 면) 상에 실란트 층으로 코팅된 종이 재료로 제조된다.
또한, 본 발명의 본 실시예에서, 상기 1차 평탄한 블랭크 시트(5)는 섬유 기반 재료와 실란트 층 사이에 개재된 배리어 코팅을 추가로 포함하고, 상기 배리어 코팅은 산소 및 수분 전달에 대항하는 코팅이다. 상기 배리어 코팅은 금속화 코팅, 산화규소(SiOx) 코팅, 산화알루미늄(AlOx) 코팅, 원자층 침착(ALD) 코팅, 또는 이들의 조합의 목록 내에서 선택된다.
도 2에 예시된 본 발명의 바람직한 실시예에서, 패키지(1)는 상기 패키지의 컵 형상의 하단 부분(3)의 내부 표면 상에 위치된 2차 두께 보강 시트(11)를 추가로 포함한다. 상기 두께 보강 시트(11)는 실란트 층으로 코팅된 종이 재료로 제조된다. 이러한 두께 보강 시트(11)는 패키지(1)의 측방향 벽(2)의 두께를 감소시킬 가능성을 제공한다. 이러한 두께를 감소시키는 것은 이러한 측방향 벽을 훨씬 더 가요성으로 만들고, 이는 패키지(1) 내에서 제조된 제품의 품질을 향상시키는 이점이 있음을 발견하였다. 더 정확하게는, 본 출원인은 놀랍게도, 패키지 내측에 주입된 유체의 스월링 운동이 개선되어, 패키지의 측방향 벽(2)이 음료 제조 동안 외향으로 휘어지고 변형될 수 있다는 것을 발견하였다. 이러한 변형은 상기 패키지의 측방향 벽들(2) 사이의 패키지 구획의 내부 공간을 일시적으로 증가시킨다. 그러나, 컵 형상의 하단 부분(3)의 양호한 강성을 유지하는 것은 전술한 바와 같이 (패키지와 음료 제조 기계 사이의 계면에서 적절한 밀봉을 유지하기 위해, 그리고 또한, 패키지가 기계의 유체 주입 요소에 의해 천공될 때, 천공 동작을 손상시키거나 심지어 방지할 변형 또는 붕괴를 일으키지 않는 것을 보장하기 위해) 필수적이다. 2차 두께 보강 시트(11)의 존재는 패키지의 단일편 벽의 가요성과 그의 하단 부분의 강성 사이의 균형을 달성할 수 있게 한다.
유리하게는, 패키지(1)는 도 1, 도 3b 및 도 5에 예시된 센터링 횡단 구멍(12)을 추가로 포함하며, 이는 상기 패키지(1)의 밀봉된 에지(4)에 위치된다. 상기 구멍은 음료 제조 기계의 센터링 핀(도면에 예시되지 않음)을 수용하기 위한 형상 및 직경으로 적응되어, 음료 제조 동안, 그리고 특히 패키지 벽을 통한 기계의 유체 주입 요소의 삽입 동안 기계에 대한 상기 패키지(1)의 이동을 방지한다.
매우 바람직한 실시예에서, 도 1 및 도 5에 예시된 바와 같이, 패키지(1)의 오목한 하부 면(7)은 컵 형상의 하단 부분(3)의 횡단 축과 종방향 축을 가로질러 중심을 둔 평탄한 부분(13)을 포함한다.
도 4에 예시된 바와 같이 그리고 청구된 본 발명의 원리에 따르면, 패키지(1)는 패키지의 벽을 만드는(즉, 1차 평탄한 블랭크 시트로부터 제조됨) 재료와 2차 두께 보강 층(11) 사이에 3차 얇은 층을 추가로 포함한다. 이 3차 얇은 층은 상기 1차 가요성 평탄한 블랭크 시트(5)와 2차 가요성 평탄한 블랭크 시트(11) 사이 내에 3차 가요성 평탄한 블랭크 시트(14)를 밀봉하거나 달리 부착함으로써 생성된다.
상기 3차 가요성 평탄한 블랭크 시트(14)는, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리락타이드(PLA), 폴리하이드록시알카노에이트(PHA), 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT), 폴리부틸렌 석시네이트(PBS), 폴리비닐 알코올(PVOH), 전분 기반 중합체, 식품 등급 산소 및/또는 수분 제거제를 포함하는 중합체, 또는 이들의 조합의 목록 내에서 선택된 얇은 층이다. 그것은 바람직하게는, 연신 특성을 갖는 취입 또는 캐스트 중합체 필름으로 제조된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 1차 시트(5)는 그 전체 두께를 통해 펀칭되는 1차 구멍(15)을 포함한다. 1차 구멍은 상기 1차 평탄한 블랭크 시트를 통해 펀칭된 후 후자를 형성하고, 그리고 상기 평탄한 블랭크가 본 발명에 따른 패키지로 형성될 때, 상기 1차 구멍(15)이 상기 컵 형상의 하단 부분(3)의 하부 면 상에 위치되도록 위치설정된다. 바람직하게는, 1차 구멍(15)은 상기 하부 표면을 가로질러 중심을 둔다. 이러한 1차 구멍(15)은 음료 기계 주입 수단(이는 전형적으로 직경이 1 mm 내지 20 mm, 바람직하게는 5 mm 내지 12 mm에 포함되는 일반적인 실린더 형상을 갖는 니들임)의 외경(또는 섹션)과 적어도 동일하지만 바람직하게는 그보다 약간 큰 섹션(또는 직경)이 되도록 선택되는 직경을 갖는다. 더 큰 직경을 갖는 것은, 예를 들어 종이 섬유와 같은 패키지 벽을 구성하는 재료가, 기계의 상기 주입 수단이 그를 통해 삽입될 때 마찰에 의해 분리되는 것을 방지한다. 전형적으로, 1차 구멍(이는 바람직하게는 원통형임)의 직경은 1 mm 내지 20 mm, 바람직하게는 5 mm 내지 12 mm에 포함된다.
또한, 2차 시트(11)는 적어도 상기 시트(11)의 종이 층을 통해 펀칭되는 2차 구멍(16)을 포함한다. 2차 구멍(16)은 또한 2차 시트(11)의 전체 두께를 통해 펀칭될 수 있다. 2차 구멍(16)의 직경은 패키지가 연결될 기계의 유체 주입 요소의 직경과 관련하여 선택되고, 전형적으로는, 1 mm 내지 20 mm, 바람직하게는 5 mm 내지 12 mm에 포함된 직경을 갖는 원통형이다.
1차 구멍(15)의 직경은 2차 가요성 평탄한 블랭크 시트(11) 내의 2차 구멍(16)의 직경과 동일하거나 그를 초과한다.
패키지(1)의 컵 형상의 하단 부분(3)의 영역에 3개의 중첩된 층을 갖는, 도 4 및 도 5에 예시된 이러한 다층 구조물에 의해, 패키지(1)와 기계의 유체 주입 요소 사이의 밀봉이 보장된다. 기계의 유체 주입 요소가 패키지의 벽을 통해 삽입될 때, 그것이 1차 구멍(15)을 통과하고, 이어서 3차 시트(14)(이는 바람직하게는 - 전술한 바와 같이 - 연신가능 재료임)를 천공하여, 천공된 시트(14)의 에지가 유체 주입 요소의 표면에 밀접하게 순응하게 한다. 이어서, 최종적으로, 상기 유체 주입 요소는 2차 구멍(16)을 통해 이동하여, 그의 팁이 패키지 내부 구획 내에 위치되고, 패키지(1)의 내측과 기계의 유체 공급 회로 사이에 누설방지 유체 연통이 확립되게 한다.
이러한 구성은 또한, 구멍(15, 16) 및 3차 시트(14)의 영역에서의 전체 패키지 두께가 단지 3차 시트만의 것이기 때문에 그것이 유체 주입 요소에 의해 패키지 벽을 천공하기 위해 낮은 강도를 필요로 하는 한편, 동시에, 상기 영역을 둘러싸는 패키지의 전체 부분이 패키지의 컵 형상의 하단 부분(3) 내의 3개의 중첩된 층의 존재로 인해, 더 큰 두께를 가지며, 따라서 변형에 대한 기계적 저항을 갖는다는 이점을 갖는다.
도 4에 예시된 바람직한 실시예에서, 2차 두께 보강 시트(11)는, 일단 구멍(16)이 펀칭되면, 구멍(16)의 에지로부터 반경방향 외향으로 연장되는 복수의 반경방향 절단부(22)를 형성하는 절삭 공구를 사용함으로써 추가로 가공된다. 이러한 반경방향 절단부들(22)은 이들 사이에 일련의 플랩(flap)을 생성하며, 이는 상기 기계 및 패키지가 서로 연결되면, 기계의 유체 주입 요소의 외부 표면 상으로의 패키지 벽의 적용, 및 특히 3차 가요성 층(14)의 적용을 보강하는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 이러한 복수의 반경방향 절단부(22)는 누설 방지(anti-leaking) 효과를 강화한다.
전술한 패키지는 도 6에 예시된 성형 기계로 제작된다. 대체적으로, 이러한 기계는 당업계에 공지된 성형 및 밀봉 기술 기계에 부분적으로 기초한다.
그것은 먼저, 바람직하게는 도 6에 도시된 바와 같이 필름의 롤의 형태로 1차 - 및 선택적으로 2차 및 3차 - 평탄한 블랭크 시트(5, 11, 14)를 수용하도록 적응되는 1차 가요성 평탄한 블랭크 시트 공급기 부분(17)을 포함한다. 이 단계에서, 그리고 앞서 나타낸 바와 같이, 존재하는 경우, 2차 및 3차 평탄한 블랭크 시트는 이미 1차 시트(5)와 함께 조립될 수 있거나, 또는 대안적으로 도 6에 예시된 바와 같이, 이들은 재료의 별개의 롤들로서, 즉 1차 시트를 위한 하나의 롤(18), 2차 시트를 위한 하나의 롤(19), 및 3차 시트를 위한 제3 롤(20)로서 공급될 수 있다. 이 경우, 1차, 2차 및 3차 시트들은 풀리고, 작은 평탄한 블랭크들로 절단되고, 1차 및 2차 구멍들(15, 16)은 전술한 바와 같이 1차 및 2차 블랭크들 각각을 통해 펀칭되고, 이어서 마지막으로, 모든 블랭크가 도 4와 관련하여 이미 설명된 배열로 함께 밀봉된다. 대응하는 재료의 롤(18)로부터 절단될 개개의 1차 평탄한 블랭크 시트(5)의 배열은 도 7에 예시되어 있다.
제조 기계는 패키지 성형 세트 부분(21)을 추가로 포함한다. 패키지 성형 부분(21)의 하류에 충전 및 밀봉 부분(22)이 있다(여기서 패키지는 성분으로 충전되고, 이어서 상기 패키지의 상부 에지를 밀봉함으로써 폐쇄된다).
성형 부분(21)은 도 8 내지 도 22에 더 상세히 예시되어 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 기계의 성형 부분은 서로에 대해 이동가능하고 상보적 형상들을 갖는 성형 플런저(23) 및 성형 공동(24)을 포함한다. "공동(24)"이란, 그 팁이 플런저의 하부 단부(25)의 외부 형상에 상보적인 형상으로 중공화되는 실린더를 의미한다. 사이에 배치된 재료를 변형시키기 위한 이동가능한 플런저 및 공동을 갖는 이러한 성형 스테이션의 원리는 대체적으로 공지되어 있으며, 이의 세부사항은 더 상세히 설명되지 않을 것이다. 플런저(23)의 단부 부분(25)(즉, 그의 하부 말단)은, 도 9에 예시된 바와 같이, 오목한 하부 단부(26) 및 볼록한 측방향 면들(27)을 갖는 체적 형상(volumetric shape)을 가져서, 그의 단부 면(26)의 프로파일이 그의 측방향 면들(27) 각각의 프로파일과 동일하게 한다. 프로파일들(26, 27) 사이의 기하학적 등가물의 원리는 도 3a 및 도 3b와 관련하여, 컵 형상의 하단 부분(3)의 프로파일들(P lt 및 P lw )에 대해 이미 전술한 것과 동일하다.
특정한 일 실시예에서, 플런저(23)의 단부 부분(25)은 육각형 프리즘 형상을 가지며, 상기 프리즘은 하향으로 연장되는 팁(29)을 형성하도록 하향으로 연장되는, 플런저 횡단 축(Lx)과 정렬된 2개의 반대편 수직 에지들(28)을 갖고, 상기 연장된 에지들(28)은, 그의 횡단 축(Lx)을 따라 모두 측정된 플런저의 각각의 횡방향 단면에 대해, 단부 부분(25)의 2개의 높이에 그의 하부 면의 폭을 더한 합이 일정하게 되는 높이를 갖는다. 이 원리는 도 3a 및 도 3b와 관련하여, 컵 형상의 하단 부분(3)의 높이(H1, H2) 및 폭(W1, W2)에 대해 위에서 이미 설명된 것과 동일하다.
바람직하게는, 플런저의 팁(29)은 둥글거나 달리 매끄러운 에지형이다.
도 9에 예시된 바와 같이, 플런저의 하부 단부(26)는 바람직하게는 상기 플런저(23)의 중심과 정렬되는 후퇴가능한 돌출부(30)를 포함한다. 상기 돌출부(30)는, 그것이 표면에 대해, 특히 이 경우 1차 평탄한 블랭크 시트(5) 및 아래의 성형 스테이션 공동(24)에 대해 가압될 때, 플런저(23) 내에서 후퇴하도록 스프링 장착되어 있다. 이러한 돌출부는 전술한 1차 구멍(15) 및 2차 구멍(16)의 직경을 초과하는 직경을 갖는다. 그의 기능은, 플런저가 블랭크(5, 11, 14)를 변형시키는 것을 시작하기 전에 블랭크 상으로 부드럽게 가압하는 것이다. 성형 공정이 시작되고 블랭크 시트가 변형되기 시작할 때, 그것은, 성형 단계 동안 재료에 적용되는 기계적 힘으로 인해 밀봉되지 않고 미끄러지는 것을 방지하기 위해, 3개의 블랭크 시트를 그들의 밀봉 영역 내에 (전술한 바와 같이 구멍(15, 16) 주위에) 함께 유지한다.
기계는 플런저(23) 및 공동(24)을 서로를 향해, 그리고 또한 도 8에 도시된 바와 같이 둘 사이에 배치된 블랭크 시트(5)에 대해 상대적으로 이동시키기 위한 액추에이터(예시되지 않음)를 추가로 포함한다.
도 15 내지 도 19 및 도 21에 도시된 바와 같이, 기계는 상기 가요성 블랭크 시트(5)를 지지하도록 적응된 한 쌍의 플레이트를 추가로 포함한다. 플레이트들 둘 모두는 도 15에 예시된 바와 같이, 성형 공정의 시작 시 동일 평면 상에 있다. 각각의 플레이트는 1차 가요성 블랭크 시트의 플랩을 지지하고 있다. 상기 플레이트(31)는 도 8 및 도 10 내지 도 14에 예시된 바와 같이 고정될 수 있다. 대안적으로, 다른 가능한 실시예에서, 플레이트(31)는 상기 플런저(23)의 양측부로부터 각각 위치된 각각의 축을 중심으로 대칭적으로 피벗가능한데, 이는 성형 공정 동안 상기 피벗가능한 플레이트(31)의 다양한 위치를 나타내는 도 16 내지 도 19 및 도 21에 도시되어 있는 바와 같다.
이하에서, 가공되는 1차 평탄한 블랭크 시트(5)는 또한, 전술한 바와 같이, 이에 부착된 2차 블랭크 시트(11) 및 3차 블랭크 시트(14)를 포함하는 것으로 생각된다. 블랭크(5)가 기계를 따라 상기 기계의 성형 부분(21)으로 운반되고 그리고 도 8에 도시된 바와 같이 플런저(23)와 공동(24) 사이의 제자리에 있게 되면, 성형 공정 단계들은 순서대로 다음과 같다.
플런저(23)는, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 그것이 블랭크(5, 11, 14)의 상부 표면과 접촉할 때까지 하향으로 이동하고; 플런저의 이동은 1차 블랭크(5)의 횡단 축(Lx) 주위로 절첩되는 상기 블랭크를 변형시키기 시작하고; 블랭크(5, 11, 14)의 상부 표면과 접촉한 후, 아래에 있는 공동(24)의 반대압력으로 인해, 플런저(23)의 후퇴가능한 돌출부(30)가 도 11에 도시된 바와 같이 공동 내로 후퇴된다.
도 12에 도시된 바와 같이, 플런저(23)는 하향으로 계속 이동하고, 공동(24)이 마찬가지로 하향으로 이동한다. 이들 둘 모두는 블랭크(5, 11, 14)가 상기 플런저(23)와 공동(24) 사이에 핀칭됨에 따라 이들과 함께 블랭크를 하향으로 당긴다.
선행하는 단계 동안, 한 쌍(또는 "세트")의 밀봉 조(32)는 공동(24)의 양측부로부터 위치되며, 이는 블랭크 시트(5)가 U 형상으로 절첩되면 블랭크 시트(5)의 측방향 에지들을 밀봉하도록 적응된다. 상기 성형 단계 동안, 조들은 개방 위치에, 즉 플런저, 공동 및 블랭크의 그룹으로부터 이격되어 있다.
공동 및 플런저가 전술한 바와 같이 아래로 이동한 후, 도 13 및 도 20에 예시된 바와 같이 그의 하부 부분에서, 조들(32)은 서로를 향해 이동하여 블랭크 주위를 폐쇄한다. 이들은 패키지(1)의 완전히 형성되고 밀봉된 컵 형상의 하단 부분(3)의 성형을 완료하기 위해 U 형상의 절첩된 블랭크의 측방향 에지들을 (초음파 밀봉 또는 열 밀봉 공정에 의해) 밀봉한다.
이어서, 도 14에 도시된 바와 같이, 조들(32)은 다시 개방되고, 플런저(23)는 부분적으로 절첩되고 밀봉된 패키지(1)와 함께 상향으로 이동한다.
전술된 동일한 성형 시퀀스의 변형이 도 15 내지 도 19 및 도 21에 예시되고, 이때 지지 플레이트(31)는 블랭크의 자유 단부들의 U 형상으로의 절첩을 안내하기 위해 플런저 및 공동의 이동 동안 피벗되는 것이 상이하다.
마지막으로, 도 15에 도시된 바와 같이, 패키지는, 평탄한 패키지 몸체를 형성하는 여전히 밀봉되지 않은 측벽(2), 및 상기 플런저의 형상을 갖는 중공 체적부인 밀봉된 컵 형상의 하단 부분(3)으로 완전히 U 형상으로 절첩된다.
이어서, 도 22에 도시된 바와 같이, 그것은 패키지(1)의 측방향 에지들(4)을 밀봉하는 세장형 밀봉 조들(33)을 갖는 밀봉 스테이션으로 이송된다. 패키지(1)는 이제 성분으로 충전되기 위한 준비가 되고, 이어서 그의 상부 에지(34)를 밀봉함으로써 폐쇄되기 위한 준비가 된다.
패키지의 컵 형상의 하단 부분(3)이 전술한 바와 같이 2차 및 3차 층들(11, 14)을 부착함으로써 개선된 벽 두께를 갖는 실시예에서, 1차, 2차 및 3차 평탄한 블랭크 시트들(5, 11, 14)은, 1차 시트(5)가 (필름 제조업자 시설에서) 필름의 롤로서 제조될 때 서로 부착될 수 있거나, 또는 대안적으로, 2차 및 3차 평탄한 블랭크 시트들(11, 14)은 (즉, 패키지 제조 라인 상에서) 1차 평탄한 블랭크 시트의 형성 직전에, 이후의 스테이지에서 1차 평탄한 블랭크 시트에 부착될 수 있다.
본 발명에 따르면, 패키지 내에 담긴 식품 또는 음료 성분은, 수프, 과일 주스, 야채 주스, 부이용, 커피, 초콜릿, 차, 우유 또는 크리머, 스무디, 퓌레, 쿨리스, 크림 또는 이들의 조합의 목록 내에서 선택된, 수용성 분말이거나 액체 또는 반액체 형태의 가용성 농축물이다. 바람직하게는, 식품 또는 음료 성분은 하기의 목록에서 선택되는 가용성 식품 또는 음료 성분이다:
- 인스턴트 커피 분말, 분유, 크림 분말, 인스턴트 차 분말, 코코아 분말, 수프 분말, 과일 분말 또는 상기 분말들의 혼합물,
- 커피 농축물, 우유 농축물, 시럽, 과일 또는 야채 농축물, 차 농축물, 과일 또는 야채 퓌레.
패키지는 또한, 예를 들어, 찻잎과 같은 우려내기 위한 식물 잎을 포함할 수 있다.
분말은 응집되거나 소결될 수 있다. 분말 또는 액체 농축물은, 예를 들어 고체 또는 캡슐화된 조각을 갖는 수프를 제조하기 위해 고체 조각과 혼합될 수 있다. 식품 또는 음료 성분은 또한, 로스팅되고 분쇄된 커피 또는 찻잎과 같은 우려낼 수 있는 식품 또는 음료 성분일 수 있다. 그 실시예에서, 물은 우려낼 수 있는 성분재료를 추출한다.
본 발명에서, 유체는 가용성 음료 성분과 혼합되어 음료를 제조할 수 있는, 물, 탄산수, 우유 등과 같은 임의의 수성 희석제(바람직하게는, 물이 바람직한 수성 희석제임) 또는 예를 들어, 공기와 같은 임의의 기체성 유체를 포괄한다. 수성 유체를 언급할 때, 물이 바람직한 유체이며. 기체성 유체를 언급할 때, 공기가 바람직한 유체이다.
본 발명에 따르면, 패키지는 식품 또는 음료 제품의 제조 및 분배 동안 본질적으로 수직으로 배열된다.
본 발명에 따르면, 수성 유체, 전형적으로 물은 제조될 식품 또는 음료 제품의 유형에 따라 임의의 온도, 즉 저온, 주위 온도 또는 고온에서 패키지 내로 공급된다.
유체가 상단으로부터 하단으로 도입되는 공지된 종래 기술에서의 시스템들과 대조적으로, 이 경우에, 음료 제조 기계는 고속으로 물 - 및 또한 선택적으로 공기 - 을 패키지의 하단으로부터 상단으로 주입하고, 이는 패키지 구획 내측에서 최적의 난류를 가능하게 하고, 따라서 내측에 포함된 성분의 최적의 용해를 가능하게 한다. 공기가 또한, 기계의 주입 수단을 통해 물과 함께 주입되는 경우, 그것은 고압으로 도입되지 않으며; 압력은 바람직하게는 0.1 내지 1.5 바아, 더 바람직하게는 0.3 내지 0.5 바아에 포함된다. 본 발명에 따르면, 성분의 최적의 난류 및 용해는 고압에 의하지 않고, 고속에 의해 얻어진다.
본 명세서에 기술된 본 발명의 바람직한 실시예들에 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 (15)

  1. 식품 또는 음료 제조 기계에서 식용 제품을 제조하기 위한 성분을 포함하기 위한 가요성 또는 반가요성 폐쇄된 패키지(1)로서, 상기 식용 제품은 상기 성분을 상기 기계에 의해 상기 패키지 내에 주입된 혼합 유체와 혼합시킴으로써 제조되고, 상기 패키지(1)는,
    (i) 평탄한 패키지 몸체를 형성하는 가요성 또는 반가요성 측방향 벽들(2), 및
    (ii) 상기 기계의 유체 주입 요소의 삽입에 적응된 컵 형상의 하단 부분(3)을 포함하고,
    상기 패키지 몸체 및 컵 형상의 하단 부분은 가요성 재료, 바람직하게는 섬유 기반 재료로 제조된 단일편 세장형 1차 평탄한 블랭크 시트(5)로부터 형성되고, 상기 시트(5)는 그의 횡단 대칭축(Lx) 주위에서 U 형상으로 절첩되고, 그리고 그의 측방향 및 상부 에지들(4, 34)을 따라 밀봉되고, 상기 컵 형상의 하단 부분(3)은 오목한 하부 면(7) 및 볼록한 측방향 면들(8)을 갖는 중공 체적부이고, 상기 하부 면(7)의 프로파일 곡률은 상기 측방향 면들(8) 각각의 프로파일 곡률과 동일하고, 상기 1차 시트(5)는 그의 전체 두께를 통해 펀칭되는 1차 구멍(15)을 포함하고, 상기 1차 구멍(15)은 상기 컵 형상의 하단 부분(3)의 하부 면(7) 상에 위치되고, 상기 패키지(1)는,
    - 상기 패키지의 컵 형상의 하단 부분(3)의 내부 표면 상에 적어도 위치된 2차 두께 보강 시트(11) - 상기 2차 시트는 2차 구멍(16)을 포함함 -, 및
    - 상기 패키지의 벽들과 상기 2차 두께 보강 시트(11) 사이에 개재된 3차 얇은 시트(14)를 추가로 포함하는, 패키지(1).
  2. 제1항에 있어서, 상기 컵 형상의 하단 부분(3)은 육각형 프리즘 형상을 가지며, 상기 프리즘은 하향으로 연장되는 팁들(10)을 형성하도록 하향으로 연장되는, 패키지 횡단 축(Lx)과 정렬된 2개의 반대편 수직 에지들(9)을 갖고, 상기 연장된 에지들(9)은, 그 횡단 축(Lx)을 따라 모두 측정된 상기 패키지의 각각의 횡방향 단면에 대해, 상기 컵 형상의 하단 부분의 2개의 높이에 그의 하부 면의 폭을 더한 합이 일정하게 되는 높이를 갖는, 패키지(1).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 단일편 연장된 1차 평탄한 블랭크 시트(5)는 그의 내부 면 상에 실란트 층으로 코팅된 섬유 기반 재료로 제조되고, 상기 섬유 기반 층은 종이, 판지, 카바세 기반(cabasse-based) 재료, 대나무 기반 재료 또는 전분 기반 재료, 셀로판, 또는 이들의 조합의 목록 내에서 선택되는, 패키지(1).
  4. 제3항에 있어서, 상기 1차 평탄한 블랭크 시트(5)는 상기 섬유 기반 재료와 상기 실란트 층 사이에 개재된 배리어 코팅을 추가로 포함하고, 상기 배리어 코팅은 산소 및/또는 수분 전달에 대항하는 코팅이고, 금속화 코팅, 산화규소(SiOx) 코팅, 산화알루미늄(AlOx) 코팅, 원자층 침착(atomic layer deposition, ALD) 코팅, 또는 이들의 조합의 목록 내에서 선택되는, 패키지(1).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 1차 및 2차 구멍들(15, 16)의 직경은 1 mm 내지 20 mm, 바람직하게는 5 mm 내지 12 mm에 포함되는, 패키지(1).
  6. 제5항에 있어서, 상기 1차 구멍(15)의 직경은 상기 2차 구멍(16)의 직경과 동일하거나 그를 초과하는, 패키지(1).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 2차 두께 보강 시트(11)는 상기 2차 구멍(16)의 에지로부터 반경방향 외향으로 연장되는 복수의 반경방향 절단부들(22)을 포함하는, 패키지(1).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 2차 두께 보강 시트(11)는 실란트 층으로 코팅된 섬유 기반 재료로 제조되고, 상기 섬유 기반 층은 종이, 판지, 카바세 기반 재료, 대나무 기반 재료 또는 전분 기반 재료, 셀로판, 또는 이들의 조합의 목록 내에서 선택되는, 패키지(1).
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 3차 얇은 시트(14)는, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리락타이드(PLA), 폴리하이드록시알카노에이트(PHA), 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT), 폴리부틸렌 석시네이트(PBS), 폴리비닐 알코올(PVOH), 전분 기반 중합체, 식품 등급 산소 및/또는 수분 제거제(scavenger)를 포함하는 중합체, 또는 이들의 조합의 목록 내에서 선택되는 얇은 층인, 패키지(1)
  10. 제9항에 있어서, 상기 3차 얇은 시트는 연신 특성을 갖는 취입 또는 캐스트 중합체 필름으로 제조되는, 패키지(1).
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 기계적 코드들, 광학 코드들(색상 코드들 및 비-가시적 잉크로 인쇄된 코드들을 포함함), RFID 태그들, 1차원 바 코드들, 2차원 바 코드들, 자기 코드들, 전도성 코드들, 검출 구멍들, 또는 이들의 임의의 조합의 목록 내에서 선택된 식별 수단을 포함하는, 패키지(1).
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 패키지의 밀봉된 에지들(4) 내에 위치된 센터링 횡단 구멍들(12)을 추가로 포함하고, 상기 구멍들(12)은 음료 제조 동안 상기 기계에 대한 상기 패키지의 이동을 방지하도록 상기 음료 제조 기계의 센터링 핀들의 삽입에 적응되는, 패키지(1).
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오목한 하부 면(7)은 상기 컵 형상의 하단 부분(3)의 횡단 축과 종방향 축을 가로질러 중심을 둔 평탄한 부분(13)을 포함하는, 패키지(1).
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 패키지(1)는 사셰(sachet) 또는 파우치인, 패키지(1).
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 성분은, 수프, 과일 주스, 야채 주스, 부이용(bouillon), 커피, 초콜릿, 차, 우유 또는 크리머와 같은 유제품 성분, 스무디, 퓌레(puree), 쿨리스(coulis), 크림 또는 이들의 조합의 목록 내에서 선택된, 수용성 분말이거나 액체 또는 반액체 형태의 가용성 농축물이거나, 또는 상기 성분은 물에서 우려내도록 적응된 식물 잎을 포함하는, 패키지(1).
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